本发明专利技术属于电动汽车充电控制技术领域，公开了一种减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制系统及电路，充电检测控制单元用于监测电动汽车是否与充电桩连接，并获取电动汽车所需的充电功率，并实时监控汽车端功率需求变化；用于基于获取的功率数据向充电模块发出相应的动态充电控制指令，接通所需充电模块并输出对应的需求功率组合；按照预置时间策略，发出指令控制充电桩电源开关和供电变压器电源开关，适时(如闲置时段)切断设备供电电源；控制机构设置于设备前端，控制设备电源通断；储能电池用于断电情况下为控制机构和检测单元供电。本发明专利技术实现了功率自动匹配，减少直流充电功率模块和设备空载运行无功损耗。电功率模块和设备空载运行无功损耗。电功率模块和设备空载运行无功损耗。
【技术实现步骤摘要】
减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制系统及电路
[0001]本专利技术属于电动汽车充电控制
，尤其涉及一种减少电动汽车充电 桩空载损耗的三级自动控制系统及电路。
技术介绍
[0002]目前，随着全球气候变暖，减少碳排放，实施碳中和，倡导绿色出行成为 人类生活共识。新能源电动汽车是践行绿色发展的重要策略，截止2020年底， 全国累计新能源汽车保有量达到1181万辆，而2021年1
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7月，我国新能源汽 车的产销量分别达到150.4万辆和147.8万辆，已超过去年全年，产销两旺。随 着电动汽车产业的迅猛发展，充电桩作为电动汽车的基础充电设施，其作用愈 发突显出来。到2020年，新增集中式充换电站超过12万座，分散式充电桩超 过480万个。
[0003]然而，大量充电桩的建设投运，面临两个问题，其一是物联网、云计算、 移动通信等IT技术的不断进步，充电桩作为一个信息技术产品，更新迭代快， 就像手机一样，3年就面临一个淘汰周期；其二是汽车的移动属性，决定了充电 设备必须有一个合理的分布，但总体来说电动汽车的保有量还是有限，因此， 电动汽车的远距离行驶的充电需求与充电设施配套建设成为了“先有鸡还是先 有蛋”的矛盾，也就造成了大量建设在高速公路服务区、偏远风景名胜区的充 电桩利用率极低。据中国充电联盟的统计表明，全国整个公共充电桩的使用率 还不到10％，即平均每天充电时间不足3小时，特别是在一些偏远景区充电桩， 有时几天不见一个电动汽车来充电，闲置非常严重。
[0004]充电桩闲置带来的问题：一是充电桩通常安装在室外，长期不用导致电子 器件及接插头受潮氧化，使得电动汽车急需充电的时候反而不能运行，并且容 易发生漏电引起安全事故；二是由于充电桩长期处于空载运行，整流模块和配 电变压器无负荷情况下的无功损耗大，使得充电站运营商在没有提供充电服务 获取收入的情况下被供电局进行无功电量考核，增加企业经济负担。
[0005]目前主要是通过人工值守，在不充电的时候拉闸断电，但这种方式对偏远 地区部署的无人值守充电桩执行困难，距离运营企业办公地点几百公里，来去 一趟要花上一整天时间，而且当断了电，可能恰好有电动汽车过来需要紧急充 电，却有电不能充，完全失去了为客户服务的社会责任。另外，拉闸断电也只 能切断充电桩的电，而并不能切断配电变压器的电，实际上变压器空载的无功 损耗也很大，还是一样要被供电部门收取率调电费。
[0006]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的电动汽车充电桩使 用率不高，充电站的空载损耗大。
[0007]解决以上问题及缺陷的难度为：鉴于充电桩分布广，特别是很多零散充电 桩，点多面广，而电动汽车充电需求存在明显的阶段聚集性特征，比如风景区 在旅游旺季、高速服务区在节假日充电繁忙，但是在其它时段则大量处于空载 运行。通过人工切断电源既不科学，也会增加人力成本，而远程控制则缺乏灵 活性和数据支撑，断电决策缺乏依据，零散分布的充电桩管控更加困难，大量 的空载损耗和供电部门的率调电费考核显著增加了充
电桩运营成本。
[0008]解决以上问题及缺陷的意义为：通过本专利技术的三级控制方法，能够有效实 现充电功率按照电动汽车需求动态柔性输出，并且在充电空闲期，大型充电站 能切断部分充电桩甚至供电变压器的电源，减少电能空载损耗，而当充电车辆 增加时，实时监测本站充电桩已满负荷则自动投运原来断电的充电设备，满足 充电需求。本控制方法软硬件结合，通过积累充电数据，实时监测电动汽车充 电需求，在宏观上充电桩运行数量和微观上的充电模块动态切换，全面解决充 电桩和供配电设施空载损耗问题，对充电桩运营能源节约、降低成本、智慧化 管理具有重要意义。
技术实现思路
[0009]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种减少电动汽车充电桩空载损 耗的三级自动控制系统及电路。
[0010]本专利技术是这样实现的，一种减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制 系统，所述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制系统包括：
[0011]充电检测控制单元，设置于充电桩终端，与动力电池信息管理系统BMS连 接；用于监测电动汽车是否与充电桩连接，并获取电动汽车所需的充电功率， 并实时监控汽车端功率需求变化；用于基于获取的功率数据向充电模块发出相 应的动态充电控制指令；同时用于控制供电变压器电源开关与充电桩电源开关；
[0012]充电模块，设置于充电桩终端，与充电检测控制单元连接；用于基于充电 控制指令向电动汽车输出对应充电功率；
[0013]动力电池信息管理系统BMS，设置于汽车端，与充电检测控制单元连接， 用于获取当前电动汽车储能电池的负载情况，并发送至充电检测控制单元。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种应用于所述减少电动汽车充电桩空载损耗 的三级自动控制系统的减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制方法，所 述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制方法包括：
[0015]步骤一，充电检测控制单元监测电动汽车是否连接到充电桩终端，当充电 桩终端与电动汽车相连接时，充电检测控制单元与动力电池信息管理系统BMS 进行通讯，获取电动汽车所需的充电功率；
[0016]步骤二，充电检测控制单元基于获取的电动汽车所需的充电功率判断电动 汽车是否需要充电，若判断电动汽车无需充电，则按照预设充电控制策略切断 充电桩电源以及供电变压器电源；若判断电动汽车需要充电，则转向步骤三；
[0017]步骤三，充电检测控制单元检测充电桩电源是否处于接通状态，若处于接 通状态，则充电检测控制单元基于获取的电动汽车所需的充电功率接通相应容 量的充电模块，并动态控制充电模块向电动汽车输出对应充电功率；否则，转 向步骤四；
[0018]步骤四，判断供电变压器电源是否处于接通状态，若是，则接通充电桩电 源并进行自检，同时返回步骤三；若供电变压器电源未处于接通状态，则接通 变压器供电电源并自检；同时接通充电桩电源并进行自检，并返回步骤三。
[0019]进一步，所述动态控制充电模块向电动汽车输出对应充电功率包括：
[0020]充电过程中充电检测控制单元实时监控电动汽车的功率需求变化，基于所 述电
动汽车的功率需求变化对充电模块进行动态控制。
[0021]进一步，所述基于所述电动汽车的功率需求变化对充电模块进行动态控制 包括：
[0022]当所述电动汽车的功率需求增加即当前功率不足时，则接通更多的充电模 块增加功率输出；
[0023]当所述电动汽车的功率需求减少时，则释放相应充电模块。
[0024]本专利技术的另一目的在于提供一种应用于所述减少电动汽车充电桩空载损耗 的三级自动控制系统的减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制电路，所 述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制电路设置有：
[0025]供电变压器、充电桩输入电源、充电直流模块输入电源、供电变压器输入 开关、充电桩输入电源控制开关、充电直流模块输入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制系统，其特征在于，所述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制系统包括：充电检测控制单元，设置于充电桩终端，与动力电池信息管理系统BMS连接；用于监测电动汽车是否与充电桩连接，并获取电动汽车所需的充电功率，并实时监控汽车端功率需求变化；用于基于获取的功率数据向充电模块发出相应的动态充电控制指令；同时用于控制供电变压器电源开关与充电桩电源开关；充电模块，安装于充电桩终端或集中式充电堆，与充电检测控制单元连接；用于基于充电控制指令向电动汽车输出对应充电功率。2.如权利要求1所述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制系统，其特征在于，所述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制系统还包括：动力电池信息管理系统BMS，设置于汽车端，与充电检测控制单元连接，用于获取当前电动汽车动力电池的负载情况，并发送至充电检测控制单元。3.一种应用于如权利要求1
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2所述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制系统的减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制方法，其特征在于，所述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制方法包括：步骤一，充电检测控制单元监测电动汽车是否连接到充电桩终端，当充电桩终端与电动汽车相连接时，充电检测控制单元与动力电池信息管理系统BMS进行通讯，获取电动汽车所需的充电功率；步骤二，充电检测控制单元基于获取的电动汽车动力电池数据，若判断电动汽车电池故障则发出报警避免自燃等安全事故，并按照预设充电控制策略切断充电桩电源以及供电变压器电源；若判断电动汽车动力电池正常需要充电，则转向步骤三；步骤三，充电检测控制单元检测充电桩电源是否处于接通状态，若处于接通状态，则充电检测控制单元基于获取的电动汽车所需的充电功率接通相应容量的充电模块，并动态控制充电模块向电动汽车输出对应充电功率；否则，转向步骤四；步骤四，判断供电变压器电源是否处于接通状态，若是，则接通充电桩电源并进行自检，同时返回步骤三；若供电变压器电源未处于接通状态，则接通变压器供电电源并自检；同时接通充电桩电源并进行自检，并返回步骤三。4.如权利要求3所述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制方法，其特征在于，所述动态控制充电模块向电动汽车输出对应充电功率包括：充电过程中充电检测控制单元实时监控电动汽车的功率需求变化，基于所述电动汽车的功率需求变化对充电模块进行动态控制。5.如权利要求4所述减少电动汽车充电桩空载损耗的三级自动控制方法，其特征在于，所述基于所述电动汽车的功率需求变化对充电模块进行动态控制包括：当所述电动汽车的功率需求增加即当前功率不足时，则接通更多的充电模块增加功率输出；当所述电动汽车的功率需求减少时，则释放相...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴亮，
申请(专利权)人：贵州师范大学，
类型：发明
国别省市：
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