离网式充电设备制造技术

一种离网式充电设备，无需与电网连接，无论用电高峰或是低谷，均不依赖于电网提供电容量，且能以大功率提供快速充电。所述离网式充电设备(100)是不与电网连接以依赖于电网提供电容量的充电设备，其特征在于，所述离网式充电设备(100)包括：燃料供给部(110)，所述燃料供给部(110)提供用于进行发电的发电用燃料；作为发电装置的燃料电池部(120)，所述燃料电池部(120)利用由所述燃料供给部(110)提供的发电用燃料，通过在内部进行电化学反应而发电；以及电力输出控制模块(130)，所述电力输出控制模块(130)对由所述燃料电池部(120)发电得到的电力的电流或功率进行控制，并输出至外部的用电侧。部的用电侧。部的用电侧。

【技术实现步骤摘要】
离网式充电设备


[0001]本技术涉及一种对能由电池驱动而行驶的电动汽车(纯电动汽车及混合动力汽车等)进行充电的充电设备，更具体地涉及基于例如氢能和燃料电池技术且无需与电网连接的离网式充电设备(例如离网式充电桩)。

技术介绍

[0002]汽车产业作为国民经济的战略性支柱产业，当前正在经历由传统的燃油汽车向新能源汽车(例如电动汽车)的转变，而充电设备作为电动汽车的充电基础设施，是汽车产业新型基础设施建设中最基础的一环。充电基础设施(例如充电设备、换电站)是指为电动汽车提供电能补给的各类充换电设施，是新型城市基础设施。而充电设备(例如充电桩)作为电动汽车最直接的能量补给装置，从2006年起，经过十余年发展，目前已初具规模。
[0003]从充电设备的类型上看，交流式的充电设备和直流式的充电设备是现阶段市场上最主要的两大类型。至于交直流一体式的充电设备应用规模小，无线充电尚未形成产业化规模，在市场上很少见到。
[0004]交流充电或是直流充电都需要接入由电缆和插头等组成的连接装置(充电头)，因此，又统称为传导式充电，是目前为电动汽车进行能量补给时最常用的方式。交流式充电设备可看作是可控的交流供电装置，需要车载充电机进行变压、整流后输出直流电，但交流充电受车载充电机大小和功率限制，充电速度慢。而直流式充电设备当前多采用交流转直流(AC/DC)转换器等交流电转换部，即前端由电网输入交流380V，通过AC/DC转换器等交流电转换部进行交流转直流变换和电压调节，然后对电动汽车进行充电。但是，直流充电依托于电网，对电容量有一定的需求，同时需要进行各项基础建设，例如，增容、拉设电缆线、挖地填埋、充电桩固定等，因此，一旦选定安装地址后，一般不太容易再更换场地，且设备故障后维修周期也比较长。若是选址错误，充电的车流量小，则将出现大量设备闲置的情况。
[0005]中国作为全球新能源汽车产销量的大国，同时也是电动汽车用户最多的国家，对大功率快速充电也有急切需求，而大功率快充可解决客户的应急补电和长距离出行需求，也能提升运营车辆的效率。
[0006]但是，直流式充电设备，特别是大功率的直流式充电设备的铺设，对于电网配电侧的电容量有直接的需求，尤其是当大功率的直流式充电设备集中充电时会给电网的负荷带来很大的冲击和影响，因此，目前国内现有的公共充电设备中，交流式充电设备与直流式充电设备的比例维持在6：4，很难进一步提升直流式充电设备、特别是大功率的直流式充电设备的比例。
[0007]由此，寻求一种无需与电网连接的离网式充电设备，不由电网提供电容量。充电设备工作时尤其是大功率工作不会给电网产生冲击和影响，便成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本技术为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种离网式充电设备，无
需与电网连接，无论用电高峰或是低谷，均不依赖于电网提供电容量，且能以大功率提供快速充电。
[0009]为了实现上述目的，本技术提供一种离网式充电设备，所述离网式充电设备是不与电网连接以依赖于电网提供电容量的充电设备，所述离网式充电设备包括：燃料供给部，所述燃料供给部提供用于进行发电的发电用燃料；作为发电装置的燃料电池部，所述燃料电池部利用由所述燃料供给部提供的发电用燃料，通过在内部进行电化学反应而发电；以及电力输出控制模块，所述电力输出控制模块对由所述燃料电池部发电得到的电力的电流或功率进行控制，并输出至外部的用电侧。
[0010]根据如上所述构成，由于所述离网式充电设备无需与电网连接以依赖于电网提供电容量，因此，无论用电高峰或是低谷，均不依赖于电网提供电容量，解决了传统充电设备依赖于电网连接的弊端，节约铺设充电桩的基础建设改造成本，还能为没有电网铺设的区域提供了充电解决方案。
[0011]同时，由于离网式充电设备利用由所述燃料供给部提供的发电用燃料通过在燃料电池部的内部进行电化学反应而发电，并经电力输出控制模块对电流或功率进行控制后输出至外部的用电侧，因此，相比于现有与电网连接来提供电容量的情形，能够避免用电侧在同一时间段大量联网而对电网造成的冲击，解决了大功率直流充电桩对电网配电侧电容的需求，不增加电网负担。
[0012]优选的是，所述离网式充电设备进一步包括电力储存部，所述电力储存部能对由所述燃料电池部发电得到的一部分电力进行储存，并且能将所储存的电力输出至所述电力输出控制模块。在这种情况下，储存在所述电力储存部中的电力能用于所述燃料电池部中的高压零部件的供电以及用于所述燃料电池部本身的启动，并且能作为补充电能，与所述燃料电池部共同向所述电力输出控制模块输出电力。
[0013]根据如上所述构成，本技术的离网式充电设备能作为独立的充电设备，代替现有的与电网连接的充电设备来为用电侧提供电力，同时对于因其具有易于部署、易于撤离的特点，能有效解决“僵尸桩”的问题。不仅如此，所述离网式充电设备还能作为现有的与电网连接的充电设备的补充，解决当前热门地点一桩难求的“潮汐式”充电难问题。
[0014]同时，本技术的离网式充电设备能够持续提供快速充电服务，而无需担心大量的快速集中充电对电网的负荷的冲击和影响。
[0015]所述燃料供给部所提供的发电用燃料是富氢气体，或者也可以是未来可知的发电用燃料。富氢气体一般是指含氢量高的气体，在业内常见的富氢气体有氢气、甲烷、甲醇、氨气等。
[0016]同时，所述燃料供给部的前端与所述发电用燃料的储存源或产生源连接。所述发电用燃料的储存源既可以是例如高压气瓶、低压固态储氢、低压有机液体储氢等便携式的储氢源，也可以是加氢站等固定式的储氢源。而所述发电用燃料的产生源包括氢气制备装置，例如利用水电解制氢、氨裂解制氢等的装置。例如，以发电用燃料是氢气为例，所述燃料供给部的前端可以匹配加氢站的氢气管道连接，实现加氢站内离网氢
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电转换，也可连接独立的储氢/制氢装置，通过储氢装置中存储的氢气或者现场制氢提供的氢气，实现可持续大功率离网充/配电服务。另外，因此，本技术的离网式充电设备无需为充电设施配套电网等其他许多基础设施，能够降低本技术的离网式充电设备的运行成本，即使在充电
设备集中充电时也不会给电网的负荷造成冲击和影响，安全且可靠，减少对居民日常用电和生产用电带来的影响。
[0017]另外，现有的光伏发电的充电设备，虽然在日照充足的情况下能脱离电网满负荷工作，但在日照不足的白天或无日照的夜间无法实现快速充电，甚至无法工作，因此，现有的光伏发电的充电设备仍非不与电网连接以依赖于电网提供电容量的充电设备，相反，本技术的离网式充电设备能够在完全离网的状态下持续工作。
[0018]优选的是，所述离网式充电设备进一步包括主控系统，所述主控系统在所述用电侧每次提出用电请求信号时确定所述燃料电池部和所述电力储存部各自输出的电量。在这种情况下，所述主控系统与所述燃料电池部、所述电力储存部以及所述电力输出控制模块进行通信交互，并向所述燃料电池部和所述电力储存部分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离网式充电设备(100)，其特征在于，所述离网式充电设备(100)是不与电网连接以依赖于电网提供电容量的充电设备，所述离网式充电设备(100)包括：燃料供给部(110)，所述燃料供给部(110)提供用于进行发电的发电用燃料；作为发电装置的燃料电池部(120)，所述燃料电池部(120)利用由所述燃料供给部(110)提供的发电用燃料，通过在内部进行电化学反应而发电；以及电力输出控制模块(130)，所述电力输出控制模块(130)对由所述燃料电池部(120)发电得到的电力的电流或功率进行控制，并输出至外部的用电侧；所述离网式充电设备(100)进一步包括电力储存部(140)，所述电力储存部(140)能对由所述燃料电池部(120)发电得到的一部分电力进行储存，并且能将所储存的电力输出至所述电力输出控制模块(130)。2.如权利要求1所述的离网式充电设备(100)，其特征在于，储存在所述电力储存部(140)中的电力能用于所述燃料电池部(120)中的高压零部件的供电以及用于所述燃料电池部(120)本身的启动，并且能作为补充电能，与所述燃料电池部(120)共同向所述电力输出控制模块(130)输出电力。3.如权利要求1所述的离网式充电设备(100)，其特征在于，所述燃料供给部(110)所提供的发电用燃料是富氢气体。4.如权利要求1所述的离网式充电设备(100)，其特征在于，所述燃料供给部(110)的前端与所述发电用燃料的储存源或产生源连接。5.如权利要求4所述的离网式充电设备(100)，其特征在于，所述发电用燃料的储存源包括作为便携式储氢源的高压气瓶、低压固态储氢、低压有机液体储氢以及作为固定式储氢源的加氢站，所述发电用燃料的产...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆颖，郭磊，李苏旋，
申请(专利权)人：上海重塑能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：