CN204349507U - 绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置 - Google Patents

Abstract

绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，属于电动汽车充换电技术领域。充换电房正上方安装有用于发电的风电设备（1）和光伏太阳能设备（2）；充换电房由用作充电和电能转换的高层、用作检测维修的中层、用作电动汽车换电的低层组成，高层、中层和低层之间通过升降装置（7）联通。该电成套装置易拆易装，可规模化生产、推广，通过智能装换电成套装置进行方便、快捷的换电，不再对电动汽车进行现场充电，充换电房将风能、太阳能、电能和蓄电能有效地结合在一起，并且只利用低谷电对储能蓄电池充电，充分提高了低谷电利用率。

Description

绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置

技术领域

绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，属于电动汽车充换电技术领域。

背景技术

电动汽车作为清洁、环保型绿色车辆，电动汽车已逐渐成为汽车工业和能源产业发展的重点，我国已经成为世界上汽车保有量增长最快的国家，国内电动汽车的充电目前主要以建设充电站和充电桩为主，充电站的主要功能是实现快充，慢充的功能由充电桩来实现，这种方式还存在以下问题：建设的充电站土地利用率还不高，绿化程度还不够。慢充需要5至8个小时，快充在20分钟至30分钟的时间里，只为电池充电50%至80%，这都不同程度消耗了电动汽车运行的宝贵时间，降低了运行效率。电动汽车储能蓄电池以个体私有为单位运行，无法实现统一的柔性立体智能组合式管理。充电站或充电桩电源来自国家电网的普通用电，不利于能源综合利用和节能环保。电动汽车到充电站或充电桩充电，是根据个人需要随时来充，无法利用普通用电的峰谷差，低谷电利用率低。充电站仅作充电过于单一，机房建设没有模块化建设，不利于快速推广。自动化程度不高、效率低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，该电成套装置易拆易装，可规模化生产、推广，通过智能装换电成套装置进行方便、快捷的换电，不再对电动汽车进行现场充电，充换电房将风能、太阳能、电能和蓄电能有效地结合在一起，并且只利用低谷电对储能蓄电池充电，充分提高了低谷电利用率。

本实用新型的技术方案为，本实用新型的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，包括充换电房，其特征在于：充换电房正上方安装有用于发电的风电设备和光伏太阳能设备；充换电房由用作充电和电能转换的高层、用作检测维修的中层、用作电动汽车换电的低层组成，高层、中层和低层之间通过升降装置联通；高层内部安装有充电设备、储能蓄电池、电能转换设备，中层内部安装有检测设备，电能转换设备分别与风电设备、光伏太阳能设备电连接。

所述高层内部分隔有用于安装储能蓄电池的储能蓄电池室、用于安装充电设备的充电设备室、用于安装电能转换设备的电能转换室，高层内部还安装有用于放置储能蓄电池的充电储能蓄电池架。

所述中层内部设有安监室、维修室和用于安装检测设备的检测室，中层内部还安装有用于摆放待检测的储能蓄电池的待检测储能蓄电池架。

所述低层内部分隔有电动汽车专用通道、变压器室、值班室和中心监控室，中心监控室内安装有智能红外感应探头和RFID检测器。

所述充换电房中作为骨架的钢结构通过法兰用螺栓连接为一个整体，外墙模板通过插接或螺栓固定在钢结构之间作为墙体；充换电房通过地脚法兰和预埋在地面的螺栓固定在地面上。

所述高层的房顶设有绿化带，高层、中层和低层分别在其房顶处的外墙上安装有可以栽植绿色植物的绿化围栏。

所述高层、中层和低层上均设有用于连接升降装置的升降口，高层、中层和低层的内部均设有用于运送储能蓄电池的移动轨道，移动轨道的起始端与升降口连接。

所述风电设备和光伏太阳能设备通过支撑架固定在充换电房的正上方，风电设备和光伏太阳能设备与充换电房的房顶之间留有空隙。

所述充换电房侧面墙体外部安装有风电设备和光伏太阳能设备。

所述储能蓄电池上设有RFID标签、GPS芯片和扫描二维码。

对本实用新型说明如下：

所述的移动轨道上安装有智能换电机械人。升降装置、升降口、移动轨道、移动轨道上智能换电机械人和中层的待检测储能蓄电池架、高层的充电储能蓄电池架的配合使用，可实现进行方便、快捷的换电智能换电机械人是将只能在固定岗位工作的工业通用型机器人（如北京市电力公司自主研发的为乘用车换电的手臂机器人），固定在了一个通用型智能轨道小车上，使其能沿着固定轨道启动或行驶，实现整个储能蓄电池取、放过程自动化。升降装置为通用的升降电梯，移动轨道为普通碳钢轨道平行铺设在智能换电机械人预先设计好的运行路线上。

所述的中心监控室是一套技术先进和功能完善的计算机监控***，将新一代IT技术应用到电动汽车充电设施，通过在电动汽车、储能蓄电池、充电设备中设置传感器和RFID***，可以实时感知电动汽车运行状态、储能蓄电池使用状态、充电设备工作状况、充电设施辅助设备运行情况等，利用RFID***、红外扫描以及快速Ethernet特性，通过GOOSE实现相互之间信息交换和监控间隔联闭锁功能，整个***统一建模、统一组网，共享统一的信息。

与现有技术相比，本实用新型的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置所具有的有益效果是：

1、该充换电成套装置安装方便。充换电房易拆易装，可规模化生产、推广，充换电房为钢结构标准模板房，分大、中、小三种规格，高、中、底高层结构设置，现场组装完成，钢结构通过法兰用螺栓连接为一个整体，通过地脚法兰与预埋在地面的螺栓连接，墙体模板通过插接或螺栓固定在钢结构之间。

2、、该充换电成套装置使用方便。通过智能装换电成套装置进行方便、快捷的换电，不再对电动汽车进行现场充电，有效地提高了电动汽车的运输效率，智能储能蓄电池的设置解决了储能蓄电池私有为单位运行，无法实现统一的柔性立体智能组合式管理的问题，运行方便快捷，充换电房将绿色、风能、太阳能、电能和蓄电能等智能化、信息化的有效地结合在一起，并且只利用低谷电对储能蓄电池充电，充分提高了低谷电利用率是真正意义上的能源综合利用，充换电房将风能、太阳能、电能和蓄电能有效地结合在一起，并且只利用低谷电对储能蓄电池充电。

3、该充换电成套装置绿色环保。支撑架的上面安装有风、光太阳能发电装置，之间留有为中层底面通风的空隙，中层底面为绿化带既可以种植蔬菜也可以栽植绿化植物，低层为电动汽车通道，整个充换电房的可绿化面积远大于占用的土地面积，实现了土地的零占用，让本实用新型更加节能、环保，非常适用于电动汽车动力储能蓄电池组的快速换电和理想充电。

附图说明

图1为绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置中充换电房结构示意图。

图2为图1充换电房低层平面示意图。

图3为图1充换电房中层平面示意图。

图4为图1充换电房高层平面示意图。

图5为充换电房的进出通道结构示意图。

图6为图5充换电房的进出通道二层平面示意图。

图7为图5充换电房的进出通道一层平面示意图。

图8为本实用新型的充电工艺流程示意图。

其中：其中：1、风电设备；2、光伏太阳能设备；3、绿化围栏；4、外墙模板；5、储能蓄电池；6、充电储能蓄电池架；7、升降装置；8、检测设备；9、待检测储能蓄电池架；10、钢结构；11、螺栓；12、电动汽车；13、电动汽车专用通道；14、变压器室；15、值班室；16、中心监控室；17、安监室；18、维修室；19、检测室；20、移动轨道；21、升降口；22、储能蓄电池室；23、充电设备室；24、充电设备；25、电能转换室；26、电能转换设备；27、地面；28、绿化带。

具体实施方式

图1~4是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~8对本实用新型做进一步说明。

参照图1~7，绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，包括充换电房，充换电房正上方安装有用于发电的风电设备1和光伏太阳能设备2；风电设备1和光伏太阳能设备2通过支撑架固定在充换电房的正上方，风电设备1和光伏太阳能设备2与充换电房的房顶之间留有空隙，空隙可用于通风。支撑架包括顶面和用于支撑的支腿，顶面上固定有风电设备1和光伏太阳能设备2，顶面倾斜，并与水平方向成15~70°夹角。充换电房侧面墙体外部安装有风电设备1和光伏太阳能设备2，侧面墙体上的光伏太阳能设备2应安装在充换电房朝阳的一侧墙体外。

充换电房由用作充电和电能转换的高层、用作检测维修的中层、用作电动汽车换电的低层组成，高层、中层和低层之间通过升降装置7联通；高层、中层和低层上均设有用于连接升降装置7的升降口21，高层、中层和低层的内部均设有用于运送储能蓄电池的移动轨道20，移动轨道20的起始端与升降口21连接。移动轨道20的形状为U型、I型或L型。高层内部安装有充电设备24、储能蓄电池5、电能转换设备26，中层内部安装有检测设备8，电能转换设备26分别与风电设备1、光伏太阳能设备2电连接。高层的房顶设有绿化带28，绿化带28内设有40cm的土壤层可以种植蔬菜或绿化，可以随意栽植四季常绿的绿色植物，高层、中层和低层分别在其房顶处的外墙上安装有可以栽植绿色植物的绿化围栏3。

充换电房中采用作为骨架的钢结构10通过法兰用螺栓连接为一个整体，外墙模板4通过插接或螺栓固定在钢结构10之间作为墙体；充换电房通过地脚法兰和预埋在地面的螺栓11固定在地面27上。

高层内部分隔有用于安装储能蓄电池5的储能蓄电池室22、用于安装充电设备24的充电设备室23、用于安装电能转换设备26的电能转换室25，高层内部还安装有用于放置储能蓄电池5的充电储能蓄电池架6。高层的移动轨道20呈U型，充电储能蓄电池架6与高层的移动轨道20相邻。充电储能蓄电池架6与高层的移动轨道20位于储能蓄电池室22、充电设备室23、电能转换室25的外部。

中层内部设有安监室17、维修室18和用于安装检测设备8的检测室19，中层内部还安装有用于摆放待检测的储能蓄电池5的待检测储能蓄电池架9。中层的移动轨道20呈U型，待检测储能蓄电池架9与中层的移动轨道20相邻。待检测储能蓄电池架9与中层的移动轨道20位于安监室17、维修室18和检测室19的外部。

低层内部分隔有电动汽车专用通道13、变压器室14、值班室15和中心监控室16，中心监控室16内安装有智能红外感应探头和RFID检测器。储能蓄电池5上设有RFID标签、GPS芯片和扫描二维码。低层的移动轨道20呈I型，低层的移动轨道20设置在电动汽车专用通道13的内部的一侧。

参照图5~7，充换电房外部设置有进出通道，进出通道与充换电房相邻。进出通道包括一层和二层，参照图7，进出通道的一层内部设有用于电动汽车12行驶的过道，该过道与充换电房低层的电动汽车专用通道13相通。进出通道二层设有绿化带28，绿化带28覆盖整个二层底面。进出通道二层外部的墙体上安装有可以栽植绿色植物的绿化围栏3。进出通道正上方通过支撑架安装有用于发电的风电设备1和光伏太阳能设备2。

工作过程如下：首先根据不同城市的充换电需求，设立中央网络管理调度指挥中心，然后根据城市统一规划，在不同的地点根据不同的需要，按大、中、小三种规格设立不同规模大小的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，平整场地做好基础后，现场组装和安装已实现标准化、模板化生产的钢结构标准模板房及配套设施，钢结构10通过连接螺栓11固定在地面27上，外墙模板4通过插接或螺栓固定在钢结构之间，同步按要求对所有的绿化围栏3和绿化带28进行绿化，然后对所有绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置进行调试，调试完成后再与中央网络管理调度指挥中心联网进行统一测试，测试完成并验收合格后开始运行。

因储能蓄电池5中置入了RFID标签和GPS芯片，车主根据中央网络管理调度指挥中心提供的信息，输入目的地，行车电脑会自动计算电量可行驶里程，如果电量足够就无需担忧，如果电量不足，***会为车主提示什么时候、去哪里更换电池，方便的找到就近的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，装置内设有值班室15可供司机或职工休息，电动汽车12有充换电房的进、出通道进入充换电房，中心监控室16通过监控***感应并及时传输了进入电动车辆信息，并指令智能换电机械人通过升降装置7和移动轨道20快速到位，智能换电机械人通过设在储能蓄电池上的扫描二维码及射频识别RFID检测器，检测识别当前电池箱的类型、型号、电量等数据并及时回传的中心监控室16，中心监控室16依靠快速Ethernet特性，通过GOOSE实现相互之间信息交换和监控间隔联闭锁功能，同步将在所述数据传至中央网络管理调度指挥中心，整个***统一建模、统一组网，共享统一的信息。智能换电机械人根据指令取下需换电的储能蓄电池，经升降装置7和移动轨道20将电池放到中层待检测储能蓄电池架9上，然后再根据指令经升降装置7和移动轨道20将高层充电储能蓄电池架6上已充满电的储能蓄电池进行识别后取出 (同步将信息回传中心监控室16）,经升降装置7到地面27，再经移动轨道20到电动汽车12的储能蓄电池放置点将慢电储能蓄电池安装到车上，完成任务并回传完成信息到中心监控室16，中心监控室16同步将信息传至中央网络管理调度指挥中心，整个换电过程在3-5分钟内结束，电动汽车12启动，再经充换电房的进、出通道驶出，进入正常行驶中。

放到中层待检测储能蓄电池架9上的待检测储能蓄电池经智能换电机械人输送至检测室19门口，有人工移动到室内，经检测设备8检测后，将检测数据传输到中心监控室16进行数据处理，有问题的在维修室18进行维修，没问题的有智能换电机械人经升降装置7和移动轨道20将储能蓄电池放置到充电储能蓄电池架上，进入待充电状态，整个过程有安监室17监控。

参照图8，本实用新型的充电工艺流程如下：国家电网的高压用电首先进入变压器室14，变压成可以使用220V或380V的电压，此电压有三种使用方法，首先是在低谷电阶段，电能首先进入电能转换室25，与风电设备1、光伏太阳能设备2产生的能源，在此经电能转换设备26进行转换，共同转换为可供充电设备室23内的充电设备24使用的电源，一是对储能蓄电池室22内的储能蓄电池5进行充电，经过储能蓄电池5再对充电储能蓄电池架6上的待充电储能蓄电池进行充电，二是直接对充电储能蓄电池架6上的待充电储能蓄电池进行充电，其次是直接经充电设备24对充电储能蓄电池架6上的待充电储能蓄电池进行充电，再就是直接为日常用电提供电源。

风电设备1、光伏太阳能设备2产生的能源首先经电能转换设备26转换为适合应用的交流电和直流电，交流电首先为日常用电提供电源，富裕的经充电设备24对充电储能蓄电池架6上的待充电储能蓄电池进行充电，直流电直接对储能蓄电池5进行充电，当国家电网出现故障时，储能蓄电池5可经电能转换设备26转换备用电源，为充电储能蓄电池架6上的待充电储能蓄电池充电和日常用电提供电源，整个换电站的运行情况及充电过程等都经过安监室17监控，充电电池的相关数据会及时传输到中心监控室16，中心监控室16经数据处理后同步将信息传至中央网络管理调度指挥中心。

上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例；但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，包括充换电房，其特征在于：充换电房正上方安装有用于发电的风电设备（1）和光伏太阳能设备（2）；充换电房由用作充电和电能转换的高层、用作检测维修的中层、用作电动汽车换电的低层组成，高层、中层和低层之间通过升降装置（7）联通；高层内部安装有充电设备（24）、储能蓄电池（5）、电能转换设备（26），中层内部安装有检测设备（8），电能转换设备（26）分别与风电设备（1）、光伏太阳能设备（2）电连接。

2. 根据权利要求1所述的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，其特征在于：所述高层内部分隔有用于安装储能蓄电池（5）的储能蓄电池室（22）、用于安装充电设备（24）的充电设备室（23）、用于安装电能转换设备（26）的电能转换室（25），高层内部还安装有用于放置储能蓄电池（5）的充电储能蓄电池架（6）。

3. 根据权利要求1所述的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，其特征在于：所述中层内部设有安监室（17）、维修室（18）和用于安装检测设备（8）的检测室（19），中层内部还安装有用于摆放待检测的储能蓄电池（5）的待检测储能蓄电池架（9）。

4. 根据权利要求1所述的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，其特征在于：所述低层内部分隔有电动汽车专用通道（13）、变压器室（14）、值班室（15）和中心监控室（16），中心监控室（16）内安装有智能红外感应探头和RFID检测器。

5. 根据权利要求1所述的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，其特征在于：所述充换电房中作为骨架的钢结构（10）通过法兰用螺栓连接为一个整体，外墙模板（4）通过插接或螺栓固定在钢结构（10）之间作为墙体；充换电房通过地脚法兰和预埋在地面的螺栓（11）固定在地面（27）上。

6. 根据权利要求1所述的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，其特征在于：所述高层的房顶设有绿化带（28），高层、中层和低层分别在其房顶处的外墙上安装有可以栽植绿色植物的绿化围栏（3）。

7. 根据权利要求1所述的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，其特征在于：所述高层、中层和低层上均设有用于连接升降装置（7）的升降口（21），高层、中层和低层的内部均设有用于运送储能蓄电池的移动轨道（20），移动轨道（20）的起始端与升降口（21）连接。

8. 根据权利要求1所述的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，其特征在于：所述风电设备（1）和光伏太阳能设备（2）通过支撑架固定在充换电房的正上方，风电设备（1）和光伏太阳能设备（2）与充换电房的房顶之间留有空隙。

9. 根据权利要求1所述的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，其特征在于：所述充换电房侧面墙体外部安装有风电设备（1）和光伏太阳能设备（2）。

10. 根据权利要求1所述的绿色柔性立体智能组合式充换电成套装置，其特征在于：所述储能蓄电池（5）上设有RFID标签、GPS芯片和扫描二维码。