CN112124132B - 一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***及充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***及充电桩，包括充放电主控制模块、功率控制模块以及充放电回路模块；充放电回路模块包括并网模式充放电回路和孤网模式放电回路；充放电主控制模块用于根据用户需求指令确定充放电回路运行模式；功率控制模块与充放电主控制模块通信连接，用于根据充放电回路运行模式控制并网模式充放电回路运行，以使电网电路向电动汽车充电或者电动汽车向电网电路放电；或者控制孤网模式放电回路运行，以使电动汽车向用电负载放电。本发明解决了电动汽车在并网模式和孤网模式下的充放电的平滑切换，互不影响以及能量的智能流动的技术问题。

Description

一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***及充电桩

技术领域

本发明实施例涉及电动汽车充电技术领域，特别是针对电动汽车与电网互动***，尤其涉及一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***及充电桩。

背景技术

V2G是Vehicle-to-grid(车辆到电网)的缩写，V2G描述了电动汽车与电网的关系。当电动汽车不使用时，车载电池的电能销售给电网***。如果车载电池需要充电，电流则由电网流向车辆。

由于大部分车辆95％的时间是处于停驶状态，车载电池可以作为一个分布式储能单元。据估算，每辆车可为电力公司带来4000美元的价值。2025年，电动汽车保有量将可能达到5000-8000万辆，巨大的保有量也将通过储能、在家充电等多种方式，对清洁能源结构改善提供助力。这8千万辆电动汽车在经济上的价值，相当于我国生产总值GDP的15％。

面对如此大的经济价值和环境价值，其技术还存在一些问题。特别是充电设施作为电动汽车与电网能量流动的桥梁和纽带，其安全和智能直接影响到能量的双向流动。并网状态下，能量实现双向流动；孤网运行下，为常规负荷供电。目前这两种模式下还存在不能平滑切换，相互影响以及能量不能智能流动的技术问题，严重影响能源结构的演化的进程。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***及充电桩，以解决电动汽车在并网模式和孤网模式下的充放电的平滑切换，互不影响以及能量的智能流动的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***，包括：

充放电主控制模块、功率控制模块以及充放电回路模块；所述充放电回路模块包括并网模式充放电回路和孤网模式放电回路；

所述充放电主控制模块用于根据用户需求指令确定充放电回路运行模式；

所述功率控制模块与所述充放电主控制模块通信连接，用于根据所述充放电回路运行模式控制所述并网模式充放电回路运行，以使电网电路向电动汽车充电或者电动汽车向电网电路放电；或者控制所述孤网模式放电回路运行，以使所述电动汽车向用电负载放电。

可选的，所述充放电回路模块还包括电路互锁保护单元，所述电路互锁保护单元包括第一保护子单元和第二保护子单元；

所述第一保护子单元串联设置于所述并网模式充放电回路中，所述第二保护子单元串联设置于所述孤网模式放电回路；

所述第一保护子单元和所述第二保护子单元均与所述功率控制模块通信连接；所述功率控制模块用于根据所述充放电回路运行模式控制所述第一保护子单元导通或者控制所述第二保护子单元导通。

可选的，所述电路互锁保护单元还包括电源监测子单元；

所述电源监测子单元串联设置于所述并网模式充放电回路中，用于监测所述并网模式充放电回路中的电信号；

所述功率控制模块与所述电源监测子单元通信连接，用于根据所述充放电回路运行模式以及所述电信号控制所述第一保护子单元导通或者控制所述第二保护子单元导通。

可选的，所述电路互锁保护单元还包括联锁按钮，所述联锁按钮分别与所述第一保护子单元和所述第二保护子单元连接；

所述联锁按钮用于控制所述第一保护子单元导通或者控制所述第二保护子单元导通。

可选的，所述非车载充放电***还包括计费控制模块，所述计费控制模块与所述充放电主控制模块通信连接；

所述计费控制模块用于接收所述用户需求指令，并将所述用户需求指令传输至所述充放电主控制模块。

可选的，所述非车载充放电***还包括远程控制模块；

所述远程控制模块与所述计费控制模块通信连接；所述远程控制模块用于发出远程控制指令至所述计费控制模块，所述计费控制模块用于将所述远程控制指令传输至所述充放电主控制模块，以使所述非车载充放电***根据所述远程控制指令工作。

可选的，所述充放电回路模块还包括第一交流断路器、第二交流断路器、第三交流断路器和第四交流断路器；所述第一交流断路器、所述第二交流断路器、所述第三交流断路器和所述第四交流断路器均与所述远程控制模块通信连接；

所述充放电回路模块还包括电网供电主回路；

所述第一交流断路器与所述电网供电主回路的电压输入端电连接；所述第二交流断路器与所述并网模式充放电回路电压输入端电连接；所述第三交流断路器与所述孤网模式放电回路电压输出端电连接；所述第四交流断路器与并网模式充放电回路电压输出端和所述孤网模式放电回路电压输入端电连接；

在并网充放电模式下，所述第一交流断路器、所述第二交流断路器和所述第四交流断路器闭合，所述第三交流断路器断开；

在孤网放电模式下，所述第三交流断路器和所述第四交流断路器闭合，所述第一交流断路器和所述第二交流断路器断开。

可选的，所述充放电回路模块还包括电网供电主回路和公共回路；

所述电网供电主回路的第一端与电网电连接，所述电网供电主回路的第二端与所述并网模式充放电回路的第一端电连接，所述并网模式充放电回路的第二端与所述公共回路的第一端电连接，所述公共回路的第二端与所述充放电主控制模块电连接；

所述孤网模式放电回路的第一端与所述公共回路的第一端电连接，所述孤网模式放电回路的第二端与所述用电负载电连接。

可选的，所述并网模式充放电回路包括塑壳断路器和直流/交流双向转化器；

所述孤网模式放电回路包括直流接触器、逆变器、熔断器和微型断路器；

所述公共回路包括防雷器、泄放电阻、分流器、直流接触器和散热器；

所述第一保护子单元的第一端与所述塑壳断路器电连接，所述第一保护子单元的第二端与所述直流/交流双向转化器电连接；

所述第二保护子单元的第一端与所述熔断器电连接，所述第二保护子单元的第二端与所述微型断路器电连接。

可选的，所述微型断路器具备人工启停功能。

可选的，其特征在于，所述充放电回路模块还包括紧急供电模块；

所述紧急供电模块分别与所述充放电主控制模块和所述功率控制模块电连接，用于向所述充放电主控制模块和所述功率控制模块提供供电。

可选的，所述并网模式充放电回路的工作功率与所述孤网模式放电回路的工作功率不同。

可选的，所述计费控制模块包括天线、读卡器、音频器、显示器和计量器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种充电桩，包括权利要求1-13任一项所述的非车载充放电***，还包括充电枪；

在并网充放电模式下以及孤网放电模式下，所述充电枪与所述电动汽车电连接。

本发明实施例通过公开了一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***，包括充放电主控制模块、功率控制模块以及充放电回路模块；充放电回路模块包括并网模式充放电回路和孤网模式放电回路；充放电主控制模块用于根据用户需求指令确定充放电回路运行模式；功率控制模块与充放电主控制模块通信连接，用于根据充放电回路运行模式控制并网模式充放电回路运行，以使电网电路向电动汽车充电或者电动汽车向电网电路放电；或者控制孤网模式放电回路运行，以使电动汽车向用电负载放电。解决了现有技术中电动汽车在并网模式和孤网模式下还存在不能平滑切换，相互影响以及能量不能智能流动的技术问题，实现了不同应用场景下，电动汽车作为分布式储能单元和电网以及与人类日常生活用电的友好互动，达到“平滑切换、双向输能”的目标。进一步，还可基于放电安全设计与放电安全预警监测，提升放电的安全性，对计划停电的用户进行放电以保障用户的供电，实现用户侧“无扰式”有序用电，同时也为未来规模化电动汽车与电网互动提供理论与技术支撑，达到了电动汽车充放电的平滑切换，并网模式充放电和孤网模式放电互不影响以及能量的智能流动的有益效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***电路图；

图2为本发明实施例提供的又一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***电路图；

图3为本发明实施例提供的又一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***电路图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。

实施例

图1为本发明实施例提供的一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***电路图，本发明可适应于不同应用场景下，本实施例中列举了电动汽车作为分布式储能单元与电网以及与人类日常生活用电的友好互动中的情况。参照图1，一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***，包括：充放电主控制模块1、功率控制模块2以及充放电回路模块3；充放电回路模块3包括并网模式充放电回路31和孤网模式放电回路32；充放电主控制模块1用于根据用户需求指令确定充放电回路运行模式；功率控制模块2与充放电主控制模块1通信连接，用于根据充放电回路运行模式控制并网模式充放电回路31运行，以使电网电路向电动汽车充电或者电动汽车向电网电路放电；或者控制孤网模式放电回路32运行，以使电动汽车向用电负载放电。

示例性的，在电动汽车与电网电路以及与人类日常生活用电的使用中，非车载充放电***接收并并响应电动汽车和电网互动***下发的用户需求指令，用户需求指令包括电网电路向电动汽车充电指令或者电动汽车向电网放电指令或者电动汽车向用电负载放电指令。示例性的，充放电主控制模块1包括指示灯、急停按钮、输出继电器、门禁、电子锁接口，充放电主控制模块具有接收用户需求指令，动态调整充放电主控制模块1充放电运行参，将蓄电池管理***中电动汽车的动力蓄电池***能量数值反馈给电网电路，向功率控制模块2发出控制指令以及紧急急停保护的功能。非车载充放电***的充放电主控制模块1接收用户需求指令，根据用户需求指令确定充放电回路运行模式，并向功率控制模块2发出执行充放电回路运行模式的指令，充放电回路运行模式包括并网模式充放电回路31运行或孤网模式放电回路32运行，功率控制模块2根据充放电回路运行模式控制并网模式充放电回路31运行，以使电网电路向电动汽车充电或者电动汽车向电网电路放电，或者控制孤网模式放电回路32运行，以使电动汽车向用电负载放电。其中，并网模式和孤网模式不可同时进行，实现了电动汽车和电网电能的平滑切换双向流动以及电动汽车作为供电电源独立向负载供电供电，从而使电动汽车作为分布式储能单元合理利用。

综上，本发明实施例提供的一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***，根据用户需求指令确定充放电回路运行模式控制电网电路向电动汽车充电或者电动汽车向电网电路放电，或者电动汽车向用电负载放电，在非车载充放电***运行中设置并网模式和孤网模式不可同时进行，实现了在并网模式下电动汽车和电网电能的平滑切换双向流动，达到了“平滑切换、双向输能”的目标，以及孤网模式下电动汽车作为供电电源独立向负载供电，对计划停电的用户进行放电以保障用户的供电，达到用户“无扰式”有序用电。不同应用场景下，电动汽车作为分布式储能单元与电网以及与人类日常生活用电的友好互动，基于放电安全设计与放电安全预警监测，提升放电的安全性，同时也为未来规模化电动汽车与电网互动提供理论与技术支撑，达到了电动汽车充放电的平滑切换，并网模式充放电和孤网模式放电互不影响以及能量的智能流动的有益效果。

可选的，并网模式充放电回路31的工作功率与孤网模式放电回路32的工作功率不同。示例性的，并网模式充放电回路31下进行电网向电动汽车的充电运行和电动汽车向电网的放电运行，可实现充电功率或放电功率均为60kW；孤网模式放电回路32电动汽车可为独立局域电网放电提供紧急电源，可实现放电功率5kW供负载稳定运行，示例性，独立局域电网可以为家庭用电负载。

作为一种可行的实施例，继续参照图1，充放电回路模块3还包括电路互锁保护单元33，电路互锁保护单元33包括第一保护子单元331和第二保护子单元332；第一保护子单元331串联设置于并网模式充放电回路31中，第二保护子单元332串联设置于孤网模式放电回路32；第一保护子单元331和第二保护子单元332均与功率控制模块2通信连接；功率控制模块2用于根据充放电回路运行模式控制第一保护子单元331导通或者控制第二保护子单元332导通。

示例性的，为有效防止并网模式充放电回路31导通时孤网模式放电回路32同时导通，造成孤网模式放电回路32短路或者硬件设备损坏，引起用电危害，充放电回路模块3还包括电路互锁保护单元33，为了进一步加强安全性，电路互锁保护单元可以采用电气互锁方式和/或软件互锁方式，优选的，选择电气互锁和软件互锁的方式同时进行电路保护。示例性的，电路互锁保护单元33包括第一保护子单元331和第二保护子单元332，第一保护子单元331可以使用交流接触器KM，第二保护子单元332可以使用交流接触器KM1，交流接触器KM串联设置于并网模式充放电回路31中，其中，交流接触器KM导通控制网模式充放电回路31导通，交流接触器KM1串联设置于孤网模式放电回路32，交流接触器KM1导通控制孤网模式放电回路32导通，交流接触器KM和交流接触器KM1均与功率控制模块2通信连接,通讯方式可以选择RS-485通讯连接，交流接触器KM和交流接触器KM1设置软件互锁方式，功率控制模块2根据充放电回路运行模式控制交流接触器KM或者控制交流接触器KM1导通。示例性的，当功率控制模块2接收充放电主控制模块1的控制指令，控制指令包括功率控制模块2控制交流接触器KM导通，实现并网模式充放电回路31导通，在控制交流接触器KM导通之前，功率控制模块2延迟三秒执行控制指令并采集交流接触器KM和交流接触器KM1的工作状态，工作状态包括断开或闭合，功率控制模块2再根据交流接触器KM和交流接触器KM1的工作状态判断是否执行指令，若交流接触器KM1断开，则执行控制指令控制交流接触器KM导通，若交流接触器KM1闭合，功率控制模块2首先控制交流接触器KM1断开，再执行指令控制控制交流接触器KM闭合，实现并网模式充放电回路31导通。相似的，若控制指令为实现孤独网模式放电回路32导通，功率控制模块2监测和控制交流接触器KM状态，这里不再做详细描述。功率控制模块2通过监测和控制交流接触器KM和交流接触器KM1，从软件控制方式上实现了电网电路向电动汽车充电或者电动汽车向电网电路放电的能量交流安全切换。

可选的，电路互锁保护单元33还包括电源监测子单元(图中未示出)；电源监测子单元串联设置于并网模式充放电回路31中，用于监测并网模式充放电回路31中的电信号；功率控制模块2与电源监测子单元通信连接，用于根据充放电回路运行模式以及电信号控制第一保护子单元331导通或者控制第二保护子单元332导通。

示例性的，为进一步优化软件互锁方式，电源监测子单元可以选用三项导轨表，加装在并网模式充放电回路31中，用于检测并网模式充放电回路31中的电信号，电信号包括并网模式充放电回路31的电压信号，三项导轨表将采集到的电压信号发送到功率控制着模块2，功率控制模块2根据电压信号判断当前并网模式充放电回路31导通状态。当功率控制模块2接收充放电主控制模块1的控制指令，控制指令包括功率控制模块2控制交流接触器KM1导通，实现孤网模式放电回路32导通，功率控制模块2延迟三秒执行控制指令，若电压信号为零，则说明并网模式充放电回路31断开，功率控制模块2执行控制指令控制交流接触器KM1导通，孤网模式放电回路31导通，从软件控制方式上保护电动汽车向用电负载放电的能量输送安全切换，实现用户侧“无扰式”有序用电；若电压信号大于零，说明此时并网模式充放电回路31正在进行充电或者放电，此时功率控制模块2可以先控制交流接触器KM断开，再执行指令控制交流接触器KM1导通实现并网模式充放电回路32导通，或者功率控制模块2等待新的控制指令。

可选的，电路互锁保护单元还包括联锁按钮(图中未示出)，联锁按钮分别与第一保护子单元331和第二保护子单元332连接；联锁按钮334用于控制第一保护子单元导通或者控制第二保护子单元导通。示例性的，为进一步进行电路保护设置，电气互锁方式与软件互锁方式结合，将联锁按钮分别与交流接触器KM和交流接触器KM1连接，使交流接触器KM和交流接触器KM1具有电气互锁的功能，如：导通交流接触器KM，断开交流接触器KM1或者导通交流接触器KM1，断开交流接触器KM。联锁按钮与软件互锁方式结合进一步实现并网模式充放电和孤网模式放电的双通道安全切换，保证用电安全。

作为一种可行的实施例，继续参照图1，充放电回路模块3还包括电网供电主回路34和公共回路35；电网供电主回路34的第一端与电网电连接，电网供电主回路34的第二端与并网模式充放电回路31的第一端电连接，并网模式充放电回路31的第二端与公共回路35的第一端电连接，公共回路35的第二端与充放电主控制模块1电连接；孤网模式放电回路32的第一端与公共回路35的第一端电连接，孤网模式放电回路32的第二端与用电负载电连接。

示例性的，当非车载充放电***在并网模式下工作时，电网供电主回路第一端连接电网导通，第二端连接并网模式充放电回路31第一端导通，并网模式充放电回路31的第二端与公共回路的第一端导通，公共回路的第二端与充放电主控制模块1导通，实现充放电主控制模块1控制网模式下充放电控制；非车载充放电***在孤网模式下工作时，孤网模式放电回路32的第一端与公共回路35的第一端导通，孤网模式放电回路的第二端与用电负载导通，实现电动汽车向用电负载放电。

可选的，继续参照图1，充放电回路模块3还包括紧急供电模块36；紧急供电模块分别与充放电主控制模块1和功率控制模块2电连接(图中未示出)，用于向充放电主控制模块1和功率控制模块2供电。示例性的，紧急供电模块36可以是不间断电源(UninterruptiblePower Supply,UPS)，主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源，示例性的，在并网模式下电网突然断电或者孤网模式电动汽车向负载放电的情况下，给充放电主控制模块1，功率控制模块2等1-2个小时短暂供电。

作为一种可行的实施例，图2为本发明实施例提供的又一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***电路图，参照图2，非车载充放电***还包括计费控制模块4，计费控制模块4与充放电主控制模块1通信连接；计费控制模块4用于接收用户需求指令，并将用户需求指令传输至充放电主控制模块3。

示例性的，并网模式或者孤网模式下，用户使用非车载充放电***进行充放电操作时，计费控制模块4包括操作面板(图中未示出)，操作面板具有手动操作的功能，用户可以操作面板选择非车载充放电***的运行模式，运行模式包括并网模式充电或者并网模式放电或者孤网模式放电，计费控制模块4与充放电主控制模块1通信连接，将用户选择的运行模式指令传输给充放电主控制模块1，充放电主控制模块1控制功率控制模块2执行运行模式指令，从而实现用户与非车载充放电机的友好互动。

可选的，计费控制模块4包括天线、读卡器、音频器、显示器和计量器(图中未示出)，示例性的，天线用于接收通信信息；读卡器用于写入非车载充放电***每次运行模式参数，运行模式参数包括并网模式充电、网模式放电、孤网模式放电、充放电的时间和功率、运行故障等，读卡器同时具有读取用户充电量数值及运行状态的功能；音频器用于发出语音提示用于目前操作的步骤信息，示例性的，“***进入并网模式充电”提示，或者充放电机***出现故障或检测到异常状况时语音报警；显示器用于显示运行状态、充(放)电电压、充(放)电电流、充(放)电时间和故障信息等；计量器用于双向能量计量的功能。

可选的，继续参照图2，非车载充放电***还包括远程控制模块5；远程控制模块5与计费控制模块4通信连接；远程控制模块5用于发出远程控制指令至计费控制模块4，计费控制模块4用于将远程控制指令传输至充放电主控制模块1，以使所述非车载充放电***根据远程控制指令工作。

示例性的，为实现非车载充放电***在并网模式和孤网模式下的智能切换和***安全性，远程控制模块5可以为微网中央控制器，微网中央控制器与计费控制模块4通信连接，微网中央控制器具有远程监测和控制非车载充放电***的运行状态的功能，计费控制模块4向微网中央控制器传输非车载充放电***的运行状况信息，运行状况信息包括充放电回路模块交流输入电源故障及输出故障、充放电回路模块回路状态、开/关机状态，功率控制模块2的输出电压及电流。微网中央控制器包括显示器显示运行状况信息，当微网中央控制器监测到现场工作人员无法正常启动或关闭功率控制模块2充放电时，微网中央控制器向计费控制模块4发出启动或关闭功率控制模块2的远程控制指令；若功率控制模块2无法正常调节功率和/或电流时，微网中央控制器5向计费控制模块4发出调节功率控制模块2的远程控制指令，调节输出功率、限制最大电流等操作；计费控制模块4将远程控制指令传输至充放电主控制模块1，充放电主控制模块1控制功率控制模块2正常工作。

微网中央控制器通过远程检测并在显示器上展示非车载充放电***的运行状态信息，方便远程控制人员随时监测非车载充放电***的运行状态，在非车载充放电***非正常运行的状态下，微网中央控制器及时发送远程控制指令实现远程控制非车载充放电***，起到保障运行安全的目的。

可选的，图3为本发明实施例提供的又一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***电路图，参照图3，充放电回路模块3还包括第一交流断路器Ka、第二交流断路器Kb、第三交流断路器Kc和第四交流断路器Kd；第一交流断路器Ka、第二交流断路器Kb、第三交流断路器Kc和第四交流断路器均与远程控制模块5通信连接(图中未示出)；充放电回路模块3还包括电网供电主回路(图中未示出)；第一交流断路器Ka与电网供电主回路的电压输入端电连接；第二交流断路器Kb与并网模式充放电回路331电压输入端电连接；第三交流断路器Kc与孤网模式放电回路332电压输出端电连接；第四交流断路器Kd与并网模式充放电回路电压输出端和所述孤网模式放电回路电压输入端电连接；在并网充放电模式下，第一交流断路器Ka、第二交流断路器Kb和第四交流断路器闭合，第三交流断路器Kc断开；在孤网放电模式下，第三交流断路器Kc和第四交流断路器Kd闭合，第一交流断路器Ka和第二交流断路器断开Kb。

示例性的，为了进一步保障非车载充放电***在并网模式和孤网模式下用电安全，设置第一交流断路器Ka、第二交流断路器Kb、第三交流断路器Kc和第四交流断路器Kd分别与远程控制模块5通信连接，远程控制模块5监测交流断路器Ka、Kb、Kc和Kd的闭合状态和断开状态，并控制交流断路器Ka、Kb、Kc和Kd的状态。示例性的，远程控制模块5还设置信号灯Ka1、Kb1、Kc1和Kd1分别对应交流断路器Ka、Kb、Kc和Kd，信号灯亮提示Ka、Kb、Kc和Kd为闭合状态，信号灯灭亮提示交流断路器Ka、Kb、Kc和Kd为断开状态。并网模式下，Ka、Kb、和Kd闭合，Kc断开，并网模式充放电回路331导通，实现电网与电动汽车之间电能的双向流动；孤网模式下，Kc和Kd闭合，Kb和Ka断开，孤网模式放电回路332导通，实现电动汽车向用电负载放电。示例性的，非车载充放电***接运行在并网模式下，远程控制模块5监测Ka、Kb、Kc和Kd的状态信息，若Ka、Kb、Kc和Kd同时闭合，远程控制模块5控制Kc断开，执行并网模式下充放电。非车载充放电***接运行在孤网模式下，远程控制模块5监测Ka、Kb、Kc和Kd同时闭合，远程控制模块5控制Ka和Kb断开，并将Ka、Kb、Kc和Kd的闭合状态通信传输到计费控制模块，计费控制模块逐层通信传送禁止孤网模式放电的控制指令到功率控制模块，功率控制模块控制孤网模式放电回路中的交流接触器KM1断开，在该状态下，禁止孤网模式下放电；或者远程控制模块5控制Ka和Kb断开，并将Ka、Kb、Kc和Kd的闭合状态通信传输到计费控制模，块计费控制模块逐层通信传送允许孤网模式放电的控制指令到功率控制模块，功率控制模块控制孤网模式放电回路中的交流接触器KM1闭合，在该状态下，实现孤网模式下放电；或者远程控制模块5控制Ka和Kb断开，上述实施例所述的电源监测子单元监测并网模式充放电回路的电信号，并将电信号传送给功率控制模块，功率控制模块根据电信号判断并网模式充放电回路未导通，功率控制模块控制交流接触器KM1闭合，在该状态下，实现孤网模式下放电。

其中，Ka设置在电网供电主回路输出端，用于控制电网交流电的接入和切断，Kb设置在并网模式充放电回路电压输入端，用于控制并网模式充放电回路331导通或断开，Kc设置在孤网模式放电回路电压输出端，用于控制孤网模式放电回路332导通或断开，Kd设置并网模式充放电回路电压输出端和孤网模式放电回路电压输入端，用于控制电动汽车并网模式放电和孤网模式放电，Ka、Kb、Kc和Kd在并网模式充放电和孤网模式放电中起到保护回路安全的作用。

可选的，作为一种可行的实施例，继续参照图1，更为具体的，并网模式充放电回路31包括塑壳断路器QF和直流/交流双向转化器AC/DC；孤网模式放电回路32包括交流接触器K3K4、逆变器DC/AC、熔断器FU1\FU2和微型断路器QF4；公共回路包括防雷器FVC、泄放电阻R、分流器RSX、直流接触器K1K2和散热器HS；第一保护子单元331的第一端与塑壳断路器QF电连接，第一保护子单元331的第二端与直流/交流双向转化器AC/DC电连接；第二保护子单元332的第一端与熔断器FU1\FU2电连接，第二保护子单元332的第二端与微型断路器QF4电连接。

示例性的，第一保护子单元331可以为交流接触器KM,第二保护子单元332可以为交流接触器KM1，交流接触器KM和交流接触器KM1具有电气互锁设置和软件互锁设置，交流接触器KM和交流接触器KM1互斥，不可同时闭合。当非车载充放电***在并网模式下工作时，塑壳断路器QF-交流接触器KM-直流/交流双向转化器AC/DC-防雷器FVC-泄放电阻R-分流器RSX、直流接触器K1K2-散热器HS-充放电主控制模块1导通，电动汽车实现并网模式下充电或放电；当非车载充放电***在孤网模式下工作时，充放电主控制模块1-直流接触器K1K2-分流器RSX-泄放电阻R-交流接触器K3K4-逆变器DC/AC、熔断器FU1\FU2、交流接触器KM1、塑壳断路器QF、微型断路器QF4-防雷器FVC-散热器HS-导通，实现电动汽车向用电负载放电。其中，熔断器FU1\FU2、防雷器FVC、泄放电阻R、分流器RSX、微型断路器QF4、交流接触器KM和KM1以及直流接触器K1K2K3K4，起到直流过压保护、直流过流保护、电池反接保护、短路保护、交流侧欠压/过压保护、交流侧缺相/欠频/过频保护、孤岛保护功能等功能，同时散热器HS具有给***散热功能。

可选的，微型断路器QF4具备人工启停功能。示例性的，在并网模式切换到孤网模式时，加装微型断路器QF4，可以实现并网模式充放电运行时，人为切断孤网模式放电回路，避免发生并网模式充放电回路和孤网模式放电回路同时运行，造成逆变器DC/AC损坏，起到多重保护的功能，从而提升了***的安全性。

作为一种可行的实施例，本发明实施例还提供了一种充电桩，包括上述实施例所述的非车载充放电***，还包括充电枪；在并网充放电模式下以及孤网放电模式下，充电枪与电动汽车电连接。

需要说明的是，传统的充电设备每完成一次充电，即要求充电枪头插拔一次，而本发明实施例提供的充电枪，在连接充电桩与电动汽车进行充放电工作时，无需插拔充电枪切换并网模式或者孤网模式，即可改变充放电的工作模式，进行下一步操作指令，实现无需插拔充电枪无缝切换充放电模式的技术突破。

示例性的，本发明实施例提供的充电桩具有通信功能，充电桩与电动汽车蓄电池管理***BMS或远程控制操作平台通信传输，实现交互车辆充放电参数和控制指令；

具有充放电功能，根据用户充放电操作指令和/或远程控制操作平台的控制指令，并网模式下，动态调整充放电运行参数，执行相应操作，实现电网为电动汽车蓄电池***充电或者电动汽车蓄电池***向电网放电的能量双向流动；孤网模式下，动态调整放电运行参数，执行相应操作，实现电动汽车动力蓄电池***能量反馈给负载；

具有显示运行参数、手动输入运行参数、报警提示、能量计算等功能。

综上所述，本发明将并网孤网模式下非车载充放电机不同的工作状态下进行***控制分析，安全、高效执行自电网有序、用户有序和车辆有序的综合要求，有效判断孤网模式下给负荷供电时，电网是否有电，并且可以实施监测，不会发生并网模块与孤网模块同时工作的情况。另外，人为设置的开关也对该两条回路进行了保护。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，本发明的各个实施方式的特征可以部分地或者全部地彼此耦合或组合，并且可以以各种方式彼此协作并在技术上被驱动。对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种并网模式和孤网模式下的非车载充放电***，其特征在于，包括：充放电主控制模块、功率控制模块以及充放电回路模块；所述充放电回路模块包括并网模式充放电回路和孤网模式放电回路；

所述充放电主控制模块用于根据用户需求指令确定充放电回路运行模式；

所述功率控制模块与所述充放电主控制模块通信连接，用于根据所述充放电回路运行模式控制所述并网模式充放电回路运行，以使电网电路向电动汽车充电或者电动汽车向电网电路放电；或者控制所述孤网模式放电回路运行，以使所述电动汽车向用电负载放电；

所述充放电回路模块还包括电路互锁保护单元，所述电路互锁保护单元包括第一保护子单元和第二保护子单元，第一保护子单元为交流接触器KM，第二保护子单元为交流接触器KM1；所述交流接触器KM串联设置于所述并网模式充放电回路中，所述交流接触器KM1串联设置于所述孤网模式放电回路；所述交流接触器KM和所述交流接触器KM1均与所述功率控制模块通信连接；所述功率控制模块用于根据所述充放电回路运行模式控制所述交流接触器KM导通或者控制所述交流接触器KM1导通；所述电路互锁保护单元还包括联锁按钮，所述联锁按钮分别与所述交流接触器KM和所述交流接触器KM1连接；所述联锁按钮用于控制所述交流接触器KM导通或者控制所述交流接触器KM1导通；

所述电路互锁保护单元还包括电源监测子单元；所述电源监测子单元串联设置于所述并网模式充放电回路中，用于监测所述并网模式充放电回路中的电信号；所述功率控制模块与所述电源监测子单元通信连接，用于根据所述充放电回路运行模式以及所述电信号控制所述第一保护子单元导通或者控制所述第二保护子单元导通；电源监测子单元选用三项导轨表；

所述非车载充放电***还包括计费控制模块，所述计费控制模块与所述充放电主控制模块通信连接；所述计费控制模块用于接收所述用户需求指令，并将所述用户需求指令传输至所述充放电主控制模块；

所述非车载充放电***还包括远程控制模块；所述远程控制模块与所述计费控制模块通信连接；所述远程控制模块用于发出远程控制指令至所述计费控制模块，所述计费控制模块用于将所述远程控制指令传输至所述充放电主控制模块，以使所述非车载充放电***根据所述远程控制指令工作；

所述充放电回路模块还包括第一交流断路器、第二交流断路器、第三交流断路器和第四交流断路器；所述第一交流断路器、所述第二交流断路器、所述第三交流断路器和所述第四交流断路器均与所述远程控制模块通信连接；所述充放电回路模块还包括电网供电主回路；所述第一交流断路器与所述电网供电主回路的电压输入端电连接；所述第二交流断路器与所述并网模式充放电回路电压输入端电连接；所述第三交流断路器与所述孤网模式放电回路电压输出端电连接；所述第四交流断路器与所述并网模式充放电回路电压输出端和所述孤网模式放电回路电压输入端电连接；在并网充放电模式下，所述第一交流断路器、所述第二交流断路器和所述第四交流断路器闭合，所述第三交流断路器断开；在孤网放电模式下，所述第三交流断路器和所述第四交流断路器闭合，所述第一交流断路器和所述第二交流断路器断开。

2.根据权利要求1所述的非车载充放电***，其特征在于，所述充放电回路模块还包括电网供电主回路和公共回路；

所述电网供电主回路的第一端与电网电连接，所述电网供电主回路的第二端与所述并网模式充放电回路的第一端电连接，所述并网模式充放电回路的第二端与所述公共回路的第一端电连接，所述公共回路的第二端与所述充放电主控制模块电连接；

所述孤网模式放电回路的第一端与所述公共回路的第一端电连接，所述孤网模式放电回路的第二端与所述用电负载电连接。

3.根据权利要求2所述的非车载充放电***，其特征在于，所述并网模式充放电回路包括塑壳断路器和直流/交流转化器；

所述孤网模式放电回路包括直流接触器、逆变器、熔断器和微型断路器；

所述公共回路包括防雷器、泄放电阻、分流器、直流接触器和散热器；

所述第一保护子单元的第一端与所述塑壳断路器电连接，所述第一保护子单元的第二端与所述直流/交流转化器电连接；

所述第二保护子单元的第一端与所述熔断器电连接，所述第二保护子单元的第二端与所述微型断路器电连接。

4.根据权利要求3所述的非车载充放电***，其特征在于，所述微型断路器具备人工启停功能。

5.根据权利要求1所述的非车载充放电***，其特征在于，所述充放电回路模块还包括紧急供电模块；

所述紧急供电模块分别与所述充放电主控制模块和所述功率控制模块电连接，用于向所述充放电主控制模块和所述功率控制模块提供供电。

6.根据权利要求1所述的非车载充放电***，其特征在于，所述并网模式充放电回路的工作功率与所述孤网模式放电回路的工作功率不同。

7.根据权利要求1所述的非车载充放电***，其特征在于，所述计费控制模块包括天线、读卡器、音频器、显示器和计量器。

8.一种充电桩，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的非车载充放电***，还包括充电枪；

在并网充放电模式下以及孤网放电模式下，所述充电枪与所述电动汽车电连接。

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