集散型控制的充电桩控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种集散型控制的充电桩控制系统，涉及充电桩控制系统技术领域。所述系统包括主控制器、功率分配器和VSC并联模块，充电桩中个电源模块的输出端与所述功率分配器的输入端连接，所述功率分配器的电能输出端分别与充电桩上的充电枪连接，所述充电枪以及电源模块的反馈输出端经CAN总线与所述主控制器上的CAN总线通讯模块连接，所述功率分配模块以及充电枪的控制端与所述主控制器的控制输出端连接，所述VSC并联模块的输入端接交流电源。所述系统通过使用CAN总线与各个模块进行通讯，使得各个模块之间相互连接成为一个整体，系统响应速度快、功率分配集成度高、控制方便。

Charge pile control system with distributed control

The invention discloses a charging pile control system with distributed control, which relates to the technical field of the charge pile control system. The system comprises a main controller, a power divider and a VSC parallel module, the output end of the charging pile in the power module and the power divider is connected with the input terminal of the power divider, power output ends are respectively connected with the charging gun charge pile, the charging gun and the power module is connected with the output end of the feedback the CAN bus CAN bus communication module and the main controller, control the output control terminal of the power distribution module and a charging gun with the main controller is connected to the VSC module is connected with the input end of the AC power supply. The system communicates with each module by using CAN bus, so that each module is connected to each other as a whole. The system has fast response speed, high power allocation integration and convenient control.

【技术实现步骤摘要】
集散型控制的充电桩控制系统
本专利技术涉及充电桩控制系统
，尤其涉及一种集散型控制的充电桩控制系统。
技术介绍
2015年我国新能源汽车呈现爆发式增长，产量37.9万辆，同比增长3.5倍，中国也成为全球最大的新能源汽车的增量市场。在未来五年全国新能源汽车将达500万辆保有量的政策目标的预期之下，我们预计到2020年前新能源汽车产量将会保持大约40％的年复合增速，未来五年继续高增长势头。2016年新能源汽车产业的增长表现将更为突出。随着新能源汽车行业的发展、国内环保意识不断加强，新能源产业获得了国家及地方政府的高度重视，新能源汽车也受到广大车主的追捧，除了汽车本身的技术和销量问题，配套设施的建设问题也越来越引发政策方面的关注。充电桩作为新能源汽车推广的重要配套设施，其建设速度与新能源汽车的推广速度存在密切联系，只有在充电桩数目放量后，新能源汽车才能得以大量使用。目前市场上多采用一桩一控制的充电模式，通过电源模块将交流电转化为直流，通过控制继电器的通断进行控制枪电流的输出，一台桩最多配置两把充电枪，单枪工作时，最大功率可达到电源模块的总和，两枪同时工作时，并联继电器断开，电源模块A只能给A枪供电，电源模块B只能给B枪供电，变成了两个独立的系统，如图1所示，控制不方便。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种系统响应速度快、功率分配集成度高的集散型控制的充电桩控制系统。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种集散型控制的充电桩控制系统，其特征在于：包括主控制器、功率分配器和VSC并联模块，充电桩中个电源模块的输出端与所述功率分配器的输入端连接，所述功率分配器的电能输出端分别与充电桩上的充电枪连接，所述充电枪以及电源模块的反馈输出端经CAN总线与所述主控制器上的CAN总线通讯模块连接，所述功率分配模块以及充电枪的控制端与所述主控制器的控制输出端连接，所述VSC并联模块的输入端接交流电源，所述VSC并联模块的输出端与充电桩中的电源模块的电源输入端连接，所述VSC并联模块与主控制器之间通过CAN总线进行数据交互。进一步的技术方案在于：所述VSC并联模块包括若干个并联的VSC模块、滤波电容以及△/Y型隔离变压器并，VSC模块采用单电感滤波，VSC模块之间并联采用共交直流母线结构，交流侧并联后经过滤波电容C，再通过△/Y型隔离变压器并网，VSC模块采用双闭环控制结构，同时采用基于dq变换的锁相环同步电网电压。进一步的技术方案在于：所述VSC模块包括一个滤波电容Ci、六个MOSFET管模块以及三个电感L1，所述六个MOSFET管模块每两个相互串联后再与滤波电容并联，第一个电感L1的一端接第一MOSFET管模块与第二MOSFET管模块的结点，第二个电感L1的一端接第三MOSFET管模块与第四MOSFET管模块的结点，第三个电感L1的一端接第五MOSFET管模块与第六MOSFET管模块的结点，所述三个电感L1的另一端为所述VSC模块的输出端。进一步的技术方案在于：所述系统还包括上位机，所述上位机与所述主控制器之间双向连接。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述系统通过使用CAN总线与各个模块进行通讯，使得各个模块之间相互连接成为一个整体，系统响应速度快、功率分配集成度高、控制方便。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是现有技术中采用的一桩一控制的充电模式原理框图；图2是本专利技术实施例所述系统的集散型控制模式的拓扑结构图；图3是本专利技术实施例所述系统与现有技术的负载分别对比图；图4是本专利技术实施例所述系统中充电枪和电源模块与主控制器之间的通讯原理框图；图5是本专利技术实施例所述系统中通信周期时间层次图；图6是本专利技术实施例所述系统中VSC并联模块的原理图；图7是本专利技术实施例所述系统中VSC并联模块的控制原理框图；图8是本专利技术实施例所述系统中组态软件的数据处理流程图；图9是本专利技术实施例所述系统中操作速率(T)、电源电压(V)以及功耗(P)三折之间互相变化的关系图；图10是本专利技术实施例所述系统中电压动态调整原理框图；图11是本专利技术实施例所述系统的原理框图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术实施例公开了一种集散型控制的充电桩控制系统，包括主控制器、功率分配器和VSC并联模块，充电桩中个电源模块的输出端与所述功率分配器的输入端连接，所述功率分配器的电能输出端分别与充电桩上的充电枪连接，所述充电枪以及电源模块的反馈输出端经CAN总线与所述主控制器上的CAN总线通讯模块连接，所述功率分配模块以及充电枪的控制端与所述主控制器的控制输出端连接，所述VSC并联模块的输入端接交流电源，所述VSC并联模块的输出端与充电桩中的电源模块的电源输入端连接，所述VSC并联模块与主控制器之间通过CAN总线进行数据交互。所述系统主要针对充电站采用一桩多枪的集散控制模式，每把充电枪和电源模块有着唯一的地址码，通过总线向主控制器反馈饱和度，主控制器发出信号指令控制枪和电源模块的工作。如图2所示，为所述系统的集散型控制模式的拓扑结构，系统最多能带128个桩体同时工作。模块的转换效率指的是在输出额定电压时的转换效率值，再为达到模块的额定输出电压时，电源模块降额输出，此时模块的实际转换效率远远达不到额定输出电压时的转换效率值，大约为额定效率值的80％，本项目不只在硬件上改进模块的转换效率，而是通过采用集散控制模式，利用CAN通讯识别出每个充电模块的地址，操作站监控根据充电站实时功率需求，启动相应数量的充电模块。使得在整个集散控制模式下，充电站转换效率实时最高。如图3所示，集中管理的每个充电模块有唯一对应的地址码，在集散控制模式下，充电模块通过CAN总线向集散系统反馈模块状态，包含实时工作状态下的电压、电流输出，在集散系统中按比例运算出每个充电模块工作饱和度，在充电站多桩体同时使用时，系统可根据充电模块工作饱和度，重新分配输出，这样可以有效的避免负载需求不满载时，多个模块同时降额工作的低效率转换；使得每个模块都在额定功率下工作，都在最优的转换效率下运行，每个模块的转换效率都达到98％以上，保证整个系统高效工作。采用KPCI-8110(总线)驱动程序在内部通过中断来处理大量且速率快的数据，自动将接收到的大量的数据保存在一个容量为10000字节的内存环形缓冲池内，这个过程不需要用户的干预。用户只需要实时通过函数来查询缓冲池内的数据量，在内存缓冲池数据溢出之前，再通过函数将数据及时读走，做到数据的快速，无丢桢的通讯。通过CAN总线把充电枪(与车的通讯)、控制站以及电源模块连接一起，构成整个通讯网络，如图4所示，总线宽度32位，同步工作频率可达到33MHz，最高传输速率为132本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集散型控制的充电桩控制系统，其特征在于：包括主控制器、功率分配器和VSC并联模块，充电桩中个电源模块的输出端与所述功率分配器的输入端连接，所述功率分配器的电能输出端分别与充电桩上的充电枪连接，所述充电枪以及电源模块的反馈输出端经CAN总线与所述主控制器上的CAN总线通讯模块连接，所述功率分配模块以及充电枪的控制端与所述主控制器的控制输出端连接，所述VSC并联模块的输入端接交流电源，所述VSC并联模块的输出端与充电桩中的电源模块的电源输入端连接，所述VSC并联模块与主控制器之间通过CAN总线进行数据交互。

【技术特征摘要】
1.一种集散型控制的充电桩控制系统，其特征在于：包括主控制器、功率分配器和VSC并联模块，充电桩中个电源模块的输出端与所述功率分配器的输入端连接，所述功率分配器的电能输出端分别与充电桩上的充电枪连接，所述充电枪以及电源模块的反馈输出端经CAN总线与所述主控制器上的CAN总线通讯模块连接，所述功率分配模块以及充电枪的控制端与所述主控制器的控制输出端连接，所述VSC并联模块的输入端接交流电源，所述VSC并联模块的输出端与充电桩中的电源模块的电源输入端连接，所述VSC并联模块与主控制器之间通过CAN总线进行数据交互。2.如权利要求1所述的集散型控制的充电桩控制系统，其特征在于：所述VSC并联模块包括若干个并联的VSC模块、滤波电容以及△／Y型隔离变压器并，VSC模块采用单电感滤波，VSC模块之间并联采用共交直流母线结构，交...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳需，
申请(专利权)人：深圳市华海联能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44