[發明專利]基于功率調控的充電樁及系統

有效

• 申請號: 202110677626.6
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113370818B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 石增輝;李新;陳鳳偉;徐建光;王建;李龍
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司費縣供電公司
• 主分類號: B60L53/31
• 分類號: B60L53/31;B60L53/60;B60L53/62;B60L53/64;B60L53/63;H02J7/00
• 代理公司: 淄博匯川知識產權代理有限公司 37295
• 代理人: 周春

本發明涉及電動汽車充電技術領域，具體為基于功率調控的充電樁系統。充電樁設有高壓輸出模塊和低壓輸出模塊。低壓輸出模塊的輸出電壓大于電動車電池的額定電壓，高壓輸出模塊的輸出電壓大于低壓輸出模塊的電壓通過切換高壓和低壓輸出控制充電樁的輸出功率。所述充電樁系統應用上述充電樁可以保證充電場站變壓器的運行功率在額定功率內以達到保護變壓的功能。本發明可以根據用戶的需要，自行設定充電速率，對于可以長時間充電，可以給予費用上的優惠。對于需要快速充電的用戶適當的增加費用，以此對充電的需求進行調整。同時，還可以根據負荷調整充電樁的輸出功率和充電速度，以保證變壓器處于正常的安全電壓范圍內運行，降低變壓器的損壞。

技術領域

本發明涉及電動汽車充電技術領域，具體為基于功率調控的充電樁系統。

背景技術

現有技術中的充電場站一般設置有多個充電樁，充電場站設有專用的變壓器，目前對于充電站的設計沒有較為完善的標準，多數采用居民變配電的設計標準、建筑電氣的設計標準以及變配電設計標準，由于采用的需要系數等參數不統一，同時與實際的需求不符合，同時隨著電動車的普及，電動汽車的保有量越來越多，因此設計運行的變電站經常存在所有充電樁同時運行的變壓器容易出現超負荷的運行狀態。變壓器的長時間超負荷運轉，容易造成變壓器的損害，同時容易引發事故。

另外，目前的充電的需求往往因人而異，有的人員需要較為快速的充電，有的需要慢慢的充電，目前的技術尚不支持調節充電的速率，同時根據充電的速率相應的調節充電的費用。因此需要設計一種可以實現充電功率調整的充電樁成為一種迫切的要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供了具有可以調節充電速度、防止變壓器過載的基于功率調控的充電樁系統。

本發明要解決的技術問題的技術方案是：一種輸出可調式充電樁，其特征在于：所述充電樁設有高壓輸出模塊和低壓輸出模塊，所述低壓輸出模塊的輸出電壓大于電動車電池的額定電壓；所述高壓輸出模塊的輸出電壓大于低壓輸出模塊的電壓；所述充電樁的人機界面設有充電速度選擇系統用以獲取用戶的充電意向；所述充電樁設有輸出切換系統，所述輸出切換系統包括：與高壓輸出模塊電氣連接的快充開關；與低壓輸出模塊電氣連接的慢充開關；與快充開關和慢充開關輸出端電氣連接的充電接口；與快充開關和慢充開關電氣連接的切換控制器；快充開關和慢充開關交替導通斷開，并且單位時間內充電速度越慢的檔位，快充開關導通時間的占比越小；全速充電模式時，快充開關始終處于閉合狀態、慢充開關始終處于斷開狀態；最慢速充電模式時，快充開關始終處于斷開狀態、慢充開關始終處于閉合狀態。

更好的，所述低壓輸出模塊的輸出電壓大于電動車電池的額定電壓的范圍為0.1～ 0.5 V。

更好的，所述時速調整價為零時，快充開關導通時間的占比為50%。

更好的，所述快充開關與高壓輸出模塊之間串接有調壓模塊，所述調壓模塊與切換控制器電氣連接；由高電壓輸出切換到低電壓輸出時，切換控制器調節調壓模塊使快充開關輸出端的電壓與低壓輸出模塊的電壓一致，之后先閉合低壓輸出模塊在斷開快充開關，并保持調壓模塊的狀態；之后，由低電壓輸出切換到高電壓輸出時，切換控制器先閉合快充開關在斷開慢充開關，最后切換控制器調節調壓模塊的分壓為零。

基于功率調控的充電樁系統，包括多個輸出可調式充電樁、變配電系統以及中央控制系統，所述中央控制系統控制變配電系統及充電樁，所述變配電系統與充電樁電氣連接，其特征在于：所述中央控制系統設有變壓器輸出功率采集裝置；保證系統安全運行的方法為：變壓器輸出功率采集裝置采集變壓器輸出功率的大小并判斷變壓器的輸出功率是否對達到上限值；當變壓器的輸出功率大于設定的上限值時，中央控制系統通過降功率協調模塊向選定的充電樁的控制器發送功率調控指令；充電樁的控制器接收到功率調節指令之后降低快充開關導通時間的占比。