电动汽车直流智能充电桩的制作方法_2

文档序号:9690226阅读:来源:国知局
br>[0025]所述步骤(5)、(6)中,充电设备控制器通过计费控制单元发来的充电请求,检测空闲的充电机的数量,通过与计费控制单元的数据交互,上传的BMS的数据,确定使用单机充电还是多级并联充电,同时检测多级并联工作的充电粧是否满足投退的条件。
[0026]本发明的优点是:根据不同的负荷只需控制智能输出控制器即可实现充电机的有效分配,线路简单、充电组合方式灵活多样。其计费控制单元根据BMS充电要求,通过与智能输出控制器数据交互来选择输出充电机的数量,每个充电机之间可以自由切换、自由投入投出,采用充电工作时间少优先或输出功率少优先等优化算法的控制方式实现充电机的优先使用,避免了充电机的常忙常闲的状态,提高了充电机的使用率。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的总体构成示意图;
[0028]图2为图1中控制系统构成框图;
[0029]图3为使本发明充电过程的总体流程图;
[0030]图4为图3中物理连接完成和上电步骤、充电握手阶段和充电参数配置三部分的具体实施方法的流程图;
[0031]图5为图3中的充电阶段和充电结束阶段的具体实施方法的流程图。
【具体实施方式】
[0032 ]参见图1,本发明一种电动汽车分体式直流充电粧的智能充电系统,包括充电粧1、控制系统2和功率单元3,其中充电粧1为多个。
[0033]所述充电粧1包括直流充电抢11、人机交互界面12、输出接触器13、熔断器14、分流器16和TC接线端子15,TC接线端子15的一端与熔断器14、分流器相连,另一端与功率单元3的直流正负公共母排35相连。
[0034]所述功率单元3包括:交流接触器31、避雷器32、充电机33、智能输出控制器34、直流正负公共母排35和交流公共母排36,公共电网通过交流接触器31与交流公共母排36连接,交流公共母排36供给充电机33的交流电源,充电机33的直流输出端通过智能输出控制器34(自动转换开关)与直流正负公共母排35连接,直流正负公共母排35中不同的两条导线分别向不同的一个直流充电抢11提供充电电源。智能输出控制器34的开关转换由控制系统2进行控制。可以配置数量不等的直流充电粧1、充电机33、智能输出控制器34,每个充电机33的输出直流负挂接在直流正负公共母排35的负母排上,智能输出控制器34的η路输出分别挂接在直流正负公共母排35的正母排上,通过熔断器14、分流器16、输出接触器13直接连到直流充电抢11。
[0035]参见图2,所述控制系统2包括计费控制单元21、电池管理系统BMS和读卡器22,计费控制单21还与后台管理系统23相连。
[0036]计费控制单元21根据BMS的充电要求,通过与充电机33(控制器)之间的数据交互,采用充电时间少优先或输出功率少优先的原则,确定充电机的数量,判断是单粧充电还是多粧并联充电,控制智能输出控制器34的输出触点切换到相应的直流正负公共母排35上,实现在空闲的时间段实现大功率大电流的快速充电,在此充电阶段若有其他充电需求申请,计费控制单元21根据实际充电需求,在满足正在充电的BMS充电需求的情况下可以投退其中一台或两台充电粧1。
[0037]参见图3,本发明的整个充电流程,物理连接完成和上电,充电握手阶段,充电参数配置阶段,充电阶段,充电结束阶段。其中的每个阶段由图4和图5的流程图进一步详细说明。通过流程图可以很详细的看出整机的充电流程以及采用的智能充电控制技术。
[0038]采用该充电系统进行充电的过程包括以下步骤:
[0039](1)当BMS与计费控制单元物理连接完成并上电后,BMS与充电机进入握手阶段;在握手阶段,BMS首先检测低压辅助电源是否正常,如果不正常,BMS向充电机发送错误报文,充电过程终止;如果低压辅助电源正确,双方则在该阶段握手,确定电池相关的信息与充电机相关的信息,进入步骤(2);
[0040](2)根据电池相关信息,判断空闲的充电粧的数量,若为单粧输出工作状态,转入步骤(4),若为多粧输出工作状态,进入步骤(3);
[0041](3)采用充电时间少优先或输出功率少优先的优化算法的控制原则:上层控制系统实时采集充电机运行的时间和输出功率的大小。当有负载需要提供能量的时候。上层控制系统按照统计的运行时间,谁的运行时间运行的少就接通负载。按照统计的输出功率,谁的输出功率少就优先接通负载。直到接通的充电机输出的功率达到负载的需求。以此使每个充电机总体运行时间和输出功率达到平衡。确定输出充电机的数量,控制智能输出控制器的输出触点挂接在同一根公共直流母线上,同时使其处于操作锁定状态,不被其他用户使用;
[0042](4)BMS和计费控制单元进入充电阶段,BMS实时的向计费控制单元发送电池充电级别需求,计费控制单元根据电池充电级别需求来调整充电电压和充电电流以保证充电过程正常运行;在充电过程中,计费控制单元和BMS相互发送各自的充电状态;
[0043 ] (5)处于单粧充电状态的直流充电粧,不停向充电设备控制器发送充电请求,在多粧充电状态下的电池充到额定电压的80 %时,同时单粧没有充到电池额定电压的80%时,多粧充电状态下在满足正在充电电池需求的情况下投入或退出其余的充电粧,同时投入到单粧充电的直流公共母排上;
[0044](6)当BMS与计费控制单元停止充电后,双方进入充电结束阶段,同时BMS向计费控制单元发送整个充电过程中的充电统计参数,计费控制单元向BMS发送整个充电过程中的输出电量、累计充电时间等信息;
[0045](7)充电完成,然后关闭充电模块,关断直流输出接触器,断开智能输出控制器的输出触点,关断辅助电源开关,解除充电枪电磁锁,提示用户把充电枪插回充电粧插座和刷卡结账。
[0046]所述步骤(1)中,充电粧计费控制单元有三种状态指示:运行、待机和故障状态,并实时的向充电设备控制器发送直流充电粧的状态。
[0047]计费控制单元与BMS数据交互,根据充电机的工作状态和BMS充电需求,判断是否多机并联充电。BMS向计费控制单元发出系统需求电压和电流的请求。每个充电机最大输出电流是定值。当有充电机空闲,且充电机总体电流还不能满足BMS电流需求的时候,计费控制单元将依据上面提到的最少运行时间和最少输出功率原则。将空闲充电机并入输出负载,直到充电机并联总体输出电流达到BMS所需要的电流为止。
[0048]所述步骤(4)中,提示用户插好充电枪,判断连接确认,连接确认正常则启动充电枪电磁锁,用户选择充电的方式,用户刷卡启动充电过程,闭合绝缘监测开关,启动充电粧输出额定电压,判断绝缘监测是否正常,不正常则界面提示报警,充电结束,正常则停止充电粧电压输出,关断绝缘监测电压,检测母线电压是否小于设定值,如果高于设定值则报警,否则启动为电动汽车的BMS模块提供电源的辅助电源开关;
[0049]所述步骤(5)、(6)中,充电设备控制器通过计费控制单元发来的充电请求,检测空闲的充电机的数量,通过与计费控制单元的数据交互,上传的BMS的数据,确定使用单机充电还是多级并联充电,同时检测多级并联工作的充电粧是否满足投退的条件。
[0050]以4台单粧功率60KW为例,每个粧可以任意方式组合,最大输出功率240KW、最小输出功率60KW,假若电动汽车的电池容量为500Ah,用户连接上充电枪,BMS把信息通过CAN总线传送给计费控制单元,计费控制单元根据BMS上传的信息,检测各个充电机的状态,若4个充电
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