CN107627878A - 一种智能充电桩 - Google Patents

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汪会财
侯兴哲
肖剑锋
周孔均
孙洪亮
刘永相
张婧
刘国平
朱彬
周李
龙羿
徐婷婷
李智
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ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE STATE GRID CHONGQING ELECTRIC POWER Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Chongqing Electric Power Corp
Original Assignee
ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE STATE GRID CHONGQING ELECTRIC POWER Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Chongqing Electric Power Corp
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Abstract

本发明公开了一种智能充电桩,它包括多模互联模块、载波模块、充电控制器、读卡器、显示屏;所述读卡器通过串口1与所述多模互动模块连接;所述显示屏通过LVDS接口与所述多模互动模块连接;所述载波模块通过串口2与所述多模互动模块连接;所述充电控制器通过CAN总线与所述多模互联模块连接。本发明取得的有益效果是:(1)模块化设计便于设备安装、维护;(2)能够在充电桩内提供电能表现场检定接口,使电能表计量现场检测更简单;(3)能够实现充电桩主动适应电网负荷变化,动态调整充电电流大小。

Description

一种智能充电桩
技术领域
[0001]本发明涉及电动汽车充电技术领域,特别是一种智能充电粧。
背景技术
[0002]充电桩作为连接用能设备(电动汽车)和电网的末端环节,不仅需具备“最后1公 里”的供电功能,还需具备充电电能计量结算功能。从充电设施现状来看,带计量功能的充 电桩大多是通过安装独立的电能表或设置独立的计量回路实现。众所周知,电能表的功能 远不止计量一项功能。此类设计将造成不必要的浪费,例如,电能表的显示功能、需量测量、 电量存储、数据冻结、费率时段设置等功能。
[0003] 按照充电设施的国家标准,充电设施应配置电能表现场检定接口,但目前充电桩 均无此接口。由于充电设施制造商为缩减充电桩体积,将电能表或计量回路安装于内置挡 板后面、侧面,导致电能计量现场检验较为困难。
[0004] 电动汽车可作为用户侧可控负荷参与电网负荷调节,这对充电桩提出了互动需 求。而GB/T 18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求规定车辆控制装置根 据PWM占空比实时调整车载充电机的输出功率,这为实现充电桩与电网互动创造了必要条 件。
发明内容
[0005] 有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明的目的就是提供一种智能充电桩,能够在充 电粧内提供电能表现场检定接口,使电能表计量现场检测更简单。
[0006] 本发明的目的是通过这样的技术方案实现的,一种智能充电桩,它包括有:多模互 联模块、载波模块、充电控制器、读卡器、显示屏;
[0007] 所述读卡器通过串口 1与所述多模互动模块连接;所述读卡器用于读取充电卡的 信息,并将读取后的信息传输给多模互联模块;所述多模互动模块识别信息并同时进行用 户信息认证;
[0008] 所述显示屏通过LVDS接口与所述多模互动模块连接;用于显示当前台区负载电 流、充电电压、充电电流和充电时间;
[0009] 所述载波模块通过串口 2与所述多模互动模块连接;
[0010] 所述充电控制器通过CAN总线与所述多模互联模块连接;所述充电控制器内包括 有计量模块,所述计量模块一端通过RS4S5通信接口与充电桩本体预设的RS4S5接口连接, 以便于充电桩电能计量的现场检验使用。
[0011] 进一步,所述载波模块以电力线载波的通信方式同线路计量表进行数据通信。
[0012] 进一步,所述多模互动模块通过所述载波模块,以电力线载波的通信方式从线路 计量表中读取线路台区额定负载电流1別、台区负载电流Ii(t-T)、充电桩额定供电电流1〜, 计算出充电粧可供实时最大电流,并将计算结果实时传输给所述充电控制器。
[0013] 进一步,关于充电桩可供电实时最大电流⑴计算过程如下:
[0014] 当 Ii ⑴-I2 ⑴多 I2N (1-k),Imax ⑴=I2N-h (t-T) +I2 (t-T);
[0015] 当 Ii ⑴-I2 (t) <I2N (1-k),Imax ⑴=12 (t_T);
[0016] 其中,0<T<5〇ms,为充电控制器对检测点2PffM输出周期,具体数值可视实际情况 设定;k = I2e/I2N,k为充电粧额定供电电流与台区低压侧额定电流比值,126;为充电粧额定供 电电流,I2N为台区低压侧额定电流。
[0017]进一步,所述充电控制器中的计量模块通过电压传感器、电流传感器获取充电电 压、电流这些信息计算出充电的电能。
[0018]进一步,所述充电多模互动模块还与互联网平台连接,所述多模互动模块将采集 到的数据传输给互联网平台;通过所述互联网平台可实现充电启停控制和启停自适应充电 模式。
[0019]由于采用了上述技术方案,本发明具有如下的优点:
[0020] a)模块化设计便于设备安装、维护;
[GG21] (2)能够在充电桩内提供电能表现场检定接口,使电能表计量现场检测更简单;
[0022] (3)能够实现充电桩主动适应电网负荷变化,动态调整充电电流大小。
[0023]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宄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
[0024]本发明的附图说明如下:
[0025]图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0027] 实施例:如图1所示;一种智能充电桩,它包括有:多模互联模块、载波模块、充电控 制器、读卡器、显不屏;
[0028] 所述读卡器通过串口 1与所述多模互动模块连接;所述读卡器用于读取充电卡的 信息,并将读取后的信息传输给多模互联模块;所述多模互动模块识别信息并同时进行用 户信息认证;
[0029] 所述显示屏通过LVDS接口与所述多模互动模块连接;用于显示当前台区负载电 流、充电电压、充电电流和充电时间;
[0030] 所述载波模块通过串口 2与所述多模互动模块连接;
[0031] 所述充电控制器通过CAN总线与所述多模互联模块连接;所述充电控制器内包括 有计量模块,所述计量模块一端通过RS4S5通信接口与充电桩本体预设的RS485接口连接, 以便于充电桩电能计量的现场检验使用。
[0032] 所述载波模块以电力线载波的通信方式同线路计量表进行数据通信。
[0033] 所述多模互动模块通过所述载波模块,以电力线载波的通信方式从线路计量表中 读取线路台区额定负载电流I2N、台区负载电流〗i(t-T)、充电桩额定供电电流126,计算出充 电粧可供实时最大电流Imax (t),并将计算结果实时传输给所述充电控制器。
[0034] 关于充电桩可供电实时最大电流Imax⑴计算过程如下:
[0035] 当 Ii ⑴—12 ⑴彡 I2N (1—k),Imax (t) = I2N—Ii (t—T) +12 (t—T);
[0036] 当 h ⑴-I2 (t) < I2N (1-k),I贴x ⑴=I2 (t—T);
[0037] 其中,0<T<5〇ms,为充电控制器对检测点2PWM输出周期,具体数值可视实际情况 设定;k = I2e/I2N,k为充电桩额定供电电流与台区低压侧额定电流比值,126为充电桩额定供 电电流,I2N为台区低压侧额定电流。
[0038]所述充电控制器中的计量模块通过电压传感器、电流传感器获取充电电压和电流 的信息计算出充电电能的大小。
[0039]所述充电多模互动模块还与互联网平台连接,所述多模互动模块将采集到的数据 传输给互联网平台;通过所述互联网平台可实现充电启停控制和启停自适应充电模式。
[0040] 充电控制器根据GB/T 18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求表 A.1充电设施产生的占空比与充电电流限值映射关系决定PWM输出。然后由车载充电机根据 此PWM与自身充电电流进行对比,决定车载充电机的输出电流。
[0041] 本发明具有的有益效果:
[0042] (1)能够在充电桩内提供电能表现场检定接口,使电能表计量现场检测更简单;
[0043] ⑵采用模块化设计,结构简单;
[0044] (3)采用互联网平台,能够更好的适应社会发展;
[0045] (4)通过计算充电粧最大电流,根据占空比与充电电流限值映射关系得到充电粧 的充电电流大小。
[0046] 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 (6)

1. 一种智能充电粧,其特征在于,包括有:多模互联模块、载波模块、充电控制器、读卡 器、显示屏; 1 所述读卡器通过串口 1与所述多模互动模块连接;所述读卡器用于读取充电卡的信息, 并将读取后的信息传输给多模互联模块;所述多模互动模块识别信息并同时进行用户信息 认证; _ > 所述显示屏通过LVDS接口与所述多模互动模块连接;用于显示当前台区负载电流、充 电电压、充电电流和充电时间; 所述载波模块通过串口 2与所述多模互动模块连接; 所述充电控制器通过CAN总线与所述多模互联模块连接;所述充电控制器内包括有计 量模块,所述计量模块一端通过RS4S5通信接口与充电桩本体预设的RS485接口连接,以便 于充电桩电能计量的现场检验使用。
2. 如权利要求1所述的智能充电粧,其特征在于,所述载波模块以电力线载波的通信方 式同线路计量表进行数据通信。
3. 如权利要求2所述的智能充电粧,其特征在于,所述多模互动模块通过所述载波模 块,以电力线载波的通信方式从线路计量表中读取线路台区额定负载电流〗2N、台区负载电 流Ii(t-T)、充电桩额定供电电流I2e,计算出充电桩可供实时最大电流Imax(t),并将计算结 果实时传输给所述充电控制器。
4. 如权利要求3所述的智能充电桩,其特征在于,关于充电桩可供电实时最大电流Lnax 0:)计算过程如下: 当 II (t) -12 ⑴多 I2N (1-k),Imax (t) =I2N—II (t_T) +12 (t—T); 当 II (t) _I2 ⑴ < I2N (l_k),Imax ⑴=I2 (t_T); 其中,0<T< 50ms,为充电控制器对检测点2PWM输出周期,具体数值可视实际情况设 定;k=I2e/I2N,k为充电桩额定供电电流与台区低压侧额定电流比值,12(5为充电桩额定供 电电流,I2N为台区低压侧额定电流。
5. 如权利要求1所述的智能充电桩,其特征在于,所述充电控制器中的计量模块通过电 压传感器、电流传感器获取充电电压、电流这些信息计算出充电的电能。
6.如权利要求1所述的智能充电桩,其特征在于,所述充电多模互动模块还与互联网平 台连接,所述多模互动模块将采集到的数据传输给互联网平台;通过所述互联网平台可实 现充电启停控制和启停自适应充电模式。
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