模塊化充電裝置、其安裝方法、其擴展方法和縮減方法、電流分配管理方法、充電方法與流程

本發明涉及一種用于對所謂的電動插電式車輛或混合動力車輛充電的模塊化充電裝置，以及一種用于通過上述模塊化充電裝置來管理電流分配的方法。總體上，本發明屬于電動出行領域，特別是屬于電動或混合動力插電式車輛的充電系統領域。

背景技術：

1、電動出行市場(汽車、摩托車、小型摩托車、自行車)正在不斷增長。大多數發達經濟體正在積極規劃和支持生態轉型，以克服或限制內燃機。

2、因此，對電動車輛的充電點的需求正在增加，這使得這種出行系統的使用更加高效，并相應地增加其普及度。

3、具體地，當前強烈地感受到布置大量的可能適于以快速且高效的方式提供車輛充電所需的功率的充電點的需求。

4、同時，期望布置能夠在受限的空間內(例如在公共的或公寓樓的停車場內)為多輛車輛充電的系統。

5、已知的系統需要安裝充電柱，每個充電柱通過電纜束單獨地連接到電網，電纜將每個充電柱連接至配電板。

6、此類解決方案通常包括安裝在壁箱或固定到地面上的柱的箱中的evse(電動車輛供電設備)控制器，其具有插座或帶有插腳的電纜。

7、不利的是，盡管這樣的解決方案正在進行，但是它們不允許隨著時間推移實現另外的充電站或者移除功能而不干預系統的核心(即，系統布局)，并且它們限制了對充電站本身進行維修和保養的可能性。

8、不利的是，在已知的充電系統中，如果期望增加充電柱的數量或移動充電柱，則必須進行繁重且昂貴的補充維護操作，如挖掘、建筑工作，且尤其是布線。

9、根據另一缺點，當前的充電系統效率不高，并且難以擴張。

10、文獻us2017129353?a1、cn?210363426?u、gb?1413178?a、ep?1950850a1、us2020328604?a1、cn?112224083?a、us2022134901a1、wo?2010120551a1、us2022242262a1、wo?2019147557?a1示出了與傳輸車輛的電流和電荷的問題相關的某些充電系統和方法。這些文獻中描述的解決方案沒有解決本發明所解決的技術問題。

11、特別地，上述文獻描述的解決方案靈活性降低，并且不允許模塊化系統中管理電流的實時分配。

12、現有技術的系統的最大缺點是，除非再次安裝上述電氣零件，否則不能隨后插入新的充電點、新的充電柱。即，未來充電柱的添加代表相對于已經存在的項目的實際進一步項目，而不是已安裝基礎的簡單擴展。

技術實現思路

1、因此，強烈地感受到需要提供能夠克服現有技術的典型缺點的模塊化充電裝置和電流分配管理方法。

2、具體地，本發明的目的是提供一種模塊化充電裝置，該模塊化充電裝置相對于已知系統來說在構造和制造上更簡單并且更通用。

3、本發明的另一目的是提供一種模塊化充電裝置，當需要時，該模塊化充電裝置的布局是可擴張和可擴展的、可縮減或可修改的，而不需要進行進一步的供電部件的安裝、挖掘和建筑工作，且尤其是布線。

4、本發明的另一目的是提供一種根據可用功率有效且可適配的管理方法，該管理方法具體地識別系統的可擴張性并且允許對其進行有效管理。

5、這種需求通過根據所附獨立權利要求的模塊化充電裝置、安裝、擴展和縮減方法、充電方法和電流分配管理方法來滿足。從屬權利要求描述了本發明的優選或有利的實施例，涉及另外的有利方面。

技術特征：

1.一種用于對諸如電動、混合動力、插電式車輛等的一個或多個車輛(4)充電的模塊化充電裝置(1)，包括：

2.根據權利要求1所述的模塊化充電裝置(1)，包括與所述縱向延伸方向(x)相鄰的第二條模塊(12)，所述第二條模塊(12)包括第二導電條(26)，

3.根據權利要求2所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一導電條(24)包括第一連接端(240)，并且所述第二導電條(26)包括第二連接端(260)，

4.根據權利要求3所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述連接條(642)的數量等于所述第一導電條和所述第二導電條(24，26)的數量。

5.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一導電條(24)和所述第二導電條(26)在與所述縱向延伸方向(x)正交的平面上具有梯形橫截面。

6.根據權利要求5所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述橫截面呈等腰梯形的形狀。

7.根據權利要求5所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述橫截面呈直角梯形的形狀。

8.根據權利要求4至7中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述連接條(642)在與所述縱向延伸方向(x)正交的平面上具有梯形橫截面，優選地呈等腰梯形或直角梯形的形狀。

9.根據權利要求8以及權利要求5、6或7所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述連接條(642)的橫截面與所述第一導電條(24)和所述第二導電條(26)的橫截面相互鏡像，使得在所述連接條(642)與所述第一導電條(24)和所述第二導電條(26)之間的重疊部分，在所述連接條與所述第一導電條和所述第二導電條間的具有不同傾斜度的斜面之間產生幾何力耦合。

10.根據權利要求2至9中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述電連接器件(6)包括接頭元件(64)，所述接頭元件包括連接導電條(642)和由絕緣材料制成的封閉板(641)，所述封閉板包括絕緣棱柱形部分(640)，所述絕緣棱柱形部分從所述封閉板(641)突出并且包括條基座，所述連接導電條(642)在所述條基座中接合，所述棱柱形部分(640)優選地在與所述連接條(642)正交的方向上優選延伸。

11.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一條模塊(11)和所述第二條模塊(12)中的至少一個包括由絕緣材料制成的隔離器(7)，所述隔離器適于將所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)分別保持間隔開并且基本上彼此平行，以便所述第一導電條和/或所述第二導電條在所述縱向延伸方向(x)上延伸。

12.根據權利要求11所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述隔離器(7)各自包括第一后隔離器部分(71)和第二前隔離器部分(72)，

13.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一條模塊(11)和所述第二條模塊(12)中的至少一個包括殼體(21；22)，所述殼體封裝所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)。

14.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，包括一個或多個連接插座(210)，所述一個或多個連接插座適于允許一個或多個充電箱(3)的連接插頭(32)與所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)之間的電連接。

15.根據權利要求13和14所述的模塊化充電裝置(1)，其中，在所述殼體(21；22)中設置有容納所述連接插座(210)的插座基座。

16.根據權利要求15所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述插座基座設置在所述殼體(21)沿所述縱向延伸方向(x)的延伸部分的任一點處。

17.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一條模塊(11)和所述第二條模塊(12)中的至少一個包括殼體(21；22)，所述殼體封裝所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)；

18.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一條模塊(11)和所述第二條模塊(12)中的至少一個包括殼體(21；22)，所述殼體封裝所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)，

19.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一條模塊(11)和所述第二條模塊(12)中的至少一個包括殼體(21；22)，所述殼體封裝所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)，

20.根據前一項權利要求所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述后輪廓件(211；221)是在與所述縱向延伸方向(x)正交的平面上具有“c”形橫截面的金屬型材。

21.根據權利要求19或20所述的模塊化充電裝置(1)，其中，在所述前輪廓件(212；222)中設置有特定插座基座，連接插座(210)能夠容納在所述特定插座基座中。

22.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一條模塊(11)和所述第二條模塊(12)中的至少一個包括由絕緣材料制成的隔離器(7)，所述隔離器適于將所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)保持間隔開并且基本上彼此平行，以便所述第一導電條和/或所述第二導電條在所述縱向延伸方向(x)上延伸，

23.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一條模塊(11)和所述第二條模塊(12)中的至少一個包括由絕緣材料制成的隔離器(7)，所述隔離器適于將所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)保持間隔開并且基本上彼此平行，以便所述第一導電條和/或所述第二導電條在所述縱向延伸方向(x)上延伸，

24.根據權利要求22所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述承載隔離器(701)包括連接插座(210)。

25.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，包括一個或多個連接插座(210)，所述一個或多個連接插座適于允許一個或多個充電箱(3)的連接插頭(32)與所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)之間的電連接，

26.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，包括一個或多個連接插座(210)，所述一個或多個連接插座適于允許一個或多個充電箱(3)的連接插頭(32)與所述第一導電條(24)和/或所述第二導電條(26)之間的電連接，

27.根據權利要求26所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述導電片(320)在正交于所述縱向延伸方向(x)的平面上具有臺階形狀的橫截面，并且適于插入到所述一個或多個充電插座(210)中以產生按壓在所述第一導電條或所述第二導電條(24，26)上的彈性電接觸力并將電流傳輸到所述供給組(30)。

28.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述供給組(30)包括供電管理繼電器(301)和供電電表(303)，所述供電電表被配置為記錄和存儲由所述供電管理繼電器(301)供應的能源的量。

29.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述供給組(30)包括安全開關(302)。

30.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，包括電子板(304)。

31.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，包括中央控制單元。

32.根據權利要求28和31所述的模塊化充電裝置(1)，其中，供電電表(303)通過wifi連接而連接到中央控制單元。

33.根據權利要求28和31所述的模塊化充電裝置(1)，其中，供電電表(303)通過數據電纜連接到中央控制單元，所述數據電纜優選地連接到中間集中連接通道(總線)。

34.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，包括通用供電設備和導電電纜，所述導電電纜將所述通用供電設備電連接到所述第一導電條和/或所述第二導電條(24，26)。

35.根據權利要求34所述的模塊化充電裝置(1)，包括連接到所述通用供電設備以接收電流的端部區段(241)，所述端部區段(241)又包括端部導電條(242)。

36.根據權利要求35所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述端部區段(241)不同于所述第一條模塊和所述第二條模塊(11，12)，并且其中，所述端部導電條(242)通過電連接器件(6)電連接到所述第一導電條或所述第二導電條(24，26)。

37.根據權利要求35或36所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述端部區段(241)通過具有孔式端子的電纜連接到所述供電設備，所述電纜例如通過插入在設置于所述端部區段(241)的端部的特殊孔中的螺栓而被緊固到所述端部導電條(242)中的每個條。

38.根據權利要求35或36或37所述的模塊化充電裝置(1)，包括供電箱(850)，所述供電箱封裝所述端部區段(241)并且所述供電箱適于使所述端部導電條(242)與所述供電設備之間的連接保持隔離。

39.根據權利要求38所述的模塊化充電裝置(1)，

40.根據權利要求38或39所述的模塊化充電裝置(1)，包括傳感器，所述傳感器被配置為檢測充電箱(3)的存在及所述充電箱的電氣參數，如功率參數。

41.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，包括中央控制單元，其中，所述供給組(30)包括供電電表(303)，所述供電電表被配置為通過唯一標識識別碼(如ip地址)來識別對應的充電箱(3)，并且其中，所述中央控制單元被配置為記錄所述唯一標識碼。

42.根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)，其中，所述第一導電條和/或第二導電條(24，26)是例如由鋁或銅制成的金屬擠壓件。

43.一種用于安裝根據前述權利要求中任一項所述的模塊化充電裝置(1)的方法，包括以下步驟：

44.根據權利要求43所述的安裝方法，包括以下步驟：

45.根據權利要求44所述的安裝方法，其中，所述電連接器件(6)包括：

46.一種用于擴展根據權利要求1至42中任一項所述的模塊化充電裝置(1)的方法，包括以下步驟：

47.一種用于縮減根據權利要求2至42中任一項所述的模塊化充電裝置(1)的方法，所述模塊化充電裝置包括第一條模塊(11)和第二條模塊(12)，所述方法包括以下步驟：

48.一種用于管理到根據權利要求1至42中任一項所述的模塊化充電裝置(1)的電流分配的方法，包括以下步驟：

49.根據前一項權利要求所述的電流分配管理方法，其中，步驟e1)包括在連接到相應車輛(4)的各個所述充電箱(3)之間均等地分配所述需要的功率。

50.根據權利要求48或49所述的電流分配管理方法，其中，步驟e2)包括在各個所述充電箱(3)之間均等地分配最大功率。

51.根據權利要求48或49或50所述的電流分配管理方法，其中，每個所述充電箱(3)的所述供給組(30)包括供電電表(303)，所述供電電表被配置為測量從所述車輛連接到所述充電箱(3)起所經過的時間間隔，并且所述中央控制單元與所述供電電表(303)協作并識別出激活時間最長的所述充電箱(3)，

52.根據前一項權利要求所述的電流分配管理方法，其中，所述中央控制單元基于所述最大可用功率來處理待停用的充電箱(3)的數量。

53.一種通過根據權利要求1至42中任一項所述的模塊化充電裝置(1)對車輛充電的方法，包括以下步驟：

技術總結
一種用于車輛的模塊化充電裝置(1)，包括：第一條模塊(11)，該第一條模塊包括在縱向延伸方向(X)上延伸的通電的第一導電條(24)；充電箱(3)，包括能源供給組(30)和電連接到該第一導電條(24)與所述能源供給組(30)的連接插頭(32)；充電插座(5)，可連接到所述一個或多個車輛(4)以允許將電荷從該能源供給組(30)供應到車輛(4)；其中，該第一條模塊(11)可電連接到包括第二導電條(26)的第二條模塊(12)。

技術研發人員：埃馬努埃萊·喬瓦尼·羅馬諾
受保護的技術使用者：優動力股份公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13