CN217048320U - 一种电动汽车充放电智能管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电动汽车充放电智能管理系统，包括：智能控制模块、智能插座、信息计量单元、上位机、人机界面、通信模块、用户手机APP、电动汽车电池管理单元。智能插座、信息计量单元、人机界面分别与智能控制模块连接；通信模块分别与智能控制模块、电动汽车电池管理单元、上位机、用户手机APP通过无线通信连接。本实用新型为用户提供了多种充电模式的选择，并且智能充电桩能够对电动汽车的充放电进行智能管控，用户可以不用实时关注电价信息。同时还能实现智能充电桩与电动汽车双向通信，智能充电桩将监测到的电动汽车的信息上传至上位机，然后接收上位机的调控指令，控制电动汽车的充放电过程，能够实现电网对电动汽车的调度。

Description

一种电动汽车充放电智能管理系统

技术领域

本实用新型涉及充电桩智能控制技术领域，特别是涉及一种电动汽车充放电智能管理系统。

背景技术

受到资源和环境的影响，低碳可持续发展道路成为我国关注的重点。电动汽车的出现为清洁能源的消纳以及电网调度提供了新的发展思路。大量的电动汽车作为大功率负载，无序地、直接地并入电网充电，势必会加剧电网负荷波动的压力。但电动汽车作为一种移动储能，兼具移动性和储能性，可以将其并入电网，使其服从电网调度，实现电网和汽车之间的能量双流。充电桩作为电动汽车的充电工具，可以起着将电动汽车和电网联系起来的重要作用。为了缓解电网压力，国家采取了分时电价的政策来引导用户改变充电时间，这需要用户关注电价并自主响应，存在一定的局限性；并且目前大量的充电装置都不能服从电网调度，不能够充分利用电动汽车的移动储能特性。

因此，如何利用好充电桩对电动汽车充放电进行智能管控是一项十分关键的技术。这就急需开发一种电动汽车充放电智能管理系统，来对电动汽车充放电进行智能管理，在便利用户的同时维护电网的稳定运行。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电动汽车充放电智能管理系统，该系统为用户提供了多种充电模式的选择，以应对不同的充电情况，并且智能充电桩能够对电动汽车的充放电进行智能管控，用户可以不用实时关注电价信息。同时还能实现智能充电桩与电动汽车双向通信，智能充电桩将监测到的电动汽车的信息上传至上位机，然后接收上位机的调控指令，控制电动汽车的充放电过程，能够实现电网对电动汽车的调度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种电动汽车充放电智能管理系统，包括：

智能充电桩、电动汽车电池管理单元、用户手机和上位机；

所述智能充电桩分别与所述电动汽车电池管理单元、所述用户手机、所述上位机通过无线通信连接。

可选地，所述智能充电桩包括：

智能控制模块、智能插座、信息计量单元、人机界面、通信模块；

所述智能插座、所述信息计量单元、所述人机界面分别与所述智能控制模块连接；

所述通信模块与所述智能控制模块通过无线通信连接。

可选地，所述智能控制模块包括：主器件子系统M3和控制子系统C28x，

所述主器件子系统M3与所述通信模块通过无线通信连接，所述控制子系统C28x与所述智能插座连接。

可选地，所述智能插座包括：智能开关和IGBT驱动模块，

所述智能开关与所述IGBT驱动模块连接。

可选地，所述信息计量单元包括：电压传感器、电流传感器和计量芯片，

所述电压传感器、所述电流传感器分别与所述计量芯片连接。

可选地，所述电压传感器采用LV25-P型号，所述电流传感器采用CHB系列闭环霍尔电流传感器。

可选地，所述通信模块包括：CAN通信模块、PLC通信模块和GPRS通信模块。

可选地，所述IGBT驱动模块采用EXB841厚膜驱动器。

本实用新型公开了以下技术效果：

1.本实用新型能够提供给用户多种充电模式的选择，用户能够自由选择自主充电模式、有序充电模式、V2G模式，用户可以根据自己的充电需求进行自由选择，也可以通过选取不同的充电模式来节约充电成本，不需要用户自主响应分时电价，为用户提供了一定的便利性。

2.本实用新型能够智能管理电动汽车充放电，实现电网对电动汽车的协调控制，电网可以利用该系统调控大规模的电动汽车，充分利用电动汽车的移动储能特性来减小负荷的峰谷差，维护电网的安全稳定，同时也可以利用该系统实现电动汽车对清洁能源的消纳，减少弃风弃电现象，提高了资源的利用率。

3.本实用新型中的上机位与智能控制模块通过PLC模块连接，PLC技术是基于现有的电力线作为介质传送数据的一种通信方式，具有用户多、分布广、投资少、不需要重新布线、运行成本低、使用简便等优势，该技术能够充分利用现有设施和剩余频谱资源，无需铺设新的通信线路，即能节省网络建设，实现通信设备精简，又具有不易受到破坏、见效快、与电网建设同步等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中一种电动汽车充放电智能管理系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种电动汽车充放电智能管理系统，包括：

智能充电桩、电动汽车电池管理单元、用户手机APP和上位机；

智能充电桩分别与电动汽车电池管理单元、用户手机APP、上位机通过无线通信连接。

智能充电桩包括：

智能控制模块、智能插座、信息计量单元、人机界面、通信模块；

智能插座、信息计量单元、人机界面分别与智能控制模块连接；

通信模块与智能控制模块通过无线通信连接。

进一步地，智能控制模选用的是DSP&ARM双核芯片F28M35作为核心处理单元，可以实现对采集的数据和通信的数据进行处理，支持载波通讯、CAN通信等各种通信方式，实现与上机位、电池管理系统的通讯，同时具有故障诊断及报警功能。其包括主器件子系统M3，控制子系统C28x，主器件子系统M3完成通信功能，控制子系统C28x完成充放电的实时控制。因此在充放电过程中出现故障，智能控制模块中的核心控制单元双核芯片F28M35就会立刻诊断出故障原因，接着智能控制模块会对智能插座进行断电控制，并进行故障报警，显示在人机界面上。故障原因包括充电温度过高，超过电池可承受温度、电池均衡性差、电压超过单体电池可承受最高电压等。如果充电过程中突然断电，该系统也可根据电动汽车电池状态，回馈电网，来电后仍延续原来的充电状态。

进一步地，智能插座包括智能开关和IGBT驱动模块，IGBT驱动模块采用EXB841厚膜驱动器来驱动IGBT充放电，智能插座受智能控制模块的控制，对电动汽车充放电进行管控。

进一步地，在电动汽车充放电过程中，信息计量单元将通过LV25-P型号的电压传感器来采集电动汽车电池的充放电电压，通过CHB系列闭环霍尔电流传感器来采集电动汽车电池的充放电电流，充电结束后，并通计量芯片计算出充放电电量，然后通过GPRS通信模块将电压、电流、充放电量以及充放电时间等信息发送给用户手机APP。用户也可以从人机界面查看本次充电电流、电压、电量、时长、有功功率以及充电故障等信息。人机界面具有显示、输入以及通讯功能。可以显示电池的实时充放电信息以及故障信息，还能支持用户的自定义设置。

进一步地，上位机充当该系统的协调控制器，协调控制器将电网的实时信息和控制命令通过PLC通信模块发送给智能控制模块，以此实现对电动汽车的充放电调度。

进一步地，人机界面包括：显示、输入以及通讯功能。可以显示电池的实时充放电信息以及故障信息，还能支持用户的自定义设置。

进一步地，通信模块包括CAN通信模块、PLC通信模块、以及GPRS通信模块。智能控制模块通过CAN通信模块与电池管理系统BMS连接，可以实时观测电动汽车电池状态，选择合适的充放电控制策略。PLC模块用于连接上位机和智能控制管理模块，进行信息交互，智能控制管理模块将电动汽车的信息上传给上机位，上机位下发调控指令给智能控制管理模块，来对电动汽车进行充放电控制。GPRS模块将智能控制模块与用户手机客户端连接起来，用户将选择的充电模式和设置的充电时间等信息传送给智能控制模块，智能控制模块通过GPRS模块接收到命令后，对智能插座的充放电进行控制，同时也会根据充放电信息对智能插座充放电进行通断或保护。

进一步地，用户手机APP：用户手机可以选择充放电模式，设置充电时间等，并通过GPRS通信模块将信息传达给智能控制模块。

本实用新型提供了一种电动汽车充放电智能管理系统，该系统为用户提供了多种充电模式的选择，以应对不同的充电情况，并且智能充电桩能够对电动汽车的充放电进行智能管控，用户可以不用实时关注电价信息。同时还能实现智能充电桩与电动汽车双向通信，智能充电桩将监测到的电动汽车的信息上传至上位机，然后接收上位机的调控指令，控制电动汽车的充放电过程，能够实现电网对电动汽车的调度。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

用户首先在手机客户端上根据不同情况选择不同的充放电方式以及设置充电时长等信息，也可以通过人机界面来完成对电动汽车充放电模式、受控时间等参数的设定，这些信息通过GPRS通信模块传送给智能控制模块。用户手机通过GPRS网络与智能控制模块连接，智能控制模块接收到来自用户手机的充电命令，再对智能插座进行充放电控制，同时也根据充放电信息对智能插座充放电进行通断或保护。

然后电动汽车将插头插入智能充电桩的智能插座，智能插座中内置了智能充放电开关，并接受智能控制模块的控制，进行通电、断电控制。智能控制模块通过CAN通信模块与电动汽车的电池管理系统BMS进行通信，读取电动汽车的电池信息，包括电池实时信息、用户设定信息等，同时智能控制模块通过PLC通信模块接收来自上机位发送的电网实时信息和调控指令，PLC技术是基于现有的电力线作为介质传送数据的一种通信方式，该技术能够充分利用现有设施和剩余频谱资源，无需铺设新的通信线路，即能节省网络建设，实现通信设备精简，又具有不易受到破坏、见效快、与电网建设同步等优点，可以用于连接上位机和智能控制管理模块，进行信息交互，交互方式为智能控制管理模块将电动汽车的信息通过PLC通信模块上传给上机位，上机位通过PLC通信模块下发调控指令给智能控制管理模块，来对电动汽车进行充放电控制。上位机充当该系统的协调控制器，协调控制器将电网的实时信息和控制命令通过PLC通信模块发送给智能控制模块，以此实现对电动汽车的充放电调度。智能控制模块通过控制智能插座中的智能充放电开关和IGBT驱动模块对电动汽车进行充放电控制，以此来响应调控指令。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动汽车充放电智能管理系统，其特征在于，包括：

智能充电桩、电动汽车电池管理单元、用户手机和上位机；

所述智能充电桩分别与所述电动汽车电池管理单元、所述用户手机、所述上位机通过无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充放电智能管理系统，其特征在于，所述智能充电桩包括：

智能控制模块、智能插座、信息计量单元、人机界面、通信模块；

所述智能插座、所述信息计量单元、所述人机界面分别与所述智能控制模块连接；

所述通信模块与所述智能控制模块通过无线通信连接。

3.根据权利要求2所述的电动汽车充放电智能管理系统，其特征在于，所述智能控制模块包括：主器件子系统M3和控制子系统C28x，

所述主器件子系统M3与所述通信模块通过无线通信连接，所述控制子系统C28x与所述智能插座连接。

4.根据权利要求2所述的电动汽车充放电智能管理系统，其特征在于，所述智能插座包括：智能开关和IGBT驱动模块，

所述智能开关与所述IGBT驱动模块连接。

5.根据权利要求2所述的电动汽车充放电智能管理系统，其特征在于，所述信息计量单元包括：电压传感器、电流传感器和计量芯片，

所述电压传感器、所述电流传感器分别与所述计量芯片连接。

6.根据权利要求5所述的电动汽车充放电智能管理系统，其特征在于，所述电压传感器采用LV25-P型号，所述电流传感器采用CHB系列闭环霍尔电流传感器。

7.根据权利要求2所述的电动汽车充放电智能管理系统，其特征在于，所述通信模块包括：CAN通信模块、PLC通信模块和GPRS通信模块。

8.根据权利要求4所述的电动汽车充放电智能管理系统，其特征在于，所述IGBT驱动模块采用EXB841厚膜驱动器。

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