CN108621814A - 一种基于v2v充放电系统及方法 - Google Patents

一种基于v2v充放电系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供实现交直流一体输入和直流枪快速输出的一种基于V2V充放电系统及方法，应用在车厂实现车与车之间的充放电以及电网给车充电；包括与操作控制台连接的系统主控单元、与系统主控单元电连接的直流输入控制单元、充电模块；特征是直流输入控制单元包括交直流互锁装置，交流互锁装置包括高压直流开关，直流输入控制单元的输入端分别连接外部三相交流电源和正负直流电源，所述直流输入控制单元的输出端连接充电模块的输入端；有益效果是，使用上述结构，利用直流输入控制单元控制充电模块实现交流电输入、直流电输出功能，直流电输入、直流电输出的充电动作。

Description

一种基于V2V充放电系统及方法
技术领域
本发明涉及新能源应用以及电动车充电技术领域，尤其涉及一种基于V2V充放电系统及充电方法。
背景技术
电动车作为新能源的杰出代表，具有节能环保等优点，正在取代传统的燃油汽车。
电动车的充电有交流充电和直流充电两种方式，两者在电流、电压等技术参数上都有较大差异。所以目前市场上就存在对应的两种充电设备，“慢充”--交流充电桩，“快充”--直流充电桩。为了给电动车充电，就需要在小区域范围内(城市核心区域，居民小区，充电站等)同时建立交流充电桩和直流充电桩，造成重复基础设施建设，公共空间资源占用，充电设施使用率低等问题。
针对此问题，市面上开始出现交直流一体化充电桩，将交流充电单元和直流充电单元连接在一起，通过控制装置根据用户使用不同的充电枪控制对应的充电单元进行充电。
此类型的充电桩在交流输入和直流输入切换时，开关在开通和闭合的时候会存在延时，这样会让直流开关和交流开关产生短路的机会，从而导致器件损坏。
另一方面，此类型的充电桩若是交流电输入，只能再输出交流电，若是直流电输入，只能输出直流电，无法实现全部都是直流电输出的快速充电模式。
发明内容
本发明的目的在于提供实现交直流一体输入和直流枪快速输出的一种基于V2V充放电系统及方法，应用在车厂实现车与车之间的充放电以及电网给车充电。
一种基于V2V充放电系统，包括与操作控制台连接的系统主控单元、与系统主控单元电连接的直流输入控制单元、充电模块；特征是直流输入控制单元包括交直流互锁装置，交流互锁装置包括高压直流开关，直流输入控制单元的输入端分别连接外部三相交流电源和正负直流电源，所述直流输入控制单元的输出端连接充电模块的输入端。
具体的，直流输入控制单元的输出端输出连接到充电模块的A相C相和充电桩辅助电源上，充电桩的辅助电源供电接到B相和N线供电。
有益效果是，使用上述结构，利用直流输入控制单元控制充电模块实现交流电输入、直流电输出功能，直流电输入、直流电输出的充电动作。
具体的，交直流互锁装置包括交流接触器，交流接触器上有第一辅助触点，所述第一辅助触点串联在交流电控制电源的供电回路上。
具体的，交直流互锁装置包括直流接触器，直流接触器上有第二辅助触点，所述第二辅助触点串联在直流电控制电源的供电回路上。
具体的，交直流互锁装置包括交流接触器和直流接触器，交流接触器板上有第一辅助触点，同时直流接触器上有第二辅助触点，第一辅助触点串联在交流电控制电源的供电回路上的同时第二辅助触点串联在直流电控制电源的供电回路上。
有益效果是：在进行交流电充电和直流电充电互相切换时，只有当要关闭的电路完全关断的时候，要打开的另外一路才开启，解决了现有技术中交直流开关在开通和闭合的时候存在的延时让直流开关和交流开关产生短路的问题。
进一步的，交直流互锁装置包括两个单刀双掷的继电器、急停控制开关，急停控制开关串联在交流接触器和高压直流开关控制的主电源上。
有益效果是，需要关闭电源急停时，关闭急停控制开关，此时交流接触器和高压直流开关同时关断。
进一步的，直流输入控制单元一端接受系统主控单元的调度，另一端连接充电模块，向充电模块发出指令给待充电汽车充电，实现由电网向待充电汽车充电的工作。
进一步的，直流输入控制单元直接与电动车BMS交换信息，直接控制车辆电池输出，然后向系统主控单元反馈，由系统主控单元实现电动车直流输出引导，实现车辆向车辆充电的工作目的。
进一步的基于V2V充放电系统包括分别与系统主控单元通信的智能电表、绝缘检测模块、支付模块。
进一步的基于V2V充放电系统包括操作控制台，系统主控单元通过与操作控制台的通信，实现人机交互功能。
有益效果是，在人机交互的环境下，让客户在充电桩操作终端选择是充电桩给汽车充电或者是汽车给汽车充电。
一种基于V2V充放电方法，特征在于以下步骤：
1.客户在充电桩操作终端选择充电桩给汽车充电；
2.系统主控单元收到操作终端的充电桩给汽车充电的命令后，向直流输入控制单元发送命令；
3.直流输入控制单元收到来自系统主控单元的命令后，连接充电模块，向充电模块发出指令给待充电汽车充电，实现由电网向待充电汽车充电的工作。
一种基于V2V充放电方法，特征在于以下步骤：
1.客户在充电桩操作终端选择充电车给汽车充电；
2.系统主控单元收到操作终端的充电桩给汽车充电的命令后，向直流输入控制单元发送命令；
3.直流输入控制单元收到来自系统主控单元的命令后，直接与充电车BMS交换信息，直接控制车辆电池输出，然后向系统主控单元反馈，由系统主控单元实现电动车直流输出引导，实现车辆向车辆充电的工作目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的各模块连接示意图；
图2为本发明实施例提供的电路原理示意图。
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。
实施例一
如图1所示，一种基于V2V充放电系统，包括与操作控制台1连接的系统主控单元2、与系统主控单元2电连接的直流输入控制单元3、充电模块；特征是直流输入控制单元3包括交直流互锁装置，直流输入控制单元3的输入端分别连接外部三相交流电源和正负直流电源，所述直流输入控制单元3的输出端连接充电模块的输入端。
直流输入控制单元3的输出端输出连接到充电模块的A相C相和充电桩辅助电源上，充电桩的辅助电源供电接到B相和N线供电。
交直流互锁装置包括交流接触器，直流接触器，交流接触器上有第一辅助触点，所述第一辅助触点串联在交流电控制电源的供电回路上。
交直流互锁装置包括两个单刀双掷的继电器、急停控制开关，急停控制开关串联在交流接触器和高压直流开关控制的主电源上。
直流输入控制单元3一端接受系统主控单元2的调度，另一端连接充电模块，向充电模块发出指令给待充电汽车充电，实现由电网向待充电汽车充电的工作。
基于V2V充放电系统包括分别与系统主控单元2通信的智能电表、绝缘检测模块、支付模块。
基于V2V充放电系统包括操作控制台1，系统主控单元2通过与操作控制台1的通信，实现人机交互功能。
在人机交互的环境下，让客户在充电桩操作终端选择是充电桩给汽车充电或者是汽车给汽车充电。
实施例2：
一种基于V2V充放电系统，包括与操作控制台1连接的系统主控单元2、与系统主控单元2电连接的直流输入控制单元3、充电模块；特征是直流输入控制单元3包括交直流互锁装置，直流输入控制单元3的输入端分别连接外部三相交流电源和正负直流电源，所述直流输入控制单元3的输出端连接充电模块的输入端。
直流输入控制单元3的输出端输出连接到充电模块的A相C相和充电桩辅助电源上，充电桩的辅助电源供电接到B相和N线供电。
交直流互锁装置包括直流接触器上有第二辅助触点，所述第二辅助触点串联在直流电控制电源的供电回路上。
交直流互锁装置包括两个单刀双掷的继电器、急停控制开关，急停控制开关串联在交流接触器和高压直流开关控制的主电源上。
直流输入控制单元3一端接受系统主控单元2的调度，另一端连接充电模块，向充电模块发出指令给待充电汽车充电，实现由电网向待充电汽车充电的工作。
基于V2V充放电系统包括分别与系统主控单元2通信的智能电表、绝缘检测模块、支付模块。
基于V2V充放电系统包括操作控制台1，系统主控单元2通过与操作控制台1的通信，实现人机交互功能。
有益效果是，在人机交互的环境下，让客户在充电桩操作终端选择是充电桩给汽车充电或者是汽车给汽车充电。
实施例3
一种基于V2V充放电系统，包括与操作控制台1连接的系统主控单元2、与系统主控单元2电连接的直流输入控制单元3、充电模块；特征是直流输入控制单元3包括交直流互锁装置，直流输入控制单元3的输入端分别连接外部三相交流电源和正负直流电源，所述直流输入控制单元3的输出端连接充电模块的输入端。
直流输入控制单元3的输出端输出连接到充电模块的A相C相和充电桩辅助电源上，充电桩的辅助电源供电接到B相和N线供电。
交直流互锁装置包括交流接触器和直流接触器，交流接触器板上有第一辅助触点，同时直流接触器上有第二辅助触点，第一辅助触点串联在交流电控制电源的供电回路上的同时第二辅助触点串联在直流电控制电源的供电回路上。
交直流互锁装置包括两个单刀双掷的继电器、急停控制开关，急停控制开关串联在交流接触器和高压直流开关控制的主电源上。
直流输入控制单元3一端接受系统主控单元2的调度，另一端连接充电模块，向充电模块发出指令给待充电汽车充电，实现由电网向待充电汽车充电的工作。
包括混合变换模块HEG75030，兼容交流和直流输入，其中交流输入：260-530VAC，直流输入：240V-750VDC；直流输出：150V-750VDC
实施例4
一种基于V2V充放电系统，包括与操作控制台1连接的系统主控单元2、与系统主控单元2电连接的直流输入控制单元3、充电模块；特征是直流输入控制单元3包括交直流互锁装置，直流输入控制单元3的输入端分别连接外部三相交流电源和正负直流电源，所述直流输入控制单元3的输出端连接充电模块的输入端。
直流输入控制单元3直接与电动车BMS交换信息，直接控制车辆电池输出，然后向系统主控单元2反馈，由系统主控单元2实现电动车直流输出引导，实现车辆向车辆充电的工作目的。
基于V2V充放电系统包括分别与系统主控单元2通信的智能电表、绝缘检测模块、支付模块。
基于V2V充放电系统包括操作控制台1，系统主控单元2通过与操作控制台1的通信，实现人机交互功能。
在人机交互的环境下，让客户在充电桩操作终端选择是充电桩给汽车充电或者是汽车给汽车充电，如果客户选择汽车给汽车充电的模式那么：直流输入控制单元3直接与电动车BMS交换信息，直接控制车辆电池输出，然后向系统主控单元2反馈，由系统主控单元2实现电动车直流输出引导，实现车辆向车辆充电的工作目的。
与直流输入控制单元3的输入端连接的正负直流电源的输入电压采用三相四线380VAC(±15％)，频率50Hz,输出可调的直流电。
直流充电桩采用三相四线制供电，可以提供足够大的功率，输出的电压和电流调整范围大(适用于乘用车和大巴车的电压需求)，可以实现快充。
基于V2V充放电系统的计量和通信及扩展计费采用CAN通信、485通信和232通信。CAN通信连接了车载BMS、非车载充电机以及主控系统；485通信连接了刷卡模块、电表等；显示屏的串口通常采用232的通信方式。基于内部的点对点通信，有时也可采用非隔离的通信方式。。
基于V2V充放电系统工作原理：三相380V交流电经过EMC等防雷滤波模块后进入到三相四线制电表中，三相四线制电表监控整个充电机工作时的实际充电电量。且根据实际充电电流及充电电压的大小，充电机往往需要并联使用，因此就要求充电机拥有能够均流输出的功能，充电机输出经过充电枪直接给动力电池进行充电。
交/直流充电桩工作时，辅助电源给系统主控单元2、直流输入控制单元3、操作控制台1、保护控制单元、信号采集单元及刷卡模块等控制系统进行供电。另外，在动力电池充电过程中，辅助电源给BMS系统供电，由BMS系统实时监控动力电池的状态。
电源部分中，首先需考虑大电流充电情况下BMS的辅助供电。此电源为12V10A的电源，且后续在BMS管理方面，乘用车与大巴车的BMS供电系统将统一标准。因此，此处推荐选择具有主动式PFC功能的LI120-10B12输出12V给BMS系统供电。
实施例5
一种基于V2V充放电系统，包括与操作控制台1连接的系统主控单元2、与系统主控单元2电连接的直流输入控制单元3、充电模块；特征是直流输入控制单元3包括交直流互锁装置，直流输入控制单元3的输入端分别连接外部三相交流电源和正负直流电源，所述直流输入控制单元3的输出端连接充电模块的输入端。
直流输入控制单元3直接与电动车BMS交换信息，直接控制车辆电池输出，然后向系统主控单元2反馈，由系统主控单元2实现电动车直流输出引导，实现车辆向车辆充电的工作目的。
基于V2V充放电系统包括分别与系统主控单元2通信的智能电表、绝缘检测模块、支付模块。
基于V2V充放电系统包括操作控制台1，系统主控单元2通过与操作控制台1的通信，实现人机交互功能。
基于V2V充放电系统具有支持刷卡/预约/扫码三种支付方式、与绝缘监测/电能表/电子锁/门禁接入、具有多重故障及充电保护机制、采用户外柜热管理控制、后端接口以太网/CAN/RS232/RS485支持、有3G/4G MODEM支持、国网计费单元接入支持、有12V/24VBMS支持、多重通信参数设置等确保非标电动车的可靠充电
基于V2V充放电系统有单屏双卡双枪系统，双枪平均功率分配，轮巡全功率充电多种模式选择。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于V2V充放电系统，包括操作控制台、与操作控制台连接的系统主控单元、与系统主控单元电连接的直流输入控制单元、充电模块；特征是直流输入控制单元包括交直流互锁装置，直流输入控制单元的输入端分别连接外部三相交流电源和正负直流电源，所述直流输入控制单元的输出端连接充电模块的输入端；直流输入控制单元的输出端输出连接到充电模块的A相C相和充电桩辅助电源上，充电桩的辅助电源供电接到B相和N线供电。
2.如权利要求1所述的一种基于V2V充放电系统，特征在于交直流互锁装置包括交流接触器，高压直流开关，交流接触器上有第一辅助触点，所述第一辅助触点串联在交流电控制电源的供电回路上。
3.如权利要求1所述的一种基于V2V充放电系统，特征在于交直流互锁装置包括直流接触器，高压直流开关，直流接触器上有第二辅助触点，所述第二辅助触点串联在直流电控制电源的供电回路上。
4.如权利要求1所述的一种基于V2V充放电系统，特征在于交直流互锁装置包括交流接触器、直流接触器、高压直流开关，交流接触器板上有第一辅助触点，同时直流接触器上有第二辅助触点，第一辅助触点串联在交流电控制电源的供电回路上的同时第二辅助触点串联在直流电控制电源的供电回路上。
5.如权利要求1-4任意一项所述的一种基于V2V充放电系统，特征在于交直流互锁装置包括两个单刀双掷的继电器、急停控制开关，急停控制开关串联在交流接触器和高压直流开关控制的主电源上。
6.如权利要求1-4任意一项所述的一种基于V2V充放电系统，特征在于直流输入控制单元一端接受系统主控单元的调度，另一端连接充电模块，向充电模块发出指令给待充电汽车充电，实现电网向待充电汽车充电。
7.如权利要求1-4任意一项所述的一种基于V2V充放电系统，特征在于直流输入控制单元直接与电动车BMS交换信息，直接控制车辆电池输出，然后向系统主控单元反馈，由系统主控单元实现电动车直流输出引导，实现车辆向车辆充电。
8.如权利要求1-4任意一项所述的一种基于V2V充放电系统，特征在于的基于V2V充放电系统包括分别与系统主控单元通信的智能电表、绝缘检测模块、支付模块。
9.一种基于V2V充放电方法，特征在于包括以下步骤：
(1)客户在充电桩操作终端选择充电桩给汽车充电；
(2)系统主控单元收到操作终端的充电桩给汽车充电的命令后，向直流输入控制单元发送命令；
(3)直流输入控制单元收到来自系统主控单元的命令后，连接充电模块，向充电模块发出指令给待充电汽车充电，实现由电网向待充电汽车充电的工作。
10.一种基于V2V充放电方法，特征在于包括以下步骤：
(1)客户在充电桩操作终端选择充电车给汽车充电；
(2)系统主控单元收到操作终端的充电桩给汽车充电的命令后，向直流输入控制单元发送命令；
(3)直流输入控制单元收到来自系统主控单元的命令后，直接与充电车BMS交换信息，直接控制车辆电池输出，然后向系统主控单元反馈，由系统主控单元实现电动车直流输出引导，实现车辆向车辆充电的工作目的。
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