用于电动车辆的快速充电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动车辆充电设施，包括：用于产生DC电力的发电部件，所述发电部件包括多个燃料电池，每个燃料电池相对于所述多个燃料电池中的其它燃料电池是可独立操作的；向所述发电部件供应燃料的燃料部件；充电部件，所述充电部件电连接到所述发电部件，以用于使用所述DC电力对电动车辆进行充电，所述充电部件包括客户充电站；以及控制系统部件，其中，所述控制系统部件包括处理器、数据存储器以及存储在数据存储器中的指令，所述指令可由所述处理器来执行，以激活所述多个燃料电池中的若干个燃料电池；被激活的燃料电池的数量是至少一个且对应于所述充电部件的能量需求。

Fast charging system for electric vehicles

The invention relates to an electric vehicle charging facility, including: a generating unit for generating DC power, which includes a plurality of fuel cells, each fuel cell is independently operated by the other fuel cells in the plurality of fuel cells; a fuel unit that supplies fuel to the power generation unit; a charging unit. The charging unit is electrically connected to the power generation unit for charging an electric vehicle using the DC power, the charging unit including a customer charging station, and a control system component, wherein the control system components include a processor, a data memory, and an instruction stored in a data store. The instructions may be executed by the processor to activate a number of fuel cells in the plurality of fuel cells; the number of activated fuel cells is at least one and corresponds to the energy requirement of the charging unit.

【技术实现步骤摘要】
用于电动车辆的快速充电系统本申请是申请日为2013年12月9日、申请号为201380070379.7、专利技术名称为“用于电动车辆的快速充电系统”的中国专利申请的分案申请。
本文中所描述和所要求保护的实施例总体涉及用于同时对多个电动车辆的电池进行充电的系统、设备和方法。更具体而言，本文中所描述的实施例中的至少一些实施例涉及用于使用液化天然气(本文中称为"LNG")或天然气("NG")作为能源来对独立于电网的电动车辆进行充电的系统、设备和方法。
技术介绍
对全球气候变化的担忧和增加的汽油成本已重振公众对“绿色”技术的兴趣和需求。电驱动系统在车辆中的使用具有便宜并且大幅度减少温室气体的排放的潜力。然而，人们相信，在使电动车辆感觉像普通汽油动力车辆以前，电动车辆将绝不会成功。制造商已开始解决此担忧。例如，当您使您的脚离开刹车时，一些电动汽车将“缓慢行进”，就像普通汽车一样。除了给它普通车辆的感觉，没有理由这样做。电动车辆行业缺乏的一个方面是对电动车辆进行完全充电所需的时间。应当理解的是，依赖于电网的现有充电系统(甚至被称为“快速”充电系统的那些充电系统)需要三十(30)分钟或更长时间来对电动车辆进行完全充电。人们相信，直到可将电动车辆开到服务站、插上插头以进行充电、刷信用卡、进去买一杯咖啡、出来、断开电动车辆并且把车开走(就像您可以在普通车辆中做的那样)，电动车辆才将获得公众的广泛接受。人们还相信，现有充电系统因其对电网的严重依赖而不能以有成本效益的方式广泛实施。现有发电和配电系统不能够提供相当数量的电动车辆的高峰时间充电。将需要扩充该发电和配电系统。由于快速充电对电网造成极重负担，因此公共设施将很可能对每一次充电征收重大需求附加费。因此，依赖于电网的现有充电系统存在至少两个缺陷：充电所需的时间和来自电网的电的最终成本。本文中所公开和所要求保护的该快速充电系统解决这两个问题。
技术实现思路
快速充电系统提供一种用于使用LNG或NG作为能源来同时对在很大程度上独立于电网(用于对电动车辆进行充电的电力并不源自电网；然而，本文中所描述和所要求保护的实施例的某些部件可由电网供电)的多个电动车辆的电池进行充电的方法。可有效地提供针对正充电的单独的车辆的要求调整的DC充电电力。据估计，使用快速充电系统可在不到10分钟内对具有85kWh的电池容量的车辆进行完全充电。在第一实施例中，提供一种电动车辆充电设施，所述电动车辆充电设施包括发电部件、燃料部件和充电部件。所述发电部件产生DC电力，并且包括至少一个燃料电池。燃料部件向发电部件供应燃料。充电部件电连接到发电部件，以用于使用DC电力对电动车辆进行充电，并且充电部件包括至少一个客户充电站。在第二实施例中，提供一种电动车辆充电设施，所述动车辆充电设施包括发电部件、燃料部件、充电部件和控制系统部件。发电部件产生DC电力，并且包括各自具有100kW或以下的容量的多个聚合物电解质膜燃料电池。燃料部件向发电部件供应天然气。充电部件电连接到发电部件，以用于使用DC电力同时对多个电动车辆进行充电，并且充电部件包括多个客户充电站。控制系统部件包括处理器、数据存储器以及指令，所述指令存储在数据存储器中并且可由处理器来执行，以顺序地激活多个燃料电池，以满足充电部件的能量需求。在第三实施例中，提供一种电动车辆充电设施，所述电动车辆充电设施包括发电部件、燃料部件和充电部件。发电部件产生DC电力，并且包括具有在约400kW与约500kW之间的容量的至少一个燃料电池。燃料部件向发电部件供应天然气。充电部件电连接到发电部件，以用于使用DC电力对电动车辆进行充电，并且包括至少一个客户充电站。发电部件还包括用于将DC电力的至少一部分转换为AC电力的转换器。将包括上文和下文所述特征以及本领域中已知的其它特征的一些组合的其它实施例视为落入权利要求内，即使在本文中未具体确定并且讨论这种实施例。附图说明一旦考虑以下具体实施方式、所附权利要求和附图，本文中所描述和所要求保护的实施例的这些和其它特征、方面、目标和优点将变得更好理解，其中：图1A至图1D是描绘快速充电系统的第一实施例的框图；图2是描绘第一实施例的交易启动过程的流程图；图3是描绘第一实施例的气体流量缓冲过程的流程图；图4是描绘第一实施例的气体缓冲罐的压强监视过程的流程图；以及，图5是描绘交易监视和停止过程的流程图。应当理解的是，图未必按比例，并且实施例有时由图形符号、假想线、图解表示和不连续视图示出。在某些情况下，可能已省略对于理解本文中所描述和所要求保护的实施例没有必要或者使得其它细节难以察觉的细节。当然，应当理解的是，本文中所描述的专利技术未必限于所示出的特定实施例。事实上，期望本领域技术人员可想出与本文中所示出和所描述的实施例类似并且等效的若干替代配置，而不脱离权利要求的精神和范围。在图的以下具体实施方式中，将使用相似附图标记来指代不同图中的相似或类似部件。具体实施方式首先参考图1A至图1D，框图描绘快速充电系统1的第一实施例。快速充电系统1包括四个主要部件：自动化控制系统部件100、燃料部件200、发电部件300和充电部件400。自动化控制系统部件100对系统进行控制。燃料部件200存储LNG并且以受控并且变化的速率将其转换成将用于产生DC电力以对电动车辆进行充电的天然气。在替代实施例中，燃料部件200可提供低压管道运输的NG，而非存储并且转换LNG。发电部件300使用来自燃料部件200的天然气来以受控并且变化的速率产生用于充电部件400的DC电力302和由燃料部件200使用的热水502，并且可选地产生可卖回到电网或出于其它目的在该设施处使用的AC电力304。充电部件400是用于通过单独的客户充电站410A、410B将DC电力302分配到客户的元件。自动化控制系统部件100对系统进行控制。在单独的客户充电站410A、410B处，客户将选择充电时间，其中时间越短，价格越高。更特定而言，客户输入充电的时间和充电量。例如，客户可选择15分钟的充电时间和车辆电池系统的总容量的80％的总充电。替代地，可向客户呈现表示不同充电时间、不同总充电、不同充电速率和不同价格的多个充电选项，客户可从中进行选择。从车辆到充电站410A、410B的连接插头将通信在充电开始之前的车辆系统的充电电平以及车辆电池系统特性和能力。自动化控制系统100将登记客户支付信息、充电量和充电速率，并且计算对于发电部件300用以产生对站处的所有车辆进行充电所需的DC电力302所需的天然气273的体积以及产生该天然气273所必需的LNG的量。更具体而言，自动化控制系统100计算在所选时间内对客户的电池进行充电所需的电力的量。所需天然气273的体积是基于燃料电池310的效率和生产率。所需LNG的体积是基于液化天然气-天然气快速转化器(本文中被称为"LNFT")230的效率和生产率。自动化控制系统100还控制并且监视系统中的其它部件。自动化控制系统部件100还保持对LNG供应的追踪、提供会计和账单系统并且监视各个部件的性能。可在本地、远程或以两种方式监视快速充电系统1。在所示实施例中，燃料部件200存储LNG并且以受控并且变化的速率将其转换成将用于产生DC电力302以对电动车辆进行充电的天然气27本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动车辆充电设施，包括：发电部件，所述发电部件用于产生DC电力，所述发电部件包括多个燃料电池，每个燃料电池相对于所述多个燃料电池中的其它燃料电池是可独立操作的；燃料部件，所述燃料部件向所述发电部件供应燃料；充电部件，所述充电部件电连接到所述发电部件，以用于使用所述DC电力对电动车辆进行充电，所述充电部件包括第一客户充电站；以及控制系统部件，其中，所述控制系统部件包括处理器、数据存储器以及存储在所述数据存储器中的指令，所述指令可由所述处理器来执行，以激活所述多个燃料电池中的若干个燃料电池，其中，被激活的燃料电池的数量是至少一个且对应于所述充电部件的能量需求。

【技术特征摘要】
2012.12.14 US 61/737,260;2013.05.20 US 13/898,0551.一种电动车辆充电设施，包括：发电部件，所述发电部件用于产生DC电力，所述发电部件包括多个燃料电池，每个燃料电池相对于所述多个燃料电池中的其它燃料电池是可独立操作的；燃料部件，所述燃料部件向所述发电部件供应燃料；充电部件，所述充电部件电连接到所述发电部件，以用于使用所述DC电力对电动车辆进行充电，所述充电部件包括第一客户充电站；以及控制系统部件，其中，所述控制系统部件包括处理器、数据存储器以及存储在所述数据存储器中的指令，所述指令可由所述处理器来执行，以激活所述多个燃料电池中的若干个燃料电池，其中，被激活的燃料电池的数量是至少一个且对应于所述充电部件的能量需求。2.根据权利要求1所述的电动车辆充电设施，其中，所述数据存储器中存储的进一步指令可由所述处理器来执行，以控制所述DC电力的量值，以满足所述电动车辆的要求。3.根据权利要求2所述的电动车辆充电设施，其中，所述数据存储器中存储的进一步指令可由所述处理器来执行，以从所述充电部件接收指示所述电动车辆中的充电的信息并且在所述电动车辆中的充电达到阈值时减小所述DC电力的量值。4.根据权利要求1所述的电动车辆充电设施，其中，所述充电部件包括多个客户充电站，所述多个客户充电站包括所述第一客户充电站。5.根据权利要求3所述的电动车辆充电设施，其中，所述充电部件包括多个客户充电站，所述多个客户充电站包括所述第一客户充电站。6.根据权利要求1所述的电动车辆充电设施，其中，所述数据存储器中存储的且可由所述处理器执行的指令可进一步执行，以顺序地激活所述若干个燃料电池，以满足所述充电部件的能量需求。7.根据权利要求1所述的电动车辆充电设施，其中，所述数据存储器中存储且可由所述处理器执行的指令可进一步执行，以基本上随机地激活所述若干个燃料电池，以满足所述充电部件的能量需求。8.根据权利要求1所述的电动车辆充电设施，其中，所述数据存储器中存储且可由所述处理器执行的指令可进一步执行，以顺序地和基本上随机地激活所述若干个燃料电池，以满足所述充电部件的能量需求。9.根据权利要求1所述的电动车辆充电设施，其中，所述燃料是天然气。10.根据权利要求9所述的电动车辆充电设施，其中，所述天然气从高容量天然气管道被提供到所述燃料部件。11.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·吉纳里，B·J·奥康纳，R·吉纳里，
申请(专利权)人：A·吉纳里，B·J·奥康纳，R·吉纳里，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH