[发明专利]电动车光伏离网充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动车充电系统，特别涉及利用光伏组件离网发电为电动车充电的充电 系统。

背景技术

目前全球能源紧缺,汽车是能源消耗的重要领域。发展和推广电动汽车，对实现能源 多样化和可持续发展意义重大。汽车工业领域和主要工业国家对发展电动汽车十分重视。 我国已经将电动汽车发展列入国家中长期发展战略的重点领域。电动车充电站是电动汽 车产业化和商业化运行的重要基础设施。随着市场上电动车的使用越来越多，当其同时 充电时，特别是在白天用电高峰期进行充电时，会对电网造成很大的压力。现有充电站 主要是属于沿用常规充电机使用市电为特定型号的电动车充电而建立的充电机集群。有 些电动车是作为短距离代步工具运行的，此类电动车在白天的大部分时间里是处于停放 状态的，因此利用太阳能来为电动车充电可以有效的缓解用电压力。

发明专利200610062677.3公开了一种电动车充电系统，然而此系统利用的是市电充 电，发明专利200710118518.5则公开了一种电动汽车的充电运行方法，其中涉及的充电 站可以使用市电也可以使用太阳能为汽车充电，但是该发明没有解决多辆车和多种供电 系统运行下的充电组织和管理问题，特别是没有针对太阳能特点提出的系统解决方案。 与此同时，直到目前，我国还没有真正意义上的电动汽车用光伏充电站，它不同于传统 意义上的市电充电站，具有特殊的技术要求和特征：一方面太阳能发电具有自己的特征， 比如易于受环境的影响而不稳定等；另一方面，充电站不应该是简单的多台充电机的集 合，应该是一个针对不同电动车辆，针对不同电池组的充电和管理系统。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种符合常用电动车电池充电的离网光伏充电系 统。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：电动车光伏离网充电系统，主要包括光 伏组件阵列系统、光伏控制器、储能电池系统、组件及环境监测系统、充电器阵列及充 电控制系统。当多辆电动车需要最快速充电时，本发明的电动车光伏离网充电系统还可 接有市电应急充电系统。

电动车的动力电池可以是铅酸蓄电池、钠硫电池、锂离子电池、镍氢电池以及其它 可用的电化学动力电池。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

所述光伏组件阵列系统包括光伏组件、防逆流装置、旁路元件、离网逆变器、直流 配电柜、接线箱和安装固定支架等；所述光伏组件阵列系统是按照电站设计负载实际需 求功率确定太阳能电池板基片规模和数量，为满足离网逆变器输出电压，将电池组件串 联组成光伏组件串，然后将光伏组件串并联，使光伏组件的规模与计划负载相匹配。光 伏组件包括非晶硅电池、双结非晶硅微晶硅电池、铜铟镓锡CIGS电池、DSSC以及其它能 将太阳能转化为电能的组件和装置。

所述光伏控制器包括电压采样和控制部分、电流控制部分、最大功率追踪控制部分、 自动运行停止功能、孤岛运行防止功能、自动电压调整功能、直流检测功能和直流接地 检测功能等，光伏组件阵列系统产生的直流不稳电力经过光伏控制器转变为稳压直流电， 实现稳定离网发电。

所述储能电池系统包括电池组和放电控制器，电池组可以为：液流电池，钠硫电池， 铅酸蓄电池，锂离子电池，镍氢电池以及其它各种电化学电池。放电控制器包括：过充 过放保护电路，充放电转换设备等，可实现过充过放保护，根据负载需求控制放电电流。 储能电池系统可以根据太阳能电池输出功率以及负载需求来调节储能状态及输出状态。

所述组件及环境监测系统包括光伏组件工作状况监测和环境监测，实现在线监测光伏 组件阵列系统的输出功率、输出电压、输出电流和温度等，同时实现环境监测，记录环 境温度、风力大小、降水量和日照强度等。

所述充电器阵列及充电控制系统包括充电控制器、电动车电池组充电器和多辆电动车 同时充电的组织管理系统。

充电控制系统能根据储能电池系统、光伏组件阵列系统输出功率以及负载需求来调节 储能状态及输出状态，当负载较小或者光伏组件阵列系统发电量较大时，可采取将光伏 电力储存到储能电池系统，当负载急需充电或者光伏组件阵列系统发电量较小时，可采 用储能电池系统和光伏组件阵列系统同时给负载充电，储能电池系统的作用是储存剩余 电力，然后满足急需充电需求。