本實(shí)用新型屬于電動(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)量也越來越多，覆蓋面也越來越大。

對(duì)于電動(dòng)乘用車換電站來說，其工作具有間歇性，例如，在夜間或某個(gè)時(shí)間段內(nèi)沒有電動(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所存在建設(shè)難度過大、資源重復(fù)建設(shè)等問題。

相應(yīng)地，本領(lǐng)域需要一種新的換電站來解決上述問題。

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)合理利用的問題和換電站與直流充電樁結(jié)合應(yīng)用的問題，本實(shí)用新型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)、電開關(guān)、能夠通過所述電開關(guān)與所述電池充電機(jī)電連接的電池組以及能夠通過所述電開關(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，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。

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，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。

在上述充換電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電開關(guān)包括第一接觸器和第二接觸器，所述電池組通過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，或者使所述第二接觸器閉合時(shí)所述第一接觸器斷開。

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)用于控制所述電開關(guān)，從而使所述電池充電機(jī)的正極通過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，在本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中，通過電開關(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)能夠控制電開關(guān)將直流充電機(jī)與電池組斷開連接，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，本實(shí)用新型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。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電池充電機(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是本實(shí)用新型的電池充電機(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是本實(shí)用新型的電池充電機(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

下面參照附圖來描述本實(shí)用新型的優(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實(shí)用新型的技術(shù)原理，并非旨在限制本實(shí)用新型的保護(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)用場合。

需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“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)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“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，還需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“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)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型的充換電站包括：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的輸出端通過電開關(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?？刂葡到y(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，雖然本實(shí)用新型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，本實(shí)用新型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，該圖示出了本實(shí)用新型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通過第一接觸器5與電池組3電連接，通過第二接觸器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斷開時(shí)直流充電機(jī)1與電池組3斷開連接；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斷開時(shí)直流充電機(jī)1與直流充電樁2斷開連接。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，當(dāng)?shù)谝唤佑|器5斷開時(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)的雙路電開關(guān)結(jié)構(gòu)，也可以是兩個(gè)單路電開關(guān)，如圖1中的第一開關(guān)51和第二開關(guān)52；類似地，第二接觸器6可以是一個(gè)單獨(dú)的雙路電開關(guān)結(jié)構(gòu)，也可以是兩個(gè)單路電開關(guān)，如圖1中的第三開關(guān)61和第四開關(guān)62。

如圖2所示，該圖示出了本實(shí)用新型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，該圖示出了本實(shí)用新型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)本實(shí)用新型的充換電站進(jìn)行說明的，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。基于此，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，本實(shí)用新型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)地通過直流充電樁2給電動(dòng)汽車充電，因此，本實(shí)用新型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)施方式描述了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本實(shí)用新型的原理的前提下，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)方案都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。