CN108162782B - 节能直流充电方法 - Google Patents

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Abstract

一种节能直流充电方法，包括以下步骤：(1)直流充电桩主回路配置交流接触器；(2)启动充电前断开交流接触器，减少充电模块待机损耗；(3)启动充电时闭合交流接触器，充电模块按电流需求投入使用，提高充电模块运行效率，节省电量；(4)充电结束后交流接触器断开，减少充电模块待机损耗；(5)功率风机由充电桩柜内温度控制启停，避免功率风机运行电量浪费。该发明从充电前、充电中和充电后能减小行业内直流充电桩的待机和运行损耗，提供运行效率。

Description

节能直流充电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电领域，特别涉及一种节能充电方法。
背景技术
充电模块作为直流充电桩的核心器件，其待机损耗不小于1‰，例如一个120kW充电桩一天待机损耗2.88kW*h，一个充电站有100台充电桩，其损耗高达288kW*h，对于运营商是一个巨大的损失。充电模块的特性是运行在额定电流时，其效率最高，功率因数最高，谐波最小，目前充电桩在给电动汽车充电时难以满足充电模块运行在额定电流，势必造成一定电能浪费。风机作为充电桩的另一个功率器件，其主要功能是散热，一般风机功率较大存在一定的运行损耗，目前行业内是在充电桩充电时启动风机，但是在充电负载小的情况下，充电桩内温度不高，没有启动风机的必要。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种减少损耗的节能直流充电方法。
本发明的目的之一可以这样实现，设计一种节能直流充电方法，节能直流充电桩包括进线断路器、交流接触器、充电模块、输出接触器、功率风机、风机控制开关、控制器；
进线断路器，充电桩运行维护与交流保护开关；
交流接触器，控制充电模块主回路开关，待机时用来节省充电模块的待机损耗，充电时保持闭合；
充电模块，实现交流到直流转换，控制充电时电压电流给电池充电；
输出接触器，控制充电桩给电池充电的直流回路开关；
功率风机，功率风机启动时时充电桩内部散热；
风机控制开关，控制风机的启停；
控制器，实现与充电桩人机界面通信，控制充电模块，控制输出接触器的分合，控制交流接触器分合，控制风机启停，采集温度数据；
充电前包括以下步骤：
1A、充电前交流接触器断开，减少充电模块待机损耗；直流充电桩主回路需安装交流接触器，控制充电模块交流主回路；
1B、直流充电枪插到电动汽车充电口，交流接触器闭合；
1C、人机界面提示充电枪已连接并开始计时；
1D、若在时间t1内收到充电指令，则交流接触器保持闭合状态，充电桩控制器对充电模块下发充电指令进入步骤1E；若在时间t1后还未收到充电指令，则交流接触器断开；
1F、若界面提示充电枪已连接，在时间t1后收到充电指令，则交流接触器闭合，收到充电指令t2时间后，充电桩控制器对充电模块才下发充电控制指令；交流接触器闭合后，不能立即对充电模块下发充电控制指令，否则充电模块会因为启动较慢不能响应控制器指令，导致充电失败；交流接触器闭合后，充电模块上电需在t2时间内恢复正常工作；
1E、进入充电流程。
进一步地，t1时间为10分钟，t2时间为10秒。
进一步地，充电中包括以下步骤：
2A、充电桩共N个充电模块，每个充电模块额定输出电流为I1；
2B、电动汽车充电需求为I2，则开机工作投入使用的充电模块个数为I2/I1对上取整；
2C、其中前I2/I1个充电模块输出电流值为额定电流，对上取整的最后一个1个充电模块输出电流为I2％I1，I2对I1取余数；
2D、剩余的充电模块关机。
进一步地，第2D步中，若N-开机模块个数小于等于0，则所有充电模块全部运行在额定电流状态；若N-开机模块个数大于0，则部分充电模块不投入工作。
进一步地，充电后断开交流接触器。
进一步地，对功率风机的控制包括以下步骤：
3A、充电桩柜内安装N个温度采样点；
3B、设定充电桩的风机启动温度阈值，设定充电桩的保护动作温度阈值；
3C、N个温度采样值中任意一个超过风机启动温度阈值，则控制风机启动，大功率进行散热，若所有温度采样值都低于风机启动温度阈值，则风机停止充电；
3D、N个温度采样值中任意一个超过保护动作温度阈值，则充电桩停止充电，人机界面告警温度过高故障。
进一步地，N个温度采样点的位置必须包含充电桩的充电模块散热口、充电桩控制器、输出直流铜排。
进一步地，功率风机的主回路不受交流接触器控制。
本发明在充电前与充电后控制交流接触器来减少待机损耗，在充电中控制充电模块运行在额定电流保证运行效率最大，减少损耗，提高功率因数及延长模块寿命，同时根据温度来自动控制风机启停减少损耗。本发明从整个充电流程实现无缝控制，把损耗降至最低。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的电气回路示意图；
图2是本发明较佳实施例之控制方法流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
如图1、图2所示，一种节能直流充电方法，充电前包括以下步骤：
1A、充电前交流接触器K1断开，减少充电模块待机损耗；直流充电桩主回路需安装交流接触器，控制充电模块交流主回路。
1B、直流充电枪插到电动汽车充电口，交流接触器K1闭合。
1C、人机界面提示充电枪已连接并开始计时。
1D、若在时间t1内收到充电指令，则交流接触器K1保持闭合状态，充电桩控制器对充电模块下发充电指令进入步骤1E；若在时间t1后还未收到充电指令，则交流接触器K1断开，减少充电模块待机损耗；交流接触器K1闭合后，不能立即对充电模块下发充电控制指令，否则充电模块会因为启动较慢不能响应控制器指令，导致充电失败。交流接触器K1闭合后，充电模块上电需在t2时间内恢复正常工作。
1F、若界面提示充电枪已连接，在时间t1后收到充电指令，则交流接触器K1闭合，收到充电指令t2时间后，充电桩控制器对充电模块才下发充电控制指令；其中t1时间为10分钟，t2时间为10秒。
1E、进入充电流程。
充电中包括以下步骤：
2A、充电桩共N个充电模块，每个充电模块额定输出电流为I1；
2B、电动汽车充电需求为I2，则开机工作投入使用的充电模块个数为I2/I1对上取整，为(I2％I1)+1个；
2C、其中前I2/I1个充电模块输出电流值为额定电流，对上取整的最后一个1个充电模块输出电流为I2％I1，I2对I1取余数；充电模块运行在额定电流下，运行效率最高，损耗最小；前I2/I1个充电模块参与模块间均流计算，对上取整的最后一个1个充电模块不参与均流计算，避免均流异常故障。
2D、剩余的N-((I2/I1)+1)个充电模块关机。若N-开机模块个数小于等于0，则所有充电模块全部运行在额定电流状态；若N-开机模块个数大于0，则部分充电模块不投入工作，提高充电模块的寿命。
充电后断开交流接触器K1，节省充电模块待机损耗。
对功率风机的控制包括以下步骤：
3A、充电桩柜内安装N个温度采样点(N:4～6)；N个温度采样点必须包含直流铜排温度采样点、充电模块出风口温度采样点、充电控制器温度采样点、机柜内部空气温度采样点、其他温度采样点。
3B、设定充电桩的风机启动温度阈值为T1、T2……TN，设定充电桩的保护动作温度阈值为T1_Act、T2_Act……TN_Act。本实施例中，T1为直流铜排温度50°，T2为充电模块出风口温度60，T3为充电控制器温度60°，T4机柜内部空气温度45°、其他温度采样点启动阈值不低于45°；T1_Act为直流铜排温度90°，T2_Act为充电模块出风口温度80°，T3_Act为充电控制器温度80°，T4_Act机柜内部空气温度55°、其他温度采样点保护动作阈值不低于55°。
3C、N个温度采样值中任意一个超过风机启动温度阈值，则控制风机启动，大功率进行散热，若所有温度采样值都低于风机启动温度阈值，则风机停止充电；功率风机的主回路不受交流接触器控制。
3D、N个温度采样值中任意一个超过保护动作温度阈值，则充电桩停止充电，人机界面告警温度过高故障。
如图1所示，一种节能直流充电桩，包括进线断路器、交流接触器、充电模块、输出接触器、功率风机、风机控制开关、控制器；进线断路器，充电桩运行维护与交流保护开关；交流接触器，控制充电模块主回路开关，待机时用来节省充电模块的待机损耗，充电时保持闭合；充电模块，实现交流到直流转换，控制充电时电压电流给电池充电；输出接触器，控制充电桩给电池充电的直流回路开关；功率风机，功率风机启动时时充电桩内部散热；风机控制开关，控制风机的启停；控制器，实现与充电桩人机界面通信，控制充电模块，控制输出接触器的分合，控制交流接触器分合，控制风机启停，采集温度数据。
对于任意直流桩的控制***上都可实施本发明，本发明无需修改任何硬件和接口，可直接应用在使用充电模块或者功率电源及风机的其他相关行业。
需要特别说明的是此以上实施仅为本发明较佳的具体实施方式，此方法并不用于限制于此，尽管参照前述实施例对直流充电桩的节能方法进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种节能直流充电方法，其特征在于，节能直流充电桩包括进线断路器、交流接触器、充电模块、输出接触器、功率风机、风机控制开关、控制器；
进线断路器，充电桩运行维护与交流保护开关；
交流接触器，控制充电模块主回路开关，待机时用来节省充电模块的待机损耗，充电时保持闭合；
充电模块，实现交流到直流转换，控制充电时电压电流给电池充电；
输出接触器，控制充电桩给电池充电的直流回路开关；
功率风机，功率风机启动时时充电桩内部散热；
风机控制开关，控制风机的启停；
控制器，实现与充电桩人机界面通信，控制充电模块，控制输出接触器的分合，控制交流接触器分合，控制风机启停，采集温度数据；
充电前包括以下步骤：
1A、充电前交流接触器断开，减少充电模块待机损耗；直流充电桩主回路需安装交流接触器，控制充电模块交流主回路；
1B、直流充电枪插到电动汽车充电口，交流接触器闭合；
1C、人机界面提示充电枪已连接并开始计时；
1D、若在时间t1内收到充电指令，则交流接触器保持闭合状态，充电桩控制器对充电模块下发充电指令进入步骤1E进行充电；
若在时间t1后还未收到充电指令，则交流接触器断开；
1F、若界面提示充电枪已连接，在时间t1后收到充电指令，则交流接触器闭合，收到充电指令t2时间后，充电桩控制器对充电模块才下发充电控制指令；交流接触器闭合后，不能立即对充电模块下发充电控制指令，否则充电模块会因为启动较慢不能响应控制器指令，导致充电失败；交流接触器闭合后，充电模块上电需在t2时间内恢复正常工作；
1E、进入充电流程。
2.根据权利要求1所述的节能直流充电方法，其特征在于：t1时间为10分钟，t2时间为10秒。
3.根据权利要求1所述的节能直流充电方法，其特征在于，充电中包括以下步骤：
2A、充电桩共N个充电模块，每个充电模块额定输出电流为I1；
2B、电动汽车充电需求为I2，则开机工作投入使用的充电模块个数为I2/I1对上取整；
2C、其中前I2/I1个充电模块输出电流值为额定电流，对上取整的最后一个1个充电模块输出电流为I2％I1，I2对I1取余数；
2D、剩余的充电模块关机。
4.根据权利要求3所述的节能直流充电方法，其特征在于：第2D步中，若N-开机模块个数小于等于0，则所有充电模块全部运行在额定电流状态；若N-开机模块个数大于0，则部分充电模块不投入工作。
5.根据权利要求3所述的节能直流充电方法，其特征在于：充电后断开交流接触器。
6.根据权利要求3所述的节能直流充电方法，其特征在于，对功率风机的控制包括以下步骤：
3A、充电桩柜内安装N个温度采样点；
3B、设定充电桩的风机启动温度阈值，设定充电桩的保护动作温度阈值；
3C、N个温度采样值中任意一个超过风机启动温度阈值，则控制风机启动，大功率进行散热，若所有温度采样值都低于风机启动温度阈值，则风机停止充电；
3D、N个温度采样值中任意一个超过保护动作温度阈值，则充电桩停止充电，人机界面告警温度过高故障。
7.根据权利要求6所述的节能直流充电方法，其特征在于：N个温度采样点的位置必须包含充电桩的充电模块散热口、充电桩控制器、输出直流铜排。
8.根据权利要求6所述的节能直流充电方法，其特征在于：功率风机的主回路不受交流接触器控制。
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