一种具有储电功能的充电桩组件的制作方法

1.本发明涉及充电桩技术领域，尤其是涉及一种具有储电功能的充电桩组件。


背景技术：

2.充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或者充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的充电汽车充电。目前，充电站的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头或者充电枪用于为电动汽车充电，采用这种方式时，由于电动汽车大都在白天进行充电，此时为用电高峰期，导致电动汽车的充电成本增加且白天交流电网的用电压力增加。
3.为此，公开号为cn112356723a的中国发明专利申请公开了一种带有光伏发电装置的充电桩，包括充电桩本体，充电桩本体上方安装有太阳能光伏板，太阳能光伏板电连接有蓄电池，蓄电池还通过充电电线电连接市电充电电线；市电充电电线电连接有第一对充电电极；市电充电电线上安装有开关。该充电桩晚上可以对多个电动车充电，从而有效提高了充电桩有效使用率，且通过设置蓄电池在用电低谷蓄电，高峰时供电，通过设置太阳能光伏板降低了电网压力。
4.但是上述充电桩的蓄电池储电量有限，在白天蓄电池内部电量使用完毕后，仍要使用外部电网供电，造成外部电网压力增加，且此时为峰电，使得充电成本增加。
5.因此，有必要对现有技术中的具有储电功能的充电桩进行改进。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种减轻外部电网白天用电压力、降低充电成本的具有储电功能的充电桩组件。
7.为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种具有储电功能的充电桩组件，包括充电桩主体和设置于所述充电柱主体顶部的光伏发电装置，所述充电桩主体连接有充电枪，所述充电桩主体的底部设置有中空的预埋壳，所述预埋壳内设置有储电供电机构，所述储电供电机构包括供电选择组件和至少两个储电供电组件，所述储电供电组件包括蓄电池、与所述蓄电池电极电连接的供电接头、与所述光伏发电装置输出端电连接的光伏充电接头、与外网电连接的外网充电接头和充电对接组件，所述供电选择组件用于依次将所述蓄电池与所述充电枪电连接直至其剩余电量低于10%，所述充电对接组件用于控制所述蓄电池在晴天与所述光伏充电接头、在谷电时间与所述外网充电接头电连接直至其电量充满。
8.上述技术方案的充电桩组件中，充电桩主体固定安装于地面上，而预埋壳安装于地面下，设备运行时，在晴天，储电供电组件中的充电对接组件将与光伏发电装置连接的光伏充电接头与蓄电池的电极电连接，使得光伏发电装置进行光伏发电产生的电能储存到蓄电池中，直至蓄电池的电量充满，当有人使用充电枪对汽车进行充电后，供电选择组件选择
其中电量充满的蓄电池与充电枪进行电连接，以便蓄电池通过充电器对汽车进行充电，直至该蓄电池剩余电量降低到10%，供电选择组件选择其余电量充足的蓄电池对汽车进行供电；充电结束后，蓄电池的电量下降，则充电对接组件再将光伏充电接头与蓄电池电连接，直至蓄电池电量充满；而到了夜间谷电时间，若储电供电组件中的蓄电池电量未满，则有充电对接组件将蓄电池与外网电连接，通过外网对蓄电池进行供电，使得蓄电池的电量充满；当有人在谷电时间对汽车充电时，供电选择组件选择电量充满的蓄电池与充电枪电连接，通过充电枪蓄电池对汽车进行供电，当蓄电池电量下降至10%后，供电选择其他蓄电池与充电枪电连接，并利用外网对供电过后的蓄电池进行充电，直至其电量充满。如此，该充电桩组件中，通过设置多个蓄电池，提高蓄电容量，利用光伏发电在白天对电量不足的蓄电池充电，利用谷电对夜间电量不足的蓄电池充电，保证该充电桩组件任意时刻均能对电动汽车充电的同时，无需使用到峰电，减轻了白天外部电网的用电压力，且由于采用光伏发电和谷电进行充电，因此降低了充电成本。
9.优选的，所述供电选择组件包括绕自身轴心线转动的转盘、驱动所述转盘转动的转动单元和设置于所述转盘周向外缘的触发件，各储电供电组件的供电接头均固定于所述预埋壳内且沿所述转盘的周向间隔分布，所述充电枪具有设置于所述预埋壳内且与所述供电接头正对的输入接头，所述输入接头连接有驱动其远离所述供电接头的弹性组件，所述触发件的转动路径与所述输入接头相交。
10.通过采用上述技术方案，利用转动单元带动转盘转动，使得转盘外周的触发件转动，由于输入接头连接有驱动其远离供电接头的弹性组件，当触发件为接触并作用在输入接头上时，供电接头与输入接头之间保持间隙，从而断开二者的电连接，而当触发件接触并作用于输入接头上后，输入接头与供电接头进行对接，由于输入接头与充电枪电连接，供电接头与蓄电池电连接，因此此时实现了蓄电池与充电枪的电连接，此时充电枪插入汽车充电口后， 蓄电池即能对汽车进行充电操作。
11.优选的，所述弹性组件包括沿所述供电接头和所述输入接头分布方向滑动于所述预埋壳内的滑块和两端分别与所述滑块和所述预埋壳内壁连接的弹簧。
12.通过采用上述技术方案，利用弹簧变形产生的压力作用于滑块上，使得滑块产生沿平行于输入接头和供电接头分布方向滑动的趋势，以保证在触发件未作用于输入接头时，能够带动输入接头远离供电接头。
13.优选的，所述触发件为转动设置的触发滚轮，所述触发滚轮的转动轴心线与所述转盘的转动轴心线相平行。
14.通过采用上述技术方案，利用触发滚轮绕自身轴心线转动以及绕转盘的轴心线转动，避免触发滚轮与输入接头接触后产生滑动摩擦，当触发滚轮与输入接头接触后，触发滚轮能够在输入接头上滚动，从而减小二者之间的摩擦力，以减轻两者的磨损。
15.优选的，所述转动单元包括固定于所述预埋壳内且与外网电连接的转动电机。
16.通过采用上述技术方案，利用转动电机能够驱动预埋壳内的转盘绕自身轴心线转动，转动电机的输出端与外网电连接，从而保证转动电机能够正常稳定的运行。
17.优选的，各储电供电组件的供电接头沿所述转盘的周向等间隔分布，所述转动电机为步进电机。
18.通过采用上述技术方案，利用等间隔分布的供电接头以及步进电机相配合，保证
转动电机驱动转盘转动的精度，以确保当需要控制某个蓄电池与充电枪电连接时，转盘上的触发件能够准确作用于该蓄电池所对应的输入接头上，使得输入接头与供电接头相对接。
19.优选的，所述光伏充电接头和所述外网充电接头均固定于所述预埋壳内且正对设置，所述充电对接组件包括设置于所述光伏充电接头和所述外网充电接头之间且两端分别与二者正对的对接头、以及驱动所述对接头沿所述光伏充电接头和所述外网充电接头分布方向移动的平移单元。
20.通过采用上述技术方案，利用平移单元能够带动对接头在光伏充电接头和外网充电接头之间移动，在晴天，光伏发电装置产生电能，平移单元带动对接头与光伏充电接头进行对接，使得光伏发电装置所产生的电能能够输送到蓄电池中，对蓄电池进行供电；在谷电时期，平移单元驱动对接头与外网充电接头进行对接，使得外部的电网能够对蓄电池进行充电，由于此时为谷电时间，从而降低了对蓄电池的充电成本。
21.优选的，所述平移单元包括固定于所述预埋壳内且与所述蓄电池电连接的平移电机、同轴心固定于所述平移电机输出端的丝杆和与所述丝杆螺纹配合且与所述对接头连接的平移块。
22.通过采用上述技术方案，在驱动对接头移动时，平移电机驱动，驱动丝杆旋转，丝杆通过螺纹作用于平移块上，进而能带动对接头进行移动，当对接头与光伏充电接头对接后，光伏发电装置产生的电能能够输送到蓄电池中，而当对接头与外网充电接头对接后，外部电网能够对蓄电池进行充电，当对接头脱离光伏充电接头和外网充电接头后，蓄电池与光伏充电装置和外部电网断开，从而避免持续对蓄电池充电造成电量的浪费和有损蓄电池使用寿命。
23.优选的，所述对接头和所述光伏充电接头、所述外网充电接头插接配合，所述供电接头与所述输入接头插接配合。
24.通过采用上述技术方案，利用插接配合增大了对接头与光伏充电接头、外网充电接头的接触面积以及供电接头和输入接头的接触面积，保证蓄电池能够稳定通过充电枪对汽车进行充电，以及光伏发电装置、外部电网对电量不足的蓄电池进行充电。
25.优选的，所述蓄电池电连接有用于检测其剩余电量的检测仪。
26.通过采用上述技术方案， 利用检测仪方便对蓄电池的剩余电量进行检测，在蓄电池通过充电枪对汽车进行供电后，当检测仪检测到剩余电量下降至10%之后，供电选择组件能够切断该蓄电池与充电枪的连接，并选择其他蓄电池与充电枪电连接，而在利用光伏发电装置或者外网对蓄电池进行充电时，通过检测仪检测蓄电池电量是否充满，当检测到电量充满后，设备控制对接头与外网充电接头和光伏充电接头断开，从而防止持续充电造成的电量浪费和蓄电池寿命降低。
27.综上所述，本发明具有储电功能的充电桩组件与现有技术相比，通过设置多个蓄电池，增大储电容量，在晴天和谷电时间分别利用光伏发电装置和外网对电量不足的蓄电池进行充电，通过供电选择组件依次使用电量充足的蓄电池与充电枪电连接，以便对汽车充电，避免使用峰电，降低充电和用电成本，同时减轻白天外部电网的用电压力。
附图说明
28.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明另一视角的结构示意图；图3是预埋壳的内部结构示意图；图4是图3的俯视图；图5是本发明供电选择组件与其中两个储电供电组件的连接结构示意图；图6是本发明供电选择组件与其中一个储电供电组件的连接架结构示意图；图7是本发明供电选择组件与其中一个储电供电组件另一视角的连接结构示意图；图8是图7的a部放大图；图9是图7的b部放大图；图中：1.充电桩主体，2.光伏发电装置，3.充电枪，3a.连接电极，4.预埋壳，4a.预埋桶，4b.桶盖，5.蓄电池，6.供电接头，6a.供电连接板，6b.供电电极，7.光伏充电接头,7a.光伏连接板，7b.光伏充电电极，8.外网充电接头，8a.外网连接板，8b.外网充电电极，8c.外网连接线，9.供电选择组件，9a.转盘，9b.转动单元，9c.触发件，10.输入接头，10a.输入连接板，10b.输入电极，11.弹性组件，11a.滑块，11b.弹簧，11c.滑轨，12.对接头，13.平移单元,13a.平移电机，13b.丝杆，13c.平移块，13d.轴承，13e.轨道，13f.滑套，14.检测仪，15.处理器，16.外网连接电极，17.滑动框。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
30.如图1-图9所示，本发明具有储电功能的充电装置组件，包括充电桩主体1，充电桩主体1的一侧壁上通过线缆连接有充电枪3，充电桩主体1的正上方设置有光伏发电装置2，光伏发电装置2包括太阳能板；充电桩主体1的正下方设置有中空的预埋壳4，预埋壳4由桶口向上的预埋桶4a和固定盖设于预埋桶4a上的桶盖4b组成，预埋桶4b的桶底设置有五对外网连接电极16，其中四对分别周向均匀分布在剩余一对的外周，五对外网连接电极16均与外网连接。
31.如图3和图4所示，预埋桶4b的内侧设置有储电供电机构，储电供电机构包括设置于预埋桶4b中心处的供电选择组件9和设置于供电选择组件9周向的四个储电供电组件，预埋桶4b内还固定有处理器15；储电供电组件包括蓄电池5、供电接头6、光伏充电接头7、外网充电接头8和充电对接组件，其中蓄电池6、供电接头5和外网充电接头8均与预埋桶4b的内底壁固定连接，光伏充电接头7与桶盖4b固定连接；供电接头6和蓄电池5电连接，供电选择组件9用于依次将蓄电池5与蓄电池5电连接直至其剩余电量低于10%，充电对接组件用于控制蓄电池5在晴天与光伏充电接头7电连接，在谷电时间与外网充电接头8电连接至其电量充满。
32.本发明的充电桩组件中，预埋壳4固定安装于地下，充电桩主体1安装于地面上，预埋壳4内共安装有四个蓄电池5，从而增大了储电供电所能存储的电路。设备使用时，由供电选择组件9控制其中一个储电供电组件中蓄电池5与充电枪3电连接，初始状态下，蓄电池5
内电量满额，地面上有人使用充电枪3插入电动汽车充电口进行充电时，与充电枪3电连接的蓄电池5对汽车进行充电，当蓄电池5电量下降到10%之后，充电选择组件将该蓄电池5与充电枪3断开，并选择其他满额电量的蓄电池5进行供电。
33.对于充电过后的蓄电池，处理器15根据当前时间段控制充电对接组件与外网充电接头8或者光伏充电接头7与蓄电池5电连接，具体操作方式为：若当前处于晴天，充电对接组件选择将蓄电池5与光伏发电装置2进行电连接，通过光伏发电装置2产生的电能输送给蓄电池5.若当前处于谷电使其，则充电对接组件选择将蓄电池5与外网电连接，通过外网的低谷电对蓄电池5进行充电，直至蓄电池5电量充满，以便该蓄电池5以后通过充电枪3对汽车进行充电操作。
34.如此，通过上述操作方式，在增大储电容量的基础上，使用光伏发电装置2和外部电网的谷电对蓄电池5进行充电，避免使用峰电对蓄电池5充电，不仅能够降低白天外部电网的用电压力，而且减轻了充电和用电成本。
35.为了方便实现蓄电池5与充电枪3、光伏发电装置2以及外网的电连接，以便蓄电池5的供电和充电操作，如图5-图9所示，供电接头6包括固定于预埋桶6a内底壁上的供电连接板6a，供电连接板6a背对蓄电池5的一侧两端固定有两个供电电极6a，两个供电电极6a分别与蓄电池5的两个电极电连接；光伏充电接头7包括固定于桶盖6b下方的长条状光伏连接板7a，光伏连接板7a的两端分别设置有两个光伏充电电极7b，两个光伏充电电极7b分别与蓄电池5的两个电极电连接；外网充电接头8包括固定于蓄电池5正上方的长条状外网连接板8a，外网连接板8a的两端分别设置有两个外网充电电极8b，两个外网充电电极8b分别与蓄电池5的两个电极电连接且与两个光伏充电电极7b正对设置，两个外网充电电极8b还通过外网连接线8c与预埋壳4底部的其中一对外网连接电极16电连接。
36.为了方便充电枪3与预埋壳4内的其中一个蓄电池5电连接，充电枪3的输入端设置有两个连接电极3a，固定于桶盖4b的下方，两个连接电极3a连接有输入接头10，输入接头10设置于预埋桶4b内，输入接头10包括长条状的输入连接板10a和设置于输入连接板10a两端的输入电极10b，两个输入电极10分别正对两个供电电极6b设置，且分别与两个连接电极3a电连接。
37.供电选择组件9包括绕自身轴心线旋转的转盘9a，转盘9a与预埋桶4的内底壁之间设置有驱动转盘9a转动的转动单元9b，转动单元9b单元为固定于预埋桶4内底壁上的转动电机，转动电机为步距角90
°
的步进电机，步进电机和处理器15的电源接口均与预埋桶4a下方中心处的一对外网连接电极16电连接；转盘9a的外周固定有触发件9c，触发件9c为绕自身轴心线旋转的触发滚轮，其自身转动轴心线与转盘9的转动轴心线相平行；各储电供电组件的供电接头6均匀分布在与转盘9转动轴心线为中心线的圆柱面上，转盘9设置于各供电接头6之间；输入接头10连接有驱动其远离供电接头6的弹性组件11，触发件9c的转动路径与输入接头10相交；其中弹性组件11包括固定于预埋桶4a内底壁上的u形滑轨11c，滑轨11c的长度方向沿输入接头10和供电接头6的分布方向延伸，滑轨11c并排有两个，分别设置于输入连接板10a两端的正下方，滑轨11c上滑动配合有滑块11a，滑块11a与输入接头10的输入连接板10a固定连接，滑块11a与蓄电池5相邻的一侧通过弹簧11b与滑轨11c的一端连接。
38.供电选择组件9运行时，转动单元9b驱动转盘9a绕其轴心线转动一定角度，使转盘9a外缘上的触发件9c与输入接头10接触，挤压在输入连接板10a与转盘9a相邻的一侧，在滑
块11a与滑轨11c的滑动配合作用下，驱动输入连接板10a向供电连接板6a靠近，同时压缩弹簧11b，最终使得输入连接板10a上的两个输入电机10b分别与供电连接板6a上的两个供电电极6b相连接，由于供电电机6b与蓄电池5电连接，而输入电极10b通过连接电极3a与充电枪3电连接，最终使得蓄电池5与充电枪3电连接，当人们将充电枪3插入汽车充电口后，蓄电池5即能通过充电枪3对汽车进行充电操作。
39.转动单元9b继续带动转盘9a转动，使得转盘9a上的触发件9c脱离输入连接板10a后，受压缩的弹簧11b为恢复初始形状，推动滑块11a沿着滑轨11c移动，使输入连接板10a远离供电连接板6a移动，最终使得输入电极10b与供电电极6b相分离，从而断开了蓄电池5与充电枪3的连接。
40.转动单元9b选用步距角为90
°
的步进电机，从而能够精确控制转盘9a的转动角度，使得转盘9a每次发生转动时，其转动角度正好为90
°
，保证触发件9c与其中一个储电供电组件所对应的输入接头10相接触作用，而同时触发件9c脱离另一输入接头10的输入连接板10a。需要说明的是，作为相似效果的替换，储电供电组件的数量也可以选择其他多个数量，例如为6个，此时，转动单元9b可相应选择步距角为60
°
的步进电机。本发明中，转动单元9b和处理器15均与预埋桶4a底部中心处的一对外网连接电极16电连接，能够保证处理器15和转动单元9b正常稳定的运行。触发件9c选用转动设置的滚轮，通过滚轮在输入连接板10a上滚动，能够减少触发件9c与输入连接板10a之间的磨损。
41.充电对接组件包括设置于光伏充电接头7和外网充电接头8之间且沿二者分布方向移动的对接头12，对接头12设置有两个，两个对接头12用于在晴天与光伏充电接头7的两个光伏充电电极7b电连接以及在谷电时期与外网充电接头7的两个外网充电电极8b电连接；对接头12连接有驱动其移动的平移单元13。
42.平移单元13包括固定于蓄电池5上方的平移电机13a，平移电机13a的输出端同轴心线固定连接有丝杆13b，丝杆13b远离平移电机13a的一端设置有与蓄电池5固定连接的轴承13d，丝杆13b上螺纹配合有平移块13c，平移块13c的两侧均固定连接有滑套13f，滑套13f上滑动配合有与蓄电池5固定连接且沿丝杆13b轴向延伸的轨道13e，滑套13f的两端均设置有与轨道13e滑动配合的滑动框17，两个滑动框17分别固定于对接头13两端的下方。
43.需要调整对接头13位置时，平移电机13a启动，驱动平移丝杆13b在轴承13d的支撑作用下旋转，丝杆13b通过螺纹作用于平移块13c上，使得平移块13c沿着丝杆13b的轴向进行位移，进而带动滑套13f在轨道13e上滑动，作用于其中一个滑动框17上，带动滑动框17沿着轨道13e移动，从而带动对接头12移动，当两个对接头12与光伏充电接头7的两个光伏充电电极7a连接后，光伏发电装置2与蓄电池5电连接，此时，光伏发电装置2能够对蓄电池5进行充电；当两个对接头12与外网充电接头8的两个外网充电电极8b电连接后，此时蓄电池5与外部电网连接，外部电网即可对蓄电池5进行充电。在对蓄电池充电完毕后，平移单元13在调整对接头12的位置，使其脱离光伏充电接头7和外网充电接头8。
44.蓄电池5上固定有与其电连接的检测仪14，检测仪14用于检测蓄电池5的剩余电量且与处理器15电连接。通过检测仪14能够检测蓄电池5的剩余电量，并将剩余电量信号传递给处理器15，如此，在利用蓄电池14通过充电枪3进行充电时，通过检测其剩余电量，在其电量低于10%后，处理器15控制供电选择组件断开蓄电池5与充电枪3的连接，一方面，避免蓄电池5电量全部用完从而缩短其使用寿命，另一方面，使得蓄电池5保留有一定的电量，能够
供平移电机13a和检测仪14正常使用；而在利用外部电网的谷电或者光伏发电装置2对蓄电池5进行充电时，在蓄电池5电量充满后，处理器15控制平移单元13运行，以断开对接头12与光伏充电装置2和外部电网的连接，避免持续向蓄电池5充电，导致电能浪费及有损蓄电池5的使用寿命。
45.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。