CN109177765B - 一种电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，充电站充电***通过吸附装置确定所述接口与电网电源端完整贴合；通过无源信号发送装置在确定所述贴合操作之后向电网电源端发送充电/放电请求信息；以及通过传感器检测所述接口的位置变化来确定所述接口处于稳定状态；通过传感器来感测所述贴合的状态，根据所述贴合状态来控制所述储能装置的取电或放电动作的电流强度。

Description

一种电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法
技术领域
本发明涉及电动汽车、充电站充电设备及其充电方法，具体地涉及向需要充电的电动汽车充电或放电过程提供安全充电环境的充电机构及其充电方法。
背景技术
电动汽车是能够解决能源问题的最可靠方案，近年来对电动汽车的研究正快速进展。电动汽车为主要利用电池的电源来驱动AC（交流电）或者DC（直流电）马达从而得到动力的汽车，大致分为电池专用电动汽车与混合电动汽车，其中电池专用电动汽车利用电池的电源来驱动马达，并且电源消耗完毕之后进行再充电；混合电动汽车通过运行引擎来发电，从而给电池充电，并利用该电来驱动电动马达，从而使车辆行驶。并且，混合电动汽车可分为串联方式与并联方式，其中串联方式为从引擎输出的机械能通过发电机转换成电能，该电能供给到电池或马达，从而使车辆始终通过马达来驱动，这样的汽车是为了增大车程而在以往的电动汽车上追加设置引擎与发电机的概念；并联方式利用电池电源也能够使车辆行驶，仅用引擎（汽油或者柴油）也能够驱动车辆，并联方式利用这两种动力源，并且根据行驶条件，并联方式能够使引擎和马达同时驱动车辆。
随着电机马达控制技术的日益发展，开发出既高输出、小型且效率又高的***。随着将DC马达转变成AC电机马达，输出与电动汽车的动力性能（加速性能、最高速度）大幅提高，达到了不逊于汽油汽车的水平。随着促进高输出化的同时实现高旋转化，马达变轻量小型化，其装载重量及体积也大幅减少。电动汽车向所装载的电池组进行充电，且利用充电的电源来启动汽车，因此在启动时需将蓄积在电池组的电流稳定地向车辆供给。给电动汽车充电的充电所是将装载在车辆的充电电缆连接在车辆与立式充电器之间来进行充电。或者设置有通过射频卡（RF）认证来计费的***的情况下，正常结束射频卡认证之后开始进行充电。但是，就以往的电动汽车的充电***而言，用户需携带充电电缆，并且存在电缆车架被盗的可能性。并且，电动汽车需进行长时间的充电，有可能发生如下问题：在其充电途中如果拔掉电缆向另一汽车连接的话，另一汽车就被充电，并且其费用仍由用户来负担。并且，就这样的电动汽车而言，在充电站等场所为了充电而连接电缆或者连接器的情况下，为了确认电缆或者连接器是否正常连接，除了数据或者流有充电电流的线以外还需要用于检测是否相互正常连接的线。尤其，为了使电动汽车与充电所两方均检测连接与否，需具有两条线。但是，通常为了识别相互连接而使用的两条线都执行识别连接的功能，即两条线执行相同功能，因此需要重复设置。
过去为了解除这种情况而使用一条线来识别相互连接，存在一侧识别连接而另一侧无法识别连接的情况，即无法同时相互识别。既使用一条线又要使两侧均识别连接的情况下，需使用通信集成电路，因此存在在简单地识别相互连接的电路中需使用不必要的价格昂贵的部件的问题。
因此，需要摸索出既使用一条线又可安全连接、并且简单构成电路的方案。
发明内容
本发明技术方案的目的在于提供一种电动汽车充电站充电***及其充电控制方法，在给电动汽车充电时，不仅通过用户认证，还通过针对车辆的认证来防止非法接近，从而在更为安全的环境下方便地给电动汽车充电。
本发明的一种电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，其特征在于所述充电站充电***包括：
多个电网电源，用于自电网电力线获取AC交流电并转换为DC直流电加以存储；
连接至少一个所述电网电源的可直接充电式电动汽车，所述电动汽车包括了储能装置，以及连接所述储能装置的充电连接器，其中
所述储能装置包括：
能量获取电路，用于在与充电插座电连接时从电网电力线选择性地取电；
电机，与能量获取电路电气耦合并用于驱动电动汽车移动；
单片机，连接所述能量获取电路与电机之间，被配置成从电网电力线取电的电能，并记录此储能装置的识别符；其中所述能量获取电路包括用于循环存储电能的串联蓄电池组以及电气耦合所述蓄电池组的控制器，控制器用于在所述储能装置接入充电插座时，控制所述蓄电池组从电网电力线取电或向电网电力线放电以及控制此取电或放电动作的电流强度；
所述充电连接器包括：
接口，被配置成与所述电网电源信号相对应的多个无源组件；
吸附装置，被配置成自动贴合所述电网电源，并检测是否贴合至所述电网电源；
无源信号发送装置，在确定所述贴合操作之后向电网电源端发送充电或放电请求信息，或改变充电或放电的电流强度；以及
传感器，被配置成通过检测所述接口的位置变化来检测所述接口是否处于稳定状态；
充电站充电***通过吸附装置确定所述接口与电网电源端完整贴合；通过无源信号发送装置在确定所述贴合操作之后向电网电源端发送充电或放电请求信息；以及通过传感器检测所述接口的位置变化来确定所述接口处于稳定状态；通过传感器来感测所述贴合的状态，根据所述贴合状态来控制所述储能装置的取电或放电动作的电流强度。
本发明的技术优势明显，使得电动车辆侧与充电站电源侧分别识别相互连接，由此能够简化使两侧相互识别连接状态的电路，减少电路的复杂度，减少由此引起的风险，并且由于在两侧分别能够容易地识别连接与否，无需进行确认连接与否的其他确认程序，方便的给电动汽车充电。充电***能够识别最接近和有效的充电端，并且控制充电时储能装置的输入或输出功率等级，以确保安全充电的同时节省可能的充电时间。
附图说明
图1为充电站充电***的连接示意图；
图2示意性地绘示出充电站充电***的结构原理框图。
具体实施方式
参照图1所示，在一个由电动汽车1及其配套设备组成的电力网络中，车辆1通过车载移动设备10连接CAN总线通讯网络2，以远程连接车载服务器终端3。另一方面，电动汽车具有能够连接充电设施4的充电插座41的充电端13（例如插头组件），并与插头13附接了计量装置11以及与之连接的储能装置12，储能装置12可与地面上的无线充电设施5进行射频（RFID）方式连接，充电设施5又可以通过数据传输线6连接车载服务器终端3，发送充电信息。
如图2所示，电动汽车充电装置包括电动汽车车载的储能装置12和与之相配合的充电插座41，储能装置12被配置成能够在接入所述充电插座41时存储电能，所述储能装置12包括能量获取电路121，被配置为在与所述充电插座41电连接时从电网电力线选择性地取电；电机122，与能量获取电路121电气耦合并用于驱动电动汽车1的车辆移动或行驶；单片机123，连接所述能量获取电路121与电机122之间，被配置成计算从电网电力线取电的电能，并记录此储能装置12的识别符；其中所述能量获取电路121包括串联蓄电池组1211，用于循环存储电能；电气耦合所述蓄电池组的控制器1212，被配置成在所述储能装置12接入充电插座时，控制所述蓄电池组从电网电力线取电或向电网电力线放电；以及控制此取电或放电动作的电流强度。
在一个实施例中，所述充电插座41与储能装置12之间的连接是通过电缆线方式或无线电磁方式（例如磁感应式）。
参照图2，在一个实施例中，所述储能装置12，特定的为能量获取电路121进一步设有射频（RFID）电路124，用于在电动汽车移动或停止时识别其可读取范围内的充电插座的对应识别符并加以连接。在另一个例子中，能量获取电路包括了充电连接器13，通过充电连接器13以电缆方式连接充电插座。
在一个实施例中，所述RFID电路124包括：发射电路1241，被配置成测定来自其可读取范围内充电插座的识别符信号强度，并连接所述单片机以根据所述的识别符信号强度来确定距离上最接近的充电插座；以及连接所述单片机的地理位置信息（GIS）电路1242，用于识别此最接近的充电插座41的地理位置。
在另一个实施例中，充电站充电***包括多个电网电源，例如图1中的无线充电设施5和充电站41或41’，用于自电网电力线获取AC交流电并转换为DC直流电加以存储；连接至少一个所述电网电源的可直接充电式电动汽车1，其中所述电动汽车1包括了前述储能装置12，以及连接所述储能装置的充电连接器13，其中所述充电连接器13包括：接口131，被配置成与所述电网电源信号相对应的多个无源组件；吸附装置132，被配置成自动贴合所述电网电源，并检测是否贴合至所述电网电源41；无源信号发送装置133，在确定所述贴合操作之后向电网电源端发送充电或放电请求信息，或改变充电或放电的电流强度；以及传感器134，被配置成通过检测所述接口的位置变化来检测所述接口是否处于稳定状态。
在一个实施例中，所述无源组件为电感或电容，在一个较佳例子中，通过电感方式可以进行电磁方式的吸附。在另一个较佳例子中，通过电容的方式使得在无源组件贴合所述充电插座41时能够触发其中的电容元件产生相互吸引的电荷或者使得插座中的电容元件施放电信号给（例如）充电桩一个提示连接的信号。
在一个实施例中，所述无源组件为金属几何阵列（例如圆形或平行线），用于与电网电源插座的磁性元件完整贴合，同时在所述金属几何阵列中具有导电电流信号。进一步的，无源组件为磁性金属几何阵列。
在一个实施例中，所述传感器134包括第一传感器，用于在所述接口与电网电源处于第一接触位置时（例如一部分贴合时），通过无源信号发送装置133向电网电源发送第一贴合信号；以及第二传感器，用于在所述接口与电网电源处于第二接触位置（例如充电插头全部截面部分吸附）时，通过无源信号发送装置133向电网电源发送第二贴合信号。
在一个实施例中，通过所述的控制器根据所述第一或第二贴合信号来控制所述储能装置的取电或放电动作的电流强度。
在另一个实施例中，根据所述充电站充电***控制充电或放电，通过吸附装置确定所述接口与电网电源端完整贴合；通过无源信号发送装置在确定所述贴合操作之后向电网电源端发送充电或放电请求信息；以及通过传感器检测所述接口的位置变化来确定所述接口处于稳定状态；通过传感器来感测所述贴合的状态，根据所述贴合状态来控制所述储能装置的取电或放电动作的电流强度。
在本发明实施例中，电动车辆侧与充电站电源侧分别识别相互连接，由此能够简化使两侧相互识别连接状态的电路，减少电路的复杂度，减少由此引起的风险，并且由于在两侧分别能够容易地识别连接与否，无需进行确认连接与否的其他确认程序，方便的给电动汽车充电。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，其特征在于所述充电站充电***包括：
多个电网电源，用于自电网电力线获取AC交流电并转换为DC直流电加以存储；
连接至少一个所述电网电源的可直接充电式电动汽车，所述电动汽车包括了储能装置，以及连接所述储能装置的充电连接器，其中
所述储能装置包括：
能量获取电路，用于在与充电插座电连接时从电网电力线选择性地取电；
电机，与能量获取电路电气耦合并用于驱动电动汽车移动；
单片机，连接所述能量获取电路与电机之间，被配置成从电网电力线取电的电能，并记录此储能装置的识别符；其中所述能量获取电路包括用于循环存储电能的串联蓄电池组以及电气耦合所述蓄电池组的控制器，控制器用于在所述储能装置接入充电插座时，控制所述蓄电池组从电网电力线取电或向电网电力线放电以及控制此取电或放电动作的电流强度；
所述充电连接器包括：
接口，被配置成与所述电网电源信号相对应的多个无源组件；
吸附装置，被配置成自动贴合所述电网电源，并检测是否贴合至所述电网电源；
无源信号发送装置，在确定所述贴合操作之后向电网电源端发送充电或放电请求信息，或改变充电或放电的电流强度；以及
传感器，被配置成通过检测所述接口的位置变化来检测所述接口是否处于稳定状态；
充电站充电***通过吸附装置确定所述接口与电网电源端完整贴合；通过无源信号发送装置在确定所述贴合操作之后向电网电源端发送充电或放电请求信息；以及通过传感器检测所述接口的位置变化来确定所述接口处于稳定状态；通过传感器来感测所述贴合的状态，根据所述贴合状态来控制所述储能装置的取电或放电动作的电流强度。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，其特征在于：所述充电插座与储能装置之间的连接是通过电缆线方式或无线电磁方式。
3.根据权利要求2所述的电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，其特征在于：所述储能装置进一步设有射频（RFID）电路，用于在电动汽车移动或停止时识别其可读取范围内的充电插座的对应识别符以进行连接。
4.根据权利要求3所述的电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，其特征在于所述射频电路包括：发射电路，被配置成测定来自其可读取范围内充电插座的识别符信号强度，并连接所述单片机以根据所述的识别符信号强度来确定距离上最接近的充电插座；以及连接所述单片机的地理位置信息（GIS）电路，用于识别此最接近的充电插座的地理位置。
5.根据权利要求1所述的电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，其特征在于：所述无源组件为电感或电容。
6.根据权利要求1所述的电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，其特征在于：所述无源组件为金属几何阵列，用于与电网电源插座的磁性元件完整贴合，同时在所述金属几何阵列中具有导电电流信号。
7.根据权利要求1所述的电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，其特征在于：所述传感器包括第一传感器，用于在所述接口与电网电源处于第一接触位置时，通过无源信号发送装置向电网电源发送第一贴合信号；以及第二传感器，用于在所述接口与电网电源处于第二接触位置时，通过无源信号发送装置向电网电源发送第二贴合信号。
8.根据权利要求7所述的电动汽车充电站充电***控制充电或放电的方法，其特征在于：通过所述的控制器根据所述第一或第二贴合信号来控制所述储能装置的取电或放电动作的电流强度。
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