一种电动汽车充放终端及其控制方法及装置与流程

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车的充放终端及其控制方法及装置。

背景技术：

国家大力提倡绿色出行，所以越来越多的用户开始使用电动汽车作为日常出行的交通工具。因为电动汽车的行驶里程与动力电池的续航能力息息相关，随着充放电循环次数的增加，动力电池的性能逐渐下降，所以设计一种电动汽车充放终端来维护动力电池可以长期且稳定地工作至关重要。

目前市场上的电动汽车的充电设备大部分都是采用单向整流变换输出模式，在充电的过程中以恒流充电为主，且能量流动只能从电网流向电池，无法对电网进行放电，故无法使电能得到充分利用，所以造成电能资源浪费；同时，动力电池长时间工作，其电池工作性能会慢慢降低，该目前的充电设备因无法获取电池参数，所以动力电池的工作性能得不到维护，故电池的使用寿命也会降低，从而造成电动汽车的行驶效率降低。

技术实现要素：

本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中的大部分充电设备都只能单向充电，无法回馈给电网电能，造成电能资源浪费，也无法获取电池参数，造成电池工作性能降低。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明提供一种电动汽车充放终端，包括：

双向功率变换单元，用于执行交流电和直流电的双向变换；

采集存储单元，用于采集待充放电设备的电池参数和电网以及用户需求参数；

过程控制单元，与所述采集存储单元连接，根据所述电池参数和电网以及用户需求参数调整输入或输出电能参数；

中央控制单元，与所述双向功率变换单元、采集存储单元、过程控制单元分别连接，控制所述双向功率变换单元进行充电或放电。

可选地，本发明实施例所述的电动汽车充放终端，还包括：冷却单元，用于对所述双向功率变换单元进行冷却。

可选地，本发明实施例所述的电动汽车充放终端，还包括：

云端平台，用于对所述电池参数和电网以及用户需求参数进行处理；

通信单元，用于与所述云端平台进行数据传输。

可选地，本发明实施例所述的电动汽车充放终端，所述双向功率变换单元包括：集成设置其内部的AC-DC功率模块和DC-DC功率模块。

本发明提供一种所述电动汽车充放终端的控制方法，包括如下步骤：

获取电池、电网以及用户需求参数；

发送所述电池、电网以及用户需求参数给所述云端平台；

接收所述云端平台返回的分析结果；

判断是否需要执行充电模式，若是，则按照所述云端平台下发的充电功率进行充电；或

判断是否需要执行放电模式，若是，则按照所述云端平台下发的放电功率进行放电。

可选地，本发明实施例所述电动汽车充放终端的控制方法，还包括：

判断冷却系统是否发生异常，若发生异常则限制充电功率或放电功率。

可选地，本发明实施例所述电动汽车充放终端的控制方法，所述判断冷却系统是否发生异常，若发生异常则限制所述充电功率或放电功率，包括：

发送所述电池、电网以及用户需求参数和所述冷却系统的故障参数发送至云端平台；

接收所述云端平台返回的指令信息，按照所述指令信息调整所述充电功率或放电功率。

可选地，本发明实施例所述电动汽车充放终端的控制方法，所述判断冷却系统是否发生异常，若发生异常则限制所述充电功率或放电功率，包括：

根据所述电池参数，计算当前电压、电流和功率；

判断所述功率是否满足预先设定的功率阈值，若否，调整所述电压、电流使得调整后的功率满足预先设定的功率阈值。

本发明实施例提供一种电动汽车充放终端的控制装置，包括如下单元：

获取单元，用于获取电池、电网以及用户需求参数；

发送单元，用于发送所述电池、电网以及用户需求参数给所述云端平台；

接收单元，用于接收所述云端平台返回的分析结果；

第一判断单元，用于判断是否需要执行充电模式，若是，则按照所述云端平台下发的充电功率进行充电；或

第二判断单元，用于判断是否需要执行放电模式，若是，则按照所述云端平台下发的放电功率进行放电。

可选地，本发明实施例所述电动汽车充放终端的控制装置，还包括：第三判断单元，用于判断冷却系统是否发生异常，若发生异常则限制充电功率或放电功率。

可选地，本发明实施例所述电动汽车充放终端的控制装置，所述第三判断单元，包括如下模块：

发送模块，用于发送所述电池、电网以及用户需求参数和所述冷却系统的故障参数发送至云端平台；

接收模块，用于接收所述云端平台返回的指令信息，按照所述指令信息调整所述充电功率或放电功率。

可选地，本发明实施例电动汽车充放终端的控制装置，所述第三判断单元，还包括如下模块：

计算模块，用于根据所述电池参数，计算当前电压、电流和功率；

判断模块，用于判断所述功率是否满足预先设定的功率阈值，若否，调整所述电压、电流使得调整后的功率满足预先设定的功率阈值。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明提供一种电动汽车充放终端及其控制方法及装置，其中，电动汽车充放终端，包括：双向功率变换单元，用于执行交流电和直流电的双向变换；采集存储单元，用于采集待充放电设备的电池参数和电网以及用户需求参数；过程控制单元，与采集存储单元连接，根据电池参数和电网以及用户需求参数调整输入或输出电能参数；中央控制单元，与双向功率变换单元、采集存储单元、过程控制单元分别连接，控制双向功率变换单元进行充电或放电。通过该方案中的电动汽车充维终端，完成充放电过程，因为可选择双向工作，从而使电网电源可以二次利用，节约能源，同时对电池性能也得到了一定健康维护，使电动汽车可以长期稳定工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中电动汽车充放终端的结构框图；

图2为本发明实施例2中电动汽车充放终端的控制方法流程图；

图3为本发明实施例2中电动汽车充放终端的控制方法的判断冷却系统过程的流程图；

图4为本发明实施例2中电动汽车充放终端的控制方法的判断冷却系统过程中另一流程图；

图5为本发明实施例3中电动汽车充放终端的控制装置的结构框图；

图6为本发明实施例3中电动汽车充放终端的控制装置的第三判断单元的结构框图；

图7为本发明实施例3中电动汽车充放终端的控制装置的第三判断单元的另一结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明提供一种电动汽车充放终端，应用于电动汽车充放终端的控制系统中，如图1所示，本发明实施例中电动汽车充放终端，包括：双向功率变换单元3，用于执行交流电和直流电的双向变换，其中，该双向功率变换单元3还包括集成设置其内部的AC-DC功率模块和DC-DC功率模块；采集存储单元5，用于采集待充放电设备的电池参数和电网以及用户需求参数；过程控制单元2，与采集存储单元5连接，根据电池参数和电网以及用户需求参数调整输入或输出电能参数；中央控制单元1，与双向功率变换单元3、采集存储单元5、过程控制单元2分别连接，控制双向功率变换单元3进行充电或放电。

具体地，中央控制单元1作为电动汽车充放终端的控制核心，用于控制电动汽车能够稳定可靠地执行充电或放电工作。双向功率变换单元3用于执行电网侧的交流电和车辆的直流电变换，因为该双向功率变换单元3集成了AC-DC功率模块和DC-DC功率模块，所以当中央控制单元1获取电动汽车的充电需求后，AC-DC功率模块和DC-DC功率模块同时响应充电指令，将电网侧的交流电整流成直流电后，DC-DC功率模块将整流后的直流电进行升压或降压得到稳定可靠的直流电，当需要对电动汽车的能量进行利用，中央控制单元1获取电动汽车的放电需求后，DC-DC功率模块和AC-DC功率模块同时响应放电逆变指令，将车辆内部的电量回馈给电网。过程控制单元2，用于电动汽车在充放电的过程中，通过获取电池参数和电网以及用户需求参数，控制车辆充放电功率，优化电池充放电性能，使电池得到健康维护。

作为一种实现方式，本实施例中电动汽车充放终端，还包括：冷却单元4，用于对双向功率变换单元3进行冷却。

具体地，由于双向功率变换单元3在工作时会散发出很多热量，容易造成电动汽车充放终端内部过热导致其运行不稳定出现一些故障，冷却单元4可以将设备内部的热量带走，降低设备内部的温度，这样设备的温度就会被控制在一定范围内，可以保证电动汽车充放终端稳定运行。

具体地，电动汽车充放终端在运行时，采集存储单元5主要需要准确采集电池的电压、电流、功率，记录的时间间隔，和电网以及用户需求参数，对所采集数据进行整理存储。

作为一种实现方式，本实施例中电动汽车充放终端，还包括：云端平台，用于对电池参数和电网以及用户需求参数进行处理；通信单元，用于与云端平台进行数据传输。

具体地，通讯单元6，通过无线网络传输电动汽车相关数据信息，与云端平台7建立连接关系，云端平台7将每辆电动汽车的数据独立进行存储，作为电动汽车的单独标识，便于电动汽车今后维护和使用，同时便于对所存储的电动汽车相关数据进行分析，获取可靠的运行指令数据信息。

实施例2

本发明提供一种电动汽车充放终端的控制方法，应用于实施例1中的电动汽车充放终端，如图2所示，本发明实施例中电动汽车充放终端的充放电控制方法，包括如下步骤：

S21、获取电池、电网以及用户需求参数；该电池参数主要包括电池的电压、电流、功率，另外还包括电池编号、电池剩余电量等电池状态信息，电网参数主要为电动汽车在工作的时候，其三相电压、电流、有功功率、无功功率等，用户需求参数为用户在充放电的时候，需要充放的电能，或在放电的时候，需要放出的电能。

S22、发送电池、电网以及用户需求参数给云端平台；通过通讯单元中的无线网络技术，传输云端平台需要综合分析的数据信息。

S23、接收云端平台返回的分析结果；在云端平台对大量相关数据分析后，获取最终指令控制数据信息。云端平台接收到电动汽车当前电池的电压、电流和功率以及剩余电量和电网功率、需要充放的电能等相关数据信息后，进行整合计算后，在电网协调控制模式下，云端平台远程调度，结合电网的输出能力，按照电网指定的输出能力和车辆需求的输出能力之间取最小得到符合充放终端的工作指令。此工作指令数据信息为电动汽车可稳定且正常工作的功率、电压、电流等数据信息。

S24、判断是否需要执行充电模式，若是，则按照云端平台下发的充电功率进行充电；在云端平台的分析结果后，选择执行充电操作还是放电操作，在车辆充电需求模式下，最大限度地匹配车辆的充电需求，在最短时间内完成车辆的充电或放电过程；或

S25、判断是否需要执行放电模式，若是，则按照云端平台下发的放电功率进行放电，同步骤S24，这是充电相反的过程，在车辆能量利用模式下，完成车辆的放电过程，将电池的能量输入电网供其它设备使用。

作为一种实现方式，本发明实施例中电动汽车充放终端的控制方法，还包括：判断冷却系统是否发生异常，若发生异常则限制充电功率或放电功率。此处的冷却系统是由冷却单元所组成，在电动汽车工作的过程中，同时冷却系统开始执行工作为电动汽车充放终端散热和降温，如果冷却系统发生故障，也会影响输出功率，所以此时需要判断该冷却系统是否发生异常，若存在异常，限制一个充放电功率，使冷却系统的异常消除。此处冷却系统的异常可以是温度异常或压力异常，若冷去系统没有发生异常，可执行正常工作。

作为一种实现方式，如图3所示，本发明实施例中电动汽车充放终端的充放电控制方法，步骤：判断冷却系统是否发生异常，若发生异常则限制充电功率或放电功率，包括：

S31、发送电池参数、电网以及用户需求参数和冷却系统的故障参数发送至云端平台；当前电动汽车电池参数、电网以及用户需求参数和故障参数都需要发送云端平台综合整理分析，将每辆电动汽车充放终端的数据独立存储后，得到最终合适的指令数据信息。

S32、接收云端平台返回的指令信息，按照指令信息调整充电功率或放电功率。根据云端平台传输回来的数据信息，调整合适的充电功率或放电功率，使电动汽车能够正常工作。云端平台分析电动汽车在当前冷却系统异常的情况下，查看当前电压、电流、功率的波动情况，比较之前单独存储每辆电动汽车的数据信息，得到符合电动汽车正常工作的最佳充放电功率参数。

作为一种实现方式，如图4所示，本发明实施例中电动汽车充放终端的充放电控制方法，步骤判断冷却系统是否发生异常，若发生异常则限制充电功率或放电功率，还包括：

S41、根据电池参数，计算当前电压、电流和功率；在当前的充电或放电状态，电动汽车充放终端的过程控制单元，通过存储单元采集的数据实时计算当前输出电压、电流和功率，使其能够恒流、恒压、恒功率工作，从而优化电池充电或放电过程，实现检测和维护电池性能。

S42、判断功率是否满足预先设定的功率阈值，若否，调整电压、电流使得调整后的功率满足预先设定的功率阈值。如果当前功率不满足预先设定的功率阈值，说明容易造成故障发生，所以必须调整电压、电流，使其满足要求。

实施例3

本发明实施例提供一种电动汽车充放终端的充放电控制装置，与实施例2中电动汽车充放终端的充放电控制方法相对应，如图5所示，本实施中电动汽车充放终端的充放电控制装置，包括如下单元：

获取单元51，用于获取电池、电网以及用户需求参数；

发送单元52，用于发送电池、电网以及用户需求参数给云端平台；

接收单元53，用于接收云端平台返回的分析结果；；或

第一判断单元54，用于判断是否需要执行充电模式，若是，则按照云端平台下发的充电功率进行充电；或

第二判断单元55，用于判断是否需要执行放电模式，若是，则按照云端平台下发的放电功率进行放电。。

作为一种实现方式，本实施例中电动汽车充放终端的充放电控制装置，还包括，第三判断单元56，用于判断冷却系统是否发生异常，若发生异常则限制充电功率或放电功率。

作为一种实现方式，本实施例中电动汽车充放终端的充放电控制装置，如图6所示，包括如下模块：

发送模块561，用于发送电池、电网以及用户需求参数和冷却系统的故障参数发送至云端平台；

接收模块562，用于接收云端平台返回的指令信息，按照指令信息调整充电功率或放电功率。

作为一种实现方式，本实施例中电动汽车充放终端的充放电控制装置，如图7所示，第三判断单元56还包括：

计算模块563，用于根据电池参数，计算当前电压、电流和功率；

判断模块564，用于判断功率是否满足预先设定的功率阈值，若否，调整电压、电流使得调整后的功率满足预先设定的功率阈值。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。