一种用于新能源汽车双向充放电系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种用于新能源汽车双向充放电系统，所述充放电系统包括：国标充电枪、ATS1(自动切换系统1)、DC/DC1、AC/DC、APFC(变换器)、隔离变压器、ATS2(自动切换系统2)、DC/DC2、控制电路、CAN通信模块、辅助电源；所述ATS1、APFC、AC/DC1、DC/DC1、ATS2、国标充电枪依次连接，形成充电电路；所述国标充电枪、ATS2、DC/DC、DC/AC、ATS1依次连接，形成供电电路；所述控制电路与辅助电源、CAN通信模块连接，并与ATS 1、ATS 2、DC/DC1、DC/DC2连接，形成控制回路。本发明专利技术提出的用于新能源汽车双向充放电系统，不仅可以用于纯电动汽车，也可用于气态燃料的燃料电池汽车，尤其适用于液态燃料(甲醇水、乙醇水)的燃料电池汽车，将电动汽车变成移动电站。

【技术实现步骤摘要】
一种用于新能源汽车双向充放电系统
本专利技术属于新能源
，涉及一种便携的通用充放电系统，尤其涉及利用V2G技术研发的电动(新能源)汽车用双向逆变充放电系统。
技术介绍
随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向。新能源汽车作为新一代的交通工具，其节能减排、减少人类对传统化石能源的依赖等优势，促使各国政府、专家和企业把发展新能源汽车作为今后发展的目标，这也是一个大趋势。自2013年以来，国家发改委、财政部、工信部以及科技部等各大部委陆续出台了一系列鼓励和推广新能源汽车发展的政策，包括新能源汽车购置价格上的高额补贴，以及不限行不限号等政策优惠。具体来看，为了从经济性上培育产业需求，提升产业空间，国家对于纯电动汽车、插电式混合动力(含增程式)汽车以及燃料汽车给予了不遗余力的财政扶持，并且明确制定了未来五年补贴逐步退坡的路线图。对于纯电动、插电式混动乘用车及客车，根据续驶里程给予数万元至数十万元补贴，而对于专用车或货车则根据电池容量给予每度电1800元的补贴。据不完全统计，截止2016年9月，我国电动汽车保有量高达80万辆，国家电网公司已建成8条高速公路快速充电网络。随着技术发展及政府支持力度的加大，未来电动汽车将会越来越普及，预计到2030年电动汽车累计产销量超过800万辆，占比将达60％。基于环保性、能源安全性等原因，大力发展新能源汽车新兴产业是我国的基本国策。电动汽车作为可移动的分布式储能装置，按80万辆，储电量30kwh计算，其总储能量达24000MWH，相当于一座大容量发电厂24h的发电量(按1000MW计)。据研究显示，90％以上的乘用车辆平均每天行驶时间在1h左右，95％的时间处于闲置状态。作为可移动的分布式储能装置可以有效地用于削峰填谷、平衡负荷，特别是在将来可能形成的可再生能源发电比例较高的微电网系统中,通过电动汽车的合理充放电,可以有效平衡可再生能源波动性,帮助电网有效接纳可再生能源发电。目前国内外个别企业在基于V2G技术前提下，已有一些解决方案：1、比亚迪秦，唐都已经搭载了“移动电站”技术，通过随车配备的转换器(联车插座)，可以输出220V的交流电，最大功率能达到3kW左右，可供笔记本电脑、电磁炉、电冰箱、电动工具等设备使用。2、本田的新一代FCV燃料电池车，通过外接配套的移动式供电装置，从与它相连的车辆获取能量，直接、快速的输出可供家庭使用的交流电。然而，比亚迪的高度集成化，对技术要求高，车辆维护费用也将受到影响，同时，既增加了车辆的载重，又增加了新能源汽车的成本。而本田FCV移动供电装置电压、通信协议的一致性差等因素，难以普及。这些因素，不但影响新能源汽车行业的进一步发展，而且严重制约基于“互联网+”模式的能源共享发展。因此，设计一款便携的，适用于任一款新能源汽车的双向充放电系统，既简化充分利用闲置能源，非常有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种用于新能源汽车双向充放电系统，既可实现移动充电桩，又可提高闲置电能的利用率，而且还能满足多方面的场景应用，如：汽车救援、供电服务、应急发电等等。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种用于新能源汽车双向充放电系统，所述充放电系统包括：国标充电枪、第一自动切换系统ATS1、第一变压器DC/DC1、整流器AC/DC、变换器APFC、隔离变压器、第二自动切换系统ATS2、第二变压器DC/DC2、逆变器DC/AC、控制电路、CAN通信模块、辅助电源；所述第一自动切换系统ATS1、变换器APFC、整流器AC/DC、第一变压器DC/DC1、第二自动切换系统ATS2、国标充电枪依次连接，形成充电电路；所述国标充电枪、第二自动切换系统ATS2、第二变压器DC/DC2、逆变器DC/AC、隔离变压器、第一自动切换系统ATS1依次连接，形成供电电路；所述控制电路与辅助电源、CAN通信模块连接，并与第一自动切换系统ATS1、第二自动切换系统ATS2、第一变压器DC/DC1、第二变压器DC/DC2连接，形成控制回路。作为本专利技术的一种优选方案，用户在电动汽车车载电池耗尽前，直接用ATS2中的标准接头，接通交流电，并用国标充电枪，连接电动汽车的标准连接器—电动汽车充电座，由CAN通信模块与电动汽车BMS通信，反馈信息给控制电路，以充电模式运行，经ATS1、APFC、AC/DC、DC/DC1、ATS2，以高压直流电，给亏电的电动汽车快速充电。作为本专利技术的另一种优选方案，通过电话或能源共享APP，联系附近的“移动电站”，直接用国标充电枪，连接电动汽车的标准连接器—电动汽车充电座，由CAN通信模块与电动汽车BMS通信，反馈信息给控制电路，自动切换至供电模式，具体工作方式包括以下方式的一种：汽车救援服务：经内部DC/DC2、AC/DC、隔离变压器，转换成稳定的交流电220V，通过国标充电枪，连接亏电电动汽车的标准连接器—电动汽车充电座，提供慢充服务；移动供电服务：经内部DC/DC2、AC/DC、隔离变压器，转换成稳定的交流电220V，由ATS1的标准接头，给通信基站供电；应急供电服务：经内部DC/DC2、AC/DC、隔离变压器，转换成稳定的交流电220V，由ATS1的标准接头，给家庭用电设备供电；当电动汽车电能将近耗完时，通过独立式小型燃料加注系统，给电动汽车补充燃料，继续提供服务。一种上述用于新能源汽车双向充放电系统的控制方法，所述控制方法包括：步骤1、辅助电源作为系统的启动电源，加电检测系统各元器件及部件是否正常，反馈给控制电路；步骤2、标准充电枪与目标车辆充电座连接，系统通过CAN通信模块与放电车辆通信，反馈信息给控制电路；步骤3、当监测数据高于车辆保护值，系统提示可以放电，因为ATS2处于常闭接通放电链路，确认供电与用电连接后，控制电路调节第二变压器适配输入电压，即放电车辆车载电池电压，经逆变器、隔离变压器，输出稳定的220V交流电，供用电设备用电；步骤4、在使用过程中，CAN通信模块与放电车辆保持通信，当检测到放电车辆电压、电量低于自身所需时，反馈信息给控制电路，系统提示需要充电，断开ATS2放电链路，接通ATS2和ATS1充电链路，确认供电与用电连接后，控制电路调节第一变压器适配输出电压，即充电车辆车载电池电压，交流电经APFC、整流器、第一变压器，输出稳定的直流电，给亏电汽车充电；步骤5、在使用过程中，CAN通信模块与放电车辆保持通信，当检测到放电车辆电压、电量达到设定值时，反馈信息给控制电路，断开充电链路。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤2中，反馈信息包括车载电池电压、电量；步骤3中的监测数据包括车载电池电压、电量。本专利技术通过集成APFC、AC/DC、DC/DC，实现了通用的移动直流快充功能。本专利技术主要用于从电动汽车取电，通过先进的技术，在克服现有技术设备弊端的同时，大幅度提高闲置能源的利用率。本专利技术通过内置的DC/DC，适应宽幅电压范围，适用于任一款电动汽车，进一步提高能源利用率。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的用于新能源汽车双向充放电系统，不仅可以用于纯电动汽车，也可用于气态燃料的燃料电池汽车，尤其适用于液态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于新能源汽车双向充放电系统，其特征在于，所述充放电系统包括：国标充电枪、第一自动切换系统ATS1、第一变压器DC/DC1、整流器AC/DC、变换器APFC、隔离变压器、第二自动切换系统ATS2、第二变压器DC/DC2、逆变器DC/AC、控制电路、CAN通信模块、辅助电源；所述第一自动切换系统ATS1、变换器APFC、整流器AC/DC、第一变压器DC/DC1、第二自动切换系统ATS2、国标充电枪依次连接，形成充电电路；所述国标充电枪、第二自动切换系统ATS2、第二变压器DC/DC2、逆变器DC/AC、隔离变压器、第一自动切换系统ATS1依次连接，形成供电电路；所述控制电路与辅助电源、CAN通信模块连接，并与第一自动切换系统ATS1、第二自动切换系统ATS2、第一变压器DC/DC1、第二变压器DC/DC2连接，形成控制回路。

【技术特征摘要】
1.一种用于新能源汽车双向充放电系统，其特征在于，所述充放电系统包括：国标充电枪、第一自动切换系统ATS1、第一变压器DC/DC1、整流器AC/DC、变换器APFC、隔离变压器、第二自动切换系统ATS2、第二变压器DC/DC2、逆变器DC/AC、控制电路、CAN通信模块、辅助电源；所述第一自动切换系统ATS1、变换器APFC、整流器AC/DC、第一变压器DC/DC1、第二自动切换系统ATS2、国标充电枪依次连接，形成充电电路；所述国标充电枪、第二自动切换系统ATS2、第二变压器DC/DC2、逆变器DC/AC、隔离变压器、第一自动切换系统ATS1依次连接，形成供电电路；所述控制电路与辅助电源、CAN通信模块连接，并与第一自动切换系统ATS1、第二自动切换系统ATS2、第一变压器DC/DC1、第二变压器DC/DC2连接，形成控制回路。2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车双向充放电系统，其特征在于：用户在电动汽车车载电池耗尽前，直接用ATS2中的标准接头，接通交流电，并用国标充电枪，连接电动汽车的标准连接器—电动汽车充电座，由CAN通信模块与电动汽车BMS通信，反馈信息给控制电路，以充电模式运行，经ATS1、APFC、AC/DC、DC/DC1、ATS2，以高压直流电，给亏电的电动汽车快速充电。3.根据权利要求1所述的用于新能源汽车双向充放电系统，其特征在于：通过电话或能源共享APP，联系附近的“移动电站”，直接用国标充电枪，连接电动汽车的标准连接器—电动汽车充电座，由CAN通信模块与电动汽车BMS通信，反馈信息给控制电路，自动切换至供电模式，具体工作方式包括以下方式的一种：汽车救援服务：经内部DC/DC2、AC/DC、隔离变压器，转换成稳定的交流电220V，通过国标充电枪，连接亏电电动汽车...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航伟，刘明伟，梁智平，刘峰，
申请(专利权)人：石家庄汉卓能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13