一种移动补电车充放电系统及其方法与流程

本发明涉及移动充电技术领域，特别是一种移动补电车充放电系统及其方法。

背景技术：

随着新能源科技的不断进步，文明程度不断革新，社会各界对新能源的认知和需求也愈演愈烈。电能作为一种使用效率高，方便传输等优质能源，被充分利用和开发。虽然在电能的产生、运输和利用方面已经取得了辉煌的成就，但是如何进一步的优化电能、高效率、方便利用等仍是需要解决的重大问题。开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域，然而大量的电力电子设备、开关电源等设备在使用的过程中，对电网造成的谐波和无功污染不可忽视，其中以整流装置设备对电网的污染所占比重最大。为进一步提高电能质量，优化电源利用也是面临的重要课题。其解决方法主要有两种：一是对电网已产生的谐波及无功进行补偿，如有源电力滤波器、无源补偿等。二是在大功率电力电子设备在投入电网中使用，有自身的滤波装置，使得投入电网中的电压电流正弦化，减少对电网谐波污染。第二种方法实质就是对电力电子装置进行功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)，使其单位功率因数运行，该方法从根本上消除谐波源，是治理谐波污染问题的根本措施。

现有的充电设备仅仅只能提供一个或多个充电接口，不能对整个充电过程进行监测，也不能实现多模式的切换。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种移动补电车充放电系统及其方法，本申请具有电能计量功能，能根据客户的需要进行电能计量，具有手动和自动模式，能根据实际情况进行切换，能储能补电和完善的监测、保护功能，有利于保证人身、电网、设备和电动汽车的充电安全。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种移动补电车充放电系统，包括储能式充电机、后台监控系统和车载电池管理系统；所述储能式充电机通过CAN总线与所述后台监控系统相连，所述储能式充电机还与车载电池管理系统相连；

所述储能式充电机包括电源模块、显示控制模块、通信处理模块、电能表、人机接口和若干充电模块，所述电源模块通过所述电能表与所述充电模块相连，所述显示控制模块分别与所述电能表、所述电源模块、所述充电模块以及所述人机接口相连，所述通信处理模块与所述显示控制模块相连；

所述后台监控系统用于对储能式充电机的输入过欠压、缺相状态、输入漏电状态、输出过压状态、输出过载状态、输出短路状态、输出绝缘状态、内部温度状态、输入输出端防雷状态以及接地状态进行检测；

所述车载电池管理系统用于对储能式充电机的电源模块进行管理。

进一步的，在本发明中，所述储能式充电机包括包括电源模块、显示控制模块、通信处理模块、电能表、人机接口和若干个充电模块；

所述电源模块用于提供储存和提供电能；

所述显示控制模块通过CAN总线采集所述充电模块的工作状态，并将获取的数据进行显示；

所述通信处理模块用于与后台监控系统、车载电池管理系统进行通讯，并发送所述储能式充电机的工作状态；

所述电能表用于根据用户需要对输入的电能进行计量，并将计量的电能每隔一段时间上传到监控系统进行统计处理；

所述人机接口用于提供信息交互的接口；

所述充电模块设有高压断路器和保护电阻，高压断路器根据整机工作状态切断或连接充电线路，保险电阻在整机或电池充电过流或短路时切断充电线路，所述充电模块用于为外部设备提供充放电操作。

进一步的，在本发明中，每个储能式充电机包括有若干直流充电座。

一种移动补电车充放电方法，所述方法包括：

储能式充电机获得插入的充电接头信息，并在车辆侧和设备侧产生控制信号，若信号不存在设备侧，则立即禁止储能式充电机输出；

对充电接头的工作状态进行检测，并获取充电数据，将所述充电数据保存在储能充电机内或通过CAN总线上传至后台监控系统。

进一步的，在本发明中，设定在充放电过程中，其包括但不仅限于以下充电方式：

手动充放电：由人工进行设置，根据所述人工设置的数据进行充放电操作，获取充放电过程中的充电数据，并保存在储能式充电机中；

自动充放电：由预设的数据信息进行充放电操作，并将获取的当前充电数据以及存在储能式充电机中的充电数据上传到后台监控系统。

进一步的，在本发明中，所述方法还包括：

获得储能式充电机中充电电池的参数，并响应充电电池的监控请求，由后台监控系统对充电电池发出报警或故障信息进行处理。

进一步的，在本发明中，所述方法还包括权限设置方法，具体包括以下几种模式：

用户级：可进行模式选择、充电设置、充电启/停控制操作；

管理员级：对储能式充电机进行参数设置，并包括模式选择、充电设置、充电启/停控制操作。

进一步的，在本发明中，设定在充电过程中，根据直流输入电压大小限制输出电流或功率。

进一步的，在本发明中，设定储能式充电机在设备故障时，能通过紧急停机按钮停止输出。

本发明的有益效果是：

（1）具有手动和自动两种充电工作模式，能根据实际的情况进行自动切换，使用方便；

（2）能通过CAN接口获取充电电池的状态参数，并能对报警和故障信息进行及时处理，以保护电动汽车的充电安全；

（3）具有电能计量功能，能根据客户需要对输入的电能进行计量，将计量的电能每隔一段时间上传到监控系统进行统计处理；

（4）具有储能和补电的功能；

（5）具有充电连接状态检测，以及充电工作状态检测的功能，同时还能对充电过程中的各种状态进行监控，功能齐全，安全性高；

（6）具有紧急停机功能，在设备故障时，能紧急停止输出，以保证人身、电网、设备和电动汽车的充电安全。

附图说明

图1为本发明充电机充电部分结构示意图；

图2为本发明充电机控制部分的结构示意图；

图3为本发明电源模块的结构示意图；

图4为本发明多个充电座的连接关系示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1：

一种移动补电车充放电系统，请参阅附图1和附图2所示，包括储能式充电机、后台监控系统和车载电池管理系统；所述储能式充电机通过CAN总线与所述后台监控系统相连，所述储能式充电机还与车载电池管理系统相连；

所述储能式充电机包括电源模块、显示控制模块、通信处理模块、电能表、人机接口和若干充电模块，所述电源模块通过所述电能表与所述充电模块相连，所述显示控制模块分别与所述电能表、所述电源模块、所述充电模块以及所述人机接口相连，所述通信处理模块与所述显示控制模块相连；

所述后台监控系统用于对储能式充电机的输入过欠压、缺相状态、输入漏电状态、输出过压状态、输出过载状态、输出短路状态、输出绝缘状态、内部温度状态、输入输出端防雷状态以及接地状态进行检测；

所述车载电池管理系统用于对储能式充电机的电源模块进行管理。

进一步的，在本发明中，所述储能式充电机包括包括电源模块、显示控制模块、通信处理模块、电能表、人机接口和若干个充电模块；

所述电源模块用于提供储存和提供电能；

所述显示控制模块通过CAN总线采集所述充电模块的工作状态，并将获取的数据进行显示；

所述通信处理模块用于与后台监控系统、车载电池管理系统进行通讯，并发送所述储能式充电机的工作状态；

所述电能表用于根据用户需要对输入的电能进行计量，并将计量的电能每隔一段时间上传到监控系统进行统计处理；

所述人机接口用于提供信息交互的接口；

所述充电模块设有高压断路器和保护电阻，高压断路器根据整机工作状态切断或连接充电线路，保险电阻在整机或电池充电过流或短路时切断充电线路，所述充电模块用于为外部设备提供充放电操作。

进一步的，在本发明中，请参阅附图4所示，每个储能式充电机包括有若干直流充电座。

需要说明的是，输入三项交流电通过输入总开关给20个充电模块供电，20个充电模块分别将交流电转化为高压直流电，并通过并联使功率容量达到300KW。显示控制模块通过CAN通讯采集充电模块的工作状态，当任一模块工作异常时，均上报到显示控制模块，显示控制模块关断故障的模块，而并不影响其他充电模块的正常工作。

储能式充电机包括用7 寸高分辨率带触摸彩色液晶显示屏显示充电信息和操作功能提示，可以详细显示充电机及电池的状态信息。具有充电金额、充电桩充电电量，卡内余额、充电单价等信息提示。充电桩操作系统支持手动和自动2 种充电模式，且在充电启动后有“停止充电”按钮（同时刷卡操作也可停止充电，同时具有相关信息提示）。其中手动工作模式，需要设置手动控制电压、电流和充电时间等参数，可将系统的输出功率限制以避免电流过大损坏设备；设备系统管理软件可升级，方便客户经营管理。根据不同需要系统界面分车载储能电池补电模式（AC-DC），底盘电池组补电模式；车载储能电池给大巴车补电模式（DC-DC）；地面充电桩给通过充电机给储能电池补电模式（DC-DC）；根据需要有这几种能量转换模。

进一步的，外部设有急停开关、射频非接触式读卡器和连接插头。显示屏上部具有充电、正常、故障灯，用于提示充电桩的当前状态。储能式充电桩控制电路具有数据采集、逻辑控制及与充电通信等功能，具体电路包括电源电路、漏电流采样电路、读卡模块电路、急停及应急电路。

进一步的，请参阅附图3所示，电源电路主要是为控制电路提供所需的电源，包括+12V、+24V、+5V、+3.3V。在工作过程中，模块电源将单相220V 交流电转换为+24V 和+12V 的直流电供控制电路、打印机、继电器使用。漏电流采样电路整车一体式直流充电桩具有漏电流检测功能，通12过霍尔传感器实时检测高压充电时的漏电流，以保护人身安全及保障设备正常运行。读卡模块电路读卡模块电路通过与主控板的实时通信，记录用户卡内信息，实现用户读卡操作、设置管理权限、更改充电参数、查看充电状态。急停及应急电路急停电路用于控制输出高压继电器，在意外发生时可以切断动力线路，应急按钮用于软关断充电机，在忘记带卡或想停止充电时，按此按钮可以发送停机指令给充电机，实现快速关机。

实施例2：

一种移动补电车充放电方法，所述方法包括：

储能式充电机获得插入的充电接头信息，并在车辆侧和设备侧产生控制信号，若信号不存在设备侧，则立即禁止储能式充电机输出；

对充电接头的工作状态进行检测，并获取充电数据，将所述充电数据保存在储能充电机内或通过CAN总线上传至后台监控系统。

进一步的，在本发明中，设定在充放电过程中，其包括但不仅限于以下充电方式：

手动充放电：由人工进行设置，根据所述人工设置的数据进行充放电操作，获取充放电过程中的充电数据，并保存在储能式充电机中；

自动充放电：由预设的数据信息进行充放电操作，并将获取的当前充电数据以及存在储能式充电机中的充电数据上传到后台监控系统。

进一步的，在本发明中，所述方法还包括：

获得储能式充电机中充电电池的参数，并响应充电电池的监控请求，由后台监控系统对充电电池发出报警或故障信息进行处理。

进一步的，在本发明中，所述方法还包括权限设置方法，具体包括以下几种模式：

用户级：可进行模式选择、充电设置、充电启/停控制操作；

管理员级：对储能式充电机进行参数设置，并包括模式选择、充电设置、充电启/停控制操作。

进一步的，在本发明中，设定在充电过程中，根据直流输入电压大小限制输出电流或功率。

进一步的，在本发明中，设定储能式充电机在设备故障时，能通过紧急停机按钮停止输出。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。