一種新能源汽車局域均衡充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源汽車制造領(lǐng)域，具體涉及一種新能源汽車局域均衡充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于新能源汽車動(dòng)力電池能量和端電壓的限制，新能源汽車需要采用多塊電池進(jìn)行串、并聯(lián)組合，而動(dòng)力電池特性的高度非線性，使得電池管理系統(tǒng)(BMS — BatteryManagement System)成為電動(dòng)汽車的必備裝置。BMS最基本的功能是監(jiān)控電池的工作狀態(tài)(電池的電壓、電流和溫度)、預(yù)測(cè)動(dòng)力電池的電池容量(SOC)和相應(yīng)的剩余行駛里程，進(jìn)行電池管理以避免出現(xiàn)過放電、過充、過熱和單體電池之間電壓嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象，最大限度地利用電池存儲(chǔ)能力和循環(huán)壽命。
[0003]國(guó)標(biāo)中規(guī)定，新能源汽車充電時(shí)BMS系統(tǒng)與充電機(jī)通過CAN總線實(shí)現(xiàn)交互通信，充電過程中，充電機(jī)根據(jù)BMS提供的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整充電參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作完成充電過程。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，充電機(jī)的充電過程還要受到所屬配電柜的負(fù)荷制約，在充電過程中，若不采取均衡方式加以限制，很可能造成整個(gè)配電柜超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而造成整個(gè)充電系統(tǒng)癱瘓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提出了一種新能源汽車局域均衡充電系統(tǒng)，本系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)配套低壓配電柜的輸出電流、電壓和當(dāng)前充電機(jī)的用電量，一旦檢測(cè)到輸出電流超過額度限制，系統(tǒng)將通過內(nèi)部均衡策略通知相應(yīng)的充電機(jī)進(jìn)行充電策略調(diào)整。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案為，一種新能源汽車局域均衡充電系統(tǒng)，采用直流母線供電拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，所述直流母線供電拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)包括配電裝置、充電站、雙向AC/DC模塊和均衡配電模塊，配電裝置從高壓電網(wǎng)接入，進(jìn)行變壓和濾波后，分兩路接入后繼節(jié)點(diǎn)，一路接入所述均衡配電模塊，另一路接入一個(gè)低壓電網(wǎng)，低壓電網(wǎng)與雙向AC/DC模塊通過電纜相連接，均衡配電模塊和雙向AC/DC模塊通過電纜相連接，均衡配電模塊的內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集單元、CAN總線、電池BMS系統(tǒng)和BMS智能分析單元，雙向AC/DC模塊通過一個(gè)直流母線與充電站相連接，充電站內(nèi)設(shè)有充電機(jī)。
[0006]BMS智能分析單元根據(jù)配電室的設(shè)計(jì)負(fù)荷和當(dāng)前充電機(jī)的用電量進(jìn)行預(yù)警和內(nèi)部均衡計(jì)算，保證供電系統(tǒng)可靠運(yùn)行，BMS智能分析單元的分析方法為:
第一步:給定時(shí)間時(shí)段T
第二步:T減一，采集充電站各充電機(jī)的用電負(fù)荷；
第三步:若當(dāng)前總用電負(fù)荷小于當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%，則各充電機(jī)自行與電池BMS系統(tǒng)協(xié)商充電策略；
第四步:若當(dāng)前總用電負(fù)荷大于當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%，同時(shí)當(dāng)前總用電負(fù)荷小于當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)負(fù)荷的100%，則通知?jiǎng)傞_始充電的充電機(jī)調(diào)整充電策略，限制充電電流大小； 第五步:若當(dāng)前總用電負(fù)荷大于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷的100%，則通知部分充電機(jī)停止充電，優(yōu)先滿足充電電池接近充滿的充電機(jī)；
第六步:時(shí)間時(shí)段T為零嗎，否，轉(zhuǎn)第二步；
第七步:轉(zhuǎn)第一步。
[0007]本發(fā)明的有益效果為:
1)本發(fā)明充電機(jī)的控制模塊接收均衡配電模塊的指令，實(shí)時(shí)調(diào)整其和BMS設(shè)定的充電策略；
2)本發(fā)明均衡配電模塊根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析判別用電峰谷，在保證安全用電的基礎(chǔ)上，分時(shí)錯(cuò)峰為新能源汽車電池充電；
3)本發(fā)明實(shí)時(shí)檢測(cè)充電機(jī)所屬區(qū)域供電的總負(fù)荷和當(dāng)前負(fù)荷，實(shí)時(shí)監(jiān)控各充電機(jī)的狀態(tài)參數(shù)等；
4)本發(fā)明根據(jù)當(dāng)前充電電網(wǎng)的總負(fù)荷和當(dāng)前充電機(jī)的用電負(fù)荷，采用均衡算法進(jìn)行內(nèi)部控制，對(duì)要求的充電負(fù)荷進(jìn)行合理分配；
5)本發(fā)明充電機(jī)綜合當(dāng)前充電電網(wǎng)的當(dāng)前負(fù)荷和新能源汽車的BMS系統(tǒng)對(duì)新能源車輛進(jìn)行均衡充電；
6)本發(fā)明根據(jù)當(dāng)前供電區(qū)域的設(shè)計(jì)負(fù)荷，判別用電峰谷，優(yōu)先滿足非充電負(fù)荷，在充分考慮供電系統(tǒng)運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，分時(shí)錯(cuò)峰對(duì)局域網(wǎng)內(nèi)的新能源汽車實(shí)現(xiàn)充電。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
圖中，1、高壓電網(wǎng)；2、配電裝置；3、低壓電網(wǎng)；4、均衡配電模塊；5、直流母線；6、充電站、雙向DC/DC裝置；8、充電機(jī)；9、雙向AC/DC模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所示，本發(fā)明采用直流母線供電拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，包括配電裝置2、充電站6、雙向AC/DC模塊9和均衡配電模塊4，配電裝置2從高壓電網(wǎng)I接入，進(jìn)行變壓和濾波后，分兩路接入后繼節(jié)點(diǎn)，一路接入所述均衡配電模塊4，另一路接入一個(gè)低壓電網(wǎng)3，低壓電網(wǎng)3與雙向AC/DC模塊9通過電纜相連接，均衡配電模塊4和雙向AC/DC模塊9通過電纜相連接，均衡配電模塊4的內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集單元、CAN總線、電池BMS系統(tǒng)和BMS智能分析單元，電池BMS系統(tǒng)設(shè)置有雙向接口，雙向AC/DC模塊9通過一個(gè)直流母線5與充電站6相連接，充電站6通過雙向DC/DC裝置7與充電機(jī)8相連接。
[0010]BMS智能分析單元根據(jù)配電室的設(shè)計(jì)負(fù)荷和當(dāng)前充電機(jī)的用電量進(jìn)行預(yù)警和內(nèi)部均衡計(jì)算，保證供電系統(tǒng)可靠運(yùn)行，BMS智能分析單元的分析方法為:
第一步:給定時(shí)間時(shí)段T
第二步:T減一，采集充電站各充電機(jī)的用電負(fù)荷；
第三步:若當(dāng)前總用電負(fù)荷小于當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%，則各充電機(jī)8自行與電池BMS系統(tǒng)協(xié)商充電策略；
第四步:若當(dāng)前總用電負(fù)荷大于當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%，同時(shí)當(dāng)前總用電負(fù)荷小于當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)負(fù)荷的100%，則通知?jiǎng)傞_始充電的充電機(jī)8調(diào)整充電策略，限制充電電流大??；
第五步:若當(dāng)前總用電負(fù)荷大于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷的100%，則通知部分充電機(jī)8停止充電，優(yōu)先滿足充電電池接近充滿的充電機(jī)8 ;
第六步:時(shí)間時(shí)段T為零嗎，否，轉(zhuǎn)第二步；
第七步:轉(zhuǎn)第一步。
[0011]充電機(jī)8內(nèi)部設(shè)有控制模塊，通過雙向DC/DC裝置7接收均衡配電模塊4的指令，實(shí)時(shí)調(diào)整其和電池BMS系統(tǒng)設(shè)定的充電策略；
均衡配電模塊4根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析判別用電峰谷，在保證安全用電的基礎(chǔ)上，分時(shí)錯(cuò)峰為新能源汽車電池充電；
本發(fā)明的均衡配電模塊的主要功能有:
O實(shí)時(shí)檢測(cè)充電機(jī)8所屬區(qū)域供電的總負(fù)荷和當(dāng)前負(fù)荷。
[0012]2)實(shí)時(shí)監(jiān)控各充電機(jī)8的狀態(tài)參數(shù)等；
3)根據(jù)當(dāng)前充電電網(wǎng)的總負(fù)荷和當(dāng)前充電機(jī)8的用電負(fù)荷，采用均衡算法進(jìn)行內(nèi)部控制，對(duì)要求的充電負(fù)荷進(jìn)行合理分配；
4)充電機(jī)8綜合當(dāng)前充電電網(wǎng)的當(dāng)前負(fù)荷和新能源汽車的BMS系統(tǒng)對(duì)新能源車輛進(jìn)行均衡充電；
5)系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前供電區(qū)域的設(shè)計(jì)負(fù)荷，判別用電峰谷，優(yōu)先滿足非充電負(fù)荷，在充分考慮供電系統(tǒng)運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，分時(shí)錯(cuò)峰對(duì)局域網(wǎng)內(nèi)的新能源汽車實(shí)現(xiàn)充電。
[0013]本發(fā)明功率因數(shù)達(dá)到0.99。
[0014]本發(fā)明諧波含量控制低于5%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新能源汽車局域均衡充電系統(tǒng)，采取直流母線供電拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，所述直流母線供電拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)包括配電裝置、充電站、雙向AC/DC模塊和均衡配電模塊，其特征在于:配電裝置從高壓電網(wǎng)接入，進(jìn)行變壓和濾波后，分兩路接入后繼節(jié)點(diǎn)，一路接入所述均衡配電模塊，另一路接入一個(gè)低壓電網(wǎng)，低壓電網(wǎng)與雙向AC/DC模塊通過電纜相連接，均衡配電模塊和雙向AC/DC模塊通過電纜相連接，均衡配電模塊的內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集單元、CAN總線、電池BMS系統(tǒng)和BMS智能分析單元，雙向AC/DC模塊通過一個(gè)直流母線與充電站相連接，充電站內(nèi)設(shè)有充電機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車局域均衡充電系統(tǒng)，其特征在于:BMS智能分析單元根據(jù)配電室的設(shè)計(jì)負(fù)荷和當(dāng)前充電機(jī)的用電量進(jìn)行預(yù)警和內(nèi)部均衡計(jì)算，保證供電系統(tǒng)可靠運(yùn)行，BMS智能分析單元的分析方法為: 第一步:給定時(shí)間時(shí)段T 第二步:T減一，采集充電站各充電機(jī)的用電負(fù)荷； 第三步:若當(dāng)前總用電負(fù)荷小于當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%，則各充電機(jī)自行與電池BMS系統(tǒng)協(xié)商充電策略； 第四步:若當(dāng)前總用電負(fù)荷大于當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%，同時(shí)當(dāng)前總用電負(fù)荷小于當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)負(fù)荷的100%，則通知?jiǎng)傞_始充電的充電機(jī)調(diào)整充電策略，限制充電電流大??； 第五步:若當(dāng)前總用電負(fù)荷大于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷的100%，則通知部分充電機(jī)停止充電，優(yōu)先滿足充電電池接近充滿的充電機(jī)； 第六步:時(shí)間時(shí)段T為零嗎，否，轉(zhuǎn)第二步； 第七步:轉(zhuǎn)第一步。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新能源汽車局域均衡充電系統(tǒng)，采取直流母線供電拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，所述直流母線供電拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)包括配電裝置、充電站、雙向AC/DC模塊和均衡配電模塊，配電裝置從高壓電網(wǎng)接入，進(jìn)行變壓和濾波后，分兩路接入后繼節(jié)點(diǎn)，一路接入所述均衡配電模塊，另一路接入一個(gè)低壓電網(wǎng)，低壓電網(wǎng)與雙向AC/DC模塊通過電纜相連接，均衡配電模塊和雙向AC/DC模塊通過電纜相連接，均衡配電模塊的內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集單元、CAN總線、電池BMS系統(tǒng)和BMS智能分析單元，雙向AC/DC模塊通過一個(gè)直流母線與充電站相連接，充電站內(nèi)設(shè)有充電機(jī)。本發(fā)明能實(shí)時(shí)檢測(cè)配套低壓配電柜的輸出電流、電壓和當(dāng)前充電機(jī)的用電量，一旦檢測(cè)到輸出電流超過額度限制，系統(tǒng)將通過內(nèi)部均衡策略通知相應(yīng)的充電機(jī)進(jìn)行充電策略調(diào)整。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號(hào)】CN105162204
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510634622
【發(fā)明人】張文武, 竇明武
【申請(qǐng)人】青島派克能源有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日