[發明專利]一種基于最優效率的多功率段充電方法

有效

• 申請號: 201710358014.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107039697B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 段美琪;段輝;顏廷利;趙全富;藺凱;邱金燕;劉靈慧;李淑云;畢勝華;韓明;李季;馬帥;王超
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司萊蕪供電公司;國家電網公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;B60L53/31;B60L53/64
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

本發明公開了一種基于最優效率的多功率段充電方法，包括多個充電樁，每個充電樁都設有AC?DC變換器、通訊裝置和控制器，相鄰充電樁通過連接裝置電連接，包括：每個控制器間隔設定時間計算各自AC?DC變換器的輸入功率、輸出功率以及功率損耗；每個控制器根據計算得到的功率損耗擬合出功率損耗關于輸出功率的損耗函數；相鄰設定個數的控制器將各自的損耗函數發送給其中一個控制器，該控制器作為主控制器進行優化計算，計算出每個充電樁的最優充電功率然后發送給相應的控制器；相鄰充電樁通過連接裝置電連接，按照接收到的最優充電功率進行充電。既能保證充電樁完成多種不同功率需求下的充電任務，又能保證充電過程中電力損失最小。

技術領域

本發明涉及技術領域，尤其涉及一種基于最優效率的多功率段充電方法。

背景技術

隨著電力驅動技術、電池儲能技術的不斷發展，電動汽車數量不斷增長。目前針對電動汽車的研究主要集中于家用轎車領域，在不久的將來，電動汽車的應用領域不會只局限在家用領域，在公共汽車領域、小型運輸卡車領域都將有廣闊的發展前景。充電樁的建設在促進電動汽車發展過程中起著重要的作用，現有充電樁多是根據家用轎車等小型充電負載的要求設計，在滿足小型充電負載充電功率要求的同時也會留有一定的余量。當大型充電樁使用針對小型負載充電樁時，便無法滿足充電功率的需求，完成充電需要耗費大量的時間。

現有技術中提出一種多功率段并聯充電技術，能夠有效利用空閑的充電樁，即能滿足小功率充電負荷的需求，也能滿足大功率充電負荷的需求。其基本思想是與相鄰充電樁組成并聯充電系統，對于大功率充電負荷，最多可以讓3個充電樁同時為充電負荷供電，提升了充電樁的利用率，也提高了大功率充電負荷的充電功率要求。

但當多個充電樁同時給充電負荷充電時，現有控制方法采用主充電樁控制電壓、從充電樁滿功率輸出控制方法。對于基于電力電子設備的充電樁而言，充電功率過大或過小時充電效率低，充電樁電能損耗大，會降低充電站的運營經濟性。因此當多個充電樁同時給充電負荷充電時，現有控制方法難以保證工作在效率最優狀態。急需一種技既能保證多個充電樁并聯充電，又能多個充電樁工作在效率最優狀態的方法，能夠有效降低充電過程中的電力損失，緩解充電過程中充電樁的發熱情況。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于最優效率的多功率段充電方法，既能保證充電樁完成多種不同功率需求下的充電任務，又能保證充電過程中電力損失最小。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于最優效率的多功率段充電方法，包括多個充電樁，每個充電樁都設有AC-DC變換器、通訊裝置和控制器，相鄰充電樁通過連接裝置電連接，包括以下步驟：

步驟一，每個控制器間隔設定時間計算各自AC-DC變換器的輸入功率、輸出功率以及功率損耗；

步驟二，每個控制器根據計算得到的功率損耗擬合出功率損耗關于輸出功率的損耗函數；

步驟三，相鄰設定個數的控制器將各自的損耗函數發送給其中一個控制器，該控制器作為主控制器進行優化計算，計算出每個充電樁的最優充電功率然后發送給相應的控制器；

步驟四，相鄰充電樁通過連接裝置電連接，按照接收到的最優充電功率進行充電。

所述步驟一中，功率損耗等于輸入功率減去輸出功率。

所述步驟一中，利用最小二乘法對離散數據進行擬合，擬合的損耗函數為：

其中a₀、a₁、a₂為擬合得到的系數。

所述步驟三中，優化過程中以所有充電樁的功率損耗之和最小為目標函數。