CN105228854A

CN105228854A - 快速充电电源系统

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Publication number: CN105228854A
Application number: CN201480028792.1A
Authority: CN
Inventors: 菅野富男
Original assignee: INST ENERGY APPLIC TECHNOLOGIE
Current assignee: INST ENERGY APPLIC TECHNOLOGIE
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: WO2014184729A3; US20160121735A1; JP2014230301A; WO2014184729A2; JP2016524437A; JP6247382B2; CN105228854B

Abstract

一种能够通过使用单个系统对配备有快速充电控制装置的电移动体以及不具有快速充电控制装置的电移动体两者进行快速充电的快速充电电源系统。系统包括：第一固定快速充电器11，其能够将第一电源提供的电力控制为一具有最适于对各种类型的储电装置进行充电的电压和电流的DC功率，所述对各种类型的储电装置进行充电至少包括对所述第二电移动体53至55的车载储电装置85c至85e进行充电；固定储电装置15，其能够存储DC功率，该DC功率由第一固定快速充电器11充电并且被提供给第一电移动体50至52或者第二电移动体53至55；第二固定快速充电器11ˊ，其能够将来自固定储电装置15的DC功率控制为一具有最适于对配备在第二电移动体53至55上的车载储电装置85c至85e进行快速充电的电压和电流的DC功率；以及功率馈送控制装置12，其用于在使用固定储电装置15输出的DC功率对第一电移动体50至52的车载储电装置85进行充电期间，以及在第二固定快速充电器11ˊ使用固定储电装置15输出的DC功率对第二电移动体53至55的车载储电装置53c至53e进行充电期间，断开从第一固定快速充电器11到固定储电装置15的功率馈送。

Description

快速充电电源系统

技术领域

本发明涉及一种能够对诸如车辆的电移动体快速充电的快速充电电源系统，更具体地，本发明涉及一种能够同时使用单个系统对不同充电方式的两个电移动体快速充电的快速充电电源系统。

背景技术

尽管由于电动车辆不释放废气而从环保角度来看电动车辆是优异的，但是电动车辆的问题在于其需要相对较长的充电时间。为了缩短充电时间，在短时间段内向电动车辆提供大量的电力是必要的，并且对于仅铺设有低压电源线的区域，增加电力设施的电力接收能力是必要的。因此，存在一种已知的技术来对商用交流(AC)电力进行整流，以将直流(DC)功率存储在大型蓄电池中，并且同时利用所存储的DC功率对不同充电条件下的多个电动车辆快速地进行充电(参见例如专利文献1)。根据专利文献1的电动车辆配备有适用于车载蓄电池的快速充电控制装置，并且允许对车载蓄电池和快速充电控制装置进行集成设计。

针对用来对电动车辆快速地进行充电的方法，目前提出了各种类型的方法。作为这些方法之一，存在一种适用于电动车辆中所配备的蓄电池的利用固定的快速充电器进行充电控制的方法，所述固定的快速充电器被设置在户外或类似环境中以向电动车辆提供充电控制的电力(参见例如专利文献2)。

[引文列表]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利No.4731607

[专利文献2]日本特许公开公报No.2007-336778

发明内容

[技术问题]

然而，根据专利文献2的充电方法所对应的电动车辆没有配备快速充电控制装置。因此，根据该方法，一个固定的快速充电器仅能够对一个车辆快速地充电，因而造成用于充电的等待时间长的问题。此外，由于电动车辆目前还未被完全普及，因此根据专利文献2的固定快速充电器未被频繁使用，从而造成低操作率的问题。因此，如果固定快速充电器不仅可简单地用于不具有快速充电控制装置的电动车辆，而且可用于对一类配备有快速充电控制装置的电动车辆进行快速充电，如专利文献1中那样，则可促进固定快速充电器的有效使用，这是极其有益的。

当今，从改善全球环境的观点来看，针对车辆、船只和其他电移动体的电动化被快速地促进，并且需要发展快速充电电源系统，在该快速充电系统中单个系统适于不同的充电方法。

因此，本发明的目的在于提供一种能够同时使用单个系统对配备有快速充电控制装置的电移动体以及未配备快速充电控制装置的电移动体两者快速地充电的快速充电电源系统。

[问题的解决方案]

为了达到上述目标，权利要求1限定的发明是一种快速充电电源系统，其能够提供电力以对配备有快速充电控制装置的第一电移动体以及未配备所述快速充电控制装置的第二电移动体中的每个电移动体进行快速充电，其中，所述快速充电电源系统包括：第一固定快速充电器，其能够将由电源提供的电力控制为一具有最适于对各种类型的储电装置进行充电的电压和电流的DC功率，所述对各种类型的储电装置进行充电至少包括对所述第二电移动体的车载储电装置进行充电；固定储电装置，其能够存储DC功率，该DC功率由所述第一固定快速充电器充电并且被提供给所述第一电移动体和所述第二电移动体；第二固定快速充电器，其与所述固定储电装置相连，所述第二固定快速充电器能够将来自所述固定储电装置的所述DC功率控制为一具有最适于对配备在所述第二电移动体上的车载储电装置进行快速充电的电压和电流的DC功率；以及功率馈送控制装置，其被设置在所述第一固定快速充电器和所述固定储电装置之间，所述功率馈送控制装置用于在使用所述固定储电装置输出的DC功率对所述第一电移动体的车载储电装置进行充电期间，以及在所述第二固定快速充电器使用所述固定储电装置输出的所述DC功率对所述第二电移动体的所述车载储电装置进行充电期间，断开从所述第一固定快速充电器到所述固定储电装置的功率馈送。

根据由权利要求1限定的发明，固定储电装置中所存储的电力被提供给配备有快速充电控制装置的第一电移动体；快速充电所需的电压和电流以最佳方式由第一电移动体内所配备的快速充电控制装置控制；并且所述快速充电在第一电移动体的车载储电装置上执行。另一方面，对于并未配备有快速充电控制装置的第二电移动体，固定储电装置输出的DC功率通过第二固定快速充电器提供给第二电移动体，以便将固定储电装置提供的电力控制为具有使用第二固定快速充电器对第二电移动体的车载储电装置进行快速充电所需的电压和电源，借此对第二电移动体进行快速充电。

权利要求2限定的发明为，在根据权利要求1所述的快速充电电源系统中，快速充电电源系统还包括电源切换装置，电源切换装置被设置在第一固定快速充电器和功率馈送控制装置之间，电源切换装置用于通过在第一充电电路和第二充电电路之间进行切换来提供来自第一固定快速充电器的DC功率，第一充电电路用于通过功率馈送控制装置为固定储电装置提供DC功率，第二充电电路用于直接对第二电移动体的车载储电装置充电。

权利要求3限定的发明为，在根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统中，固定储电装置由回收利用的车载储电装置组成，该回收利用的车载储电装置原本配备在将要丢弃的电移动体中。

权利要求4限定的发明为，在根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统中，至少一个固定储电装置被容纳在国际标准化海运集装箱中进行运输和操作。

权利要求5限定的发明为，在根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统中，第二固定快速充电器由电池组充电器组成，电池组充电器的规格和容量与第一固定快速充电器的规格和容量相同。

权利要求6限定的发明为，在根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统中，固定储电装置与多个第一电移动体连接。

权利要求7限定的发明为，在根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统中，固定储电装置与多个第二固定快速充电器连接。

权利要求8限定的发明为，在根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统中，固定储电装置与逆变器相连接，该逆变器用于将DC功率转换成AC功率并将转换的AC功率提供给商用电力系统。

权利要求9限定的发明为，在根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统中，输入到固定快速充电器的电力是利用可再生能源产生的电力。

[发明的有益效果]

根据权利要求1限定的发明，快速充电电源系统能够实现使用由固定储电装置提供的DC功率对第一电移动体进行快速充电，并且能够实现使用由固定储电装置提供的DC功率通过第二固定快速充电器对第二电移动体进行快速充电。相应地，有可能同时对第一电移动体和第二电移动体进行快速充电，即使出现其中不同充电方法的第一电移动体与第二电移动体被混合并使用的交通社会，对各个电移动体顺利地进行快速充电而不引起混乱是可能的。

根据权利要求1限定的发明，在使用固定储电装置输出的DC功率对第一电移动体或第二电移动体进行充电期间，功率馈送控制装置断开从第一固定快速充电器到固定储电装置的功率馈送。相应地，如果电源是商用AC电源，则可以仅利用在所述固定储电装置中所存储的电力对所述第一电移动体和第二电移动体进行快速充电而不会造成电力企业的能量传输和配电系统上的过度负担。相应地，在对各个电移动体进行快速充电时，对各个电移动体进行快速充电所需的最大电力能够立即从固定储电装置提供到电移动体，这使得能够对电移动体进行超高速充电。因此，这使在与对机动车加燃料所需的相同的时间长度内在诸如电动车辆之类的电移动体上执行快速充电成为可能。这缩短了等待充电的时间并提高了充电设施的利用率。

根据权利要求2限定的发明，电源切换装置被设置在第一固定快速充电器和功率馈送控制装置之间，以使得仅能够使用第一固定快速充电器直接对第二电移动体的车载储电装置进行充电。即便固定储电装置的剩余容量大大降低并且很难使用固定储电装置提供的电力来进行充电，仍有可能对第二电移动体进行充电。

根据权利要求3限定的发明，固定储电装置由回收利用的车载储电装置组成，该回收利用的车载储电装置原本配备在将要丢弃的电移动体中，以使得占系统价格很大部分的固定储电装置的成本大幅缩减。相应地，系统价格能够大幅缩减，并且引入系统的初期投资能够得到控制。

根据权利要求4限定的快速充电电源系统，至少一个固定储电装置能够被容纳在国际标准化海运集装箱中进行运输和操作。相应地，作为大负荷并且占据系统大量体积的固定储电装置的操作在本国和国际上都变得方便。而且，安装操作以及现场开始使用系统的工作将更加便捷。

根据权利要求5限定的发明，第二固定快速充电器由电池组充电器组成，该电池组充电器的规格和容量与第一固定快速充电器的规格和容量相同，以使得第一固定快速充电器和第二固定快速充电器之间兼容。因此，维护变得容易，并且系统中快速充电的备用件的类型能够得到限制，借此缩减了维护成本。

根据权利要求6限定的发明，固定储电装置与多个第一电移动体连接。因此，能够同时对多个第一电移动体进行快速充电，这缩短了对第一电移动体进行充电的等待时间。

根据权利要求7限定的发明，固定储电装置与多个第二固定快速充电器连接。因此，能够同时对多个第二电移动体进行快速充电，这缩短了对第二电移动体进行充电的等待时间。

根据权利要求8限定的发明，固定储电装置与逆变器连接，该逆变器被用于将DC功率转换成AC功率并将已转换的AC功率提供给商用电力系统，以使得固定储电装置中存储的电力能够被提供给商用电力系统，借此满足电力负载。

根据权利要求9限定的发明，输入到第一固定快速充电器中的电力是由可再生能源产生的电力，以使得能够将不产生CO2的电力用于对电移动体进行充电，借此预防全球变暖。

附图说明

图1为根据本发明的实施例1的快速充电电源系统的示意图；

图2为图1中的快速充电电源系统内的固定储电装置和充电终端的附近区域的正视图；

图3为示出图1中的打开/关闭装置与快速充电电源系统的车辆之间的连接关系的电路图；

图4为图1中的快速充电电源系统的打开/关闭装置的电路图；

图5为图1中的快速充电电源系统内用于车辆的充电控制装置的电路图；

图6为图1中的快速充电电源系统内用于车辆的冷却单元的示意图；

图7为示出图1中的快速充电电源系统的功率馈送控制装置的控制过程的流程图；

图8为示出图1中的快速充电电源系统内的充电过程的流程图；

图9为示出图1中的快速充电电源系统内的充电过程的流程图，图9为紧接图8的流程图；

图10为示出简要概述图1中的快速充电电源系统内的固定快速充电器的框图；

图11为示出简要概述图1中的快速充电电源系统内的固定快速充电器的框图；

图12为示出图1中的快速充电电源系统的整体视图；

图13为根据本发明的实施例2的快速充电电源系统的示意图；

图14为根据本发明的实施例3的快速充电电源系统的示意图；

图15为示出简要概述图14中的快速充电电源系统的第一固定快速充电器的框图；

图16为根据本发明的实施例4的快速充电电源系统的示意图；

图17为图16中的快速充电电源系统的充电插头的透视图；

图18为根据本发明的实施例5的快速充电电源系统的示意图；

图19为示出当完成对图18中的蓄电池电动有轨车的快速充电之后启动操作时的状态的侧视图；以及

图20为在图19中的蓄电池电动有轨车的充电控制电路的示意图。

具体实施方式

接下来，将参照附图对本发明的实施例进行详细地描述。

(实施例1)

图1至12示出了根据本发明的实施例1。在图2中，附图标记1表明作为电源的商用AC电源，并且例如三相AC电源被用作AC电源1。来自所述AC电源1的电力通过电力线2被提供到建筑物3中。在建筑物3内，存在第一固定快速充电器11、功率馈送控制装置12、用作固定储电装置的第一储电装置15以及其他装置，这些装置组成了快速充电电源系统10。第一固定快速充电器11的输入侧被连接到建筑物3内的电力线2。第一固定快速充电器11具有将来自电力线2的三相AC电力调节到预定的电压值并且将其转换到DC电力的功能。第一固定充电器11的输出侧通过功率馈送控制装置12连接到第一储电装置15。如下所述，所述功率馈送控制装置12具有根据来自打开/关闭装置30的信号S7来对从固定快速充电器11输出到第一储电装置15的DC电力供给进行阻止的功能。

第一储电装置15具有存储来自第一固定快速充电器11的DC电力的功能。第一储电装置15可以是任意类型的，只要其能够存储DC功率。在实施例1中，尽管第一储电装置15包括至少一个蓄电池和双电层电容器，所述第一储电装置15例如可以仅包括阀控式铅蓄电池，其中大量的电池单元被串联地连接；或者，所述第一储电装置15可以包括蓄电池和同时使用的双电层电容器。此外，所述第一储电装置15可以仅包括大容量的双电层电容器。另外，所述蓄电池可以包括大容量锂离子电池，尽管锂离子电池是昂贵的。在实施例1中，为了缩减快速充电电源系统10的成本，第一储电装置15由回收利用的锂离子电池组成，该回收利用的锂离子电池原本配备在将要丢弃的电动车辆中。第一固定快速充电器11具有通过控制适当的充电电压和充电电流来对车辆53快速地充电的功能，该车辆53是未配备快速充电控制装置80的第二电移动体，并且用于对用作固定储电装置的第一储电装置15进行充电，并且第一固定快速充电器11具有将第一储电装置15的充电特性考虑在内的充电功能。在与第一储电装置15相邻的一侧上，设置了用于对第一储电装置15的充电电压和充电电流进行检测的传感器(未在图中示出)，并且第一储电装置15基于检测到的充电电压和充电电流由固定快速充电器11进行充电。在本发明的实施例中，当第一储电装置15的开路电压例如约为DC380V时，所述开路电压能够通过增加或减少电池单元来改变。组成第一储电装置15的大量电池单元使得其充电平衡由电池管理系统(BMS)(未示出)利用被动电池平衡法或主动电池平衡法来进行保持。

快速充电电源系统10具有对第一储电装置15的剩余容量(剩余电能)进行检测的功能。如图1和10所示，第一储电装置15与用于计算所述第一储电装置15的剩余容量的容量确定装置93相连接。所述容量确定装置93具有基于来自设置在第一储电装置15的输出侧上的第一电力传感器(在图中未示出)和来自设置在第一储电装置15的输入侧上的第二电力传感器(在图中未示出)的信息来对该第一储电装置15的剩余容量进行计算的功能。来自容量确定装置93的确定信息被输入到功率馈送控制装置12中，这将在下面进行描述。所述功率馈送控制装置12被配置成：当容量确定装置93确定第一储电装置15的剩余容量等于或小于预定值时，即使第二电移动体，即车辆50请求充电，仍继续向第一储电装置15馈送电力。

如图2所示，第一储电装置15具有正极端子排17和负极端子排18。正极端子排17和负极端子排18通过功率馈送控制装置12被连接到固定快速充电器11的输出侧。组成第一充电电路20A的一部分的正极公共端子排13和负极公共端子排14被设置为用于所述建筑物3。正极公共端子排13和负极公共端子排14用于将来自第一储电装置15的DC电力提供给设置在建筑物3外的多个充电站21。正极公共端子排13和负极公共端子排14通过第一充电电路20A被连接到充电站21的打开/关闭装置30。在这点上，所述第一充电电路20A是指用于将来自第一储电装置15的DC电力提供给第一电移动体即车辆50的电路，这将在下面进行描述。如图1所示，由于在该实施例中同时对多个车辆充电，因此多个充电电路20A被并联地连接到正极公共端子排13和负极公共端子排14。在建筑物3内，空气调节器16被设置以保持室内的温度几乎全年不变，并且室内的温度被保持为几乎全年不变使得所述第一储电装置15的寿命可以被延长。

在图2中，充电站21被设置在建筑物3附近的充电站内。所述充电站包括设置在其中的多个充电终端21，并且配置各个充电终端21使得通过充电电路20A来提供来自第一储电装置15的DC电力。所述充电终端21在其侧面部分具有操作部分22和显示部分26。所述操作部分22设置有充电卡读卡器23、充电启动开关24和充电强制停止开关25。所述显示部分26设置有电量指示器27、充电电流指示器28和充电速度指示器29。封装在充电终端21内的打开/关闭装置30与组成充电电路20的一部分的充电电缆35相连接。所述充电电缆35除了被用于充电外都被保留在所述充电终端21的侧表面上，并且在充电期间，所述充电电缆35可延伸至移动体即车辆50。所述充电电缆35的顶端部分设置有充电插头36，该充电插头36可与车辆50的充电连接器65相连接。

图3示出了在充电期间充电终端21与车辆50之间的连接关系。充电电缆35的充电插头36被连接到作为第一电移动体的车辆50的充电连接器65。来自第一储电装置15的DC电力经由设置在充电电路20中途的打开/关闭装置30被提供给车辆50。所述打开/关闭装置30具有通过来自充电终端21的操作部分22的信号或通过来自车辆50的信号执行打开/关闭操作的功能，以将来自第一储电装置15的DC电力提供给车辆50或停止将来自第一储电装置15的DC电力提供给车辆50。来自打开/关闭装置30的DC电力通过充电电路20A被提供给车辆50。

图4示出了所述打开/关闭装置30的细节。所述打开/关闭装置30具有开关31和开关控制部分32。所述开关31具有提供或停止提供来自第一储电装置15的DC电力的打开/关闭功能，并且所述开关31由半导体元件和电磁接触器形成。所述开关31被配置成基于来自开关控制部分32的信号S21来执行打开/关闭操作。所述开关31的输出侧设置有电传感器34。所述电传感器34具有对所述开关31的输出端上的DC电力的电压和电流进行检测的功能。所述开关控制部分32被配置成使得来自电传感器34的信号S6被输入到该开关控制部分。此外，所述开关控制部分32使得来自充电卡读卡器23的信号S1和来自充电启动开关24的信号S2，以及来自充电强制停止开关25的信号S3可输入到该开关控制部分。此外，所述开关控制部分32使得来自车辆50的充电控制装置80的信号S4、S5和S20可以输入到该开关控制部分。所述开关控制部分32具有基于输入信号将功率馈送停止信号S7输出到功率馈送控制装置12的功能。具体地，所述开关控制部分32具有基于由充电启动开关24所输入的信号S2将功率馈送停止信号S7输出到功率馈送控制装置12的功能，以停止向第一储电装置15提供DC电力，如图5和8所示。来自开关控制部分32的信号S8、S9和S10被输出到充电终端21的显示部分26。信号S8是用于使电量指示器27自充电开始就显示电量(所提供的电能)的信号。信号S9是用于使充电电流指示器28对从开关31流到朝向车辆50侧的充电电流进行显示的信号。信号S10是用于使充电速度指示器29对对应于从充电开始到充电结束所提供给车辆50的电能的充电速度进行显示的信号。应该注意的是，为了方便起见，所述开关31被设置，并且车辆50的快速充电能够在甚至没有开关31而只要设置了第一充电电路20A的情况下被执行。

如图3所示，车辆50被配备有快速充电控制装置80和各种其他设备。提供给车辆50的DC电力由快速充电控制装置80控制以具有预定的电压和电流，该预定的电压和电流随后被提供给用作车载储电装置的第二储电装置85。所述第二储电装置85可以是任何类型的装置，只要该装置具有存储DC电力的功能，而在本实施例中的第二储电装置85至少包括以下各项之一：蓄电池、双电层电容器以及锂离子电容器。在本实施例中，尽管所述第二储电装置85例如仅包括其中大量电池单元被串联地连接的锂离子电池，但是所述第二储电装置85可以具有蓄电池和双电层电容器或锂电容器被组合使用的配置。存储在所述第二储电装置85中的DC电力可以经由控制器86提供给运转电机87，并且所述车辆50可以与作为驱动源的运转电机87一起运行。组成所述第二储电装置85的大量电池单元使得其充电平衡由电池管理系统(BMS)(未示出)利用被动电池平衡法或主动电池平衡法来进行保持。所述车辆50配备有冷却单元60以对充电系统中发热部分进行冷却。

图5示出了快速充电控制装置80的细节。所述快速充电控制装置80具有功率控制部分81和充电信息处理部分84。所述功率控制部分81由充电控制单元82和温度控制单元83形成。充电控制单元82具有对来自打开/关闭装置30的DC电力进行控制的快速充电控制功能以具有适用于第二储电装置85的充电电压和充电电流。所述充电控制单元82具有DC斩波电路(升压斩波电路和降压斩波电路被结合使用的DC斩波电路)和电流控制电路。所述充电控制单元82具有基于来自充电信息处理部分84的控制信号S22对来自第一储电装置15的DC电力进行斩波控制的功能从而以最佳充电电压对第二储电装置85进行充电。从充电控制单元82输出到第二储电装置85的电压和电流由输出传感器76进行测量，并且来自输出传感器76的信号S16被输入到充电信息处理部分84。关于锂离子电池的充电，其尤其需要对充电电压进行高精度控制，因此考虑到这一点，由快速充电控制装置80来执行对充电的高精度控制。所述充电控制单元82具有其中升压斩波电路和降压斩波电路被结合使用的DC斩波电路。因此，即使所述第一储电装置15的电压在车辆50的充电期间被逐渐降低，来自第一储电装置15的电压也受控于充电控制单元82的DC斩波电路，从而以最佳电压对第二储电装置85充电。因此，在快速充电期间第一储电装置15的输出电压的变化不会影响对第二储电装置85的充电。因此，充电信息处理部分84包括预先输入其中的充电程序，所述程序用于基于第二储电装置85的检测到的电池电压和充电电流来对所述第二储电装置85进行最佳快速充电控制。

为了降低由于功率转换或在高温下使用而产生的损耗，碳化硅(SiC)半导体、氮化镓(GaN)半导体或其他功率半导体被用于快速充电控制装置80。此外，针对快速充电控制装置80的这些功率半导体的使用使得能够减小快速充电控制装置80的尺寸和重量，这大大促进了将快速充电控制装置80安装在车辆50上。此外，这些功率半导体具有高的功率转换效率。因此，快速充电控制装置80不会产生过多的热量，并且利用具有与之一起使用的热电冷却装置61的冷却单元60能够对快速充电控制装置80进行充分地冷却，这将在下面进行说明。

如图10所示，车辆50具有充电历史记录装置80a，其用于通过所述快速充电控制装置80对第二储电装置85的充电历史进行记录。所述充电历史记录装置80a被连接到所述快速充电控制装置80，用于由所述快速充电控制装置80记录对各个第二储电装置85充电的充电结果(充电数据，例如快速充电时的充电电压、充电电流和充电时间)。所述车辆50能够通过充电历史记录装置80a了解充电次数和充电结果而推断出所述第二储电装置85的寿命。车辆50具有将第二储电装置85的剩余容量、车辆位置信息、行驶距离、逗留时间以及各种其他类型的数据以无线方式发送到数据中心(未示出)的功能。配置在车辆50中的充电历史记录装置80a的信息可以被数据中心无线接收，并且车辆50的所有者基于来自数据中心的信息将认识到将要到来的用于更换第二储电装置85的时间。此外，当出现需要时，在数据中心累积的来自车辆50的各种类型的数据经由互联网被提供给相关组织，从而有效使用这些数据。

如图5所示，大量的信号被输入到或输出自快速充电控制装置80的充电信息处理部分84。图4中的开关31的输入侧上所设置的电压测量传感器33具有对第一储电装置15的输出电压进行测量的功能，并且当充电开始时，来自电压测量传感器33的信号S12被输入到充电信息处理部分84。当第一储电装置15的输出电压(开路电压)处于预定范围内时，信号S5被从充电信息处理部分84输出到打开/关闭装置30的开关控制部分32，所述信号S5意味着车辆50的快速充电被允许。

如图3所示，车辆50设置有锁定传感器71、操作启动确认传感器72、停车制动传感器73、电量指示器74以及充电完成报警器75。所述锁定传感器71具有确定充电插头36被连接到车辆50的充电连接器65上的功能。在开始充电之前，来自锁定传感器71的信号S11被输入到充电信息控制处理部分84。所述操作启动确认传感器72具有确定车辆50启动的功能。在开始充电之前，来自操作启动确认传感器72的信号S13被输入到充电信息控制处理部分84。所述停车制动传感器73具有确认停车制动正在进行操作使得车辆50在充电期间不再移动的功能。在开始充电之前，来自停车制动传感器73的信号S14被输入到充电信息控制处理部分84。所述电量指示器74具有显示所述第二储电装置85的剩余电能的功能。当车辆50正在充电时，来自充电信息控制处理部分84的信号S18被输出到所述电量指示器74。

所述充电完成报警器75具有通知驾驶员88所述第二储电装置85已实现完全充电的功能。在充电期间，流入第二储电装置85的充电电流由电流传感器76测量，并且充电信息控制处理部分84基于来自电流传感器76的信号S16确定所述第二储电装置85是否被完全充电。当所述第二储电装置85被确定已完全充电时，充电信息控制处理部分84将信号S19输出到充电完成报警器75。所述充电完成报警器75具有向驾驶员88所拥有的移动电话89无线地通知充电完成的功能。如果在充电期间车辆50的充电功能存在确认的任何异常，则信号S20被从充电信息控制处理部分84输出到打开/关闭装置30的开关控制部分32，此处对车辆50的充电通过开关31的切断操作被中断。充电完成的通知可以被配置成由包括移动电话89在内的通信装置或专用于车辆的类似装置来执行。应当注意的是，在对车辆50进行快速充电期间，按照意愿来产生或关闭例如警告声音以吸引注意力。

图6示出了用于对用作第一电移动体的车辆50的充电系统进行冷却的冷却单元60的配置。所述冷却单元60具有热电冷却装置61、电机62以及风扇63。所述风扇63由电机62可旋转地驱动以将空气吹向热电冷却装置61的冷却表面。所述热电冷却装置61利用珀尔帖效应并且通过来自第一储电装置15的DC电力进行操作。第一温度传感器77和第二温度传感器78被设置在车辆50的充电系统中容易被加热的部分。所述第一温度传感器77具有检测第二储电装置85的温度的功能。所述第二温度传感器78具有检测功率控制部分81的温度的功能。来自第一温度传感器77和第二温度传感器78的信号S15被输入到充电信息控制处理部分84。所述充电信息控制处理部分84被配置成当车辆50充电系统中的特定点处的温度上升到超过预定值时，将信号S17输出到温度控制单元83。所述温度控制单元83被配置成基于来自充电信息控制处理部分84的信号S17将DC电力从所述打开/关闭装置30提供给冷却单元。

所述功率控制部分81在快速充电期间对由所述第一储电装置15所提供的大量电功率进行控制，因而半导体元件中的温度会升高。此外，由于与外壳空间的关系，组成第二储电装置85的锂离子电池处于紧密间隔的状态，因而在快速充电期间温度会上升。因此，当所述温度由于快速充电而上升到超过预定值时，所述功率控制部分81和第二储电装置85通过来自冷却单元60的冷气被强制冷却。为了增加对特别容易被加热到高温的功率控制部分81的半导体的冷却能力，有可能使用一直接地将热电冷却装置61附接到功率控制部分81上的结构。具有热电冷却装置61的冷却结构被用在本实施例中。然而，当由第一储电装置15所提供的电力被使用时，除了使用热电冷却装置61之外，其中结合使用散热器和电机驱动风扇的冷却结构或使用热交换器来强制冷却空气的冷却结构可被使用。

图10示出了第一固定快速充电器11的细节。第一固定快速充电器11具有输入侧电流检测传感器11a、AC-DC转换器11b、三相AC功率控制部分11c、DC-DC转换器11d、DC功率控制部分11e、输出侧电流检测传感器11f、操作部分11g、通信部分11h、显示部分11i、电路控制部分11j以及转换开关11k。所述输入侧电流检测传感器11a被设置在AC-DC转换器11b的输入侧，并且具有对输入到AC-DC转换器11b的电流值或类似值进行检测的功能。所述AC-DC转换器11b具有将来自电源1的商用AC电力转换成DC电力的功能。所述三相AC功率控制部分11c基于来自输入侧电流检测传感器11a的信号执行输入电流的谐波抑制、功率因数改善等。第一固定快速充电器11将AC功率转换为DC功率，并且还能够将DC功率控制为具有适用于对各种类型的储电装置进行充电的电压和电流。相应地，可以使用现有快速充电器，现有快速充电器能够对作为未配备快速充电控制装置的第二电移动体的各车辆53至55进行快速充电。因此，这样的现有快速充电器能够得到有效的利用。

所述转换开关11k被设置在AC-DC转换器11b与DC-DC转换器11d之间。在实施例1中，所述转换开关11k是具有接触点的机械开关配置；然而，该转换开关11k也可以是没有接触点的开关配置，在该开关配置中使用半导体。转换开关11k由第一固定触点a、第二固定触点b和移动触点c形成。如图10中所示，移动触点c根据来自电路控制部分11j的信号S43可与第一固定触点a和第二固定触点b中的任何一个接触。设置在所述转换开关11k的AC-DC转换器11b的输出侧的第一固定触点a经由移动触点c与DC-DC转换器11d的输入侧相连接。DC-DC转换器11d由隔离变压器型的DC-DC转换器组成。所述DC-DC转换器11d具有利用开关元件将一DC电压转换成另一DC电压的功能。所述DC功率控制部分11e基于来自输出侧电流检测传感器11f的信号执行对所述DC-DC转换器11d的输出电压和充电电流的控制。

所述操作部分11g是用于对快速充电的启动操作和停止充电等进行手动输入的部分，并且被设置在第一固定快速充电器11的外表面侧。所述显示部分11i具有例如通过液晶显示器对与充电相关的操作、数值等所必需的显示进行显示的功能。所述通信部分11h包括例如CAN方法的接口，并且该通信部分11h具有与其中未配备快速充电控制装置80的车辆53进行信息交换的功能。所述电路控制部分11j具有基于来自打开/关闭装置30之类的信号S40和来自通信部分11h的信号对转换开关11k和电源开关120中的每个装置进行控制的功能。所述第一固定快速充电器11的各个部分通过用虚线显示的控制电路彼此连接，并且所述部分基于来自对应部分的信号执行预定的操作。

所述第一固定快速充电器11的转换开关11k中的第二固定触点b通过电力供应电路111与起固定储电装置作用的第一储电装置15的输出侧相连接。因此，从所述第一储电装置15输出的DC电力可以通过转换开关11k的移动触点c输入到DC-DC转换器11d的输入侧。具体地，DC-DC转换器11d能够基于所述转换开关11k的切换操作将来自第一储电装置15的DC电转换成适用于对第二电移动体即车辆53进行快速充电的电力。此外，所述电力供应电路111与电源开关120相连接。所述电源开关120与逆变器121相连接，所述逆变器将DC电力转换成AC电力并且向商用电力系统提供已转换的AC电力。逆变器121具有功率半导体，其中使用SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)或类似物，并且逆变器的功率转换效率得到显著提高。所述电源开关120基于来自电路控制部分11j的信号S44执行打开/关闭操作。在电源开关120闭合的状态中，所述逆变器121通过利用转换元件将来自第一储电装置15的DC电力转换成适用于商用电力系统的频率的AC电力，并且向所述商用电力系统提供已转换的AC电力。所述转换开关11k和电源开关120被配置成在某些条件下通过互锁电路进行操作；并且在电源开关120接通的状态中，所述转换开关11k的移动触点c被配置成仅与靠近AC-DC转换器11b侧的固定触点a接触。此外，在转换开关11k的移动触点c与固定触点b接触的状态中，所述电源开关120被接通或者关断。

如图1中所示，起固定储电装置作用的第一储电装置15与多个第二固定快速充电器11'连接。第二固定快速充电器11'的功能是将第一储电装置15提供的DC功率控制为一具有最适用于对作为第二电移动体的各个车辆53至55中分别配备的车载储电装置85c至85e进行快速充电的电压和电流的DC功率。第二固定快速充电器11'由电池充电器组成，该电池充电器的规格和容量与第一固定快速充电器11的规格和容量相同，例如以实现商品化。图11示出了第二固定快速充电器11'的概要。图11中所示的第二固定快速充电器11’的配置与图10中所示的第一固定快速充电器11一致；然而，第二固定快速充电器11'不具有整流功能，这是因为第一储电装置15提供的DC功率被直接输入第二固定快速充电器11'。具体地，与图10中所示的第一固定快速充电器11相比，第二固定快速充电器11'不需要用于整流的AC-DC转换器11b或者三相AC功率控制部分11c。通过对第一固定快速充电器11进行一定程度的修改就能够得到第二固定快速充电器11'。各第二固定快速充电器11'与连接到各第二快速充电器11'上的各自的车辆54和55建立与充电信息有关的通信，以使得将第一储电装置15提供的DC功率控制为一具有最适用于对第二储电装置85c至85e进行快速充电的电压和电流的DC功率，第二储电装置85c至85e的作用是车载储电装置并且被配备在各车辆53至55中。

功率馈送控制装置12被设置在第一固定快速充电器11和起固定储电装置作用的第一储电装置15之间。功率馈送控制装置12的功能是在第一储电装置15输出的DC功率对作为起第一电移动体作用的各车辆50至52各自的车载储电装置的第二储电装置85至85b进行充电期间，以及在通过第二固定快速充电器11'执行的由第一储电装置15输出的DC功率对作为起第二电移动体作用的车辆53至55车载储电装置的第二储电装置85c至85e进行充电期间，将从第一固定快速充电器11馈送到第一储电装置15的功率断开。具体地，功率馈送控制装置12基于作为第一电移动体的车辆50至52输出的功率馈送停止信号S7A或者基于来自第二电移动体53至55的功率馈送停止信号S7B来断开从第一固定快速充电器11到第一储电装置15的功率馈送。

图12示出了快速充电站，其中示出了系统的构成装置，包括第一储电装置15，第一储电装置15作为固定储电装置被容纳在国际标准化海运集装箱200中。海运集装箱200由诸如铝合金或铁之类的材料制成，通过焊接、铆接或类似工艺来接合该材料的零件从而将该材料制作为预定尺寸。例如所使用的材料的尺寸为20英尺或40英尺。根据实施例1的海运集装箱200使得其内部部件被改变为适用于使用蓄电池来存储电能的结构，并且集装箱内部全年保持在最佳温度下。海运集装箱200非常便于处理，因为集装箱的尺寸由国际标准规定，并且海运集装箱200可以通过船只或拖车轻易运输到世界的任何地方，就配送而言这是非常方便的。如图1中所示，海运集装箱200容纳由交替的一长两短的虚线包围出的设备，设备包括作为在构成快速充电电源系统10的装置中固定储电装置的第一储电装置15。具体地，海运集装箱200中能够容纳各种装置，包括至少一个第一固定快速充电器11、功率馈送控制装置12、第一储电装置15和容量确定装置93。如图12中所示，多个第二固定快速充电器11'和多个充电终端21被放置在海运集装箱200外。将设备移入或移出海运集装箱200以及进入或离开进行检查是通过门201实现的。海运集装箱200设置有监视设备(图中未示出)以用于防止任何第三方擅自进入海运集装箱200或者类似情况。来自监视设备的快速充电电源系统10的监视信息可经由互联网被发送到位于远程位置处的中央监控中心。此外，海运集装箱200设置有避雷针(图中未示出)以用于保护各装置免受雷击。此外，如果将太阳能电池(图中未示出)附接到海运集装箱200的诸如顶部之类的外表面上，则来自太阳能电池的电能能够被用作自主电源。

可由根据本发明的快速充电电源系统10进行充电的车辆是使用电机作为发电设备的车辆，并且车辆的概念包括：包括图1中的客车类车辆50在内的运动车51、公共汽车52以及卡车53。此外，除了这些类型的车辆之外，作为快速充电对象的车辆包括运输车辆、铁路车辆、有轨电车、单轨电车、工程车辆、铲车等。由于第二储电装置的电池单元的数量和容量根据车辆的类型而变化，因此运动车51被配备有与车辆50的第二储电装置不同的第二储电装置85a。公共汽车52被配备有第二储电装置85b，并且卡车53被配备有第二储电装置85c。运动车51具有适用于第二储电装置85a的充电控制功能，并且公共汽车52具有适用于第二储电装置85b的快速充电控制功能。同样地，卡车53具有适用于第二储电装置85c的快速充电控制功能。

接下来，将对根据实施例1的用于电移动体的快速充电方法进行描述。图7示出了用于控制功率馈送控制装置12的操作过程。在图7中，步骤151确定是否作出了对用作第一电移动体的车辆50进行充电的请求。如果步骤151确定存在对车辆50进行充电的请求，那么该流程进行到步骤152，此时打开/关闭装置30输出信号S7A到功率馈送控制装置12，并且停止将DC功率从第一固定快速充电器11提供到第一储电装置15。如果步骤151确定不存在对车辆50进行充电的请求，那么该流程进行到步骤153，并且继续将DC功率从第一固定快速充电器11提供到第一储电装置15。在停止将电能从第一固定快速充电器11提供到第一储电装置15的状态下，仅可能将DC功率从第一储电装置15充电到车辆50。值得注意的是，如上所述，所述功率馈送控制装置12被配置成：当容量确定装置93确定第一储电装置15的剩余容量等于或小于预定值时，即使存在来自车辆50的充电请求，也继续向第一储电装置15馈送电力。

图8和图9示出了针对配备有快速充电控制装置80的电移动体的快速充电方法从充电开始到充电结束的操作流程。当用作第一电移动体的车辆50到达充电站时，车辆50在空闲的充电终端21的附近停留。在开始充电之前，车辆50的操作开关(在图中未示出)被关断，并且车辆50通过停车制动器(在图中未示出)的操作而停止在停止位置处。随后，如步骤161所示，充电卡(在图中未示出)被插入到充电终端21的读卡器23中。所述充电卡具有与现金相同的功能，并且将充电卡插入到读卡器23使得能够开始对车辆50进行充电。接下来，该流程进行到步骤162，并且在充电终端21处所保留的充电电缆35被分离，并且位于充电电缆35的顶端处的充电插头被附接到车辆50的充电连接器65上。所述充电插头36的附接通过将充电插头36压入充电连接器65中来执行。完成其与充电插头36的附接意味着充电电路20A被连接到车辆50上。充电插头36的附接由在车辆50中的锁定传感器71来确认。

如果所述充电插头36的附接被完成，则该流程进行到步骤163，此时充电终端21的充电启动开关被接通。接下来，该流程进行到步骤164，此时停止将电能从第一固定快速充电器11提供到第一储电装置15。在这种状态下，第一固定快速充电器11和第一储电装置15被彼此电分离，并且仅通过馈送来自第一储电装置15的电能才可能对车辆50进行充电。如果停止向第一储电装置15提供电能，则该流程进行到步骤165，此时确定针对车辆50的充电启动条件是否都被确认。具体地，步骤165确定来自各锁定传感器71的信号S11、来自电压测量传感器33的信号S12、来自操作启动确认传感器72的信号S13以及来自停车制动传感器73的信号S14是否正被输入。如果步骤165确定充电启动过程的确认已被完成，则该流程进行到步骤166，此时充电电路20A的开关31被接通。步骤167开始对车辆50充电。

接下来，如果开始对车辆50充电，则该流程进行到图9中的步骤168，在此处确定充电系统的温度是否已经上升。如果步骤168确定充电系统的温度超过了预定值，则该流程进行到步骤169，此时冷却单元60对功率控制部分81和第二储电装置85进行冷却。如果步骤168确定充电系统的温度是正常的，则该流程进行到步骤170，此时确定充电系统的充电控制功能或其他功能是否存在异常。如果步骤170确定充电控制功能或类似功能存在异常，则该流程进行到步骤174，此时开关31被关断并且充电被中止。如果170确定充电控制功能或类似功能不存在异常，则该流程进行到步骤171。在步骤171处，如果车辆50的充电需要被强制终止，则该流程进行到步骤178，此时充电强制停止开关25被接通。如果充电强制停止开关25被接通，则该流程进行到步骤174，此时开关31被关断并且充电被中止。当用于充电的时间或类似条件有限时，充电的强制终止是有效的，并且用于停止充电的时间可以通过参考在充电终端21的显示部分26上所显示的充电电流值来选择。实施例1中的配置使得能够在充电系统中检测到温度的上升，并且随后对冷却单元60进行操作。然而，如果充电系统的冷却仅通过自然散热是不够的，则冷却单元60可被配置成在充电开始之前或与充电开始同时进行操作。

在步骤171处，如果无需结束车辆50的充电，则该流程进行到步骤172，并且继续充电。步骤173确定第二储电装置85是否已经被完全充电。该确定基于第二储电装置85中的充电电流的测量值而进行。具体地，第二储电装置85是否已经被完全充电由充电信息处理部分84基于来自电流传感器76的信号S16进行确定。如果步骤173确定第二储电装置85已经被完全充电，则该流程进行到步骤174，此时开关31被关断并且充电结束。接下来，充电插头36被从车辆50的充电连接器65中分离。在充电结束的状态下，已充电的电能和充电速度被显示在所述充电终端21的显示部分26上。然后，该流程进行到步骤177，此时充电速度或类似值被电写入到插在充电终端21的读卡器23中的充电卡上(在图中未示出)，并且电力费用的支付程序被在线引导到银行等。然后，充电卡被从读卡器23中移除。

同样地，第一储电装置15中所存储的大量电力被直接用于对第二储电装置85进行充电，使得在短时段内对车辆50进行充电成为可能。具体地，第一储电装置15能够存储比车辆50的第二储电装置85的电力存储能力高几百倍的电力，并且不存在任何介入在第一储电装置15与车辆50之间的充电控制功能。因此，第一储电装置15中所存储的大量电力能够被直接输送到车辆50而不对电压和电流进行控制，并且如图1所示，在无需大规模的功率转换设备的情况下针对多个车辆的同时快速充电成为可能。

在本发明中，车辆50具有快速充电控制装置80，因此车辆50能够对由第一储电装置15所提供的DC功率进行控制以具有最适于对第二储电装置85进行充电的电压和电流。具体地，充电控制功能对第二储电装置85充电的寿命等有很大的影响，并且通过允许车辆50配备有充电控制装置80使得用于将第二储电装置85的充电特征与充电控制功能相匹配的设计成为可能。因此，所述第二储电装置85能够发挥预期的性能，从而增加了车辆50的性能。此外，在车辆50的充电期间，第一储电装置15处于与固定快速充电器11电脱离的状态，所述固定快速充电器通过功率馈送控制装置12与商用AC电源1相连接，并且电力仅从第一储电装置15被提供给车辆50。与固定快速充电器11电断开的第一储电装置15能够输出纯DC功率，并且来自第一储电装置15的DC功率被直接输送到车辆50而不对电压或电流进行控制。因此，在车辆50的电路设计中几乎不需要考虑所提供的电力的噪声、浪涌等，并且在高质量电力被提供的前提下，设计用于车辆50的电控制电路成为可能。因此，对于在快速充电期间提供给车辆50的DC功率，几乎不需要考虑纹波、噪声或浪涌，从而促进了车辆50的电控制电路的设计并提高了车辆50的电控制功能的可靠性。

上述描述仅是作为第一电移动体的车辆50的充电过程的说明；并且如图1所示，当作为第一电移动体的多个车辆50至52被同时充电时，每个车辆完全充电所需的时间不同，这是因为第二储电装置85、85a和85b的容量和电量不同。在充电开始时，针对车辆50的充电电流为I1，并且针对运动车51的充电电流为I2。同样地，针对公共汽车52的充电电流为I3。如果各个车辆的充电被连续地执行，则与充电开始相比，充电电流将大大减小。此外，如果车辆接近完全充电状态，那么充电电流将几乎不会流动。随后，如果第二储电装置85a和85b被完全充电，那么用于各个车辆的充电将被自动停止。

当冷却单元60被用于冷却本实施例的充电系统时，热电冷却装置61具有对车辆50内的温度进行调节的功能，这是因为所述热电冷却装置61具有发热表面也有冷却表面。因此，所述冷却单元60除了用于对充电系统进行冷却之外，还可被用作车辆50内的空气调节系统。如果所述具有热电冷却装置61的冷却单元60被用作空气调节系统，CFC气体等将无需作为常规空气调节系统中的制冷剂，这从改善全球环境的角度看也是令人满意的。

接下来，将对针对车辆53至55的快速充电进行描述，该车辆53至55是未配备快速充电控制装置80的第二电移动体。如图10所示，车辆53至55既没有配备快速充电控制装置80也没有配备冷却单元60。对于车辆53至55，在快速充电期间充电系统的强制冷却通过利用来自配备在车辆53至55内的另一储电装置(在图中未示出)的电力由电机驱动的风扇(在图中未示出)等来执行。

图11示出了使用第二固定快速充电器11'对例如作为未配备快速充电控制装置80的第二电移动体的车辆53至55中的车辆53进行快速充电。如图11中所示，当完成充电插头110与车辆53附接时，使所述车辆53通过第一充电电路20A被连接到第二固定快速充电器11。这将允许车辆53与第二固定快速充电器11之间的通信。接下来，第二固定快速充电器11中的操作部分11g的充电启动按钮(在图中未示出)被按下。当所述充电启动按钮被按下时，第二固定快速充电器11向车辆53传输一个状态，例如可输出的范围，并请求充电许可。车辆54.确认所述第二固定快速充电器11的状态满足充电启动条件，并传输充电许可信号。车辆53根据作为车载储电装置的第二储电装置85c的状态确定最佳充电电流，并发出电流命令。接下来，所述第二固定快速充电器11根据电流命令输出充电电流。同样地，所述第二固定快速充电器11根据作为车载储电装置的第二储电装置85c的状态依次确定最佳充电电流，并发送电流命令，以对第二储电装置85c进行快速充电。此外，如果车辆53确定充电完成，或操作员按下操作部分11g的充电结束按钮(在图中未示出)，则快速充电结束。

如此，如图1中所示，快速充电电源系统10能够使用固定储电装置(即第一储电装置15)提供的DC功率对作为第一电移动体的车辆50至52进行快速充电，并且能够使用固定储电装置(即第一储电装置15)经由第二固定快速充电器11'提供的DC功率对作为第二电移动体的车辆53至55进行快速充电。相应地，即使出现其中不同充电方法的第一电移动体与第二电移动体被混合并使用的交通社会，对各个电移动体顺利地进行快速充电而不引起混乱是可能的。

在使用固定储电装置(即第一储电装置15)的DC功率对作为第一电移动体的车辆50至52或对作为第二电移动体的车辆53至55进行充电期间，功率馈送控制装置12将从第一固定快速充电器11到固定储电装置(即第一储电装置15)的功率馈送断开，因此，如果电源是商用AC电源，则可以仅利用在所述第一储电装置15中所存储的电力对所述第一电移动体(即车辆50至52)和第二电移动体(即车辆53至55)进行快速充电而不会造成电力企业的能量传输和配电系统上的过度负担。相应地，在对各个电移动体(车辆50至55)进行快速充电时，对各个电移动体50至55进行快速充电所需的最大电力能够立即从固定储电装置(即第一储电装置15)提供到电移动体50至55，这使得能够对电移动体50至55进行超高速充电。因此，这使在与对机动车加燃料所需的相同的时间长度内对各电移动体50至55进行快速充电成为可能。这缩短了等待充电的时间并提高了充电设施的利用率。

固定储电装置，即第一储电装置15，由回收利用的车载储电装置组成，该回收利用的车载储电装置原本配备在将要丢弃的电移动体中。因此，由于固定储电装置的成本大幅缩减，整个系统的成本能够得到缩减，这使得能够推进快速充电的基础设施建设。此外，因为构成快速充电电源系统10的装置中的至少固定储电装置(即第一储电装置15)在国际标准化海运集装箱200中进行运输和操作，所以具有大负荷且占据系统很大容量的第一储电装置15的运输不论是在国内还是在国际上都变得方便。而且，安装操作以及现场开始使用工作将更加便捷。此外，因为构成第二固定快速充电器11'的电池充电器的规格和容量与第一固定快速充电器11的规格和容量相同，第一固定快速充电器11与第二固定快速充电器11'之间具有兼容性，这有利于进行维护，并且限制了系统中的快速充电器的备用件类型，借此缩减了维护成本。

如图1中所示，多个第一电移动体、即车辆50至52能够被连接到固定储电装置、即第一储电装置15上，以使得第一电移动体、即车辆50至52能够同时被快速充电，这减少了为车辆50至52充电的等待时间。类似地，因为多个第二固定快速充电器11'被连接到固定储电装置、即第一储电装置15上，多个第二电移动体、即车辆53至55能够同时被快速充电。因此，即便在车辆53至55并未配备快速充电控制装置85的情况下，也能够缩短充电等待时间。

如图10中所示，作为固定储电装置的第一固定储电装置15与用于将DC功率转换成AC功率并将已转换的AC功率提供给商用电力系统的逆变器120相连接。因此，这使将存储在第一储电装置15中的电力提供给商业电力系统成为可能，从而平衡电力负荷。此外，因为逆变器120使用采用SiC(碳化硅)或GaN(氮化镓)的功率半导体进行电力转换，功率转换效率大幅提升，并且在电力转换期间的电力损耗能够被大幅减小。

(实施例2)

图13示出了根据本发明的实施例2，示出了使用利用可再生能源得到的电能进行快速充电的应用情况。实施例2与实施例1的不同之处在于用于快速充电的电源和对应于实施例1的剩余部分的差别。因此，与实施例1中附图标记相同的附图标记表示相应的部分，因此省略了关于相应部分的描述。这适用于下文中将要描述的其他实施例。

利用诸如风能或者太阳光之类的可再生能源来产生电能对环境非常有益，这是因为这样的发电不会在产生电能期间制造CO2。然而，这样的风力发电和太阳能发电易受天气的影响因而输出被极大地改变，因此存在难以与电力系统合作的问题。在实施例3中，来自风力发电机5或太阳能电池6的具有较大输出变化的电力被存储在用作固定储电装置的第一储电装置15中，并且所存储的电力被用来对作为电移动体的车辆50至55进行快速充电。关于第一储电装置15，考虑到所提供的电力将极大地变化这一事实，需要选择最合适的类型。此外，如图13中所示，输入第一固定快速充电器11中的电力并不限于通过利用诸如风能或太阳光之类的可再生能源产生的电能，还可以是使用由燃料电池7产生的电能的配置，燃料电池7通过转化化石燃料来得到氢的操作来产生电能。

在如上所述而形成的实施例2中，来自风力发电机5或太阳能电池6的具有很大输出变化的电力可被存储在作为固定储电装置的第一储电装置15中，使得利用所存储的电力对不同类型车辆50至55进行快速充电成为可能。然而，已经存在这样的计划，即将来自风力发电机或太阳能电池的具有很大输出变化的电力存储在蓄电池中以便增加这种风力发电或太阳能发电的实用价值，并平衡与电力系统合作的电力负载。然而，使用这样的电力存储电池以进行平衡增加了发电成本，从而成为阻止促进再生能源利用的因素。因此，如在实施例3中那样，来自风力发电机5或太阳能电池6的电力被存储在第一储电装置15中以用于不同类型的车辆50至55的快速充电，使得利用具有很大输出变化的再生能源进行发电的缺点可被补偿，从而促进再生能源例如太阳光或风力的利用。

(实施例3)

图14至15示出了根据本发明的实施例3。实施例3与实施例1的不同之处在于第一固定快速充电器11中仅存在或者不存在电源切换装置11m。在实施例3中，对于对作为未配备快速充电控制装置的第二电移动体的车辆53至55进行充电，通过仅使用第一固定快速充电器11而不适用第一储电装置15或第二固定快速充电器11'能够进行快速充电。

如图14中所示，电源切换装置11m与电源切换装置11m的输出侧相连接。如图15中所示，在实施例3中，电源切换装置11m与第一固定快速充电器11整合在一起。电源转换开关11m由第一固定触点a、第二固定触点b和移动触点c构成。如图15中所示，电源切换装置11m的移动触点c根据来自电路控制部分11j的信号S42可与第一固定触点a和第二固定触点b中的任何一个接触。与电源切换装置11m的第一固定触点a相邻的一侧通过功率馈送控制装置12连接到第一储电装置15。如之前所述，所述功率馈送控制装置12具有根据来自打开/关闭装置30的信号S7A以及来自第二固定快速充电器11'的信号S7B来对从第一固定快速充电器11输出到第一储电装置15的DC电力进行阻止的功能。

如图15所示，电路控制部分11j通过通信部分11h接收来自打开/关闭装置30的信号S40和来自车辆53的信号S41，并且所述电路控制部分11j基于所述信号S40和信号S41将信号S42输出到电源切换装置11m以切换电路。具体地，所述电源切换装置11m具有除了在车辆53的充电期间以外，仅将来自固定快速充电器11的电力提供给第一充电电路20A的功能。在实施例3中，电源切换装置11m是具有接触点的机械开关配置；然而，电源切换装置11m也可以是没有接触点的开关配置，在该开关配置中使用半导体。所述电源切换装置11m的第一固定触点a与功率馈送控制装置12的输入端相连接。所述电源切换装置11m的第二固定触点b与用于对用作第二电移动体的车辆53进行快速充电的第二充电电路20B相连接。所述第二充电电路20B主要包括具有通信线和电源线的充电电缆，并且所述充电电缆的顶端包括与其相连的充电插头110。所述充电插头110与所述第一充电电路20A的充电插头36的配置一致。所述第二充电电路20B具有基于已被通信部分11h所接收、来自车辆53的信号S41将来自DC-DC转换器11d的电力提供给车辆53的功能，所述电力被控制为最适于对车辆53中所配备的第二储电装置85c进行快速充电。如上所述，对车辆50的快速充电的控制由车辆50中所配备的快速充电控制装置80来执行，因此，由DC-DC转换器11d进行的充电控制对于车辆50是没有必要的。

接下来，将对根据实施例3的仅使用第一固定快速充电器11对第二电移动体进行快速充电的方法进行说明。仅使用第一固定快速充电器11对作为第二电移动体的车辆53至55进行快速充电的原因在于设想存在以下情况：当进行充电的车辆的数量超过预期时，作为固定储电装置的第一储电装置15的剩余容量大幅下降，并且因此很难使用第一储电装置15提供的电力进行快速充电。

以下将对第一固定快速充电器11对第二电移动体中的例如车辆53进行快速充电进行说明。如图15中所示，当完成充电插头110与车辆53附接时，使所述车辆53通过第二充电电路20B被连接到固定快速充电器11。这将允许车辆53与第一固定快速充电器11之间的通信。接下来，图15中的第一固定快速充电器11中的操作部分11g的充电启动按钮(在图中未示出)被按下。当所述充电启动按钮被按下时，第一固定快速充电器11向车辆53传输一个状态，例如可输出的范围，并请求充电许可。车辆53.确认所述第一固定快速充电器11的状态满足充电启动条件，并传输充电许可信号。车辆53根据车载储电装置85c的状态确定最佳充电电流，并发出电流命令。接下来，所述第一固定快速充电器11根据电流命令输出充电电流。同样地，所述第一固定快速充电器11根据车载储电装置85c的状态依次确定最佳充电电流，并发送电流命令，以对车载储电装置85c进行快速充电。此外，如果车辆53确定充电完成，或操作员按下操作部分11g的充电结束按钮(在图中未示出)，则快速充电结束。

如此，在实施例3中，电源切换装置11m被设置在第一固定快速充电器11和功率馈送控制装置12之间，第一固定快速充电器11能够直接对第二储电装置80c至80e充电，第二储电装置80c至80e是作为第二电移动体的车辆53至55的车载储电装置；并且因此，即便固定储电装置、即第一储电装置15的剩余容量大幅下降并且很难使用第一储电装置15提供的电力进行快速充电时，也可以对第二电移动体、即车辆53至55进行充电。

(实施例4)

图16和17示出了根据本发明的实施例4。在实施例6中，车辆50配备有标准电池充电器90，除了如图16所示的快速充电控制80之外，所述标准电池充电器允许在家或类型场合的充电。所述标准电池充电器90用于在长时间内(几个小时到几十个小时)对车辆50充电，并且具有例如大约2KW至3KW的电力转换能力。所述标准电池充电器90具有将由AC电源1提供的例如100V或200V电压的AC功率转换成适用于对第二储电装置85进行正常充电的直流电压和电流。车辆50具有用于对第二储电装置85用于快速充电或正常充电进行切换的充电转换电路91。

图19示出了通用的充电插头36'，其被称为“组合方法”，能够用一个充电插头执行快速充电和正常充电。所述通用的充电插头36'具有快速充电连接部分36a和正常充电连接部分36b。所述快速充电连接部分36a与快速充电电缆35a连接，所述快速充电电缆能够允许大量的电流流过。所述正常充电连接部分36b与正常电缆35b连接。所述通用的充电插头36'与用于在车辆50和AC电源1端或第一储电装置端之间传送信号的通信电缆(在图中未示出)相连接。所述车辆50的充电切换电路91通过通用的充电插头36'基于从AC电源1端或第一储电装置15端发送到车辆50的信号来执行切换操作。

在具有这种配置的实施例4中，当对车辆50进行快速充电时，通用的充电插头36'被连接到车辆50，并且随后用于启动充电的操作在充电终端21处执行。因此，所述充电转换电路91被切换到用于快速充电控制装置80的一端上，并且采用由快速充电控制装置80控制的DC功率对第二储电装置85进行快速充电。此外，当对车辆50进行正常充电时，所述通用的充电插头36'被连接到与对车辆50进行快速充电相同的部分。因此，所述充电切换电路91通过从设置在接近AC电源1侧的控制设备(在图中未示出)所发送的信号而被切换到用于标准电池充电器90的一侧上，并且采用由标准电池充电器90控制的DC功率对第二储电装置85进行正常充电。因此，一个通用的充电插头36'允许快速充电和正常充电，因而相比于包含用于快速充电和正常充电的两个充电插头的情况，在充电期间该处理变得更加容易，并且充电设备可以更加简单。

(实施例5)

图18至20示出了根据本发明的实施例5。实施例5示出了用于对配备有蓄电池的蓄电池电动有轨车300进行快速充电的应用情况。如图18所示，所述蓄电池电动有轨车300具有快速充电控制装置80、第二储电装置85、逆变器86以及运行电机87。与图5类似，蓄电池电动有轨车300配备有冷却单元(图中未示出)以用于对包括快速充电控制装置80和第二储电装置85的充电系统进行强制冷却。如图20所示，可升降充电受电弓301被设置在接近蓄电池电动有轨车300车顶的一侧上，所述电动有轨车在通行轨302上运行。用于对蓄电池电动有轨车300进行快速充电的充电建筑物303被设置在蓄电池电动有轨车300停靠的车站处，并且充电建筑物303包括其中所放置的第一固定快速充电器11、功率馈送控制装置12和第一储电装置15。在与充电建筑物303相邻的位置处通过固定在接近地面一侧的绝缘支撑件304来设置充电导体305。所述充电导体305由在水平方向伸展的带状铜合金形成。所述充电导体305通过充电电路20A与第一储电装置15电连接。所述蓄电池电动有轨车300的充电受电弓301被配置成当被抬起时与充电导体305接触。

在具有这种配置的实施例5中，当第二储电装置85的剩余容量由于运行而减少时，蓄电池电动有轨车300在通行轨302上朝着充电建筑物303运行并停在充电建筑物303之前。当所述电动有轨车300停在预定位置时，驾驶员通过远程操控使充电受电弓301上升以使得充电受电弓301能够与充电导体305接触。因此，存储在第一储电装置15中的DC功率通过充电导体305被提供给所述蓄电池电动有轨车300。提供给所述蓄电池电动有轨车300的DC功率由快速充电控制装置80控制以具有最适用于对第二储电装置85进行快速充电的充电电压和充电电流，并且对蓄电池电动有轨车300中所配备的第二储电装置85进行快速充电。当对第二储电装置85的快速充电完成时，所述充电受电弓301被降低，并且从第一储电装置15到蓄电池电动有轨车300的电力供应被停止。此外，所述蓄电池电动有轨车300在如图19所示的远离充电建筑物303的方向上运行，并重新开始运行。

存储在图18中的第一储电装置15中的DC功率能够被提供以对蓄电池电动有轨车300进行快速充电以及提供给如图1中所示的配备有快速充电控制装置80的车辆50或者类似物；并且，DC功率还能够通过图1中所示的第二固定快速充电器11'被提供给未配备快速充电控制装置80的车辆53或类似物。因此，在蓄电池电动有轨车300停靠的车站处，除了利用存储在第一储电装置15中的DC功率对蓄电池电动有轨车300进行快速充电以外，还可以通过使用存储在第一储电装置15中的DC功率对配备有快速充电控制装置80的车辆50以及未配备快速充电控制装置80的车辆53进行快速充电。

在上文中，根据本发明的实施例1至5已被详细地说明。具体配置不限于这些实施例，并且即使做出在设计或类似物上的不脱离本发明要旨的改变，这样的改变或类似物也被包括在本发明中。在上述实施例中，使用车辆作为电移动体的示例进行了解释。电移动体是所谓的交通机械，其包括车辆、船只和飞机。这样的电移动体不限于这些长距离行驶的电移动体，而包括具有短移动范围的施工机械和机器人，以及例如铲车等工业机械。另外，如图13所示的用于燃料电池7的化石燃料可以是液体或气体。此外，采用可再生能源(天然能)产生并且被供给第一固定快速充电器11的电力不限于来自风力发电或太阳能发电，而显而易见地包括生物能源发电、海洋能源例如波浪能和海流等。

快速充电电源系统10可以被设置在现有加气站的附近，或可以是针对以下的配置：具有大容量蓄电池的移动电话基站，所述大容量蓄电池被设置为在出现电力故障时作为备用电源；上述蓄电池电动有轨车300停靠的车站；电动船只停靠的港口。此外，本发明可被用于仅使用电机行驶的纯电动车辆以及插电式混合动力车(plug-inhybridvehicle，PHV)进行快速充电，插电式混合动力车配备有发动机以及电机并且能够仅使用发动机或电机行驶。此外，因为快速充电电源系统10能够将存储在作为固定储电装置的第一储电装置15中的电力每次提供给多个电移动体，还可以将快速充电电源系统10用于在例如使用电动车辆的F1比赛中来供给电力，当然，有必要尽可能地缩短充电时间。

[附图标记列表]

1：商用AC电源(电源)

5：风力发电机(电源)

6：太阳能电池(电源)

7：燃料电池(电源)

10：快速充电电源系统

11：第一固定快速充电器

11'：第二固定快速充电器

11m：电源切换装置

12：功率馈送控制装置

15：第一储电装置(固定储电装置)

20A：第一充电电路

20B：第二充电电路

21：充电终端

30：打开/关闭装置

36：充电插头

50至52：车辆(第一电移动体)

53至55：车辆(第二电移动体)

60：冷却单元

65：充电连接器

80：快速充电控制装置

85至85b：第二储电装置(第一电移动体的车载储电装置)

85c至85e：第二储电装置(第二电移动体的车载储电装置)

93：容量确定装置

120：电源开关

121：逆变器

Claims

1.一种快速充电电源系统，其能够提供电力以对配备有快速充电控制装置的第一电移动体以及未配备所述快速充电控制装置的第二电移动体中的每个电移动体进行快速充电，其中，所述快速充电电源系统包括：

第一固定快速充电器，其能够将由电源提供的电力控制为一具有最适于对各种类型的储电装置进行充电的电压和电流的DC功率，所述对各种类型的储电装置进行充电至少包括对所述第二电移动体的车载储电装置进行充电；

固定储电装置，其能够存储DC功率，该DC功率由所述第一固定快速充电器充电并且被提供给所述第一电移动体和所述第二电移动体；

第二固定快速充电器，其与所述固定储电装置相连，所述第二固定快速充电器能够将来自所述固定储电装置的所述DC功率控制为一具有最适于对配备在所述第二电移动体上的所述车载储电装置进行快速充电的电压和电流的DC功率；以及

功率馈送控制装置，其被设置在所述第一固定快速充电器和所述固定储电装置之间，所述功率馈送控制装置用于在使用所述固定储电装置输出的DC功率对所述第一电移动体的车载储电装置进行充电期间，以及在所述第二固定快速充电器使用所述固定储电装置输出的所述DC功率对所述第二电移动体的所述车载储电装置进行充电期间，断开从所述第一固定快速充电器到所述固定储电装置的功率馈送。

2.根据权利要求1所述的快速充电电源系统，还包括电源切换装置，所述电源切换装置被设置在所述第一固定快速充电器和所述功率馈送控制装置之间，所述电源切换装置用于通过在第一充电电路和第二充电电路之间进行切换来提供来自所述第一固定快速充电器的所述DC功率，所述第一充电电路用于通过所述功率馈送控制装置为所述固定储电装置提供所述DC功率，所述第二充电电路用于直接对所述第二电移动体的所述车载储电装置充电。

3.根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统，其中，所述固定储电装置由回收利用的车载储电装置组成，该回收利用的车载储电装置原本配备在将要丢弃的电移动体中。

4.根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统，其中，至少一个所述固定储电装置被容纳在国际标准化海运集装箱中进行运输和操作。

5.根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统，其中，所述第二固定快速充电器由电池组充电器组成，所述电池组充电器的规格和容量与所述第一固定快速充电器的规格和容量相同。

6.根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统，其中，所述固定储电装置与多个所述第一电移动体连接。

7.根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统，其中，所述固定储电装置与多个所述第二固定快速充电器连接。

8.根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统，其中，所述固定储电装置与逆变器相连接，该逆变器用于将DC功率转换成AC功率并将转换的AC功率提供给商用电力系统。

9.根据权利要求1或2所述的快速充电电源系统，其中，输入到所述第一固定快速充电器的电力是利用可再生能源所产生的电力。