[发明专利]电动车光伏并网充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动车充电系统，特别涉及利用光伏组件并网发电为电动车充电的充电系统。

背景技术

目前全球能源紧缺，汽车是能源消耗的重要领域。发展和推广电动汽车，对实现能源多样化和可持续发展意义重大。汽车工业领域和主要工业国家对发展电动汽车十分重视。我国已经将电动汽车发展列入国家中长期发展战略的重点领域。电动车充电站是电动汽车产业化和商业化运行的重要基础设施。随着市场上电动车的使用越来越多，当其同时充电时，特别是在白天用电高峰期进行充电时，会对电网造成很大的压力。现有充电站主要是属于沿用常规充电机使用市电为特定型号的电动车充电而建立的充电机集群。有些电动车是作为短距离代步工具运行的，此类电动车在白天的大部分时间里是处于停放状态的，因此利用太阳能来为电动车充电可以有效的缓解用电压力。

发明专利200610062677.3公开了一种电动车充电系统，然而此系统利用的是市电充电，发明专利200710118518.5则公开了一种电动汽车的充电运行方法，其中涉及的充电站可以使用市电也可以使用太阳能为汽车充电，但是该发明没有解决多辆车和多种供电系统运行下的充电组织和管理问题，特别是没有针对太阳能特点提出的系统解决方案。与此同时，直到目前，我国还没有真正意义上的电动汽车用光伏充电站，它不同于传统意义上的市电充电站，具有特殊的技术要求和特征：一方面太阳能发电具有自己的特征，比如易于受环境的影响而不稳定等；另一方面，充电站不应该是简单的多台充电机的集合，应该是一个针对不同电动车辆，针对不同电池组的充电和管理系统。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种符合电动汽车充电站要求的光伏并网充电系统。

为实现上述目的，本发明提供一种电动车光伏并网充电系统，其特征在于，它包括光伏组件阵列、并网逆变器、组件及环境监测系统、变压器、配电柜及计量表、充电控制系统、充电监测系统和充电器。

电动车的动力电池可以是铅酸蓄电池、钠硫电池、锂离子电池、镍氢电池以及其它可用的电化学动力电池。

所述光伏组件阵列系统主要完成将太阳能转变为直流电。

所述光伏组件阵列包括光伏组件、防逆流装置、旁路元件、接线箱和安装固定支架等；光伏组件包括非晶硅电池、双结非晶硅微晶硅电池、铜铟镓锡CIGS电池、染料敏化太阳能电池DSSC以及其它能将太阳能转化为电能的组件和装置。所述光伏组件阵列系统是由多块独立的光伏组件通过串联或并联的方式连接在一起，光伏组件的数目和串并联方式根据实际需求的功率、输出电压和输出电流来进行设计，使光伏组件最终的发电规模与计划负载的大小相匹配。

所述并网逆变器包括电压、电流控制部分，最大功率追踪控制部分，并网保护部分和反孤岛部分，光伏组件产生的直流不稳电力经过逆变器转变为和市电电网一致的谐波交流电，实现并网发电。

所述组件及环境监测系统包括光伏组件工作状态监测部分和环境监测部分。所述环境监测系统，其特征在于：包括温度传感器，湿度传感器，风速测量设备，太阳辐射强度测量设备和数据记录与通信控制；所述光伏组件工作状态监测部分，其特征在于：包括组件输出电压、电流及功率值的测量、记录和计算机的通信控制。

所述变压器可以将中高压电网降压成低压交流电和所述并网逆变器中的交流电并联接入配电柜中供应负载，另一方面，当所述光伏组件的发电量超过负载需求时就会产生剩余电力，这些剩余电力通过逆变器变为低压交流电，并通过变压器升压后并入中高压电网实现电力的重新分配。

所述配电柜及计量表包括低压配电柜和多种计量表。所述低压配电柜中的低压电器包括熔断器、交流接触器、剩余电流动作保护器、电容器及其它设备；所述计量表包括电能表、电流表、电压表及其它用运行参数的监测统计分析的仪表。

所述充电控制系统能够控制充电器接入的数目和接入的顺序，实现电动车的充电管理。本发明所述充电控制系统，能够根据用户设定来实现不同的充电模式。

当多辆电动车接入充电系统时，如果用户只希望用太阳能为负载充电，充电监测系统将会给出目前已接入系统的所有电动车的电池组的剩余容量，控制系统将根据电池剩余容量的大小对电池组进行分级，并按照电池组剩余容量由高到低的顺序接入电动车，接入电动车的数目则根据此时光伏组件的发电量来确定。

当多辆电动车接入充电系统中，如果用户需要所有电动车在尽可能短的时间内完成充电，则控制系统将会同时接入所有待充电电池组，此时光伏组件和电网以并联的方式共同为电池组充电提供电力。