一种电动汽车交直流组合充电控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动汽车交直流组合充电控制系统，电动汽车充电控制电路包括：开关单元，串联于供电系统与电动汽车内电池包之间；电压检测模块，用于实时检测充电系统与电池包连接点处的供电电压；微处理器，用于在判定供电电压超出预设电压阈值范围时，调整充电系统的输出电压，以使得供电电压位于预设电压阈值范围内。与现有技术相比，电动汽车充电控制电路通过实时监控充电系统对于电动汽车内电池包的供电电压，将供电电压调整至电池包的预设电压阈值范围内，使得电池包的供电电压自动满足电动汽车的充电需求，提高电动汽车的充电效率，同时有效保护电动汽车内电池包的充电安全，具有很强的市场意义。
【专利说明】一种电动汽车交直流组合充电控制系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电动汽车【技术领域】，尤其涉及一种电动汽车充电控制电路以及应用该电动汽车充电控制电路的电池系统与电动汽车。
【背景技术】
[0002]随着经济发展与能源供给、环境污染之间的矛盾日益激化，节能降耗和减少对化石燃料的依赖已成为世界各国经济持续发展迫切需要解决的问题。电动汽车具有节油、环保、高效率的优点，世界各国科学家和工业界普遍认为电动汽车是二十一世纪重要的清洁交通工具。电动汽车充电站与充电装置是电动汽车产业化和商业化发展的重要基础设施。
[0003]从现有的电动汽车充电设施来看，大部分功能都较为简单，即只能手控充电、无法向电网反馈车辆用电信息、不能由控制中心远程控制、无法根据电网运行情况和市场价格变化自动充电、不能作为储能设备向电网放电、不能组网等。一方面，由于充电设施功能与技术上的不足，在电动汽车规模化市场运行情况下，大规模的电动汽车很容易造成无序充电，并对电网安全稳定运行带来负面影响；另一方面，制约了电动汽车作为电网潜在移动式储能设备功能的发挥，制约了电动汽车与电网智能互动技术的发展。在当前大力推进电动汽车规模化发展与市场化运营的情况下，非常有必要加大智能化双向互动和有序协调控制的电动汽车充电网络的建设，以保证规模化电动汽车接入电网充放电时电力系统的安全稳定运行，提高规模化电动汽车与电网互动运营的运营质量与整体运行效率。发明专利201010171450.9公开了一种电动汽车交流电源充电桩，包括控制系统、交流电源、漏电流传感器、电表、液晶显示屏、数据传输模块和存储器。
[0004]发明专利201010167280.7公开了一种无人值守智能电动汽车充电桩，由充电模块、自动计量计费模块、数据采集及中心保护微处理器以及通信模块四部分组成。以上发明及其他类似发明仅提供单台电动汽车的充电接口及进行计量计费管理，并不能实现与电网的信息互动，接受电网的调度与管理控制。发明专利201010617141.X公开了一种电动汽车的波谷充电桩，充电桩本体内设置有时间继电器，以控制交流电源输出接口的通断，实现波谷时充电，减少对电网的冲击影响。但该发明只能定时充电，不能实现与电网的实时互动，根据电网的实时运行情况，接受电网的控制与管理；也不能实现远程控制。现有技术均不能实时感知电网运行状态，并根据电网运行情况和实际需要动态调节电动汽车的充电过程。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种电动汽车交直流组合充电控制系统，能够动态调整电动汽车的充电过程。
[0006]为达到上述发明目的，本发明提供了一种电动汽车交直流组合充电控制系统，用于控制充电系统对电动汽车内电池包的充电，所述充电系统包括直流充电模块和交流充电模块，其中，所述电动汽车交直流组合充电控制系统包括:
开关单元，串联于所述供电系统与电动汽车内电池包之间； 电压检测模块，用于实时检测所述充电系统与所述电池包连接点处的供电电压；
微处理器，用于在判定所述供电电压超出预设电压阈值范围时，调整充电系统的输出电压，以使得所述供电电压位于所述预设电压阈值范围内。
[0007]优选的，所述电动汽车交直流组合充电控制系统还包括:
电流检测模块，用于实时检测所述充电系统与所述电池包连接点处的供电电流；
微处理器，还用于在判定所述供电电流超出预设电流阈值范围时，调整充电系统的输出电流，以使得所述供电电压位于所述预设电流阈值范围内。
[0008]优选的，所述电动汽车交直流组合充电控制系统还包括:
频率检测模块，用于实时检测所述充电系统与所述电池包连接处的供电电源频率；
微处理器，还用于通过所述供电电源频率与预设频率阈值比对，判断所述充电系统与所述电池包连接处的有功功率的是否为正值，若是，则控制所述开关单元导通，若否，则控制所述开关单元断开。
[0009]优选的，所述电动汽车交直流组合充电控制系统还包括:
交流电表，连接所述交流充电模块与微处理器，用于将交流电网模块输出电量传输至微处理器；
直流电表，连接所述直流充电模块与微处理器，用于将直流充电模块输出电量传输至微处理器。
[0010]优选的，所述电动汽车交直流组合充电控制系统包括连接于所述开关单元与微处理器之间的控制模块，所述控制模块用于选择充电系统的充电模式，所述充电模式至少包括:直流充电模式、交流充电模式、立即充电模式、延时充电模式、充满为止模式、预设电量充电模式以及预设时长充电模式。
[0011]优选的，所述微处理器为单片机、DSP器件、ARM器件之一。
[0012]优选的，所述开关单元包括继电器。
[0013]优选的，所述交流充电模块包括避雷器、接触器、断路器、漏电保护器；所述直流充电模块包括避雷器、接触器、断路器、漏电保护器、整流模块与DC-DC充电模块。
[0014]优选的，所述电动汽车交直流组合充电控制系统还包括连接所述微处理器的读卡器、键盘以及液晶屏。
[0015]本发明还提供了 一种充电系统，其输出电量能够动态调整。
[0016]为达到上述发明目的，本发明提供了一种充电系统，用于对电动汽车进行充电，所述充电系统包括直流充电模块与交流充电模块，其中，所述充电系统还包括前述
【发明内容】
所述的电动汽车充电控制电路。
[0017]本发明还提供了一种电动汽车，其充电电量能够动态调整。
[0018]为达到上述发明目的，本发明提供了一种电动汽车，用于获取电池系统中电力来进行电力储备，其中，所述电动汽车还包括前述
【发明内容】
所述的电动汽车充电控制电路。
[0019]与现有技术相比，本发明所提供的电动汽车充电控制电路以及应用该电动汽车充电控制电路的充电系统与电动汽车，通过实时监控充电系统对于电动汽车内电池包的供电电压，将供电电压调整至电池包的预设电压阈值范围内，使得电池包的供电电压自动满足电动汽车的充电需求，提高电动汽车的充电效率，同时有效保护电动汽车内电池包的充电安全，减少充电故障，具有很强的市场意义。【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0021]图1为本发明一实施例中电动汽车充电控制电路与充电系统配合后模块图。【具体实施方式】
[0022]以下将结合附图所示的各实施例对本发明进行详细描述。但这些实施例并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0023]如图1所示，本发明提供一种电动汽车充电控制电路100，所述电动汽车充电控制电路100用于自动调整充电系统200的输出电力，以匹配电动汽车的充电需求。
[0024]其中，充电系统200包括直流充电模块210与交流充电模块220，优选的，直流充电模块210可以为蓄电池供电单元或经过AC-DC转换而获得的直流供电单元。
[0025]本实施例中，电动汽车充电控制电路100包括:开关单元110、电压检测模块120以及微处理器130。
[0026]前述开关单元110，串联于所述供电系统200与电动汽车内电池包(未图示)之间； 前述电压检测模块120，用于实时检测所述充电系统与所述电池包连接点处的供电电
压；
前述微处理器130，用于在判定所述供电电压超出预设电压阈值范围时，调整充电系统的输出电压，以使得所述供电电压位于所述预设电压阈值范围内。
[0027]通过预先设定预设电压阈值范围，并将供电电压自动调整至预设电压阈值范围，使得供电电压始终满足电动汽车需求，整个调节过程高效、精确，保证了电动汽车的充电效率和充电安全。
[0028]优选的，微处理器130还通过所述充电系统200与电池包连接点处的供电电压来判断是否发生短路、断开、过压、欠压等异常情况，以及时断开充电系统的充电，保证电动汽车内电池包的安全。
[0029]本实施例中，电动汽车充电控制电路100还包括电流检测模块140，电流检测模块140用于实时检测所述充电系统与所述电池包连接点处的供电电流，微处理器130还用于在判定所述供电电流超出预设电流阈值范围时，调整充电系统的输出电流，以使得所述供电电压位于所述预设电流阈值范围内。
[0030]通过预先设定预设电流阈值为电动汽车中电池包的充电需求电流值，将采集的供电电流与预设电流阈值比较，判断是否满足电动汽车需求，从而实现充电系统200的供电电流的自动调节，保证供电电流符合电动汽车的充电需求。
[0031]本实施例中，微处理器130还通过所述充电系统200与电池包连接点处的供电电流来判断是否发生短路、断开、过流、欠流等异常情况，以及时断开充电系统的充电，保证电动汽车内电池包的安全。[0032]本实施例中，电动汽车充电控制电路100还包括频率检测模块150，频率检测模块150用于实时检测所述充电系统200与所述电池包连接处的供电电源频率。
[0033]微处理器130，还用于通过所述供电电源频率与预设频率阈值比对，判断所述充电系统与所述电池包连接处的有功功率的是否为正值，具体的，通过将采集的供电电源频率与交流充电模块的正常状态时的额定频率值比较，判断电网接入点处有功功率的正负，若是，则控制所述开关单元导通，若否，则控制所述开关单元断开。通过控制充电系统200的启动或停机，控制电动汽车充电控制电路100向交流充电模块输入有功功率或吸收有功功率，保持交流充电模块接入点区域的频率稳定。
[0034]优选的，电压检测模块120、电流检测模块140、频率检测模块150通过SPI通讯接口与微处理器相连。
[0035]本实施例中，电动汽车充电控制电路100还包括交流电表160与直流电表170。
[0036]其中，交流电表160连接所述交流充电模块与微处理器130，用于将交流电网模块输出电量传输至微处理器130。
[0037]直流电表170，连接所述直流充电模块与微处理器130，用于将直流充电模块输出电量传输至微处理器130。
[0038]优选的，所述交流电表160、直流电表170均通过RS485或CAN通讯方式与微处理器相连，并将充电电压、电流、功率等电能信息传送至微处理器130进行分析处理。
[0039]本实施例中，所述电动汽车充电控制电路100还包括连接于所述开关单元110与微处理器130之间的控制模块180,所述控制模块180用于选择充电系统的充电模式,所述充电模式至少包括:直流充电模式、交流充电模式、立即充电模式、延时充电模式、充满为止模式、预设电量充电模式以及预设时长充电模式。
[0040]前述直流充电模式具体为:电动汽车接入充电系统200之前选择直流充电。
[0041]前述交流充电模式具体为:电动汽车接入充电系统200之前选择交流充电。
[0042]前述立即充电模式具体为:电动汽车接入充电系统200即开始充电。
[0043]前述延时充电模式具体为:用户设定延时时间，充电系统200在预定的时刻开始充电。
[0044]前述充满为止模式具体为:电动汽车电池充满电后或者卡上余额倒记为零时自动结束此次充电。
[0045]前述预设电量充电模式具体为:用户设定此次充电的电量值，当交直流组合充电系统倒记电量值至零或者还未倒记至零但电池已经充满时结束此次充电。
[0046]前述预设时长充电模式具体为:用户设定此次充电的时间长度，当交直流组合充电系统倒记时间至零或者还未倒记至零但电池已经充满时结束此次充电。
[0047]通过多种充电模式的选择使用，提高了充电系统200的适配性，提高了对电动汽车的充电效率。
[0048]本实施例中，所述直流充电模块210包括避雷器、接触器、断路器、漏电保护器、整流模块与DC-DC充电模块。
[0049]类似的，所述交流充电模块220包括避雷器、接触器、断路器、漏电保护器。
[0050]本实施例中，所述电动汽车充电控制电路100还包括连接所述微处理器的读卡器191、键盘192以及液晶屏193。[0051]所述读卡器191能够读取适用于金融交易和存储信息的任一种卡，并将卡的信息传送给微处理器130进行数据处理，处理完成的信息通过读卡器写入卡的存储单元，以记录充电电量与交易信息。
[0052]所述键盘192将用户需求参数输入给微处理器130，用于功能模式选择和充电参数的输入。
[0053]所述液晶屏193进行充电操作指南、充电过程、充电设备状态、告警信息及交易信息的显示。
[0054]优选的，所述读卡器191通过串口通讯方式与微处理器130相连，所述键盘192通过I2C通讯接口与微处理器相连，所述液晶屏193通过系统总线或串口通讯方式与微处理器130相连。
[0055]本实施例中，微处理器130与电动汽车电池管理系统BMS的信息传输,微处理器与电池管理系统BMS之间按照双方约定的CAN协议进行数据传送与交互。电动汽车充电控制电路100用于监控电动汽车充电网络的正常运行、进行收费管理、根据电网的运行情况与实际需要调节电动汽车充电网络的运行状态。
[0056]本发明的其他实施例中，电动汽车充电控制电路100可内置于充电系统200或电动汽车之内，提高电动汽车充电控制电路100的工作效率。
[0057]与现有技术相比，本发明所提供的电动汽车充电控制电路100以及应用该电动汽车充电控制电路的充电系统200与电动汽车，通过实时监控充电系统对于电动汽车内电池包的供电电压，将供电电压调整至电池包的预设电压阈值范围内，使得电池包的供电电压自动满足电动汽车的充电需求，提高电动汽车的充电效率，同时有效保护电动汽车内电池包的充电安全，减少充电故障，具有很强的市场意义。
[0058]同时充电系统200通过将交、直流充电功能集于同一个充电体，同时满足电动汽车用户慢速交流充电和快速直流充电的需求，提高配电网效率和充电系统的使用率。并且该充电流程延续兼容了欧标IEC 62196和国标GB/T 20234.3-2011的充电流程，充分考虑交直流组合充电系统同时接收交流充电和直流充电请求时可能发生的各种状况，具有合理的充电流程。
[0059]应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0060]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电动汽车交直流组合充电控制系统，用于控制充电系统对电动汽车内电池包的充电，所述充电系统包括直流充电模块和交流充电模块，其特征在于，所述电动汽车交直流组合充电控制系统包括: 开关单元，串联于所述供电系统与电动汽车内电池包之间； 电压检测模块，用于实时检测所述充电系统与所述电池包连接点处的供电电压； 微处理器，用于在判定所述供电电压超出预设电压阈值范围时，调整充电系统的输出电压，以使得所述供电电压位于所述预设电压阈值范围内。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车交直流组合充电控制系统，其特征在于，还包括: 电流检测模块，用于实时检测所述充电系统与所述电池包连接点处的供电电流； 微处理器，还用于在判定所述供电电流超出预设电流阈值范围时，调整充电系统的输出电流，以使得所述供电电压位于所述预设电流阈值范围内。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车交直流组合充电控制系统，其特征在于`，还包括: 频率检测模块，用于实时检测所述充电系统与所述电池包连接处的供电电源频率； 微处理器，还用于通过所述供电电源频率与预设频率阈值比对，判断所述充电系统与所述电池包连接处的有功功率的是否为正值，若是，则控制所述开关单元导通，若否，则控制所述开关单元断开。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车交直流组合充电控制系统，其特征在于，还包括: 交流电表，连接所述交流充电模块与微处理器，用于将交流电网模块输出电量传输至微处理器； 直流电表，连接所述直流充电模块与微处理器，用于将直流充电模块输出电量传输至微处理器。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车交直流组合充电控制系统，其特征在于，包括连接于所述开关单元与微处理器之间的控制模块，所述控制模块用于选择充电系统的充电模式，所述充电模式至少包括:直流充电模式、交流充电模式、立即充电模式、延时充电模式、充满为止模式、预设电量充电模式以及预设时长充电模式。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车交直流组合充电控制系统，其特征在于，所述微处理器为单片机、DSP器件、ARM器件以及PLC器件之一。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车交直流组合充电控制系统，其特征在于，所述开关单元包括继电器。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车交直流组合充电控制系统，其特征在于，所述交流充电模块包括避雷器、接触器、断路器、漏电保护器；所述直流充电模块包括避雷器、接触器、断路器、漏电保护器、整流模块与DC-DC充电模块。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车交直流组合充电控制系统，其特征在于，还包括连接所述微处理器的读卡器、键盘以及液晶屏。
10.一种充电系统，用于对电动汽车进行充电，所述充电系统包括直流充电模块与交流电网模块，其特征在于，所述充电系统还包括前述权利要求1至9中任一项所述的电动汽车充电控制电路。
11.一种电动汽车，用于获取电池系统中电力来进行电力储备，其特征在于，所述电动汽车还包括前述权 利要求1至9中任一项所述的电动汽车充电控制系统。
【文档编号】B60L11/18GK103746418SQ201310737028
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】杨芳, 赵翔, 耿群锋, 吕晓荣, 刘志红, 唐雾鹜, 张卫国, 刘华锋, 刘昭慧, 杨凤坤, 邓超, 陈良亮, 刘硕 申请人:国家电网公司, 国电南瑞科技股份有限公司, 安徽省电力公司, 国网电力科学研究院