專利名稱：電動汽車充電站系統(tǒng)及其匹配充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車的充電站系統(tǒng)及其給電動汽車充電的匹配充電方法。更加具體地說，本發(fā)明涉及一種通過更換電池為電動汽車補(bǔ)充能量的充電站系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及充電匹配方法，也就是通過對電動汽車蓄電池的充電設(shè)施的各組成單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)重組而獲得的一種新穎的充電站系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種使用所述充電站系統(tǒng)給汽車充電的方法。

背景技術(shù)：
電動汽車作為清潔、環(huán)保型綠色車輛，受到世界各國政府以及汽車生產(chǎn)商的極大關(guān)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(jì)的重要交通工具。其中，純電動汽車經(jīng)歷了較長階段的發(fā)展，技術(shù)日臻成熟，相關(guān)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)完善，并且在美、日、歐等國家和地區(qū)已經(jīng)得到商業(yè)化的推廣和應(yīng)用。特別是在市政特殊用車、固定線路的公交車、公務(wù)車隊(duì)用車和私人用車領(lǐng)域，純電動汽車得到了很大發(fā)展。
為了方便涉及和使用，目前多數(shù)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(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合的方式構(gòu)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(yīng)的電池管理系統(tǒng)、其他輔助系統(tǒng)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(tǒng)在車輛停駛的情況下對電池進(jìn)行充電。作為車載停車充電方式的延伸，部分地區(qū)應(yīng)用的雙源無軌電車采用在線充電方式充電，即在車輛運(yùn)行過程中，利用無軌電車弓網(wǎng)為車載蓄電池充電以備脫網(wǎng)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(xiàn)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(jìn)行充電的充電站系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)對于整個運(yùn)作過程至關(guān)重要。但對于這樣的充電站系統(tǒng)，目前尚無成熟的布置方式、設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。


發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種電動汽車的充電站系統(tǒng)，所述充電站系統(tǒng)包括 車輛停放區(qū)，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(shè)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(jìn)行充電； 充電單元，用于對所述電池存放單元上的電池進(jìn)行充電； 低壓配電單元，用于為所述充電單元區(qū)供電； 高壓配電單元，用于將輸入的高壓電力轉(zhuǎn)換為低壓電力； 其中，在所述車輛停放區(qū)兩側(cè)對稱地設(shè)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(cè)的所述低壓配電單元的外側(cè)設(shè)置有所述高壓配電單元。
優(yōu)選地，所述充電站系統(tǒng)為平面式充電站系統(tǒng)，其中，所述車輛停放區(qū)、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(shè)置在地面上。
優(yōu)選地，所述充電站系統(tǒng)為立體式充電站系統(tǒng)，其中，所述車輛停放區(qū)設(shè)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(shè)置在地面下，所述電池更換單元同時設(shè)置在地面上和地面下。
優(yōu)選地，所述電池更換設(shè)備為自動更換機(jī)器人。
優(yōu)選地，所述充電單元通過地溝布線的方式對電池進(jìn)行充電。
優(yōu)選地，所述充電站系統(tǒng)還包括電池維護(hù)單元、監(jiān)控辦公單元和消防設(shè)施單元。
優(yōu)選地，所述充電站系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)包括更換操作人員的數(shù)量Nc、備用電池的數(shù)目Nbat、充電單元數(shù)量Ncdj、每天最多服務(wù)車次Nqs、最大可服務(wù)車輛數(shù)目Ncs、配電容量P；所述設(shè)計參數(shù)由充電站系統(tǒng)的基本參數(shù)通過如下匹配法確定 更換操作人員的數(shù)量Nc Nc＝Ng×Nt 備用電池的數(shù)目Nbat 充電單元數(shù)量Ncdj Ncdj＝Nbat×Nd 每天最多服務(wù)車次Nqs 最大可服務(wù)車輛數(shù)目Ncs 配電容量P
其中所述基本參數(shù)包括更換操作人員Ng、同時更換車輛數(shù)Nt、充電時間Tcb、更換時間Tex、備用電池儲備系數(shù)Cb、服務(wù)時間Tqt、前后車輛影響等環(huán)節(jié)的儲備系數(shù)Cc、每輛車每天更換電池次數(shù)Ngh、每組電池需要的充電單元數(shù)量Nd、單臺充電單元功率Pd、充電單元充電效率η、充電單元的功率因數(shù)

充電單元同時利用系數(shù)Ct。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種使用所述充電站系統(tǒng)對電動汽車進(jìn)行充電的充電匹配方法，所述匹配方法包括 待更換電池的電動汽車在車輛停放區(qū)的合適位置進(jìn)行停放，并采集充電站系統(tǒng)的基本參數(shù)并確定充電站系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)； 將所述基本參數(shù)和設(shè)計參數(shù)傳輸?shù)较到y(tǒng)控制器終端，并由系統(tǒng)控制器終端向低壓配電單元、充電單元、電池存放單元、車輛停放區(qū)、電池維護(hù)單元、監(jiān)控辦公單元、電池更換單元、消防設(shè)施單元和高壓配電單元的各自相應(yīng)控制器終端發(fā)出信息與指令； 根據(jù)所述信息與指令將等待兩側(cè)的電池更換單元的電池更換設(shè)備將電動汽車上的待更換電池取出，放到電池存放單元的電池架上，并取下充滿電的電池，安裝到電動汽車上，完成整個更換作業(yè)，電動汽車駛出；和 根據(jù)所述信息與指令將電池存放單元的電池架上的電池通過充電單元進(jìn)行充電并存儲。
優(yōu)選地，所述匹配充電方法同時對多輛電動汽車進(jìn)行更換電池的操作。
本發(fā)明所提供的電動汽車的充電站系統(tǒng)具有布局合理、結(jié)構(gòu)新穎的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電、提供充電效率、并同時能夠?qū)Χ噍v電動汽車進(jìn)行更換電池和充電的操作，具有高經(jīng)濟(jì)性水平和在較低成本下穩(wěn)定運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。



圖1為根據(jù)本發(fā)明的平面式充電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的立體式充電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明的電動汽車的充電站系統(tǒng)的一個實(shí)施例的平面示意圖。
附圖標(biāo)記說明 低壓配電單元1、充電單元2、電池存放單元3、車輛停放區(qū)4、電池維護(hù)單元5、監(jiān)控辦公單元6、電池更換單元7、消防設(shè)施單元8、高壓配電單元9、電梯設(shè)備10、自動更換機(jī)器人11。

具體實(shí)施例方式 為使貴審查員能進(jìn)一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其他目的，現(xiàn)結(jié)合所附較佳實(shí)施例詳細(xì)說明如下，所說明的較佳實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。
如圖1和圖2所示，圖1為根據(jù)本發(fā)明的平面式充電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明的立體式充電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1和圖2可以看出，本發(fā)明的電動汽車的充電站系統(tǒng)以對電動汽車電池進(jìn)行更換并對更換下來的電池進(jìn)行充電的車間為核心，內(nèi)部布置采取對稱布置的方式，以充分利用空間。
當(dāng)本發(fā)明的電動汽車的充電站系統(tǒng)為平面式充電站系統(tǒng)時，車輛停放區(qū)4位于車間中央，其兩側(cè)對稱地設(shè)置電池更換單元7、電池存放單元3、充電單元2和低壓配電單元1，并且在其中一側(cè)的低壓配電單元1的外側(cè)設(shè)置高壓配電單元9。
此外，根據(jù)場地的實(shí)際情況，該充電站系統(tǒng)還可以包括電池維護(hù)單元5、監(jiān)控辦公單元6和消防設(shè)施單元8。電池維護(hù)單元5、監(jiān)控辦公單元6和消防設(shè)施單元8通常分布在車間的角落或者充電單元2的后方。充電單元2和電池存放單元3上的電池的電壓、電流、SOC等信號(由于通過檢測裝置檢測電壓、電流等信號是本領(lǐng)域公知的，所以這里將省略它們的詳細(xì)說明)，通過Can總線等方式傳遞到監(jiān)控辦公單元6的監(jiān)控平臺上。車間外面、緊鄰車間的部分布置有消防設(shè)施單元8，如沙坑。
下面將概括說明各個單元的功能。
低壓配電單元1和高壓配電單元9共同組成配電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)充電站提供外輸入的高壓電力到充電設(shè)備可應(yīng)用電力的轉(zhuǎn)換。其中，低壓配電單元1用于給充電單元2提供電力，高壓配電單元9用于將輸入的高壓電力轉(zhuǎn)換為低壓電力。
充電單元2用于給電池充電(例如通過地溝布線的方式)，實(shí)現(xiàn)動力電池電能的補(bǔ)給，可包括充電平臺、充電區(qū)以及充電站監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口等，由于這些組成部分都是本領(lǐng)域公知的，因此這里將省略對它們的詳細(xì)說明，并且圖中未示出。
電池存放單元3備用存儲空間，即用于存放電池和對電池進(jìn)行充電的地方，一般設(shè)置電池存儲架進(jìn)行電池立體存放。
車輛停放區(qū)4包括行車道和停車位，滿足電動車輛更換電池及充電時的停車需求，保證更換的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。其中，充電站從入口到出口至少有二條車道，入口和出口分開設(shè)置，并進(jìn)行指示標(biāo)識。
電池維護(hù)單元5是用于電池重新配組、電池組均衡、電池組實(shí)際容量測試、電池故障的應(yīng)急處理等工作的區(qū)域。
監(jiān)控辦公單元6其通過公知的方式與各個組成單元連接，用于監(jiān)控整個充電站系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括供電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控、充電單元運(yùn)行監(jiān)控、充電站系統(tǒng)安全監(jiān)控等。
電池更換單元7實(shí)現(xiàn)車輛動力電池更換操作的功能區(qū)，一般通過配備的自動機(jī)械裝置(如機(jī)器人等)將車輛上的待更換電池取出，放到電池存放單元3上。
另外，根據(jù)本發(fā)明的充電站系統(tǒng)還包括有供電系統(tǒng)，用于保證充電站電池充電、電池管理以及照明等輔助設(shè)施的用電需求，并對充電單元的諧波污染進(jìn)行控制與處理，確保充電站的穩(wěn)定運(yùn)行。
本發(fā)明的充電站系統(tǒng)還可以是立體式充電站系統(tǒng)，圖2為根據(jù)本發(fā)明的立體式充電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖2可以看出，車輛停放區(qū)4設(shè)置在地面上，電池存放單元3、充電單元2、低壓配電單元1和高壓配電單元9設(shè)置在地面下，電池更換單元7同時設(shè)置在地面上和地面下。其中，設(shè)置在地面上的電池更換單元7對稱地設(shè)置在車輛停放區(qū)4的兩側(cè)，設(shè)置在地面下的電池更換單元7的兩側(cè)對稱地設(shè)置有電池存放單元3、充電單元2和低壓配電單元1。由于，該充電站系統(tǒng)的大部分組成單元位于地面下，因此可以更有效的利用空間，減少占地。對于立體式充電站系統(tǒng)，還可以在合適的位置布置電梯設(shè)備10。
下面將結(jié)合圖3詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)施例的充電站系統(tǒng)及使用該充電站系統(tǒng)對電動汽車進(jìn)行充電的匹配充電方法，其中，圖3為根據(jù)本發(fā)明的電動汽車的充電站系統(tǒng)的一個實(shí)施例的平面示意圖。
根據(jù)該實(shí)施例的充電站系統(tǒng)以用于對電池進(jìn)行更換和充電的車間為核心，內(nèi)部布置采取對稱結(jié)構(gòu)、平面布置的方式。電池架上的電池通過充電機(jī)構(gòu)2進(jìn)行充電，充電機(jī)構(gòu)2和電池的電壓、電流、SOC等信號通過Can總線等方式傳遞到監(jiān)控辦公單元6的監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)對整個充電過程的監(jiān)控。該充電站系統(tǒng)的監(jiān)控辦公單元6布置在緊鄰車間的外側(cè)。電池維護(hù)單元5布置在車間一端的兩個角落里。該充電站有完善的消防設(shè)施，即消防設(shè)施單元8，其中包括消防沙坑。高壓供電單元9布置在充電車間的外側(cè)。
本發(fā)明提供的對電動汽車進(jìn)行充電的匹配充電方法包括如下首先待更換電池的電動汽車在車輛停放區(qū)的合適位置進(jìn)行停放，并采集充電站系統(tǒng)的基本參數(shù)并確定充電站系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)(例如自動更換機(jī)器人11)為其進(jìn)行電池更換作業(yè)。接著，將所述基本參數(shù)和設(shè)計參數(shù)傳輸?shù)较到y(tǒng)控制器終端，并由系統(tǒng)控制器終端向低壓配電單元、充電單元、電池存放單元、車輛停放區(qū)、電池維護(hù)單元、監(jiān)控辦公單元、電池更換單元、消防設(shè)施單元和高壓配電單元的各自相應(yīng)控制器終端發(fā)出信息與指令。然后，根據(jù)所述信息與指令將等待兩側(cè)的電池更換單元的電池更換設(shè)備將電動汽車上的待更換電池取出，放到電池存放單元的電池架上，并取下充滿電的電池，安裝到電動汽車上，完成整個更換作業(yè)，電動汽車駛出。最后，根據(jù)所述信息與指令將電池存放單元的電池架上的電池通過充電單元進(jìn)行充電并存儲。
下面說明對充電站系統(tǒng)的更換操作人員的數(shù)量、備用電池的數(shù)目、充電單元的數(shù)量、服務(wù)能力、配電容量等進(jìn)行匹配計算。運(yùn)用這種計算方法能優(yōu)化電動汽車的充電站系統(tǒng)的資源分配，提高充電站系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性水平，保證較低成本情況下充電站系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。充電站系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)匹配計算方法如下 1、基本設(shè)計參數(shù) 每車需要的更換操作人員數(shù)量Ng 同時更換車輛數(shù)Nt 電池的充電時間Tch 每車更換電池的作業(yè)時間Tex 備用電池儲備系數(shù) Cb 充電站的服務(wù)時間 Tqt 前后車輛影響等環(huán)節(jié)的儲備系數(shù) Cc 每輛車每天更換電池次數(shù)Ngh 每組電池需要的充電區(qū)數(shù)量 Nd 單臺充電區(qū)功率Pd 充電區(qū)的充電效率 η 充電區(qū)的功率因數(shù)
充電區(qū)同時利用系數(shù)Ct 2、充電站系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)模、服務(wù)能力及配電容量的計算。主要包括確定更換操作人員的數(shù)量、備用電池的數(shù)目、充電單元的數(shù)量、充電站系統(tǒng)的服務(wù)能力以及配電容量。根據(jù)已經(jīng)確定的基本參數(shù)，通過以下的計算公式確定充電站的主要設(shè)備規(guī)模、服務(wù)能力及配電容量。
更換操作人員的數(shù)量Nc＝Ng×Nt 備用電池的數(shù)目 充電區(qū)數(shù)量Ncdj＝Nbat×Nd 每天最多服務(wù)車次 最大可服務(wù)車輛數(shù)目 配電容量的計算公式為
下面給出一個該充電站系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)匹配計算方法的實(shí)例 (1)電池更換模式 更換方式為自動化的機(jī)器人快速更換模式，待換電池的車輛進(jìn)入電池更換車間，先由機(jī)器人取下車輛上的待充電電池，再從充電架上取下已充滿的電池裝配到車輛上。換好電池的車輛開出電池更換車間，進(jìn)入發(fā)車編組，等待下一輪發(fā)車。充電架上換上的電池由充電單元進(jìn)行充電。
舉例來說，根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的充電站系統(tǒng)采用雙通道、同時更換4輛車的電池的方案。下面將以此為例說明根據(jù)本發(fā)明的充電站系統(tǒng)的匹配參數(shù)的計算方法。
(2)基本設(shè)計參數(shù) 項(xiàng)目 數(shù)量 更換操作人員Ng4人/輛 同時更換車輛數(shù)Nt 4輛 充電時間Tch 3小時 更換時間Tex 12分鐘/輛 備用電池儲備系數(shù)Cb1.2 服務(wù)時間Tqt 18h 前后車輛影響等環(huán)節(jié)的儲備系數(shù)Cc1.2 每輛車每天更換電池次數(shù)Ngh 2次 每組電池需要的充電單元數(shù)量Nd 7臺 單臺充電單元功率Pd9kW 充電單元充電效率η0.9 充電單元的功率因數(shù)

0.85 充電單元同時利用系數(shù)Ct0.8 (3)充電站主要設(shè)備規(guī)模 更換人員數(shù)量(人)Nc＝Ng×Nt＝4×4＝16 備用電池數(shù)目(組) 充電單元數(shù)量(臺)Ncdj＝Nbat×Nd＝72×7＝504 (4)充電站服務(wù)能力 每天最多服務(wù)車次(次) 最大可服務(wù)車輛數(shù)目(輛) (5)配電容量 充電單元內(nèi)充電機(jī)的功率為9kW/臺，每組電池需要用7臺充電機(jī)進(jìn)行充電。根據(jù)該充電站的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取充電單元充電效率η＝0.9，功率因數(shù)

充電單元同時利用系數(shù)Ct＝0.8，配電容量為
(6)主要設(shè)計參數(shù)匯總 項(xiàng)目 數(shù)量 同時更換能力(輛) 4 更換人員數(shù)量(人) 16 備用電池組數(shù)目(組)72 充電單元數(shù)目(臺) 504 每天最多可更換電池次數(shù)(次)300 每天最大可服務(wù)車輛數(shù)(輛) 150 配電容量(kVA) 4744 本發(fā)明所提供的電動汽車的充電站系統(tǒng)具有布局合理、結(jié)構(gòu)新穎的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電、提供充電效率、并同時能夠?qū)Χ噍v電動汽車進(jìn)行更換電池和充電的操作，具有高經(jīng)濟(jì)性水平和在較低成本下穩(wěn)定運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。
需要聲明的是，上述發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理內(nèi)，當(dāng)可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車的充電站系統(tǒng)，其特征在于，所述充電站系統(tǒng)包括
車輛停放區(qū)，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(shè)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(jìn)行充電；
充電單元，用于對所述電池存放單元上的電池進(jìn)行充電；
低壓配電單元，用于為所述充電單元區(qū)供電；
高壓配電單元，用于將輸入的高壓電力轉(zhuǎn)換為低壓電力；
其中，在所述車輛停放區(qū)兩側(cè)對稱地設(shè)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(cè)的所述低壓配電單元的外側(cè)設(shè)置有所述高壓配電單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電站系統(tǒng)，其特征在于，所述充電站系統(tǒng)為平面式充電站系統(tǒng)，其中，所述車輛停放區(qū)、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(shè)置在地面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電站系統(tǒng)，其特征在于，所述充電站系統(tǒng)為立體式充電站系統(tǒng)，其中，所述車輛停放區(qū)設(shè)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(shè)置在地面下，所述電池更換單元同時設(shè)置在地面上和地面下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電站系統(tǒng)，其特征在于，所述電池更換設(shè)備為自動更換機(jī)器人。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電站系統(tǒng)，其特征在于，所述充電單元通過地溝布線的方式對電池進(jìn)行充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的充電站系統(tǒng)，其特征在于，所述充電站系統(tǒng)還包括電池維護(hù)單元、監(jiān)控辦公單元和消防設(shè)施單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電站系統(tǒng)，其特征在于，所述充電站系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)包括更換操作人員的數(shù)量Nc、備用電池的數(shù)目Nbat、充電單元數(shù)量Ncdj、每天最多服務(wù)車次Nqs、最大可服務(wù)車輛數(shù)目Ncs、配電容量P；所述設(shè)計參數(shù)由充電站系統(tǒng)的基本參數(shù)通過如下匹配法確定
更換操作人員的數(shù)量NcNc＝Ng×Nt
備用電池的數(shù)目Nbat
充電單元數(shù)量NcdjNcdj＝Nbat×Nd
每天最多服務(wù)車次Nqs
最大可服務(wù)車輛數(shù)目Ncs
配電容量P
其中所述基本參數(shù)包括更換操作人員Ng、同時更換車輛數(shù)Nt、充電時間Tch、更換時間Tex、備用電池儲備系數(shù)Cb、服務(wù)時間Tqt、前后車輛影響等環(huán)節(jié)的儲備系數(shù)Cc、每輛車每天更換電池次數(shù)Ngh、每組電池需要的充電單元數(shù)量Nd、單臺充電單元功率Pd、充電單元充電效率η、充電單元的功率因數(shù)
充電單元同時利用系數(shù)Ct。
8.一種使用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的充電站系統(tǒng)對電動汽車進(jìn)行充電的充電匹配方法，所述充電匹配方法包括
待更換電池的電動汽車在車輛停放區(qū)的合適位置進(jìn)行停放，并采集充電站系統(tǒng)的基本參數(shù)并確定充電站系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)；
將所述基本參數(shù)和設(shè)計參數(shù)傳輸?shù)较到y(tǒng)控制器終端，并由系統(tǒng)控制器終端向低壓配電單元、充電單元、電池存放單元、車輛停放區(qū)、電池維護(hù)單元、監(jiān)控辦公單元、電池更換單元、消防設(shè)施單元和高壓配電單元的各自相應(yīng)控制器終端發(fā)出信息與指令；
根據(jù)所述信息與指令將等待兩側(cè)的電池更換單元的電池更換設(shè)備將電動汽車上的待更換電池取出，放到電池存放單元的電池架上，并取下充滿電的電池，安裝到電動汽車上，完成整個更換作業(yè)，電動汽車駛出；和
根據(jù)所述信息與指令將電池存放單元的電池架上的電池通過充電單元進(jìn)行充電并存儲。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的匹配充電方法，其特征在于，所述充電站系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)包括更換操作人員的數(shù)量Nc、備用電池的數(shù)目Nbat、充電單元數(shù)量Ncdj、每天最多服務(wù)車次Nqs、最大可服務(wù)車輛數(shù)目Ncs、配電容量P；所述設(shè)計參數(shù)由充電站系統(tǒng)的基本參數(shù)通過如下匹配法確定
更換操作人員的數(shù)量NcNc＝Ng×Nt
備用電池的數(shù)目Nbat
充電單元數(shù)量NcdjNcdj＝Nbat×Nd
每天最多服務(wù)車次Nqs
最大可服務(wù)車輛數(shù)目Ncs
配電容量P
其中所述基本參數(shù)包括更換操作人員Ng、同時更換車輛數(shù)Nt、充電時間Tch、更換時間Tex、備用電池儲備系數(shù)Cb、服務(wù)時間Tqt、前后車輛影響等環(huán)節(jié)的儲備系數(shù)Cc、每輛車每天更換電池次數(shù)Ngh、每組電池需要的充電單元數(shù)量Nd、單臺充電單元功率Pd、充電單元充電效率η、充電單元的功率因數(shù)
充電單元同時利用系數(shù)Ct。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的匹配充電方法，其特征在于，所述匹配充電方法同時對多輛電動汽車進(jìn)行更換電池的操作。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動汽車充電站系統(tǒng)及其匹配充電方法，所述充電站系統(tǒng)包括車輛停放區(qū)，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(shè)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(jìn)行充電；充電單元，用于對所述電池存放單元上的電池進(jìn)行充電；低壓配電單元，用于為所述充電單元區(qū)供電；高壓配電單元，用于將輸入的高壓電力轉(zhuǎn)換為低壓電力。本發(fā)明所提供的電動汽車的充電站系統(tǒng)具有布局合理、結(jié)構(gòu)新穎的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電、提供充電效率、并同時能夠?qū)Χ噍v電動汽車進(jìn)行更換電池和充電的操作，具有高經(jīng)濟(jì)性水平和在較低成本下穩(wěn)定運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J7/00GK101834455SQ20101011142
公開日2010年9月15日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者王震坡, 孫逢春, 郭婷婷 申請人:北京理工大學(xué)