一种交流充电桩实现V2G放电的电路和方法与流程

本发明涉及交流充电桩，具体涉及一种交流充电桩实现v2g放电的电路和方法。

背景技术：

1、v2g是vehicle-to-grid的简称，是指电动汽车与电网之间进行能量与信息双向传递的技术。v2g技术的核心理念是将处于停驶状态的电动汽车当作移动式储能装置，在电网需求侧响应，提供紧急供电，辅助维持电网的稳定性。当电网负荷较低时，电动汽车利用车载蓄电池对电网中的电能进行存储，避免资源浪费；当电网负荷较高时，电动汽车将蓄电池中存储的电能向电网进行输送。通过在用电低谷时存储电网的能量、峰荷时向电网提供能量，达到移峰填谷的效果，使电网系统能够安全高效运行。

2、目前，电动汽车的充放电模式分为直流充放电和交流充放电。由于交流充电桩大多为私人桩，并且在小区、办公楼等大量分布的特点，可以实现深夜在家充电、白天上班放电的应用场景。不仅可以达到移峰填谷，包装电网系统安全运行的效果，还能让车主在保障绿色出行的前提下赚取电费的差价。车辆在进行交流v2g放电时，需要车辆和充电桩进行实时的数据交互。而现有的交流充电桩只能通过硬件对充电连接是否正常进行检测，以及对充电电流进行选择，并没有与车辆进行实时通信的功能。

3、因此，需要提出一种交流充电桩实现v2g放电的电路和方法，解决现有技术中由于交流充电桩与车辆之间无法进行实时的数据交互，导致交流v2g放电时，充电桩和车辆无法根据实时的放电情况确定最优的放电策略、车辆和交流充电桩均存在安全隐患的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种交流充电桩实现v2g放电的电路和方法，解决现有技术存在的由于交流充电桩与车辆之间无法进行实时的数据交互，导致交流v2g放电时，充电桩和车辆无法根据实时的放电情况确定最优的放电策略，且存在安全隐患的技术问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种交流充电桩实现v2g放电的电路，包括桩端供电控制模块和车辆控制模块；

3、所述桩端供电控制模块一端与电网连接，另一端通过信源切换开关和信号控制开关与所述车辆控制模块连接；其中，所述信号控制开关为双路开关，所述双路开关第一路的第一端口与所述车辆控制模块连接、第二端口接地；第二路的第一端口与所述桩端供电控制模块连接、第二端口与所述车辆控制模块连接；

4、所述桩端供电控制模块，用于通过所述信源切换开关和所述信号控制开关对车辆进行唤醒操作，并向所述车辆控制模块发送预设桩端数据格式的指令信号；还用于接收所述车辆控制模块发送的应答信号；

5、所述车辆控制模块，包括负载开关和双向车载充电机，用于接收所述桩端供电控制模块发送的指令信号，通过控制所述负载开关的通断向所述桩端供电控制模块发送应答信号，并通过所述双向车载充电机进行放电操作。

6、进一步的，所述桩端供电控制模块还包括计费模块，所述计费模块一端与电网连接，另一端与所述双向车载充电机连接；

7、所述计费模块，用于对所述双向车载充电机的放电量进行统计。

8、进一步的，所述双向车载充电机具备过零检测功能。

9、本发明还提供一种交流充电桩实现v2g放电的方法，应用于上述技术方案任一所述的交流充电桩实现v2g放电的电路中的桩端供电控制模块，包括：

10、基于v2g放电指令，通过所述信源切换开关和信号控制开关向所述车辆控制模块发送唤醒指令，并判断车辆是否被唤醒成功；

11、当确定车辆被唤醒成功时，通过信源切换开关根据预设桩端数据格式发送放电请求指令；

12、基于接收到的允许放电应答信号，通过信源切换开关根据预设桩端数据格式发送放电参数指令；

13、基于接收到的参数确认应答信号，通过信源切换开关根据预设桩端数据格式发送开始放电指令；

14、基于接收到的开始放电应答信号，执行v2g放电操作；

15、基于接收到的结束放电应答信号，结束v2g放电操作。

16、进一步的，通过所述信源切换开关和信号控制开关向所述车辆控制模块发送唤醒指令，包括：

17、将所述信源切换开关置于固定电压端，断开所述信号控制开关；

18、当所述信号控制开关断开时间达到预设唤醒时间后，闭合所述信号控制开关。

19、进一步的，预设桩端数据格式依次包括起始位、id区、数据区、奇偶校验位和结束位；

20、所述桩端供电控制模块通过将所述信源切换开关置于pwm电压端，并发送频率固定、占空比满足预设的不同数据位定义的pwm波形，对各个指令进行发送。

21、进一步的，所述方法还包括：

22、当所述桩端供电控制模块确定车辆未被唤醒成功时，发送取消放电信息。

23、本发明还提供一种交流充电桩实现v2g放电的方法，应用于上述技术方案任一所述的交流充电桩实现v2g放电的电路中的车辆控制模块，包括：

24、基于接收到的唤醒指令，控制车辆退出休眠模式：

25、基于接收到的放电请求指令，通过控制所述负载开关的通断根据预设车端数据格式发送允许放电应答信号；

26、基于接收到的放电参数指令，通过控制所述负载开关的通断根据预设车端数据格式发送参数确认应答信号；

27、基于接收到的开始放电指令，通过控制所述负载开关的通断根据预设车端数据格式发送开始放电应答信号，并控制所述双向车载充电机进行放电，结合车辆的电池参数判断是否需要结束放电；

28、当确定需要结束放电时，通过控制所述负载开关的通断根据预设车端数据格式发送结束放电应答信号、控制所述双向车载充电机停止工作。

29、进一步的，当所述车辆控制模块控制所述负载开关断开时，对应所述预设车端数据格式中的0数据；当所述车辆控制模块控制所述负载开关闭合时，对应所述预设车端数据格式中的1数据。

30、本发明还提供一种交流充电桩实现v2g放电的方法，应用于上述技术方案任一所述的交流充电桩实现v2g放电的电路，包括：

31、所述桩端供电控制模块基于v2g放电指令，通过所述信源切换开关和信号控制开关向所述车辆控制模块发送唤醒指令，并判断车辆是否被唤醒成功；

32、所述车辆控制模块基于接收到的唤醒指令，控制车辆退出休眠模式；

33、当所述桩端供电控制模块确定车辆被唤醒成功时，通过信源切换开关根据预设桩端数据格式发送放电请求指令；

34、所述车辆控制模块基于接收到的放电请求指令，通过控制所述负载开关的通断根据预设车端数据格式发送允许放电应答信号；

35、所述桩端供电控制模块基于接收到的允许放电应答信号，通过信源切换开关根据预设桩端数据格式发送放电参数指令；

36、所述车辆控制模块基于接收到的放电参数指令，通过控制所述负载开关的通断根据预设车端数据格式发送参数确认应答信号；

37、所述桩端供电控制模块基于接收到的参数确认应答信号，通过信源切换开关根据预设桩端数据格式发送开始放电指令；

38、所述车辆控制模块基于接收到的开始放电指令，通过控制所述负载开关的通断根据预设车端数据发送开始放电应答信号；

39、所述桩端供电控制模块基于接收到的开始放电应答信号，执行v2g放电操作；

40、所述车辆控制模块控制所述双向车载充电机进行放电，结合车辆的电池参数判断是否需要结束放电；当确定需要结束放电时，通过控制所述负载开关的通断根据预设车端数据格式发送结束放电应答信号、控制所述双向车载充电机停止工作；

41、所述桩端供电控制模块基于接收到的结束放电应答信号，结束v2g放电操作。

42、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明在《gbt18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》中充电模式3连接方式c的控制导引电路图基础上，在桩端加入了信号控制开关对车辆进行唤醒操作，并向车辆控制模块发送预设桩端数据格式的指令信号；在车端通过控制负载开关的通断向桩端发送应答信号，并通过车载充电机进行放电。本发明对现有的控制硬件电路进行小幅度修改，不影响交流充电桩对车辆的正常充电功能，通过预设桩端和车端的数据格式、定义数据信息，实现车辆与交流充电桩的实时通信，满足交流v2g放电的技术要求。