充电装置以及充电站的制作方法

本实用新型涉充电技术领域，具体而言，涉及一种充电装置以及充电站。

背景技术：

传统的充电装置高度依靠于电网，在发生电力故障的时候或者在无电地区，存在无法充电的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种充电装置以及充电站，以解决在发生电力故障的时候或者在无电地区，无法充电的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例所提供的技术方案如下所示：

第一方面，本实用新型提供一种充电装置，包括：光伏发电模块、风力发电模块、储能模块、充电模块以及交流母线；所述光伏发电模块、所述风力发电模块分别通过所述交流母线连接至所述充电模块以及所述储能模块，所述充电模块通过所述交流母线连接至所述储能模块。

在第一方面的可选实施例中，所述光伏发电模块包括：光伏组件以及 DC/AC并网变流器；所述光伏组件与所述DC/AC并网变流器的输入端连接，所述DC/AC并网变流器的输出端与所述交流母线连接；所述风力发电模块包括：风力发电机以及AC/AC并网变流器；所述风力发电机与所述AC/AC 并网变流器的输入端连接，所述AC/AC并网变流器的输出端与所述交流母线连接。

在第一方面的可选实施例中，所述储能模块包括：储能蓄电池、双向变流器；所述储能蓄电池与所述双向变流器连接，所述双向变流器与所述交流母线连接。

在第一方面的可选实施例中，所述储能蓄电池为磷酸铁锂二次电池。

在第一方面的可选实施例中，所述储能模块还包括：BMS系统，所述 BMS系统与所述储能蓄电池连接。

在第一方面的可选实施例中，所述充电模块包括交流充电桩。

在第一方面的可选实施例中，所述储能模块以及所述充电模块通过所述交流母线连接至电网。

在第一方面的可选实施例中，所述装置还包括：潮流控制器，所述潮流控制器的交流侧与所述电网连接，所述潮流控制器的直流侧与直流母线连接。

第二方面，本实用新型还提供一种充电站，包括：第一方面所述充电装置以及车棚；所述光伏发电模块以及所述风力发电模块设置在所述车棚顶部；所述储能模块以及所述充电模块设置在所述车棚下方。

在第二方面的可选实施例中，充电站还包括：设置在所述车棚上的照明设备以及设置在所述车棚下方的监控设备以及多媒体播放器。

本实用新型实施例提供一种充电装置以及充电站，其中，所述充电装置包括：光伏发电模块、风力发电模块、储能模块、充电模块以及交流母线；所述光伏发电模块、所述风力发电模块分别通过所述交流母线连接至所述充电模块以及所述储能模块，所述充电模块通过所述交流母线连接至所述储能模块。该装置通过光伏发电和风力发电，在为充电模块提供电能的同时，使储能模块储存电能，因此，当不存在电网时，该装置也能通过光伏发电以及风力发电产生的电能和储能模块储存的电能给充电模块供电，使其在发生电力故障的时候或者在无电地区，也能进行充电。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种充电装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种充电装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的储能模块的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的充电装置与电网连接的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种充电站的侧视图；

图6为本实用新型实施例提供的一种充电站的主视图。

图标：

10-充电装置；100-光伏发电模块；110-光伏组件；120-DC/AC并网变流器；200-风力发电模块；210-风力发电机；220-AC/AC并网变流器；300- 储能模块；310-储能蓄电池；320-双向变流器；330-BMS系统；400-充电模块；500-交流母线；600-电网；700-车棚；800-照明设备；900-监控设备； 1000-多媒体播放器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的一种充电装置的结构示意图，包括：光伏发电模块100、风力发电模块200、储能模块300、充电模块400以及交流母线500。所述光伏发电模块100、所述风力发电模块200 分别通过所述交流母线500连接至所述充电模块400以及所述储能模块300，所述充电模块400通过所述交流母线500连接至所述储能模块300。

具体的，光伏发电模块100用于将光能转换为电能，风力发电模块200 用于将风能转换为电能，储能模块300用于储存光伏发电模块100以及风力发电模块200产生的电能，充电模块400用于给需要充电的外部设备进行充电。当充电装置10所在的地区有充足的阳光照射和/或强劲的风力时，光伏发电模块100和/或风力发电模块200可以将光能和/或风能转换为电能，一部分通过交流母线500输送给充电模块400，以使充电模块400能够给外部设备提供充足的电能，另一部分通过交流母线500输送给储能模块300，以使储能模块300储存足够的电能；当充电装置10所在的地区没有充足的阳光照射以及强劲的风力或者阳光照射强度不足以及风力较弱时，充电模块400提供给外部设备的电能，一部分通过交流母线500从光伏发电模块 100和风力发电模块200输送过来，另一部分通过交流母线500从储能模块 300输送过来。

需要说明的是，光伏发电模块100、风力发电模块200、储能模块300、充电模块400以及交流母线500的数量以及容量本实用新型实施例都不作具体的限定，可以根据实际充电装置10建设地区负荷来决定。其中，多个光伏发电模块100、多个风力发电模块200、多个储能模块300以及多个充电模块400均可以分别连接在不同的交流母线500上。

在本实施例中，充电装置10通过光伏发电模块100、风力发电模块200 以及储能模块300等多种能源的融合接入，使得该充电装置10能够在多种情况下使用，即使在发生电力故障的时候或者在无电地区，也能进行充电，并且能够节约能源。

可选的，请参照图2，图2为本实用新型实施例提供的另一种充电装置的结构示意图，所述光伏发电模块100包括：光伏组件110以及DC/AC (Direct Current/Alternating Current，直流/交流)并网变流器120，所述风力发电模块200包括：风力发电机210以及AC/AC(Alternating Current /Alternating Current，交流/交流)并网变流器220。所述光伏组件110与所述DC/AC并网变流器120的输入端连接，所述DC/AC并网变流器120的输出端与所述交流母线500连接，所述风力发电机210与所述AC/AC并网变流器220的输入端连接，所述AC/AC并网变流器220的输出端与所述交流母线500连接。

具体的，光伏组件110将光能转换为电能，该电能经过DC/AC并网变流器120的转换后经交流母线500输送至充电模块400；风力发电机210将风能转换为电能，该电能经过AC/AC并网变流器220的转换后经交流母线 500输送至充电模块400。

需要说明的是，光伏组件110可以为太阳能电池板、光伏陶瓷瓦、光伏彩钢瓦等设备，风力发电机210可以为异步发电机、同步发电机、垂直轴发电机等设备。DC/AC并网变流器120包括逆变电路，将直流电转换为交流电，实现光伏组件110在交流侧并网；AC/AC并网变流器220包括变流变化电路，将给定电压、频率和相数的交流电变换成不同电压、频率和/ 或相数的交流电。

在本实施例中，光伏发电模块100包括光伏组件110以及DC/AC并网变流器120，风力发电模块200包括风力发电机210以及AC/AC并网变流器220，使光伏发电模块100以及风力发电模块200获得的电能能够通过交流母线500输送至充电模块400。

可选的，请参照图2，所述储能模块300包括：储能蓄电池310、双向变流器320。所述储能蓄电池310与所述双向变流器320连接，所述双向变流器320与所述交流母500线连接。其中，所述储能蓄电池310可以为磷酸铁锂二次电池。

具体的，储能模块300充电时，光伏发电模块100和/或风力发电模块200产生的电能经交流母线500传输至双向变流器320，经过双向变流器320 的转换输送至储能蓄电池310内储存；储能模块300放电时，储能蓄电池 310内的电能经过双向变流器320的转换，经交流母线500传输至充电模块 400，为充电模块400供电。

需要说明的是，储能蓄电池310可以为铅酸蓄电池、以磷酸铁锂为正极材料的锂离子储能电池等，也可以为上述材料制成的二次电池。其中，二次电池是利用化学反应的可逆性，组建成一个新电池，即当一个化学反应转化为电能之后，还可以用电能使化学体系修复，然后再利用化学反应转化为电能，使电池放电后通过充电的方式使活性物质激活从而能够继续使用。双向变流器320可以为PCS(Power Conversion System，储能变流器)，控制储能蓄电池310的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网600 情况下可以直接为交流负荷供电。

在本实施例中，储能模块300包括储能蓄电池310以及双向变流器320，使储能模块300能够通过交流母线500进行充放电的双向过程，同时可以采用磷酸铁锂二次电池，从而节约能源。

可选的，请参照图3，图3为本实用新型实施例提供的储能模块的结构框图，所述储能模块300还包括：BMS系统(Battery Manangement System，电池管理系统)330，所述BMS系统330与所述储能蓄电池310连接。

具体的，BMS系统330能够准确估测储能蓄电池310的SOC(State of Charge，荷电状态)，即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池造成损伤；BMS系统330能够在储能蓄电池 310充放电过程中，实时采集储能蓄电池310的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象，同时能够及时给出储能蓄电池310的状况，挑选出有问题的储能蓄电池310，保持储能蓄电池 310运行的可靠性和高效性；BMS系统330还能维持储能蓄电池310间的均衡，提高储能蓄电池310的利用率。

本实施例中，储能模块300还包括BMS系统300，防止储能蓄电池310 出现过度充电和过度放电的情况，提高储能蓄电池310的利用率。

可选的，所述充电模块400包括交流充电桩。

具体的，充电桩的输入端接收经过交流母线500通过光伏发电模块100、风力发电模块200以及储能模块300输送而来的电能，输出端装有充电插头用于给需要充电外部设备进行充电。充电桩可以固定在地面或者墙壁上，根据不同的电压等级为各种型号的外部设备充电。

充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的充电模块400不限于交流充电桩，也可以为充电插头、充电底座等设备。

在本实施例中，采用交流充电桩作为充电模块400，实现通过充电装置 10为电动汽车等外部设备充电的功能.

可选的，请参照图4，图4为本实用新型实施例提供的充电装置与电网连接的结构示意图，所述储能模块300以及所述充电模块400通过所述交流母线500连接至电网600。

具体的，本实用新型实施例提供的充电装置10还可以与电网600连接。当电网600正常工作时，电网600可以与光伏发电模块100、风力发电模块 200一起通过交流母线500为储能模块300以及充电模块400供电；当电网 600无法正常工作或者电力不足时，光伏发电模块100以及风力发电模块 200或者储能模块300可以为充电模块400供电。

在本实施例中，充电装置10还可以与电网600连接，采用风电、光伏、储能、电网600等多种能源融合接入的方式，实现多能互补、能效管理的目的，同时满足了不同情况下的充电需求。

可选的，所述充电装置10还包括：潮流控制器，所述潮流控制器的交流侧与所述电网600连接，所述潮流控制器的直流侧与直流母线连接。

具体的，潮流控制器由若干三电平模块化整流模块并联组成，其交流侧引至电网600，直流侧并联接直流母线，通过集中控制单元实现载波同步和均流控制。

本实用新型实施例提供了一种充电装置10，包括光伏发电模块100、风力发电模块200、储能模块300、充电模块400以及交流母线500，实现在发生电力故障的时候或者在无电地区，也能进行充电的功能。

第二实施例

请参照图5，图5为本实用新型实施例提供的一种充电站的侧视图，该充电站20包括：第一实施例中所述充电装置10以及车棚700。所述光伏发电模块100以及所述风力发电模块200设置在所述车棚700顶部，所述储能模块300以及所述充电模块400设置在所述车棚700下方。

具体的，光伏组件110铺设在车棚700的顶部，并布置风力发电机210，用于给充电模块400供电，储能模块300以及充电模块400设置在车棚700 下方用于给外部设备充电。

充电站20可以设置孤网和并网2种运行方式：在并网运行状态下，风力发电模块200、光伏发电模块100共同或单独与电网600为充电模块400 及充电站20站用负荷供电，储能模块300根据其剩余电量，决定充电或放电；在孤网运行状态下，电网600不参与供电，风力发电模块200、光伏发电模块100为充电模块400及充电站20站用负荷供电，储能模块300根据其剩余电量，决定充电或放电。

需要说明的是，在为电动汽车充电时，可以采用垂直轴风力发电机、太阳能发电板以及交流充电桩，从而利用有效的空间面积，减少了场地限制，并且在发生电力故障的时候或者在无电地区，该充电站20也能进行充电。

可选的，请参照图6，图6为本实用新型实施例提供的一种充电站的主视图，充电站20还包括：设置在车棚700上的照明设备800以及设置在车棚700下方的监控设备900以及多媒体播放器1000。

具体的，车棚700上设置有照明设备800，用于在夜晚或是较暗处进行照明。车棚700下方还设置有监控设备900以及多媒体播放器1000，监控设备900用于监控整个充电站20，避免出现人为破坏等问题；多媒体播放器1000设置在充电桩后方的墙壁上，实现充电站20与用户的交互，用户可以通过该多媒体播放器1000实现付款、查看等功能。

本实用新型实施例提供了一种充电站20，包括第一实施例中的充电装置10以及车棚700，还可以包括照明设备800、监控设备900以及多媒体播放器1000，实现一个能够产生多种运行模式的充电站20，在节约能源的同时，采用较小的体积实现多种能源并入的充电方式。

综上所述，本实用新型实施例提供一种充电装置10以及充电站20，其中，所述充电装置10包括：光伏发电模块100、风力发电模块200、储能模块300、充电模块400以及交流母线500；所述光伏发电模块100、所述风力发电模块200分别通过所述交流母线500连接至所述充电模块400以及所述储能模块300，所述充电模块400通过所述交流母线500连接至所述储能模块300。该装置通过光伏发电和风力发电，在为充电模块400提供电能的同时，使储能模块300储存电能，因此，当不存在电网600时，该装置也能通过光伏发电以及风力发电产生的电能和储能模块300储存的电能给充电模块400供电，使其在发生电力故障的时候或者在无电地区，也能进行充电。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。