[發(fā)明專利]電動汽車充放電機

有效

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• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103354381A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李武峰;胡春雨;嚴輝;邊孝成;羅小英;李曉強
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;北京國網(wǎng)普瑞特高壓輸電技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J13/00
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動汽車充放電機。

背景技術(shù)

隨著低碳經(jīng)濟成為我國經(jīng)濟發(fā)展的主旋律，電動汽車作為新能源戰(zhàn)略和智能電網(wǎng)的重要組成部分，以及國務(wù)院確定的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，必將成為今后中國汽車工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。然而，電動汽車產(chǎn)業(yè)是一項系統(tǒng)工程，電動汽車充電機則是主要環(huán)節(jié)之一，必須與電動汽車其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)共同協(xié)調(diào)發(fā)展。電動汽車不僅作為電力消費體，同時，在電動汽車動力電池閑置時可作為儲能裝置為電網(wǎng)提供電力，實現(xiàn)在受控狀態(tài)下電動汽車動力電池的能量與電網(wǎng)之間的雙向互動和交換。實現(xiàn)了電網(wǎng)與電動汽車的能量雙向流動，是智能電網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分。

目前國內(nèi)外電動汽車充放電機還不成熟，沒有到商用的程度。電動汽車充電機在功率等級上主要有4kW、10kW、15kW、30kW、45kW、60kW、100kW、200kW等幾個等級；在技術(shù)上主要有采用傳統(tǒng)開關(guān)電源技術(shù)的充電機或采用三相脈寬調(diào)制技術(shù)的充電機。但無論是什么類型的充電機都不可能實現(xiàn)電動汽車的電能和電網(wǎng)的雙向流動。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種智能化程度高，可用于電動汽車與電網(wǎng)電能互動的充放電機。電動汽車充放電機作為電動汽車與電網(wǎng)互動中的重點設(shè)備，具有易于操作、使用范圍寬，成本低、智能化程度高等特點。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種電動汽車充放電機，其特征在于,所述電動汽車充放電機包括控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電能計量表、和人機界面；

所述控制系統(tǒng)包括模糊控制器、采樣模塊、驅(qū)動模塊、功率器件和保護模塊；

所述通訊系統(tǒng)包括通信模塊；

所述功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電能計量表、人機界面通過通訊系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連接。

其中，所述控制系統(tǒng)控制功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的工作過程。

其中，所述通訊系統(tǒng)用于完成人機界面、控制系統(tǒng)、電能計量表以及遠端的通訊功能。

其中，所述功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)用于交流電和直流電的相互轉(zhuǎn)換。

其中，所述人機界面用于進行手動操作并顯示充放電機工作狀態(tài)。

其中，所述驅(qū)動模塊、保護模塊與功率器件相連接。

其中，所述采樣模塊與交流側(cè)電源和直流側(cè)電源以及功率器件相連。

其中，所述模糊控制器與采樣模塊和驅(qū)動模塊相連接。

其中，所述模糊控制器包括模糊化單元、模糊規(guī)則單元、模糊推理單元、隸屬函數(shù)單元、解模糊單元和調(diào)節(jié)器。

與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明電動汽車充放電機可根據(jù)用戶設(shè)置對電動汽車進行智能化充放電，環(huán)境適應(yīng)范圍較寬，具有安全、可靠易于操作等特點，該充放電機不僅可以用于電動汽車充放電站，小功率的還可用于車載。

電動汽車充放電過程復雜，很難建立精確的數(shù)學模型。但為了保護電池，延長電池壽命，需要充放電及控制精確，快速。目前的充放電機尚不成熟，甚至很少能進行商用的。采用模糊控制系統(tǒng)的充放電機在設(shè)計中不需要建立被控對象的精確的數(shù)學模型，因而使得控制機理和策略易于接受與理解，設(shè)計簡單，便于應(yīng)用。其次該種充放電機魯棒性強，干擾和參數(shù)變化對控制效果的影響被大大減弱，尤其適合于非線性、時變工況。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的電動汽車充放電機的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明提供的電動汽車充放電機控制模塊示意圖。

圖3為本發(fā)明提供的電動汽車充放電機模糊控制器示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的電動汽車充放電機功率模塊電路拓撲結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

實施例1

如圖1所示，該充放電機主要由控制系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電能計量表、人機界面、通訊系統(tǒng)構(gòu)成，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電能計量表、人機界面通過通訊系統(tǒng)分別與控制系統(tǒng)相連接。

控制系統(tǒng)是核心系統(tǒng)，它控制著功率系統(tǒng)的工作方式、狀態(tài)。控制系統(tǒng)主要由供電電源、模糊控制器、采樣模塊、驅(qū)動模塊、功率器件、保護模塊構(gòu)成。

模糊控制器通過模糊化單元、模糊推理單元、解模糊單元來控制驅(qū)動模塊的驅(qū)動信號。

驅(qū)動模塊對驅(qū)動信號進行放大和整定使功率器件正常運行。

采樣模塊對輸入輸出的電流電壓及功率器件的溫度進行采樣。

保護模塊負責把采樣值和設(shè)定的保護值進行比較從而給出保護信號并使系統(tǒng)進入保護狀態(tài)。

功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)負責交流電和直流電之間的相互轉(zhuǎn)換。

通信系統(tǒng)負責接收外部命令和發(fā)出內(nèi)部狀態(tài)信號。