兼容光伏太阳能充电和电网市电充电的电动汽车换电站架构的制作方法

专利2022-05-09  95

本发明涉及电动汽车换电站的一种分体式架构。



背景技术:

现有电动汽车换电站依赖于电网市电充电,而电网电力需统筹全国电力需求,当全国汽车全部淘汰轮换为电动汽车后且都采用换电站换电方式后,换电站电池组充电能耗会对电网造成超负荷运行,同时换电站运营成本也会受制于电网电价居高不下,因此将可再生新能源光伏充电和换电站有机结合即可减轻电网承载压力,又可降低换电站运营成本,同时将换电站内部电池组仓储架分离出来在全区域换电站之间轮转又可保障换电供需平衡。



技术实现要素:

1、现有电动汽车换电站整体构成分为1、外部换电车辆换电位2、内部网格式电池组仓位3、对应每个电池组的充电模块4、换电位和电池组仓位之间互换电池组的机械传动部件;

本架构将电池仓位从换电站整体结构中分离出来,形成一个由网格式电池组仓位仓储架和对应充电模块组成的独立电池仓模块,再将电池仓模块排布于载货卡车载货空间,整体一体化设计构成一个标准化可移动电池仓模块(以下简称为移动电池仓);

本架构采用可再生新能源光伏太阳能充电为主要充电方式,摆脱传统电网市电充电,节省电网电力,减少电网压力,同时摆脱电网市电依赖,进一步降低换电站充电成本;

2、光储换电站:由光伏矩阵、移动电池仓、换电站三个结构共同组成,区别于独立的光伏矩阵、换电站,光储换电站由三个独立单元集成于一个区域内,光储换电站适用于远郊、人口稀少区域,移动电池仓在光储换电站进行光伏充电的同时,又与换电站换电机械单元组合供应外部换电车辆换电需求,其次,当其他换电站满电电池组需求增加、供应不足时,又可与其他换电站交换移动电池仓,整体换电站运营系统全局联动,整体运营平衡供应;

3、换电站换电结构可分为三种;1、单排单向,单排释义移动电池仓电池组仓储架以移动车辆单元左车轮到右车轮中心线轴线方向仅排布一列电池组仓架,单向释义换电站车辆换电位仅处于换电站外部的一个方位,仅在换电站一侧进行换电车辆换电作业;2、双排单向,双排释义移动电池仓电池组仓储架以移动车辆单元左车轮到右车轮中心左右对称线对称排布两列电池组仓架,单向释义换电站车辆换电位仅处于换电站外部的一个方位,仅在换电站一侧进行换电车辆换电作业;3、双排双向,双排释义移动电池仓电池组仓储架以移动车辆单元左车轮到右车轮中心左右对称线对称排布两列电池组仓架,双向释义换电车辆换电位处于换电站外部两个对称的方位,两个方位可同时供应换电车辆换电作业;

4、当处于车流高峰车辆换电高峰期时,光伏矩阵太阳能充电无法满足换电需求时,换电站通过换电站内部充电接口用电网市电向移动电池仓充电,移动电池仓内置的充电模块具有流控功能,当处于光伏矩阵充电时使用低功率慢充,保护电池组使用寿命;当处于换电站通过电网市电充电时根据换电高峰需求自动调整充电功率,满足车流高峰期车辆换电需求。

具体实施方式

因大型光伏太阳能矩阵发电场(以下简称光伏矩阵)局限于场地因素大都建设于人员稀少远郊地区,且光伏发电场特性电力不平稳,发电功率较低等因素,如果强行接入城市电网并网发电在低压—高压再从电网高压转换成用户侧低压使用将会造成大量能量损失

1、光伏矩阵充电:标准化可移动电池仓模块包括人力驾驶和自动驾驶功能,使用哪种驾驶方式取决于地区法律政策规定,正常情况下,移动电池仓放置于远郊光伏矩阵充电,光伏矩阵依场地建设有对应每个移动电池仓总功率建造的单一独立充电车间,充电车间内部分布有移动电池仓车轮定位装置,可将移动电池仓精确固定于预设标准固定位置,同时移动电池仓与充电车间充电接口精确定位对接,当移动电池仓固定完毕后,移动电池仓与充电车间充电接口连接开始为移动电池仓装载的电池组充电,移动电池仓对应每个电池组配置有独立充电模块,因此光伏矩阵充电车间只需从光伏矩阵传输电力至移动电池仓即可,当移动电池仓充满电后,通过人力驾驶或自动驾驶将移动电池仓移出充电车间,换下一辆移动电池仓接替充电

2、换电站换电:移动电池仓充满电后通过人力驾驶或自动驾驶移动至电动汽车换电站,换电站内部设有和光伏矩阵充电车间一致的移动电池仓定位装置,将移动电池仓精确固定于换电站内部预设标准固定位置,同时换电站内部内置有电网市电充电接口,当移动电池仓精确定位于换电站内部时,换电站内部充电接口与移动电池仓连接,移动电池仓为标准化电池仓模块,与换电站换电机械传动部件之间相互匹配,换电机械部件自动在移动电池仓取放电池组并传递于换电站外部换电位的换电车辆之间

3、光伏矩阵和换电站交互方式:当移动电池仓在光伏矩阵充满电后,驾驶至换电站,此时等待换电站中的移动电池仓满电电池组全部更换为空荷电池组后,换电站内地移动电池仓驾驶至光伏矩阵进行充电,换电站外等候的移动电池仓驶入换电站完成交换流程;当处于车辆换电高峰期时,换电站内部移动电池仓将不再与光伏矩阵进行交换,转而由换电站内部电网市电进行充电

综上所述光伏太阳能充电、光伏太阳能矩阵发电场、光伏矩阵释义都是以光伏晶板和光伏太阳发电所构成的光伏发电单元,其具体示例为由若干个光伏组件或光伏板在机械和电气上按一定方式组装在一起并且具有固定的支撑结构而构成的直流发电单元

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明,但是应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行许多改变和修改。因此,其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的,并且应当理解,以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后,技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。以上的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征:

1.权利要求项1光伏太阳能充电和电网市电充电的电动汽车换电站架构:本架构中包括光伏太阳能充电、换电站、移动电池仓三个独立单元构成,三个独立单元即可独立作业,亦可协同交互作业。

2.权利要求项2根据权利要求1所述,其中所述包括移动电池仓由网格式电池组仓位仓储架、对应每个电池组仓位的充电模块、货车车体结构行驶单元总共三部分组成。

3.权利要求项3根据权利要求2所述,其中所述网格式电池组仓位仓储架是由无数个电池组独立仓位叠加组合的仓储架。

4.权利要求项4本架构移动电池仓主要充电方式为太阳能光伏充电,其次当处于换电站换电高峰期时,由换电站内部电网电力对移动电池仓进行充电。

5.权利要求项5光伏矩阵充电:标准化可移动电池仓模块包括人力驾驶和自动驾驶功能,使用哪种驾驶方式取决于地区法律政策规定,正常情况下,移动电池仓放置于远郊光伏矩阵充电,光伏矩阵依场地建设有对应每个移动电池仓总功率建造的单一独立充电车间,充电车间内部分布有移动电池仓车轮定位装置,可将移动电池仓精确固定于预设标准固定位置,同时移动电池仓与充电车间充电接口精确定位对接,当移动电池仓固定完毕后,移动电池仓与充电车间充电接口连接开始为移动电池仓装载的电池组充电,移动电池仓对应每个电池组配置有独立充电模块,因此光伏矩阵充电车间只需从光伏矩阵传输电力至移动电池仓即可,当移动电池仓充满电后,通过人力驾驶或自动驾驶将移动电池仓移出充电车间,换下一辆移动电池仓接替充电。

6.权利要求项6换电站换电:移动电池仓充满电后通过人力驾驶或自动驾驶移动至电动汽车换电站,换电站内部设有和光伏矩阵充电车间一致的移动电池仓定位装置,将移动电池仓精确固定于换电站内部预设标准固定位置,同时换电站内部内置有电网市电充电接口,当移动电池仓精确定位于换电站内部时,换电站内部充电接口与移动电池仓连接,移动电池仓为标准化电池仓模块,与换电站换电机械传动部件之间相互匹配,换电机械部件自动在移动电池仓取放电池组并传递于换电站外部换电位的换电车辆之间。

7.权利要求项7光伏矩阵和换电站交互方式:当移动电池仓在光伏矩阵充满电后,驾驶至换电站,此时等待换电站中的移动电池仓满电电池组全部更换为空荷电池组后,换电站内地移动电池仓驾驶至光伏矩阵进行充电,换电站外等候的移动电池仓驶入换电站完成交换流程;当处于车辆换电高峰期时,换电站内部移动电池仓将不再与光伏矩阵进行交换,转而由换电站内部电网市电进行充电。

8.权利要求项8光储换电站:由光伏矩阵、移动电池仓、换电站三个结构共同组成,区别于独立的光伏矩阵、换电站,光储换电站由三个独立单元集成于一个区域内,光储换电站适用于远郊、人口稀少区域,移动电池仓在光储换电站进行光伏充电的同时,又与换电站换电机械单元组合供应外部换电车辆换电需求,其次,当其他换电站满电电池组需求增加、供应不足时,又可与其他换电站交换移动电池仓,整体换电站运营系统全局联动,整体运营平衡供应。

9.权利要求项9根据权利要求5和权利要求6和权利要求7所述,其中所述包括移动电池仓车轮定位方式,将移动电池仓固定于精确位置。

10.权利要求项10换电站换电结构可分为三种;①、单排单向,单排释义移动电池仓电池组仓储架以移动车辆单元左车轮到右车轮中心线轴线方向仅排布一列电池组仓架,单向释义换电站车辆换电位仅处于换电站外部的一个方位,仅在换电站一侧进行换电车辆换电作业;②、双排单向,双排释义移动电池仓电池组仓储架以移动车辆单元左车轮到右车轮中心左右对称线对称排布两列电池组仓架,单向释义换电站车辆换电位仅处于换电站外部的一个方位,仅在换电站一侧进行换电车辆换电作业;③、双排双向,双排释义移动电池仓电池组仓储架以移动车辆单元左车轮到右车轮中心左右对称线对称排布两列电池组仓架,双向释义换电车辆换电位处于换电站外部两个对称的方位,两个方位可同时供应换电车辆换电作业。

技术总结
换电站内部电池组仓储架为可移动独立单元,可再生新能源光伏矩阵建设于郊区人员稀少区域,移动电池仓在光伏矩阵充电,充满电后由人工驾驶或自动驾驶至换电站,充满电移动电池仓和空荷移动电池仓在光伏矩阵和换电站之间轮换,此结构不依赖于电网电力,节省换电站运营成本,同时不对电网电力造成影响。

技术研发人员:不公告发明人
受保护的技术使用者:相玉泽
技术研发日:2020.02.03
技术公布日:2021.08.03

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