CN109849719A - 集成制冷系统的充电站及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成制冷系统的充电站及其控制方法，其中充电站包括制冷系统，还包括将外部电源变换为直流电的电源变换模块，并联电源变换模块输出端的充电电源和制冷系统电源，以及控制模块，其中所述控制模块分别与电源变换模块、制冷系统电源和充电电源中的检测装置通讯，并根据检测参数控制制冷系统和充电电源协调运行；与现有技术相比，本发明制冷系统和充电电源集成控制，可控制发热源端温度，解决电源模块局部过热的问题，提高了整个系统的安全性能；制冷系统电源和充电电源一体开发，可以节省系统成本；可以根据使用偏好、所处地域和季节设定工作模式，兼顾效率和安全，适用范围更加广泛。

Description

集成制冷系统的充电站及其控制方法
技术领域
本发明涉及充电站，尤其涉及一种集成制冷系统的充电站及其控制方法。
背景技术
在大型的充电站场,通常采用集装箱式充电站。集装箱式充电站具有移动方便,便于模块化拼接的优点。其内部集成充电电源, 制冷系统和监控模块，外接多个充电枪头供电动车同时充电。由于集成充电电源，箱体内会产生大量的热量，此时制冷系统显得尤为重要。如图1所示，通常方式是在箱体内安装大功率制冷系统解决，现有的制冷系统和充电电源是分离的、各成体系分别控制的，可能造成电源模块局部过热，同时不利于节能和协调控制。
因此，业界亟待开发一种集成制冷系统的充电站，使制冷系统和充电电源有机集合协调控制。
发明内容
为了解决现有技术中制冷系统和充电电源是各成体系分别控制的缺陷，本发明提出一种集成制冷系统的充电站及其控制方法。
本发明采用的技术方案是设计一种集成制冷系统的充电站，包括制冷系统，还包括将外部电源变换为直流电的电源变换模块，并联电源变换模块输出端的充电电源和制冷系统电源，以及控制模块，其中所述控制模块分别与电源变换模块、制冷系统电源和充电电源中的检测装置通讯，并根据检测参数控制制冷系统和充电电源协调运行。
所述检测装置包括温度检测装置、电流检测装置和/或电压检测装置。
还包括一个与所述控制模块通讯的监控模块，用于监控各模块的参数并接收用户的调度指令。
所述电源变换模块采用AC/DC电源模块，所述充电电源采用至少一个DC/DC电源模块，所述制冷系统电源采用两个并接电源变换模块输出端的DC/AC电源模块，其中一个DC/AC电源模块向变频风机供电、另一个DC/AC电源模块向变频压缩机供电。
一种上述充电站的控制方法，检测装置实时采集电源变换模块、充电电源的参数；控制模块根据检测参数控制制冷系统和充电电源协调运行。
所述控制模块将温度分成若干个温度区间，根据所述调度指令选择一个温度区间为最佳温度区间，并控制制冷系统运行，使电源变换模块和充电电源的温度处在最佳温度区间内。
所述温度区间包括四段温度区间以及分割温度区间的三个温度值，小于第一温度值T1的为第四温度区间，位于第一温度值T1与第二温度值T2之间的为第三温度区间，位于第二温度值T2与第三温度值T3之间的为第二温度区间，大于第三温度值T3的为第一温度区间。
所述调度指令包括寿命优先模式和效率优先模式，当采用寿命优先模式时，设置第四温度区间为最佳温度区间；当采用效率优先模式时，设置第三温度区间为最佳温度区间。
根据调度指令设定制冷系统的最大功率、或预设制冷系统的最大功率，检测制冷系统的实时功率，当制冷系统达到最大功率时，减小充电电源充电功率。
所述T1为25摄氏度，所述T2为35摄氏度，所述T3为55摄氏度。
与现有技术相比，本发明制冷系统和充电电源集成控制，可控制发热源端温度，解决电源模块局部过热的问题，提高了整个系统的安全性能；制冷系统电源和充电电源一体开发，可以节省系统成本；可以根据使用偏好、所处地域和季节设定工作模式，兼顾效率和安全，适用范围更加广泛。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是现有充电站原理框图；
图2是本发明原理框图；
图3是本发明较佳实施例原理框图；
图4是本发明较佳实施例温度区间划分图。
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，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参看图1示出的现有充电站原理框图，其由制冷系统和充电站电源模块组成，二者通过交流独立供电，充电站电源模块将交流电通过AC/DC、DC/DC转换成直流电供电动车充电使用；制冷系统通过交流电转换为直流电驱动变频压缩和变频风机满足制冷系统的正常运转。原充电站场发热源电源模块和制冷系统相互独立，不利于系统精细化调度。本发明目的在于：针对充电站独立配置制冷系统的问题，采用电源模块集成制冷系统电源在降低系统成本的同时可以更精细化的控制模块。
本发明公开了一种集成制冷系统的充电站，包括制冷系统，还包括将外部电源变换为直流电的电源变换模块，并联电源变换模块输出端的充电电源和制冷系统电源，以及控制模块，其中所述控制模块分别与电源变换模块、制冷系统电源和充电电源中的检测装置通讯，并根据检测参数控制制冷系统和充电电源协调运行。所述检测装置包括温度检测装置、电流检测装置和/或电压检测装置。
参看图2，电源变换模块、充电电源和制冷系统电源集成一体，协调控制，首先由电源变换模块AC/DC将交流市电转换为直流电，充电电源通过DC/DC将直流电转换成可供电动车使用的直流电，制冷系统电源通过DC/AC驱动变频压缩机和变频风机满足制冷系统正常工作。制冷系统电源和充电电源一体开发，可以节省系统成本，制冷系统和充电电源协调运行，可以更精细化的控制模块；还可以根据使用偏好、所处地域和季节设定工作模式，兼顾效率和安全，适用范围更加广泛。
在较佳实施例中，还包括一个与所述控制模块通讯的监控模块，用于监控各模块的参数并接收用户的调度指令。用户可以通过监控模块去设定系统的工作温度，工作模式（寿命优先模式和效率优先模式），控制模块获取用户的设定指令以后在满足充电电源工作温度在正常范围的情况下去响应用户的指令，将用户的指令直接传递给制冷系统达到用户控制的目的。
在较佳实施例中，所述电源变换模块采用AC/DC电源模块，所述充电电源采用至少一个DC/DC电源模块，所述制冷系统电源采用两个并接电源变换模块输出端的DC/AC电源模块，其中一个DC/AC电源模块向变频风机供电、另一个DC/AC电源模块向变频压缩机供电。充电电源采用多个DC/DC电源模块，即可连接多个充电桩向多个电动车充电。
参看图3，控制模块获取充电站模块AC/DC和DC/DC的工作温度等状态信息，实时的控制制冷系统DC/AC的工作状态，使电源变换模块和充电电源的温度控制在一定的范围内。在运行的过程中电源变换模块AC/DC、充电电源DC/DC以及制冷系统电源DC/AC的状态信息实时传给控制模块，如果其中一个出现异常可立即停止工作，并把告警信息传递给监控模块提醒维护人员进行维护。
综上所述，监控模块直接跟控制模块通讯,监控整个系统的运行参数和用户指令的下发,运行参数主要包括充电桩系统的运行电压、电流、温度、告警信息以及制冷模块的内外环境温度和功耗信息；用户指令主要针对充电电源的工作模式和制冷模块的运行温度进行设计。控制模块主要接收充电桩模块的温度信息和用户指令设定的温度信息进行分析计算获取制冷模块的出力，进而达到控制充电桩模块温度的目的。
本发明还公开了一种上述充电站的控制方法，检测装置实时采集电源变换模块、充电电源的参数；控制模块根据检测参数控制制冷系统和充电电源协调运行。
在较佳实施例中，控制模块将温度分成若干个温度区间，根据所述调度指令选择一个温度区间为最佳温度区间，并控制制冷系统运行，使电源变换模块和充电电源的温度处在最佳温度区间内。
参看图4，所述温度区间包括四段温度区间以及分割温度区间的三个温度值，小于第一温度值T1的为第四温度区间，位于第一温度值T1与第二温度值T2之间的为第三温度区间，位于第二温度值T2与第三温度值T3之间的为第二温度区间，大于第三温度值T3的为第一温度区间。所述T1为25摄氏度，所述T2为35摄氏度，所述T3为55摄氏度。
所述调度指令包括寿命优先模式和效率优先模式，当采用寿命优先模式时，设置第四温度区间为最佳温度区间；当采用效率优先模式时，设置第三温度区间为最佳温度区间。
根据调度指令设定制冷系统的最大功率、或预设制冷系统的最大功率，检测制冷系统的实时功率，当制冷系统达到最大功率时，减小充电电源充电功率。
下面结合图3和图4详述本发明工作过程：电动车接入充电桩,用户通过监控模块下发调度指令,指令下达,充电桩系统作用于充电电源输出用户设定的功率,此时制冷系统启动工作,实时检测电源变换模块和充电电源的温度。当温度处于第四温度区间时(即电源模块温度小于T1)，如果用户需求寿命优先，则制冷系统保持当前的出力（控制制冷系统电源的电流即控制制冷系统的出力）使温度稳定在第四温度区间，如果用户需求效率优先，则制冷系统降低出力使温度达到第三温度区间；当电源变换模块和充电电源的温度已经处于第三温度区间，且为最佳温度区间时，则保持当前的出力，把温度控制在第四温度区间；当温度处于第二温度区间时，增大制冷系统的出力（增大制冷系统电源的电流即增大制冷系统的出力），将其控制到第三温度区间；当温度处于第一温度区间，增大制冷系统的出力，将其控制到第三温度区间，如果制冷系统的出力已经达到最大，保持当前的出力，适当降低充电电源的充电功率（减小充电电源的充电电流），使电源模块的温度稳定在第3工作区。
以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。

Claims (10)

1.一种集成制冷系统的充电站，包括制冷系统，其特征在于：还包括将外部电源变换为直流电的电源变换模块，并联电源变换模块输出端的充电电源和制冷系统电源，以及控制模块，其中所述控制模块分别与电源变换模块、制冷系统电源和充电电源中的检测装置通讯，并根据检测参数控制制冷系统和充电电源协调运行。
2.如权利要求1所述的充电站，其特征在于：所述检测装置包括温度检测装置、电流检测装置和/或电压检测装置。
3.如权利要求1所述的充电站，其特征在于：还包括一个与所述控制模块通讯的监控模块，用于监控各模块的参数并接收用户的调度指令。
4.如权利要求1所述的充电站，其特征在于：所述电源变换模块采用AC/DC电源模块，所述充电电源采用至少一个DC/DC电源模块，所述制冷系统电源采用两个并接电源变换模块输出端的DC/AC电源模块，其中一个DC/AC电源模块向变频风机供电、另一个DC/AC电源模块向变频压缩机供电。
5.一种权利要求1至4任一项所述充电站的控制方法，其特征在于：检测装置实时采集电源变换模块、充电电源的参数；控制模块根据检测参数控制制冷系统和充电电源协调运行。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述控制模块将温度分成若干个温度区间，根据所述调度指令选择一个温度区间为最佳温度区间，并控制制冷系统运行，使电源变换模块和充电电源的温度处在最佳温度区间内。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述温度区间包括四段温度区间以及分割温度区间的三个温度值，小于第一温度值T1的为第四温度区间，位于第一温度值T1与第二温度值T2之间的为第三温度区间，位于第二温度值T2与第三温度值T3之间的为第二温度区间，大于第三温度值T3的为第一温度区间。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述调度指令包括寿命优先模式和效率优先模式，当采用寿命优先模式时，设置第四温度区间为最佳温度区间；当采用效率优先模式时，设置第三温度区间为最佳温度区间。
9.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于：根据调度指令设定制冷系统的最大功率、或预设制冷系统的最大功率，检测制冷系统的实时功率，当制冷系统达到最大功率时，减小充电电源充电功率。
10.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述T1为25摄氏度，所述T2为35摄氏度，所述T3为55摄氏度。
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