太陽(yáng)能光伏發(fā)電投幣免值守式電動(dòng)車(chē)充電站設計

鑒于電動(dòng)車(chē)投幣式充電站必須在接有市電的路段才能及時(shí)為沒(méi)電的電動(dòng)車(chē)進(jìn)行充電，又無(wú)人二十四小時(shí)值守在充電站，設計了一款利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電的投幣免值守式電動(dòng)車(chē)充電站。該文對光伏投幣免值守式多元化電動(dòng)車(chē)充電站的設計、適用路段、使用方法進(jìn)行了詳細的分析與闡述，同時(shí)該充電站同樣適用于市區及有市電的路段，用于減少電力消耗對市電的影響，具有一定推廣意義和應用前景。

1.引言

目前，在中國二三線(xiàn)及以下城市，電動(dòng)自行車(chē)已經(jīng)成為人們外出的主要交通工具之一，在外出過(guò)程中所遇到的電動(dòng)車(chē)無(wú)電的尷尬情況時(shí)有發(fā)生，而電動(dòng)車(chē)笨重的車(chē)身在人力驅動(dòng)的過(guò)程中費時(shí)費力，人們不得不在電動(dòng)車(chē)無(wú)電的情況下推動(dòng)前行。隨著(zhù)矛盾的升級，小型電動(dòng)車(chē)充電站出現了，投幣式電動(dòng)車(chē)充電站也隨之誕生，但電動(dòng)車(chē)不能及時(shí)補充電力的情況仍然存在，問(wèn)題是不是每個(gè)人出門(mén)都會(huì )自帶充電器，沒(méi)有合適的充電器便不可對電動(dòng)車(chē)進(jìn)行充電，而且在郊區或人煙稀少的路段，不可能有方便電動(dòng)車(chē)隨時(shí)充電的充電站存在，更不可能有存時(shí)可供人們使用的市電二十四小時(shí)供應。

太陽(yáng)能光伏電站作為一種新型能源的供電系統，進(jìn)入二十一世紀以來(lái)越來(lái)越廣泛地被人們應用。電動(dòng)車(chē)光伏電站是利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，在獲得太陽(yáng)能電池板發(fā)電及集電的前提下，為電動(dòng)車(chē)及時(shí)補充電力能源。根據不同電壓的電動(dòng)車(chē)所使用的充電器有所差別，電動(dòng)車(chē)充電站的多元化設計針對不同的電動(dòng)車(chē)所用充電電壓的差異性，提供了三種直流電壓和220V交流電壓以供電動(dòng)車(chē)選擇，保證了電動(dòng)車(chē)充電過(guò)程中的安全性。針對郊外等地區的人工看守難問(wèn)題，光伏投幣免值守式多元化電動(dòng)車(chē)充電站，既解決了市電供應難、充電器不匹配的問(wèn)題，又免除了人工看守造成的人力浪費。

2.光伏投幣免值守式多元化電動(dòng)車(chē)充電站設計

根據充電站設計需要，本系統分為兩大部分，光伏電站和電動(dòng)車(chē)供電系統。

A.光伏電站的結構設計

在無(wú)市電供應且陽(yáng)光充足且沒(méi)有遮擋物的路邊醒目位置，設置一個(gè)小型的地面光伏電站，兩塊1650mm*990mm串聯(lián)排列的組件即可滿(mǎn)足日常充電站所需電力要求（以每輛電動(dòng)車(chē)充電時(shí)長(cháng)30分鐘，每天充電30輛電動(dòng)車(chē)為例）。

B.電動(dòng)車(chē)供電系統的結構設計

此部分的結構設計分為三大部分：

供電系統的保護部分（防護罩，LED照明燈，針孔攝像頭），如圖1。防護罩帶有一定弧度和寬度，鉚接在供電系統的上部，可以保護整個(gè)供電系統部分免遭風(fēng)吹雨淋，防護罩上方有照明LED燈，方便夜間提示充電站的存在與使用，防護罩下部有針孔攝像頭，用于防盜監控；

供電系統的充電部分，本部分由投幣部分（硬幣入口，紙幣入口，硬幣出口，金額選擇），充電指示部分（充電時(shí)間顯示器，充電指示燈，語(yǔ)音喇叭），充電接頭插頭部分組成。

硬幣入口只可投入一元面額的硬幣，紙幣入口最高可投入五元面額的紙幣，硬幣出口只出一元面額的硬幣。單次充電一元/次，時(shí)間為10分鐘，可行駛路程為2公里，兩元/次，充電時(shí)間為25分鐘，可行駛路程為5公里，三元/次，充電時(shí)間為40分鐘，可行駛路程為10公里，充電時(shí)長(cháng)最長(cháng)為40分鐘；

充電時(shí)間顯示器從充電開(kāi)始會(huì )提示已充電時(shí)間，剩余充電時(shí)間；充電指示燈分為紅、黃、綠三種顏色，分別表示開(kāi)始充電，正在充電和充電完成；

充電接頭插頭有五種電壓電源供應，分別為直流36V、48V、60V和交流兩孔220V插頭、三孔220V插頭。用戶(hù)在自帶充電器情況下可使用交流220V插頭進(jìn)行充電，否則可利用所提供的三款不同電壓充電器，選擇合適電壓類(lèi)型進(jìn)行充電。

供電系統的配電箱部分（配電箱，固定底座），配電箱部分為防盜帶鎖設計，外部有鑰匙孔和把手，由工作人員掌管配電箱鑰匙。開(kāi)箱后內部分為兩部分，分別為配電柜部分及錢(qián)幣保存部分，皆帶內部鎖。配電柜部分，內設逆變器和蓄電池等電路元件，占整個(gè)配電箱內部的3/4，維護人員在開(kāi)啟外鎖后，同時(shí)具有開(kāi)啟配電柜部分鎖的權力，可對配電柜的內部進(jìn)行日常維護；錢(qián)幣保存部分，占配電箱內部的1/4，如維護人員同時(shí)具有取走錢(qián)幣的權力，可將三把鑰匙同時(shí)交給維護人員，否則錢(qián)幣保管人同時(shí)具有開(kāi)啟錢(qián)幣保存部分鎖及外部鎖的權力，不具打開(kāi)配電柜的權力。

固定底座通過(guò)與水泥地基的地腳螺栓連接，以固定整個(gè)充電系統。

C.充電順序

第一步，將錢(qián)幣從相對應的投幣口投入，按動(dòng)金額選擇鍵確定單次充電所用金額，如遇找零，硬幣出口會(huì )自動(dòng)找出所對應錢(qián)幣，殘缺錢(qián)幣及假幣投幣口會(huì )自動(dòng)識別，不與接收錢(qián)幣使得充電無(wú)效；

第二步，選擇充電金額后，充電部分指示燈的紅燈亮起，并有語(yǔ)音提示可以開(kāi)始充電，打開(kāi)充電接頭插頭部分的自動(dòng)上鎖翻蓋，尋找合適的充電器進(jìn)行充電；

第三步，充電器與充電部分及電動(dòng)車(chē)連接后，充電部分指示燈顯示為黃色，并有語(yǔ)音提示正在充電；

第四步，充電時(shí)間用完后，充電部分指示燈顯示為綠色，并有語(yǔ)音提示充電完成，請拔掉充電器，且會(huì )自動(dòng)斷電，不再進(jìn)行充電；

第五步，將充電器拔掉，放入原位，蓋上充電部分的自動(dòng)上鎖翻蓋，此次充電完畢。

3.應用前景

電動(dòng)車(chē)因環(huán)保、節能、無(wú)噪音、方便而被國家提倡，電動(dòng)車(chē)在全國迅速普及，已成為城市、農村交通的主流工具，也是目前流行最廣、節能環(huán)保的綠色出行交通工具，數量龐大。傳統的電動(dòng)車(chē)充電站單一依賴(lài)市電進(jìn)行動(dòng)力來(lái)源，而在一些郊區路段或者沒(méi)有市電可以隨時(shí)供應的路段，電動(dòng)車(chē)充電站的設立在人們眼里卻成為了不可能完成的事情，況且在這些偏僻路段還需要人工值守，以便為電動(dòng)車(chē)充電站隨時(shí)提供電源，看守及保護充電站的安全及自然天氣對其造成的影響。本文以傳統的電動(dòng)車(chē)充電站受到的局限性為理論依據，結合太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應用，設計了一款利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為電力來(lái)源的多元化電動(dòng)車(chē)充電站。同時(shí)此充電站還具有防盜、防水、免值守和日常維護簡(jiǎn)單，緩解電力能源嚴峻形勢的特點(diǎn)。本文對光伏投幣免值守式多元化電動(dòng)車(chē)充電站的結構設計、適用環(huán)境及使用方法進(jìn)行了詳細的分析與實(shí)踐，使其具有自我保護的物理功能，且使用簡(jiǎn)便，一次性投放，終身受益，使光伏充電站的應用更為廣泛。