一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统技术方案

本发明专利技术涉及电动汽车充电桩监控管理领域，具体涉及一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统；换向控制管理装置、配电监控管理装置、交流充电桩、直流充电桩、网络运营管理平台和手机APP客户端，换向控制管理装置和配电监控管理装置与变压器连接，换向控制管理装置和配电监控管理装置通过通信单元与网络运营管理平台之间实现以太网通信，网络运营管理平台通过以太网通信方式分别与交流充电桩的和直流充电桩的主控单元连接，网络运营管理平台与手机APP客户端相互通讯；其有益效果在于：实现小区电网“车‑桩‑网”协调调度，可以提高充电站的车桩管理能力，获利更高的充电服务收益。

A Time Sharing Monitoring and Management System for Electric Vehicle Charging Pile

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统
本专利技术涉及电动汽车充电桩监控管理领域，具体涉及一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统。
技术介绍
随着我国大力推动电动汽车的快速普及，各类充电桩也应运而生。然而，目前充电桩的发展面临巨大阻力，很多停车场或小区拒绝安装充电桩，其原因不外乎以下几条：充电设备可能会引发火灾、漏电等安全事故；小区供电设施容量不够，安装充电桩会影响小区电网正常运转；充电桩可能会影响其他业主车辆出入等。其中最重要的理由是“小区供电设施容量不够，安装充电桩会影响小区电网正常运转”；小区物业管理大都表示，由于当时的变压器容量设计并没有考虑电动汽车，所以后期加装充电桩变得非常困难。
技术实现思路
为了克服上述缺点，本专利技术提出了一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统，通过监测配电变压器功率限值、实时负荷及上级系统的控制指令等情况，动态控制充电桩的上线数量、充电输出等，从而实现小区电网“车-桩-网”协调调度，该专利技术适用于居民小区停车场、企业专用停车场、公共停车场等各类露天车场与地下停车场或充电站内。为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统，其特征在于：包括换相控制管理装置、配电监控管理装置、交流充电桩、直流充电桩、网络运营管理平台和手机APP客户端；换相控制管理装置和配电监控管理装置与变压器连接；换相控制管理装置通过通信单元与网络运营管理平台之间实现以太网通信，实时上传电网运行参数；配电监控管理装置通过通信单元与网络运营管理平台之间实现以太网通信，测量配电变压器的容量，实时上传配电网中电压、电流、功率、负载冗余量等参数，运营管理云平台根据电网参数信息对充电桩的接入、退出、充电、辅源输出等运行状态进行控制操作；网络运营管理平台通过以太网通信方式分别与交流充电桩的主控单元和直流充电桩的主控单元连接；交流充电桩和直流充电桩均通过充电桩通过主控单元、保护及监测单元、刷卡单元、计量单元、费用结算单元、人机交互单元、输出单元、辅助电源切换单元来实现交流充电桩和直流充电桩的控制引导、安全保护及监测、人机交互、计量及费用核算、充电记录及故障信息存储；网络运营管理平台与手机APP客户端相互通讯。换相控制管理装置包括检测单元、换相开关单元、控制单元、通信单元，换相开关单元包括开关A、开关B和开关C，分别包括一个接触器、一个磁保持继电器和一个功率二极管，开关A、B、C分别与电网A、B、C三相连接。配电监测管理装置具有高精度电参数计量采样单元、高速MCU数据处理单元、以太网通信单元及人机交互单元；采样单元检测变压器低压侧的电压、电流、有功功率、功率因数和频率等电参数；高速MCU数据处理单元完成实时采集数据的解析、分析与错误判断处理；人机交互单元包括触摸屏显示和工作状态指示。所述交流充电桩的主控单元通过CAN总线与充电模块通信，动态调整充电模块输出电压电流。所述交流充电桩和直流充电桩的主控单元通过RS485与智能电能表通信，获取电能计量信息，完成充电计费与充电过程的联动控制主控单元通过RS485与智能电能表通信，获取电能计量信息，完成充电计费与充电过程的联动控制。所述充电桩保护及监测单元通过继电器进行过流和短路保护。所述交流充电桩和直流充电桩输入端口均设有防雷模块。所述所述交流充电桩和直流充电桩输出单元提供0～180KW供电能力,最大输出电流为360A。所述交流充电桩和直流充电桩均设置辅助电源，提供12V或24V辅助电源。本专利技术的有益效果为：配电容量限制是扩装充电桩的重要因素，老旧小区尤其突出。采用能源互联网理念的分时共享充电电源系统是该问题的可行解决方案，不需要增容就可以大量安装充电桩；分时共享充电电源的直接效益是可以提高充电站的车桩管理能力，获利更高的充电服务收益。我国大力推动电动汽车的快速普及，充电桩电源管理市场前景广阔。附图说明图1为本专利技术结构框图；图2—26为本专利技术各部分电路原理图；具体实施方式实施例1现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：图1是本实施例的结构框图。如图所示，一种包括换相控制管理装置、配电监控管理装置、交流充电桩、直流充电桩、网络运营管理平台和手机APP客户端。换相控制管理装置实现低压线路三相负荷自动平衡，提高供电质量及设备利用率，保证电网中充电桩等安全可靠运行。包括检测单元、换相开关单元、控制单元、通信单元。1)换相控制管理装置的通信单元与网络运营管理云平台之间实现以太网通信功能，实时上传电网运行参数。2)换相控制管理装置的控制单元完成监测电参数的分析处理，计算电网电流不平衡度和信号处理功能。通过计数器选择换相切换时刻点。3)换相控制管理装置的换相开关单元包括开关A、开关B和开关C，分别包括一个接触器、一个磁保持继电器和一个功率二极管。开关A、B、C分别与电网A、B、C三相连接。在接收到控制单元的切换命令后，根据换相切换时刻点实现无弧换相功能，切换时间小于5ms。具有换相开关动作状态指示功能。4)换相控制管理装置的检测单元用于采集三相电网中负载电参数。配电监测管理装置可精确测量配电变压器的容量，具有高精度电参数计量采样单元、高速MCU数据处理单元、以太网通信单元及人机交互单元。1)该装置中高精度电参数计量采样单元检测变压器低压侧的电压、电流、有功功率、功率因数和频率等电参数。测量范围宽，测量精度为0.2级。同时该单元具有额定电压、额定电流的校正功能。在不外接电压、电流互感器的情况下，可完成1000KVA以下的配电变压器的空负载监测。2)高速MCU数据处理单元完成实时采集数据的解析、分析与错误判断处理功能。同时具有通信超时检测功能，保障配电网中数据传递安全可靠。3)采用高速CAN与网络运营管理云平台通信，实时上传配电网中电压、电流、功率、负载冗余量等参数，运营管理云平台根据电网参数信息对充电桩的接入、退出、充电、辅源输出等运行状态进行控制操作，达到“车-桩-网”的分时共享及动态调配功能。4)人机交互单元包括触摸屏显示和工作状态指示功能。触摸屏显示完成电压电流实时显示功能，以及各个配置参数的设置及按键操作功能。工作状态指示实现该装置电源、通信、故障等运行状态的判断及指示灯显示功能。交流充电桩和直流充电桩通过主控单元、保护及监测单元、刷卡单元、计量单元、费用结算单元、人机交互单元、输出单元、辅助电源切换单元来实现充电桩控制引导、安全保护及监测、人机交互、计量及费用核算、充电记录及故障信息存储等功能。1)主控单元具有充电流程控制功能、充电模块控制输出功能、通信管理功能、信息存储功能。a、充电流程控制功能是根据检测点的电压状态或者车辆发送的通信报文，来判断目前处于充电的哪个阶段，进而控制充电桩中的执行机构来对车辆进行安全充电。b、充电模块输出控制是主控单元通过高速CAN总线与高频充电模块通信，根据充电模块状态和运行信息，动态调整输出电压和输出电流，完成充电模块状态监测与充电过程的联动控制，以适应当前所处于的不同充电阶段以及不同型号的车辆。c、通讯管理功能具体如下：主控单元通过CAN网络与电动汽车BMS通信，用于判断电动汽车动力电池类型；获得动力电池系统参数，充电前和充电过程中动力电池的电压、电流、温度等状态数据，完成充电机的充电控制。主控单元通过CAN总线与充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统，其特征在于：包括换相控制管理装置、配电监控管理装置、交流充电桩、直流充电桩、网络运营管理平台和手机APP客户端；换相控制管理装置和配电监控管理装置与变压器连接；换相控制管理装置通过通信单元与网络运营管理平台之间实现以太网通信，实时上传电网运行参数；配电监控管理装置通过通信单元与网络运营管理平台之间实现以太网通信，测量配电变压器的容量，实时上传配电网中电压、电流、功率、负载冗余量等参数，运营管理云平台根据电网参数信息对充电桩的接入、退出、充电、辅源输出等运行状态进行控制操作；网络运营管理平台通过以太网通信方式分别与交流充电桩的主控单元和直流充电桩的主控单元连接；交流充电桩和直流充电桩均通过充电桩通过主控单元、保护及监测单元、刷卡单元、计量单元、费用结算单元、人机交互单元、输出单元、辅助电源切换单元来实现交流充电桩和直流充电桩的控制引导、安全保护及监测、人机交互、计量及费用核算、充电记录及故障信息存储；网络运营管理平台与手机APP客户端相互通讯。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统，其特征在于：包括换相控制管理装置、配电监控管理装置、交流充电桩、直流充电桩、网络运营管理平台和手机APP客户端；换相控制管理装置和配电监控管理装置与变压器连接；换相控制管理装置通过通信单元与网络运营管理平台之间实现以太网通信，实时上传电网运行参数；配电监控管理装置通过通信单元与网络运营管理平台之间实现以太网通信，测量配电变压器的容量，实时上传配电网中电压、电流、功率、负载冗余量等参数，运营管理云平台根据电网参数信息对充电桩的接入、退出、充电、辅源输出等运行状态进行控制操作；网络运营管理平台通过以太网通信方式分别与交流充电桩的主控单元和直流充电桩的主控单元连接；交流充电桩和直流充电桩均通过充电桩通过主控单元、保护及监测单元、刷卡单元、计量单元、费用结算单元、人机交互单元、输出单元、辅助电源切换单元来实现交流充电桩和直流充电桩的控制引导、安全保护及监测、人机交互、计量及费用核算、充电记录及故障信息存储；网络运营管理平台与手机APP客户端相互通讯。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统，其特征在于：换相控制管理装置包括检测单元、换相开关单元、控制单元、通信单元，换相开关单元包括开关A、开关B和开关C，分别包括一个接触器、一个磁保持继电器和一个功率二极管，开关A、B、C分别与电网A、B、C三相连接。3.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统，其特征在于：配电监测管理装置具有高精度电参数计量采样单元、高速MCU数据处理单元、以太网通信单元及人机交互单元；采样单元检测变压器低压侧的电压、电流、有功功率、功率因数和频率等电参数；高速MCU数据处理单元完成实时采集数据的解析、分析与错误判断处理；人机交互单元包括触摸屏显示和工作状态指示。4.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统，其特征在于：所述直流充电桩的主控单元通过CAN总线与充电模块通信，动态调整充电模块输出电压电流。5.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统，其特征在于：所述交流充电桩和直流充电桩的主控单元通过RS485与智能电能表通信，获取电能计量信息，完成充电计费与充电过程的联动控制主控单元通过RS485与智能电能表通信，获取电能计量信息，完成充电计费与充电过程的联动控制。6.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩分时共享监控管理系统，其特征在于：所述充电桩保护及监测单元通过继电器进...

【专利技术属性】
技术研发人员：田爱军，王娜，何智晖，张斌，王磊，
申请(专利权)人：兰州海红技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62