[發明專利]一種具有充/放電功能的住宅小區專用電動汽車充電樁

在審

• 申請號: 201610704911.1
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN107757387A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 員玉良;徐鵬飛;牛景瑞
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種具有充/放電功能的住宅小區專用電動汽車充電樁。

背景技術

伴隨著經濟的快速發展和科學技術的不斷進步，能源枯竭和環境污染問題日趨嚴峻，尤其是在我國該問題尤為突出。因此，能源結構調整迫在眉睫。因為使用二次能源，電動汽車發展迅速。相應地，與之相配套的充電設施也得到了一定的發展。截至2015年底，我國已建成電動汽車充電站3600余座，約4.9萬個充公共電樁。遠未達到《電動汽車充電基礎設施發展指南（2015-2020）》的通知提出的，“到2020年，基本建成適度超前、車樁相隨、智能高效的充電基礎設施體系，滿足超過500萬輛電動汽車的充電需求。”可見，未來5年，我國必將大力發展建設電動汽車充電基礎設施。然而，目前已建成的絕大多數充電設施多位于公共場所，如：公交場站、公共停車場、大型商場超市停車場、機場、汽車客運站以及具備條件的加油站等場所。但實際上，在用戶居住地建設充電設施更具現實意義。

目前，對于電動汽車充電的設施主要有3種：

1）電動汽車充電站，它類似于加油站。但其建設、運營及維護成本較高。如以站內有10臺充電機為例，充電站配電設施一般包括2臺變壓器，1個配電柜、1km的0.4KV電纜、2km的10KV電纜以及容量700KVA以上的有源濾波裝置等，充電站配電成本在200萬元左右，而其運營及維護成本接近30萬元/每年。更為重要的是它需要保證安裝場所有足夠的用電容量。

2）普通充電樁，包括直流充電樁和交流充電樁。這類充電設施建設、運營及運營成本相對較低，如前文所述目前廣泛分布于很多公共場所。但其缺點就是必須依賴于現有電網作為充電來源，在用電高峰期或者停電期間不能保證及時給電動汽車進行充電。

3）儲能電站是在充電站的基礎上，增加了儲能裝置。它兼具以上兩種充電設施的優點，但其高昂的建設、運營維護成本限制了該類設施的推廣應用。

綜合以上可以看出，以上3種充電設施各具優缺點，但均不適用于住宅小區，特別是已建的住宅小區。因此，十分有必要在現有充電技術基礎上，提出一種具有充/放電功能的住宅小區專用電動汽車充電樁：充分利用電網的峰谷效應，在保證用電安全和用電量不增容的前提下，實現電動汽車的全時段充電。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是在小區用電量不增容的前提下，提供一種自帶蓄電池的住宅小區專用充電樁。該充電樁充分利用電網的峰谷特點，在保證電網的安全性的基礎上，既可以實現電動汽車的全時段充電，提高電網用電效率，又可以降低用電成本。

（二）技術方案

電動汽車交流充電樁通常以3.5KW和7KW為主，對于普通家庭用戶而言，只能避開用電高峰階段使用。而就住宅小區來說，如果多個用戶同時對電動汽車充電勢必會影響整個小區的電網安全運行。因此，充電樁通常只能在用電低谷階段使用。但是即便如此，很多小區物業考慮到用電安全性問題，也命令禁止使用充電樁。當然，通過協調電力公司進行小區用電量的擴容可以解決這樣的問題，但由于擴容成本較高，可操作性不大。可見，當前環境下，在已建小區批量安裝普通充電樁有一定的困難。

基于此，一種具有充/放電功能的住宅小區專用電動汽車充電樁應當包括：電動汽車交流充電裝置、蓄電池及其充電模塊、電源變換模塊及其相應電纜等。具體工作原理如下：

當電動汽車進入充電樁位置區域后，充電樁首先確認供電插頭與供電插座已完全連接，然后根據電網及監控中心實時反饋的小區用電信息對用電峰谷進行甄別，并依次切換充電源。如果是用電高峰期，則切換至蓄電池一路：蓄電池的輸出經由電源變換模塊進行逆變、升壓等處理后對電動汽車進行充電；而處于用電低谷階段，則直接連接電網由電網直接對電動汽車充電，同時電網通過蓄電池的充電模塊對其進行充電，直至蓄電池充滿電自行切斷。

由此可見，具有充/放電功能的住宅小區專用電動汽車充電樁不僅具備普通充電樁的功能，而且還可以在停電或用電高峰階段對電動汽車進行充電，從而實現在用電安全的前提下，對電動汽車的全時段充電。

（三）有益效果

本發明提供的具有充/放電功能的住宅小區專用電動汽車充電樁除具備普通充電樁的所有功能外，還具有建設成本低廉（僅需增加蓄電池及其充電模塊和電源轉換模塊）、操作簡單、使用安全、可靠等優點。對用戶而言，不僅實現了對電動汽車的全時段充電，而且利用峰谷電價差異還可以在一定程度上降低充電成本；而對小區來講，無需進行用電量的擴容和大規模基礎設施改造即可進行充電樁的安裝和使用。

附圖說明