[發明專利]新能源汽車智能型儲能充電站系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201710270628.7
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107017650A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 孫立超;張晶;孫靜;趙云鳳
• 申請（專利權）人: 沈陽新陽光機電科技有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.新能源汽車智能型儲能充電站系統，其特征在于：包括供電線網、直流配電模塊、充電/饋能管理模塊、儲能電池、電池管理模塊、數據管理模塊、智能控制模塊和供電電源，所述直流配電模塊包括進線柜、主受柜、饋線柜一、饋線柜二和直流母線，所述主受柜通過直流母線將饋線柜一和饋線柜二并聯，所述饋線柜一為饋能輸出端，饋線柜二為充電輸入端，所述供電線網接入直流配電模塊的進線柜，所述進線柜與主受柜相連，所述充電/饋能管理模塊包括充電管理柜和饋電管理柜，直流配電模塊的饋線柜一和饋線柜二分別與充電/饋能管理模塊的饋電管理柜和充電管理柜相連，所述充電/饋能管理模塊還與儲能電池相連，所述儲能電池與電池管理模塊相連，所述直流配電模塊、充電/饋能管理模塊、電池管理模塊、數據管理模塊和供電電源均通過總線與智能控制模塊相連。

2.根據權利要求1所述的新能源汽車智能型儲能充電站系統，其特征在于：所述新能源汽車智能型儲能充電站系統還包括輔助保護模塊，所述輔助保護模塊與數據管理模塊相連。

3.根據權利要求2所述的新能源汽車智能型儲能充電站系統，其特征在于：所述輔助保護模塊包括視頻監控模塊、火災監控模塊和站內溫濕度監控模塊。

4.根據權利要求1-3中的任意一項權利要求所述的新能源汽車智能型儲能充電站系統，其特征在于：所述所述充電/饋能管理模塊為軟開關控制。

5.新能源汽車智能型儲能充電站系統的控制方法，包括以下步驟：

S1：初始狀態時，設定供電線網工作負荷額定功率為P，供電線網工作負荷上限值為P₁，供電線網超上限值P₁持續時間限定值為t，供電線網啟動系統充電模式時的負荷功率值為P₂，供電線網實際工作負荷P'，系統待機時間為T；

S2：智能控制模塊控制直流配電模塊對供電線網進行檢測，判斷P'是否大于等于上限值P₁，若是，執行步驟S3；若否，執行步驟S4；

S3：判斷P'超上限值P₁持續時間是否超過t，若是，執行步驟S6；若否，則執行步驟S11；

S4：判斷P'是否小于等于P₂，若是，執行步驟S5，若否，則執行步驟S11；

S5：智能控制模塊讀取電池管理模塊數據，判斷儲能電池的電量是否處于充滿狀態，若是，執行步驟S11，若否，則執行步驟S9；

S6：系統啟動饋能工作模式，智能控制模塊控制充電/饋能管理模塊進入到饋能狀態，并通過計算控制饋能電流，控制饋線柜一空氣斷路器閉合，饋線柜二斷開，接通線網，開始饋能，充電/饋能管理模塊將儲能電池中儲存的電能回饋給供電線網，饋電輸出功率為：

P_out＝P'-P(1)

式(1)中，P_out為饋電輸出功率，執行步驟S7；

S7：判斷供電線網負荷是否恢復到額定功率P以內，若是，返回步驟S4，若否，則執行步驟S8；

S8：判斷儲能電池電量是否達到最低值，若是，執行步驟S10，若否，則返回步驟S6；

S9：系統啟動充電工作模式，智能控制模塊控制充電/饋能管理模塊進入到充電狀態，饋線柜一斷開，饋線柜二空氣斷路器閉合，接通線網，開始充電，供電線網的電能向儲能電池中儲存，返回步驟S5；

S10：系統進入停機狀態，此時停止饋電，并向服務器發送電量過低提示，待供電線網恢復到額定功率P以內時，返回步驟S9；

S11：系統進入待機狀態，經過時間T之后，返回步驟S2。

6.根據權利要求5所述的新能源汽車智能型儲能充電站系統的控制方法，其特征在于：所述步驟S9的充電工作模式由恒流、恒壓、涓流充電三個過程組成，具體包括以下步驟：

S9.1：設定儲能電池電壓為U_d，儲能電池的充電限制電壓為U_c，線網電壓為U_s，疊加充電電壓為ΔU_b，充電電流為I_c；在t₀階段時，U_d＜U_s，電池管理模塊對儲能電池進行恒流充電，此時儲能電池電壓U_d呈線性上升，I_c處于最大值，并保持不變；

S9.2：當U_d＝U_s時，充電進入t₁階段，儲能電池電壓上升斜率的ΔU_d可表示為，

式(2)中，ΔU_d為儲能電池電壓上升斜率，為t₀時段內儲能電池在的t_m時刻的實時充電電壓值，為t₀時段內儲能電池在的t_n時刻的實時充電電壓值，經過補償計算確定t₁階段充電電壓斜率值ΔU_ds，

ΔU_ds＝ΔU_d+ΔU_t(3)

式(3)中，ΔU_ds為t₁階段充電電壓斜率值，ΔU_t為電壓補償值，可取值范圍為1％×U_t≤ΔU_t≤2％×U_t，則儲能電池的充電電壓值為：

U_Z＝ΔU_ds×U_t(4)

式(4)中，U_Z為儲能電池的充電電壓值，U_t為供電電源實時電壓值；此階段I_c不變；

S9.3：判斷U_d是否小于等于U_s，若是，返回步驟S9.1，若否，則執行步驟S9.4；

S9.4：U_d上升，至U_d＝U_c時，系統進入到t₂階段，經過一定時間的延遲，進入到恒壓充電階段，系統根據線網電壓的波動情況，計算疊加充電電壓ΔU_b，

ΔU_b＝U_c-U_s(5)

式(5)中，ΔU_b為疊加充電電壓；實時計算疊加充電電壓，并進行升壓，使儲能電池自動保持恒壓，充電/饋能管理模塊加到儲能電池上的電壓恒定不變，此階段I_c下降；

S9.5：當I_c下降到充電電流臨界值以下時，進入到t₃涓流充電階段，涓流充電維持一定時間以后，充電完成，系統自動斷開充電回路開關，并返回步驟S5。