本發(fā)明涉及電動汽車有序充電，尤其涉及一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在小區(qū)內(nèi)鋪設(shè)充電樁作為新能源汽車的能量補給，其規(guī)模和布局速度迅猛發(fā)展。同時，智能電網(wǎng)作為城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，需要接入和調(diào)度大量電動汽車的充電負荷。當(dāng)前電動汽車的充電負荷在電網(wǎng)的負荷中所占比例不斷增加，電網(wǎng)頻率將會產(chǎn)生較大幅度的波動，對電網(wǎng)電壓和頻率調(diào)節(jié)帶來負面影響。由于目前大部分小區(qū)布局充電樁時并未根據(jù)電力需求峰值進行配電，在充電高峰期由于充電樁數(shù)量過多，充電負荷超出小區(qū)的用電設(shè)計負荷而發(fā)生電壓暫降、功率因數(shù)低等現(xiàn)象，影響電網(wǎng)質(zhì)量，造成電網(wǎng)頻率下降，影響小區(qū)居民用電需求。一方面，在電動汽車充電需求增多，電力資源緊缺的時候，小區(qū)布局充電樁的可用資源未能充分利用。另一方面，在電動汽車充電過程中，若電壓不穩(wěn)定、波動較大，將降低充電效率，充電時長增加，帶來不必要的資源的浪費。由于電力資源有限，為實現(xiàn)新能源電動汽車的穩(wěn)定發(fā)展，需要一種平衡電力需求和充電負荷的有序充電的方案使現(xiàn)有的小區(qū)充電樁充分利用其資源。

2、于是，發(fā)明人有鑒于此，針對現(xiàn)有技術(shù)及缺失予以研究改良，提供一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)及方法，以期達到更具有實用價值的目的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述背景技術(shù)中提到的問題，本發(fā)明提供一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)及方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，包括充電樁、控制終端，所述控制終端與充電樁電連接，所述充電樁包括：電動汽車soc獲取模塊、充電功率獲取模塊、充電時隙獲取模塊、充電控制模塊，所述電動汽車soc獲取模塊用于每隔10分鐘電動車載機從電動汽車電池管理系統(tǒng)獲取電動汽車soc；所述充電功率獲取模塊用于每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應(yīng)的電網(wǎng)可用總功率；所述充電時隙獲取模塊用于根據(jù)電動汽車soc獲取模塊和充電功率獲取模塊所獲取的數(shù)據(jù)得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率，充電時隙按時間先后順序排列組成充電過程；所述充電控制模塊用于按照充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?/p>

4、優(yōu)選地，所述充電時隙獲取模塊用于獲取電動汽車停放時段對應(yīng)的充電時隙，在電動汽車停放時段內(nèi)，如電網(wǎng)頻率超出所述充電功率獲取模塊所獲取的電網(wǎng)可用總功率區(qū)間范圍，按照預(yù)設(shè)策略調(diào)整充電功率，得到新的充電時隙。

5、優(yōu)選地，所述充電時隙獲取模塊用于以0時刻為起始時刻，以24小時為周期，將整個周期按每隔4小時分為0-4時、4-8時、8-12時、12-16時、16-20時和20-24時六個時段，按時段設(shè)定soc區(qū)間[si-1，si]，i為時段標(biāo)識，i＝1，2，3，4，5，6，按6個時段對應(yīng)的soc區(qū)間分別獲取初始充電時隙。

6、優(yōu)選地，所述有序充電系統(tǒng)還包括電網(wǎng)頻率監(jiān)測模塊，所述電網(wǎng)頻率監(jiān)測模塊用于監(jiān)測電網(wǎng)頻率波動區(qū)間，根據(jù)電網(wǎng)頻率波動區(qū)間向所述充電功率獲取模塊提供電網(wǎng)可用總功率。

7、優(yōu)選地，所述充電時隙獲取模塊用于當(dāng)電動汽車停放的充電站的可用總功率區(qū)間超出當(dāng)前充電時隙對應(yīng)的可用總功率區(qū)間時，則當(dāng)前充電時隙的充電狀態(tài)為待機狀態(tài)，當(dāng)電動汽車停放時段對應(yīng)多個可用總功率區(qū)間時，則按電動汽車soc大小確定初始充電時隙。

8、優(yōu)選地，當(dāng)所述充電站的可用的充電總功率＞電動汽車電池充電總功率+當(dāng)前正在充電的充電樁剩余充電時間對應(yīng)的功率需求，將剩余的充電功率減半，得到當(dāng)前正在充電的充電樁剩余充電時間需要的可用功率，如當(dāng)前充電功率不滿足，則控制當(dāng)前正在充電的充電樁按照當(dāng)前功率的一半充電；或如當(dāng)前充電功率不滿足，則控制當(dāng)前充電樁充電結(jié)束。

9、優(yōu)選地，所述控制終端用于監(jiān)測充電站負載實時功率，在充電站負載實時功率超出其對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值時，則進行功率限制，所述功率限制包括：控制充電站內(nèi)正在充電的充電樁按照當(dāng)前功率的一半充電；或控制充電站內(nèi)剩余充電時間不超過預(yù)設(shè)充電時間的充電樁充電結(jié)束：或控制正在充電的充電樁充電結(jié)束，并控制停放時間超過預(yù)設(shè)停放時間t的汽車不充電。

10、另一方面，本發(fā)明還提供一種電動汽車有序充電控制方法，包括以下步驟：系統(tǒng)獲取電動汽車soc；每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應(yīng)的電網(wǎng)可用總功率；根據(jù)電動汽車soc和電網(wǎng)可用總功率得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率；基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?/p>

11、優(yōu)選地，基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆?，通過控制終端向每個充電樁下發(fā)具體的充電時長，計算出在預(yù)設(shè)充電總時長下的每個目標(biāo)階段充電的目標(biāo)電壓，每個階段的充電時長為充電目標(biāo)電壓與初始充電電壓的比值乘以總充電時長的百分比。

12、優(yōu)選地，將預(yù)設(shè)總充電時長劃分為4個階段；第一階段、充電5％-10％時長，電流從0a逐步增加到100a，電壓隨電流增加緩慢增加，根據(jù)電壓增加速率計算得到第一階段每100毫秒目標(biāo)電池電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標(biāo)電壓的差值，計算出該時段的修正充電電流，修正充電電流＝(目標(biāo)電壓-實際電壓)×電池電芯容阻×0.5a，第二階段、10％-30％階段，電流為恒流模式，100a，電壓隨電流增加緩慢上升，根據(jù)電壓增加速率計算出時段目標(biāo)電池電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標(biāo)電壓的差值，計算出該時段修正充電電流，第三階段、30％-60％階段，充電電流從100a下降到50a，電壓隨電流降低緩慢下降，根據(jù)電壓降低速率計算出時段目標(biāo)電池電壓，在30％階段電流的下降速率是線性的，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標(biāo)電壓的差值，計算出該時段修正充電電流，第四階段、大于60％階段，充電電流為恒壓模式，保持在40v恒定電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標(biāo)電壓的差值，計算出該時段修正充電電流。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

14、1、本發(fā)明根據(jù)電動汽車soc和電網(wǎng)可用總功率得到充電時隙，基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆?，能夠充分利用小區(qū)充電樁所有時隙完成盡可能多的電動汽車的充電，減小充電站內(nèi)各時隙之間的充電干擾，同時對電網(wǎng)頻率的影響最小，對電網(wǎng)的沖擊小，緩解電網(wǎng)壓力，進一步保證電網(wǎng)的安全，對充電站內(nèi)總功率的調(diào)整和分配更合理。

15、2、本發(fā)明通過將預(yù)設(shè)總充電時長進行劃分，通過控制每個階段的充電電流和電壓，優(yōu)化充電過程，確保電池充電的安全性和效率。通過在不同階段應(yīng)用不同的充電模式和修正策略，減少充電時間，提高充電速度，同時避免對電池造成損害。

技術(shù)特征：

1.一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括充電樁、控制終端，所述控制終端與充電樁電連接，所述充電樁包括：電動汽車soc獲取模塊、充電功率獲取模塊、充電時隙獲取模塊，所述電動汽車soc獲取模塊用于每隔10分鐘電動車載機從電動汽車電池管理系統(tǒng)獲取電動汽車soc；所述充電功率獲取模塊用于每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應(yīng)的電網(wǎng)可用總功率；所述充電時隙獲取模塊用于根據(jù)電動汽車soc獲取模塊和充電功率獲取模塊所獲取的數(shù)據(jù)得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率，充電時隙按時間先后順序排列組成充電過程；所述充電控制模塊用于按照充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電時隙獲取模塊用于獲取電動汽車停放時段對應(yīng)的充電時隙，在電動汽車停放時段內(nèi)，如電網(wǎng)頻率超出所述充電功率獲取模塊所獲取的電網(wǎng)可用總功率區(qū)間范圍，按照預(yù)設(shè)策略調(diào)整充電功率，得到新的充電時隙。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電時隙獲取模塊用于以0時刻為起始時刻，以24小時為周期，將整個周期按每隔4小時分為0-4時、4-8時、8-12時、12-16時、16-20時和20-24時六個時段，按時段設(shè)定soc區(qū)間[si-1，si]，i為時段標(biāo)識，i＝1，2，3，4，5，6，按6個時段對應(yīng)的soc區(qū)間分別獲取初始充電時隙。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動汽車有序充電系統(tǒng)還包括電網(wǎng)頻率監(jiān)測模塊，所述電網(wǎng)頻率監(jiān)測模塊用于監(jiān)測電網(wǎng)頻率波動區(qū)間，根據(jù)電網(wǎng)頻率波動區(qū)間向所述充電功率獲取模塊提供電網(wǎng)可用總功率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電時隙獲取模塊用于當(dāng)電動汽車停放的充電站的可用總功率區(qū)間超出當(dāng)前充電時隙對應(yīng)的可用總功率區(qū)間時，則當(dāng)前充電時隙的充電狀態(tài)為待機狀態(tài)，當(dāng)電動汽車停放時段對應(yīng)多個可用總功率區(qū)間時，則按電動汽車soc大小確定初始充電時隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述充電站的可用的充電總功率＞電動汽車電池充電總功率+當(dāng)前正在充電的充電樁剩余充電時間對應(yīng)的功率需求，將剩余的充電功率減半，得到當(dāng)前正在充電的充電樁剩余充電時間需要的可用功率，如當(dāng)前充電功率不滿足，則控制當(dāng)前正在充電的充電樁按照當(dāng)前功率的一半充電；或如當(dāng)前充電功率不滿足，則控制當(dāng)前充電樁充電結(jié)束。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端用于監(jiān)測充電站負載實時功率，在充電站負載實時功率超出其對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值時，則進行功率限制，所述功率限制包括：控制充電站內(nèi)正在充電的充電樁按照當(dāng)前功率的一半充電；或控制充電站內(nèi)剩余充電時間不超過預(yù)設(shè)充電時間的充電樁充電結(jié)束：或控制正在充電的充電樁充電結(jié)束，并控制停放時間超過預(yù)設(shè)停放時間t的汽車不充電。

8.一種電動汽車有序充電控制方法，基于權(quán)利要求1-7中任一項所述的電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：獲取電動汽車soc；每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應(yīng)的電網(wǎng)可用總功率；根據(jù)電動汽車soc和電網(wǎng)可用總功率得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率；基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?/p>

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電動汽車有序充電控制方法，其特征在于，基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆?，通過控制終端向每個充電樁下發(fā)具體的充電時長，計算出在預(yù)設(shè)充電總時長下的每個目標(biāo)階段充電的目標(biāo)電壓，每個階段的充電時長為充電目標(biāo)電壓與初始充電電壓的比值乘以總充電時長的百分比。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電動汽車有序充電控制方法，其特征在于，將總充電時長劃分為4個階段；第一階段、充電5％-10％時長，電流從0a逐步增加到100a，電壓隨電流增加緩慢增加，根據(jù)電壓增加速率計算得到第一階段每100毫秒目標(biāo)電池電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標(biāo)電壓的差值，計算出該時段的修正充電電流，修正充電電流＝(目標(biāo)電壓-實際電壓)×電池電芯容阻×0.5a，第二階段、10％-30％階段，電流為恒流模式，100a，電壓隨電流增加緩慢上升，根據(jù)電壓增加速率計算出時段目標(biāo)電池電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標(biāo)電壓的差值，計算出該時段修正充電電流，第三階段、30％-60％階段，充電電流從100a下降到50a，電壓隨電流降低緩慢下降，根據(jù)電壓降低速率計算出時段目標(biāo)電池電壓，在30％階段電流的下降速率是線性的，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標(biāo)電壓的差值，計算出該時段修正充電電流，第四階段、大于60％階段，充電電流為恒壓模式，保持在40v恒定電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標(biāo)電壓的差值，計算出該時段修正充電電流。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)及方法，涉及電動車充電技術(shù)領(lǐng)域。包括充電樁、控制終端，所述控制終端與充電樁電連接，所述充電樁包括：電動汽車SOC獲取模塊、充電功率獲取模塊、充電時隙獲取模塊、充電控制模塊，所述電動汽車SOC獲取模塊用于每隔10分鐘電動車載機從電動汽車電池管理系統(tǒng)獲取電動汽車SOC；所述充電功率獲取模塊用于每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應(yīng)的電網(wǎng)可用總功率；所述充電時隙獲取模塊用于根據(jù)電動汽車SOC獲取模塊和充電功率獲取模塊所獲取的數(shù)據(jù)得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率；所述充電控制模塊用于按照充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?br/>
技術(shù)研發(fā)人員：鄭鵬,石偉丞
受保護的技術(shù)使用者：成都吉瓦特科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19