本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車充換電領(lǐng)域，具體提供一種電池充電機(jī)與充電設(shè)施靈活配置的充換電站。

背景技術(shù)：

隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電動(dòng)汽車充電站和換電站正在被快速地建設(shè)，對(duì)應(yīng)的交流充電樁、直流快速充電樁、電動(dòng)汽車換電站的建設(shè)數(shù)量也越來(lái)越多，覆蓋面也越來(lái)越大。

對(duì)于電動(dòng)乘用車換電站來(lái)說(shuō)，其工作具有間歇性，例如，在夜間或某個(gè)時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有電動(dòng)乘用車換電時(shí)，換電站是不工作的，此時(shí)如果電動(dòng)乘用車換電站的備用電池在充滿電的情況下，其直流充電機(jī)處于不工作狀態(tài)，造成了資源浪費(fèi)；如果在電動(dòng)乘用車換電站周圍建設(shè)新的直流快速充電樁，會(huì)存在同時(shí)用電負(fù)荷大，電動(dòng)乘用車換電站供配電系統(tǒng)峰谷值的波動(dòng)性很大，對(duì)電動(dòng)乘用車換電站所在的場(chǎng)所存在建設(shè)難度過(guò)大、資源重復(fù)建設(shè)等問(wèn)題。

相應(yīng)地，本領(lǐng)域需要一種新的換電站來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，即為了解決現(xiàn)有電動(dòng)汽車換電站在不工作狀態(tài)下直流充電機(jī)合理利用的問(wèn)題和換電站與直流充電樁結(jié)合應(yīng)用的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電池充電機(jī)與充電設(shè)施靈活配置的充換電站，其特征在于，所述充換電站包括所述電池充電機(jī)、電開(kāi)關(guān)、能夠通過(guò)所述電開(kāi)關(guān)與所述電池充電機(jī)電連接的電池組以及能夠通過(guò)所述電開(kāi)關(guān)與所述電池充電機(jī)電連接的所述充電設(shè)施，所述電開(kāi)關(guān)能夠使所述電池充電機(jī)在與所述電池組導(dǎo)通的同時(shí)與所述充電設(shè)施斷開(kāi)，或者使所述電池充電機(jī)在與所述充電設(shè)施導(dǎo)通的同時(shí)與所述電池組斷開(kāi)。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換電站還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)分別與所述電池充電機(jī)、所述電池組、所述電開(kāi)關(guān)和所述充電設(shè)施電連接；所述控制系統(tǒng)用于控制所述電開(kāi)關(guān)，從而使所述電池充電機(jī)與所述電池組導(dǎo)通時(shí)與所述充電設(shè)施斷開(kāi)，或者使所述電池充電機(jī)與所述充電設(shè)施導(dǎo)通時(shí)與所述電池組斷開(kāi)。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電開(kāi)關(guān)包括第一接觸器和第二接觸器，所述電池組通過(guò)所述第一接觸器與所述電池充電機(jī)電連接，所述充電設(shè)施通過(guò)所述第二接觸器與所述電池充電機(jī)電連接；所述控制系統(tǒng)用于控制所述電開(kāi)關(guān)，從而使所述第一接觸器閉合時(shí)所述第二接觸器斷開(kāi)，或者使所述第二接觸器閉合時(shí)所述第一接觸器斷開(kāi)。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換電站還包括電氣互鎖系統(tǒng)，所述電氣互鎖系統(tǒng)用于使所述第一接觸器和所述第二接觸器不能同時(shí)閉合。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電開(kāi)關(guān)包括第一單刀雙擲繼電器和第二單刀雙擲繼電器，所述電池充電機(jī)的正極通過(guò)所述第一單刀雙擲繼電器分別與所述電池組的正極或所述充電設(shè)施的正極電連接，所述電池充電機(jī)的負(fù)極通過(guò)所述第二單刀雙擲繼電器分別與所述電池組的負(fù)極或所述充電設(shè)施的負(fù)極電連接；所述控制系統(tǒng)用于控制所述電開(kāi)關(guān)，從而使所述電池充電機(jī)的正極通過(guò)所述第一單刀雙擲繼電器與所述電池組的正極電連接時(shí)所述電池充電機(jī)的負(fù)極通過(guò)所述第二單刀雙擲繼電器與所述電池組的負(fù)極電連接，或者使所述電池充電機(jī)的正極通過(guò)所述第一單刀雙擲繼電器與所述充電設(shè)施的正極電連接時(shí)所述電池充電機(jī)的負(fù)極通過(guò)所述第二單刀雙擲繼電器與所述充電設(shè)施的負(fù)極電連接。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換電站還包括電氣互鎖系統(tǒng)，所述電氣互鎖系統(tǒng)用于在所述第一單刀雙擲繼電器和所述第二單刀雙擲繼電器同時(shí)動(dòng)作時(shí)使所述電池充電機(jī)只能與所述電池組和所述充電設(shè)施中的一個(gè)導(dǎo)通。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電開(kāi)關(guān)是雙刀雙擲繼電器，所述雙刀雙擲繼電器用于選擇性地將所述電池充電機(jī)連接到所述電池組和所述充電設(shè)施中的一個(gè)。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換電站包括多個(gè)所述電池充電機(jī)，所述多個(gè)電池充電機(jī)能夠以并聯(lián)方式與所述充電設(shè)施或所述電池組電連接。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電池充電機(jī)是直流充電機(jī)，并且/或者所述充電設(shè)施是直流充電樁。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換電站還包括電池管理系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)通過(guò)所述電池管理系統(tǒng)與所述電池組電連接；并且/或者所述充換電站還包括人機(jī)交互界面，所述人機(jī)交互界面用于顯示所述電池充電機(jī)、所述電池組和所述充電設(shè)施的運(yùn)行參數(shù)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，通過(guò)電開(kāi)關(guān)將直流充電機(jī)分別與電池組和直流充電樁電連接，使得換電站在電池組充滿電時(shí)，控制系統(tǒng)能夠控制電開(kāi)關(guān)將直流充電機(jī)與電池組斷開(kāi)連接，并將直流充電機(jī)與直流充電樁導(dǎo)通，使直流充電機(jī)直接為電動(dòng)汽車充電。進(jìn)一步，通過(guò)電氣互鎖系統(tǒng)使電池組和直流充電樁不能同時(shí)與直流充電機(jī)連通。因此，本發(fā)明的換電站能夠最大程度地利用換電站的直流充電機(jī)，降低供配電的峰谷波動(dòng)，減少周邊直流充電樁的建設(shè)成本，減小區(qū)域供配電的壓力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的電池充電機(jī)與充電樁靈活配置的充換電站的第一種實(shí)施方式；

圖2是本發(fā)明的電池充電機(jī)與充電樁靈活配置的充換電站的第二種實(shí)施方式；

圖3是本發(fā)明的電池充電機(jī)與充電樁靈活配置的充換電站的第三種實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)原理，并非旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，雖然附圖中僅有一個(gè)直流充電樁、一個(gè)電池組和一個(gè)直流充電機(jī)，但是很明顯直流充電樁、電池組和直流充電機(jī)的數(shù)量不僅限于此，還可以是任意數(shù)量，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對(duì)其作出調(diào)整，以便適應(yīng)具體的應(yīng)用場(chǎng)合。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方向或位置關(guān)系的術(shù)語(yǔ)是基于附圖所示的方向或位置關(guān)系，這僅僅是為了便于描述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

此外，還需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的導(dǎo)通。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明的充換電站包括：直流充電機(jī)1、直流充電樁2、電池組3、控制系統(tǒng)4和BMS(電池管理系統(tǒng))。直流充電機(jī)1的輸入端與三相交流電連接，三相交流電通過(guò)直流充電機(jī)1后轉(zhuǎn)變成直流電，以供充換電站使用。直流充電機(jī)1的輸出端通過(guò)電開(kāi)關(guān)(下文將詳細(xì)描述)分別與直流充電樁2和電池組3電連接，并且直流充電機(jī)1不能與直流充電樁2和電池組3同時(shí)導(dǎo)通。控制系統(tǒng)4分別與直流充電機(jī)1和直流充電樁2電連接，并且控制系統(tǒng)4還通過(guò)BMS與電池組3電連接，使控制系統(tǒng)4分別與直流充電機(jī)1、直流充電樁2和電池組3之間建立通訊關(guān)系，以便控制系統(tǒng)4能夠監(jiān)測(cè)直流充電機(jī)1、直流充電樁2和電池組3的工作情況。其中，控制系統(tǒng)4至少監(jiān)測(cè)直流充電機(jī)1的輸出電流、輸出電壓和溫度信息，至少監(jiān)控充電樁2的輸出功率和溫度信息，至少監(jiān)控電池組3的充電狀態(tài)(SOC)和溫度信息。進(jìn)一步，控制系統(tǒng)4還可以與電開(kāi)關(guān)電連接(圖中未示出這種連接)，以便控制系統(tǒng)4能夠在電池組3充滿電時(shí)控制電開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷直流充電機(jī)1與電池組3的連接，并將直流充電機(jī)1與直流充電樁2導(dǎo)通；在電池組3需要充電時(shí)，自動(dòng)切斷直流充電機(jī)1與直流充電樁2的連接，并將直流充電機(jī)1與電池組3導(dǎo)通。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，雖然本發(fā)明的充換電站是以直流充電機(jī)1和直流充電樁2作為實(shí)施對(duì)象的，但是很明顯充電機(jī)和充電樁不僅限于直流，還可以是交流充電機(jī)和/或交流充電樁；并且，直流充電機(jī)1、直流充電樁2和電池組3的數(shù)量不僅限于圖1至圖3中所示的一個(gè)，其數(shù)量可以是任意值。

進(jìn)一步，本發(fā)明的充換電站還可以包括人機(jī)交互界面(圖中未示出)，該人機(jī)交互界面用于顯示充換電站內(nèi)電池組3的充電狀態(tài)和直流充電樁2的輸出功率等信息，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)需要在人機(jī)交互界面上顯示其他信息，例如，電動(dòng)汽車的充電費(fèi)用等。更進(jìn)一步，操作人員還可以通過(guò)人機(jī)交互界面控制并聯(lián)接入直流充電樁2的直流充電機(jī)1的數(shù)量，以滿足直流充電樁2輸出不同功率的需求。

如圖1所示，該圖示出了本發(fā)明的充換電站的第一種實(shí)施方式。在該實(shí)施例中，直流充電機(jī)1通過(guò)第一接觸器5與電池組3電連接，通過(guò)第二接觸器6與直流充電樁2電連接。當(dāng)?shù)谝唤佑|器5閉合時(shí)直流充電機(jī)1與電池組3導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谝唤佑|器5斷開(kāi)時(shí)直流充電機(jī)1與電池組3斷開(kāi)連接；當(dāng)?shù)诙佑|器6閉合時(shí)直流充電機(jī)1與直流充電樁2導(dǎo)通，當(dāng)?shù)诙佑|器6斷開(kāi)時(shí)直流充電機(jī)1與直流充電樁2斷開(kāi)連接。為了避免第一接觸器5和第二接觸器6同時(shí)閉合，該實(shí)施方式中的充換電站還設(shè)置有電氣互鎖系統(tǒng)(圖中未示出)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，電氣互鎖系統(tǒng)可以是第一接觸器5和第二接觸器6在結(jié)構(gòu)上相關(guān)聯(lián)的裝置，也可以是通過(guò)在控制系統(tǒng)中設(shè)置互鎖程序?qū)⒌谝唤佑|器5和第二接觸器6進(jìn)行互鎖，即當(dāng)?shù)谝唤佑|器5閉合時(shí)第二接觸器6斷開(kāi)，當(dāng)?shù)谝唤佑|器5斷開(kāi)時(shí)第二接觸器6閉合。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，第一接觸器5可以是一個(gè)單獨(dú)的雙路電開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，也可以是兩個(gè)單路電開(kāi)關(guān)，如圖1中的第一開(kāi)關(guān)51和第二開(kāi)關(guān)52；類似地，第二接觸器6可以是一個(gè)單獨(dú)的雙路電開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，也可以是兩個(gè)單路電開(kāi)關(guān)，如圖1中的第三開(kāi)關(guān)61和第四開(kāi)關(guān)62。

如圖2所示，該圖示出了本發(fā)明的充換電站的第二種實(shí)施方式。在該實(shí)施例中，直流充電機(jī)1的正極通過(guò)第一單刀雙擲繼電器7與電池組3的正極或直流充電樁2的正極電連接，直流充電機(jī)1的負(fù)極通過(guò)第二單刀雙擲繼電器8與電池組3的負(fù)極或直流充電樁2的負(fù)極電連接。第一單刀雙擲繼電器7包括第一自由端71、第一觸點(diǎn)72和第二觸點(diǎn)73；第二單刀雙擲繼電器8包括第二自由端81、第三觸點(diǎn)82和第四觸點(diǎn)83。當(dāng)?shù)谝蛔杂啥?1與第一觸點(diǎn)72閉合，第二自由端81與第三觸點(diǎn)82閉合時(shí)，直流充電機(jī)1和電池組3導(dǎo)通；當(dāng)?shù)谝蛔杂啥?1與第二觸點(diǎn)73閉合，第二自由端81與第四觸點(diǎn)83閉合時(shí)，直流充電機(jī)1和直流充電樁2導(dǎo)通。在該實(shí)施方式中，充換電站還設(shè)置有電氣互鎖系統(tǒng)(圖中未示出)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，電氣互鎖系統(tǒng)可以是第一單刀雙擲繼電器7和第二單刀雙擲繼電器8在結(jié)構(gòu)上相關(guān)聯(lián)的裝置，也可以是通過(guò)在控制系統(tǒng)中設(shè)置互鎖程序?qū)⒌谝粏蔚峨p擲繼電器7和第二單刀雙擲繼電器8進(jìn)行互鎖，即當(dāng)?shù)谝蛔杂啥?1與第一觸點(diǎn)72閉合時(shí)，第二自由端81只能與第三觸點(diǎn)82同時(shí)閉合；當(dāng)?shù)谝蛔杂啥?1與第二觸點(diǎn)73閉合時(shí)，第二自由端81只能與第四觸點(diǎn)83同時(shí)閉合；以便縮短直流充電機(jī)1與直流充電樁2或電池組3之間的導(dǎo)通時(shí)間，同時(shí)避免了因第一自由端71或第二自由端81切換不及時(shí)而導(dǎo)致漏電情況的發(fā)生。

如圖3所示，該圖示出了本發(fā)明的充換電站的第三種實(shí)施方式。在該實(shí)施例中，直流充電機(jī)1通過(guò)雙刀雙擲繼電器9分別與電池組3和直流充電樁2電連接。具體地，雙刀雙擲繼電器9包括自由端91、第一雙觸點(diǎn)92和第二雙觸點(diǎn)93，自由端91與直流充電機(jī)1電連接，第一雙觸點(diǎn)92與電池組3電連接，第二雙觸點(diǎn)93與直流充電樁2電連接。當(dāng)自由端91與第一雙觸點(diǎn)92閉合時(shí)，直流充電機(jī)1與電池組3導(dǎo)通；當(dāng)自由端91與第二雙觸點(diǎn)93閉合時(shí)，直流充電機(jī)1與直流充電樁2導(dǎo)通。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，雖然上述三種實(shí)施例都是以一個(gè)直流充電機(jī)1、一個(gè)直流充電樁2和一個(gè)電池組3對(duì)本發(fā)明的充換電站進(jìn)行說(shuō)明的，但是很明顯在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，直流充電機(jī)1、直流充電樁2和電池組3的數(shù)量可以根據(jù)需要是任意值，并且直流充電機(jī)1還可以多個(gè)并聯(lián)共同給一個(gè)電池組3充電，或者多個(gè)并聯(lián)通過(guò)直流充電樁2給電動(dòng)汽車充電，以提高電動(dòng)汽車的充電效率。

進(jìn)一步，除了圖1至圖3的三種實(shí)施方式外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其他連接方式將直流充電機(jī)1分別與直流充電樁2和電池組3連接在一起，只要保證充換電站優(yōu)先給電池組3充電，并且充電機(jī)1不能同時(shí)與直流充電樁2和電池組3導(dǎo)通即可?；诖?，用戶可以使用直流充電樁2的預(yù)約充電服務(wù)，當(dāng)直流充電機(jī)1為電池組3完成充電后，便自動(dòng)切換到為電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)的狀態(tài)。此外，控制系統(tǒng)也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如各種類型的控制器，包括但不限于組合邏輯控制器和微程序控制器等。

綜上所述，本發(fā)明的充換電站中的直流充電機(jī)1不僅可以為電池組3進(jìn)行充電，還可以任意數(shù)量組合并聯(lián)地通過(guò)直流充電樁2給電動(dòng)汽車充電，因此，本發(fā)明的充換電站能夠降低供配電的峰谷波動(dòng)，減少周邊直流充電機(jī)的建設(shè)，降低了電動(dòng)汽車充換電配套設(shè)施的成本。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。