CN106067219B - 一种充电桩的集中管理控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种充电桩的集中管理控制系统及方法，所述系统它可以保障变压器的安全运行，又满足充电收益最大化；可以对多个充电桩进行集中管理与控制。所述方法它可以对充电桩进行方便的收费管理，同时还可以根据充电桩的实时状态对充电过程进行集中控制管理，提高充电管理的效率和安全性。

Description

一种充电桩的集中管理控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车充电管理领域，特别是一种充电桩的集中管理控制系统及方法。

背景技术

随着电动汽车充电桩建设的大力发展，公用充电桩的数量越来越多，故对充电桩的安全、有效管理显得尤为重要。如申请号为201220257345.1的实用新型提供了一种电动汽车充电桩的网络管理系统，解决了传统单个充电桩不能通过网络进行系统化管理的缺陷，可以在事先购买卡值或者帐号等情况下就能实现充电，并且自动完成扣费管理；此专利重点在对于对充电桩充电电量数据的采集。申请号为201310004522.4公开了一种分布式充电桩运营管理系统，包括数据服务系统、发卡管理系统和网络地理信息系统，可以基于GIS技术对充电桩进行管理。然而，充电桩只是配电网负荷的一部分，在实际运行过程中，不仅需要对充电桩进行方便的收费管理，还需要根据充电桩的实时状态对其充电过程进行集中控制管理。

发明内容

本发明的目的就是提供一种充电桩的集中管理控制系统，它可以保障变压器的安全运行，又满足充电收益最大化；可以对多个充电桩进行集中管理与控制。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有与用户和变压器连接的管理控制平台、电能采集分配单元、多个充电桩；管理控制平台与电能采集分配单元通过网络连接，电能采集分配单元与充电桩通信；

所述系统采用一种充电桩的集中管理控制的方法，所述方法具体步骤如下：

1)当用户刷卡成功通过充电授权后，管理控制平台向充电桩发出充电指令；

2)充电桩通过其充电枪上的端子CC检测充电桩与电动汽车是否连接良好，若连接良好，电动汽车车载充电机进行自检；充电枪上的其中一个触头端子进行检测，其标示标识为CC，用于充电连接确认；

3)管理控制平台接收到自检通过的信号后，向电能采集分配单元发出采集指令；

4)电能采集分配单元采集此时多个充电桩的充电负荷情况，并将采集的结果上传至管理控制平台；

5)管理控制平台再检测此时变压器的负荷情况，并根据既满足变压器不过载运行又满足多个充电桩充电收益最大化的原则进行优化配置，来判断能否给该电动汽车进行充电，若能进行充电，则向电能采集分配单元发出充电指令，电能采集分配单元向电动汽车控制装置分配充电可供电流I；

6)电动汽车控制装置将电能采集分配单元分配的可供电流I和电动汽车车载充电机的额定输入电流I₀进行对比，将二者中的较小值设定为车载充电机当前最大允许输入电流I_max；

7)管理控制平台向电能采集分配单元发出充电指令，通过充电桩，车载充电机开始对电动汽车进行充电；

8)若步骤5)中管理控制平台检测判断结果是不能对该电动汽车进行充电，则管理控制平台计算出客户需要排队等候的时间及充电完成所需的时间，并将此信息提示给用户，如用户同意等待，则运行步骤调回至步骤6)。

进一步，所述电能采集分配单元与充电桩的通信方式为载波通信。

进一步，所述管理控制平台，所述管理控制平台，用于接收用户刷卡授权的信息；向电能采集分配单元发送采集指令，并接收所采集的信息；检测实时的变压器电压、电流情况，并判断能否给该用户进行充电；向电能采集分配单元发送充电指令。

进一步，所述电能采集分配单元，对多个充电桩充电负荷情况的采集，将所采集的信息上传至管理控制平台；向用户分配充电电流；对充电桩的投入时间和电流大小的控制。

进一步，所述充电桩，用于检测与电动汽车连接是否良好。

进一步，所述充电桩通过充电枪上的其中一个触头端子进行检测，其标识为CC，用于充电连接确认。

本发明的另一个目的是提供一种充电桩的集中管理控制的方法，它可以对充电桩进行方便的收费管理，同时还可以根据充电桩的实时状态对充电过程进行集中控制管理，提高充电管理效率和安全性。

本发明的该目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下：

1)当用户刷卡成功通过充电授权后，管理控制平台向充电桩发出充电指令；

2)充电桩通过其充电枪上的端子CC检测充电桩与电动汽车是否连接良好，若连接良好，电动汽车车载充电机进行自检；充电枪上的其中一个触头端子进行检测，其标示标识为CC，用于充电连接确认；

3)在管理控制平台接收到自检通过的信号后，管理控制平台向电能采集分配单元发出采集指令；

4)电能采集分配单元采集此时多个充电桩的充电电压和充电电流，并将所采集的结果上传至管理控制平台；

5)管理控制平台再检测此时变压器的负荷情况，并根据既满足变压器不过载运行又满足多个充电桩充电收益最大化的原则进行优化配置，来判断能否给该电动汽车进行充电，若能进行充电，则向电能采集分配单元发出充电指令，电能采集分配单元向电动汽车控制装置发出充电可供电流I；

6)电动汽车控制装置将电能采集分配单元分配的可供电流I和电动汽车车载充电机的额定输入电流I₀进行对比，将二者中的较小值设定为车载充电机当前最大允许输入电流I_max；

7)最后，管理控制平台向电能采集分配单元发出充电相关指令，通过充电桩，车载充电机开始对电动汽车进行充电；

8)若步骤5)中管理控制平台检测判断结果是不能对该电动汽车进行充电，则管理控制平台计算出客户需要排队等候的时间及充电完成所需的时间，并将此信息提示给用户，如用户同意等待，则运行步骤调回至步骤6)；

进一步，步骤5)中所述的收益最大化的计算公式如下：

K＝f(q)+g(T)+h(t)

其中K为充电收益，f(q)为与充电电量q相关的收益，g(T)为与充电总时间T相关的收益，h(t)为与充电时刻t相关的收益。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

管理控制平台根据内置的控制策略判断能否给该电动汽车进行充电，并计算供电电流的大小，既满足变压器的安全运行，又满足充电收益最大化；采用本系统可对多个充电桩进行集中管理，集中收费，节省人力物力。本发明可广泛应用于电动汽车充电管理，提高充电管理的效率、安全性。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明的控制流程图；

图2为本发明的系统控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供了如图2所示的一种充电桩的集中管理控制系统，包括有与用户和变压器连接的管理控制平台、电能采集分配单元、多个充电桩；所述管理控制平台与所述电能采集分配单元通过网络连接，所述电能采集分配单元与所述充电桩通过电力线载波通信。

进一步，所述管理控制平台，用于接收用户刷卡授权的信息；用于向所述电能采集分配单元发送采集指令，并接收所采集的信息；用于检测实时的变压器电压值、电流值，并判断能否给该用户进行充电；用于向所述电能采集分配单元发送充电指令。

进一步，所述电能采集分配单元，用于对所述多个充电桩的充电负荷情况进行采集，并将所采集的信息上传至所述管理控制平台；用于向用户分配充电电流；用于对充电桩的投入时间和电流大小的控制。

进一步，所述充电桩，用于检测与电动汽车连接是否良好。

进一步，所述充电桩通过充电枪上的其中一个触头端子进行检测，其标识为CC，用于充电连接确认。

本发明的另一个目的是提供一种充电桩的集中管理控制的方法，它可以对充电桩进行方便的收费管理，同时还可以根据充电桩的实时状态对充电过程进行集中控制管理，提高充电管理的效率和安全性。

本发明的该目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下：

1)当用户刷卡成功通过充电授权后，管理控制平台向充电桩发出充电指令；

2)充电桩通过其充电枪上的触头端子CC检测充电桩与电动汽车是否连接良好，确认连接良好后，车载充电机进行自检；

3)在管理控制平台接收到自检通过的信号后，管理控制平台向电能采集分配单元发出采集指令；

4)电能采集分配单元采集此时多个充电桩的充电电压、充电电流，并将所采集的结果上传至管理控制平台；

5)管理控制平台再检测此时变压器的负荷情况，并根据既满足变压器不过载运行又满足多个充电桩充电收益最大化的原则进行优化配置，来判断能否给该电动汽车进行充电，若能进行充电，则向电能采集分配单元发出充电指令，电能采集分配单元向电动汽车控制装置发出充电可供电流I的大小；在本实施例中，变压器容量为160kVA，其能量转换效率为0.8，负载功率约为128kW，最大负荷电流为194A/相；管理控制平台检测到此时的负荷情况为170A，此时电能采集分配单元向电动汽车控制装置发出充电可供电流I为24A；

6)电动汽车控制装置将电能采集分配单元分配的可供电流I和电动汽车车载充电机的额定输入电流I₀进行对比，将二者中的较小值设定为车载充电机当前最大允许输入电流I_max；在本实施例中，车载充电机的额定输入电流I₀为32A，因此，车载充电机当前最大允许输入电流I_max为24A；

7)最后，管理控制平台向电能采集分配单元发出充电相关指令，通过充电桩，车载充电机开始对电动汽车进行充电。

进一步，步骤5)中所述的收益最大化的计算公式如下：

K＝f(q)+g(T)+h(t)

其中K为充电收益，f(q)为与充电电量q相关的收益，g(T)为与充电总时间T相关的收益，h(t)为与充电时刻t相关的收益。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种充电桩的集中管理控制系统，其特征在于：所述系统包括有与用户和变压器连接的管理控制平台、电能采集分配单元、多个充电桩；管理控制平台与电能采集分配单元通过网络连接，电能采集分配单元与充电桩通信；

所述管理控制系统采用一种充电桩的集中管理控制的方法，所述方法具体步骤如下：

1)当用户刷卡成功通过充电授权后，管理控制平台向充电桩发出充电指令；

2)充电桩通过其充电枪上的端子CC检测充电桩与电动汽车是否连接良好，若连接良好，电动汽车车载充电机进行自检；充电枪上的其中一个触头端子进行检测，其标示标识为CC，用于充电连接确认；

3)管理控制平台接收到自检通过的信号后，向电能采集分配单元发出采集指令；

4)电能采集分配单元采集此时多个充电桩的充电负荷情况，并将采集的结果上传至管理控制平台；

5)管理控制平台再检测此时变压器的负荷情况，并根据既满足变压器不过载运行又满足多个充电桩充电收益最大化的原则进行优化配置，来判断能否给该电动汽车进行充电，若能进行充电，则向电能采集分配单元发出充电指令，电能采集分配单元向电动汽车控制装置分配充电可供电流I；

6)电动汽车控制装置将电能采集分配单元分配的可供电流I和电动汽车车载充电机的额定输入电流I₀进行对比，将二者中的较小值设定为车载充电机当前最大允许输入电流I_max；

7)管理控制平台向电能采集分配单元发出充电指令，通过充电桩，车载充电机开始对电动汽车进行充电；

8)若步骤5)中管理控制平台检测判断结果是不能对该电动汽车进行充电，则管理控制平台计算出客户需要排队等候的时间及充电完成所需的时间，并将此信息提示给用户，如用户同意等待，则运行步骤调回至步骤6)。

2.如权利要求1所述的充电桩的集中管理控制系统，其特征在于：所述电能采集分配单元与充电桩的通信方式为载波通信。

3.如权利要求2所述的充电桩的集中管理控制系统，其特征在于：所述管理控制平台，用于接收用户刷卡授权的信息；向电能采集分配单元发送采集指令，并接收所采集的信息；检测实时的变压器电压、电流情况，并判断能否给该用户进行充电；向电能采集分配单元发送充电指令。

4.如权利要求3所述的充电桩的集中管理控制系统，其特征在于：所述电能采集分配单元，对多个充电桩充电负荷情况的采集，并将所采集的信息上传至管理控制平台；向用户分配充电电流；对充电桩的投入时间和电流大小的控制。

5.如权利要求4所述的充电桩的集中管理控制系统，其特征在于：所述充电桩，用于检测与电动汽车连接是否良好。

6.如权利要求5所述的充电桩的集中管理控制系统，其特征在于：所述充电桩通过充电枪上的其中一个触头端子进行检测，其标识为CC，用于充电连接确认。

7.如权利要求1至6任意一项所述系统进行充电桩的集中管理控制的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)当用户刷卡成功通过充电授权后，管理控制平台向充电桩发出充电指令；

2)充电桩通过其充电枪上的端子CC检测充电桩与电动汽车是否连接良好，若连接良好，电动汽车车载充电机进行自检；充电枪上的其中一个触头端子进行检测，其标示标识为CC，用于充电连接确认；

3)管理控制平台接收到自检通过的信号后，向电能采集分配单元发出采集指令；

4)电能采集分配单元采集此时多个充电桩的充电负荷情况，并将采集的结果上传至管理控制平台；

5)管理控制平台再检测此时变压器的负荷情况，并根据既满足变压器不过载运行又满足多个充电桩充电收益最大化的原则进行优化配置，来判断能否给该电动汽车进行充电，若能进行充电，则向电能采集分配单元发出充电指令，电能采集分配单元向电动汽车控制装置分配充电可供电流I；

6)电动汽车控制装置将电能采集分配单元分配的可供电流I和电动汽车车载充电机的额定输入电流I₀进行对比，将二者中的较小值设定为车载充电机当前最大允许输入电流I_max；

7)管理控制平台向电能采集分配单元发出充电指令，通过充电桩，车载充电机开始对电动汽车进行充电；

8)若步骤5)中管理控制平台检测判断结果是不能对该电动汽车进行充电，则管理控制平台计算出客户需要排队等候的时间及充电完成所需的时间，并将此信息提示给用户，如用户同意等待，则运行步骤调回至步骤6)。

8.如权利要求7所述的充电桩的集中管理控制方法，其特征在于，步骤5)中所述的收益最大化的计算公式如下：

K＝f(q)+g(T)+h(t)

其中K为充电收益，f(q)为与充电电量q相关的收益，g(T)为与充电总时间T相关的收益，h(t)为与充电时刻t相关的收益。