[实用新型]带有储能装置的电动汽车充电站

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带有储能装置的电动汽车充电站，属于电动汽车和电力系统技术领域。

背景技术

随着能源危机的日益严重和人们环保意识的逐渐增强，清洁能源动力汽车得到了广泛发展和推广应用，其中尤以电动汽车的发展技术最为成熟。电动汽车的充电形式主要可以分为更换电池组和充电站/桩充电这两种。

由于车辆的动力要求和尺寸大小不一、车载空间有限且布置差别很大，因此不同车辆所需的电池组容量大小、电池组的配置以及尺寸难以标准化，通常采用更换电池组的充电方式一般适用于特定种类的车辆供电，比如采用模块化的标准电池组的有足够空间的大型客车或者运输车辆；或为某一公司的若干类型的电动车辆专门指定更换电池组的充电站。该方式适用范围小、通用性差，无法满足各式各样电动车辆的充电需求。

而车辆的充电站/桩充电方式几乎适用于所有的电动车辆的充电。目前充电有两种工作模式：正常速率充电方式（一般6～8小时充满），最普遍的是家用电动车辆在停车场停车时间充电；快速充电，电动车辆在充电站用15～20分钟充满80%以上的电能。然而采用正常速率充电，车辆的充电速度太慢，难以满足营运车辆以及长途运行车辆的时效性要求。和正常速率充电方式相比，快速充电技术能够满足车辆时效性要求，但其每辆车的充电电流几十倍于正常充电电流，会给电网带来电流冲击，当大量的电动汽车集中在充电站同时快速充电时，短时间内所需的能量极大，会产生巨大的冲击电流，将威胁到电网的稳定安全运行，甚至会损坏线路、变压器等电网设备，因此有关的变电站和线路势必要进行扩容，但扩容的变电站和线路容量的平均利用率非常低，经济上不划算。此外充电站快速充电一般多在用电高峰的白天，不仅会增加电网的负担，用电成本高。

如何既经济、高效、安全和可靠地解决电动汽车利用充电站充电的问题对于电动车辆的推广应用，以及保证电网运行的经济、安全和高效具有重大意义。因此有必要开发出一种充电站方案以有效地解决充电站对电网的充电冲击电流过大、变电站和线路容量过大且利用率低等一系列技术经济难题。

实用新型内容

技术问题：

本实用新型的目的在于，在满足电动汽车快速充电需求的同时，克服电动汽车快速充电时对电网所造成的电力冲击，大大减少电动汽车充电站所需的变电站容量和线路容量，保证电网安全稳定运行，设计出了一种适用于各种类型电动汽车充电所用的带有储能装置的电动汽车充电站，并对充电站运行进行优化，从充放电的价格差中获取额外的经济效益，还可用于整个电网削峰平谷。

技术方案：

本实用新型带有储能装置的电动汽车充电站，由交流电网、监控设备、储能设备和充电设备构成；其中，交流电网依次通过高压继电保护柜、三相变压器和低压继电保护柜接入储能设备的输入端，储能设备的输出端通过开关与充电设备的输入端连接，监控设备监测和控制交流电网、储能设备和充电设备的运行状态。

优选地，所述储能设备有n个并联的储能设备组构成，每个储能设备组由单一系列的储能元件或不同类型的储能元件组合构成，其中n为大于1的自然数。

优选地，所述单一系列的储能元件为钛酸锂电池储能装置。

优选地，所述不同类型的储能元件为超级电容和钛酸锂电池组合。

优选地，所述充电设备有n个并联的充电设备组构成，充电设备组由开关控制器串接充电桩构成。

有益效果：

本实用新型所提供的带有储能装置的电动汽车充电站及其运行与配置方法的有益效果主要有：

1.可有效减轻快速充电给电网带来的冲击，减缓电网压力，无需对充电站所连接的电网变电站进行大规模的扩容；

2.可实现为不同厂家，不同类型各种电动汽车提供充电服务；

3.充电服务便捷，运营简单灵活，维护方便；

4.可在电价低的用电低谷购买电力存储在储能装置中，而在电价高的用电高峰将储能装置的能量出售给电动车客户或电网，从而获得较大的收益，并有助于电网的削峰平谷。

附图说明

图1(a)是本实用新型带有储能装置的电动汽车充电站及其运行与配置方法的组成图，其中包含交流电网供电系统1、监控设备2、储能设备3、充电设备4四部分。图1(b)为储能设备组1和充电设备组1的具体组成图。

图2是采用带有储能装置的电动汽车充电站正常蓄能充电运行的示意图，其中仅含有一组储能设备、一组充电设备。

图3是采用带有储能装置的电动汽车充电站将盈余电能在电网用电高峰期间回馈电网（出售盈余电能给电网公司）的示意图，其中仅含有一组储能设备、一组充电设备。