專利名稱：分散式充電系統(tǒng)以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分散式充電系統(tǒng)以及方法，尤其涉及一種將充電站設(shè)置于電動(dòng)載具停靠站的分散式充電系統(tǒng)以及方法。
背景技術(shù)：
一般車輛主要以石化燃料作為動(dòng)力來源，由于石油資源有限，而石化燃料燃燒除了會(huì)產(chǎn)生廢氣污染空氣外，也連帶排放出大量二氧化碳等溫室氣體，造成全球暖化現(xiàn)象惡化。因此，將車輛、船舶等載具電動(dòng)化，取代石化燃料的使用，已成為一項(xiàng)蓬勃發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。電動(dòng)載具發(fā)展推廣的關(guān)鍵因素為電池性能、成本以及充電便利性。電池應(yīng)具備高能量密度、高電力密度、快速充電與深度放電等性能，傳統(tǒng)鉛酸電池與鎳氫電池在這些性能表現(xiàn)并不優(yōu)異，電動(dòng)車輛往往必須耗費(fèi)十余小時(shí)才能夠完成充電，致使消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)載具的接受度低靡。為解決充電問題，市場因而衍生出電池交換站營運(yùn)模式，駕駛者前往交換站，即可持低電力電池交換回完成充電的電池。然而，這種模式已浮現(xiàn)諸多缺點(diǎn)，除了交換電池的品質(zhì)無法控管外，單一電動(dòng)載具需要多組備用充電電池，造成電池使用數(shù)量倍增。一般電池價(jià)格約占電動(dòng)載具成本五成以上，多組電池導(dǎo)致成本更為高昂。故而電池交換站模式并不符合實(shí)務(wù)需求。為了提高電池續(xù)航力，設(shè)計(jì)上往往會(huì)將儲(chǔ)電容量盡量提高，然而如此一來，使得電池的價(jià)格與重量體積一并增加，連帶使得電動(dòng)載具成本無法降低，并因電池?zé)o法輕量化，而影響其續(xù)航力。鋰鐵電池為剛剛問世的儲(chǔ)能裝置，具備高安全性、長壽命、可大電流/高功率輸出、快速充電能力等優(yōu)異特性，充電速率可高達(dá)12C，完成充電僅需5分鐘，充電時(shí)間大幅降低。然其搭載于電動(dòng)載具時(shí)，仍具有上述價(jià)格與重量體積等技術(shù)問題。有鑒于此，本案發(fā)明人特別提出一種全新的充電方式，其跳脫以往的設(shè)計(jì)桎梏，將可解決上述技術(shù)問題，以促使電動(dòng)載具更為普及化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種分散式充電系統(tǒng)以及方法，其通過將充電站設(shè)置于電動(dòng)載具的停靠站，使電動(dòng)載具以各個(gè)停靠站的充電站快速及時(shí)地補(bǔ)充電力，可節(jié)省額外充電時(shí)間，同時(shí)并可減少儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)電容量，降低儲(chǔ)能裝置的價(jià)格與重量體積，從而降低電動(dòng)載具成本，并使其構(gòu)造更為輕巧化，而降低運(yùn)作用電，提高儲(chǔ)能裝置續(xù)航力。為達(dá)上述目的，本發(fā)明揭示一種分散式充電系統(tǒng)，適用于對(duì)一裝設(shè)于一電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電。此電動(dòng)載具配置于一載具運(yùn)作區(qū)域內(nèi)行駛，載具運(yùn)作區(qū)域間隔設(shè)置有多個(gè)停靠站，用以提供電動(dòng)載具停泊。所述的分散式充電系統(tǒng)包括多個(gè)充電站以及多個(gè)快速充電裝置，其中所述充電站分別設(shè)置于所述停靠站，所述快速充電裝置分別設(shè)置于所述充電站，用以對(duì)電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行快速充電。本發(fā)明再揭示一種分散式充電方法，適用于對(duì)一裝設(shè)于一電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電。此電動(dòng)載具配置于一載具運(yùn)作區(qū)域內(nèi)行駛，載具運(yùn)作區(qū)域間隔設(shè)置有多個(gè)?？空?， 用以提供電動(dòng)載具停泊。所述的分散式充電方法包括下列步驟首先，在所述?？空痉謩e設(shè)置一充電站，每一充電站具有至少一快速充電裝置；其次，在電動(dòng)載具行駛至所述?？空酒渲械囊煌？空緯r(shí)，以此停靠站的充電站所設(shè)置的快速充電裝置對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電。其中，所述的快速充電裝置個(gè)別的充電速率高于1C。其中，所述的電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置為一快速充電型儲(chǔ)能器，以接受快速充電裝置的快速充電，此快速充電型儲(chǔ)能器可為一快充型鋰鐵電池或一超級(jí)電容器。在一具體實(shí)施例，所述的載具運(yùn)作區(qū)域包括一路徑，電動(dòng)載具沿此路徑往復(fù)行駛， 該等?？空狙卮寺窂皆O(shè)置。本發(fā)明的分散式充電系統(tǒng)以及方法，可節(jié)省額外的充電時(shí)間，并可減少儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)電容量，降低儲(chǔ)能裝置的價(jià)格與重量體積，從而降低電動(dòng)載具成本，并使構(gòu)造更為輕巧化，而提高儲(chǔ)能裝置續(xù)航力。以上的概述與接下來的詳細(xì)說明及附圖，皆是為了能進(jìn)一步說明本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的方式、手段及功效。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的及優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說明及附圖中加以闡述。





圖1為本發(fā)明的分散式充電系統(tǒng)的第一具體實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖； 圖2為電動(dòng)載具以快速充電裝置進(jìn)行充電的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的分散式充電系統(tǒng)的第二具體實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的分散式充電系統(tǒng)的第三具體實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；以及圖5為本發(fā)明的分散式充電方法的步驟流程圖。 附圖標(biāo)號(hào)
10,40,70分散式充電系統(tǒng)
II、12、13、14、15、41、42、71、72充電站
III、112、113、121、131、141、151、411、421、711、712、 721,722
1210 1212 1214
20、50、80 22 24 26
30、60、90
31、32、33、34、35、61、62、91、92 315
快速充電裝置控制模塊電源轉(zhuǎn)換模塊配電模塊電動(dòng)載具
儲(chǔ)能裝置控制器電機(jī)系統(tǒng)載具運(yùn)作區(qū)域?？空就獠侩娫?br> R路徑S1US12各個(gè)步驟流程
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明提出一種分散式充電系統(tǒng)以及方法，其主要特點(diǎn)是在電動(dòng)載具運(yùn)作區(qū)域?？空緩V設(shè)充電站，以于短暫停泊時(shí)，進(jìn)行快速充電，不僅將省去額外的充電時(shí)間，并可據(jù)以改變電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置必須具備高儲(chǔ)電容量的固有設(shè)計(jì)。首先，請(qǐng)參閱圖1以及圖2，圖1為本發(fā)明的分散式充電系統(tǒng)的第一具體實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖，圖2為電動(dòng)載具以快速充電裝置進(jìn)行充電的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。如圖所示， 一電動(dòng)載具20配置于一載具運(yùn)作區(qū)域30內(nèi)行駛，載具運(yùn)作區(qū)域30間隔設(shè)置有多個(gè)停靠站 31、32、33、34、35，用以提供電動(dòng)載具20短暫停泊。電動(dòng)載具20裝設(shè)有一儲(chǔ)能裝置22，以供應(yīng)運(yùn)作用電，分散式充電系統(tǒng)10用以對(duì)儲(chǔ)能裝置22進(jìn)行充電。分散式充電系統(tǒng)10包括多個(gè)充電站11、12、13、14、15，分別設(shè)置于?？空?1、32、 33、34、35。每一充電站均設(shè)置有至少一快速充電裝置，用以對(duì)電動(dòng)載具20的儲(chǔ)能裝置22 進(jìn)行快速充電。其中充電站11設(shè)有快速充電裝置111、112、113，充電站12設(shè)有快速充電裝置121，充電站13設(shè)有快速充電裝置131，充電站14設(shè)有快速充電裝置141，充電站15設(shè)有快速充電裝置151。如圖顯示，當(dāng)電動(dòng)載具20行駛至?？空?2時(shí)，即可使用?？空?2的充電站12所設(shè)置的快速充電裝置121充電。在此簡明闡述電動(dòng)載具20的充電架構(gòu)。圖2中，電動(dòng)載具20包括一儲(chǔ)能裝置22、 一控制器對(duì)以及一電機(jī)系統(tǒng)沈。電動(dòng)載具20泛指電動(dòng)巴士、電動(dòng)汽車、電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)施工車、電動(dòng)堆高機(jī)、電動(dòng)搬運(yùn)車、電動(dòng)船舶等使用純電能驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)載具。儲(chǔ)能裝置22用以儲(chǔ)存電能，供應(yīng)電動(dòng)載具20運(yùn)作用電，其為一快速充電型儲(chǔ)能器，可接受快速充電。實(shí)務(wù)上，此快速充電型儲(chǔ)能器可選用一快充型鋰鐵電池或一超級(jí)電容器。特別說明的是，所述的快速充電是指充電速率達(dá)到IC以上?？刂破鱉用以進(jìn)行電能管理，而電機(jī)系統(tǒng)沈包括電動(dòng)載具20內(nèi)部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊與功能模塊，儲(chǔ)能裝置22的電力經(jīng)由控制器M 輸出至電機(jī)系統(tǒng)M?？焖俪潆娧b置121可達(dá)成IC以上的充電速率，包括一控制模塊1210、一電源轉(zhuǎn)換模塊1212以及一配電模塊1214?？焖俪潆娧b置121連接于一外部電源315，以取得電力對(duì)儲(chǔ)能裝置22進(jìn)行充電?？刂颇K1210為控制處理核心，控管電源轉(zhuǎn)換模塊1212與配電模塊1214的運(yùn)作。外部電源315通常為一交流電源，電源轉(zhuǎn)換模塊1212將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)由配電模塊1214以預(yù)定傳輸模式輸出至儲(chǔ)能裝置22。由于本案技術(shù)重點(diǎn)并非充電架構(gòu)與電動(dòng)載具構(gòu)造，因此僅對(duì)快速充電裝置121與電動(dòng)載具20作簡要說明，其技術(shù)細(xì)節(jié)便不再多作贅述。本案的第一具體實(shí)施例中，載具運(yùn)作區(qū)域30配置有一路徑R，停靠站30、31、32、 33、34、35沿路徑R設(shè)置。具體來說，此實(shí)施例呈現(xiàn)一大眾運(yùn)輸工具應(yīng)用模式，電動(dòng)載具20 為一電動(dòng)巴士，其沿固定路徑R往復(fù)行駛，在各個(gè)停靠站31、32、33、34、35短暫停泊，讓乘客上下車。在此同時(shí)，便可利用個(gè)別的充電站11、12、13、14、15進(jìn)行快速充電。如此便不必占用額外的充電時(shí)間，使得充電程序更為便捷。再者，基于快速充電的便利性，電動(dòng)巴士充電一至兩分鐘，即可行駛20公里以上， 在電力用盡前可再在任一?？空狙a(bǔ)充電力。因此將可改變其固有設(shè)計(jì)，將儲(chǔ)能裝置22的儲(chǔ)電容量減少為一半或更低，如此一來，便可降低儲(chǔ)能裝置22的價(jià)格與重量體積，從而電動(dòng)載具20的成本將連帶降低，并使其構(gòu)造輕巧化，而降低運(yùn)作用電，提高儲(chǔ)能裝置22續(xù)航力。接著，請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明的分散式充電系統(tǒng)的第二具體實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。如圖所示，此實(shí)施例的分散式充電系統(tǒng)40呈現(xiàn)一倉儲(chǔ)中心應(yīng)用模式，載具運(yùn)作區(qū)域60 為一倉儲(chǔ)中心，電動(dòng)載具50為一電動(dòng)堆高機(jī)或搬運(yùn)車，用以搬運(yùn)貨物。載具運(yùn)作區(qū)域60設(shè)置有?？空?1、62，可供電動(dòng)載具50?？?。分散式充電系統(tǒng)40在?？空?1、62分別設(shè)有充電站41、42，其分別設(shè)置有一快速充電裝置411、421，提供電動(dòng)載具50進(jìn)行快速充電。請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明的分散式充電系統(tǒng)的第三具體實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。此實(shí)施例的分散式充電系統(tǒng)70呈現(xiàn)一戶外園區(qū)應(yīng)用模式，載具運(yùn)作區(qū)域90為一戶外園區(qū)，電動(dòng)載具80為一電動(dòng)游園車，用以搭載游客。載具運(yùn)作區(qū)域90設(shè)置有?？空?1、92。分散式充電系統(tǒng)70在?？空?1、92分別設(shè)有充電站71、72，其分別設(shè)置有二快速充電裝置711、712、 721、722，當(dāng)電動(dòng)載具80?？浚層慰蜕舷萝嚻陂g，即可進(jìn)行快速充電。在又一具體實(shí)施例，本發(fā)明亦可應(yīng)用于電動(dòng)船舶，在河流、湖泊沿岸的船舶?？空驹O(shè)置充電站，提供電動(dòng)船舶使用充電站的快速充電裝置進(jìn)行充電。在再一具體實(shí)施例，本發(fā)明可應(yīng)用于建筑工地，在施工車輛停靠站設(shè)置充電站，提供電動(dòng)施工車(例如挖土機(jī)等機(jī)具)進(jìn)行快速充電。除了上述各個(gè)實(shí)例外，本案可廣泛應(yīng)用于任何使用電動(dòng)載具的場所，例如物流中心、購物中心、工廠廠區(qū)、機(jī)場、高爾夫球場等。繼續(xù)說明本發(fā)明的分散式充電方法，請(qǐng)參閱圖5，本發(fā)明的分散式充電方法的步驟流程圖，其相關(guān)的系統(tǒng)架構(gòu)請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1。此分散式充電方法適用于對(duì)一裝設(shè)于一電動(dòng)載具20的儲(chǔ)能裝置22進(jìn)行充電，此電動(dòng)載具20配置于一載具運(yùn)作區(qū)域30內(nèi)行駛，載具運(yùn)作區(qū)域30間隔設(shè)置有?？空?1、32、33、34、35，用以提供電動(dòng)載具20停泊。如圖所示，此分散式充電方法包括下列步驟首先，在載具運(yùn)作區(qū)域30的?？空?1、32、33、34、35分別設(shè)置一充電站11、12、13、 14、15，每一充電站設(shè)置有一或多個(gè)快速充電裝置(步驟Sll)；以及其次，在電動(dòng)載具20行駛至?？空?1、32、33、34、35分別設(shè)置一充電站11、12、13、 14,15其中的一?？空?2時(shí)，以此?？空?2的充電站12所設(shè)置的快速充電裝置121對(duì)儲(chǔ)能裝置22進(jìn)行快速充電，所述的快速充電為充電速率達(dá)到IC以上(步驟S12)。綜上所述，本發(fā)明的分散式充電系統(tǒng)以及方法將充電站設(shè)置于電動(dòng)載具的?？空荆闺妱?dòng)載具以各個(gè)?？空镜某潆娬究焖偌皶r(shí)地補(bǔ)充電力，如此即可節(jié)省去額外的充電時(shí)間。同時(shí)，基于此充電模式，將可減少儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)電容量，降低儲(chǔ)能裝置的價(jià)格與重量體積，從而降低電動(dòng)載具成本，并使構(gòu)造更為輕巧化，而提高儲(chǔ)能裝置續(xù)航力。故而本案將有助于促使電動(dòng)載具的使用更為普及。但是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例的詳細(xì)說明及附圖而已，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求范圍為準(zhǔn)，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易想到的變化或修飾皆可涵蓋在本發(fā)明所界定的專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分散式充電系統(tǒng)，其特征在于，所述的分散式充電系統(tǒng)適用于對(duì)一裝設(shè)于一電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電，其中所述電動(dòng)載具配置于一載具運(yùn)作區(qū)域內(nèi)行駛，所述載具運(yùn)作區(qū)域間隔設(shè)置有多個(gè)?？空荆靡蕴峁┧鲭妱?dòng)載具停泊，所述分散式充電系統(tǒng)包括多個(gè)充電站，分別設(shè)置于所述?？空荆灰约岸鄠€(gè)快速充電裝置，分別設(shè)置于所述充電站，所述快速充電裝置用以對(duì)所述電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行快速充電。
2.如權(quán)利要求1所述的分散式充電系統(tǒng)，其特征在于，所述載具運(yùn)作區(qū)域包括一路徑， 所述電動(dòng)載具沿所述路徑往復(fù)行駛，所述停靠站沿所述路徑設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的分散式充電系統(tǒng)，其特征在于，所述快速充電裝置的充電速率高于ICo
4.如權(quán)利要求1所述的分散式充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置為選自由一快充型鋰鐵電池以及一超級(jí)電容器所組成的一群組其中的一種快速充電型儲(chǔ)能器， 以接受所述快速充電裝置的快速充電。
5.如權(quán)利要求1所述的分散式充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)載具為選自由一電動(dòng)巴士、一電動(dòng)汽車、一電動(dòng)機(jī)車、一電動(dòng)自行車、一電動(dòng)施工車、一電動(dòng)堆高機(jī)、一電動(dòng)搬運(yùn)車以及一電動(dòng)船舶所組成的一群組其中的一種電動(dòng)載具。
6.一種分散式充電方法，其特征在于，所述的分散式充電方法適用于對(duì)一裝設(shè)于一電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電，其中所述電動(dòng)載具配置于一載具運(yùn)作區(qū)域內(nèi)行駛，所述載具運(yùn)作區(qū)域間隔設(shè)置有多個(gè)?？空荆靡蕴峁┧鲭妱?dòng)載具停泊，所述分散式充電方法包括下列步驟在所述停靠站分別設(shè)置一充電站，每一充電站具有至少一快速充電裝置；以及在所述電動(dòng)載具行駛至所述?？空酒渲械囊煌？空緯r(shí)，用所述?？空镜某潆娬舅O(shè)置的快速充電裝置對(duì)所述儲(chǔ)能裝置進(jìn)行快速充電。
7.如權(quán)利要求6所述的分散式充電方法，其特征在于，所述載具運(yùn)作區(qū)域包括一路徑， 所述電動(dòng)載具沿所述路徑往復(fù)行駛，所述停靠站沿所述路徑設(shè)置。
8.如權(quán)利要求6所述的分散式充電方法，其特征在于，所述快速充電裝置的充電速率高于IC0
9.如權(quán)利要求6所述的分散式充電方法，其特征在于，所述電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置為選自由一快充型鋰鐵電池以及一超級(jí)電容器所組成的一群組其中的一種快速充電型儲(chǔ)能器， 以接受所述快速充電裝置的快速充電。
10.如權(quán)利要求6所述的分散式充電方法，其特征在于，所述電動(dòng)載具為選自由一電動(dòng)巴士、一電動(dòng)汽車、一電動(dòng)機(jī)車、一電動(dòng)自行車、一電動(dòng)施工車、一電動(dòng)堆高機(jī)、一電動(dòng)搬運(yùn)車以及一電動(dòng)船舶所組成的一群組其中的一種電動(dòng)載具。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分散式充電系統(tǒng)以及方法，適用于對(duì)電動(dòng)載具進(jìn)行充電，此電動(dòng)載具配置于內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)?？空镜妮d具運(yùn)作區(qū)域內(nèi)行駛。此分散式充電系統(tǒng)包括多個(gè)充電站以及多個(gè)快速充電裝置，該等充電站分別設(shè)置于該等?？空荆焖俪潆娧b置則分別設(shè)置于該等充電站，用以對(duì)電動(dòng)載具的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行快速充電。藉此，電動(dòng)載具行駛期間，可通過任一?？空镜某潆娬究焖偌皶r(shí)地補(bǔ)充電力，不僅可以省去額外充電時(shí)間，同時(shí)可減少儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)電容量，降低儲(chǔ)能裝置的價(jià)格與重量體積，從而降低電動(dòng)載具成本，并使其構(gòu)造更為輕巧化，而提高儲(chǔ)能裝置續(xù)航力。
文檔編號(hào)H02J15/00GK102195308SQ20101013530
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者張豪中, 楊良智, 鄭耀宗 申請(qǐng)人:美商電能動(dòng)力科技集團(tuán)公司