电动车交流充电系统技术方案

一种电动车交流充电系统，其是与一电网配合应用。电动车交流充电系统包括电力侦测模组、本地电源供应模组以及本地充电控制模组。电力侦测模组是与电网的第二区域电力转换装置耦接，以产生功率参数。多个本地电源供应模组是与电网的第二区域电力转换装置的电源输出侧耦接用以输出可控电源至电动车。本地充电控制模组是与电力侦测模组及本地电源供应模组耦接，并依据功率参数而分别控制本地电源供应模组提供的各可控电源。借此能够对电动车使用交流充电时，避免因为用电超载而影响电网的供电。供电。供电。

【技术实现步骤摘要】
电动车交流充电系统


[0001]本专利技术关于一种充电系统，特别是关于一种电动车交流充电系统。

技术介绍

[0002]电能由于使用方便，目前是世界上密度最高、分布最广并且使用最多的能源型态。鉴于电动车在行驶的时候不会排放废气，而且能量效率相较于汽柴油车更为优异，而可减低石化燃料的消耗，并且其电动马达所产生的声音以及废热极小，可以有效地降低噪音的产生以及都市热岛效应问题。因此，电动车的议题在近年来被广泛地讨论。
[0003]电动车是通过马达的驱动来行驶，而驱动马达所需的电能一般是由充电式电池所提供。当电池的电能消耗殆尽后则需要进行充电或更换作业。在现行的充电架构下，在对电动车的电池进行充电作业时，是通过与电网对电动车进行快充或慢充。
[0004]现有电动车交流充电使用充电桩，充电桩连接电网跟电动车，充电桩于车主设定完成后进行充电，直到完成车主设定的充电需求后停止，充电桩完成充电需求前不会主动停止充电。目前的充电架构下至少面临了下列两个问题：第一，现有充电桩的单价以及施工成本高昂，无法普遍设置；第二，当电动车越趋普及的时候，同时进行充电的电动车数量将会迅速的增加，如此一来，对于电网而言无疑是一个庞大的用电负载。如果在供电吃紧的状况下，电网除了要供应民生用电、工业用电之外，同时要供应数量庞大的电动车充电用电，将可能导致电网的崩溃。
[0005]再进一步说明，以中国台湾来说，目前电动车所使用的交流充电桩，以3KW功率交流充电桩为例，其单价约为8百美元至1千2百美元，属于高单价的产品，因此也增加了广设充电桩的困难度。
[0006]再者，发电的型态是即产即销，所以电网的电力产出跟人类的日常作息同步呈现日、周、年的尖峰离峰周期性变化。而尖峰与离峰的用电量相差30%是普遍发生的现象，甚至在用电高峰时还可能出现差异150%的状况。通常整个电网及其发电的设计规划及建设都是根据尖峰负载加上适当的余裕度而构建。因此，当用电需求较大的电动车的用电容量没有受到管控时，在用电尖峰期间将可能导致电网崩溃。
[0007]然而，电力的建设是长期持续规划以及近百年建设的成果，其中牵涉了土地、环境保护评估、高昂的建设费用以及冗长的建设时间，倘若要为了大量增加的电动车充电用电而变更发电架构，实是缓不济急的作法。因此，利用现行的电网架构而提供一种电动车的交流充电系统及充电管理方法，以避免电网因为大量电动车同时用电而危及供电状况，实属当前的重要课题。

技术实现思路

[0008]电动车在高速的长途旅行使用下，其电力供应必须以直流快充或换电为方向，本专利技术是以上下班通勤、购物等日常使用后的交流充电为主要的专利技术考量。将现有单独运作的交流充电桩，改变为由多个充电座配合一个控制单元而组成的电动车交流充电系统，其
中心思想是期望每个停车位都有充电座，车辆停车后就有充电的机会，电动车的电池能以充满电的状态驶离停车位。交流充电系统是整合电网资讯利用预先设定的运作方式达成使用者方便、向上解决电网问题、向下解决充电座数量不足的三个目标。
[0009]2018年的中国，充电桩的车桩比为3.8比1，停车场只有少数停车位有充电桩，而电动车进入停车场为电池充电的步骤如下：第一，车主驾车寻找有充电桩的停车位，并确认充电桩是功能正常同时可以执行付款动作；第二，车主由充电桩取下插头插入电动车；第三，车主对充电功率及电量确认并执行付款动作；第四，开始对电动车电池充电直到充饱后停止。
[0010]相较于一般的电子产品，由于电动车使用的电池容量较大，其充电的电力需求是相对庞大并且所需的时间较长。目前对于电动车的充电技术，区分为快充以及慢充两种，其中快充是使用直流电（Direct current, DC）多以集中于快充站的方式展现；而慢充则是使用交流电（Alternating current, AC）多以个别充电桩的方式展现。以30KWH的电池容量为例说明，依照现行的通常技术，使用快充大约需时30至50分钟以将电池充到八成满；而使用慢充则大约需时5至10小时才能将电池充满电。
[0011]一般车辆的静止时间是多于行驶时间的，因此善加利用车辆的静止时间对电动车进行慢充（交流充电），将能使电动车每次开出停车位保持在充足电能的状态，可以降低使用者的里程焦虑现象。然而，要达到随处皆可充电的目的，广设充电桩则成为必要手段。
[0012]电动车以每日平均行驶2小时、行驶距离约80公里为前提做规划，如此即可以满足大多数乘用车辆的需求。在前述的前提下，要满足连续行驶80公里所需的电力，以电动车5Km/KWh能效为例，其需要16KWH，等于必须用3KW的电力对电动车充电5.3小时，如此也只需要每日平均于停车位22小时的24%即可将电力耗尽的电动车再充满电。
[0013]由于电动车使用交流充电时，必须要配合装设车载交流转直流（AC to DC）电源转换器。以3KW的车载交流转直流电源转换器为例，其重约7公斤，若要增加交流充电电流以增快充电速度，车载交流转直流电源转换器的容量要增加，进而导致价格、重量以及体积的增加。电动车只需在停车位24%的时间可以充饱，采取大量现有标准3KW交流充电桩已足以满足绝大部分的日常需求。换言之汽车产业不需要追求较高充电功率的车载交流转直流电源转换器，可以让电动车的价格跟车跟功能得到进一步的提升。
[0014]为达上述目的，本专利技术提供一种电动车交流充电系统，其与一电网配合应用。该电网具有相互耦接的一第一区域电力转换装置及一第二区域电力转换装置。该第一区域电力转换装置的功率大于该第二区域电力转换装置的功率。交流充电系统包括一电力侦测模组、多个本地电源供应模组以及一本地充电控制模组。电力侦测模组是与第二区域电力转换装置耦接，以产生一功率参数。各本地电源供应模组通过一本地电源配线而与第二区域电力转换装置的一电源输出侧耦接，并且包括一电源输出单元、一切换单元以及一电流侦测单元。电源输出单元用以输出一可控电源至一电动车。切换单元分别耦接于电源输出单元与本地电源配线之间。电流侦测单元侦测电源输出单元的电流。本地充电控制模组与电力侦测模组及这些本地电源供应模组耦接，并依据第二区域电力转换装置的功率而分别控制本地电源供应模组提供的可控电源的输出。
[0015]多辆电动车分别通过一电源线连接至对应的该本地电源供应模组的该电源输出单元，并由该本地充电控制模组控制各电源输出单元对各电动车输出一可控电源进行充电
作业。
[0016]于一实施例中，其中当该第二区域电力转换装置的功率增加达到一电力增加控制值时，该本地充电控制模组主动减少这些本地电源供应模组的充电总功率，当该第二区域电力转换装置的功率减少达到一电力减少控制值并且有充电需求时，该本地充电控制模组主动增加这些本地电源供应模组的充电总功率。
[0017]于一实施例中，其中该电力侦测模组与该第二区域电力转换装置的一电源输入侧耦接，以产生该功率参数，该功率参数为该第二区域电力转换装置的功率。
[0018]于一实施例中，一电网控制中心，通过一前级充电控制模组控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动车交流充电系统，与一电网配合应用，该电网具有相互耦接的一第一区域电力转换装置及一第二区域电力转换装置，该第一区域电力转换装置的功率大于该第二区域电力转换装置的功率，其特征在于，包括：一电力侦测模组，与该第二区域电力转换装置耦接，以产生一功率参数；多个本地电源供应模组，与该电力侦测模组耦接并分别通过一本地电源配线而与该第二区域电力转换装置的一电源输出侧耦接，各本地电源供应模组包括：一电源输出单元，输出一可控电源；一切换单元，分别耦接于对应的各电源输出单元与该本地电源配线之间；及一电流侦测单元，侦测该电源输出单元的电流；以及一本地充电控制模组，与该电力侦测模组耦接，并依据该第二区域电力转换装置的功率而分别控制这些本地电源供应模组提供的各可控电源输出；其中，多辆电动车分别通过一电源线连接至对应的该本地电源供应模组的该电源输出单元，并由该本地充电控制模组控制各电源输出单元对各电动车输出一可控电源进行充电作业。2.如权利要求1所述的电动车交流充电系统，其特征在于，其中当该第二区域电力转换装置的功率增加达到一电力增加控制值时，该本地充电控制模组主动减少这些本地电源供应模组的充电总功率，当该第二区域电力转换装置的功率减少达到一电力减少控制值并且有充电需求时，该本地充电控制模组主动增加这些本地电源供应模组的充电总功率。3.权利要求1所述的电动车交流充电系统，其特征在于，其中该电力侦测模组与该第二区域电力转换装置的一电源输入侧耦接，以产生该功率参数，该功率参数为该第二区域电力转换装置的功率。4.如权利要求1所述的电动车交流充电系统，其特征在于还包括：一电网控制中心，通过一前级充电控制模组控制各本地充电控制模组的充电总功率，以调控该第二区域电力转换装置的功率。5.如权利要求1所述的电动车交流充电系统，其特征在于，其中该本地电源供应模组还包括一连接侦测单元，侦测该电源输出单元是否与一外部电源连接器连接，并且在未与该外部电源连接器连接的状况下不提供该可控电源。6.如权利要求1所述的电动车交流充电系统，其特征在于，其中该本地充电控制模组通过一前级充电控制模组获得一远方控制资讯。7.如权利要求1所述的电动车交流充电系统，其特征在于，其中连接该电源输出单元与该电动车的该电源线为该电动车端自备的一伸缩式卷轴电源线。8.如权利要求1所述的电动车交流充电系统，其特征在于，其中该本地充电控制模组控制各本地电源供应模组对这些电动车以轮流方式进行充电作业，其中轮流充电方式是各电动车电性连接于对应的该电源输出单元时，该电源输出单元处于待充电或充电两种状态的排列组合。9.如权利要求8所述的电动车交流充电系统，其特征在于，其中控制各电源输出单元输出该可控电源的方法包括：由该本地充电控制模组指定对这些电动车的其中一个传送一阶段充电电流的资讯；由被指定电动车控制一车载交流转直流电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛炽昌，
申请(专利权)人：葛炽昌，
类型：发明
国别省市：