CN109017389A - 一种电池组均衡控制的充电桩系统 - Google Patents

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CN109017389A CN201810891973.7A CN201810891973A CN109017389A CN 109017389 A CN109017389 A CN 109017389A CN 201810891973 A CN201810891973 A CN 201810891973A CN 109017389 A CN109017389 A CN 109017389A
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Abstract

一种电池组均衡控制的充电桩系统，包括电力设备、监控管理工作站、交易管理系统、配电网络、数据网络、充电设备、换电设备、监测设备、电池组均衡控制系统，其中，电池组均衡控制包括：获取单元，判断单元，运算单元，控制单元，均衡管理单元。利用该电池组均衡控制系统可以均衡电池组中各个电池电量，延长电池使用时间。

Description

一种电池组均衡控制的充电桩系统
技术领域
本发明属于充电桩领域，特别涉及一种电池组均衡控制的充电桩系统。
背景技术
电动汽车中电池组由多个电池单体构成，各个电池单体在生产和使用过程中产生不一致性，如果不加以控制将会对电池的使用造成一定的影响甚至是危险，它的影响主要体现在以下几个方面：(1)由于串联电池组的电池是同充同放的，在充电过程中，容量低的电池必然先充满。出于对电池的寿命以及安全性的考虑，此时就要断开充电电流，认为电池组已充满。这样就造成电池组的容量得不到充分的利用，并且低容量的电池长期处于深充深放状态也会造成电池寿命的衰减率远大于高容量电池。(2)充电时低容量电池必定最先达到充电截止电压并过充，同样，放电时低容量电池也会最先放出所有电量并过放。这样导致的后果就是低容量电池将迅速损坏报废，影响电池组正常工作，严重的话还会引起电池爆炸，威胁人身安全。因此，对电池组采取均衡措施是非常有必要的，它不仅可以有效的改善单体电池间的差异，而且还能增强电池组的性能和保障安全性，延长电池的工作寿命。
如果按照均衡时间来分，可分为被动均衡型和主动均衡型；如果从能量的角度来分，可以分为能量消耗型和非能量消耗型两类，非能量消耗性又可分为能量转换型和能量转移型。下面将分别分析下几种常见的均衡方法：(1)旁路电阻分流法，(2)开关电容法，(3)变压器转换法。但上述方法存在均衡时间过长，在电量转移的过程中还会有能量的损失，体积过于庞大，对周边造成电磁辐射等缺陷。
发明内容
为解决现有技术中电池组均衡控制中所面临的上述问题，本发明提供了一种电池组均衡控制的充电桩系统，包括电力设备、监控管理工作站、交易管理系统、配电网络、数据网络、充电设备、换电设备、监测设备、电池组均衡控制系统，
电力设备包括光伏设备、火力发电站、风力发电站；
充电设备包括直流充电桩、交流充电桩；
配电网络包高压电网、低压电网、直流母线、高压配电柜、配电变压器、低压配电柜；
数据网络包括以太网和CAN总线；
监测设备包括摄像机、烟感传感器、红外传感器；
监控管理工作站通过以太网与站控计算机连接，站控计算机通过监测设备对电力设备、配电网络和充电设备进行监控，
其中，电池组均衡控制系统包括：获取单元，用于获取各个电池单体的电压、电流、温度信号，并将信号传输给判断单元和运算单元；
设置单元，保存电压基准值上限，电压基准值下限；
判断单元，根据获取单元得到的电池单体电压信号，判断电池单体的电压是否大于电压基准值上限或小于电压基准值下限时，触发运算单元进行SOC估算过程；否则，不触发运算单元，以减少其运算量，降低能耗；
运算单元，根据获取单元得到的各个电池单体电压、电流、温度信号，估算各个电池单体的荷电状态SOC值,同时确定整个电池组的荷电状态SOC的标准差，并将该标准差与启动阈值比较，若标准差大于均衡启动阈值，则发送信号给控制单元执行均衡操作；若标准差小于等于均衡启动阈值，不进行操作；
控制单元，根据各电池单体的SOC值，不同电池单体电荷量的转移效率，均衡管理单元中各电池单体的连接关系，站控计算机对充电设备整体功率协调控制结果，确定不同电池单体需要的充放电量，以及相应的充放电时间，其中，充放电时间＝充放电量/均衡电流；根据不同电池单体的充、放电时间，控制均衡管理单元进行相应的充、放电操作；
均衡管理单元，用于对不同电池单体充放电，达到电池单体电量均衡的目的。
其中，开关SW1，SW3，SW5的一端分别与第1，3，5…个电池单体的正极相连，开关SW1，SW3，SW5…的另一端汇聚于节点N1，节点N1分别与开关SWA，SWB的一端相连，SWA，SWB的另一端串联电感L和电容C；开关SW2，SW4的一端分别与第1个电池单体的负极，第3个电池单体的负极相连，开关SW2，SW4的另一端汇聚于节点N2，节点N2分别与开关SWC，SWD的一端相连，SWC，SWD的另一端串联电感L和电容C。
本发明还涉及一种电池组均衡控制方法，包括如下步骤：
(1)实时获取各个电池单体的电压、电流、温度信号，
(2)当出现电池单体的电压大于电压基准值上限或小于电压基准值下限时，执行步骤(3)；否则，重复执行步骤(1)；
(3)估算各个电池单体的荷电状态SOC值,同时确定整个电池组的荷电状态SOC的标准差，并将该标准差与启动阈值比较，若标准差大于均衡启动阈值，则执行步骤(4)；若该标准差小于等于均衡启动阈值，执行步骤(1)；
(4)根据各个电池单体的荷电状态SOC值，不同电池单体电荷量的转移效率，均衡管理单元中各电池单体的连接关系，站控计算机对充电设备整体功率协调控制结果，确定不同电池单体需要的充放电量，以及相应的充放电时间，其中，充放电时间＝充放电量/均衡电流；
(5)根据不同电池单体的充、放电时间，进行相应的充、放电控制。
其中，步骤(4)，通过如下步骤实现：
步骤1)，将均衡过程划分多个不同的阶段，每个阶段各电池单体对应的荷电状态SOC值为Qin，表示该阶段电池单体的电量，其中，i表示不同的阶段，n表示电池单体数；
步骤2)，计算每个阶段各单体电池需要转移、接收到的电量，计算各个单体电池的平均电量其中，N表示电池单体数量，
在第i阶段，电池的电量的范围是：
其中，ei表示本阶段电量偏差区间，数值为：
其中，Qmax，Qmin分别表示均衡前各电池单体中荷电状态SOC值的最大值和最小值；
若电池电量不在该范围内，需要转移的电量为：
不同的电池转移电量为：Qi+1n＝Qin±ΔQin
步骤3)，判断是否满足结束电池均衡的条件：各电池的标准差小于均衡阈值时，结束均衡过程，否则，继续步骤2)。
本发明的有益效果：(1)根据各个电池组电池单体的SOC检测结果，控制剩余电量较高的电池单体的能量向剩余电量较低的电池单体流动，提高了电池组能量的利用率，延长了电池使用时间。
(2)本发明采用多级级联方式，可根据电池组中单体电池数量进行扩展，结构简单，易于扩展。
(3)整个充电桩系统对不同充电桩进行能量分配，该电池组均衡控制系统据此进一步控制电池组均衡操作，实现了能量的高效，公平分配。
附图说明
图1为本发明的充电桩系统框图；
图2为本发明的电池组均衡控制系统框图；
图3为本发明的BMS电池管理单元与充电桩连接示意图；
图4为本发明的均衡管理单元结构图；
图5为本发明的整体功率协调控制流程图；
具体实施方式
下面结合附图1-5对本发明作进一步的说明。
如图1，2所示，本发明提供了一种电池组均衡控制的充电桩系统，包括电力设备、监控管理工作站、交易管理系统、配电网络、数据网络、充电设备、换电设备、监测设备、电池组均衡控制系统，
电力设备包括光伏设备、火力发电站、风力发电站；
充电设备包括直流充电桩、交流充电桩；
配电网络包高压电网、低压电网、直流母线、高压配电柜、配电变压器、低压配电柜；
数据网络包括以太网和CAN总线；
监测设备包括摄像机、烟感传感器、红外传感器；
监控管理工作站通过以太网与站控计算机连接，站控计算机通过监测设备对电力设备、配电网络和充电设备进行监控，
电池组均衡控制系统具体包括以下结构，如图3所示，
获取单元，用于获取各个电池单体的电压、电流、温度信号，并将信号传输给判断单元和运算单元；
设置单元，保存电压基准值上限，电压基准值下限；
判断单元，根据获取单元得到的电池单体电压信号，判断电池单体的电压是否大于电压基准值上限或小于电压基准值下限时，触发运算单元进行SOC估算过程；否则，不触发运算单元，以减少其运算量，降低能耗；
运算单元，根据获取单元得到的各个电池单体电压、电流、温度信号，估算各个电池单体的荷电状态SOC值,同时确定整个电池组的荷电状态SOC的标准差，并将该标准差与启动阈值比较，若标准差大于均衡启动阈值，则发送信号给控制单元执行均衡操作；若标准差小于等于均衡启动阈值，不进行操作；
控制单元，根据各电池单体的SOC值，不同电池单体电荷量的转移效率，均衡管理单元中各电池单体的连接关系，站控计算机对充电设备整体功率协调控制结果，确定不同电池单体需要的充放电量，以及相应的充放电时间，其中，充放电时间＝充放电量/均衡电流；根据不同电池单体的充、放电时间，控制均衡管理单元进行相应的充、放电操作；
均衡管理单元，用于对不同电池单体充放电，达到电池单体电量均衡的目的。
其中，运算单元进一步执行，将均衡过程划分多个不同的阶段，每个阶段各电池单体对应的荷电状态SOC值为Qin，表示该阶段电池单体的电量，其中，i表示不同的阶段，n表示电池单体数。
其中，计算每个阶段各单体电池需要转移、接收到的电量，计算各个单体电池的平均电量其中，N表示电池单体数量，
在第i阶段，电池的电量的范围是：
其中，ei表示本阶段电量偏差区间，数值为：
其中，Qmax，Qmin分别表示均衡前各电池单体中荷电状态SOC值的最大值和最小值；
若电池电量不在该范围内，需要转移的电量为：
不同的电池转移电量为：Qi+1n＝Qin±ΔQin。
其中，判断单元进一步执行，判断电池组中各个电池单体的标准差是否小于均衡阈值时，若小于结束均衡过程，否则，继续均衡过程。
其中，所述均衡管理单元如下：开关SW1，SW3，SW5的一端分别与第1，3，5…个电池单体的正极相连，开关SW1，SW3，SW5…的另一端汇聚于节点N1，节点N1分别与开关SWA，SWB的一端相连，SWA，SWB的另一端串联电感L和电容C；开关SW2，SW4的一端分别与第1个电池单体的负极，第3个电池单体的负极相连，开关SW2，SW4的另一端汇聚于节点N2，节点N2分别与开关SWC，SWD的一端相连，SWC，SWD的另一端串联电感L和电容C。
均衡管理单元可根据电池组中电池单体数量，对所述均衡管理单元的结构进行扩展。
此处以5个电池单体的均衡结构为例进行介绍，如附图4所示。
若电池单体3电荷量高于平均电荷量,需要输出均衡电荷量QK,则闭合开关SW3,SWA,SWD,SW4,断开其他开关,由SW3,节点N1,SWA,电感L和电容C构成的谐振回路,SWD,节点N2,SW4构成的放电回路对单体电池3进行放电,根据计算得到的均衡电荷量QK控制放电时间,放电完成后断开上述开关。
若电池单体4电荷量低于平均电荷量,需要输入均衡电荷量QK,则闭合开关SW5,SWB,SWC,SW4,断开其他开关,由SW5,节点N1,SWB,电感L和电容C构成的谐振回路,SWC,节点N2,SW4构成的放电回路对单体电池4进行充电,根据计算得到的均衡电荷量QK控制放电时间,充电完成后断开上述开关。
其中，站控计算机对充电设备采用整体功率协调控制，如图5所示，具体为：
步骤1，充电设备执行功率分配前，先对所有电动汽车接入的充电设备的功率输出能力进行统计，得到充电设备输出总功率；
步骤2，读取电网功率阈值；
步骤3，充电设备输出总功率与电网功率阈值进行比较，如果电网功率阈值大于充电设备输出总功率，则可分配总功率为充电设备输出总功率，相当于无功率限制，充电设备在各自的能力范围内按照既定充电策略进行充电，如果充电设备输出总功率大于电网功率阈值，则可分配的总功率为电网功率阈值,即可分配总功率不超过电网调度的限定值；
步骤4，采集各个充电设备当前的包括输出功率、充电状态、是否有新车接入在内的信息，结合步骤3得出的可分配总功率制定分配策略，将分配的功率值下发至每一台充电设备；
步骤5，判断充电站内直至有新车加入或有车退出充电，如果是，则重新执行步骤1，如果否，则继续步骤4。
其中，步骤4的分配策略具体为站控计算机将依据电网功率阈值和充电设备输出总功率制定分配策略，具体包括如下步骤：
步骤4.1，读取可分配总功率；
在一个控制周期的初期，先采集电网的限定值PX和电动汽车接入的充电机功率值PJ，在执行分配时，分配功率值为Pset，Pset＝min(PX,PJ)；
步骤4.2，预测充电功率；
在计算出分配功率值Pset后，进行充电需求的统计预测，电动汽车在充电前预测其最大充电功率，对处于恒流充电阶段和新加入的电动汽车，其预测功率均为计算得出的最大充电功率，对处于恒压充电阶段的充电机，其预测功率为当前输出，统计预测功率需求将作为功率分配的依据；
步骤4.3，统计充电时间；
功率分配算法使用到已充电时间，对所有充电机的已充电时间进行统计；
步骤4.4，根据功率分配算法进行功率分配。
其中，步骤4.4的功率分配算法具体为：
步骤4.4.1，根据对充电机的已充电时间设置权重，
已充电时间 权重
0～t1 β1
t1～t2 β2
＞t2 β3
表1已充电时间与权重对应关系表
步骤4.4.2，初级分配，有m台充电设备处于恒流充电阶段，其充电需求均为预测的最大充电功率，有n台充电设备处于恒压充电阶段，其充电需求为当前输出的功率，则第i台电动汽车分配的初级分配功率值PF(i)为：
步骤4.4.3，当执行完步骤4.4.2分配后，如果电动汽车的功率分配功率值Pi超过其最大充电功率，则需要进行次级分配，将初级分配中存在的不能利用的冗余分配量，再次分配到还有增加功率分配空间的充电机中，次级分配将根据充电设备还可提升的空间按比例分配，二次分配的增量ΔPM(i)如下所示：
ΔPM(i)＝PM(i)-PF(i) (PM(i)<PF(i))，
(PM(i)＞PF(i))，
ΔPM(i)＝0 (PM(i)＝PF(i))，
其中，PM(i)：第i台电动汽车的充电机功率值，β(i)：第i台电动汽车的权重，β(i)为β1、β2或β3，PS：冗余功率值，
整体功率协调控制作为一种有效的功率分配手段，在充电站消耗总功率被限制的情况下，一方面同一时间能为更多的用户提供服务，另一方面充电功率尽可能地被利用，创造更多的经济价值，保证尽可能多的充电设备处于工作状态，减少等待电动汽车的数量，充电站将电网调度部门发送的功率较为合理分配至每一台充电设备。
监控管理工作站的监控内容包括：
对直流充电桩和交流充电桩的运行状态及输入、输出参数进行监控，运行状态包括电压、电流、开关状态、保护状态,采集接入到系统的电动汽车和电池信息,控制充电桩的输出参数满足充电需求，
监控配电网络的配变接入点的主要电能质量指标,包括电压偏差、频率偏差、三相不平衡、谐波电压畸变及各次谐波含有率指标,监测指标的异常预警功能,并能够根据需要进行无功补偿和谐波治理装置的投切来改善电能质量，配电变压器输入侧功率、电压、电流、功率因数、总有功电量、总无功电量的监视,对配电变压器继电保护化态、合闸及负荷开关状态进行实时监测和控制。
对充电设备或者换电设备区域内及周边环境的视频、消防、门禁、周界进行监控,当站内设备发生异常事件时可随时启动安全防护系统,实现安防与其他监控功能的联动,保障电站内设备的运行安全。
直流充电桩采用嵌入式系统，包括微控制器、触摸屏、温度传感器、湿度传感器、IC卡检测器、电表、指示灯、直流输出口、接触器、强制关闭开关、BMS电池管理单元，
接触器控制380V交流电输入的通断，电表连接至接触器的输出端，微控制器实时读取电表数据，对使用的电量进行计算，电表的输出端与直流输出口连接，微控制器通过CAN总线向直流输出口发送报文来控制其输出电压和电流，直流输出口直接与电动汽车的电池箱连接，对电池箱进行快速充电，BMS电池管理单元通过CAN总线将电池箱参数形成报文后发送至微控制器。微控制器接收到报文后，对报文进行解析，实时调整充电方式，充电过程中接触器由微控制器控制或者由强制关闭开关直接关闭，温度传感器和湿度传感器通过单总线方式和微控制器通信，将直流充电桩内温、湿度数据传送至微控制器，以此来判断充电桩是否安全运行，IC卡检测器检测用户的IC卡，允许用户通过触摸屏进入系统进行相应的包括充电、查询在内的交互操作，触摸屏与微控制器通过ModbusRTU协议通信，实时显示包括充电进程、电压、电流、温度、湿度、用户信息在内的数据，指示灯指示直流桩当前运行的状态。
电表固定安装在直流充电桩内部，位于接触器与直流输出口之间，之间不能接入任何与计量无关的设备，电表能够存储时间电能，其包括计量模块、主控单元、LCD显示、按键、存储器、通信模块。
BMS电池管理单元包括充放电管理模块、信号调理电路、选通保持电路、A/D转换器以及主控制器，
电压传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器获得电池箱的电压、电流、温度信号以及湿度信号，信号调理电路对上述信号进行滤波、放大，去除信号中的噪声，并将信号放大到合理的区间，电池箱中有多个单体电池，多个单体电池的多个通道共用一个A/D转换器，在模拟输入通道中通过选通保持电路进行通道选通，实现各通道逐个、分时地被轮流接通，通过选通保持电路分时选择不同单体的电压、电流、温度信号输入A/D转换器，信号通过采样保持器保证采样到的是同一个单体同一时间的电压、电流、温度信号，采集到的所有信息存储并传输到主控制器(DSP)中进行比对分析计算，显示输出数据，同时根据需要计算出包括电池箱的SOC、SOH和电池内阻在内的数据，主控制器(DSP)根据上述计算结果，对电池箱进行充放电控制，主控制器(DSP)将采集到的电压、电流、温度数据通过CAN总线输送到充电桩控制器，并根据实际充电控制的需要，在充电桩控制器中完成相应的分析运算，得到电池箱SOC、SOH和电池内阻信息，进而控制充电桩对电池箱进行相应的充电操作。
光伏设备包括光伏阵列、逆变器、光伏转换电路、全桥转换器以及稳压电路，光伏阵列通过光伏转换电路与直流母线连接，通过逆变器与低压电网连接，低压电网的三相电通过稳压电路稳压后与直流母线连接，直流母线通过全桥变换器与直流充电桩连接，从而为电动汽车进行充电，
逆变器将直流电转换为交流电，全桥变换器为单端式、推挽式、半桥式或全桥式；
光伏转换电路由Boost电路、MOSFET驱动电路、主控电路、信号采集电路组成，主控电路为MCU电路，包括PWM模块和A/D转换器，信号采集电路获取光伏阵列输出端的电压模拟信号和电流模拟信号，通过A/D转换器得到电压数字信号和电流数字信号，主控电路对电压数字信号和电流数字信号进行计算，通过最大功率跟踪算法确定PWM脉冲占空比，PWM模块输出PWM脉冲信号经过MOSFET驱动电路处理后作用于Boost电路的开关管。
光伏阵列选用七片230W多晶硅板，将各个多晶硅板输出进行串联，总开路电压为259V，将直流母线电压为400V。
以上所述实施方式仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。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 (9)

1.一种电池组均衡控制的充电桩系统，包括电力设备、监控管理工作站、交易管理系统、配电网络、数据网络、充电设备、换电设备、监测设备、电池组均衡控制系统；
其中，电池组均衡控制系统包括：获取单元，用于获取各个电池单体的电压、电流、温度信号，并将信号传输给判断单元和运算单元；
设置单元，保存电压基准值上限，电压基准值下限；
判断单元，根据获取单元得到的电池单体电压信号，判断电池单体的电压是否大于电压基准值上限或小于电压基准值下限时，触发运算单元进行SOC估算过程；否则，不触发运算单元，以减少其运算量；
运算单元，根据获取单元得到的各个电池单体电压、电流、温度信号，估算各个电池单体的荷电状态SOC值,同时确定整个电池组的荷电状态SOC的标准差，并将该标准差与启动阈值比较，若标准差大于均衡启动阈值，则发送信号给控制单元执行均衡操作；若标准差小于等于均衡启动阈值，不进行操作；
控制单元，根据各电池单体的SOC值，不同电池单体电荷量的转移效率，均衡管理单元中各电池单体的连接关系，站控计算机对充电设备整体功率协调控制结果，确定不同电池单体需要的充放电量，以及相应的充放电时间；根据不同电池单体的充、放电时间，控制均衡管理单元进行相应的充、放电操作；
均衡管理单元，用于对不同电池单体充放电，达到电池单体电量均衡的目的。
2.根据权利要求1所述的一种电池组均衡控制的充电桩系统，其特征在于：均衡管理单元如下：开关SW1，SW3，SW5的一端分别与第1，3，5…个电池单体的正极相连，开关SW1，SW3，SW5…的另一端汇聚于节点N1，节点N1分别与开关SWA，SWB的一端相连，SWA，SWB的另一端串联电感L和电容C；开关SW2，SW4的一端分别与第1个电池单体的负极，第3个电池单体的负极相连，开关SW2，SW4的另一端汇聚于节点N2，节点N2分别与开关SWC，SWD的一端相连，SWC，SWD的另一端串联电感L和电容C。
3.根据权利要求1所述的一种电池组均衡控制的充电桩系统，其特征在于：运算单元进一步执行，将均衡过程划分多个不同的阶段，每个阶段各电池单体对应的荷电状态SOC值为Qin，表示该阶段电池单体的电量，其中，i表示不同的阶段，n表示电池单体数。
4.根据权利要求3所述的一种电池组均衡控制的充电桩系统，其特征在于：控制单元进一步执行，计算每个阶段各单体电池需要转移、接收到的电量，计算各个单体电池的平均电量其中，N表示电池单体数量，
在第i阶段，电池的电量的范围是：
其中，ei表示本阶段电量偏差区间，数值为：
其中，Qmax，Qmin分别表示均衡前各电池单体中荷电状态SOC值的最大值和最小值；
若电池电量不在该范围内，需要转移的电量为：
不同的电池转移电量为：Qi+1n＝Qin±ΔQin。
5.根据权利要求1所述的一种电池组均衡控制的充电桩系统，其特征在于：判断单元进一步执行，判断电池组中各个电池单体的标准差是否小于均衡阈值时，若小于结束均衡过程，否则，继续均衡过程。
6.根据权利要求1所述的一种电池组均衡控制的充电桩系统，其特征在于：可根据电池组中电池单体数量，对所述均衡管理单元的结构进行扩展。
7.根据权利要求1所述的一种电池组均衡控制的充电桩系统，其特征在于:站控计算机对充电设备采用整体功率协调控制，具体为：
步骤1，充电设备执行功率分配前，先对所有电动汽车接入的充电设备的功率输出能力进行统计，得到充电设备输出总功率；
步骤2，读取电网功率阈值；
步骤3，充电设备输出总功率与电网功率阈值进行比较，如果电网功率阈值大于充电设备输出总功率，则可分配总功率为充电设备输出总功率，相当于无功率限制，充电设备在各自的能力范围内按照既定充电策略进行充电，如果充电设备输出总功率大于电网功率阈值，则可分配的总功率为电网功率阈值,即可分配总功率不超过电网调度的限定值；
步骤4，采集各个充电设备当前的包括输出功率、充电状态、是否有新车接入在内的信息，结合步骤3得出的可分配总功率制定分配策略，将分配的功率值下发至每一台充电设备；
步骤5，判断充电站内直至有新车加入或有车退出充电，如果是，则重新执行步骤1，如果否，则继续步骤4。
8.根据权利要求7所述的一种电池组均衡控制的充电桩系统，其特征在于：步骤4的分配策略具体为站控计算机将依据电网功率阈值和充电设备输出总功率制定分配策略，具体包括如下步骤：
步骤4.1，读取可分配总功率；
在一个控制周期的初期，先采集电网的限定值PX和电动汽车接入的充电机功率值PJ，在执行分配时，分配功率值为Pset，Pset＝min(PX,PJ)；
步骤4.2，预测充电功率；
在计算出分配功率值Pset后，进行充电需求的统计预测，电动汽车在充电前预测其最大充电功率，对处于恒流充电阶段和新加入的电动汽车，其预测功率均为计算得出的最大充电功率，对处于恒压充电阶段的充电机，其预测功率为当前输出，统计预测功率需求将作为功率分配的依据；
步骤4.3，统计充电时间；
功率分配算法使用到已充电时间，对所有充电机的已充电时间进行统计；
步骤4.4，根据功率分配算法进行功率分配。
9.根据权利要求1所述的一种电池组均衡控制的充电桩系统，其特征在于：所述电力设备包括光伏设备、火力发电站、风力发电站；
所述充电设备包括直流充电桩、交流充电桩；
所述配电网络包高压电网、低压电网、直流母线、高压配电柜、配电变压器、低压配电柜；
所述数据网络包括以太网和CAN总线；
所述监测设备包括摄像机、烟感传感器、红外传感器；
所述监控管理工作站通过以太网与站控计算机连接，站控计算机通过监测设备对电力设备、配电网络和充电设备进行监控。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109720223A (zh) * 2018-12-26 2019-05-07 广东嘉腾机器人自动化有限公司 Agv充电管理方法及存储装置及运输系统
WO2020213857A1 (ko) * 2019-04-18 2020-10-22 엘에스일렉트릭㈜ 복수의 배터리의 soc 복원 운전 방법
CN112448044A (zh) * 2019-08-30 2021-03-05 比亚迪股份有限公司 电池组及其均衡方法和均衡装置
CN113226834A (zh) * 2019-01-10 2021-08-06 弗罗纽斯国际有限公司 用于对电动车辆充电的方法和装置
CN113572219A (zh) * 2021-06-28 2021-10-29 南方电网调峰调频发电有限公司 电池储能系统差异电池均衡方法、装置和电子设备
CN117601699A (zh) * 2024-01-23 2024-02-27 江苏鼎集智能科技股份有限公司 面向快充站的大容量电池组智能均衡方法及装置
CN117885606A (zh) * 2024-03-13 2024-04-16 中国第一汽车股份有限公司 电池管理方法、系统、车辆及存储介质

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109720223A (zh) * 2018-12-26 2019-05-07 广东嘉腾机器人自动化有限公司 Agv充电管理方法及存储装置及运输系统
CN113226834A (zh) * 2019-01-10 2021-08-06 弗罗纽斯国际有限公司 用于对电动车辆充电的方法和装置
CN113226834B (zh) * 2019-01-10 2024-03-19 弗罗纽斯国际有限公司 用于对电动车辆充电的方法和装置
WO2020213857A1 (ko) * 2019-04-18 2020-10-22 엘에스일렉트릭㈜ 복수의 배터리의 soc 복원 운전 방법
CN112448044A (zh) * 2019-08-30 2021-03-05 比亚迪股份有限公司 电池组及其均衡方法和均衡装置
CN113572219A (zh) * 2021-06-28 2021-10-29 南方电网调峰调频发电有限公司 电池储能系统差异电池均衡方法、装置和电子设备
CN117601699A (zh) * 2024-01-23 2024-02-27 江苏鼎集智能科技股份有限公司 面向快充站的大容量电池组智能均衡方法及装置
CN117601699B (zh) * 2024-01-23 2024-04-05 江苏鼎集智能科技股份有限公司 面向快充站的大容量电池组智能均衡方法及装置
CN117885606A (zh) * 2024-03-13 2024-04-16 中国第一汽车股份有限公司 电池管理方法、系统、车辆及存储介质

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