CN105172614A - 一种电动汽车柔性充电站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车柔性充电站,包括用户人机交互、充电端口、功率调节器、供电母线、控制器、SOC荷电状态监测模块。SOC荷电状态监测模块的检测探头集成在充电端口中，检测电动汽车电池的SOC荷电状态。用户通过用户人机交互申请充电模式，用户可申请快速充电模式和慢速充电模式。本发明为鼓励慢速充电模式，从而减小电动汽车充电站的装机容量和减小电动汽车充电对电网的冲击。控制器根据检测到的信号，控制功率调节器，进而控制各个充电端口的充电功率，实现电动汽车充电的柔性控制。

Description

一种电动汽车柔性充电站
技术领域
本发明涉及一种电动汽车柔性充电站，能够检测电动汽车SOC荷电状态，并结合用户界面操作，用户可申请快速充电或者慢速充电，***分配电动汽车充电功率，为电动汽车可靠的充电，属于新能源电动汽车领域，特别是电动汽车充电技术领域。
背景技术
相关统计数据显示，2014新能源汽车全年销量达到7.5万辆，增长324%。其中，纯电动汽车销售4.5万辆，同比增长208%；插电式电动车销售3万辆，同比增长878%。一个更加鲜明的对比是，2012年全国新能源汽车销量还不足1万辆。
国家财政部：新能源汽车推广应用工作实施以来，销售数量快速增加，产业化步伐不断加快。为保持政策连续性，促进新能源汽车产业加快发展，按照《国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》（国办发〔2014〕35号）等文件要求，财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委（以下简称四部委）将在2016-2020年继续实施新能源汽车推广应用补助政策。2016年，乘用车以纯电动续航行驶里程（R）为标准，具体补贴如下：
1、纯电动乘用车100km≤R＜150km每车2.5万、150km≤R＜250km每车4.5万、R≥250km每车5.5万元。
2、插电式混合动力乘用车（含增程式）R≥50km每车补贴3万元；
此外，从北京市小客车指标调控管理办公室获悉，本期示范应用新能源小客车指标向所有通过资格审核的申请人直接配置，即配置率100%。
综上所述，国家在大力发展新能源汽车，特别是充电式电动汽车。国家相关部门正在加快电动汽车充电桩、充电站的建设。就目前国内现有的技术和专利来看，充电站、充电桩功能单一，人性化设计程度不高。本专利结合电动汽车自身SOC荷电状态监测，并设计人机交互界面，充电效率更高，人性化程度高。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明一种电动汽车柔性充电站的目的是提高充电站的充电效率，并提高人性化设计。
技术方案：一种电动汽车柔性充电站,包括用户人机交互（1-1）、用户人机交互（1-2）、用户人机交互（1-3）、用户人机交互（1-n）、充电端口（2-1）、充电端口（2-2）、充电端（2-3）、充电端口（2-n）、功率调节器（3-1）、功率调节器（3-2）、功率调节器（3-3）、功率调节器（3-n）、供电母线（4）、控制器（5）、SOC荷电状态监测模块（6）；
充电站分n个充电端口，n个充电端口呈并联形式，每个端口的连接方法与功能一致；
充电端口1的连接方法与功能：
SOC荷电状态监测模块（6）的探测线安装在充电端口（2-1），SOC荷电状态监测模块（6）的输出与控制器（5）的输入连接，充电端口（2-1）的输入与功率调节器（3-1）的输出连接，功率调节器（3-1）的输入与供电母线（4）的输出连接，用户人机交互（1-1）与控制器（5）的输入连接，控制器（5）的输出与功率调节器（3-1）的控制端子连接；
充电端口n的连接方法与功能：
SOC荷电状态监测模块（6）的探测线安装在充电端口（2-n），SOC荷电状态监测模块（6）的输出与控制器（5）的输入连接，充电端口（2-n）的输入与功率调节器（3-n）的输出连接，功率调节器（3-n）的输入与供电母线（4）的输出连接，用户人机交互（1-n）与控制器（5）的输入连接，控制器（5）的输出与功率调节器（3-n）的控制端子连接。
一种电动汽车柔性充电站，其特征在于用户通过用户人机交互（1-n）可设定充电模式为快速充电、慢速充电两种模式；
当用户选择慢速充电模式时，充电电费按标准费用收费；
当用户选择快速充电模式时，充电电费按标准费用的110%收费。
一种电动汽车柔性充电站，其特征在于SOC荷电状态监测模块（6）检测车辆荷电状态，判断车辆自身电池储电状态，充电站为该电动车分配充电功率，当充电站满负载时，优先为SOC荷电状态低的电动车辆提供额定充电功率。
一种电动汽车柔性充电站，其特征在于每个充电端口都可以申请快速充电和慢速充电模式，在满负荷状态下，快速充电模式的充电端口个数不超过总充电端口个数的20%；
当已经有20%的端口已经在快速充电时，下一个用户申请快速充电时将会被拒绝，直到有快速充电端口退出，用户申请快速充电会被接收；
当快速充电的充电端口的个数小于总充电端口个数的20%时，用户可申请快速充电端口，用户申请慢速充电模式不受限制，只要有充电端口，用户都可以申请慢速充电模式。
所述用户人机交互（1-1）、用户人机交互（1-2）、用户人机交互（1-3）、用户人机交互（1-n）是用户与充电***的人机交互界面，与控制器（5）的输入连接，并分别安装在充电端口（2-1）、充电端口（2-2）、充电端（2-3）、充电端口（2-n）的旁边，便于用户操作。用户通过人机交互可选择充电模式和充电缴费。
所述充电端口（2-1）、充电端口（2-2）、充电端（2-3）、充电端口（2-n）是充电接口，用户将充电端口与电动汽车的充电接口连接，即可完成充电连接。
所述功率调节器（3-1）、功率调节器（3-2）、功率调节器（3-3）、功率调节器（3-n）的控制端子与控制器（5）连接，分别可控制充电端口（2-1）、充电端口（2-2）、充电端（2-3）、充电端口（2-n）充电功率。主要是由脉冲宽度调制(PWM)构成，控制PWM的脉冲宽度，可实现功率调节器的功率输出。
所述供电母线（4）用于充电站的总配电，充电端口（2-1）、充电端口（2-2）、充电端（2-3）、充电端口（2-n）在供电母线（4）输出端呈并联形式。
所述控制器（5）输入端分别与用户人机交互（1-1）、用户人机交互（1-2）、用户人机交互（1-3）、用户人机交互（1-n）连接，以及SOC荷电状态监测模块（6）的输出连接，控制器（5）输出分别与功率调节器（3-1）、功率调节器（3-2）、功率调节器（3-3）、功率调节器（3-n）的控制端子连接，控制各个充电端口的充电功率。
所述SOC荷电状态监测模块（6）的检测探头集成在充电端口（2-1）、充电端口（2-2）、充电端（2-3）、充电端口（2-n）中，SOC荷电状态监测模块（6）的输出与控制器（5）的输入连接。
有益效果：本发明具有以下优点：
（1）本发明融入SOC电池荷电状态监测装置，对电动汽车进行充电功率调节，更加有效可靠的对电动汽车进行充电。
（2）本发明采用人机交互界面操作，用户根据自己车辆实际状况以及自身出行时间安排，可选择快速充电和慢速充电两种模式，人性化设计程度高。
（3）本发明采用慢速充电标准收费，快速充电按标准收费的110%收费，鼓励用户使用慢速充电。
（4）本发明采用模块化设计，很容易进行拓展规模或者缩小规模。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中：1-1是用户人机交互、1-2是用户人机交互、1-3是用户人机交互、1-4是用户人机交互、2-1是充电端口、2-2是充电端口、2-3是充电端、2-4是充电端口、3-1是功率调节器、3-2是功率调节器、3-3是功率调节器、3-4是功率调节器、4是供电母线、5是控制器、6是SOC荷电状态监测模块。
具体实施方式：结合附图1，进一步对本发明解释。
一种电动汽车柔性充电站,包括用户人机交互（1-1）、用户人机交互（1-2）、用户人机交互（1-3）、用户人机交互（1-n）、充电端口（2-1）、充电端口（2-2）、充电端（2-3）、充电端口（2-n）、功率调节器（3-1）、功率调节器（3-2）、功率调节器（3-3）、功率调节器（3-n）、供电母线（4）、控制器（5）、SOC荷电状态监测模块（6）。
按上述技术方案的连接方式，本发明可安装在高速公路的服务区，提供充电服务，也可安装在市区、郊区的集中式大型充电站，根据区域实际情况，可适当的选择充电端口的数量。
工作原理：本发明采用模块化设计，即充电端口（1-1）到充电端口（1-n）的结构与工作原理均是一样的。这里仅仅以充电端口（1-1）的工作原理与使用方法为例，对本发明进行进一步说明。
用户的电动汽车需要充电时，将车辆停放在充电端口附近，将充电端口（2-1）与电动汽车的充电接口连接，充电端口（2-1）中集成了SOC荷电状态监测模块（6）的检测探头，完成连接后，用户通过用户人机交互（1-1）操作界面，可选择充电模式和付费。本发明为减小充电站的装机容量和减小电动汽车充电对电网的冲击，鼓励慢速充电模式。所以用户申请的快速充电模式时，***首先检测本充电站已经授权的快速充电端口，若快速充电端口数量已经达到所有充电端口的20%，则用户申请快速充电模式被拒绝，用户只能选择慢速充电模式。若快速充电端口数量未达到所有充电端口的20%，则用户申请快速充电模式被授权，用户需要支付充电标准费用的110%的费用。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电动汽车柔性充电站,包括用户人机交互（1-1）、用户人机交互（1-2）、用户人机交互（1-3）、用户人机交互（1-n）、充电端口（2-1）、充电端口（2-2）、充电端（2-3）、充电端口（2-n）、功率调节器（3-1）、功率调节器（3-2）、功率调节器（3-3）、功率调节器（3-n）、供电母线（4）、控制器（5）、SOC荷电状态监测模块（6）；
充电站分n个充电端口，n个充电端口呈并联形式，每个端口的连接方法与功能一致；
充电端口1的连接方法与功能：
SOC荷电状态监测模块（6）的探测线安装在充电端口（2-1），SOC荷电状态监测模块（6）的输出与控制器（5）的输入连接，充电端口（2-1）的输入与功率调节器（3-1）的输出连接，功率调节器（3-1）的输入与供电母线（4）的输出连接，用户人机交互（1-1）与控制器（5）的输入连接，控制器（5）的输出与功率调节器（3-1）的控制端子连接；
充电端口n的连接方法与功能：
SOC荷电状态监测模块（6）的探测线安装在充电端口（2-n），SOC荷电状态监测模块（6）的输出与控制器（5）的输入连接，充电端口（2-n）的输入与功率调节器（3-n）的输出连接，功率调节器（3-n）的输入与供电母线（4）的输出连接，用户人机交互（1-n）与控制器（5）的输入连接，控制器（5）的输出与功率调节器（3-n）的控制端子连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车柔性充电站，其特征在于用户通过用户人机交互（1-n）可设定充电模式为快速充电、慢速充电两种模式；
当用户选择慢速充电模式时，充电电费按标准费用收费；
当用户选择快速充电模式时，充电电费按标准费用的110%收费。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车柔性充电站，其特征在于SOC荷电状态监测模块（6）检测车辆荷电状态，判断车辆自身电池储电状态，充电站为该电动车分配充电功率，当充电站满负载时，优先为SOC荷电状态低的电动车辆提供额定充电功率。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车柔性充电站，其特征在于每个充电端口都可以申请快速充电和慢速充电模式，在满负荷状态下，快速充电模式的充电端口个数不超过总充电端口个数的20%；
当已经有20%的端口已经在快速充电时，下一个用户申请快速充电时将会被拒绝，直到有快速充电端口退出，用户申请快速充电会被接收；
当快速充电的充电端口的个数小于总充电端口个数的20%时，用户可申请快速充电端口，用户申请慢速充电模式不受限制，只要有充电端口，用户都可以申请慢速充电模式。
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