[發明專利]電動汽車充電站系統及其匹配充電方法

有效

• 申請號: 201010111427.0
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN101834455A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 王震坡;孫逢春;郭婷婷
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京乾誠五洲知識產權代理有限責任公司 11042
• 代理人: 付曉青;楊玉榮

技術領域

本發明涉及一種電動汽車的充電站系統及其給電動汽車充電的匹配充電方法。更加具體地說，本發明涉及一種通過更換電池為電動汽車補充能量的充電站系統的拓撲結構及充電匹配方法，也就是通過對電動汽車蓄電池的充電設施的各組成單元進行結構重組而獲得的一種新穎的充電站系統，本發明還涉及一種使用所述充電站系統給汽車充電的方法。

背景技術

電動汽車作為清潔、環保型綠色車輛，受到世界各國政府以及汽車生產商的極大關注。以純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車為代表的電動汽車必將成為21世紀的重要交通工具。其中，純電動汽車經歷了較長階段的發展，技術日臻成熟，相關的技術和標準體系已經完善，并且在美、日、歐等國家和地區已經得到商業化的推廣和應用。特別是在市政特殊用車、固定線路的公交車、公務車隊用車和私人用車領域，純電動汽車得到了很大發展。

為了方便涉及和使用，目前多數電動汽車采用動力蓄電池作為主要電源。動力蓄電池為多塊電池單體通過串聯、并聯或串并聯組合的方式構成的電池組，并包含以下一種或多種部件：安裝固定電池的電池箱、相應的電池管理系統、其他輔助系統和部件。

簡單的說，電動汽車的充電方式一般為：依靠地面充電站或車載充電系統在車輛停駛的情況下對電池進行充電。作為車載停車充電方式的延伸，部分地區應用的雙源無軌電車采用在線充電方式充電，即在車輛運行過程中，利用無軌電車弓網為車載蓄電池充電以備脫網時采用蓄電池電量行駛。對于停車充電方式，車輛動力電池充電時間長、車輛利用率低、使用不方便。因此現在通常采用更換動力蓄電池的方法為電動汽車提供源源不斷的動力，即從電動汽車上取出用完的動力電池，然后把充好電的動力電池裝入電動汽車。

為了滿足更換電池和充電的需要，需要建立給電動汽車更換電池并對更換下來的動力電池進行充電的充電站系統，這樣的系統對于整個運作過程至關重要。但對于這樣的充電站系統，目前尚無成熟的布置方式、設計規范和標準。

發明內容

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種電動汽車的充電站系統，所述充電站系統包括：

車輛停放區，用于停放待更換電池的電動汽車；

電池更換單元，用于通過電池更換設備更換電動汽車的電池；

電池存放單元，用于存放電池和對電池進行充電；

充電單元，用于對所述電池存放單元上的電池進行充電；

低壓配電單元，用于為所述充電單元區供電；

高壓配電單元，用于將輸入的高壓電力轉換為低壓電力；

其中，在所述車輛停放區兩側對稱地設置有所述電池更換單元、電池存放單元、充電單元和低壓配電單元，在其中一側的所述低壓配電單元的外側設置有所述高壓配電單元。

優選地，所述充電站系統為平面式充電站系統，其中，所述車輛停放區、電池更換單元、電池存放單元、充電單元、低壓配電單元和高壓配電單元設置在地面上。

優選地，所述充電站系統為立體式充電站系統，其中，所述車輛停放區設置在地面上，所述電池存放單元、充電單元、低壓配電單元和高壓配電單元設置在地面下，所述電池更換單元同時設置在地面上和地面下。

優選地，所述電池更換設備為自動更換機器人。

優選地，所述充電單元通過地溝布線的方式對電池進行充電。

優選地，所述充電站系統還包括電池維護單元、監控辦公單元和消防設施單元。

優選地，所述充電站系統的設計參數包括更換操作人員的數量N_c、備用電池的數目N_bat、充電單元數量N_cdj、每天最多服務車次N_qs、最大可服務車輛數目N_cs、配電容量P；所述設計參數由充電站系統的基本參數通過如下匹配法確定：

更換操作人員的數量N_c?????N_c＝N_g×N_t