[發明專利]基于變壓器臺區負荷信息的交流充電樁及其控制電路

有效

• 申請號: 201710772180.9
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107394857B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 青志明;宗偉;敬勇;秦燕;羅澤岷;張宏艷;胡軍毅;王義;謝焰;張發標;周飛;彭思維;劉克恒;章陳勇;羅雨順;鄒燕;傅相忠
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網重慶市電力公司技能培訓中心;重慶雙電科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02;B60L53/64;B60L53/62
• 代理公司: 重慶志合專利事務所(普通合伙) 50210
• 代理人: 胡榮琿;代嬋

技術領域

本發明涉及電動汽車充電領域，特別涉及一種交流充電樁及其控制電路。

背景技術

隨著汽車工業飛速發展，我國石油消耗對外依存度持續升高，2013年已達58.1%，石油短缺局面日益加劇。電動汽車發展對我國具有重大意義，一方面可以提高電能替代，有效減少單位GDP能耗，另一方面可以有效破解環境約束，解決霧霾等大氣污染問題。

然而電動汽車的普及，需要相應的基礎設施，特別是充電站，充電樁的大力建設為基礎才能實現。

充電樁分直流充電樁，交流充電樁。其功能類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）和居民小區停車場或充電站內，可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。充電樁一般提供常規充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機交互操作界面上刷卡使用，進行相應的充電方式、充電時間、費用數據打印等操作，充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數據。

利用直流充電樁的優點是：充電快；不足是：對電力系統的沖擊大，建設成本高，大電流快充電會對電池造成損傷等問題。根據國家對于電動汽車充電樁的建設規劃：2017年全國將建90萬個充電樁，其中的80萬個個人樁均為交流樁，到2020年充電樁數量將達480萬個，其中約90%為交流充電樁。

目前建設的交流充電站主要是集中式提供充電服務的模式，有專門配套的變壓器為交流充電站中充電樁提供電能。而電動汽車的逐漸普及，電動汽車的保有量不斷增加，電動汽車的充電需求也會逐漸龐大 。那么在建設這類型交流充電站時，絕非僅僅一個交流充電站中樹立幾個或者十幾個充電樁能夠滿足需求的。一個設計幾十個充電樁的交流充電站才更符合科學的建設規劃，也是未來此類型交流充電站建設規模的發展趨勢。而充電樁數量過多，使得交流充電站配套的變壓器容量設計越來越大，導致變壓器的體積隨之不斷提升，一個交流充電站所占用的土地面積也會更大。隨著電動汽車保有量不斷攀升，交流充電站建設數量也必須不斷跟進，將會安裝更多更大的變壓器，占用更多的土地資源，這其中的成本開銷是巨大的。不斷設計制造容量更大，體積龐大的變壓器，占用更多的土地資源，這是我們所不能接受的。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術對應的不足，提供一種基于變壓器臺區負荷信息的交流充電樁及其控制電路，其利用各小區臺區變壓器容量的余量，來為電動汽車進行充電服務，使得本發明可以在不增加原變壓器容量的基礎上，為電動汽車提供充電服務，不需另購大容量變壓器，使得土地資源占用減小，購置變壓器和土地資源的成本大大節省了，減少交流充電站的建設成本開支。

一般情況下，居民用電不會發生所有家庭滿負荷同時用電的情景，而臺區變壓器的容量設計是根據該區域居民用電最大總量在考慮需用系數與同時系數后進行設計的，那么通常臺區變壓器的容量就存在一定的余量。充電樁可以利用各小區臺區變壓器容量的余量，來為電動汽車進行充電服務。

本發明的目的是采用下述方案實現的：一種基于變壓器臺區負荷信息的交流充電樁的控制電路，包括控制單元、第一通信模塊、電源單元、電動汽車充電控制電路、電動汽車電池電量采集電路，所述電源單元用于給控制單元、通信模塊、電動汽車充電控制電路、電動汽車電池電量采集電路、指令輸入單元、顯示單元供電；所述控制單元分別與通信模塊、電動汽車電池電量采集電路、電動汽車充電控制電路、指令輸入單元和顯示單元電連接；所述電動汽車電池電量采集電路用于采集電動汽車電池電量并傳遞給控制單元；所述指令輸入單元用于采集客戶需求信息并傳遞給控制單元。所述客戶操作信息有客戶選擇的充電模式信息以及主動停止充電指令信息。所述控制單元經通信模塊上傳電動汽車電池電量信息以及客戶需求信息給臺區中央控制器，并接收臺區中央控制器下發的指令信號和顯示命令；所述控制單元用于接收臺區中央控制器根據綜合分析當前臺區變壓器容量余量以及各充電樁上傳的電動汽車電池電量信息和客戶需求信息后下發的指令信號，輸出控制信號給電動汽車充電控制電路，控制電動汽車的充電狀態，所述控制單元用于接收臺區中央控制器下發的顯示命令，控制顯示單元顯示相應信息，如當前可進行充電工作的充電樁總數和剩余數量以及充電價格等。充電樁是否進行充電，由充電樁收到的臺區中央控制器的下達的控制命令決定。

當電動汽車電池電量充滿或者客戶選擇主動停止充電時，充電樁控制其充電接頭斷電，并將客戶操作的主動停止充電指令信息上傳給臺區中央控制器。