CN106712237A - 一种可提升充电质量的充电桩系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可提升充电质量的充电桩系统,涉及充电桩充电技术领域。在该系统中,浪涌保护装置,连接于充电电网的输入端,用于消除在接通充电桩时的瞬时剧烈脉冲;谐波过滤装置,用于过滤充电电压和电流的多次谐波;智能监测控制模块,用于实时监测和控制电网的电压和电流,电路补偿模块的电压和电流以及充电终端模块的电压和电流;电路补偿模块,用于对充电电压和电流进行实时补偿;充电终端模块,对电动汽车的电池组进行充电,并且与电动汽车的电池管理系统进行通信。本发明的系统能够有效地抵抗干扰,消除充电系统的谐波,实时跟踪电池组的充电状态,对充电电流和电压进行实时的控制和调整,提高了充电桩的充电质量。

Description

一种可提升充电质量的充电桩系统
技术领域
本发明涉及充电桩充电技术领域,更具体地,涉及一种可提升充电质量的充电桩系统。
背景技术
随着以蓄电池为动力的电动车辆不断面世并逐步走向市场,解决好这些车辆的动力电池的充电问题,已经成为这类新能源车辆推广应用的关键。
在充电桩充电技术领域,现有的充电机在电网与电动汽车充电机之间缺少缓冲装置,充电设备会对电网造成的短时的干扰和冲击。电网中还会存在不同程度的谐波,影响充电质量。充电过程中,由于电池电动势的不断上升,电压和电流的实时变化,会使电池的充电质量不可控。因此,有必要开发一种可提升充电质量的充电桩系统。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为了使电动汽车的充电桩有效地抵抗干扰,消除电网中的谐波,能够实时跟踪电动汽车电池组的充电状态,并且根据电池组的充电状态对充电桩的充电电流和电压进行实时的控制和调整,有必要开发一种可提升充电质量的充电桩系统。
本发明提供一种可提升充电质量的充电桩系统,包括:浪涌保护装置、谐波过滤装置、智能监测控制模块、电路补偿模块、充电终端模块;
浪涌保护装置,连接于充电电网的输入端,用于消除在接通充电桩时的瞬时剧烈脉冲;
谐波过滤装置,用于过滤经过浪涌保护装置处理后的电压和电流的多次谐波;
智能监测控制模块,用于实时监测和控制经过浪涌保护装置处理前和经过谐波过滤装置处理后电网的电压和电流,电路补偿模块的电压和电流以及充电终端模块的电压和电流;
电路补偿模块,用于对经过谐波过滤装置处理后的电压和电流进行实时补偿;
充电终端模块,经过电路补偿模块处理后对电动汽车的电池组进行充电,并且用于与电动汽车的电池管理系统进行通信。
本发明的可提升充电质量的充电桩系统能够有效地抵抗干扰,消除充电系统的谐波,实时跟踪电动汽车电池组的充电状态,并且根据电池组的充电状态对充电桩的充电电流和电压进行实时的控制和调整,提高了充电桩的充电质量。
本发明的可提升充电质量的充电桩系统具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述,这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一种可提升充电质量的充电桩系统示意图。
附图标记:
1—浪涌保护装置;2—谐波过滤装置;3—智能监测控制模块;4—电路补偿模块;5—充电终端模块;6—储能装置;7—紧急储能切断开关;
31—电网电监测单元;32—滤波后电监测单元;33—智能监测控制模块;34—电路补偿模块;35—充电终端模块;36—储能装置;37—紧急储能切断开关;
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明,本发明的保护范围不局限于下述的具体实施方式。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明提供了一种可提升充电质量的充电桩系统,包括:浪涌保护装置、谐波过滤装置、智能监测控制模块、电路补偿模块、充电终端模块;
浪涌保护装置,连接于充电电网的输入端,用于消除在接通充电桩时的瞬时剧烈脉冲;对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌也可以进行保护;
谐波过滤装置,用于过滤经过所述浪涌保护装置处理后的电压和电流的多次谐波;
智能监测控制模块,用于实时监测和控制经过述浪涌保护装置处理前和经过谐波过滤装置处理后充电电网的电压和电流,实时监测和控制电路补偿模块的电压和电流以及实时监测和控制充电终端模块的电压和电流;
电路补偿模块,用于对经过谐波过滤装置滤波处理后的电压和电流进行实时补偿,以对所述充电终端模块供电;
充电终端模块,经过电路补偿模块处理后对电动汽车的电池组进行充电,并且用于与电动汽车的电池管理系统进行通信,并将电池的状态向智能监测控制模块反馈。
优选地,该可提升充电质量的充电桩系统包括储能装置,连接于智能监测控制模块和充电终端模块之间,用于从配电网吸收电能和对所述充电终端模块快速提供电能,储能装置为该可提升充电质量的充电桩系统的补充。
优选地,储能装置和智能监测控制模块之间还连接有紧急储能切断开关,用于在智能监测控制模块监测到电网的电压或电流异常时,由智能监测控制模块控制紧急储能切断开关切断储能装置的电输送。
优选地,储能装置和电路补偿模块择一对充电终端模块提供电能;储能装置对电动汽车的电池组快速充电,以满足快速充电的需要;电路补偿模块对电动汽车的电池组进行常规充电。
优选地,智能监测控制模块包括电网电监测单元、滤波后电监测单元、充电终端电监测单元、补偿控制单元,紧急关断控制单元;电网电监测单元,与电网的输入端连接,用于实时监测电网输出的电压和电流的幅值,谐波信息,实时输出值;滤波后电监测单元,连接于谐波过滤装置之后,用于实时监测经过滤波处理后的电压和电流的幅值,实时输出值;充电终端电监测单元,与充电终端模块连接,用于实时监测电动汽车电池的电压和电流的幅值,实时输出值以及充电的电压和电流实时变化曲线;补偿控制单元,与电路补偿模块连接,用于控制所述电路补偿模块的电压和电流补偿,向充电终端模块输送电能;紧急关断控制单元,连接在谐波过滤装置和电路补偿模块之间,用于系统中电压和电流异常时,切断可提升充电质量的充电桩系统的电传输,保护该可提升充电质量的充电桩系统。
优选地,该可提升充电质量的充电桩系统包括第一充电阶段和第二充电阶段;第一充电阶段为在电池充电总量低于10%时,电路补偿模块采用充电电压补偿,增大充电电压至70%-80%电池最大电压,限制充电电流为第一电流定值;第二充电阶段为在充电总量高于10%时,电路补偿模块采用充电电压补偿,进一步增大充电电压,将电压增大至电池最大电压,限制充电电流为第二电流定值。
优选地,第一电流定值为10%-20%的额定充电电流,第二电流定值为额定充电电流。
优选地,充电阶段进一步包括第三充电阶段和第四充电阶段;第三充电阶段为在电池充电总量为40%到90%时,电路补偿模块采用充电电流补偿,减小充电电流至60%-80%额定充电电流,限制充电电压为第一电压定值;第四充电阶段为在电池充电总量为90%到充满时,所述电路补偿模块采用充电电流补偿,限制充电电流为第二电流定值。
优选地,第二电流定值为额定充电电流,第一电压定值为电池的最大电压。
优选地,智能监测控制模块包括自动断电控制单元,通过充电终端模块反馈给智能监测控制模块的电流达到电量充满的电流要求时,自动断电控制单元自动断开,停止充电。
本发明的可提升充电质量的充电桩系统能够有效地抵抗干扰,消除充电系统的谐波,实时跟踪电动汽车电池组的充电状态,并且根据电池组的充电状态对充电桩的充电电流和电压进行实时的控制和调整,提高了充电桩的充电质量。
实施例1
图1示出了根据本发明的一种可提升充电质量的充电桩系统示意图。在该实施例中,提供了本发明的一种可提升充电质量的充电桩系统,包括:浪涌保护装置1、谐波过滤装置2、智能监测控制模块3、电路补偿模块4、充电终端模块5;
浪涌保护装置1,连接于充电电网的输入端,用于消除在接通充电桩时的瞬时剧烈脉冲;对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌也可以进行保护;
谐波过滤装置2,用于过滤经过所述浪涌保护装置处理后的电压和电流的多次谐波;
智能监测控制模块3,用于实时监测和控制经过述浪涌保护装置处理前和经过谐波过滤装置处理后充电电网的电压和电流,实时监测和控制电路补偿模块的电压和电流以及实时监测和控制充电终端模块的电压和电流;智能监测控制模块包括电网电监测单元31、滤波后电监测单元32、充电终端电监测单元33、补偿控制单元34,紧急关断控制单元35和自动断电控制单元36;电网电监测单元31,与电网的输入端连接,用于实时监测电网输出的电压和电流的幅值,谐波信息,实时输出值;滤波后电监测单元32,连接于谐波过滤装置2之后,用于实时监测经过滤波处理后的电压和电流的幅值,实时输出值;充电终端电监测单元33,与充电终端模块5连接,用于实时监测电动汽车电池的电压和电流的幅值,实时输出值以及充电的电压和电流实时变化曲线;补偿控制单元34,与电路补偿模块4连接,用于控制所述电路补偿模块的电压和电流补偿,向充电终端模块5输送电能;紧急关断控制单元35,连接在谐波过滤装置2和电路补偿模块4之间,用于系统中电压和电流异常时,切断可提升充电质量的充电桩系统的电传输,保护该可提升充电质量的充电桩系统;自动断电控制单元36,通过充电终端模块5反馈给智能监测控制模块的电流达到电量充满的电流要求时,自动断电控制单元36自动断开,停止充电。
电路补偿模块4,用于对经过谐波过滤装置滤波处理后的电压和电流进行实时补偿,以对所述充电终端模块5供电;
充电终端模块5,经过电路补偿模块处理后对电动汽车的电池组进行充电,并且用于与电动汽车的电池管理系统进行通信,并将电池的状态向智能监测控制模块3反馈。
该可提升充电质量的充电桩系统包括储能装置6,连接于智能监测控制模块3和充电终端模块5之间,用于从配电网吸收电能和对所述充电终端模块快速提供电能,储能装置为该可提升充电质量的充电桩系统的补充。
储能装置6和智能监测控制模块3之间还连接有紧急储能切断开关7,用于在智能监测控制模块监测到电网的电压或电流异常时,由智能监测控制模块3控制紧急储能切断开关6切断储能装置的电输送。
储能装置6和电路补偿模块4择一对充电终端模块5提供电能;储能装置6对电动汽车的电池组快速充电,以满足快速充电的需要;电路补偿模块4对电动汽车的电池组进行常规充电。
该可提升充电质量的充电桩系统包括第一充电阶段和第二充电阶段;第一充电阶段为在电池充电总量低于10%时,电路补偿模块采用充电电压补偿,增大充电电压至70%电池最大电压,限制充电电流为第一电流定值;第二充电阶段为在充电总量高于10%时,电路补偿模块采用充电电压补偿,进一步增大充电电压,将电压增大至电池最大电压,限制充电电流为第二电流定值。
第一电流定值为10%的额定充电电流,第二电流定值为额定充电电流。
充电阶段进一步包括第三充电阶段和第四充电阶段;第三充电阶段为在电池充电总量为40%到90%时,电路补偿模块采用充电电流补偿,减小充电电流至电池额定充电电流的70%,限制充电电压为第一电压定值;第四充电阶段为在电池充电总量为90%到充满时,所述电路补偿模块采用充电电流补偿,限制充电电流为第二电流定值。
经过以上四个充电阶段,有效地提高电池的充电效率,保护了电池,提高了电池的利用率;在第一充电阶段,属于预充电阶段,控制充电电压和充电电流对电池具有充电保护作用。在第二充电阶段和第三充电阶段,是根据电池充电过程中电压和电流的变化而进行的,提高了电池的充电效率,在第四充电阶段,是对电池的补充充电,充分利用了电池的容量,提高了电池的利用率。
第二电流定值为额定充电电流,第一电压定值为电池的最大电压。
本发明的可提升充电质量的充电桩系统能够有效地抵抗干扰,消除充电系统的谐波,实时跟踪电动汽车电池组的充电状态,并且根据电池组的充电状态对充电桩的充电电流和电压进行实时的控制和调整,提高了充电桩的充电质量。
以上已经描述了本发明的实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。

Claims (10)

1.一种可提升充电质量的充电桩系统,其中,包括:浪涌保护装置、谐波过滤装置、智能监测控制模块、电路补偿模块、充电终端模块;
所述浪涌保护装置,连接于充电电网的输入端,用于消除在接通充电桩时的瞬时剧烈脉冲;
所述谐波过滤装置,用于过滤经过所述浪涌保护装置处理后的电压和电流的多次谐波;
所述智能监测控制模块,用于实时监测和控制经过所述浪涌保护装置处理前和经过所述谐波过滤装置处理后电网的电压和电流,所述电路补偿模块的电压和电流以及所述充电终端模块的电压和电流;
所述电路补偿模块,用于对经过所述谐波过滤装置处理后的电压和电流进行实时补偿;
所述充电终端模块,经过所述电路补偿模块处理后对电动汽车的电池组进行充电,并且用于与电动汽车的电池管理系统进行通信。
2.根据权利要求1所述的可提升充电质量的充电桩系统,其中,还包括储能装置,连接于所述智能监测控制模块和所述充电终端模块之间,用于从配电网吸收电能和对所述充电终端模块快速提供电能。
3.根据权利要求2所述的可提升充电质量的充电桩系统,其中,所述储能装置和所述智能监测控制模块之间还连接有紧急储能切断开关,用于在监测到电网的电压或电流异常时,切断所述储能装置的电输送。
4.根据权利要求2所述的可提升充电质量的充电桩系统,其中,所述储能装置和所述电路补偿模块择一对所述充电终端模块提供电能;
所述储能装置对电动汽车的电池组快速充电;
所述电路补偿模块对电动汽车的电池组常规充电。
5.根据权利要求1所述的可提升充电质量的充电桩系统,其中,所述智能监测控制模块包括电网电监测单元、滤波后电监测单元、充电终端电监测单元、补偿控制单元,紧急关断控制单元;
所述电网电监测单元,与电网的输入端连接,用于实时监测电网输出的电压和电流;
所述滤波后电监测单元,连接于所述谐波过滤装置之后,用于实时监测经过滤波处理后的电压和电流;
所述充电终端电监测单元,与所述充电终端模块连接,用于实时监测电动汽车电池的电压和电流;
所述补偿控制单元,与所述电路补偿模块连接,用于控制所述电路补偿模块的电压和电流补偿;
所述紧急关断控制单元,连接在所述谐波过滤装置和所述电路补偿模块之间,用于系统中电压和电流异常时,切断所述可提升充电质量的充电桩系统的电传输。
6.根据权利要求1所述的可提升充电质量的充电桩系统,其中,包括第一充电阶段和第二充电阶段;
所述第一充电阶段为在电池充电总量低于10%时,所述电路补偿模块采用充电电压补偿,增大充电电压,限制充电电流为第一电流定值;
所述第二充电阶段为在充电总量高于10%时,所述电路补偿模块采用充电电压补偿,进一步增大充电电压,限制充电电流为第二电流定值。
7.根据权利要求6所述的可提升充电质量的充电桩系统,其中,所述第一电流定值为10%的额定充电电流,所述第二电流定值为额定充电电流。
8.根据权利要求6所述的可提升充电质量的充电桩系统,其中,进一步包括第三充电阶段和第四充电阶段;
所述第三充电阶段为在电池充电总量为40%到90%时,所述电路补偿模块采用充电电流补偿,减小充电电流,限制充电电压为第一电压定值;
所述第四充电阶段为在电池充电总量为90%到充满时,所述电路补偿模块采用充电电流补偿,限制充电电流为第二电流定值。
9.根据权利要求8所述的可提升充电质量的充电桩系统,其中,所述第二电流定值为额定充电电流,所述第一电压定值为电池的最大电压。
10.根据权利要求1所述的可提升充电质量的充电桩系统,其中,所述智能监测控制模块包括自动断电控制单元,通过所述充电终端模块反馈给所述智能监测控制模块的电流达到电量充满的电流要求时,所述自动断电控制单元自动断开,停止充电。
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