一种储能式直流充电桩的制作方法

1.本实用新型涉及充电桩领域，特别涉及一种储能式直流充电桩。


背景技术：

2.电动汽车充电桩作为电动汽车的能量补给装置，其充电性能关系到电池组的使用寿命、充电时间。这也是消费者在购买电动汽车之前最为关心的一个方面之一。实现对动力电池快速、高效、安全、合理的电量补给是电动汽车充电器设计的基本原则，另外，还要考虑充电器对各种动力电池的适用性。目前，充电桩按照充电方式分为直流充电桩、交流充电桩和交直流一体充电桩，其中，直流充电桩功率一般比较大，对电网负荷要求较大，单个桩达到60kw～480kw，尤其是大规模应用后，对电网影响更大。
3.为了解决这一问题，有申请号为cn201821826692.5(授权公告号为cn209224963u)的中国实用新型专利公开了一种用于电动汽车的储能式直流充电桩，包括交流充电机、储能电池、dc/dc变换电路、主控电路、充电枪以及充电控制电路，交流充电机、储能电池以及dc/dc变换电路分别与主控电路电连接，主控电路通过充电控制电路与外部电动汽车的充电接口电连接，交流充电机以及储能电池分别与dc/dc变换电路电连接，交流充电机与储能电池电连接，dc/dc变换电路通过充电枪与外部电动汽车的充电接口电连接，充电枪与充电控制电路电连接。该直流充电桩需要额外的交流充电机，但这种直流充电桩是先利用交流充电机的电能，如果电能还不够时再从储能电池中汲取，如果交流充电机电能足够时，则给储能电池充电，这种直流充电桩实际上还是优先使用了交流充电机的电能。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种根据监测情况调整供电模块的工作情况以提高能源利用率的储能式直流充电桩。
5.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种储能式直流充电桩，其特征在于：包括有：
6.ac
‑
dc模块，其输入端连接交流电网；
7.储能电池，与ac
‑
dc模块的输出端相连接；
8.第一dc
‑
dc模块，其输入端与连接在储能电池与ac
‑
dc模块的输出端之间，其输出端与负载相连接，用于为负载供电；
9.控制模块，与储能电池和负载相通讯连接，并且，控制模块与ac
‑
dc模块的控制端和第一dc
‑
dc模块的控制端相连接，用于根据监测储能电池和负载的情况控制ac
‑
dc模块和第一dc
‑
dc模块工作与否。
10.为了实现其他能源的利用，还包括有光伏电池组以及与光伏电池组相连接第二dc
‑
dc模块，所述第二dc
‑
dc模块与第一dc
‑
dc模块的输入端相连接。
11.进一步的，所述光伏电池组与第二dc
‑
dc模块之间通过第一动力线连接。
12.进一步的，所述第二dc
‑
dc模块与第一dc
‑
dc模块之间通过第二动力线连接。
13.所述控制模块还与光伏电池组相通讯连接，并且与第二dc
‑
dc模块的控制端相连接。
14.为了实现控制模块的供电，还包括与第一dc
‑
dc模块相连接的第三dc
‑
dc模块，所述第三dc
‑
dc模块的输出端与控制模块相连接，用于为控制模块供电。上述第三dc
‑
dc模块将电压转换成低压，以供控制模块使用。
15.进一步的，所述ac
‑
dc模块与交流电网之间通过第三动力线连接。
16.进一步的，所述第一dc
‑
dc模块与负载之间通过第四动力线连接。
17.为了实现上述各部件的监测，还包括用于采集第一动力线、第二动力线、第三动力线和第四动力线上电压的电压采集模块，所述电压采集模块与控制模块相连接。
18.优选的，所述储能电池为动力电池堆。动力电池堆为回收的电池，这样，可以充分利用回收的电池，提高能源的利用率。
19.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过控制模块与负载和储能电池之间通讯连接，以实现对负载和储能电池的监测，且控制模块通过监测结果控制ac
‑
dc模块和第一dc
‑
dc模块是否工作，因此本直流充电桩通过控制模块实现了智能化充电，不同于现有的单一充电模式，在交流电网断电后也实现短暂供电，充分利用了电能，提高了能源利用率。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例中储能式直流充电桩的原理框图；
21.图2为图1中储能式直流充电桩的控制框图。
具体实施方式
22.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
23.如图1和图2所示，一种储能式直流充电桩包括有：
24.ac
‑
dc模块7，其输入端连接交流电网9；其中，正常情况下，交流电网9的电压为380v；ac
‑
dc模块为能实现交流电ac转换成直流电dc的模块，可采用现有的模块单元；
25.储能电池5，与ac
‑
dc模块7的输出端相连接；
26.第一dc
‑
dc模块11，其输入端与连接在储能电池5与ac
‑
dc模块7的输出端之间，其输出端与负载13相连接，用于为负载13供电；本实施例中，负载13为电动汽车；
27.控制模块15，与储能电池5和负载13相通讯连接，并且，控制模块15与ac
‑
dc模块7的控制端和第一dc
‑
dc模块11的控制端相连接，用于根据监测储能电池5和负载13的情况控制ac
‑
dc模块7和第一dc
‑
dc模块11工作与否。其中，上述控制模块15可以包含多个控制系列组，ac
‑
dc模块7的控制端和第二dc
‑
dc模块11的控制端均为能控制ac
‑
dc模块7和第二dc
‑
dc模块11开启或关闭的端口，则通过控制模块15发送控制ac
‑
dc模块7或第二dc
‑
dc模块11开启或关闭的控制信号，即可实现控制，可采用现有的电路控制模块。
28.为了实现能源利用率，还包括有光伏电池组1以及与光伏电池组1相连接第二dc
‑
dc模块3，第二dc
‑
dc模块3与第一dc
‑
dc模块11的输入端相连接。
29.为了实现上述电路中的低压供电，还包括与第一dc
‑
dc模块11的输入端相连接的第三dc
‑
dc模块10，第三dc
‑
dc模块10的输出端通过第五动力线14与控制模块15相连接，用于为控制模块15供电。另外，控制模块15还与光伏电池组1相通讯连接，并且与第二dc
‑
dc模
块3的控制端相连接。
30.其中，光伏电池组1与第二dc
‑
dc模块3之间通过第一动力线2连接；第二dc
‑
dc模块3与第一dc
‑
dc模块11之间通过第二动力线4连接；ac
‑
dc模块7与交流电网9之间通过第三动力线8连接；第一dc
‑
dc模块11与负载13之间通过第四动力线12连接。为了能实现上述各模块的输出监测，上述充电桩还包括用于采集第一动力线2、第二动力线4、第三动力线8和第四动力线12上电能的电压采集模块，电压采集模块与控制模块15相连接。储能电池5通过第六动力线6连接到第二动力线4上，因此上述第二动力线4作为电能传输的总线。
31.上述第二dc
‑
dc模块3用于实现第一动力线2上的电压到第二动力线4上的电压转换，ac
‑
dc模块7用于实现第三动力线8上的电压到第二动力线4上的电压转换，第一dc
‑
dc模块11用于实现第二动力线4上的电压到第四动力线12上的电压转换，当然，相应的，第三dc
‑
dc模块10用于实现第二动力线4上到第五动力线14上的电压转换。
32.本实施例中，储能电池5为回收的动力电池堆。当然，光伏电池组1也可以是风机加ac
‑
dc可调模块的组合或者是其它清洁发电能源，通过光伏电池组1储存太阳光的电能，提高能源利用率。
33.本充电桩通过第二dc
‑
dc模块3和ac
‑
dc模块7将光伏电池组1和交流电网9的电能传输至第二动力线4上，储能电池5作为能同时为第二动力线4供电，也可以从第二动力线4中获取电能的部件，提高了电能的利用率，并且通过第一dc
‑
dc模块11将第二动力线4上的电压转换成能供负载13使用的电压。
34.本实施例的工作过程为：通过控制模块5与负载13之间交互，当负载13需要充电时，则通过控制模块5控制第一dc
‑
dc模块11工作，反之，则第一dc
‑
dc模块11不工作；其中，上述充电桩的供电分为下面几个部分：
35.(1)、光伏电池组1的供电过程：控制模块15检测第一动力线2的电量供应是否充足，如是，则通过控制模块15控制第二dc
‑
dc模块3工作，第二dc
‑
dc模块3向第二动力线4提供能量，并继续检测第一动力线2的电量供应是否充足；如否，则通过控制模块15断开第二dc
‑
dc模块3工作；
36.(2)、储能电池5的供电过程：控制模块15检测储能电池5的电量供应是否充足，如是，则通过控制模块15控制ac
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dc模块7关闭；如否，则通过控制模块15控制ac
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dc模块7工作，ac
‑
dc模块7向第二动力线4提供能量；
37.(3)、交流电网9的供电过程：控制模块15检测第一动力线2和储能电池5的电量均供应不足时，则通过控制模块15控制ac
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dc模块7工作，交流电网9通过ac
‑
dc模块7向第二动力线4提供能量；
38.上述光伏电池组1、储能电池5和交流电网9可以一个或多个同时为负载13供电，可根据实际情况选择不同的模块进行供电；在交流电网9处于掉电状态时，则可以利用光伏电池组1和储能电池5中的电量为车辆充电，例如：当第一动力线2和第三动力线8处于掉电状态时，此时计算储能电池5的储量，并且当有车辆进行充电时，对车辆进行充电，此时若计算到储能电池5电量处于低电量状态时，暂停对车辆进行充电，直到系统监控到第一动力线2或者第三动力线8恢复上电状态时继续对车辆进行充；当需要调整储能电池5储存电量时，可通过动态调整第二dc
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dc模块3和ac
‑
dc模块7到第二动力线4的电压从而来调整储能电池5的储量；还可以考虑优先采用电网谷电对储能电池5进行充电，电网处于峰电时有给车辆
充电需求时优先采用储能电池5储能电给车辆供电。
39.本实施例中储能电池5为二次回收的动力电池堆，一方面能有效防止车辆充电过程中突然掉电而导致充电停止，另一方面可以充分利用二次回收动力电池，提高动力电池的使用率，减少电池报废对环境的影响；另外，本实施例中充分利用清洁能力，降低对电网能源需求，大规模应用后尤为明显，充分利用谷电对储能电池5进行充电，峰电时对车辆充电，降低充电费用，提高输出电价，提高系统盈利且能够平滑电网波动，起到削峰填谷作用。
40.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。