CN107394861B - 一种充电插头位置监测装置及基于该装置的储能控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充电插头位置监测装置，包括插头放置回收纳插座和设置在其内部的π型驱动板，收纳插座腔底开设两个透孔，以便于设置在其内仓的π型驱动板活动通过，并驱动收纳插座外部对应布置的两个具备一组常开与一组常闭电气触点的LX19K型大容量行程开关；通过充电插头位置监测装置，储能组件充放电管理及监控系统获得对应的动态电气接通或断开的指令后，系统对应的电气控制回路收到行程开关触点的电气接通或断开控制，进而对外充电系统开始按照图2所示基本控制流程进入工作准备状态。
Description
技术领域
本发明涉及终端用户储能式充电桩控制系统领域领域，特别涉及一种充电插头位置监测装置及基于该装置的储能控制方法。
背景技术
通用电动汽车充电桩由于采用的是配网市电输入端作为主要的能量来源，所以大都采用常规电子产品实现的热待机控制与启动系统实现充电过程能源的转送，设备的启动和关闭对车辆插头的管控几乎处于空白状态。换句话说，目前除开一些小型的、充电机技术设计能力稍逊的制造公司会利用车辆插头放置位置来作为一项内部电子电路的激活检测外，一些充电模块设计管理能力强的充电设备企业对车辆插头是否被完美归位至充电桩本体的收纳管控插座并不十分关心，因为他们采用的是基于使用界面的面板操作管理方法。相对而言，由于本发明技术的基础是一种综合利用风力发电与光伏发电作为主力能源补充、市电限量输入作为能量补充的综合性储能，显然，除开常规的车辆充电管理系统外，整体技术方案下的各个系统之间的启动控制最好是冷待机、低能耗控制。所以，本发明技术与既往设计技术不同的是，整体设备的工作状态控制策略则主要基于通过检测充电用车辆插头的收纳放置位置作为主要监测条件，进而实施充电系统的冷启动、热备用，储能系统启动、风电输入、光伏输入及市电输入投切状态的管控等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种充电插头位置监测装置及基于该装置的储能控制方法，完成了低能耗控制、静态状况下输出设备的全部冷态待机、车辆插头被启用后即刻进入热备待机状态，被整改后的车辆插头收纳插座的防护等级依旧完美保持户外要求水平。这种技术下的启动控制策略，有效减少了基于新能源发电系统的能源自我待机消耗，尽最大可能地实现能源的有益高效输出，同时对储能式充电桩为减小电动汽车充电离开时间间隔与完善小容量配电用户建设储能式充电桩的能量管理提供了一种技术管理基础，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种充电插头位置监测装置，包括插头放置回收纳插座和设置在其内部的π型驱动板，收纳插座腔底开设两个透孔，以便于设置在其内仓的π型驱动板活动通过，并驱动收纳插座外部对应布置的两个具备一组常开与一组常闭电气触点的LX19K型大容量行程开关。
一种基于充电插头位置监测装置的储能控制方法，该方法基于储能组件充放电管理及监控系统和充电插头位置监测装置；以储能组件充放电管理及监控系统为基础，结合充电插头位置监测装置反馈的车辆插头状态对充电桩设备、人机对话界面、桩机散热对流通风等对应一些不用长期热态待机电器设备进行管控，使得成套装备内置的、除开储能组件用部件外的所有用电设备全部进入完全停电的冷备用状态，减小这些设备对储能组件的能量消耗，满足在需要时的储能组件的能效最大化输出管控；
当充电插头位置监测装置获得对应的动态电气接通或断开的指令后，储能组件充放电管理及监控系统对应的电气控制回路收到行程开关触点的电气接通或断开控制，进而对外充电系统开始进入工作准备状态。
优选的，所述储能组件充放电管理及监控系统首先启动对储能组件中的直流母线电压进行有效分析，按照内置程序结构判断是否启动组件放电管理系统，然后延时开启人机对话界面，等待桩用充电机从冷机进入热备用状态条件。
优选的，所述桩用充电机散热强制通风系统也随着对应的判断条件进入工作状态或待启动状态。
优选的，所述储能组件充放电管理及监控系统还对内置储能组件是否满足启动桩用充电机进行判别，如果满足条件才会输出冷启动进入热备等待车辆插头完成合理的充电通讯后按照人机界面键盘指令开启充电机，否则将直接终止开启桩用充电机而转向内部储能充电保护机制。
优选的，所述当车辆插头没有按照对应流程被放置回收纳插座或者是虽然车用插头离开了收纳插座，但是人机界面并没有在合理的时间段诸如预定的5分钟内收到桩用充电机启动的键盘指令时，储能组件充放电管理及监控系统将会默认此时并不需要启动这些设备进而全部主动关闭他们。
优选的，所述储能组件充放电管理及监控系统再次启动，必须将车辆插头放回收纳插座或者是人为触动已经经过完全接地处理、全无触电安全问题的π型驱动板使得行程开关再进行一次状态变换，然后重新启动人机对话界面并及时完成合法操作。
采用以上技术方案的有益效果是：本发明的尽最大可能的降低电子组件热备用运行带来的能量消耗，是所有热备用充电设备的技术关注点，特别是当充电桩设备采用的是一种储能方式实现对外电能的转送应用时，这些无法被输送利用部分能量的有效减少无疑是整体成套设备的利益提升点之一。而既往的非储能式供电成套设备显然并不关注这一能量的消耗，故而绝大部分电动汽车充电桩管控设备对应的控制策略中并不关注在充电终了后到下一个充电开始这段时间内车辆插头被收纳时的状况或是其放置的位置信息，进而使得电动汽车充电离开时间间隔段所有配套设备都需要根据自身运行情况自主确定是否进入热备工作状态还是空载待机、热备待启动状态。而本专利技术下的管理控制策略正是利用车辆插头收纳放置的位置状态来管控储能充电站内设备的这一电动汽车充电离开间隔时间内设备的运行状态，从而提高储存组件中能量的有效利用，降低运行成本，并保证设备安全可靠运行。
附图说明
图1是本发明充电插头位置监测装置的结构示意图；
图2是控制系统的控制框图；
图3是基本控制流程图。
其中，1--收纳插座、2--π型驱动板、3--行程开关。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1出示本发明的具体实施方式：一种充电插头位置监测装置，包括插头放置回收纳插座和设置在其内部的π型驱动板，收纳插座腔底开设两个透孔，以便于设置在其内仓的π型驱动板活动通过，并驱动收纳插座外部对应布置的两个具备一组常开与一组常闭电气触点的LX19K型大容量行程开关。
结合图2和图3，一种基于充电插头位置监测装置的储能控制方法，该方法基于储能组件充放电管理及监控系统和充电插头位置监测装置；以储能组件充放电管理及监控系统为基础，结合充电插头位置监测装置反馈的车辆插头状态对充电桩设备、人机对话界面、桩机散热对流通风等对应一些不用长期热态待机电器设备进行管控，使得成套装备内置的、除开储能组件用部件外的所有用电设备全部进入完全停电的冷备用状态，减小这些设备对储能组件的能量消耗，满足在需要时的储能组件的能效最大化输出管控；
当充电插头位置监测装置获得对应的动态电气接通或断开的指令后，储能组件充放电管理及监控系统对应的电气控制回路收到行程开关触点的电气接通或断开控制，进而对外充电系统开始进入工作准备状态。
储能组件充放电管理及监控系统首先启动对储能组件中的直流母线电压进行有效分析，按照内置程序结构判断是否启动组件放电管理系统，然后延时开启人机对话界面，等待桩用充电机从冷机进入热备用状态条件；桩用充电机散热强制通风系统也随着对应的判断条件进入工作状态或待启动状态；储能组件充放电管理及监控系统还对内置储能组件是否满足启动桩用充电机进行判别，如果满足条件才会输出冷启动进入热备等待车辆插头完成合理的充电通讯后按照人机界面键盘指令开启充电机，否则将直接终止开启桩用充电机而转向内部储能充电保护机制。
当车辆插头没有按照对应流程被放置回收纳插座或者是虽然车用插头离开了收纳插座，但是人机界面并没有在合理的时间段诸如预定的5分钟内收到桩用充电机启动的键盘指令时，储能组件充放电管理及监控系统将会默认此时并不需要启动这些设备进而全部主动关闭他们。
储能组件充放电管理及监控系统再次启动，必须将车辆插头放回收纳插座或者是人为触动已经经过完全接地处理、全无触电安全问题的π型驱动板使得行程开关再进行一次状态变换，然后重新启动人机对话界面并及时完成合法操作。
本发明采用风能、太阳能发电为主市电电网峰谷供电输入为辅的、储能式电能供应模式下的、电动汽车充电桩成套设备的一种供电输入输出设备管理模式与技术方案下的控制策略。这种控制策略主要基于充电车辆插头位置监测为前提，依赖既有的储能直流母线监控与管理技术、交直流充电桩管理技术、风光发电管理技术，从整体能源利用最大化与设备本体消耗最小化为最大关注点，借助优化设计的硬件电路、辅助控制软件及自保持继电器的应用等技术措施，最终实现一种最小自身能量消耗下的成套设备从冷待机到热备用，并逐步进入受控启动输出的全过程控制方案。
本发明专利涉及一种适应户外场地布置的风电光伏储能充电桩成套设备的启动关闭管理控制策略，这种控制策略不同于常规配电网络供电充电桩的用电启动模式，它是一种基于储能用电情况下的设备工作状态控制策略，是一种基于最大利用储能组件能效的特殊控制方法，还是一种基于充电桩外置车辆插头的终了放置位置为前提的节能处置技术方案。这种策略下的控制系统结构方框图如图2所示。以储能组件充放电管理及监控系统为基础，结合充电车辆插头位置监测装置反馈的车辆插头状态对充电桩设备、人机对话界面、桩机散热对流通风等对应一些不用长期热态待机电器设备进行管控，使得成套装备内置的、除开储能组件用部件外的所有用电设备全部进入完全停电的冷备用状态，尽最大可能的减小这些设备对储能组件的能量消耗，满足在需要时的储能组件的能效最大化输出管控，这种管控策略下的基本控制流程如图3所示。
整体控制流程的启动与停止主要依赖于如图1所示的一种车辆插头位置状态监测装置，当车辆插头没有被放置回收纳插座1时，驱动板2不能对行程开关3实施压力，进而行程开关3的电气触点维持在正常状态，当车辆插头被放置回收纳插座1后，因为收纳插座与车辆插头的配合尺寸及其两者之间的机械锁作用下，车辆插头被固定在收纳插座内，π型驱动板2收到车辆插头的按压，向放置仓外伸出移动端，从而使得行程开关3获得一定压力，开关配套电气触点改变接通(常闭)或断开(常开)状态，转换为断开与接通，对电气回路实施有效机械电气控制。其中，为保证安全与防护需要，驱动板2已经实施完全接地隔离防护处理，符合人体直接接触应用。
由于整体成套设备始终处于对内储能组件的充放电管理运行中，当状态监测装置系统获得对应的动态电气接通或断开的指令后，系统对应的电气控制回路收到行程开关触点的电气接通或断开控制，进而对外充电系统开始按照图3所示基本控制流程进入工作准备状态。
同时，考虑到实际操作中可能存在的非正常因素，所以在一些必要的控制程序指令输出前都增加了适应软件与硬件需求的特定延时时间。这其中，由于储能站可以设置两台充电桩，充电桩设备有可能存在双设备同时工作，但是桩用充电机的散热对流通道共用，当系统运行过程中发现设备已经启动，则进入轮流扫描式监控状态，始终保证这一强制通风系统的正常开启，直至两个车辆插头均处于闲置状态时关闭。而对应于设备内部通风系统则根据设备空间的环境需求适时管控，尽管系统启动其他设备的同时也开启了这些通风机，他们也将在环境条件不需要时启动后也会自行关闭，进而完全转入正常的环境状况监测并按需要独立处理确定是否再次启动。所有这些设备进入正常热态备用启动的时候，系统也会将这些有用的信息和通讯状况进行反馈，包括储能组件进入工作状态后是否处于健康状态的信息都被一并向外送交给成套设备的主体后台。
本发明的尽最大可能的降低电子组件热备用运行带来的能量消耗，是所有热备用充电设备的技术关注点，特别是当充电桩设备采用的是一种储能方式实现对外电能的转送应用时，这些无法被输送利用部分能量的有效减少无疑是整体成套设备的利益提升点之一。而既往的非储能式供电成套设备显然并不关注这一能量的消耗，故而绝大部分电动汽车充电桩管控设备对应的控制策略中并不关注在充电终了后到下一个充电开始这段时间内车辆插头被收纳时的状况或是其放置的位置信息，进而使得电动汽车充电离开时间间隔段所有配套设备都需要根据自身运行情况自主确定是否进入热备工作状态还是空载待机、热备待启动状态。而本专利技术下的管理控制策略正是利用车辆插头收纳放置的位置状态来管控储能充电站内设备的这一电动汽车充电离开间隔时间内设备的运行状态，从而提高储存组件中能量的有效利用，降低运行成本，并保证设备安全可靠运行。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于充电插头位置监测装置的储能控制方法，其特征在于，包括插头放置回收纳插座和设置在其内部的π型驱动板，收纳插座腔底开设两个透孔，以便于设置在其内仓的π型驱动板活动通过，并驱动收纳插座外部对应布置的两个具备一组常开与一组常闭电气触点的LX19K型大容量行程开关；
其中，以储能组件充放电管理及监控系统为基础，结合充电插头位置监测装置反馈的车辆插头状态对充电桩设备、人机对话界面、桩机散热对流通风一些不用长期热态待机电器设备进行管控，使得成套装备内置的、除开储能组件用部件外的所有用电设备全部进入完全停电的冷备用状态，减小这些设备对储能组件的能量消耗，满足在需要时的储能组件的能效最大化输出管控；
当充电插头位置监测装置获得对应的动态电气接通或断开的指令后，储能组件充放电管理及监控系统对应的电气控制回路收到行程开关触点的电气接通或断开控制，进而对外充电系统开始进入工作准备状态；
所述储能组件充放电管理及监控系统首先启动对储能组件中的直流母线电压进行有效分析，按照内置程序结构判断是否启动组件放电管理系统，然后延时开启人机对话界面，等待桩用充电机从冷机进入热备用状态条件；
所述桩用充电机散热强制通风系统也随着对应的判断条件进入工作状态或待启动状态；
所述储能组件充放电管理及监控系统还对内置储能组件是否满足启动桩用充电机进行判别，如果满足条件才会输出冷启动进入热备等待车辆插头完成合理的充电通讯后按照人机界面键盘指令开启充电机，否则将直接终止开启桩用充电机而转向内部储能充电保护机制；
其中，所述方法基于储能组件充放电管理及监控系统和充电插头位置监测装置；
当车辆插头没有按照对应流程被放置回收纳插座或者是虽然车辆插头离开了收纳插座，但是人机界面并没有在合理的时间段收到桩用充电机启动的键盘指令时，系统将会默认此时并不需要启动这些设备进而全部主动关闭他们。
2.根据权利要求1所述的基于充电插头位置监测装置的储能控制方法，其特征在于，再次启动，必须将车辆插头放回收纳插座或者是人为触动已经经过完全接地处理、全无触电安全问题的π型驱动板使得行程开关再进行一次状态变换，然后重新启动人机对话界面并及时完成合法操作。
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