CN207892301U - 一种电动车棚及其充电管理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车棚及其充电管理***，涉及充电设备领域，其中所述电动车棚包括：顶棚，暴露在阳光可照射处；第一光伏发电装置，铺设在所述顶棚表面；至少一个充电桩，每个充电桩设置有充电接口；所述充电接口的电力来源包括所述第一光伏发电装置。本实用新型在顶棚表面铺设第一光伏发电装置，不会额外占用空间；通过顶棚表面的第一光伏发电装置为充电桩供电以便通过充电接口为电动车充电，可以减少市电的使用，缓解众多电动车充电给电网带来的压力，节约电网电能。此外，光伏发电装置设置在电动车棚处，产生的电能无需长距离传输，提高了能源利用率。

Description

一种电动车棚及其充电管理***

技术领域

本实用新型涉及充电设备领域，具体涉及一种电动车棚及其充电管理***。

背景技术

相对于燃油车，电动车由于对环境污染小、消费低越来越受到人们的青睐，数量越来越多的电动车的充电问题成为了电动车普及的瓶颈。

现有电动车往往采用市电供电。然而，当众多的电动车同时接入市电充电时，会给电网带来较大供电压力；此外，发电厂产生的电能在长距离传输过程中还会有损耗，降低了能源利用率。

发明内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电动车棚及其充电管理***，以解决缓解众多电动车充电给电网带来的压力。

本实用新型第一方面提供了一种电动车棚，包括：顶棚，暴露在阳光可照射处；第一光伏发电装置，铺设在所述顶棚表面；至少一个充电桩，每个充电桩设置有充电接口；所述充电接口的电力来源包括所述第一光伏发电装置。

可选地，所述电动车棚还包括：第二光伏发电装置，铺设在所述电动车棚区域及其周边区域的地面。

可选地，所述电动车棚还包括：第三光伏发电装置，设置于所述电动车棚的至少一个柱体上，所述柱体用于支撑起所述顶棚。

可选地，所述柱体包括透明圆柱体；所述透明圆柱体的中心轴设置有光伏发电组件。

可选地，所述充电桩的充电接口设置于可移动的充电枪上，所述充电枪通过电源引线与固定设置的充电桩连接；所述充电枪上设置有重力传感器，用于检测所述充电枪是否被移动。

本实用新型第二方面提供了一种应用于第一方面或者第一方面任意一种可选实施方式所述电动车棚的充电管理***，包括：蓄电池，至少一个光伏发电装置的输出端通过对应的第一可控开关连接至所述蓄电池的第一输入端；市电电源经AD/DC模块转换后通过第二可控开关连接至所述蓄电池的第二输入端；电源总线，所述光伏发电装置的输出端、所述蓄电池的输出端和所述市电电源还分别通过第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关连接至所述电源总线；控制器，其多个输出端分别与所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关的控制端连接，用于控制对应的可控开关闭合或断开。

可选地，所述充电桩对应的电源线的一端连接所述电源总线；另一端为充电接口，用于连接待充电电动车；所述充电管理***还包括：至少一个电流检测模块，用于分别检测每个充电桩对应的电源线回路中流过的电流，所述电流检测模块的输出端与所述控制器的输入端连接；和/或，至少一个第一电压检测模块，用于分别检测每个充电接口两端的电压值，所述电压检测模块的输出端与所述控制器的输入端连接。

可选，所述充电管理***还包括：至少一个光耦，其输入端串联在充电桩对应的电源回路中，其输出端连接至控制器。

可选地，所述充电管理***还包括：至少一个第二电压检测模块，用于检测所述光伏发电装置、所述蓄电池的输出端和所述市电电源中至少一者的输出电压，所述第二电压检测模块的输出端与所述控制器的输入端连接。

可选地，所述充电管理***还包括：输入装置，用于用户设置以下信息中的至少一者：充电桩所对应电动车的预约开始充电时间、充电优先级。

本实用新型实施例所提供的电动车棚，在顶棚表面铺设第一光伏发电装置，不会额外占用空间；通过顶棚表面的第一光伏发电装置为充电桩供电以便通过充电接口为电动车充电，可以减少市电的使用，缓解众多电动车充电给电网带来的压力，节约电网电能。此外，光伏发电装置设置在电动车棚处，产生的电能无需长距离传输，提高了能源利用率。

本实用新型实施例所提供的充电管理***中，当光伏发电装置的发电量充足时，控制器可以控制光伏发电装置单独为待充电设备充电，或者同时还可以控制光伏发电装置为蓄电池充电；当光伏发电装置的发电量不足时，控制器可以控制光伏发电装置和蓄电池一起为待充电设备充电；当光伏发电装置和蓄电池的电量之和不足以为待充电设备充电时，控制器可以控制市电与光伏发电装置、蓄电池一起为待充电设备充电。此外，控制器还可以在夜间这样的用电低谷期控制市电为蓄电池供电，在白天这样的用电高峰期控制蓄电池为待充电设备充电，从而达到“错峰填谷”的作用。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施例的一种电动车棚的示意图；

图2示出了作为第二光伏发电装置的支撑主体的总体结构图；

图3示出了作为第二光伏发电装置的支撑主体的横截面图；

图4示出了根据本实用新型实施例的一种充电管理***的电路原理图；

图5示出了根据本实用新型实施例的一种充电管理方法的流程图；

图6示出了根据本实用新型实施例的再一种充电管理方法的流程图；

图7示出了步骤S270的详细步骤流程图；

图8示出了步骤S210的详细步骤流程图；

图9示出了根据本实用新型实施例的一种充电管理装置的原理框图；

图10示出了根据本实用新型实施例的再一种充电管理装置的原理框图；

图11示出了充电单元30的详细原理框图；

图12示出了就第一获取单元10的详细原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种电动车棚，如图1所示，该电动车棚包括顶棚10和至少一个充电桩20。

顶棚10暴露在阳光可照射处，在顶棚表面铺设有第一光伏发电装置，该第一光伏发电装置可以为光伏发电板。每个充电桩20设置有充电接口，充电接口的电力来源包括第一光伏发电装置。

上述电动车棚，在顶棚表面铺设第一光伏发电装置，不会额外占用空间；通过顶棚表面的第一光伏发电装置为充电桩供电以便通过充电接口为电动车充电，可以减少市电的使用，缓解众多电动车充电给电网带来的压力，节约电网电能。此外，光伏发电装置设置在电动车棚处，产生的电能无需长距离传输，提高了能源利用率。

作为本实施例的一种可选实施方式，该电动车棚还包括第二光伏发电装置，铺设在电动车棚区域及其周边区域的地面，不会额外占用空间。例如，在电动车棚的地面铺设光伏发电板，从而当太阳斜照时可以使得电动车棚空间区域内更多的太阳能转换为电能。

作为本实施例的一种可选实施方式，该电动车棚还包括第三光伏发电装置，设置于电动车棚的至少一个柱体上，柱体用于支撑起顶棚，不会额外占用空间。如图1所示，可以在顶棚的支撑柱体30表面铺设光伏发电板，当太阳斜照时可以使得电动车棚空间区域内更多的太阳能转换为电能；或者，如图2所示，支撑柱体30可以为透明圆柱体，透明圆柱体的中心轴A设置有光伏发电组件，柱体30四周的光穿过透明柱体30聚集在中心轴A上的光伏发电组件，如图3所示。经过透明柱体30的集聚后，中心轴A上光伏发电组件所接收的光能增强，从而提高光伏发电组件的发电效率。

上述第一光伏发电装置、第二光伏发电装置和第三光伏发电装置的设置充分利用空间，能够将更多的太阳能转化为电能。

作为本实施例的一种可选实施方式，充电桩20的充电接口21设置于可移动的充电枪21上，充电枪21通过电源引线与固定设置的充电桩连接，充电枪21上设置有重力传感器，用于检测充电枪21是否被移动。当充电枪21没被移动时，充电枪21上的重力传感器的输出值不会变化或者输出值的变化很小；当充电枪21被移动时，重力传感器输出值的变化则较大。充电枪21被用于接入电动车之前必然会被移动，因此可以根据充电枪21上重力传感器的输出值预判断充电枪21是否将为电动车充电。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种充电管理***，可以用于实施例一或者其任意一种可选实施方式所述的电动车棚。如图4所示，该充电管理***包括蓄电池、电源总线和控制器。

至少一个光伏发电装置（例如实施例一中的第一光伏发电装置、第二光伏发电装置、第三光伏发电装置）的输出端通过对应的第一可控开关S1连接至蓄电池的第一输入端。市电电源经AD/DC模块转换后通过第二可控开关S2连接至蓄电池的第二输入端。

光伏发电装置的输出端、蓄电池的输出端和市电电源还分别通过第三可控开关S3、第四可控开关S4、第五可控开关S5连接至电源总线。

控制器的多个输出端分别与第一可控开关S1、第二可控开关S2、第三可控开关S3、第四可控开关S4、第五可控开关S5的控制端连接，用于控制对应的可控开关闭合或断开。

上述充电管理***中，当光伏发电装置的发电量充足时，控制器可以（通过控制S3闭合、S4断开、S5断开）控制光伏发电装置单独为待充电设备充电，或者同时还可以（通过控制S1闭合）控制光伏发电装置为蓄电池充电；当光伏发电装置的发电量不足时，控制器可以（通过控制S3闭合、S4闭合、S5断开）控制光伏发电装置和蓄电池一起为待充电设备充电；当光伏发电装置和蓄电池的电量之和不足以为待充电设备充电时，控制器可以（通过控制S3、S4、S5均闭合）控制市电与光伏发电装置、蓄电池一起为待充电设备充电。此外，控制器还可以在夜间这样的用电低谷期控制市电为蓄电池供电，在白天这样的用电高峰期控制蓄电池为待充电设备充电，从而达到“错峰填谷”的作用。

需要补充说明的是，本实施例中的控制器可以包括实施例五或者其任意一种可选实施方式所述的充电管理装置，用于实现实施例例三或实施例四、或者其任意一种可选实施方式所述的充电管理方法。

作为本实施例的一种可选实施方式，充电桩对应的电源线的一端连接电源总线，另一端为充电接口B，用于连接待充电电动车。充电管理***还包括至少一个电流检测模块C和/或至少一个第一电压检测模块。

至少一个电流检测模块C用于分别检测每个充电桩对应的电源线回路中流过的电流，电流检测模块的输出端与控制器的输入端连接。至少一个第一电压检测模块D用于分别检测每个充电接口两端的电压值，电压检测模块的输出端与控制器的输入端连接。控制器根据电流检测模块C和/或第一电压检测模块D的输出值控制可控开关S1至S5，以便为待充电设备充电。

作为本实施例的一种可选实施方式，或者作为上述电流检测模块的一种替换实施方式，充电管理***还包括至少一个光耦，其输入端串联在充电桩对应的电源回路中，其输出端连接至控制器。控制器根据光耦的输出信号判断充电桩的充电接口是否有电动设备接入在充电。

作为本实施例的一种可选实施方式，充电管理***还包括至少一个第二电压检测模块E，用于检测光伏发电装置、蓄电池的输出端和市电电源中至少一者的输出电压，第二电压检测模块的输出端与控制器的输入端连接。控制器判断第二电压检测模块E所检测到的电压是否正常，若不正常，则控制对应可控开关使其与电源总线断开。

作为本实施例的一种可选实施方式，充电管理***还包括输入装置，用于用户设置以下信息中的至少一者：充电桩所对应电动车的预约开始充电时间、充电优先级。预约开始充电时间、充电优先级可以是待充电设备的用户在充电前设置的。充电优先级也可以是管理人员为充电桩预先设定的，例如管理人员设置特定充电桩的优先级较高，接入该特定充电桩的电动设备可以优先充电。

实施例三

本实用新型实施例提供了一种充电管理方法，可以用于实施例二或者其任意一种可选实施方式所述的充电管理***。如图5所示，该充电管理方法包括如下步骤：

S110：获取待充电设备。

例如，获取如图1所示的电动车棚中有哪些充电桩的充电接口上接入了需要充电的电动设备。

S120：建立待充电设备的待充电队列。

S130：根据待充电队列的顺序控制供电电源对队列中的待充电设备充电，供电电源包括光伏发电装置和/或储能电池。

由于光伏发电装置和/或储能电池的输出功率有限，并且光伏发电装置的发电功率随光照条件而变化，因此光伏发电装置和储能电池的供电功率未必能够满足所有待充电设备同时充电，在此建立待充电设备的待充电队列，以便采用功率有限的光伏发电装置和/或储能电池为所有待充电设备充电。

实施例四

本实用新型实施例提供了一种充电管理方法，可以用于实施例二或者其任意一种可选实施方式所述的充电管理***。如图6所示，该充电管理方法包括如下步骤：

S210：获取待充电设备。

该步骤请参阅实施例三的步骤S110。

S220：判断光伏发电装置和储能电池的总功率是否小于预设功率值。当光伏发电装置和储能电池的总功率小于预设功率值时，执行步骤S230；否则直接执行步骤S240。

S230：控制市电电源加入供电电源。

S240：获取待充电设备的充电功率。可以是先对每个待充电设备试充电一个较短的时间，在此过程中获取待充电设备的功率。

S250：判断供电电源的总功率的最大值是否大于待充电设备的功率之和。当供电电源的总功率的最大值不大于待充电设备的功率之和时，执行步骤S260；否则控制供电电源同时为待充电设备充电。

S260：建立待充电设备的待充电队列，以便采用有限的供电功率为所述待充电设备充电。可以先获取待充电设备对应的充电优先级和/或充电功率，然后根据充电优先级和/或充电功率确定多个待充电设备的充电顺序，形成待充电队列。

S270：根据待充电队列的顺序控制供电电源对队列中的待充电设备充电，供电电源包括光伏发电装置和/或储能电池。

步骤S270可以按照待充电队列的顺序依次为待充电设备充电；或者，如图7所示，步骤S270可以包括如下步骤S271、S272、S273、S274、S275、S276和S277。

S271：获取供电电源的总功率的最大值。

S272：从待充电队列的头部开始选取多个子队列，子队列中待充电设备的个数分别为依次增大的自然数。

S273：计算各个子队列中待充电设备的功率之和。

S274：确定总功率与供电电源的总功率最接近、并且小于供电电源的总功率的子队列为正充电队列。

S275：控制供电电源同时为正充电队列中的待充电设备充电。

S276：记录待充电队列中每个未充电设备的等待时间。

S277：当待充电队列中未充电设备的等待时间大于预定时长时，将待充电队列中未充电设备移动至未充电设备队列的头部。当下一次选取正充电队列时，便可以将该未充电设备列入正充电队列，尽快为该未充电设备充电，防止长时间轮不到某个待充电设备。

上述步骤S210可以包括如下步骤S211、S212、S213和S214，如图8所示。

S211：判断充电桩所对应的充电枪上的重力传感器的感应值变化量是否大于预定值。

充电枪通过电源引线连接至对应的充电桩，其上设置有用于连接电动设备的接口和重力传感器，请参阅实施例一。当充电桩所对应的充电枪上的重力传感器的感应值变化量大于预定差值时，可以确定充电枪被移动，由此可以判断该充电枪有可能被用于为电动设备充电，继续执行步骤S212；否则重复执行步骤S211。

S212：判断充电枪的充电接口两端的电压值是否小于预定电压值。当充电枪的充电接口两端的电压值小于预定电压值时，则可以确定充电接口两端接入了电动设备，继续执行步骤S213；否则重复执行步骤S211。

S213：判断当前时刻是否达到预约充电时间。预约充电时间为连接充电枪的电动设备所对应的预先设置的充电开始时间，请参阅实施例二，可以是用户或管理人员通过输入装置设置的。当当前时刻达到预约充电时间时，执行步骤S214；否则确定连接充电枪的电动设备不是待充电设备。

S214：确定连接充电枪的电动设备为待充电设备。

实施例五

本实用新型实施例提供了一种充电管理装置，可以用于实现实施例三所述的充电管理方法。如图9所示，该装置包括第一获取单元10、建立单元20和充电单元30。

第一获取单元10用于获取待充电设备。建立单元20用于建立待充电设备的待充电队列。充电单元30用于根据待充电队列的顺序控制供电电源对队列中的待充电设备充电，供电电源包括光伏发电装置和/或储能电池。

该装置能够采用功率有限的光伏发电装置和/或储能电池为所有待充电设备充电。具体请参见实施例三。

可选地，如图10所示，该装置还包括第一判断单元40和第一控制单元50。第一判断单元40用于判断光伏发电装置和储能电池的总功率是否小于预设功率值。第一控制单元50用于当光伏发电装置和储能电池的总功率小于预设功率值时，控制市电电源加入供电电源。

可选地，如图10所示，该装置还包括第二获取单元60和第二判断单元70。第二获取单元60用于获取待充电设备的充电功率。第二判断单元70用于判断供电电源的总功率的最大值是否大于待充电设备的功率之和。当供电电源的总功率的最大值不大于待充电设备的功率之和时，建立单元执行建立待充电设备的待充电队列的步骤。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图11所示，充电单元30包括第一获取子单元31、选取子单元32、计算子单元33、第一确定子单元34和充电子单元35。

第一获取子单元31用于获取供电电源的总功率的最大值。选取子单元32，用于从待充电队列的头部开始选取多个子队列，子队列中待充电设备的个数分别为依次增大的自然数。计算子单元33用于计算各个子队列中待充电设备的功率之和。第一确定子单元34用于确定总功率与供电电源的总功率最接近、并且小于供电电源的总功率的子队列为正充电队列。充电子单元35用于控制供电电源同时为正充电队列中的待充电设备充电。

可选地，如图11所示，充电单元30还包括记录单元36和移动单元37。记录单元36用于记录待充电队列中每个未充电设备的等待时间。移动单元37用于当待充电队列中未充电设备的等待时间大于预定时长时，将待充电队列中未充电设备移动至未充电设备队列的头部。

可选地，建立单元20包括第二获取子单元21和第二确定子单元22。第二获取子单元21用于获取待充电设备对应的充电优先级和/或充电功率。第二确定子单元22用于根据充电优先级和/或充电功率确定多个待充电设备的充电顺序，形成待充电队列。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图12所示，第一获取单元10包括第一判断子单元11、第二判断子单元12和第三确定子单元13。

第一判断子单元11用于判断充电桩所对应的充电枪上的重力传感器的感应值变化量是否大于预定值。充电枪通过电源引线连接至对应的充电桩，其上设置有用于连接电动设备的接口和重力传感器。第二判断子单元12用于当充电桩所对应的充电枪上的重力传感器的感应值变化量大于预定差值时，判断充电枪的充电接口两端的电压值是否小于预定电压值。第三确定子单元13用于当充电枪的充电接口两端的电压值小于预定电压值时，确定连接充电枪的电动设备为待充电设备。

可选地，如图12所示，第一获取单元10还包括第三判断子单元14，用于判断当前时刻是否达到预约充电时间，预约充电时间为连接充电枪的电动设备所对应的预先设置的充电开始时间。当当前时刻是否达到预约充电时间时，第三确定子单元13执行确定连接充电枪的电动设备为待充电设备的步骤。

本实用新型中的电动车棚及其充电管理***，均采用电子硬件模块，利用现有技术中公知的技术进行检测、传输和处理、输出。本实用新型并未对电子硬件模块本身作出改进，也还未有特定的使用方法流程；即使本实施例中未给出各模块的具体电路结构图，本领域技术人员也可利用现有的电子模块实现其功能。因此，本发明可以利用实施例三和四的充电管理方法实现，但不依赖于该方法。

并且，本实用新型中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议而实现的，并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。本实用新型的创新之处在于对现有技术中硬件模块的连接组合关系的处理，而不是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种电动车棚，其特征在于，包括：

顶棚，暴露在阳光可照射处；

第一光伏发电装置，铺设在所述顶棚表面；

至少一个充电桩，每个充电桩设置有充电接口；所述充电接口的电力来源包括所述第一光伏发电装置，并且所述充电桩的充电接口设置于可移动的充电枪上，所述充电枪通过电源引线与固定设置的充电桩连接；所述充电枪上设置有重力传感器，用于检测所述充电枪是否被移动。

2.根据权利要求1所述的电动车棚，其特征在于，还包括：

第二光伏发电装置，铺设在所述电动车棚区域及其周边区域的地面。

3.根据权利要求1所述的电动车棚，其特征在于，还包括：

第三光伏发电装置，设置于所述电动车棚的至少一个柱体上，所述柱体用于支撑起所述顶棚。

4.根据权利要求3所述的电动车棚，其特征在于，所述柱体包括透明圆柱体；所述透明圆柱体的中心轴设置有光伏发电组件。

5.一种应用于权利要求1至4任一项所述电动车棚的充电管理***，其特征在于，包括：

蓄电池，至少一个光伏发电装置的输出端通过对应的第一可控开关连接至所述蓄电池的第一输入端；市电电源经AD/DC模块转换后通过第二可控开关连接至所述蓄电池的第二输入端；

电源总线，所述光伏发电装置的输出端、所述蓄电池的输出端和所述市电电源还分别通过第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关连接至所述电源总线；

控制器，其多个输出端分别与所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关的控制端连接，用于控制对应的可控开关闭合或断开。

6.根据权利要求5所述的充电管理***，其特征在于，所述充电桩对应的电源线的一端连接所述电源总线；另一端为充电接口，用于连接待充电电动车；所述充电管理***还包括：

至少一个电流检测模块，用于分别检测每个充电桩对应的电源线回路中流过的电流，所述电流检测模块的输出端与所述控制器的输入端连接；和/或，

至少一个第一电压检测模块，用于分别检测每个充电接口两端的电压值，所述电压检测模块的输出端与所述控制器的输入端连接。

7.根据权利要求5所述的充电管理***，其特征在于，还包括：

至少一个光耦，其输入端串联在充电桩对应的电源回路中，其输出端连接至控制器。

8.根据权利要求5所述的充电管理***，其特征在于，还包括：

至少一个第二电压检测模块，用于检测所述光伏发电装置、所述蓄电池的输出端和所述市电电源中至少一者的输出电压，所述第二电压检测模块的输出端与所述控制器的输入端连接。

9.根据权利要求5所述的充电管理***，其特征在于，还包括：

输入装置，用于用户设置以下信息中的至少一者：充电桩所对应电动车的预约开始充电时间、充电优先级。