一种基于PLC的电动汽车自适应充电控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于PLC的电动汽车自适应充电控制方法，包括以下几个步骤：控制电动汽车交流充电接口；PLC通信信号耦合：在供电设备和电动汽车中，在CP线与PE端子之间连接电容CPLC和与电容CPLC一端相连接的PLC模块，在CP线与电容CPLC的公共端连接一电感L，并将电感L的另一端与第一检测点相连接，最后在电感L的两端并联一电阻；充电控制的装置自适应；充电控制的参数自适应；充电过程控制；充电结束控制。本发明专利技术将PLC信号耦合在导引控制线CP、PE上，完成装置自适应、参数自适应，使电动汽车进行能源补充时，能够忽略供电设备的不同及各地充电参数的差异，简化了充电的操作性，安全可靠性高，对电动汽车的大规模发展起促进作用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于PLC的电动汽车自适应充电控制方法，包括以下几个步骤：控制电动汽车交流充电接口；PLC通信信号耦合：在供电设备和电动汽车中，在CP线与PE端子之间连接电容CPLC和与电容CPLC一端相连接的PLC模块，在CP线与电容CPLC的公共端连接一电感L，并将电感L的另一端与第一检测点相连接，最后在电感L的两端并联一电阻；充电控制的装置自适应；充电控制的参数自适应；充电过程控制；充电结束控制。本专利技术将PLC信号耦合在导引控制线CP、PE上，完成装置自适应、参数自适应，使电动汽车进行能源补充时，能够忽略供电设备的不同及各地充电参数的差异，简化了充电的操作性，安全可靠性高，对电动汽车的大规模发展起促进作用。【专利说明】—种基于PLC的电动汽车自适应充电控制方法
本专利技术涉及一种基于PLC的电动汽车自适应充电控制方法，属于电动汽车交流充电控制
。
技术介绍
随着地球环境污染、能源短缺、资源匮乏等问题日益突出，与传统的燃油汽车相t匕，电动汽车可以减少人类对石油资源的依赖，缓解资源短缺的现象。同时全球温室气体的过度排放，导致了气候变暖的趋势加剧。电动汽车作为新一代的一种新能源交通工具，具有能源利用效率高和清洁无废气等特点，是实现节能减排和能源安全战略的重要途径，从而备受青睐，也是未来汽车工业发展的重点。各地政府纷纷出台政策支持，特别是政府补贴，更是增加了电动汽车的市场份额，并积极主动地引导其发展方向，促使新能源汽车朝以电动汽车为主流的方向发展，促进我国能源消费向电力消费转型。电动汽车形成规模化应用后，将对充电设施发展和电网运行带来新的挑战:引发新的负荷增长；对电网升级改造和规划建设提出更高要求；加大配电网运行管理难度。在智能电网背景下，对电动汽车充电实施智能管理，可避免电动汽车充电需求对电网造成的不利影响，并提高电网的运行效率。要想实现对电动汽车充电需求进行有效管理和利用就必须首先实现电动汽车与电网间的互动通信。由于电动汽车行驶范围大且没有固定的地域，为了便捷地补充能源，电动汽车需就近进行充电，因此电动汽车在每次充电时面对的供电设备都不尽相同，进行充电控制时需要和不同的设备进行互动。而对于供电设备来说，每次进行充电的电动汽车也是不同的，充电控制时同样需要与不同的电动汽车通信互动。为了大规模推广和应用电动汽车，国内外均制定了充电接口的标准。但是无论是国内还是国外对电动汽车的接口标准，对接口提供的额定电流都不唯一，而是由多种额定电流可供选择。所以在不同的地区，不同的电网，甚至同一地区不同的充电点，可能提供的额定充电电流都不尽相同。因此电动汽车充电之前需要获取充电设施所能提供的额定电流，判断是否能够满足充电的需要。现有的电动汽车交流充电接口由GB/T20234.1和GB/T20234.2定义。交流充电接口的电气拓扑如图1所示。图中:L和N为交流充电的功率端子；PE为保护接地端子；CC为电动汽车与交流充电装置连接确认信号；CP为控制确认线。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种基于PLC的电动汽车自适应充电控制方法，能够忽略供电设备的不同及各地充电参数的差异满足充电的需要，并且充分考虑了电网侧输出控制和电动汽车负荷端的参数设置，降低了电网运行风险，提高了运行效率和可靠性。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现:一种基于PLC的电动汽车自适应充电控制方法，包括以下几个步骤:(I)控制电动汽车交流充电接口 ；(2) PLC通信信号耦合: 在供电设备和电动汽车中，在CP线与PE端子之间连接电容C1^和与电容Cm —端相连接的PLC模块，在CP线与电容C1^的公共端连接一电感L，并将电感L的另一端与第一检测点相连接，最后在电感L的两端并联一电阻Rllamp ;电感L与电阻Rllamp构成低通滤波，用于防止PLC模块的高频信号对CP线的状态以及PWM信号产生干扰，电容Cm将PWM信号隔离以免其进入PLC模块；(3)充电控制的装置自适应:在充电电缆连接后，电动汽车的车载控制装置发送多播报文给供电设备，供电设备响应请求，电动汽车接收到报 文后，通过获取的信息与供电设备建立通信连接，完成充电控制的装置自适应；(4)充电控制的参数自适应:在电动汽车与供电设备建立通信连接后，在充电开始前，电动汽车从供电设备获取其能够提供的服务，选择适合自己的服务后，继续从供电设备获取充电参数，加权计算出充电需求曲线，并发送给供电设备，按此充电需求曲线进行计划充电，得到充电计划表；(5)充电过程控制:在充电过程中，电动汽车与供电设备不停地进行数据交互，计算修正充电需求曲线，实时地进行控制；同时，电动汽车不断地从供电设备获取当前允许的最大充电电流，如果电网对负荷的限制发生变化，电动汽车会根据允许的最大充电电流及自身当前的参数重新加权计算充电需求曲线，发送需求电流和电压给供电设备进行实时的调整，从而始终获取最优充电；(6)充电结束控制:在充电输出过程中，电动汽车和供电设备不断地检测各自的充电结束条件，检测到满足充电结束条件后，将数据交互给对方，自动地终止充电。步骤(1)中，电动汽车交流充电接口的控制方法如下:当充电电缆与供电设备以及电动汽车连接后，电动汽车通过CC端子检测到充电电缆连接后，合上S2开关，向供电设备表示其已准备好可以开始充电；然后，供电设备通过第一检测点来测量CP线上的电压变化感知电动汽车所处的状态，当供电设备检测到电动汽车已处于准备好可以开始充电状态时，先在CP线上输出10%~96%的PWM占空比信号，电动汽车接收到此PWM占空比信号后，即以此为依据来限值车载充电机的最大输出。步骤(3)中，电动汽车与供电设备建立通信，通信的分层结构分为七层:物理层采用基于充电电缆的电力载波；链路层采用PLC控制模块载波；网络层采用互联网协议；传输层采用TCP/IP、UDP和TLS协议；会话层采用车到电网传输协议；表示层采用高效XML数据交换进行数据压缩；应用层采用服务自动获取技术进行装置自适应，通信自动连接后进行数据交互。步骤(4)中，充电前，电动汽车从供电设备获取的充电参数包括充电费率表和电网能够提供的最大充电电流；电动汽车根据充电参数、自身电池容量及剩余容量、电池特性曲线及可供使用的充电时间加权计算得到充电需求曲线。步骤(6)中，电动汽车的充电结束条件如下:电动汽车不停地检测电池的剩余容量及充电计划表，检查是否达到预定目标；供电设备的充电结束条件如下:供电设备不停地检测电网限制指令、用户结束操作的指令及充电系统有无异常需停机的情况。本专利技术的电动汽车自适应充电控制方法将PLC信号耦合在导引控制线CP、PE上，电动汽车通过PLC通信连接从供电设备获取充电参数，再根据自身电池参数加权计算出充电需求曲线，在充电过程中如果电网对负荷的限制发生变化，电动汽车会根据允许的最大充电电流及自身当前的参数重新加权计算充电需求曲线，发送适当的需求电流和电压给供电设备进行实时的调整，从而始终获取最优充电，在双方不停地数据交换过程中，在检测到满足结束条件时，自动停止充电，降低了电网运行风险，提高了运行效率和可靠性。另外，本专利技术的方法可以使电动汽车进行能源补充时忽略供电设备的不同及各地充电参数的差异本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PLC的电动汽车自适应充电控制方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)控制电动汽车交流充电接口；(2)PLC通信信号耦合：在供电设备和电动汽车中，在CP线与PE端子之间连接电容CPLC和与电容CPLC一端相连接的PLC模块，在所述CP线与电容CPLC的公共端连接一电感L，并将所述电感L的另一端与第一检测点相连接，最后在所述电感L的两端并联一电阻RDamp；所述电感L与电阻RDamp构成低通滤波，用于防止所述PLC模块的高频信号对CP线的状态以及PWM信号产生干扰，所述电容CPLC将PWM信号隔离以免其进入PLC模块；(3)充电控制的装置自适应：在充电电缆连接后，所述电动汽车的车载控制装置发送多播报文给供电设备，所述供电设备响应请求，所述电动汽车接收到报文后，通过获取的信息与供电设备建立通信连接，完成充电控制的装置自适应；(4)充电控制的参数自适应：在所述电动汽车与供电设备建立通信连接后，在充电开始前，所述电动汽车从供电设备获取其能够提供的服务，选择适合自己的服务后，继续从所述供电设备获取充电参数，加权计算出充电需求曲线，并发送给所述供电设备，按此充电需求曲线进行计划充电，得到充电计划表；(5)充电过程控制：在充电过程中，所述电动汽车与供电设备不停地进行数据交互，计算修正充电需求曲线，实时地进行控制；同时，所述电动汽车不断地从供电设备获取当前允许的最大充电电流，如果电网对负荷的限制发生变化，电动汽车会根据允许的最大充电电流及自身当前的参数重新加权计算充电需求曲线，发送需求电流和电压给供电设备进行实时的调整，从而始终获取最优充电；(6)充电结束控制：在充电输出过程中，所述电动汽车和供电设备不断地检测各自的充电结束条件，检测到满足充电结束条件后，将数据交互给对方，自动地终止充电。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐石明，卢恒，万曦，贾超，高玉明，郭亮，袁弘，倪峰，赵翔，惠琪，耿群锋，吕小荣，刘昭慧，杨芳，戴敏，陈良亮，
申请(专利权)人：国家电网公司，国电南瑞科技股份有限公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11