CN111746349A - 一种新能源汽车充电桩控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车充电桩控制系统及控制方法，包括太阳能电池板、充电桩本体、电池、控制器、远程监控装置和电池保护系统，所述太阳能电池板安装在所述充电桩本体顶部，所述太阳能电池板、充电桩本体、电池、远程监控装置和电池保护系统均与所述控制器连接，所述远程监控装置与所述充电桩本体连接，所述电池保护系统与所述电池连接，所述电池与所述充电桩本体连接，所述控制器、电池和电池保护系统均安装在所述充电桩本体内，所述远程监控装置设在充电桩本体附近。本发明的新能源汽车充电桩控制系统及控制方法，能够对冲放电过程进行实时监测，保证充放电过程的安全性，提高了充电桩的使用寿命。

Description

一种新能源汽车充电桩控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于充电桩控制技术领域，具体涉及一种新能源汽车充电桩控制系统及控制方法。
背景技术
新能源汽车以节能减排、环保无污染等众多优点逐渐取代传统汽车而被广泛使用。充电桩是新能源汽车配套设施，是为新能源汽车充电的载体。
随着新能源汽车行业的不断发展，新能源汽车的安全越来越受到人们的重视，其中充电安全是电动汽车安全中最重要的方面之一。充电CAN(Controller Area Network，控制器局域网)线断路、通信干扰、ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)失效、接触器沾粘等都可能导致电池过充。电池一旦过充，轻则导致电池自放电，影响电池的使用寿命；重则导致电池温度升高，从而引起燃烧甚至爆炸，因此，电池过充极大地影响了电动汽车的安全。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种新能源汽车充电桩控制系统及控制方法，能够对冲放电过程进行实时监测，保证充放电过程的安全性，提高了充电桩的使用寿命。
技术方案：本发明所述的一种新能源汽车充电桩控制系统，包括太阳能电池板、充电桩本体、电池、控制器、远程监控装置和电池保护系统，所述太阳能电池板安装在所述充电桩本体顶部，所述太阳能电池板、充电桩本体、电池、远程监控装置和电池保护系统均与所述控制器连接，所述远程监控装置与所述充电桩本体连接，所述电池保护系统与所述电池连接，所述电池与所述充电桩本体连接，所述控制器、电池和电池保护系统均安装在所述充电桩本体内，所述远程监控装置设在充电桩本体附近。
进一步的，所述充电桩本体上设有显示屏，用于显示当前所剩电量和充电时间以及充电电量。
进一步的，所述充电桩本体上设有二维码，用于供用户选择充电模式并进行付款。
进一步的，所述充电桩本体上设有直流电充电枪和交流电充电枪。
进一步的，通过所述太阳能电池板吸收光能转化为电能，经过控制中心由控制器进行充放电保护使之电流能够安全的流入电池并进行储存。
进一步的，若充电时使用直流充电枪，则通过电池直接供电；若使用交流充电枪，则由电池通过逆变器把直流电转为交流电供电。
进一步的，所述远程监控装置上设有摄像头。
本发明还公开了上述一种新能源汽车充电桩控制系统的控制方法，包括电池保护控制：
（1）在工作情况下保护电池系统会对电池进行保护，由于外部原因汽车充电端口因意外情况下短路时，电池会释放电流过大，保护系统瞬间断开电池输出，保护电池；
（2）环境温度对电池的影响较大，环境温度过高，会使电池过充电产生气体，环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会影响电池的使用寿命，一般要求环境温度在25℃左右，UPS浮充电压值也是按此温度来设定的，因此，电池保护系统中的温度控制会在远程监控下定义到5℃～35℃范围内进行充电，温度低于5℃或高于35℃都会停止对电池的充电，以此来增加电池的使用寿命；
（3）电动车的电池是不可以过度放电的，一个完全放电的电池再次充电的话会减少总容量的5-10%，电池使用时应防止过放电，所以电池保护系统中欠压保护在远程监控下设定欠压保护电压大概在50-52V，以此来保持电池的容量；
（4）当电池在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个MOSFET时，由于MOSFET的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，该电压值U=I*RDS*2,RDS为单个MOSFET导通阻抗，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，由保护系统检测回路电流大到使U>控制IC 设定电流时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过流保护作用；
（5）在电池放电过程中，当保护系统中控制IC检测到电池电压低于控制IC 设定电压时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用，而此时由于V1自带的体二极管VD1的存在，充电器可以通过该二极管对电池进行充电；
（6）当出现上述异常情况则通过控制器向远程监控装置发送信号。
本发明另外还公开了一种新能源汽车充电桩控制系统的控制方法，包括电池远程控制：
（1）控制口控制电池输出，开启五秒后关同时检测电池输出、电流、温度值，与远程监控中定义的正常值对比，一共执行至少三次以上操作；如果和定义中的符合则开启电池输出，反之与定义中不符则在充电桩上显示红灯表示不可使用，并且传输给远程监控装置；
（2）远程监控装置收集电池电压，电流，直流充电枪、交流充电枪使用情况并上传数据；
（3）远程监控装置上设有摄像头，在非按照工作流程拆除充电桩时触发摄像头并持续录像，直接上传数据到报警子模块；
（4）当远程监控装置发现工作异常时，远程关闭充电桩并提示用户此充电桩故障。
有益效果：本发明的新能源汽车充电桩控制系统及控制方法，能够对冲放电过程进行实时监测，保证充放电过程的安全性，提高了充电桩的使用寿命。
附图说明
图1为本发明充电桩控制系统拓扑结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种新能源汽车充电桩控制系统，包括太阳能电池板、充电桩本体、电池、控制器、远程监控装置和电池保护系统，所述太阳能电池板安装在所述充电桩本体顶部，所述太阳能电池板、充电桩本体、电池、远程监控装置和电池保护系统均与所述控制器连接，所述远程监控装置与所述充电桩本体连接，所述电池保护系统与所述电池连接，所述电池与所述充电桩本体连接，所述控制器、电池和电池保护系统均安装在所述充电桩本体内，所述远程监控装置设在充电桩本体附近。
本实施例中优选地，所述充电桩本体上设有显示屏，用于显示当前所剩电量和充电时间以及充电电量。
本实施例中优选地，所述充电桩本体上设有二维码，用于供用户选择充电模式并进行付款。
本实施例中优选地，所述充电桩本体上设有直流电充电枪和交流电充电枪，以供不同用户的使用需求。
本实施例中优选地，通过所述太阳能电池板吸收光能转化为电能，经过控制中心由控制器进行充放电保护使之电流能够安全的流入电池并进行储存。若充电时使用直流充电枪，则通过电池直接供电；若使用交流充电枪，则由电池通过逆变器把直流电转为交流电供电。
本实施例中优选地，所述远程监控装置上设有摄像头，在非按照工作流程拆除充电桩时触发摄像头并持续录像，直接上传数据到报警子模块。
本发明充电桩的控制原理是：通过太阳能电池板吸收光能转化为电能，经过控制装置由控制器进行充放电保护使之电流能够安全的流入电池，电池能够储存电能，若新能源汽车充电时使用直流充电枪，则通过电池直接充电，若使用交流充电枪，则由电池通过逆变器把直流电转为交流电使用。若使用充电枪，由用户扫描二维码后选择充电模式并付款，充电枪才可使用。LED显示屏可显示当前所剩电量和充电时间以及充电电量。
上述一种新能源汽车充电桩控制系统的控制方法，包括电池保护控制方法：
（1）在工作情况下保护电池系统会对电池进行保护，由于外部原因汽车充电端口因意外情况下短路时，电池会释放电流过大，保护系统瞬间断开电池输出，保护电池；
（2）环境温度对电池的影响较大，环境温度过高，会使电池过充电产生气体，环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会影响电池的使用寿命，一般要求环境温度在25℃左右，UPS浮充电压值也是按此温度来设定的，因此，电池保护系统中的温度控制会在远程监控下定义到5℃～35℃范围内进行充电，温度低于5℃或高于35℃都会停止对电池的充电，以此来增加电池的使用寿命；
（3）电动车的电池是不可以过度放电的，一个完全放电的电池再次充电的话会减少总容量的5-10%，电池使用时应防止过放电，所以电池保护系统中欠压保护在远程监控下设定欠压保护电压大概在50-52V，以此来保持电池的容量；
（4）当电池在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个MOSFET时，由于MOSFET的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，该电压值U=I*RDS*2,RDS为单个MOSFET导通阻抗，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，由保护系统检测回路电流大到使U>0.1A(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过流保护作用；
（5）在电池放电过程中，当保护系统中控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用；
（6）当出现上述异常情况则通过控制器向远程监控装置发送信号。
本实施例中另外还公开了一种新能源汽车充电桩控制系统的控制方法，包括电池远程控制方法 ：
（1）控制口控制电池输出，开启五秒后关同时检测电池输出、电流、温度值，与远程监控中定义的正常值对比，一共执行至少三次以上操作；如果和定义中的符合则开启电池输出，反之与定义中不符则在充电桩上显示红灯表示不可使用，并且传输给远程监控装置；
（2）远程监控装置收集电池电压，电流，直流充电枪、交流充电枪使用情况并上传数据；
（3）远程监控装置上设有摄像头，在非按照工作流程拆除充电桩时触发摄像头并持续录像，直接上传数据到报警子模块；
（4）当远程监控装置发现工作异常时，远程关闭充电桩并提示用户此充电桩故障。
本发明的新能源汽车充电桩控制系统及控制方法，能够对冲放电过程进行实时监测，保证充放电过程的安全性，提高了充电桩的使用寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种新能源汽车充电桩控制系统，其特征在于：包括太阳能电池板、充电桩本体、电池、控制器、远程监控装置和电池保护系统，所述太阳能电池板安装在所述充电桩本体顶部，所述太阳能电池板、充电桩本体、电池、远程监控装置和电池保护系统均与所述控制器连接，所述远程监控装置与所述充电桩本体连接，所述电池保护系统与所述电池连接，所述电池与所述充电桩本体连接，所述控制器、电池和电池保护系统均安装在所述充电桩本体内，所述远程监控装置设在充电桩本体附近。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩控制系统，其特征在于：所述充电桩本体上设有显示屏，用于显示当前所剩电量和充电时间以及充电电量。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩控制系统，其特征在于：所述充电桩本体上设有二维码，用于供用户选择充电模式并进行付款。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩控制系统，其特征在于：所述充电桩本体上设有直流电充电枪和交流电充电枪。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩控制系统，其特征在于：通过所述太阳能电池板吸收光能转化为电能，经过控制中心由控制器进行充放电保护使之电流能够安全的流入电池并进行储存。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩控制系统，其特征在于：若充电时使用直流充电枪，则通过电池直接供电；若使用交流充电枪，则由电池通过逆变器把直流电转为交流电供电。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩控制系统，其特征在于：所述远程监控装置上设有摄像头。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种新能源汽车充电桩控制系统的控制方法，其特征在于：包括电池保护控制：
（1）在工作情况下保护电池系统会对电池进行保护，由于外部原因汽车充电端口因意外情况下短路时，电池会释放电流过大，保护系统瞬间断开电池输出，保护电池；
（2）环境温度对电池的影响较大，环境温度过高，会使电池过充电产生气体，环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会影响电池的使用寿命，一般要求环境温度在25℃左右，UPS浮充电压值也是按此温度来设定的，因此，电池保护系统中的温度控制会在远程监控下定义到5℃～35℃范围内进行充电，温度低于5℃或高于35℃都会停止对电池的充电，以此来增加电池的使用寿命；
（3）电动车的电池是不可以过度放电的，一个完全放电的电池再次充电的话会减少总容量的5-10%，电池使用时应防止过放电，所以电池保护系统中欠压保护在远程监控下设定欠压保护电压大概在50-52V，以此来保持电池的容量；
（4）当电池在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个MOSFET时，由于MOSFET的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，该电压值U=I*RDS*2,RDS为单个MOSFET导通阻抗，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，由保护系统检测回路电流大到使U>控制IC 设定电流时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过流保护作用；
（5）在电池放电过程中，当保护系统中控制IC检测到电池电压低于控制IC 设定电压时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用；
（6）当出现上述异常情况则通过控制器向远程监控装置发送信号。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种新能源汽车充电桩控制系统的控制方法，其特征在于：包括电池远程控制：
（1）控制口控制电池输出，开启五秒后关同时检测电池输出、电流、温度值，与远程监控中定义的正常值对比，一共执行至少三次以上操作；如果和定义中的符合则开启电池输出，反之与定义中不符则在充电桩上显示红灯表示不可使用，并且传输给远程监控装置；
（2）远程监控装置收集电池电压，电流，直流充电枪、交流充电枪使用情况并上传数据；
（3）远程监控装置上设有摄像头，在非按照工作流程拆除充电桩时触发摄像头并持续录像，直接上传数据到报警子模块；
（4）当远程监控装置发现工作异常时，远程关闭充电桩并提示用户此充电桩故障。
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