[发明专利]电动汽车充电站系统及其匹配充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车的充电站系统及其给电动汽车充电的匹配充电方法。更加具体地说，本发明涉及一种通过更换电池为电动汽车补充能量的充电站系统的拓扑结构及充电匹配方法，也就是通过对电动汽车蓄电池的充电设施的各组成单元进行结构重组而获得的一种新颖的充电站系统，本发明还涉及一种使用所述充电站系统给汽车充电的方法。

背景技术

电动汽车作为清洁、环保型绿色车辆，受到世界各国政府以及汽车生产商的极大关注。以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的电动汽车必将成为21世纪的重要交通工具。其中，纯电动汽车经历了较长阶段的发展，技术日臻成熟，相关的技术和标准体系已经完善，并且在美、日、欧等国家和地区已经得到商业化的推广和应用。特别是在市政特殊用车、固定线路的公交车、公务车队用车和私人用车领域，纯电动汽车得到了很大发展。

为了方便涉及和使用，目前多数电动汽车采用动力蓄电池作为主要电源。动力蓄电池为多块电池单体通过串联、并联或串并联组合的方式构成的电池组，并包含以下一种或多种部件：安装固定电池的电池箱、相应的电池管理系统、其他辅助系统和部件。

简单的说，电动汽车的充电方式一般为：依靠地面充电站或车载充电系统在车辆停驶的情况下对电池进行充电。作为车载停车充电方式的延伸，部分地区应用的双源无轨电车采用在线充电方式充电，即在车辆运行过程中，利用无轨电车弓网为车载蓄电池充电以备脱网时采用蓄电池电量行驶。对于停车充电方式，车辆动力电池充电时间长、车辆利用率低、使用不方便。因此现在通常采用更换动力蓄电池的方法为电动汽车提供源源不断的动力，即从电动汽车上取出用完的动力电池，然后把充好电的动力电池装入电动汽车。

为了满足更换电池和充电的需要，需要建立给电动汽车更换电池并对更换下来的动力电池进行充电的充电站系统，这样的系统对于整个运作过程至关重要。但对于这样的充电站系统，目前尚无成熟的布置方式、设计规范和标准。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种电动汽车的充电站系统，所述充电站系统包括：

车辆停放区，用于停放待更换电池的电动汽车；

电池更换单元，用于通过电池更换设备更换电动汽车的电池；

电池存放单元，用于存放电池和对电池进行充电；

充电单元，用于对所述电池存放单元上的电池进行充电；

低压配电单元，用于为所述充电单元区供电；

高压配电单元，用于将输入的高压电力转换为低压电力；

其中，在所述车辆停放区两侧对称地设置有所述电池更换单元、电池存放单元、充电单元和低压配电单元，在其中一侧的所述低压配电单元的外侧设置有所述高压配电单元。

优选地，所述充电站系统为平面式充电站系统，其中，所述车辆停放区、电池更换单元、电池存放单元、充电单元、低压配电单元和高压配电单元设置在地面上。

优选地，所述充电站系统为立体式充电站系统，其中，所述车辆停放区设置在地面上，所述电池存放单元、充电单元、低压配电单元和高压配电单元设置在地面下，所述电池更换单元同时设置在地面上和地面下。

优选地，所述电池更换设备为自动更换机器人。

优选地，所述充电单元通过地沟布线的方式对电池进行充电。

优选地，所述充电站系统还包括电池维护单元、监控办公单元和消防设施单元。

优选地，所述充电站系统的设计参数包括更换操作人员的数量N_c、备用电池的数目N_bat、充电单元数量N_cdj、每天最多服务车次N_qs、最大可服务车辆数目N_cs、配电容量P；所述设计参数由充电站系统的基本参数通过如下匹配法确定：

更换操作人员的数量N_c     N_c＝N_g×N_t