智能充电能源路由系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术提供一种智能充电能源路由系统及其实现方法，智能充电能源路由系统包括智能充电能源路由器及充电桩，智能充电能源路由器包括电气系统及管理调度系统，智能充电能源路由系统限制输出的最大功率低于充电桩额定功率总和；管理调度系统包括控制子系统，控制子系统包括CPU，CPU设置和读取智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，基于充电桩实际功率总和与智能充电能源路由系统限制输出的最大功率及需求功率运算的结果向充电桩发送功率控制指令；充电桩接收执行管理调度系统下发的功率控制指令。智能充电能源路由系统控制充电桩的实际功率总和不高于其所限制输出的最大功率，从而达到充分并有效利用智能充电能源路由系统输入功率的目的。

Intelligent charging energy routing system and its implementation

【技术实现步骤摘要】
智能充电能源路由系统及其实现方法
本专利技术涉及充电桩的
，尤其涉及一种智能充电能源路由系统及其实现方法。
技术介绍
随着国家对新能源规划的逐步落实，以及日益增长的对新能源的实施和应用的需求，我国已经把新能源充电桩列入了新基建七大领域的第四大领域之中；因而，新能源充电站需要不断满足日益增长的对新能源汽车充电桩的需求，这是目前充电站亟待需要解决的问题。目前，现有的充电站技术对于新能源充电桩的需求仍然存在以下重大问题：1.现有充电站技术不能利用现有电网的变压器容量实现老小区对充电桩的安装需求；充电桩的安装和使用没有为老小区在功率分配上预留空间，同时由于场地及电网功率的限制，在居民用电高峰时段，充电站基本不能满足住建部对小区实现充电站建设或者扩容建设的需求；而实现老小区充电站建设需要的供电网配网改造耗资巨大（据考察一线城市满足该需求的供电配网改造耗资超过百亿）；而在夜间用电低谷时，又存在70%功率资源的严重浪费情况。2.现有充电站存在需要充电的车辆不能得到充电服务的现状,如何保证在变压器不超容的前提下，提高充电桩的安装率，是目前亟待解决的问题。3.大型充电站变压器输出功率效率低。当充电车辆的功率需求低于充电桩总功率或者充电桩额定功率时，会使各充电桩出现部分功率处于闲置的状况，致使充电桩功率效率低，如一般快充充电站大型变压器功率输出实际效率仅为68%，即使是充电堆快充充电站，效率也仅为73%，功率损失较大。如何提高变压器的利用率，提高充电桩充电功率的利用率，是目前亟待解决的问题。4.配电柜、配电网设计比较保守，不太适应充电场站具体的场景。目前所连接配电柜、配电网的充电桩在同一时间都处于满载充电的情况是很少的，大部分处于低利用率的使用情况；常用配电柜、配电网的输入功率一般按照输出功率总和设计，基本没有考虑到充电场站实际的充电桩充电负荷比较低的情况，一般配电柜和配电网的配电的设计都大大超过了所需功率，造成了配电功率大量的闲置和浪费。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种智能充电能源路由系统及其实现方法，旨在解决现有技术中充电桩中输入的功率不能充分利用，造成配电功率大量闲置和浪费的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供了一种智能充电能源路由系统，包括智能充电能源路由器及充电桩，所述智能充电能源路由器包括电气系统及管理调度系统，其中，电气系统，用于将智能充电能源路由器输入的功率输出供充电桩使用，包括依次电连接的输入单元及输出单元，所述智能充电能源路由系统限制输出的最大功率低于充电桩额定功率总和，输出单元分别与每个充电桩电连接；管理调度系统包括与充电桩通讯连接的控制子系统，所述控制子系统包括CPU及存储单元，所述CPU用于设置及读取所保存的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，接收每个充电桩的上报的实际功率及需求功率，并运算充电桩的实际功率总和是否大于所读取的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，结合需求功率，运算出连接的充电桩的控制功率，基于运算结果向充电桩发送功率控制指令；存储单元，用于保存智能充电能源路由系统限制输出的最大功率；充电桩，分别与输出单元电连接，与管理调度系统的控制子系统通讯连接，每个充电桩上传实际功率及需求功率至管理调度系统，并接收执行管理调度系统下发的功率控制指令。在一个实施例中，所述电气系统还包括设置于输入单元及输出单元之间的电气保护单元，电气保护单元限制的最大输入功率小于电气保护单元对每一路输出的最大输出功率的功率总和；当充电桩实际输出功率总和大于电气保护单元限制的最大输入功率时，电气保护单元断开输入单元与输出单元之间的回路。在一个实施例中，所述电气系统还包括设置于输出单元与充电桩之间的电气保护单元，电气保护单元限制的最大输入功率小于电气保护单元对每一路输出的最大输出功率的功率总和；当充电桩实际输出功率总和大于电气保护单元限制的最大输入功率时，电气保护单元断开输出单元与充电桩之间的回路。在一个实施例中，所述电气系统还包括设置于输入单元之前的电气保护单元，电气保护单元限制的最大输入功率小于电气保护单元对每一路输出的最大输出功率的功率总和；当充电桩实际输出功率总和大于电气保护单元限制的最大输入功率时，电气保护单元断开与输入单元之间的回路。在一个实施例中，所述智能充电能源路由系统限制输出的最大功率小于电气保护单元限制的最大输入功率。在一个实施例中，所述电气系统还包括测量单元，所述测量单元与所述管理调度系统通讯连接，用于控制子系统进行功率校验，基于所测的输入单元的功率与智能充电能源路由系统限制的最大输出功率的运算结果，管理调度系统向充电桩发送功率控制指令。在一个实施例中，所述CPU包括设置模块、接收模块、运算模块及控制模块，其中，设置模块，用于设置和读取智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，所设置的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率存储于存储单元；接收模块，用于接收充电桩上报的消息，所述充电桩上报的信息包括但不限于充电桩的实际功率及需求功率，以及用于接收测量单元所传输的数据；运算模块，用于运算上报的充电桩实际功率总和，并将该实际功率总和与所读取的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率比较，根据比较结果，结合需求功率，运算出连接的充电桩的控制功率；控制模块，用于根据运算结果向充电桩下发控制指令，以确保充电桩的实际功率按照控制功率执行，并且不超过设置的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率。在一个实施例中，所述电气保护单元采用热磁脱扣的断路器。在一个实施例中，所述电气保护单元采用交流熔丝的熔断器。在一个实施例中，所述测量单元为带通讯功能的交流电表。在一个实施例中，所述测量单元为可编程的逻辑器件，所述可编程的逻辑器件通过AD测量电压值后转换成功率值。在一个实施例中，所述测量单元与所述管理调度系统的通讯方式包括但不限于采用RS485串口、WiFi、蓝牙、Zigbee、以太网ETH、CAN通讯方式。另一方面，本专利技术还提供了基于上述智能充电能源路由系统的实现方法，应用上述智能充电能源路由器，包括，接收充电桩上报的消息，所述消息中包括但不限于连接的充电桩的需求功率和实际功率；根据所连接的充电桩的实际功率和智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，对连接的充电桩的控制功率的运算进行条件预置；在运算连接的充电桩的控制功率的预置条件下，根据智能充电能源路由系统限制输出的最大功率、实际功率和需求功率运算出每个连接的充电桩的控制功率；向连接的充电桩发送功率控制指令，所述控制指令中包括每个连接的充电桩的控制功率，该控制功率即为连接的充电桩允许输出的最大功率。对于本专利技术的智能充电能源路由系统的实现方法，其进一步方案为，所述根据所连接的充电桩的实际功率和智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，对连接的充电桩的控制功率的运算进行条件预置，其中预置条件为判断并比较充电桩的实际功率总和与智能充电能源路由系统配置的限制输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能充电能源路由系统，其特征在于，包括智能充电能源路由器及充电桩，所述智能充电能源路由器包括电气系统及管理调度系统，其中，/n电气系统，用于将智能充电能源路由器输入的功率输出供充电桩使用，包括依次电连接的输入单元及输出单元，所述智能充电能源路由系统限制输出的最大功率低于充电桩额定功率总和，输出单元分别与每个充电桩电连接；/n管理调度系统包括与充电桩通讯连接的控制子系统，所述控制子系统包括CPU及存储单元，所述CPU用于设置及读取所保存的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，接收每个充电桩的上报的实际功率及需求功率，并运算充电桩的实际功率总和是否大于所读取的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，结合需求功率，运算出连接的充电桩的控制功率，基于运算结果向充电桩发送功率控制指令；存储单元，用于保存智能充电能源路由系统限制输出的最大功率；/n充电桩，分别与输出单元电连接，与管理调度系统的控制子系统通讯连接，每个充电桩上传实际功率及需求功率至管理调度系统，并接收执行管理调度系统下发的功率控制指令。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能充电能源路由系统，其特征在于，包括智能充电能源路由器及充电桩，所述智能充电能源路由器包括电气系统及管理调度系统，其中，
电气系统，用于将智能充电能源路由器输入的功率输出供充电桩使用，包括依次电连接的输入单元及输出单元，所述智能充电能源路由系统限制输出的最大功率低于充电桩额定功率总和，输出单元分别与每个充电桩电连接；
管理调度系统包括与充电桩通讯连接的控制子系统，所述控制子系统包括CPU及存储单元，所述CPU用于设置及读取所保存的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，接收每个充电桩的上报的实际功率及需求功率，并运算充电桩的实际功率总和是否大于所读取的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，结合需求功率，运算出连接的充电桩的控制功率，基于运算结果向充电桩发送功率控制指令；存储单元，用于保存智能充电能源路由系统限制输出的最大功率；
充电桩，分别与输出单元电连接，与管理调度系统的控制子系统通讯连接，每个充电桩上传实际功率及需求功率至管理调度系统，并接收执行管理调度系统下发的功率控制指令。


2.根据权利要求1所述的智能充电能源路由系统，其特征在于，所述电气系统还包括设置于输入单元及输出单元之间的电气保护单元，电气保护单元限制的最大输入功率小于电气保护单元对每一路输出的最大输出功率的功率总和；当充电桩实际输出功率总和大于电气保护单元限制的最大输入功率时，电气保护单元断开输入单元与输出单元之间的回路。


3.根据权利要求1所述的智能充电能源路由系统，其特征在于，所述电气系统还包括设置于输出单元与充电桩之间的电气保护单元，电气保护单元限制的最大输入功率小于电气保护单元对每一路输出的最大输出功率的功率总和；当充电桩实际输出功率总和大于电气保护单元限制的最大输入功率时，电气保护单元断开输出单元与充电桩之间的回路。


4.根据权利要求1所述的智能充电能源路由系统，其特征在于，所述电气系统还包括设置于输入单元之前的电气保护单元，电气保护单元限制的最大输入功率小于电气保护单元对每一路输出的最大输出功率的功率总和；当充电桩实际输出功率总和大于电气保护单元限制的最大输入功率时，电气保护单元断开与输入单元之间的回路。


5.根据权利要求2或3或4所述的智能充电能源路由系统，其特征在于，所述智能充电能源路由系统限制输出的最大功率小于电气保护单元限制的最大输入功率。


6.根据权利要求5所述的智能充电能源路由系统，其特征在于，所述电气系统还包括测量单元，所述测量单元与所述管理调度系统通讯连接，用于控制子系统进行功率校验，基于所测的输入单元的功率与智能充电能源路由系统限制的最大输出功率的运算结果，管理调度系统向充电桩发送功率控制指令。


7.根据权利要求6所述的智能充电能源路由系统，其特征在于，所述CPU包括设置模块、接收模块、运算模块及控制模块，其中，
设置模块，用于设置和读取智能充电能源路由系统限制输出的最大功率，所设置的智能充电能源路由系统限制输出的最大功率存储于存储单元；
接收模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾智礼，刘洪云，张思成，郎洁，
申请(专利权)人：深圳市丁旺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44