一種電動(dòng)汽車(chē)分體式直流充電樁、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)分體式直流充電粧、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石油、煤炭等傳統(tǒng)能源危機(jī)不斷加深，大氣環(huán)境不斷地惡化，節(jié)能和減排已經(jīng)成為未來(lái)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的主攻方向。磷酸鐵鋰、改性錳酸鋰等鋰離子電池技術(shù)的不斷突破，為電動(dòng)汽車(chē)的普及開(kāi)拓的廣闊的前景。隨之而來(lái)的充電設(shè)施建設(shè)就顯得尤為重要，而充電設(shè)施的建設(shè)又需要良好的運(yùn)營(yíng)模式作為支撐。
[0003]充電站配備小型儲(chǔ)能站在夜間電網(wǎng)谷值期儲(chǔ)能，電網(wǎng)峰值期耗能的運(yùn)營(yíng)方案，能實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”享受優(yōu)惠電價(jià)政策，降低電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在電網(wǎng)峰值期快速消耗儲(chǔ)能站電能，且讓電動(dòng)車(chē)在較短的時(shí)間內(nèi)獲得足夠的電能，大功率直流充電粧必不可少。但是，單粧大功率充電粧在夜間電網(wǎng)谷值期可短時(shí)間充滿電動(dòng)車(chē)，又造成充電粧夜間利用率低下的問(wèn)題。
[0004]就目前市場(chǎng)上的直流充電設(shè)施而言:
[0005]中國(guó)專(zhuān)利CN 103904737 A提出了一種一粧兩充的充電方案，這種方案只能實(shí)現(xiàn)單槍輸出，在其中一槍工作的情況下，另一槍無(wú)法工作；
[0006]兩充且電能智能負(fù)荷分配的電動(dòng)汽車(chē)直流充電粧是對(duì)上一種充電方案的完善和補(bǔ)充，可以實(shí)現(xiàn)雙槍同時(shí)工作。但是這種方案在功率擴(kuò)容時(shí)需要大量的直流接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)，成本較高，柜體占地面積較大；擴(kuò)容后也只能實(shí)現(xiàn)雙槍輸出，單槍平均功率較大，同樣造成充電粧夜間利用率低下的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，這種充電粧在充電站建設(shè)方面，具有一定的局限性。
[0007]所以，現(xiàn)在市場(chǎng)上急需一種單粧功率小、占地面積小、可并機(jī)工作且電能智能負(fù)荷分配、功率擴(kuò)展易實(shí)現(xiàn)成本低、充電組合方式靈活、綜合成本較低、充電模塊利用率高的分體式直流充電粧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種電動(dòng)汽車(chē)分體式直流充電粧、系統(tǒng)及方法，本發(fā)明單粧功率小、占地面積小、可并機(jī)工作且電能智能負(fù)荷分配、功率擴(kuò)展易實(shí)現(xiàn)成本低、充電組合方式靈活、綜合成本較低、充電模塊利用率高，能較為完美的解決當(dāng)前技術(shù)難題。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種電動(dòng)汽車(chē)分體式直流充電粧，包括充電粧本體、控制系統(tǒng)和充電機(jī)屏體，其中，所述充電機(jī)屏體連接交流端，充電粧本體連接充電機(jī)屏體，控制系統(tǒng)控制充電機(jī)屏體和充電粧本體的關(guān)斷；
[0011]所述交流端，包括交流進(jìn)線總開(kāi)關(guān)、避雷器、交流排，其中交流進(jìn)線總開(kāi)關(guān)和避雷器并聯(lián)于交流排上；
[0012]所述充電機(jī)屏體，包括并機(jī)接觸器、充電模塊、匯流排和TC接線端子，所述匯流排與交流排通過(guò)充電模塊連接，TC接線端子的一端連接匯流排，另一端連接充電粧本體；所述匯流排上連接有并機(jī)接觸器，且并機(jī)接觸器設(shè)置于匯流排外側(cè)；
[0013]所述充電粧本體，包括TC接線端子、熔斷器、分流器和直流充電槍?zhuān)渲?，所述TC接線端子的一端和充電機(jī)屏體內(nèi)的TC接線端子連接，另一端通過(guò)分流器和熔斷器連接輸出接觸器，輸出接觸器連接直流充電槍?zhuān)?br>[0014]所述控制系統(tǒng)，包括總控模塊、前置采集控制模塊和后置采集控制模塊，前置采集控制模塊和后置采集控制模塊連接總控模塊，總控模塊還連接有充電機(jī)屏體內(nèi)的充電模塊。
[0015]所述總控模塊與管理中心通信。
[0016]所述匯流排連接有泄放繼電器，泄放繼電器連接泄放電阻，用于控制泄放掉充電模塊的電容電壓。
[0017]所述總控模塊連接有顯示屏、讀卡器，所述顯示屏與總控模塊通過(guò)并口通訊，讀卡器與總控模塊通過(guò)RS232串口通訊。
[0018]所述后置采集模塊通過(guò)RS485連接有直流電能表。
[0019]所述后置采集模塊對(duì)并機(jī)接觸器的閉合關(guān)斷進(jìn)行控制。
[0020]一種電動(dòng)汽車(chē)分體式直流充電粧系統(tǒng)，包括多個(gè)如上所述的分體式直流充電粧，所述分體式直流充電粧并聯(lián)于交流端，且每個(gè)分體式直流充電粧的充電機(jī)屏體內(nèi)充電模塊通過(guò)并機(jī)接觸器將匯流排依次相連，形成環(huán)路，各個(gè)分體式直流充電粧的總控模塊、前置采集模塊和后置采集模塊通過(guò)CAN總線連接，后置采集模塊通過(guò)控制并機(jī)接觸器的關(guān)斷閉合實(shí)現(xiàn)電能智能負(fù)荷分配，分體式直流充電粧的充電模塊與對(duì)應(yīng)直流充電粧總控模塊通過(guò)CAN總線通訊，分體式直流充電粧的充電模塊通過(guò)并接中間繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)，與相鄰分體式直流充電粧的充電模塊連接，形成CAN通訊環(huán)路，每個(gè)分體式直流充電粧的充電模塊在響應(yīng)功率調(diào)配時(shí)通過(guò)中間繼電器與需要功率調(diào)配的充直流充電粧的總控模塊接通，由其集中控制。
[0021]所述總控模塊包括三路CAN總線，第一路CAN總線負(fù)責(zé)總控模塊間通訊及本機(jī)前置、后置采集控制模塊通訊，第二路負(fù)責(zé)分組的充電模塊通訊，第三路負(fù)責(zé)電動(dòng)汽車(chē)BMS通訊。
[0022]所述總控模塊連接管理中心，實(shí)時(shí)監(jiān)控分體式直流充電粧工作狀態(tài)并上傳業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
[0023]所述多個(gè)分體式直流充電粧互聯(lián)通訊，各單粧總控模塊采用實(shí)時(shí)廣播本機(jī)忙閑及故障狀態(tài)的方式工作；多個(gè)分體式直流充電粧中的任一單粧總控，可以搶占總線控制權(quán)，向其他處于閑置狀態(tài)單粧進(jìn)行功率調(diào)配。
[0024]所述總控模塊根據(jù)BMS對(duì)充電電流的需求和各分體式直流充電粧的狀態(tài)，響應(yīng)BMS的負(fù)荷需求，后置采集模塊控制并機(jī)接觸器和充電模塊通訊切換中間繼電器，進(jìn)行功率調(diào)配。
[0025]一種基于上述分體式直流充電粧系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
[0026](I)讀取用戶卡信息，判斷信息是否正確，如果信息為正在使用或?yàn)楹趹簦@示屏提示用戶，如果信息正確，進(jìn)入步驟(2);
[0027](2)待使用的分體式直流充電粧的工作狀態(tài)，若該充電粧為單機(jī)工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)入步驟(5)，若該充電粧處于并機(jī)工作狀態(tài)，進(jìn)入步驟(3);
[0028](3)該充電粧搶占總線控制權(quán)，向處于閑置狀態(tài)的相鄰充電粧發(fā)出鎖定命令，使其處于操作鎖定狀態(tài)，不被其他用戶操作；
[0029](4)該充電粧的總控模塊和汽車(chē)BMS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，總控模塊根據(jù)BMS充電需求及鎖定的充電粧數(shù)量，智能調(diào)配相鄰充電粧，啟動(dòng)相應(yīng)的并機(jī)接觸器和充電模塊通訊連接中間繼電器，進(jìn)行功率調(diào)配，同時(shí)，未被調(diào)配的充電粧解除鎖定狀態(tài)；
[0030](5)確認(rèn)充電槍是否插好，確認(rèn)連接成功后，檢測(cè)絕緣、母線電壓參數(shù)，如果正常，開(kāi)啟輔助電源開(kāi)關(guān)，使充電粧與BMS數(shù)據(jù)交互；
[0031](6)根據(jù)交互數(shù)據(jù)，判斷是否啟動(dòng)并機(jī)接觸器，如果需要，其他未啟用的分體式直流充電粧響應(yīng)其調(diào)配，啟動(dòng)各自的并機(jī)接觸器，啟動(dòng)充電模塊CAN通訊連接中間繼電器；
[0032](7)判斷電池包極性是否正常，如果正常，閉合直流輸出接觸器，啟動(dòng)充電模塊按需求輸出電壓電流進(jìn)行充電，如果不正常，顯示報(bào)警，結(jié)束充電過(guò)程；
[0033](8)充電完畢，計(jì)算電費(fèi)，提示用戶刷卡結(jié)賬。
[0034]所述步驟(4)中