CN107069887A - 一种电动车充放电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电动车充电技术,提供了一种电动车充放电系统包括:用于与第一电动车电插接的输入充电枪;输入端通过输入线路与所述输入充电枪连接,输出端通过输出线路与所述输出充电枪连接的至少一个功率变换器;与所述输入充电枪、所述输出充电枪和所述功率变换器连接,控制所述第一电动车通过所述输入充电枪释放电能,并获取所述第一电动车辆的电池参数;控制所述功率变换器的变换功率,并将变换功率后的电能通过所述输出充电枪给所述第二电动车的电池充电的控制单元。将电动汽车的电能充到另一辆电动汽车,既测量了电动汽车的电池容量的电池参数,又防止了电能的逆向流动。

Description

一种电动车充放电系统
技术领域
本发明属于电动汽车充电技术,尤其涉及一种电动车充放电系统。
背景技术
一般电动汽车在交付使用后,使用者往往没有合适的手段评估电动汽车的电池容量。特别是大型电动汽车,例如电动公交车,准确掌握车辆的电池容量,是保障公共运输服务的关键。
为解决上述问题,目前出现了逆变装置,将电动汽车的直流电,通过逆变的装置反馈回电网,从而可以测试电动汽车的电池容量。但是,这种反馈回电网的做法,往往造成电能的逆向流动。逆向流动的电能,一方面如果没有与供电部门的协议,逆向流动的电能得不到合理的经济回报;另一方面,出于对电网稳定性的管理,供电部门限制电能的逆向流动。
解决上述问题的办法,最好是电动汽车放出的电能,全部在本单位消耗,不产生逆向流动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车充放电系统,旨在解决传统的评估电动汽车的电池容量过程中存在的得不到合理的经济回报且影响电网稳定的问题。
一种电动车充放电系统,包括:
用于与第一电动车电插接的输入充电枪;
用于与第二电动车电插接的输出充电枪;
输入端通过输入线路与所述输入充电枪连接,输出端通过输出线路与所述输出充电枪连接的至少一个功率变换器;
与所述输入充电枪、所述输出充电枪和所述功率变换器连接,控制所述第一电动车通过所述输入充电枪释放电能,并获取所述第一电动车辆的电池参数;控制所述功率变换器的变换功率,并将变换功率后的电能通过所述输出充电枪给所述第二电动车的电池充电的控制单元。
优选地,所述控制单元包括:
与所述输入充电枪连接,控制所述第一电动车通过所述输入充电枪释放电能,并获取所述第一电动车辆的电池参数的第一控制单元;及
与所述输出充电枪和所述功率变换器连接,控制所述功率变换器的变换功率,并将变换功率后的电能通过所述输出充电枪给所述第二电动车的电池充电的第二控制单元;
其中,所述第一控制单元与所述第二控制单元相互通讯。
优选地,所述第一控制单元通过规定的充电握手协议与所述第一电动车握手,通过BMS报文获取放电汽车的电池参数,且发出放电控制指令,使所述第一电动车的BMS允许其电池放电。
优选地,还包括:
第一输入可分合开关,其设置在所述输入线路上以控制所述输入线路的通断;
输出可分合开关,其设置在所述输出线路上以控制所述输出线路的通断。
优选地,还包括:
设置于所述输入线路上的第一电流检测装置;
与所述第一电流检测装置连接,计量所述第一电动车的电池放电度数的第一计量单元。
优选地,所述第一计量单元与所述控制单元通讯连接,上传所述放电度数至所述控制单元。
优选地,还包括第二输入可分合开关,一端与所述功率变换器的输入端连接,另一端接入交流电网电源;所述第一输入可分合开关和第二输入可分合开关联锁,其中一个闭合时,另一个则断开。
优选地,还包括:
设置于所述输出线路上的第二电流检测装置;
与所述第二电流检测装置连接,计量向所述第二电动车的电池充电度数的第二计量单元。
优选地,所述第二计量单元与所述控制单元通讯连接,上传所述充电度数至所述控制单元。
优选地,还包括:
与所述输出线路电连接,检测输出线路回路的绝缘性能绝缘检测装置。
与所述控制单元通讯连接,用于输入操作指令的人机交互装置;及
与所述控制单元通讯连接,用于与上位机通讯的通讯单元。
上述的电动车充放电系统构建一个充放电装置,将电动汽车的电能充到另一辆电动汽车,既测量了电动汽车的电池容量的电池参数,又防止了电能的逆向流动,避免在评估电动汽车的电池容量过程中存在的得不到合理的经济回报且影响市电电网稳定的问题。
附图说明
图1为本发明较佳实施例提供的电动车充放电系统结构示意图;
图2为图1所示的电动车充放电系统的示例电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1示出了本发明较佳实施例电动车充放电系统包括用于与第一电动车(未图示)电插接的输入充电枪11,用于与第二电动车(未图示)电插接的输出充电枪12,用于输入控制的第一控制单元13,用于控制输出的第二控制单元14,至少一个功率变换器15。
第一控制单元13与输入充电枪11连接,控制第一电动车通过输入充电枪11释放电能,并获取第一电动车辆的电池参数;功率变换器15多个时并联,功率变换器15的输入端通过输入线路16与输入充电枪11连接,输出端通过输出线路17与输出充电枪12连接;第二控制单元14与输出充电枪12和功率变换器15连接,控制功率变换器15的变换功率,并将变换功率后的电能通过输出充电枪12给第二电动车的电池充电。
在其他实施方式中,第一控制单元13和第二控制单元14可以用一个控制单元替代以实现该两个控制单元13、14的全部功能。那么该控制单元与输入充电枪11、输出充电枪12和功率变换器15连接,控制第一电动车通过输入充电枪11释放电能,并获取第一电动车辆的电池参数;控制功率变换器15的变换功率,并将变换功率后的电能通过输出充电枪12给第二电动车的电池充电。
作为优选的实施例,电动车充放电系统还包括第一输入可分合开关21和输出可分合开关22,其设置在输入线路16上以控制输入线路16的通断;输出可分合开关22设置在输出线路17上以控制输出线路17的通断。
具体地,第一控制单元13通过规定的充电握手协议与第一电动车(放电电动车)握手,通过BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM,电池管理系统)的报文获取放电汽车的电池参数,通过发出放电控制指令,使第一电动车的BMS允许其电池放电。第二控制单元14通过规定的握手和充电协议,与第二电动车(需要充电电动车)的BMS建立通信,接收充电要求。
本实施例中,第一控制单元13和第二控制单元14为DSP处理器或单片机,第一控制单元13和第二控制单元14通过通信线路相互通信,第二控制单元14通过第一控制单元13获得的放电电池的参数,以及本身获得的充电要求,控制功率变换器15,输出合适的功率。另外,功率变换器15既可以将交流电变换为直流电,也可以将直流电变换为不同电压的直流电。
在进一步的实施例中,电动车充放电系统还包括第一电流检测装置31和第一计量单元32,第一电流检测装置31为设置于输入线路16上检测放电回路的电压和电流;第一计量单元32与第一电流检测装置31连接,计量第一电动车的电池放电度数的第一计量单元32。再进一步地,第一计量单元32与控制单元(具体是第一控制单元13)通讯连接,上传放电度数至第一控制单元13。
在进一步的实施例中,电动车充放电系统还包括第二输入可分合开关41,第二输入可分合开关41一端与功率变换器15的输入端连接,另一端接入交流电网电源;第一输入可分合开关21和第二输入可分合开关41联锁,其中一个闭合时,另一个则断开。本实施例中,第一输入可分合开关21和第二输入可分合开关41具有电气联锁,或者具有电气和机械连锁,在任一个分合开关闭合时,另一个分合开关不能闭合。作为优选的技术方案,第一输入可分合开关21和第二输入可分合开关41使用交直流电动切换开关构成,电动切换开关的交流输入端(第二输入可分合开关41)连接交流电源,直流输入端(第二输入可分合开关41)连接直流输入,输出连接功率变换器15。电动切换开关的动触头具有三个位置,第一位置连接交流端,第二位置连接直流端,第三位置为中间位置,与交流和直流位置都不连接。通过动触头的3个连接位置的连接只能三选一,达到机械连锁的目的。
在进一步的实施例中,电动车充放电系统还包括第二电流检测装置51和第二计量单元52,第二电流检测装置51设置于输出线路17上检测充电回路的电压和电流;第二计量单元52与第二电流检测装置51连接,计量向第二电动车的电池充电度数,即可以计量使用交流或直流充电度数。优选地,第二计量单元52与控制单元(具体是第二控制单元14)通讯连接,上传充电度数至第二控制单元14。
在进一步的实施例中,电动车充放电系统还包括与输出线路17电连接,检测输出线路17回路的绝缘性能绝缘检测装置61。本实施例中,绝缘检测装置61与第二控制单元14通信,并受第二控制单元14控制。
在进一步的实施例中,电动车充放电系统还包括人机交互装置81和通讯单元82:人机交互装置81与控制单元(具体是第二控制单元14)通讯连接,用于输入操作指令;人机交互装置81通过通信线路将操作指令送给控制单元,同时也接受控制单元的显示信号。通讯单元82与控制单元(具体是第二控制单元14)通讯连接,用于与上位机通讯,通过通讯单元82,控制单元(具体是第二控制单元14)与上位机进行通讯,获取控制指令,上报上位机所需信息。
上述的电动车充放电系统在输入侧设有计量装置,可以计量放电电动汽车实际可以放出的电量,从而作为一种测量装置,用于电动汽车的运营中。所放出的电量充到电动汽车中,能充分利用。充放电系统的输入侧还可以连接交流电源,功率变换器15将交流电变为直流电,充放电装置也可以作为一个标准的充电桩使用。
图2是一个具体实施的例子。充放电系统的15kw的功率变换器15配置8个,组成一个120kw的变换系统。功率变换器15的交流输入为三相无中线,直流输入正负分别连接到A和C两相。交流和直流输入用一个电动转换开关作为输入的切换,同时实现机械和电气连锁。
直流输入和直流输出都采用直流电度表计量,通过RS485分别连接输入第一控制单元13和第二控制单元14;第二控制单元14作为主控,通过RS485连接输入第一控制单元13,使用触摸屏作为人机交互装置81,通过RS232连接第二控制单元14;通信控制板作为通讯单元82通过RS232连接第二控制单元14。
输入充电枪11接到放电电动车后,第一控制单元13控制充放电系统与放电电动车完成控制导引过程,获取BMS的电池电压、SOC(State of Charge,荷电状态)信息,并发送放电控制指令,放电电动车处于放电状态。
输出充电枪12插到充电电动车后,第二控制单元14控制充放电系统与充电电动车完成导引过程,获取BMS信息及充电要求,同时通过与第一控制单元13的通信获得放电电动车的电池电压和SOC,根据放电电动车的状态以及充电要求进行计算,输出充电控制指令,控制变换单元工作,进行充放电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车充放电系统,其特征在于,包括:
用于与第一电动车电插接的输入充电枪;
用于与第二电动车电插接的输出充电枪;
输入端通过输入线路与所述输入充电枪连接,输出端通过输出线路与所述输出充电枪连接的至少一个功率变换器;
与所述输入充电枪、所述输出充电枪和所述功率变换器连接,控制所述第一电动车通过所述输入充电枪释放电能,并获取所述第一电动车辆的电池参数;控制所述功率变换器的变换功率,并将变换功率后的电能通过所述输出充电枪给所述第二电动车的电池充电的控制单元。
2.如权利要求1所述的电动车充放电系统,其特征在于,所述控制单元包括:
与所述输入充电枪连接,控制所述第一电动车通过所述输入充电枪释放电能,并获取所述第一电动车辆的电池参数的第一控制单元;及
与所述输出充电枪和所述功率变换器连接,控制所述功率变换器的变换功率,并将变换功率后的电能通过所述输出充电枪给所述第二电动车的电池充电的第二控制单元;
其中,所述第一控制单元与所述第二控制单元相互通讯。
3.如权利要求2所述的电动车充放电系统,其特征在于,所述第一控制单元通过规定的充电握手协议与所述第一电动车握手,通过BMS报文获取放电汽车的电池参数,且发出放电控制指令,使所述第一电动车的BMS允许其电池放电。
4.如权利要求1所述的电动车充放电系统,其特征在于,还包括:
第一输入可分合开关,其设置在所述输入线路上以控制所述输入线路的通断;
输出可分合开关,其设置在所述输出线路上以控制所述输出线路的通断。
5.如权利要求1所述的电动车充放电系统,其特征在于,还包括:
设置于所述输入线路上的第一电流检测装置;
与所述第一电流检测装置连接,计量所述第一电动车的电池放电度数的第一计量单元。
6.如权利要求5所述的电动车充放电系统,其特征在于,所述第一计量单元与所述控制单元通讯连接,上传所述放电度数至所述控制单元。
7.如权利要求4所述的电动车充放电系统,其特征在于,还包括第二输入可分合开关,一端与所述功率变换器的输入端连接,另一端接入交流电网电源;所述第一输入可分合开关和第二输入可分合开关联锁,其中一个闭合时,另一个则断开。
8.如权利要求1至7任一项所述的电动车充放电系统,其特征在于,还包括:
设置于所述输出线路上的第二电流检测装置;
与所述第二电流检测装置连接,计量向所述第二电动车的电池充电度数的第二计量单元。
9.如权利要求8所述的电动车充放电系统,其特征在于,所述第二计量单元与所述控制单元通讯连接,上传所述充电度数至所述控制单元。
10.如权利要求1所述的电动车充放电系统,其特征在于,还包括:
与所述输出线路电连接,检测输出线路回路的绝缘性能绝缘检测装置;
与所述控制单元通讯连接,用于输入操作指令的人机交互装置;及
与所述控制单元通讯连接,用于与上位机通讯的通讯单元。
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