[發明專利]一種電動汽車充電站內負荷均衡調節器

在審

• 申請號: 201910044880.5
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109861322A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 文安;皮秋如;尹文濤;皮冬如;陳建文;謝明泉;馬俊杰;張前進;吳銘;皮旭梅;李智杰;萬里凱;李冰洋;張勇飛
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院;廣東港博電力科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州浩泰知識產權代理有限公司 44476
• 代理人: 聶新華

本發明涉及一種電動汽車充電站內負荷均衡調節器，包括單片計算機硬件系統元件組。本發明利用內嵌有負荷均衡算法的單片計算機硬件系統元件組通過CAN總線監聽充電樁的占用信息，并通過CAN總線控制充電樁的功率上限。在總的功率上限不上升以控制成本的前提下對充電高峰與閑時的功率進行了合理分配，既兼顧了充電站內所有充電樁同時充電的需求，又保證了最先到達的車輛最先充滿電，且當其充滿電以后，其充電容量釋放給其他充電樁。

技術領域

本發明涉及電動汽車充電領域，具體涉及一種電動汽車充電站內負荷均衡調節器。

背景技術

電動汽車充電站(以下簡稱充電站)，是指由多個電動汽車充電樁(以下簡稱充電樁)集群組成的停車充電處所。充電站的計算負荷一般采用需要系數法進行估計：例如一處由6個充電樁組成的充電站，如果每個充電樁的容量是15千瓦，需要系數為0.8，則該充電站的計算負荷為所有充電樁容量的總和乘以需要系數，也即72千瓦。供電單位會為該充電站提供最大72千瓦的電力，負荷限制由配網變壓器低壓側設置的限載短路器來動作。當用電負荷超出限載斷路器預設的條件時，該斷路器動作跳閘，斷開供電線路。

當客流高峰期到來，充電站內所有充電柱同時以最大容量進行充電時，總的負荷將達到90千瓦，限載斷路器就會動作，跳閘使得站內的充電的汽車充電失敗。若將需要系數調整為1，雖然避免了所有充電樁同時滿負荷充電時出現停電，但是由于大部分非客流高峰期總的負荷達不到最大負荷，充電站業主會支付更多的電費。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明給出技術方案如下：

一種電動汽車充電站內負荷均衡調節器，包括單片計算機硬件系統元件組。所述單片計算機硬件系統元件組內嵌有負荷均衡算法，單片計算機硬件系統元件組安裝于充電站的電源接入箱內，由電源接入箱獲得規格為220V50Hz的交流電電源，所述單片計算機硬件系統元件組經充電站內CAN總線連接至充電站內各充電樁的充電模塊。

當單片計算機硬件系統元件組通過CAN總線監視到充電站內的充電樁實時占用數小于充電站內充電樁總數時,則單片計算機硬件系統元件組將充電站總的功率上限平均分配給每個使用中的充電樁；

當單片計算機硬件系統元件組通過CAN總線監視到充電站內的充電樁實時占用數等于充電站內充電樁總數時,則單片計算機硬件系統元件組將充電站總的功率上限扣除最先開始充電的充電樁的功率后再平均分配給其他每個使用中的充電樁。

本負荷均衡調節器的核心是一個電子信息控制單元，采用當前技術條件下的一般性能嵌入式微處理器系統，能夠運行CAN總線。待充電汽車均有電源管理系統(以下簡稱為BMS系統)，在充電接通以后，即刻會和充電樁交換信息。通過偵聽總線，單片計算機硬件系統元件組獲得充電站內各個充電樁的占用信息，綜合分析上述占用信息后，結合內嵌于單片計算機硬件系統元件組的負荷均衡算法，通過CAN總線控制各個充電樁的充電模塊，實時限制充電模塊的最大功率輸出。

負荷均衡算法的核心原理：若充電站內的充電樁實時占用數n小于充電站內充電樁總數N,則每個充電樁的功率上限是P＝P0/n,其中P0是充電站總的功率上限；若充電站內的充電樁實時占用數n等于充電站內充電樁總數N,則每個充電樁的功率上限是P＝(P0-P1)/(n-1)，其中P1是最先到達本站充電的車輛的實時充電功率。這樣做的結果是，在總的功率上限P0不上升以控制成本的前提下，既兼顧了充電站內所有充電樁同時充電的需求，又保證了最先到達的車輛最先充滿電，且當其充滿電以后，其充電容量釋放給其他充電樁。

作為優選，還包括CAN總線電平變換器、CAN總線接口元件組，所述單片計算機硬件系統元件組依次經CAN總線電平變換器、CAN總線接口元件組與充電站內CAN總線連接。CAN總線電平變換器，是CAN總線通訊的主要部分，功能是把單片計算機硬件系統元件組的邏輯電平轉換為CAN總線要求的邏輯電平，并實現內部邏輯電路與外部邏輯電路的電氣隔離。CAN總線接口，是總線硬件接口插接件，實現外電路總線快速連接。