[发明专利]一种交直流互补一桩多充立体充电车库

说明书

一种交直流互补一桩多充立体充电车库，包括单侧堆垛式立体充电车库、交直流一桩多充系统、以及光储充一体化交直流供配电系统。车位呈多层多列的架构分布，车辆通过堆垛机构实现在第二层以上车位的存放和取出，低层的车位设置直流快充桩，并由直流电桩配电柜供电，高层的车位设置交流快充桩和交流慢充桩，并由交流电桩配电柜供电，本立体充电车库可以满足直流快充、交流快充、交流慢充等不同电动汽车的充电需求，实现一桩多充即停即充；光储充一体化交直流供配电系统包括光伏发电系统、储能系统、以及交直流配电装置，能满足车库内直流充电桩、交流充电桩、直流负荷等的用电需求，同时可实现清洁能源和节能减排协同发展的目的。

技术领域

本发明涉及立体车库技术领域，具体涉及一种交直流互补一桩多充立体充电车库。

背景技术

在城市发展的进程中，能源紧缺、土地资源紧张、环境污染是改善城市生存环境和保持经济可持续发展急需协调解决的三大难题。在当前各个城市中，常规燃油汽车的尾气排放是城市主要污染源之一。而电动汽车能以电代油、行驶时不产生污染废气，是治理环境污染与解决燃油紧缺的重要措施。据测算，相比常规燃油车，电动汽车平均百公里减排二氧化碳约7.6g，具有显著的节能减排和环保优势。由于其绿色无污染、运行低噪声等优势，电动汽车很快在全球各个城市中得到了快速发展并受到广泛推崇。

据工信部《电动汽车发展战略研究报告》的预测：到2025年，我国新能源汽车销量占比将达到新车总销量的25％；预计到2030年，我国新能源汽车保有量将达到6420万辆，占比将超过50％。根据国外的发展经验来看，城市化进程和新能源汽车的普及应当是一个漫长且较为平稳的过程，但在我国，这两者的发展呈相对较快速甚至是跳跃式的交替过程。纵观我国各城市的节能减排发展历程，由于过度侧重于研发和生产新能源汽车，而轻视了各类汽车停车和电动汽车充电的问题，虽然大批量电动汽车的出现改善了城市环境污染和燃油资源紧缺的状况，但也带来了新的挑战。通过调研发现，电动汽车在各城市推广过程中主要存在以下几方面的问题：

(1)城市当前充电车位严重不足，土地利用率低，车主充电等待时间长。

有数据显示，2019年我国充电基础设施增量为41.1万台，同比增加18.1％，新增新能源汽车与充电桩车桩比约为2.9:1。截止到2019年12月，我国充电桩保有量约121.9万台，其中公共充电桩51.6万台，私人充电桩70.3万台，车桩比约为3.4:1。根据车桩比1:1的建设目标，预计未来10年内，我国新能源汽车充电桩将存在6300万的车位缺口，在这种情况下，要提升城市土地的空间利用率，就要缩小单车占用的土地面积。站在电动汽车车主的角度，普遍抱怨较多的是充电体验差：一是找桩难；二是排队等待充电的时间太长，导致大部分新能源车主普遍存在“充电焦虑感”。

(2)充电所消耗的电能主要来源于传统火力电网，碳排放高。

各城市中的绝大多数充电园区，设计施工时仍采用传统火力电能作为进线电源，并没有将清洁能源如太阳能发电、风力发电与大电网的并网协同考虑进去。在电动汽车迅猛发展的背景下，大电网依然通过化石能源如煤、石油等发电，将进一步加重环境和能源问题。绝大多数电动汽车车主为了自身的利益，往往会选择在电网低电价时去园区内充电，这种大量电动汽车聚集性充电，形成了新的用电高峰，对于外部大电网来说，在谷时可能并没有太多的电能储备，就不得不调整火电机组额外运行去匹配新用电高峰的电能需求，也间接加剧了化石燃料的消耗和碳排放。综合来看，电动汽车虽然作为绿色出行的解决方案，但在其充电期间产生了大量的间接碳排放，与传统燃油车相比，环保优势并不十分明显。在城市发生电力故障无法供电时，电动汽车还会出现无法充电的问题。

(3)当前充电桩架构设计不合理，无法满足未来快速、安全充电的需求。

目前市场上的电动汽车充电桩，按输出接口数量分类，形式可分为一桩一充和一桩多充。一桩一充是常规充电桩的方式，一桩多充指一个充电桩拉出两个或多个充头插头。按输入电压分，主要有两种类型：交流充电桩和直流充电桩。