電動汽車光伏充電站的制作方法

本發明涉及智能電力管理領域，尤其涉及一種電動汽車光伏充電站。

背景技術：

電動汽車是目前流行最廣、節能環保的綠色出行交通工具。電動汽車配套的蓄電池，充完一次電可以續航的時間根據蓄電池的容量來決定，一般是固定不變的。一旦行駛途中沒有電能，將使電動汽車駕駛員陷入尷尬的境地。

據調查，電動汽車駕駛員中至少有一半曾遭遇電動汽車“拋錨”，為了避免這一情況發生，電動汽車的管理者或推廣者紛紛在城市的各個重點路段搭建電動汽車充電站，并電動汽車駕駛員提供各個充電站的具體位置，從而便于駕駛員在發現電量不足時，立即尋找附近的充電站進行充電，解決電動汽車駕駛員的后顧之憂。

電動汽車充電站與手機充電站和汽車加油站相類似，是一種給電動汽車蓄電池“加電”的設備，可以快速的給電動汽車充電，為電動汽車提供續航能力。電動汽車充電站可以像汽車加油站一樣，在沿街商店、街道社區、報刊亭旁、存車棚、投注點等處設置。

每一個電動汽車充電站可以由一個或多個充電樁組成，充電樁作為電動汽車的充電終端，除了為電動汽車提供電力之外，還可以具有定時、充滿報警、電腦快充、密碼控制、自識別電壓、多重保護等功能，這樣，一個充電站能夠同時為多個電動汽車充電，提高充電的效率。

然而，由于充電樁發展歷史較短，積累的經驗較少，現有技術中的電動汽車充電站內的充電樁其結構比較粗獷，冗余度高，導致充電效率較為低下，而且提供的輔助功能偏少，給電動汽車的駕駛員帶來的用戶體驗比較差。

同時，現有技術中的電動汽車充電站不具有智能化開關功能，無法根據附近道路的電動汽車具體數量設置自己內部充電樁的開啟數量，只能憑借管理者的歷史經驗手工控制每一個充電樁是否進入省電或關閉狀態，這樣容易導致在附近道路上行駛的電動汽車很少時，充電站內所有充電樁全部運行，造成電力能源的浪費，或者，在附近道路上行駛的電動汽車很多時，只有少數甚至一個充電樁運行，無法為所有急需充電的電動汽車提供充電服務。

因此，需要一種新的汽車充電站，能夠優化內部每一個充電樁的結構和功能，為電動汽車駕駛員提供更好的服務，同時，為充電站提供充電樁開啟數量自動控制功能，能夠基于附近道路電動汽車數量占據汽車數量的百分比自適應確定充電站內充電樁的開啟數量，從而在節省電力能源，降低運營成本的同時，不影響對附近電動汽車的充電服務質量。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供了一種電動汽車光伏充電站，通過改造每一個充電樁的內部結構，提高充電樁的服務質量，更為關鍵的是，通過集成紅外線傳感陣列用于確定附近道路上經過的汽車總量，通過集成一氧化碳檢測儀和一氧化氮檢測儀用于確定附近道路上經過的油類汽車數量，從而進一步確定電動汽車數量，并通過計算電動汽車數量占據汽車數量的百分比以自適應確定充電站內充電樁的開啟數量，從整體上提高充電站的智能化水平。

根據本發明的一方面，提供了一種電動汽車光伏充電站，所述充電站包括電動車統計設備、ARM11處理器和多個充電樁主體架構，電動車統計設備用于統計充電站附近道路的電動車數量占據汽車數量的百分比，每一個充電樁主體架構都用于對電動車進行充電，ARM11處理器與電動車統計設備和多個充電樁主體架構分別連接，基于電動車統計設備的統計結果確定每一個充電樁主體架構的開關狀態。

更具體地，在所述電動汽車光伏充電站中，包括：一氧化氮檢測儀，設置在紅外線傳感陣列附近，用于檢測紅外線傳感陣列附近的一氧化氮濃度，并當一氧化氮濃度大于等于第一濃度閾值時，發出一氧化氮超標信號； 一氧化碳檢測儀，設置在紅外線傳感陣列附近，用于檢測紅外線傳感陣列附近的一氧化碳濃度，并當一氧化碳濃度大于等于第二濃度閾值時，發出一氧化碳超標信號；紅外線傳感陣列，水平設置在充電站附近道路位置，由多個紅外線傳感單元組成，根據同時被觸發的紅外線傳感單元的數量確定充電站附近道路是否存在汽車行駛通過，當確定存在汽車行駛通過時發出汽車通過信號，其中，紅外線傳感陣列的水平寬度大于等于最長汽車的長度，多個紅外線傳感單元為等間隔均勻分布；計時器，用于實時發送計時信號；多個充電樁主體架構，每一個充電樁主體架構包括充電控制設備、交流電接收設備、讀卡器、打印機、顯示屏、電能表、充電槍、三相插座、第一電涌保護設備、第二電涌保護設備、第一斷路器、第二短路器、第一漏電保護設備、第二漏電保護設備、開關電源和電源轉換設備；交流電接收設備用于接收交流線路，交流線路包括交流電源線和中線；第一斷路器的輸入端與交流電接收設備連接，輸出端與電能表的電源輸入端連接，相應地，第一斷路器的輸入端和輸出端都包括交流電源線和中線兩條線路，第一斷路器包括兩個開關，分別位于交流電源線和中線上；第一漏電保護設備的兩端與第一斷路器輸入端的中線、輸出端的中線分別連接；第一電涌保護設備與第一斷路器的輸出端連接；第二斷路器的輸入端與交流電接收設備連接，輸出端與開關電源的輸入端連接，相應地，第二斷路器的輸入端和輸出端都包括交流電源線和中線兩條線路，第二斷路器包括兩個開關，分別位于交流電源線和中線上；第二漏電保護設備的兩端與第二斷路器輸入端的中線、輸出端的中線分別連接；第二電涌保護設備與第二斷路器的輸出端連接；電能表的電源輸出端與充電槍的輸入端連接，電能表的數據輸出端與ARM11處理器的RS485串口連接；充電槍的輸出端包括三條線路，除了通過充電槍的輸入端連接電能表的輸出端的交流電源線和中線之外，還包括接地線；充電控制設備與交流電接收設備連接，用于切斷或恢復交流電接收設備對交流線路的充電電力的接收；電源轉換設備包括太陽能供電器件、切換開關和電壓轉換器，切換開關與太陽能供電器件和第二斷路器的輸出端分別連接，根據太陽能供電器件處的輸出電壓大小決定是否切換到第二斷路器的輸出端以由第二斷路器的輸出端供電，電壓轉換器與切換開關連接，用于將通過切換開關輸入的電壓轉換為5V電壓、 3.3V電壓或12V電壓；讀卡器與ARM11處理器的第一RS232串口連接；打印機通過串口與ARM11處理器的第二RS232串口連接，打印機的電源接收端還與開關電源的輸出端連接；ARM11處理器，與計時器、紅外線傳感陣列、一氧化氮檢測儀、一氧化碳檢測儀以及每一個充電樁主體架構分別連接，當接收到汽車通過信號時，汽車數量自加1，當接收到汽車通過信號且接收到一氧化氮超標信號和一氧化碳超標信號時，油類汽車數量自加1，電動車數量為汽車數量減去油類汽車數量，汽車數量、油類汽車數量和電動車數量每天自動清零，基于電動車數量占據汽車數量的百分比確定充電站內充電樁主體架構的開啟數量，電動車數量占據汽車數量的百分比越大，充電站內充電樁主體架構的開啟數量越多；其中，三相插座連接三條線路，除了與電能表的電源輸出端連接的交流電源線和中線之外，還包括接地線；其中，ARM11處理器對充電樁主體架構的開啟關閉操作是通過對充電樁主體架構內的充電控制設備的控制來完成的。

更具體地，在所述電動汽車光伏充電站中：顯示屏與ARM11處理器的并行數據接口連接。

更具體地，在所述電動汽車光伏充電站中：顯示屏為液晶顯示設備。

更具體地，在所述電動汽車光伏充電站中：顯示屏用于顯示電動車數量占據汽車數量的百分比。

更具體地，在所述電動汽車光伏充電站中：ARM11處理器和計時器都設置在充電站的控制箱內。

附圖說明

以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中：

圖1為根據本發明實施方案示出的電動汽車光伏充電站的結構方框圖。

圖2為根據本發明實施方案示出的電動汽車光伏充電站的電源轉換設備的結構方框圖。

附圖標記：1電動車統計設備；2ARM11處理器；3充電樁主體架構；4太陽能供電器件；5切換開關；6電壓轉換器

具體實施方式

下面將參照附圖對本發明的電動汽車光伏充電站的實施方案進行詳細說明。

充電站的常見設置位置如下：

(1)、公共停車場：停車場是社會充電站最佳的地方之一，交通方便、出入方便。可與停車場租用一個車位，甚至是便角落位置即可，可以留有多個充電樁。

(2)、大型購物中心：此地放置充電站必然會受到購物中心歡迎，充電的人會順便購買商品，這樣，可與購物中心實現雙贏。

(3)、可停車的路邊地：城市停車越來越難，許多非主干道，都被允許用來臨時停車，由于電動汽車快速充電站占用的地方非常小，可供電動汽車快速充電站放置的位置非常多，并且根據需要進行隨時改動。

(4)、高速路服務區：在高速路服務區設置電動汽車快速充電站，就可連接周邊城市，數量不多，但意義很大，他將大大增加電動汽車用戶的信心。

(5)、居住小區：這是最貼近用戶的地方，雖然小區內可以設置許多慢速充電樁，但有急事需要外出是幾乎每個人都可能遇到的事情，慢速充電站必須與快速充電站結合起來才能發揮作用。

(6)、單位、寫字樓等：一般單位與寫字樓都有停車場地，單位購置充電站不僅可為本單位的電動汽車服務，也可為本單位員工電動汽車服務，當然也可允許社會車輛快速充電。

(7)、特殊景區，重要國道、偏遠公路和用電無保障地域擔憂須充電需求的地域可采用太陽能和風能等能源形式儲能充電。

充電站的每一個充電樁的工作原理如下：平時(夜間優先)電網電力通過初級一次側充電機向再生蓄電池進行儲能充電，由于儲能充電時沒有時間要求，因而可用小電流慢速充電，充電電流可根據蓄電池電量自動安排充電時間，最大程度的使用夜間低谷電力。當需要為電動汽車充電時，根據電動汽車的允許最大充電電流和電壓，通過次級二次側快速充電機向電動汽車進行快速充電，由于充電過程是從儲能蓄電池向電動汽車“倒電”，而不是直接取自電網，因而對電網沒有任何干擾(如果直接從電網 高功率取電，會嚴重干擾電網，不僅影響其他用戶，而且威脅電網設備)。充電費用按實際充電量計算，非常方便。

通常，一個充電站內需要設置一個或多個充電樁以應對電動汽車扎推充電的情況，這時，充電站的管理者將面臨一個難題：如何控制每一個充電樁的開啟狀態。如果全部充電樁全部開啟但附近需要充電的電動汽車不多，將導致很多充電樁長期處于無電動汽車可充電的空閑狀態，浪費一定的電力資源，相反，如果少量充電樁開啟但附近需要充電的電動汽車很多，將導致很多電動汽車排隊充電的情況發生，降低了充電效率，給用戶帶來不好的使用體驗。

另外，現有技術中的充電樁的結構不夠合理，功能較為單一，無法適應日益挑剔的電動汽車用戶的需求。

為了克服上述不足，本發明搭建了一種電動汽車光伏充電站，首先，改造現有技術中的充電樁的結構，優化現有功能，增加必要的輔助功能；其次，在充電站內部集成多個汽車類型檢測設備和統計設備，以基于電動汽車占據汽車總量的百分比自動控制充電站內部開啟的充電樁的數量，從而，在不降低服務質量的同時，避免電力能源的過度浪費。

圖1為根據本發明實施方案示出的電動汽車光伏充電站的結構方框圖，所述充電站包括電動車統計設備、ARM11處理器和多個充電樁主體架構，電動車統計設備用于統計充電站附近道路的電動車數量占據汽車數量的百分比，每一個充電樁主體架構都用于對電動車進行充電，ARM11處理器與電動車統計設備和多個充電樁主體架構分別連接，基于電動車統計設備的統計結果確定每一個充電樁主體架構的開關狀態。

接著，繼續對本發明的電動汽車光伏充電站的具體結構進行進一步的說明。

所述充電站包括：一氧化氮檢測儀，設置在紅外線傳感陣列附近，用于檢測紅外線傳感陣列附近的一氧化氮濃度，并當一氧化氮濃度大于等于第一濃度閾值時，發出一氧化氮超標信號。

所述充電站包括：一氧化碳檢測儀，設置在紅外線傳感陣列附近，用于檢測紅外線傳感陣列附近的一氧化碳濃度，并當一氧化碳濃度大于等于第二濃度閾值時，發出一氧化碳超標信號。

所述充電站包括：紅外線傳感陣列，水平設置在充電站附近道路位置，由多個紅外線傳感單元組成，根據同時被觸發的紅外線傳感單元的數量確定充電站附近道路是否存在汽車行駛通過，當確定存在汽車行駛通過時發出汽車通過信號，其中，紅外線傳感陣列的水平寬度大于等于最長汽車的長度，多個紅外線傳感單元為等間隔均勻分布。

所述充電站包括：計時器，用于實時發送計時信號。

所述充電站包括：多個充電樁主體架構，每一個充電樁主體架構包括充電控制設備、交流電接收設備、讀卡器、打印機、顯示屏、電能表、充電槍、三相插座、第一電涌保護設備、第二電涌保護設備、第一斷路器、第二短路器、第一漏電保護設備、第二漏電保護設備、開關電源和電源轉換設備。

交流電接收設備用于接收交流線路，交流線路包括交流電源線和中線；第一斷路器的輸入端與交流電接收設備連接，輸出端與電能表的電源輸入端連接，相應地，第一斷路器的輸入端和輸出端都包括交流電源線和中線兩條線路，第一斷路器包括兩個開關，分別位于交流電源線和中線上；第一漏電保護設備的兩端與第一斷路器輸入端的中線、輸出端的中線分別連接；第一電涌保護設備與第一斷路器的輸出端連接。

第二斷路器的輸入端與交流電接收設備連接，輸出端與開關電源的輸入端連接，相應地，第二斷路器的輸入端和輸出端都包括交流電源線和中線兩條線路，第二斷路器包括兩個開關，分別位于交流電源線和中線上；第二漏電保護設備的兩端與第二斷路器輸入端的中線、輸出端的中線分別連接；第二電涌保護設備與第二斷路器的輸出端連接。

電能表的電源輸出端與充電槍的輸入端連接，電能表的數據輸出端與ARM11處理器的RS485串口連接；充電槍的輸出端包括三條線路，除了通過充電槍的輸入端連接電能表的輸出端的交流電源線和中線之外，還包括接地線；充電控制設備與交流電接收設備連接，用于切斷或恢復交流電接收設備對交流線路的充電電力的接收。

如圖2所示，電源轉換設備包括太陽能供電器件、切換開關和電壓轉換器，切換開關與太陽能供電器件和第二斷路器的輸出端分別連接，根據太陽能供電器件處的輸出電壓大小決定是否切換到第二斷路器的輸出端 以由第二斷路器的輸出端供電，電壓轉換器與切換開關連接，用于將通過切換開關輸入的電壓轉換為5V電壓、3.3V電壓或12V電壓。

讀卡器與ARM11處理器的第一RS232串口連接；打印機通過串口與ARM11處理器的第二RS232串口連接，打印機的電源接收端還與開關電源的輸出端連接。

所述充電站包括：ARM11處理器，與計時器、紅外線傳感陣列、一氧化氮檢測儀、一氧化碳檢測儀以及每一個充電樁主體架構分別連接，當接收到汽車通過信號時，汽車數量自加1，當接收到汽車通過信號且接收到一氧化氮超標信號和一氧化碳超標信號時，油類汽車數量自加1，電動車數量為汽車數量減去油類汽車數量，汽車數量、油類汽車數量和電動車數量每天自動清零，基于電動車數量占據汽車數量的百分比確定充電站內充電樁主體架構的開啟數量，電動車數量占據汽車數量的百分比越大，充電站內充電樁主體架構的開啟數量越多。

其中，三相插座連接三條線路，除了與電能表的電源輸出端連接的交流電源線和中線之外，還包括接地線。

其中，ARM11處理器對充電樁主體架構的開啟關閉操作是通過對充電樁主體架構內的充電控制設備的控制來完成的。

可選地，在所述電動汽車光伏充電站中：顯示屏與ARM11處理器的并行數據接口連接；顯示屏為液晶顯示設備；顯示屏用于顯示電動車數量占據汽車數量的百分比；以及，ARM11處理器和計時器可以都被設置在充電站的控制箱內。

另外，新能源電動汽車越來越受到人們的關注，世界強國在電動汽車領域的競爭也愈演愈烈。

電動汽車有以下優點：①零排放。純電動汽車使用電能，在行駛中無廢氣排出，不污染環境。②電動汽車比汽油機驅動汽車的能源利用率要高。③因使用單一的電能源，省去了發動機、變速器、油箱、冷卻和排氣系統，所以結構較簡單。④噪聲小。⑤可在用電低峰時進行汽車充電，可以平抑電網的峰谷差，使發電設備得到充分利用。

電動汽車的組成包括：電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，也 是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。

采用本發明的電動汽車光伏充電站，針對現有技術無法對充電站內部充電樁數量進行自動開啟控制的技術問題，通過引入多個汽車類型檢測設備和統計計算設備，確定附近道路上電動汽車占據汽車總量的百分比，以上述百分比作為充電站自動控制開啟充電樁數量的依據，實現充電站的智能化管理，同時，優化充電站內每一個充電樁的結構，提高單個充電樁的充電性能。

可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。