一种新能源汽车局域均衡充电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源汽车制造领域，具体涉及一种新能源汽车局域均衡充电系统。
【背景技术】
[0002]由于新能源汽车动力电池能量和端电压的限制，新能源汽车需要采用多块电池进行串、并联组合，而动力电池特性的高度非线性，使得电池管理系统(BMS — BatteryManagement System)成为电动汽车的必备装置。BMS最基本的功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。
[0003]国标中规定，新能源汽车充电时BMS系统与充电机通过CAN总线实现交互通信，充电过程中，充电机根据BMS提供的数据动态调整充电参数，执行相应动作完成充电过程。但在实际运行过程中，充电机的充电过程还要受到所属配电柜的负荷制约，在充电过程中，若不采取均衡方式加以限制，很可能造成整个配电柜超负荷运转进而造成整个充电系统瘫痪。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术不足，本发明提出了一种新能源汽车局域均衡充电系统，本系统实时检测配套低压配电柜的输出电流、电压和当前充电机的用电量，一旦检测到输出电流超过额度限制，系统将通过内部均衡策略通知相应的充电机进行充电策略调整。
[0005]本发明技术方案为，一种新能源汽车局域均衡充电系统，采用直流母线供电拓扑网络，所述直流母线供电拓扑网络包括配电装置、充电站、双向AC/DC模块和均衡配电模块，配电装置从高压电网接入，进行变压和滤波后，分两路接入后继节点，一路接入所述均衡配电模块，另一路接入一个低压电网，低压电网与双向AC/DC模块通过电缆相连接，均衡配电模块和双向AC/DC模块通过电缆相连接，均衡配电模块的内部设有数据采集单元、CAN总线、电池BMS系统和BMS智能分析单元，双向AC/DC模块通过一个直流母线与充电站相连接，充电站内设有充电机。
[0006]BMS智能分析单元根据配电室的设计负荷和当前充电机的用电量进行预警和内部均衡计算，保证供电系统可靠运行，BMS智能分析单元的分析方法为:
第一步:给定时间时段T
第二步:T减一，采集充电站各充电机的用电负荷；
第三步:若当前总用电负荷小于当前变电站的设计负荷的80%，则各充电机自行与电池BMS系统协商充电策略；
第四步:若当前总用电负荷大于当前变电站的设计负荷的80%，同时当前总用电负荷小于当前变电站的设计负荷的100%，则通知刚开始充电的充电机调整充电策略，限制充电电流大小； 第五步:若当前总用电负荷大于本系统设计负荷的100%，则通知部分充电机停止充电，优先满足充电电池接近充满的充电机；
第六步:时间时段T为零吗，否，转第二步；
第七步:转第一步。
[0007]本发明的有益效果为:
1)本发明充电机的控制模块接收均衡配电模块的指令，实时调整其和BMS设定的充电策略；
2)本发明均衡配电模块根据历史数据分析判别用电峰谷，在保证安全用电的基础上，分时错峰为新能源汽车电池充电；
3)本发明实时检测充电机所属区域供电的总负荷和当前负荷，实时监控各充电机的状态参数等；
4)本发明根据当前充电电网的总负荷和当前充电机的用电负荷，采用均衡算法进行内部控制，对要求的充电负荷进行合理分配；
5)本发明充电机综合当前充电电网的当前负荷和新能源汽车的BMS系统对新能源车辆进行均衡充电；
6)本发明根据当前供电区域的设计负荷，判别用电峰谷，优先满足非充电负荷，在充分考虑供电系统运行安全的基础上，分时错峰对局域网内的新能源汽车实现充电。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的网络结构图
图中，1、高压电网；2、配电装置；3、低压电网；4、均衡配电模块；5、直流母线；6、充电站、双向DC/DC装置；8、充电机；9、双向AC/DC模块。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，本发明采用直流母线供电拓扑网络，包括配电装置2、充电站6、双向AC/DC模块9和均衡配电模块4，配电装置2从高压电网I接入，进行变压和滤波后，分两路接入后继节点，一路接入所述均衡配电模块4，另一路接入一个低压电网3，低压电网3与双向AC/DC模块9通过电缆相连接，均衡配电模块4和双向AC/DC模块9通过电缆相连接，均衡配电模块4的内部设有数据采集单元、CAN总线、电池BMS系统和BMS智能分析单元，电池BMS系统设置有双向接口，双向AC/DC模块9通过一个直流母线5与充电站6相连接，充电站6通过双向DC/DC装置7与充电机8相连接。
[0010]BMS智能分析单元根据配电室的设计负荷和当前充电机的用电量进行预警和内部均衡计算，保证供电系统可靠运行，BMS智能分析单元的分析方法为:
第一步:给定时间时段T
第二步:T减一，采集充电站各充电机的用电负荷；
第三步:若当前总用电负荷小于当前变电站的设计负荷的80%，则各充电机8自行与电池BMS系统协商充电策略；
第四步:若当前总用电负荷大于当前变电站的设计负荷的80%，同时当前总用电负荷小于当前变电站的设计负荷的100%，则通知刚开始充电的充电机8调整充电策略，限制充电电流大小；
第五步:若当前总用电负荷大于本系统设计负荷的100%，则通知部分充电机8停止充电，优先满足充电电池接近充满的充电机8 ;
第六步:时间时段T为零吗，否，转第二步；
第七步:转第一步。
[0011]充电机8内部设有控制模块，通过双向DC/DC装置7接收均衡配电模块4的指令，实时调整其和电池BMS系统设定的充电策略；
均衡配电模块4根据历史数据分析判别用电峰谷，在保证安全用电的基础上，分时错峰为新能源汽车电池充电；
本发明的均衡配电模块的主要功能有:
O实时检测充电机8所属区域供电的总负荷和当前负荷。
[0012]2)实时监控各充电机8的状态参数等；
3)根据当前充电电网的总负荷和当前充电机8的用电负荷，采用均衡算法进行内部控制，对要求的充电负荷进行合理分配；
4)充电机8综合当前充电电网的当前负荷和新能源汽车的BMS系统对新能源车辆进行均衡充电；
5)系统根据当前供电区域的设计负荷，判别用电峰谷，优先满足非充电负荷，在充分考虑供电系统运行安全的基础上，分时错峰对局域网内的新能源汽车实现充电。
[0013]本发明功率因数达到0.99。
[0014]本发明谐波含量控制低于5%。
【主权项】
1.一种新能源汽车局域均衡充电系统，采取直流母线供电拓扑网络，所述直流母线供电拓扑网络包括配电装置、充电站、双向AC/DC模块和均衡配电模块，其特征在于:配电装置从高压电网接入，进行变压和滤波后，分两路接入后继节点，一路接入所述均衡配电模块，另一路接入一个低压电网，低压电网与双向AC/DC模块通过电缆相连接，均衡配电模块和双向AC/DC模块通过电缆相连接，均衡配电模块的内部设有数据采集单元、CAN总线、电池BMS系统和BMS智能分析单元，双向AC/DC模块通过一个直流母线与充电站相连接，充电站内设有充电机。2.根据权利要求1所述的新能源汽车局域均衡充电系统，其特征在于:BMS智能分析单元根据配电室的设计负荷和当前充电机的用电量进行预警和内部均衡计算，保证供电系统可靠运行，BMS智能分析单元的分析方法为: 第一步:给定时间时段T 第二步:T减一，采集充电站各充电机的用电负荷； 第三步:若当前总用电负荷小于当前变电站的设计负荷的80%，则各充电机自行与电池BMS系统协商充电策略； 第四步:若当前总用电负荷大于当前变电站的设计负荷的80%，同时当前总用电负荷小于当前变电站的设计负荷的100%，则通知刚开始充电的充电机调整充电策略，限制充电电流大小； 第五步:若当前总用电负荷大于本系统设计负荷的100%，则通知部分充电机停止充电，优先满足充电电池接近充满的充电机； 第六步:时间时段T为零吗，否，转第二步； 第七步:转第一步。
【专利摘要】本发明涉及一种新能源汽车局域均衡充电系统，采取直流母线供电拓扑网络，所述直流母线供电拓扑网络包括配电装置、充电站、双向AC/DC模块和均衡配电模块，配电装置从高压电网接入，进行变压和滤波后，分两路接入后继节点，一路接入所述均衡配电模块，另一路接入一个低压电网，低压电网与双向AC/DC模块通过电缆相连接，均衡配电模块和双向AC/DC模块通过电缆相连接，均衡配电模块的内部设有数据采集单元、CAN总线、电池BMS系统和BMS智能分析单元，双向AC/DC模块通过一个直流母线与充电站相连接，充电站内设有充电机。本发明能实时检测配套低压配电柜的输出电流、电压和当前充电机的用电量，一旦检测到输出电流超过额度限制，系统将通过内部均衡策略通知相应的充电机进行充电策略调整。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN105162204
【申请号】CN201510634622
【发明人】张文武, 窦明武
【申请人】青岛派克能源有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月30日