CN114506237A - 一种电力电子变压器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力电子变压器及其控制方法，变压器包括：变压器主体，用于对输入的电源进行转换，以向充电桩供电；控制装置，用于获取充电桩的预约信息和使用信息，从预约信息和使用信息中分别获取预约时间和最后使用时间，并确定预约时间和最后使用时间之间的时间差，根据时间差对变压器主体的工作状态进行控制。本发明通过对预约信息和使用信息的分析确定充电桩已经以及即将使用的情况，在变压器主体已经或即将处在较长时间的空载状态时，可以使变压器主体停止工作，而变压器主体在短时间内需要继续工作时使其持续处在工作状态，不但避免频繁的通断电造成寿命变短，也能够避免长时间空载工作造成的电力浪费和寿命变短。

Description

一种电力电子变压器及其控制方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电力电子变压器及其控制方法。

背景技术

目前，新能源汽车的普及率越来越高，相较于传统的燃油汽车，新能源汽车可以全部或部分使用电能作为动力源，可以有效减少化石能源的消耗和污染物的排放，对环境改善有很大的帮助。

新能源汽车虽然不需要或很少需要加油，但是对充电的需求却很高。目前，新能源车主一般都使用充电桩为汽车充电，而充电桩多设置在专用的停车场或充电场站中，因此车主需要把车开往这些具有充电桩的区域。在充电桩中配套设置有电力电子变压器，这些电力电子变压器能够将接入的较高电压的交流电转换为较低电压的交流电或直流电，以提供给充电桩。由于区域不同，充电桩的使用频率也不相同，安装在偏远位置的充电桩多处在空闲状态，但是电力电子变压器却时刻处在工作状态，这不但会造成额外的电力浪费，而且也会降低电力电子变压器的使用寿命。

发明内容

本发明实施例提供了一种电力电子变压器及其控制方法，用以解决现有技术中电力电子变压器空载工作造成电力浪费和降低寿命的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种电力电子变压器，包括：

变压器主体，用于对输入的电源进行转换，以向充电桩供电；

控制装置，用于获取充电桩的预约信息和使用信息，从预约信息和使用信息中分别获取预约时间和最后使用时间，并确定预约时间和最后使用时间之间的时间差，根据时间差对变压器主体的工作状态进行控制。

另一方面，本发明实施例还提供了一种电力电子变压器的控制方法，包括：

获取充电桩的预约信息和使用信息；

从预约信息和使用信息中分别获取预约时间和最后使用时间；

确定预约时间和最后使用时间之间的时间差；

根据时间差对变压器主体的工作状态进行控制。

本发明中的一种电力电子变压器及其控制方法，具有以下优点：

通过对预约信息和使用信息的分析确定充电桩已经以及即将使用的情况，在变压器主体已经或即将处在较长时间的空载状态时，可以使变压器主体停止工作，而变压器主体在短时间内需要继续工作时使其持续处在工作状态，不但避免频繁的通断电造成寿命变短，也能够避免长时间空载工作造成的电力浪费和寿命变短。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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例，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具有电力电子变压器的系统的组成示意图；

图2为本发明实施例提供的电力电子变压器的控制方法的流程图。

附图标记说明：100-预约终端，200-远程服务器，300-控制装置，400-变压器主体，500-充电桩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的具有电力电子变压器的系统的组成示意图。本发明实施例提供了一种电力电子变压器，包括：

变压器主体400，用于对输入的电源进行转换，以向充电桩500供电；

控制装置300，用于获取充电桩500的预约信息和使用信息，从预约信息和使用信息中分别获取预约时间和最后使用时间，并确定预约时间和最后使用时间之间的时间差，根据时间差对变压器主体400的工作状态进行控制。

示例性地，变压器主体400输入电源为10KV的交流电，经过电压转换和交直流转换后输出两种电源：1KV的直流电和380V的交流电，这两种电源分别提供给直流充电桩和交流充电桩，以满足不同新能源汽车的充电需要。

控制装置300通常情况下设置在变压器主体400附近，可以采用分立的方式电连接，也可以将控制装置300和变压器主体400集成在一起。用户在使用充电桩500之前，由于不清楚附近充电场站的位置，或者虽然清楚充电场站的位置，但是不了解其中的充电桩500是否可用，因此会选择在预约终端100，通常为智能手机上查询附近的充电场站以及其中的充电桩100的使用状态。远程服务器200通过有线或无线通信的方式与控制装置300通信连接，以获取充电场站中充电桩500的使用状态，然后通过无线通信的方式传输给预约终端100。当用户附近某个充电场站中存在空闲的充电桩500，且该充电桩500也能满足用户的需要(交流或直流)，则用户可以通过预约终端100预约该充电桩500。处在预约状态的充电桩500仅在一段时间内，例如半小时向该发起预约的用户提供充电服务，用户在抵达该充电桩500并连接充电枪后，需要在预约终端100上操作，以使被预约的充电桩500开始工作。当用户预约充电桩500后并未在规定的时间内达到充电场站，则取消充电桩500的预约状态，并且该用户在此后的一段时间，例如2小时内都无法预约该充电桩500。

在一种可能的实施例中，控制装置300根据使用信息确定是否存在充电桩500处在使用状态，如果存在充电桩500处在使用状态，则控制装置300控制变压器主体400持续处在工作状态；如果所有充电桩500都处在空闲状态，则控制装置300根据时间差对变压器主体400的工作状态进行控制。

示例性地，由于一个变压器主体400负责对多个充电桩500供电，因此当充电场站中存在车辆处在充电状态时，需要确保变压器主体400持续处在工作状态。具体地，可以在变压器主体400的电源输出端设置电流互感器，以检测变压器主体400输出的电流大小。由于变压器主体400空载情况下的电流很小，因此可以根据变压器主体400的输出电流大小确定是否有车辆在充电。

在一种可能的实施例中，控制装置300确定最后使用时间与当前时间之间的时间差小于设定的第一时间间隔时，从预约信息中获取多个预约时间，确定预约时间中的最早预约时间，然后确定最后使用时间和最早预约时间之间的时间差，当最后使用时间和最早预约时间之间的时间差小于设定的第二时间间隔时，控制装置300控制变压器主体400持续处在工作状态；当最后使用时间和最早预约时间之间的时间差大于或等于第二时间间隔时，控制装置300控制变压器主体400停止工作。

示例性地，如果最后使用时间与当前时间之间的时间差小于第一时间间隔，例如1小时，说明变压器主体400刚刚结束充电工作时间并没有很长，此时如果最后使用时间和最早预约时间之间的时间差小于设定的第二时间间隔，例如1小时，说明变压器主体400在较短的时间内又将要投入到充电工作中。此时如果使变压器主体400停止工作，则在短时间内又需要启动变压器主体400，会造成变压器主体400的频繁启动和停止，对变压器主体400带来了不利影响。

而当最后使用时间和最早预约时间之间的时间差大于或等于第二时间间隔时，说明虽然变压器主体400刚刚结束了供电工作，但是即将长时间进入空载状态，此时可以使变压器主体400停止工作，避免消耗额外电力以及缩短使用寿命。

在一种可能的实施例中，控制装置300确定最后使用时间与当前时间之间的时间差大于或等于第一时间间隔时，从预约信息中获取多个预约时间，确定预约时间中的最早预约时间，然后确定最早预约时间与当前时间之间的时间差，当最早预约时间与当前时间之间的时间差小于设定的第三时间间隔时，控制装置300控制变压器主体400持续处在工作状态；当最早预约时间与当前时间之间的时间差大于或等于第三时间间隔时，控制装置300控制变压器主体400停止工作。

示例性地，如果最后使用时间与当前时间之间的时间差大于或等于第一时间间隔，说明变压器主体400在进行完上一次充电工作后已经比较长时间的处在空载状态，此时如果最早预约时间和当前时间之间的时间差小于设定的第三时间间隔，例如1小时，说明变压器主体400在较短的时间内又将要投入到充电工作中。此时如果使变压器主体400停止工作，则在短时间内又需要启动变压器主体400，会造成变压器主体400的频繁启动和停止，对变压器主体400带来了不利影响。

而当最早预约时间和当前时间之间的时间差大于或等于第三时间间隔时，说明变压器主体400不但已经在较长的时间内处在空载状态，而且还将在以后的较长时间中继续处在空载状态，此时可以使变压器主体400停止工作，避免消耗额外电力以及缩短使用寿命。

在一种可能的实施例中，控制装置300还用于检测获取预约信息和使用信息的状态是否正常，当确定获取预约信息和使用信息的状态存在异常时，控制装置300还获取车辆进入充电场站的入场信息，根据入场信息控制变压器本体400的工作状态。

示例性地，由于部分充电场站位于地下的停车场中，因此在远程服务器200和控制装置300采用无线通信时，通信环境并不是非常好，可能存在通信中断的情况。因此，控制装置300在工作中需要定期，例如每隔10分钟，向远程服务器发送一次询问信息，该询问信息包含了发送信息的时间，如果控制装置300收到了远程服务器200反馈的回应信息，并且该回应信息中包含了询问信息中的发送时间，则说明控制装置300和远程服务器200的通信状态良好，二者可以继续采用原有的通信方式进行通信。

如果控制装置300在一定时间内未收到远程服务器200反馈的回应信息，或者虽然收到了回应信息，但是回应信息中包含的时间信息与控制装置300发送询问信息的时间不符，说明控制装置300和远程服务器200之间的通信情况不良，如果继续采用原有的通信方式，可能导致无法及时接收远程服务器200的信息。此时，可以在充电场站中设置用于检测车辆入场信息的检测单元，例如可以在充电场站的入口处设置距离或压力传感器，当车辆进入充电场站时，这些检测单元能够提前感应到车辆并向控制装置300发送入场信息，控制装置300接收到入场信息后可结合当前时间和最后使用时间对变压器本体400的工作状态进行控制。

例如，当充电场站中没有车辆在充电，且充电桩500的最后使用时间与当前时间的时间差小于第一时间间隔时，控制装置300可以控制变压器本体400持续处在工作状态。当充电桩500的最后使用时间与当前时间的时间差大于或等于第一时间间隔，且控制装置300也未收到入场信息时，可以使变压器本体400停止工作。而当虽然充电桩500的最后使用时间与当前时间的时间差大于或等于第一时间间隔，但是控制装置300收到了入场信息时，可以控制变压器本体400处在工作状态。

本发明实施例还提供了一种电力电子变压器的控制方法，如图2所示，该方法包括：

S200，获取充电桩500的预约信息和使用信息。

S210，从预约信息和使用信息中分别获取预约时间和最后使用时间。

S220，确定预约时间和最后使用时间之间的时间差。

S230，根据时间差对变压器主体400的工作状态进行控制。

示例性地，在S220之前，还包括：S221，根据使用信息确定是否存在充电桩500处在使用状态；S222，当存在充电桩500处在使用状态时，控制变压器主体400持续处在工作状态；S223，当所有充电桩500都处在空闲状态时，根据时间差对变压器主体400的工作状态进行控制。

S230具体包括：S231，确定最后使用时间与当前时间之间的时间差；S232，当最后使用时间与当前时间之间的时间差小于设定的第一时间间隔时，从预约信息中获取多个预约时间；S233，确定预约时间中的最早预约时间；S234，确定最后使用时间和最早预约时间之间的时间差；S235，当最后使用时间和最早预约时间之间的时间差小于设定的第二时间间隔时，控制变压器主体400持续处在工作状态；S236，当最后使用时间和最早预约时间之间的时间差大于或等于第二时间间隔时，控制变压器主体400停止工作。

在S232的基础上，S230还包括：S237，当最后使用时间与当前时间之间的时间差大于或等于第一时间间隔时，从预约信息中获取多个预约时间；S238，确定预约时间中的最早预约时间；S239，确定最早预约时间与当前时间之间的时间差；S240，当最早预约时间与当前时间之间的时间差小于设定的第三时间间隔时，控制变压器主体400持续处在工作状态；S241，当最早预约时间与当前时间之间的时间差大于或等于第三时间间隔时，控制变压器主体400停止工作。

上述方法还包括：S250，检测获取预约信息和使用信息的状态是否正常；S260，当确定获取预约信息和使用信息的状态存在异常时，获取车辆进入充电场站的入场信息；S270，根据入场信息控制变压器本体400的工作状态。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电力电子变压器，其特征在于，包括：

变压器主体(400)，用于对输入的电源进行转换，以向充电桩(500)供电；

控制装置(300)，用于获取充电桩(500)的预约信息和使用信息，从所述预约信息和使用信息中分别获取预约时间和最后使用时间，并确定所述预约时间和最后使用时间之间的时间差，根据所述时间差对所述变压器主体(400)的工作状态进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器，其特征在于，所述控制装置(300)根据所述使用信息确定是否存在充电桩(500)处在使用状态，如果存在充电桩(500)处在使用状态，则所述控制装置(300)控制所述变压器主体(400)持续处在工作状态；如果所有充电桩(500)都处在空闲状态，则所述控制装置(300)根据所述时间差对所述变压器主体(400)的工作状态进行控制。

3.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器，其特征在于，所述控制装置(300)确定所述最后使用时间与当前时间之间的时间差小于设定的第一时间间隔时，从所述预约信息中获取多个所述预约时间，确定所述预约时间中的最早预约时间，然后确定所述最后使用时间和最早预约时间之间的时间差，当所述最后使用时间和最早预约时间之间的时间差小于设定的第二时间间隔时，所述控制装置(300)控制所述变压器主体(400)持续处在工作状态；

当所述最后使用时间和最早预约时间之间的时间差大于或等于所述第二时间间隔时，所述控制装置(300)控制所述变压器主体(400)停止工作。

4.根据权利要求3所述的一种电力电子变压器，其特征在于，所述控制装置(300)确定所述最后使用时间与当前时间之间的时间差大于或等于所述第一时间间隔时，从所述预约信息中获取多个所述预约时间，确定所述预约时间中的最早预约时间，然后确定所述最早预约时间与当前时间之间的时间差，当所述最早预约时间与当前时间之间的时间差小于设定的第三时间间隔时，所述控制装置(300)控制所述变压器主体(400)持续处在工作状态；

当所述最早预约时间与当前时间之间的时间差大于或等于所述第三时间间隔时，所述控制装置(300)控制所述变压器主体(400)停止工作。

5.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器，其特征在于，所述控制装置(300)还用于检测获取所述预约信息和使用信息的状态是否正常，当确定获取所述预约信息和使用信息的状态存在异常时，所述控制装置(300)还获取车辆进入充电场站的入场信息，根据所述入场信息控制所述变压器本体(400)的工作状态。

6.一种电力电子变压器的控制方法，其特征在于，包括：

获取充电桩(500)的预约信息和使用信息；

从所述预约信息和使用信息中分别获取预约时间和最后使用时间；

确定所述预约时间和最后使用时间之间的时间差；

根据所述时间差对变压器主体(400)的工作状态进行控制。

7.根据权利要求6所述的一种电力电子变压器的控制方法，其特征在于，在确定所述预约时间和最后使用时间之间的时间差之前，还包括：

根据所述使用信息确定是否存在充电桩(500)处在使用状态；

当存在充电桩(500)处在使用状态时，控制所述变压器主体(400)持续处在工作状态；

当所有充电桩(500)都处在空闲状态时，根据所述时间差对所述变压器主体(400)的工作状态进行控制。

8.根据权利要求6所述的一种电力电子变压器的控制方法，其特征在于，所述根据所述时间差对变压器主体(400)的工作状态进行控制，包括：

确定所述最后使用时间与当前时间之间的时间差；

当所述最后使用时间与当前时间之间的时间差小于设定的第一时间间隔时，从所述预约信息中获取多个所述预约时间；

确定所述预约时间中的最早预约时间；

确定所述最后使用时间和最早预约时间之间的时间差；

当所述最后使用时间和最早预约时间之间的时间差小于设定的第二时间间隔时，控制所述变压器主体(400)持续处在工作状态；

当所述最后使用时间和最早预约时间之间的时间差大于或等于所述第二时间间隔时，控制所述变压器主体(400)停止工作。

9.根据权利要求8所述的一种电力电子变压器的控制方法，其特征在于，所述根据所述时间差对变压器主体(400)的工作状态进行控制，还包括：

当所述最后使用时间与当前时间之间的时间差大于或等于所述第一时间间隔时，从所述预约信息中获取多个所述预约时间；

确定所述预约时间中的最早预约时间；

确定所述最早预约时间与当前时间之间的时间差；

当所述最早预约时间与当前时间之间的时间差小于设定的第三时间间隔时，控制所述变压器主体(400)持续处在工作状态；

当所述最早预约时间与当前时间之间的时间差大于或等于所述第三时间间隔时，控制所述变压器主体(400)停止工作。

10.根据权利要求6所述的一种电力电子变压器的控制方法，其特征在于，还包括：

检测获取所述预约信息和使用信息的状态是否正常；

当确定获取所述预约信息和使用信息的状态存在异常时，获取车辆进入充电场站的入场信息；

根据所述入场信息控制所述变压器本体(400)的工作状态。

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