电能分配系统技术方案

一用于输送电能至一电动力式物体的一可充电单元的系统，其特征在于包含：至少一输入线，以从可重生电能的一源及/或一格网输送电力；选用地，一第一转换器，其设于输入线内以将交流电转换至直流电；至少一电能贮器，其连接至输入线并包括(a)复数个呈串行或并列配置的超电容器及(b)一用于自其输送一输出电压及电流的部件；至少一第二转换器，其调适为将来自贮器的输出电压步进升高或降低至可充电单元的一充电电压及至少一分配部件，其连接至系统并调适为与该物体上的一对应连接器部件合作以令充电电压能够充电该可充电单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电能分配系统
本专利技术系有关一用于分配电能至一电动力式物体的一可充电单元(例如一电池或超电容器)的系统。
技术介绍
EP2620315描述利用一高电压链接电容器上的能量储存以放电至一高电压电池中，其使用整流一直流电至直流电转换装备转换装备。这相当不同于吾人在本文所描述的系统。US20100026248系揭露一装备，其用于将电能从一以超电容器为基础的充电单元迅速转移至由一第二超电容器供应动力的一可携式电子装置，但并未教示下述类型的一经整合系统。
技术实现思路
为此，提供一用于输送电能至一电动力式物体的一可充电单元的系统，其特征在于包含：至少一输入线，以从可重生电能的一源及/或一格网输送电力；选用地，一第一转换器，其设于输入线内以将交流电转换至直流电；至少一电能贮器，其连接至输入线并包括(a)复数个呈串行或并列配置的超电容器及(b)一用于自其输送一输出电压及电流的部件；至少一第二转换器，其调适为将来自贮器的输出电压步进升高或降低至可充电单元的一充电电压及至少一分配部件，其连接至系统并调适为与该物体上的一对应连接器部件合作以令充电电压能够充电该可充电单元。具体实施方式在一实施例中，该系统明示制成为一载具或机器人服务站，其中包含复数个超电容器的贮器设于一壳体内，诸如一用以相对于周遭环境保护贮器的金属盒箱或类似物。其可为水密式并选用地为气密式。在另一实施例中，壳体设于一稳固区位；例如地下；选用性地，具有检视或维护舱口，其可由一服务工程师或类似的熟悉人员予以近接。在另一实施例中，壳体充填有一惰性气体诸如氮，以毯覆贮器并藉此尽量减少火损的危险。在贮器例如被容置于一锂离子电池贮器旁边的情形，这可能特别重要。在又另一实施例中，贮器可安装在一诸如汽车、箱型车(van)、卡车、火车、船或飞机等载具之上或之内，用以作为一行动贮器在彼此远离的一源与使用者之间输送能量。在一实施例中，输入线连接至提供电力的既存实体基础建设，诸如一全国或地区电格网；例如，惯常用来输送电力至国内家户、办公室或工业厂房的类型。若在此种环境中使用超电容器，超电容器贮器可用来升级输入线的功率额定(powerrating)藉以提供汽车及类似物的快速充电。例如，一仅额定提供50kW充电的输入线可被容易地升级提供350kW、700kW、1000kW或甚至更大的功率及因此较短的再充电时间。在另一实施例中，输入线系替代性或添加性连接至藉由收获一可重生能量源所产生的绿电(greenelectricity)的一独立源。此类型的范例系包括但不限于风涡轮机、波浪涡轮机、水力电厂及太阳能收集器。在风涡轮机及其他可变功率发电资产诸如可重生式(renewables)的实例中，以高功率接收电能然后将该能以低功率输送至格网可能是有益的。例如，一风涡轮机可产生处于900kW的电能，其可能在一超电容器贮器中撷取以供稍后以小于150kW配送到格网。此弹性可简化用于此等资产的基础建设。在另一实施例中，可重生能的源系为与本专利技术的系统呈现一体并且共同设置抑或部署在附近者。在一实施例中，可重生能的源系与一亦连接至一格网的输出线作联结使用，藉此容许自其取得的电能在贮器被完全充电但可重生能量源仍发电的案例中藉由一切换单元被改向进入格网中。此切换单元亦可调适为容许来自贮器的电力返回到格网，以在格网上具有高需求的时候供添满(top-up)用途。以此方式，贮器可使用于能量套利，其中存在一差异性在峰(in-peak)以及离峰(off-peak)价格。藉由此手段，本专利技术的复数个系统可设于不同区位以生成电能储存的一分布式部件；而能够使格网本身更良好地管理消费者对其所作的需求。若是电力由太阳能面板产生，这些面板可设置于任何方便的区位。例如，在一服务站的实例中，系为特别为其保留的一相邻区带。替代地，其可制成与系统相联结的建筑物呈现一体；例如，一家屋或零售建筑物诸如一载具服务站。在此后者情形，系统可例如设置在用于分配传统碳氢燃料、或诸如氢或氨等未来燃料的传统服务站。一含有具备非焰燃性电解质的胞元的贮器的本征安全性(诸如下文描述)系尤其有益，其中在相同设备分配高压氢气以供燃料用途。在贮器上游，可选用地在输入线内设有一第一转换器，以将来自格网及/或一以涡轮机为基础的可重生能的源的交流电转换至直流电。若可重生能的源为直流电(例如来自一太阳能面板)，第一转换器可根本不用。可采用传统类型电流转换器的任一者，限制条件系为其对于所需任务作额定即可。贮器中所用的超电容器原则上系可为能够以周期性再充电基础接收、保持及分配显著电量的任何类型。依此来说，市面上可取得许多此等选项，其可缩放尺寸以符合系统的要求。在一较佳实施例中，超电容器可包含胞元，其包括碳电极作为其关键组件(选用地包括纳米碳传导组件诸如石墨烯、石墨碳及/或纳米碳管)；一离子性液体电解质(例如，杂环氮或磷基(phosphorousbase)的盐)，其为非焰燃性及一中间离子可渗透聚合物薄膜。至于此等超电容器的适当构成组件的进一步信息，请留意针对与电池充电器配合使用所开发的GB2532246中描述的超电容器；但提及此特定类型胞元不应被诠释成限制性。在一替代性实施例中，贮器可由至少一锂离子电池胞元及至少一超电容器胞元构成，其采用呈现令这些组件彼此交错的配置的一非焰燃性电解质。贮器亦可包括用以加热或冷却其内含的胞元的配置，藉以减轻低温的效应或透过冷却来改良效能或寿命。其可包含电热器或以风扇为基础的空调单元。各贮器连接到至少一分配部件，其设计用来与待充电物体上的一对应连接器部件合作并形成一电路径；例如，一汽车、机器人或类似物。例如，分配部件及连接器可一起包含一销针-插头及插座配置。藉由此手段，物体的可充电单元可被充电。在一实施例中，可充电单元系包括一或多个锂离子电池或由其构成。在另一实施例中，可充电单元包括一或多个超电容器或由其构成。在又另一实施例中，可充电单元系为由至少一锂离子电池及至少一超电容器构成的一复合物(hybrid)。在一较佳实施例中，可充电单元包含一电动力式汽车的一组件或组件。在另一较佳实施例中，可充电单元包含充电一电动力式汽车所需的基础建设的部份。在贮器与各分配部件之间配置一第二转换器，以确保贮器输出被特制符合终端使用者的要求。此第二转换器可包含一或多个变压器、电流转换器、反相器、能控制器、电池管理系统及类似物。在一实施例中，采用一DC-DC转换器，其设计用来将贮器的DC电压输出步进升高或降低至一与物体充电要求兼容的位准。例如，在一汽车的实例中，典型将需要成为好几百伏特范围内的一电压转换；例如250-1500伏特、250-350伏特、750-1500伏特或较佳350-750伏特范围。在另一实施例中，可使用一反相器将贮器的DC输出转换至对于一被充电物体的一AC输入。替代或添加地，贮器的个别能量储存组件可呈串行配置，藉此升高贮器输出的电压。系统可选用地亦包括一以微处理器为基础的控制单元，以管理及报告贮器的充电状态及/或错误侦测。其亦可包括一无线发送器，以将此等信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于输送电能至一电动力式物体的可充电单元的系统，其特征在于包含：/n至少一输入线，以从可重生电能的一格网及/或一源输送电力；/n选用地，一第一转换器，其附接至所述输入线以将交流电转换至直流电；/n至少一电能贮器，其连接至所述输入线并包括(a)复数个呈串行或并列配置的超电容器及(b)一用于自其输送一输出电压及电流的部件；/n至少一第二转换器，其调适为将来自所述贮器的输出电压步进升高或降低至所述可充电单元的一充电电压，以及/n至少一分配部件，其连接至所述系统并调适为与所述物体上的一对应连接器部件合作，以令所述充电电压能够充电所述可充电单元。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180323 GB 1804707.61.一种用于输送电能至一电动力式物体的可充电单元的系统，其特征在于包含：
至少一输入线，以从可重生电能的一格网及/或一源输送电力；
选用地，一第一转换器，其附接至所述输入线以将交流电转换至直流电；
至少一电能贮器，其连接至所述输入线并包括(a)复数个呈串行或并列配置的超电容器及(b)一用于自其输送一输出电压及电流的部件；
至少一第二转换器，其调适为将来自所述贮器的输出电压步进升高或降低至所述可充电单元的一充电电压，以及
至少一分配部件，其连接至所述系统并调适为与所述物体上的一对应连接器部件合作，以令所述充电电压能够充电所述可充电单元。


2.如权利要求1所述的系统，其中所述系统进一步包含一设置于所述贮器的上游的切换单元，以令被储存在所述贮器中的电能能够被输送至所述格网。


3.如权利要求1所述的系统，其中所述等超电容器由碳电极、一离子性液体电解质及一中间离子可渗透聚合物薄膜构成。


4.如权利要求1所述的系统，其中所述贮器由至少一锂离子电池胞元及至少一采用一非焰燃性电解质的超电容器胞元构成，且其中所述电池胞元及超电容器胞元彼此交错。


5.如权利要求1所述的系统，其中所述贮器设置于一壳体中，所述壳体提供相对于外部环境的保护，所述壳体系选用地设置于地下、呈水密性及/或气密性。


6.如权利要求5所述的系统，其中所述壳体亦含有一惰性或非焰燃性气体以毯覆所述贮器。


7.如权利要求1所述的系统，其中使用所述第二转换器将所述贮器的输出电压调节至250-1500V范围的一直流电压。


8.如权利要求7所述的系统，其中使用所述第二转换器将所述贮器的输出电压调节至250-35...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·大卫·沃勒尔，
申请(专利权)人：ZAPGO有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB