TWI827331B

TWI827331B - 充電裝置

Info

Publication number: TWI827331B
Application number: TW111141440A
Authority: TW
Inventors: 邱子卿; 蔡憲儀
Original assignee: 能海電能科技股份有限公司
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2023-12-21

Abstract

本發明關於一種充電裝置，其包括：一慢充充電電路；一快充充電電路，其包括至少一電源模組；一插座單元，其電性連接該慢充充電電路；一充電槍，其電性連接各該電源模組；一第一繼電模組，其電性連接於該供電源及該插座單元之間；一第二繼電模組，其電性連接於該供電源及該充電槍之間；一控制單元，其電性連接該第一繼電模組、該第二繼電模組及一供電源；其中，該控制單元可切換該第一繼電模組或該第二繼電模組的啟閉，提供以該插座單元慢速充電及以該充電槍快速充電。

Description

充電裝置

本發明有關於一種充電裝置。

現今各國積極推廣車輛電動化，不論是電動車、電動機車及電動自行車等。因此，提供給電動化車輛用以充電的充電樁也逐漸開始廣泛於各地發展及設置。

現今市面上單獨有提供交流小功率的慢速充電之充電樁，及提供直流大功率快速充電之充電樁，但該些充電樁僅提供以充電槍的方式進行充電。有些車輛於車體上沒有對應充電槍的充電孔，及電動自行車的電池僅能以插頭接市電，因此現有的充電樁無法供應給這些車輛及電池的充電需求。造成，該些車輛及電池僅能在家裡充電。若要行駛到離家較遠的地方，當電池沒電池便會相當不方便。且，單獨的慢速充電之充電樁及快速充電之充電樁的配置，會造成使用者只能按照欲使用的充電速度到特定地點進行充電，在充電使用上也相當不便。

因此，有必要提供一種新穎且具有進步性之充電裝置，以解決上述之問題。

本發明之主要目的在於提供一種充電裝置，其整合快速充電及慢速充電之功能，且提供得以一插座單元及以一充電槍快速充電。

為達成上述目的，本發明提供一種充電裝置，包括：一慢充充電電路，其供電性連接一供電源；一快充充電電路，其供電性連接該供電源，該快充充電電路包括至少一電源模組，各該電源模組供電性連接該供電源且提供大功率電力輸出；一插座單元，其電性連接該慢充充電電路；一充電槍，其電性連接各該電源模組；一第一繼電模組，其電性連接於該慢充充電電路，且電性連接於該供電源及該插座單元之間；一第二繼電模組，其電性連接於該快充充電電路，且電性連接於該供電源及該充電槍之間；一控制單元，其電性連接該第一繼電模組、該第二繼電模組及該供電源；其中，該控制單元可選擇開啟該第一繼電模組使該插座單元接收該供電源之電力，或關閉該第一繼電模組以阻斷該插座單元接收該供電源之電力；其中，該控制單元可選擇開啟該第二繼電模組使該充電槍接收該供電源之電力，或關閉該第二繼電模組以阻斷該充電槍接收該供電源之電力。

10:供電源

20:慢充充電電路

30:快充充電電路

31:電源模組

40:插座單元

50:充電槍

61:第一繼電模組

62:第二繼電模組

621:第一繼電單元

622:第二繼電單元

70:控制單元

80a,80b,80c:防迴流單元

90:保險絲單元

100:投幣模組

101:人機介面

102:低通濾波器

103:啟動開關

104:停止開關

105:緊急開關

106:待機燈

107:啟動燈

108:異常燈

109:散熱風扇

110:監控單元

L:火線

N:中性線

G:地線

圖1為本發明一較佳實施例之充電裝置之電路圖。

以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，文中所提之名詞前冠以的「一」或「至少一」並非對數量進行限制，依據需求亦可為「複數」個，此數量上之變化亦為所欲保護之範圍，合先敘明。

請參考圖1，其顯示本發明之一較佳實施例，本發明之充電裝置包括一慢充充電電路20、一快充充電電路30、一插座單元40、一充電槍50、一第一繼電模組61、一第二繼電模組62及一控制單元70。於本實施例中，該充電裝置為一充電樁，該充電樁係用以對電動化的車輛(電動摩托車及電動自行車等)、電動車之電池進行充電。

該慢充充電電路20供電性連接一供電源10；該快充充電電路30供電性連接該供電源10，該快充充電電路30包括至少一電源模組31，各該電源模組31供電性連接該供電源10且提供大功率電力輸出；該插座單元40電性連接該慢充充電電路20；該充電槍50電性連接各該電源模組31；該第一繼電模組61電性連接於該慢充充電電路20，且電性連接於該供電源10及該插座單元40之間；該第二繼電模組62電性連接於該快充充電電路30，且電性連接於該供電源10及該充電槍50之間；該控制單元70電性連接該第一繼電模組61、該第二繼電模組62及該供電源10；其中，該控制單元70可選擇開啟該第一繼電模組61使該插座單元40接收該供電源10之電力，或關閉該第一繼電模組61以阻斷該插座單元40接收該供電源10之電力；其中，該控制單元70可選擇開啟該第二繼電模組62使該充電槍50接收該供電源10之電力，或關閉該第二繼電模組62以阻斷該充電槍50接收該供電源10之電力。藉此，整合快速充電及慢速充電之功能，且具該插座單元40提供一般(慢速)充電及該充電槍50提供快速充電。詳細地說，透過控制該第一繼電模組61及該第二繼電模組62的啟閉，得以選擇以該插座單元40提供充電或以該充電槍50提供充電。進一步說明，可提供快速充電及慢速(一般)充電的選擇，以及不同型態的充電選擇(該充電槍50及該插座單元40)。

具體地說，該插座單元40為一100V至240V之插座，可供一插頭(如電池充電器的插頭，但不限於此)電性插設，提供電池充電；該插座單元40之電壓選擇可依據各國的市電電壓做選擇。

該充電裝置包括該供電源10，該供電源10為一交流電源，該供電源10包括一火線L、一中性線N及一地線G，該插座單元40電性連接該火線L及該中性線N，該充電槍50電性連接該火線L及該中性線N；以簡單的電路，提供快速充電及慢速(一般)充電的選擇。於本實施例中，該火線L及該地線G之間的電位差為220V。

該第二繼電模組62電性連接於各該電源模組31及該充電槍50之間。較佳地，該第二繼電模組62包括一第一繼電單元621及一第二繼電單元622，該第一繼電單元621、該第二繼電單元622、該至少一(各該)電源模組31及該充電槍50相互串聯，該控制單元70電性連接該第一繼電單元621及該第二繼電單元622。進一步說明，該第一繼電單元621為一正極繼電器，該第二繼電單元622為一負極繼電器，該正極繼電器電性連接於各該電源模組31之一正極，該負極繼電器的性連接於各該電源模組31之一負極。藉此，提供充電槍啟動充電及關閉充電的切換，亦在進行該快速充電電路絕緣檢測時切換使用，及可防止電源迴流以保護該充電槍50。

該快充充電電路30包括複數該電源模組31，該複數電源模組31相互並聯，如此該複數電源模組31整體尺寸小且可提供一預定的大功率電力輸出。進一步說明，該控制單元70可控制該複數電源模組31將該供電源10提供的交流電轉換成預定大功率的直流電(至少可輸出大於等於20kW的直流電)。

該充電裝置另包括至少一防迴流單元。於本實施例中，該充電裝置另包括複數該防迴流單元80a,80b,80c，該防迴流單元80a電性連接於該快充充電電路30且電性連接於該充電槍50及該第二繼電模組62(該第一繼電單元621)之間，該防迴流單元電性80b連接於其中一該電源模組31之該正極及該第一繼電單元621之間，該防迴流單元80c電性連接於另一該電源模組31之該正極及該第二繼電單元622之間。於本實施例中，各該防迴流單元80a,80b,80c為一稽納二極體、整流二極體或矽控整流器(SCR，Silicon Controlled Rectifier)。用以防止電流從各該電源模組31流出後逆流。

該充電裝置另包括至少一保險絲單元90，於本實施例中，該充電裝置包括複數該保險絲單元90，其中一該保險絲單元90電性連接於該充電槍50及該第二繼電模組62之間，另一該保險絲單元90電性連接於該供電源10及該插座單元40之間；故，當通過的電流過大時可斷開電路中斷電流，以保護電路。

該充電裝置另包括一投幣模組100，該投幣模組100電性連接該控制單元70。據此，當該投幣模組100接收現金支付(如錢幣)，該控制單元70可根據該投幣模組100所接收的現金總額度以計算所能充電的一充電時間，以開啟該第一繼電模組61或該第二繼電模組62該充電時間結束便關閉該第一繼電模組61或該第二繼電模組62。於其他實施例中，該充電裝置亦可另包括一收費模組，該收費模組可供以電子支付、行動支付、金融卡、一應用程式(APP)支付(安裝於電子裝置中)等方式付費，以該收費模組收費的方式，使用者需自行控制啟動充電及結束充電。此外，該充電裝置另包括一結算模組，該結算模組統計一使用者於一段時間(月、季或年)內使用的電量而產生一總付費金額。因此，使用者可依據該總付費金額以轉帳、匯款的方式至一專戶，亦可以付現的方式支付費用。

該充電裝置另包括一人機介面101，該人機介面101電性連接該控制單元70，該人機介面101可供使用者操作控制選擇以該插座單元40或該充電槍50進行充電。

該充電裝置另包括一低通濾波器102，該低通濾波器102電性連接於該供電源10及該插座單元40之間以及該供電源10及該充電槍50之間，使該插座單元40及該充電槍50可安全電性連接該供電源10。

該充電裝置另包括一啟動開關103、一停止開關104及一緊急開關105，該啟動開關103、該停止開關104及該緊急開關105分別電性連接該控制單元70。該啟動開關103可經該控制單元70控制啟動充電。該停止開關104可經該控制單元70控制關閉充電。該緊急開關105可經該控制單元70在緊急狀況下停止或開始充電。

該充電裝置另包括一待機燈106、一啟動燈107及一異常燈108，該待機燈106、該啟動燈107及該異常燈108分別電性連接該控制單元70。於待機狀態下，該控制單元70控制該待機燈106發亮或產生其他發光狀態(閃爍)。於啟動充電狀態下，該控制單元70控制該啟動燈107發亮或產生其他發光狀態(閃爍)。於異常狀態下，該控制單元70控制該異常燈108發亮或產生其他發光狀態(閃爍)。

該充電裝置另包括一散熱風扇109，該散熱風扇109電性連接該控制單元70。該控制單元70可啟動該散熱風扇109提供散熱功能。

該充電裝置另包括一監控單元110，該監控單元110電性連接該控制單元70。該監控單元110監控該插座單元40及該充電槍50的充電狀態。該監控單元110包括一定位系統，該定位系統如全球定位系統(GPS)，可定位該充電裝置的位置。此外，該監控單元110電性連接該投幣模組100，該監控單元110可根據該投幣模組100接收的支付現金總金額，以獲得當前的總收費金額，亦可根據該投幣模組100收費次數得知總提供充電次數。