CN110015015A - 一种储能快充的充电桩系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能快充的充电桩系统,包括充电桩主控制模块、充电桩APP、数据存储模块、充电基础电路模块和储能电池模块;充电桩主控制模块用于控制充电桩与电网、汽车、用户之间的交互;充电桩APP用于传递电网、用户、汽车、充电桩之间的信息,结算、定位和共享信息;数据存储模块用于存储充电信息、汽车状况和用户信息;充电基础电路模块用于电能的传输;储能电池模块与主电路相连,不充电时参与V2G行为与电网互动,充电时可以与电网同时给汽车充电。本发明通过APP查询充电桩位置和使用情况,预约充电,充电支付,灵活选择充电模式,操作简单,大大改善新能源汽车用户充电体验。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电动汽车领域的配套设施充电桩,具体涉及一种储能快充的充电桩系统。
背景技术
受益于新能源汽车应用的快速增长,我国新能源汽车充电设施行业将迎来巨大的发展空间,目前充电设施供需之间的矛盾日益突出。
现有的充电方式行为单一,充电时间长,效率低,依赖电网供电,抗干扰能力弱,不具备自我调节功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储能快充的充电桩系统,解决现有充电桩运行模式单一,效率低下,维护成本高的问题。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种储能快充的充电桩系统,包括充电桩主控制模块、充电桩APP、数据存储模块、充电基础电路模块和储能电池模块;
所述充电桩主控制模块用于控制充电桩与电网、汽车、用户之间的交互,驱动电路以及数据采集;
所述充电桩APP用于传递电网、用户、汽车、充电桩之间的信息,结算、定位和共享信息;
所述数据存储模块用于存储充电信息、汽车状况和用户信息;
所述充电基础电路模块用于电能的传输,实现电池与电网充放电双向互动;
所诉储能电池模块与主电路相连,不充电时参与V2G行为与电网互动,充电时与电网同时给汽车充电。
本发明与现有技术相比,其显著优点为:(1)基于无线互联网+,通过手机APP来查询充电站,引导用户充电,APP自助结账,操作方便,迎合现在人的消费习惯;(2)充电桩相比普通充电桩,引用V2G(Vehicle-to-grid)技术,可以实现汽车电池组与储能电池组的能量回流电网,在用电紧张时缓解电网压力,在用电谷峰时,存储多余电量,节省资源;(3)充电桩引入的储能电池组,一方面,参与V2G调控,充分调动充电站的功能,参与电网的调控,另一方面,采用储能电池,对原有充电桩不需要做很大的增容改造就可以实现快充功能;(4)利用充电桩的数据采集系统采集数据进行大数据处理,了解用户充电习惯,推测电动车地区数量以及充电需求,不断优化充电站建设。
附图说明
图1是本发明储能快充的充电桩系统整体结构框图。
图2是充电桩主控制模块结构图。
图3是储能快充的充电桩系统的软件流程图。
具体实施方式
结合图1、图2,一种储能快充的充电桩系统,包括充电桩主控制模块、充电桩APP、数据存储模块、充电基础电路模块和储能电池模块;
所述充电桩主控制模块用于控制充电桩与电网、汽车、用户之间的交互,驱动电路以及数据采集;
所述充电桩APP用于传递电网、用户、汽车、充电桩之间的信息,结算、定位和共享信息;
所述数据存储模块用于存储充电信息、汽车状况和用户信息;
所述充电基础电路模块用于电能的传输,实现电池与电网充放电双向互动;
所诉储能电池模块与主电路相连,不充电时参与V2G行为与电网互动,充电时与电网同时给汽车充电。
所述充电桩主控制模块包括主控制芯片STM32、LCD显示屏2、保护单元3、SOC估量4、智能电表5、射频读卡器6、存储单元7、辅助电源8、数据采集系统9、驱动系统10和人机交互系统11;
所述主控制芯片1用于整体控制和运算;
所述LCD显示屏2用于显示消费信息、用户信息、汽车电池组数据、实时电价和充电桩信息;
所述保护单元3用于过压过载过流保护;
所述SOC(State of Charge)估量4用于计算电动汽车电池组以及储能电池的剩余电量;
所述智能电表5根据不同的充电行为和不同的电价费用,峰谷分时计价。
所述射频读卡器6用于读取用户电卡信息;
所述辅助电源8用于给整个控制系统供电;
所述数据采集系统9用于采集电动汽车电池组、储能电池模块、电网以及充电桩的实时状况;
所述驱动系统10利用继电器来控制能量的转移,控制充放电行为;
所述人机交互系统11用于实现用户与充电桩的信息交换。
进一步的,所述充电桩APP实时读取剩余电量以及估算出可行驶里程数,同时显示充电桩的位置,估算出距离,然后通过自带导航引导车主到充电站充电,用户扫描充电桩屏幕上的二维码,获取信息,自助填写需求,选择充电模式,确认以后,插上插头充电,充电信息实时反馈给车主,充电完成,拔掉充电头,最后结算电费;同时支持电卡消费,插入卡片,输入账户信息,最后在插卡结算。
进一步的,所述SOC估量4实时监督充电过程中汽车电池组电量的变化,根据用户选择的充电模式,调整充电行为,确保电动汽车电池组在可充电时间里达到用户要求。
进一步的,数据采集系统9通过传感器采集用户充电信息、电网负荷信息和储能电池信息,发送给主控制芯片STM32,由主控制芯片STM32决定充放电行为;在电网负荷高峰期,停止充电行为,将储能电池与汽车车载电池的多余电量反馈给电网,在电网负荷谷峰期,将电网电量充入储能电池与汽车车载电池,程序默认优先给汽车车载电池供电;
同时,数据采集器将充电桩自身检修信息反馈给控制器,支持后期的维护跟检修。采集充电桩的使用信息,以便用于后期对充电站的建设给出参考建议。
所述智能电表,实行“峰谷分时计价”,在用电高峰期,通过电网将信息反馈到各充电站,提高电价,引导用户分时充电,同时通过提高用户将车载电池电能回充给电网的电费,鼓励用户参与V2G活动,实现电厂与用户的双赢;在用电低谷时,引导用户以一个较低的价格进行充电。智能电表能够实时反应当前电网负荷,通过电价来引导用户充电行为,给用户电费结算提供方便。
所述充电基础电路模块,在现行充电桩都是单一线路情况下,由电网供电,而本发明是在原有基础上,增加一条线路,分离充放电线路,实现AC/DC双向充放电行为,改造方便。
所述储能电池组,在充电桩闲置时,电网低谷期储蓄电能;在电网高峰期,参与V2G活动,将电能回馈给电网。同时,在充电时,储能电池按照充电模式,与电网协作,加大充电电流实现快充。
本发明有三种充电模式:(1)常规充电模式,即插即充,不考虑其他任何情况,同时储能电池的存在,实现大电流快充,减少用户等待时间,提高充电体验;(2)V2G充电模式,主要在保证离开时有充足电量的情况下,充电桩会根据用户填写的参数,做出最优的判断,然后根据电网的需求,确认汽车电池组与储能电池参与V2G行为的时长;(3)有序充电模式,用户填写可充电时长以及需要充满的电量,通过计算以后,将低谷时充电时间延长,高峰时充电时长减少,分价计算电费,降低用户成本,同时减轻电网负荷压力。
如图3所示,图3为储能快充的充电桩系统的软件运行流程图,用户下载配套APP以后,注册账户,填写信息,支付一定的押金。部分充电站也会推出电卡消费,申请填写信息,缴纳一定押金以后,就可以使用。
用户通过手机APP即可查询附近充电站位置,闲置充电桩信息,然后通过导航,方便快捷的到达目的地充电站,找到空置充电桩。
用户通过手机扫描二维码,在手机上自助完成信息的填写,选择充电模式,在停留时间较短的情况的下,选择常规充电模式;在单位,小区地下停车场等停留时间足够长的,可以选择V2G模式;如果用户不想参与V2G活动,可以选择有序充电模式,在保证足够电量的情况下,在用电低谷期自动进行充电。
选择好模式以后,插上充电器,开始充电,同时手机APP会随时显示电量,预计充满时长,消费收益等信息,用户也可以随时更改设置,也便配合自己的出行,最后只需拔掉插头放好,用APP进行结算,如果忘记结算,下次再充电时,会要求先结算再充电;插卡的话,需要再次插入卡片,进行结算,如果余额不足,也可以进行欠款结算,下次记得充值就行了,用起来非常方便。
Claims (5)
1.一种储能快充的充电桩系统,其特征在于,包括充电桩主控制模块、充电桩APP、数据存储模块、充电基础电路模块和储能电池模块;
所述充电桩主控制模块用于控制充电桩与电网、汽车、用户之间的交互,驱动电路以及数据采集;
所述充电桩APP用于传递电网、用户、汽车、充电桩之间的信息,结算、定位和共享信息;
所述数据存储模块用于存储充电信息、汽车状况和用户信息;
所述充电基础电路模块用于电能的传输,实现电池与电网充放电双向互动;
所诉储能电池模块与主电路相连,不充电时参与V2G行为与电网互动,充电时与电网同时给汽车充电。
2.根据权利要求1所述的储能快充的充电桩系统,其特征在于,所述充电桩主控制模块包括主控制芯片STM32(1)、LCD显示屏(2)、保护单元(3)、SOC估量(4)、智能电表(5)、射频读卡器(6)、存储单元(7)、辅助电源(8)、数据采集系统(9)、驱动系统(10)和人机交互系统(11);
所述主控制芯片STM32(1)用于整体控制和运算;
所述LCD显示屏(2)用于显示消费信息、用户信息、汽车电池组数据、实时电价和充电桩信息;
所述保护单元(3)用于过压过载过流保护;
所述SOC估量(4)用于计算电动汽车电池组以及储能电池的剩余电量;
所述智能电表(5)根据不同的充电行为和不同的电价费用,峰谷分时计价。
所述射频读卡器(6)用于读取用户电卡信息;
所述辅助电源(8)用于给整个控制系统供电;
所述数据采集系统(9)用于采集电动汽车电池组、储能电池模块、电网以及充电桩的实时状况;
所述驱动系统(10)利用继电器来控制能量的转移,控制充放电行为;
所述人机交互系统(11)用于实现用户与充电桩的信息交换。
3.根据权利要求2所述的储能快充的充电桩系统,其特征在于,所述充电桩APP实时读取剩余电量以及估算出可行驶里程数,同时显示充电桩的位置,估算出距离,然后通过自带导航引导车主到充电站充电,用户扫描充电桩屏幕上的二维码,获取信息,自助填写需求,选择充电模式,确认以后,插上插头充电,充电信息实时反馈给车主,充电完成,拔掉充电头,最后结算电费;同时支持电卡消费,插入卡片,输入账户信息,最后在插卡结算。
4.根据权利要求2所述的储能快充的充电桩系统,其特征在于,所述SOC估量(4)实时监督充电过程中汽车电池组电量的变化,根据用户选择的充电模式,调整充电行为。
5.根据权利要求2所述的储能快充的充电桩系统,其特征在于,数据采集系统(9)通过传感器采集用户充电信息、电网负荷信息和储能电池信息,发送给主控制芯片STM32(1),由主控制芯片STM32(1)决定充放电行为。
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