一种新能源汽车的充电站的制作方法

1.本技术涉及光伏发电技术领域，尤其是涉及一种新能源汽车的充电站。


背景技术：

2.近些年，应节能减排、环境保护和绿色出行等需要，新能源汽车得到了快速发展。目前，如何方便地进行充电成为了制约新能源汽车发展的重要问题之一。
3.现有的基于光伏发电的充电装置对电网的依赖程度高，在光伏发电不可用的时段，车辆必须通过接入电网进行充电。而大量新能源汽车同时接入电网会对电网的稳定性造成冲击，此外，在电力基础设施建设薄弱的区域，现有电网也难以满足汽车的用电需求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种新能源汽车的充电站，在光伏发电不可用的情况下利用储能装置为汽车充电，从而更有效地利用光伏设备产生的电能，减少用电成本，避免大量汽车同时接入电网会对电网造成的影响。
5.本技术实施例提供了一种新能源汽车的充电站，所述充电站包括：光伏发电装置和控制柜，所述控制柜包括依次连接的储能仓、控制仓和充电枪；
6.所述光伏发电装置与所述控制仓电连接，所述控制仓用于将所述光伏发电装置产生的电能源转换成符合要求的电能源；
7.所述控制仓用于将符合要求的电能源存储到所述储能仓，或将符合要求的电能源经过所述充电枪提供给新能源汽车；
8.所述控制仓用于将所述储能仓存储的符合要求的电能源经过所述充电枪提供给新能源汽车。
9.进一步的，所述充电站还包括车棚和车棚支架；
10.所述车棚支架的高度大于新能源汽车的高度，底部固定于地面，顶部连接所述车棚，所述光伏发电装置设置于所述车棚的上表面；
11.所述控制柜设置于所述车棚的下方，位于所述车棚的尾部，且固定于地面。
12.进一步的，所述控制仓包括直流/直流转换模块、直流/交流转换模块、系统控制模块；
13.所述系统控制模块分别连接所述直流/直流转换模块、所述直流/交流转换模块、所述光伏发电装置、所述储能仓和所述充电枪；
14.所述直流/直流转换模块的一端连接所述储能仓，所述直流/直流转换模块的另一端分别连接所述直流/交流转换模块的一端和所述光伏发电装置，所述直流/交流转换模块的另一端连接所述充电枪。
15.进一步的，所述直流/交流转换模块的另一端还连接到电网；
16.当所述储能仓存储的电能源不足且新能源汽车有充电需求时，所述电网用于经过所述充电枪向新能源汽车提供电能源。
17.进一步的，所述控制仓还包括无线通信模块；
18.所述无线通信模块连接所述系统控制模块；
19.所述无线通信模块与客户端无线通信连接，用于向所述客户端发送所述充电站的充电信息以及接收用户通过所述客户端发送的控制指令。
20.进一步的，所述控制仓表面设置显示屏；
21.所述显示屏连接所述系统控制模块；
22.所述显示屏用于输出显示所述充电站的充电信息，以及接收作业人员输入的控制指令。
23.进一步的，所述储能仓包括多个储能电池；
24.所述多个储能电池依次串联形成储能电池组。
25.进一步的，所述储能仓还包括烟雾传感器和温度传感器，所述控制仓还包括消防系统；
26.所述消防系统连接所述烟雾传感器和所述温度传感器；
27.所述消防系统的气体输出端连接灭火气体管道的气体输入端，所述灭火气体管道的气体输出端设置于所述储能仓内。
28.进一步的，所述光伏发电装置包括最大功率点跟踪太阳能控制器mptt以及光伏板或光伏薄膜；
29.所述mptt连接所述光伏板或所述光伏薄膜。
30.本技术实施例提供的一种新能源汽车的充电站，所述充电站包括：光伏发电装置和控制柜，所述控制柜包括依次连接的储能仓、控制仓和充电枪；所述光伏发电装置与所述控制仓电连接，所述控制仓用于将所述光伏发电装置产生的电能源转换成符合要求的电能源；所述控制仓用于将符合要求的电能源存储到所述储能仓，或将符合要求的电能源经过所充电枪提供给新能源汽车；所述控制仓用于将所述储能仓存储的符合要求的电能源经过所述充电枪提供给新能源汽车。
31.与现有技术中在光伏发电不可用的时段，车辆必须通过接入电网进行充电的充电站相比，本技术提供的充电站能够在光伏发电不可用的情况下利用储能装置为汽车充电，从而更有效地利用光伏设备产生的电能，减少用电成本，避免大量汽车同时接入电网会对电网造成的影响。
32.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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技术的某些实施例，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。
34.图1示出了本技术实施例所提供的一种新能源汽车的充电站的结构示意图之一；
35.图2示出了本技术实施例所提供的一种新能源汽车的充电站的结构示意图之二；
36.图3示出了本技术实施例所提供的一种新能源汽车的充电站的结构示意图之三；
37.图4示出了本技术实施例所提供的一种新能源汽车的充电站的a向结构示意图；
38.图5示出了本技术实施例所提供的一种新能源汽车的充电站的电路结构示意图；
39.图6示出了本技术实施例所提供的一种控制柜的b向结构示意图；
40.图7示出了本技术实施例所提供的一种控制柜的a向结构示意图。
具体实施方式
41.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术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技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，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每个其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.首先，对本技术可适用的应用场景进行介绍。本技术可作为新能源汽车的充电站。
43.经研究发现，现有的基于光伏发电的充电装置对电网的依赖程度高，在光伏发电不可用的时段，车辆必须通过接入电网进行充电。
44.基于此，本技术实施例提供了新能源汽车的充电站，在光伏发电不可用的情况下利用储能装置为汽车充电，从而更有效地利用光伏设备产生的电能，减少用电成本，避免大量汽车同时接入电网会对电网造成的影响。
45.请参阅图1，图1为本技术实施例所提供的一种新能源汽车的充电站的结构示意图。如图1中所示，本技术实施例提供的充电站100，包括：光伏发电装置110和控制柜120，所述控制柜120包括依次连接的储能仓130、控制仓140和充电枪150；
46.所述光伏发电装置110与所述控制仓140电连接，所述控制仓140用于将所述光伏发电装置110产生的电能源转换成符合要求的电能源；
47.所述控制仓140用于将符合要求的电能源存储到所述储能仓130，或将符合要求的电能源经过所述充电枪150提供给新能源汽车；
48.所述控制仓140用于将所述储能仓130存储的符合要求的电能源经过所述充电枪150提供给新能源汽车。
49.这里，光伏发电装置110用于将太阳能转化为电能，但光伏发电装置110产生的电能往往电压较高，因此需要控制仓140将光伏发电装置110产生的电能源转换成符合要求的电能源。当汽车没有接入充电站100时，将符合要求的电能源存储到所述储能仓130以待使用；当汽车接入充电站100有充电需求时，也可经过充电枪150将电能直接提供给新能源汽车。储能仓130用于存储光伏发电装置110产生的电能源。在光伏发电不可用的时段，如阴雨天、夜晚等，储能仓130可以将预先存储的电能源提供给新能源汽车，汽车不必接入电网即可充电。其中，充放电的管理和切换是通过控制仓140控制的。
50.这样，避免了汽车在光伏发电不可用的时段大量接入电网产生的冲击，在电力基础设施建设薄弱的区域，利用本技术提供的充电站也可以满足汽车充电的需求。
51.下面将结合图2至图4进一步说明一种新能源汽车的充电站的结构。
52.请参阅图2至图4，图2至图4为本技术实施例所提供的一种新能源汽车的充电站的
结构示意图。如图2至图4中所示，本技术实施例提供的充电站，还包括车棚2和车棚支架3；
53.所述车棚支架3的高度大于新能源汽车的高度，底部固定于地面5，顶部连接所述车棚2，所述光伏发电装置1设置于所述车棚2的上表面；
54.所述控制柜4设置于所述车棚2的下方，位于所述车棚2的尾部，且固定于地面5。
55.这里，所述车棚2可以为平面或者曲面。当车棚2为平面时，充电站的结构如图2所示；当车棚2为曲面时，充电站的结构如图3所示。图4为充电站的a向结构示意图。
56.这样，充电站可以作为停车棚使用。车棚2设置于车棚支架3和控制柜4的上方，并覆盖车棚支架3和控制柜4，具有遮阳和挡雨的功能。光伏发电装置1设置于车棚2的上表面以充分利用太阳能，为提高阳光接受面积，车棚2可以倾斜设置，并根据当地光照强度最大时的太阳角度设置倾斜角度。光伏发电装置1由光电效应产生的电能通过沿车棚支架3设置的电缆传输到控制柜4。在停车时，汽车的尾部靠近控制柜4，便于通过控制柜4上设置的充电枪为汽车充电。
57.进一步的，因同一地区在不同季节的光照强度最大的太阳角度并不相同，同一地点在一天内不同时段的太阳照射角度也不相同，可以将车棚2设置为倾斜角度可调节的车棚。
58.在一个具体的实施例中，建设一个如图2所示的新能源汽车的充电站。车棚2长5.8m，宽3m，与地面5的夹角为15度。车棚支架高2.3m，通过两根主支撑杆固定于地面，两根主支撑杆之间相距2.5m。控制柜4位于两根主支撑杆之间，高1.8m，宽2.8m，厚0.7m，由20cm混凝土基座固定于地面。控制柜4的柜体为集装箱结构，接缝处密封处理，符合ip54等级。
59.请参阅图5，图5为本技术实施例所提供的一种新能源汽车的充电站的电路结构示意图。如图5中所示，本技术实施例提供的充电站300包括：光伏发电装置310和控制柜320，所述光伏发电装置310与所述控制柜320高压电连接，所述控制柜320包括依次高压电连接的储能仓330、控制仓340和充电枪350；
60.所述光伏发电装置310包括最大功率点跟踪太阳能控制器(mptt)311以及光伏板或光伏薄膜312；所述mptt311与所述光伏板或光伏薄膜312高压电连接。
61.其中，mptt311能够实时侦测光伏板或光伏薄膜312的发电电压，使光伏发电装置310以最大功率输出，提高太阳能的利用效率和充电效率。
62.所述储能仓330包括多个储能电池a1、
…
ai、
…
an，其中i、n为大于1的正整数；所述多个储能电池a1、a2、
……
an依次串联形成储能电池组331；所述储能仓330还包括烟雾传感器332和温度传感器333。
63.这里，烟雾传感器332和温度传感器333实时监测储能仓330中的温度和烟雾。
64.所述控制仓340包括直流/直流转换模块341、直流/交流转换模块342、系统控制模块343、无线通信模块344和消防系统345。
65.所述直流/直流转换模块341的一端高压电连接所述储能仓330，所述直流/直流转换模块341的另一端分别高压电连接所述直流/交流转换模块342的一端和所述光伏发电装置310中的mptt311，所述直流/交流转换模块342的另一端高压电连接所述充电枪350；所述直流/交流转换模块342的另一端还高压电连接电网，当所述储能仓330存储的电能源不足且新能源汽车有充电需求时，所述电网用于经过所述充电枪350向新能源汽车提供电能源。
66.所述消防系统345通讯连接所述烟雾传感器332和所述温度传感器333；所述消防
系统345的气体输出端连接灭火气体管道的气体输入端，所述灭火气体管道的气体输出端设置于所述储能仓330内。
67.这里，当烟雾传感器332和温度传感器333监测到温度超过预设阈值或监测到有烟雾产生时会触发消防系统345中的气体发射装置，消防系统345中的气体发射装置通过灭火气体管道向储能仓330中喷射灭火气体，如二氧化碳、惰性气体等。
68.所述系统控制模块343分别与所述直流/直流转换模块341、所述直流/交流转换模块342、所述无线通信模块344、所述储能仓330、所述充电枪350和所述光伏发电装置310中的mptt311通讯连接。
69.这里，系统控制模块343用于控制充电站300中各器件的工作，控制充电站300储能和充电的管理与切换。
70.进一步的，所述控制仓340表面设置显示屏，所述显示屏通讯连接所述系统控制模块343；所述显示屏用于输出显示所述充电站的充电信息，以及接收作业人员输入的控制指令。
71.下面将结合图5进一步说明充电站300的工作原理。
72.本技术所提供的充电站300结合光伏发电、储能、电网充电和向电网回馈电能为一体。
73.光伏发电装置310向储能仓330充电时，因为光伏发电装置310的电压较高，因此需要控制仓340中的直流/直流转换模块341将光伏发电装置310产生的电能源的电压降低至向储能仓330充电的额定电压；
74.光伏发电装置310也可以经过充电枪350直接向新能源汽车充电，因为充电枪350输入的电能源必须为交流电，需要控制仓340中的直流/交流转换模块342将光伏发电装置310产生的直流电转换为交流电，并调整至充电枪350工作的额定电压。充电枪350连接新能源汽车，向新能源汽车供电。
75.在光伏发电装置310不可用或发电功率较低的时段，如夜晚或阴雨天气，可以由储能仓330向新能源汽车供电。具体的，储能仓330中存储的电能源经过直流/直流转换模块341、直流/交流转换模块342和充电枪350提供给汽车。这里，因为光伏发电装置310和储能仓330的电压相差较大，为避免较大的电压差在控制仓340内形成环流，储能仓330对外提供的直流电需要先经过直流/直流转换模块341转换为电压较高的直流电，再经过直流/交流转换模块342转换为电压较低的交流电，并传输至充电枪350。
76.在光伏发电装置310不可用或发电功率较低的时段，若此时储能仓330中存储的电能不足，则由电网通过充电枪350向汽车供电。
77.进一步的，若储能仓330存储的电能源充足且新能源汽车没有充电需求时，光伏发电装置310产生的电能可以经过直流/交流转换模块342回馈电网。储能仓330存储的电能也可以经过直流/直流转换模块341、直流/交流转换模块342回馈电网。同样的，电网也可以向储能仓330充电。
78.这些储能、充电过程的管理与切换都是由系统控制模块343实现的。系统控制模块343还连接有无线通信模块344，无线通信模块344与客户端无线通信连接，用于向客户端发送充电站300的充电信息以及接收用户通过客户端发送的控制指令。充电信息可以包括储能仓的330的储能情况，光伏发电装置310的发电功率、汽车的充电百分比、电池寿命预估及
提醒等信息。通过向客户端发送充电站300的充电信息以及接收用户通过客户端发送的控制指令，实现充电站300的远程维护。
79.系统控制模块343还连接有设置在控制仓340表面的显示屏，显示屏用于输出显示充电站300的充电信息，以及接收作业人员输入的控制指令。通过显示屏显示充电信息以及接收控制指令，现场的作业人员也可以方便地获取充电站300的充电信息，以及进行充电站300的维护。
80.请参阅图6和图7，图6为本技术实施例所提供的一种控制柜的b向结构示意图，图7为本技术实施例所提供的一种控制柜的a向结构示意图。
81.控制柜中包括储能仓6和控制仓7和充电枪12。如图6所示，在控制柜的b向视图中，控制仓7的表面设置有显示屏11，连接有充电枪12。如图7所示，在控制柜的a向视图中，控制柜的a向表面设置有电池维护仓门8和设备维护仓门10。
82.如图7所示，电池维护仓门8打开后，门内的储能仓6中设置有隔断，其中放置储能电池9，储能仓6分为4层，每一层被分割成4个小仓，放置储能电池9，单个储能电池9为24v系统，总共形成384v系统，共可存放30kwh能量。
83.进一步的，所述储能电池9包括梯次电池，梯次电池是对动力电池的回收再利用和升级利用。随着新能源汽车的快速发展，我国将逐步进入动力电池规模化退役阶段。2020～2022年，我国动力电池累计退役量将达到90.5gwh。储能领域是梯次电池较为适合的应用场景，结合光伏设备的使用，可以充分发挥梯次电池的剩余价值。
84.本技术提供的新能源汽车的充电站，将光伏设备铺设于停车棚上，构成了一种家庭式微网光储充系统，考虑用户的使用习惯，可以在日间汽车外出使用时通过光伏发电设备为储能仓电池充电，在夜间光伏发电不可用的时段，使用储能仓存储的电能为汽车充电。还可以将光伏设备产生的电能和储能仓存储的电能回馈电网，降低电费成本。储能仓与充电设备采用一体化设计的控制柜，节省空间，便于维护。
85.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
86.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
87.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
88.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
89.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申
请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。