一种分布式太阳能－风能驱动的新能源汽车充电站的成套工装设备及方法

摘要

一种分布式太阳能‑风能驱动的新能源汽车充电站的成套工装设备及方法，属于新能源汽车充电站等领域，主要用于城郊室外停车场及公路沿线分布式使用，不需要铺设线路，可以应用于多种环境下使用。工装设备可以以较低的成本满足偏远地区的新能源汽车充电需求，解决新能源汽车的里程焦虑和长途行使的问题。此外工装设备通过超级电容与高压电池的配合，及实现了电能的高效、稳定蓄能、快速充放电和更长的使用寿命、无人化控制的需求。本发明主要是通过将现有的先进装备、技术和材料进行研制改造和有机整合来实现。工装设备的主要部件包括太阳能发电模块、风能发电模块、电子控制模块、主蓄能模块、副蓄电稳压模块，充电模块、无线电控制模块及支架等。

说明书

技术领域

本发明涉及分布式太阳能-风能驱动的新能源汽车充电站的成套工装设备。

背景技术

随着我国经济社会发展，如今我国新能源汽车的产销量及保有量都在快速增长，对于新能源汽车充电基站的需求也在不断增长，特别是城郊公路及高速公路，新能源汽车基站密度极低，装备极为困难，这严重限制了新能源汽车的使用。此外，为了尽快实现“碳达峰”和“碳中和”，对于绿色能源的开发和使用，成为了当前的应用热点。

分布式太阳能-风能驱动的新能源汽车充电站的成套工装设备可以提供绿色能源给新能源汽车使用，有利于我国能源安全和环境保护。

分布式太阳能-风能驱动的新能源汽车充电站的成套工装设备可以以较低的成本满足偏远地区的新能源汽车充电需求，解决新能源汽车的里程焦虑和长途行使的问题。此外工装设备通过超级电容与高压电池的配合，及实现了电能的高效、稳定蓄能和快速充放电的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术空白，而提供一种分布式太阳能-风能驱动的新能源汽车充电站的成套工装设备及方法。

为了实现上述本发明的目的，采取如下技术方案：

一种分布式太阳能-风能驱动的新能源汽车充电站的成套工装设备及方法，应用于新能源汽车充电，所述充电站：含有太阳能发电模块、风能发电模块、电子控制模块、主蓄能模块、副蓄电稳压模块，充电模块、无线电控制模块及支架等；太阳能发电模块包含太阳能电池板、太阳能发电系统、副蓄电稳压系统，其中副蓄电稳压系统为电容式稳压蓄电装置；风能发电模块包含风能发电机、副蓄电稳压模块和变压装置为电容式稳压蓄电装置；电子控制模块前端与太阳能发电模块、风能发电模块连接，后端与蓄能模块连接，主要包含稳压装置、安全控制模块和温度控制模块等；主蓄能模块前端与电子控制模块连接，后端与充电模块连接，由大容量电容蓄电组和电池组组成，使用的电子控制模块及其与之相连的各装置的动作控制属于成熟的单片机技术，可以轻易的从市场上购买得到，经简单调试后即可使用。

工作原理：

太阳能发电模块和风能发电模块通过将太阳能和风能转换为稳定的直流电后由电子控制模块分配后交由主蓄能模块储存。当新能源汽车进行充电时，主蓄能模块根据充电桩的信号通过电子控制模块将电能送给充电桩。作为本领域的公知常识，本方案使用的电子控制模块及其与之相连的各装置的动作控制属于成熟的单片机技术，可以轻易的从市场上购买得到，经简单调试后即可使用。

作为技术方案的进一步改进，太阳能发电模块通过太阳能发电后获得不稳定的电能经过副蓄电稳压系统进行稳压调峰后获得较稳定的电流，电流经过太阳能发电系统后获得稳定的直流电流传递给电子控制系统。

作为技术方案的进一步改进，风能发电模块通过太阳能发电后获得不稳定的电能经过副蓄电稳压系统进行稳压调峰后获得较稳定的电流，电流经过风能发电系统后获得稳定的直流电流传递给电子控制系统。

作为技术方案的进一步改进，主蓄能模块储存采用了电容和锂离子电池混合蓄电，电容蓄电模块和锂离子电池蓄电模块分别由超级电容和锂离子电池串并联组成，电容蓄电模块和锂离子电池蓄电模块之间通过电控双电源自动切换开关连接用于电能的输出和输入。

作为技术方案的进一步改进，主蓄能模块和电子控制模块安装于地下，电子控制模块根据各模块内传感器信息，监控系统的安全性，模块与周边环境做绝缘和防水处理，系统采用液体冷却，冷源采用稳定的地温，通过地下换热管网和换热器实现温度控制，通过水泵进行冷却循环，可以较为稳定的解决主蓄能模块和电子控制模块的工作温度稳定性问题。

作为技术方案的进一步改进，充电模块内设置了DC/DC转换器和DC/AC转换器，可以将电能转换为不同电压，可以满足不同规格的新能源汽车的充放电需求。

作为技术方案的进一步改进，充电模块内设置安全模块，未收到充电信号前，充电枪无法拔出、充电模块无法供电、且处于深度接地模式。

作为技术方案的进一步改进，无线电控制模块会根据电子控制模块检测的主蓄能模块电量情况，向外发布充电站的蓄能情况，同时会接收手机无线充电信息，向电子控制系统发布充电信号。

一种分布式太阳能-风能驱动的新能源汽车充电站的成套工装设备及方法

本发明相对于现有技术所具有的显著进步：

1.本发明可以不与电网连接，可以以较低的成本满足偏远地区的新能源汽车充电需求，解决新能源汽车的里程焦虑和长途行使的问题。

2.本发明工装设备通过超级电容与高压电池的配合，及实现了电能的高效、稳定蓄能和快速充放电的需求，有利于提高基站的使用寿命。

3.本发明工装设备会通过无线电控制模块，将电子控制模块内采集的信息控制各部件工作，同时主动传递充电基站的基本情况，可以实现无人化控制和远程管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明一种分布式太阳能-风能驱动的新能源汽车充电站的成套工装设备及方法的结构示意图；

图2为本发明主蓄电模块的结构示意图

图中各部件名称及序号：

1-风能发电模块，2-太阳能发电板，3-充电模块，4-无线充电平台，5-副蓄电稳压模块，6-电子控制模块，7-太阳能发电系统，8-主蓄能模块，9-冷却环管，10-冷却水泵，11-无线电控制模块，12-支架，13-地下换热管网，14-换热器，15-风能发电系统，16-风能发电机，22-主蓄电模块换热管网，23-超级电容模组、24-锂离子电池模块，25-电控双电源自动切换开关。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本申请中的技术方案，下面将结合附图和实施例来对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施案例1：

如图1-2所示，

太阳能发电模块(2)和风能发电模块(1)通过将太阳能和风能转换为稳定的直流电后由电子控制模块(6)分配后交由主蓄能模块(8)储存。当新能源汽车进行充电时，主蓄能模块(8)根据充电的信号通过电子控制模块(6)将电能送给充电桩(3)。作为本领域的公知常识，本方案使用的电子控制模块及其与之相连的各装置的动作控制属于成熟的单片机技术，可以轻易的从市场上购买得到，经简单调试后即可使用。

太阳能发电模块(2)通过太阳能发电后获得不稳定的电能经过副蓄电稳压系统(5)进行稳压调峰后获得较稳定的电流，电流经过太阳能发电系统后获得稳定的直流电流传递给电子控制模块(6)进行电能分配。

风能发电模块(1)通过太阳能发电后获得不稳定的电能经过副蓄电稳压系(5)统进行稳压调峰后获得较稳定的电流，电流经过风能发电系统后获得稳定的直流电流传递给电子控制系统(6)进行电能分配。

主蓄能模块电能(8)主要来源于电子控制模块(6)，主蓄能模块(8)储存采用了电容和锂离子电池混合蓄电，电容蓄电模块和锂离子电池蓄电模块分别由超级电容(23)和锂离子电池(24)串并联组成，电容蓄电模块(23)和锂离子电池蓄电模块(24)之间通过电控双电源自动切换开关(25)连接用于控制电能的输出和输入。

实施案例2：

与实施例1相比，区别之处在于：主蓄电模块内安装有主蓄电模块换热管网(22)与冷却环管(9)相连。

实施案例3：

与实施例1-2任一相比，区别之处在于：停车位下安装有无线充电平台。