[發(fā)明專(zhuān)利]光伏充電樁自動(dòng)控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210340036.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102801201A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙庚申;趙耀;程如岐;郭天勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南開(kāi)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00;H02J3/28;H02J3/38
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為一種新型光伏充電樁自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用于各種電動(dòng)汽車(chē)充電樁，本發(fā)明屬新能源及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車(chē)以電能代替石油作為動(dòng)力源，真正做到了尾氣零排放，具有清潔、環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)，是世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)與趨勢(shì)。

電動(dòng)汽車(chē)充電樁為電動(dòng)汽車(chē)電池提供能量補(bǔ)給，是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國(guó)目前使用的充電樁分為交流和直流充電樁兩種。交流充電樁是采用交流充電模式為自帶充電控制裝置的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池進(jìn)行充電的充電樁,特征是充電機(jī)為車(chē)載系統(tǒng),目前電動(dòng)汽車(chē)大部分采用交流充電模式；直流充電樁是采用可控直流為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行充電的模式。目前充電樁的電能來(lái)源于電網(wǎng)，而電網(wǎng)的電能主要來(lái)源于以煤炭為主的火力發(fā)電，這樣電動(dòng)汽車(chē)僅僅是將化石能源的消耗從汽車(chē)轉(zhuǎn)移到煤炭發(fā)電，不能從根本上解決能源和環(huán)境污染問(wèn)題;另外隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展和完善，通過(guò)智能充電控制實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)“削峰填谷”的作用離不開(kāi)可再生能源。可再生能源發(fā)電時(shí)通過(guò)光伏充電樁向電動(dòng)汽車(chē)充電，在電網(wǎng)用電高峰時(shí)電動(dòng)汽車(chē)還可通過(guò)光伏充電樁向電網(wǎng)送電。這些功能目前的充電樁是無(wú)法完成的。因此充電樁的最終發(fā)展目標(biāo)是和可再生能源相結(jié)合的多功能電動(dòng)汽車(chē)充電樁，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電是可再生能源中最具有發(fā)展前途的方式。

另外，光伏充電樁相對(duì)大型充電站而言更加靈活，可以離網(wǎng)安裝在各種停車(chē)港灣或高速公路無(wú)服務(wù)區(qū)地帶，為過(guò)路的電動(dòng)汽車(chē)提供應(yīng)急能源。因此,光伏充電樁控制系統(tǒng)是太陽(yáng)能應(yīng)用的一個(gè)重要方向，同時(shí)也為電動(dòng)汽車(chē)的普及和發(fā)展打下基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型太陽(yáng)能光伏發(fā)電與充電樁相配合的光伏充電樁自動(dòng)控制系統(tǒng)，解決現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)充電樁只能利用交流電網(wǎng)進(jìn)行充電,不能從根本上解決能源再生和環(huán)境污染的問(wèn)題，同時(shí)光伏充電樁可以離網(wǎng)安裝在各種停車(chē)港灣或高速公路無(wú)服務(wù)區(qū)地帶，為電動(dòng)汽車(chē)提供應(yīng)急能源。

本發(fā)明是將太陽(yáng)電池的電能通過(guò)智能控制器向蓄電池充電，用直流電或?qū)⒅绷麟娔孀優(yōu)榻涣麟娕浜铣潆姌稙殡妱?dòng)汽車(chē)充電。系統(tǒng)通過(guò)協(xié)調(diào)控制太陽(yáng)能電池的最大功率跟蹤、蓄電池智能充電、交流、直流、并網(wǎng)、離網(wǎng)等功能的智能切換、實(shí)現(xiàn)電能雙向傳輸及向電網(wǎng)送電的功能等，可以保證光伏充電樁穩(wěn)定為電動(dòng)汽車(chē)充電的同時(shí)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的最優(yōu)利用，本自動(dòng)控制系統(tǒng)兼容目前各種交直流充電樁。

本發(fā)明可以根據(jù)蓄電池的充放電狀態(tài)智能改變充電電流、對(duì)太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤功能等，同時(shí)系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)能電池發(fā)電狀態(tài)、接入電動(dòng)汽車(chē)狀態(tài)、蓄電池電壓、電流狀態(tài)等自動(dòng)選擇大電壓、大電流或涓流模式實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的協(xié)調(diào)充電管理，防止蓄電池過(guò)沖過(guò)放，保證蓄電池始終處于最佳充電狀態(tài)，提高蓄電池的使用壽命。在智能電網(wǎng)條件下，智能協(xié)調(diào)的自動(dòng)控制系統(tǒng)在蓄電池充滿電的情況下可控制光伏發(fā)電系統(tǒng)將電能饋入電網(wǎng)中；在電網(wǎng)電力處于用電高峰時(shí)刻由蓄電池或電動(dòng)汽車(chē)為電網(wǎng)提供能量，可起到調(diào)峰作用。

本發(fā)明提供的光伏充電樁自動(dòng)控制系統(tǒng)包括太陽(yáng)電池（1）、充放電控制單元（2）、蓄電池（3）、DSP控制（4）、逆變單元（5）、傳感器（6）、電動(dòng)汽車(chē)充電（7）；其中太陽(yáng)電池（1）通過(guò)由傳感器（6）和DSP控制（4）控制的充放電控制單元（2）向蓄電池（3）充電，同時(shí)蓄電池（3）單獨(dú)或通過(guò)逆變單元（5）向電動(dòng)汽車(chē)充電（7）進(jìn)行直流或交流充電；

充放電控制單元（2）包括：光伏DC/DC電路（21）、向蓄電池充電的交流AC/DC電路（22）、智能開(kāi)關(guān)K1（23）、智能開(kāi)關(guān)K2（24）、雙路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)Kab（25）和觸摸開(kāi)關(guān)（26）；

逆變單元（5）包括：逆變電路（51）和并網(wǎng)控制開(kāi)關(guān)S(52)；

傳感器（6）包括：電流傳感器Ipv（61）和電壓傳感器Vpv（62）；

電動(dòng)汽車(chē)充電（7）包括：交流充電電路（71）、直流充電電路（72）；

光伏DC/DC單元（21）連接智能開(kāi)關(guān)K1（23）和DSP控制（4），光伏DC/DC單元（21）同時(shí)連接太陽(yáng)電池（1）；交流AC/DC單元（22）同時(shí)連接智能開(kāi)關(guān)K1（23）和智能開(kāi)關(guān)K2（24）；智能開(kāi)關(guān)K1（23）還同時(shí)連接蓄電池（3）和DSP控制（4）；智能開(kāi)關(guān)K2（24）還同時(shí)連接DSP控制（4）、直流充電（72）和交流電網(wǎng)（8）；雙路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（25）同時(shí)連接DSP控制（4）、逆變電路（51）、交流充電（71）、直流充電（72）、和交流電網(wǎng)（8）；觸摸開(kāi)關(guān)（26）連接DSP控制（4）；

蓄電池（3）：同時(shí)連接電壓傳感器Vpv（62）和逆變電路（51）；