CN112193100A - 一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法及其设备，方法包含以下步骤：获取三个相位各自的供电负荷，计算并定义最高供电负荷相位和最低供电负荷相位；当有电动车接入充电桩充电时，该充电桩切换到所述最低供电负荷相位，再开始向所述电动车供电；其他情况，实时获取每一充电桩的充电功率，若三个相位的每相位总充电功率的标准偏差大于第一阈值，计算得到三个相位的均衡分配方案，根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的供电相位。本发明根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的供电相位，减少大功率三相负载不均衡对电网造成的冲击和损坏，均衡三相使用的电量。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车充电控制领域，具体指有一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法。
背景技术
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。越来越多的车主购买私家车时选择购买电动汽车。充电桩是电动车充电的装置。
目前的电动汽车，特别是插电式电动汽车的家用充电模式以单相交流充电为主，且均使用L1相位进行充电.当一个场站(或小区)内多辆车同时进行交流充电，则该场站(或小区)的三相负载出现严重不均衡。由于充电桩的输出功率远超普通家用电气，该不均衡将严重影响电网健康和设备使用寿命。
针对上述的现有技术存在的问题设计一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法是本发明研究的目的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，能够有效解决上述现有技术存在的问题。
本发明的技术方案是：
一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，包含以下步骤：
获取三个相位各自的供电负荷，计算并定义最高供电负荷相位和最低供电负荷相位；
当有电动车接入充电桩充电时，该充电桩切换到所述最低供电负荷相位，再开始向所述电动车供电；
其他情况，实时获取每一充电桩的充电功率及其相位，每间隔第一时间执行：若三个相位的每相位总充电功率的标准偏差大于第一阈值，计算得到三个相位的均衡分配方案，根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的供电相位。
进一步地，所述第一阈值为单个相位满载供电负荷的20％-50％。
进一步地，充电桩切换相位之前，进一步包含唯一性检测，具体为，若充电桩同时切换至多个相位供电，则只允许切换到其中一个相位。
进一步地，所述若充电桩同时通过多个相位供电，则只允许切换到其中一个相位具体为，生成包含切换相位信息的3×3置换矩阵，该充电桩根据3×3置换矩阵切换至相应的相位。
进一步地，充电桩的三个相位通过相应继电器的导通或断开实现切换。
进一步地，充电桩切换相位之前，进一步包含继电器粘接检测，具体为，充电桩三个相位对应的继电器全部断开，检测充电桩的三个相位参数，若继电器粘接，则拒绝对应的充电桩切换相位。
进一步地，拒绝充电桩切换相位后，对应的所述充电桩停止充电。
进一步地，所述第一时间为10-30分钟。
进一步地，所述计算得到三个相位的均衡分配方案具体为：保持每个充电桩的充电功率不变，模拟调整相位，将模拟调整相位的结果进行迭代趋近，得到三个相位标准偏差最小的组合。
进一步提供一种支持相位旋转的电动汽车智能充电设备，包含：
若干充电桩，用于对电动车充电，所述充电桩均包含三个相位输入端；
计算模块，用于：计算并定义最高供电负荷相位和最低供电负荷相位；
控制模块，用于：
当有电动车接入充电桩充电时，该充电桩切换到所述最低供电负荷相位，再开始向所述电动车供电；
其他情况，实时获取每一充电桩的充电功率及其相位，每间隔第一时间执行：若三个相位的每相位总充电功率的标准偏差大于第一阈值，计算得到三个相位的均衡分配方案，根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的供电相位。
因此，本发明提供以下的效果和/或优点：
本发明能适用于电动车充电场景，对电动车接入的时刻进行监测，在电动车接入充电前预先切换至相应的相位，同时对全部充电桩实时监测，在大于第一阈值的情况下启动三个相位的均衡分配方案，根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的供电相位，减少大功率三相负载不均衡对电网造成的冲击和损坏，均衡三相使用的电量。
本方法进一步包含唯一性检测，具体为，若充电桩同时通过多个相位供电，则只允许切换到其中一个相位。防止误操作下发错误指令导致两个输入相位同时输出到一个输出相位，引起短路故障。
本方法进一步包含继电器粘接检测，若继电器粘接，则有相位的输出电压在切换前大于0，则拒绝对应的充电桩切换相位，拒绝充电桩切换相位后，对应的所述充电桩停止充电。拒绝充电桩切换相位后，发出告警通知。进一步提高安全性。
本方法每间隔第一时间执行一次相位调整，可防止充电桩频繁调整相位，造成车辆充电效率低下的问题。
应当明白，本发明的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，并且意在提供对如要求保护的本发明的进一步的解释。
附图说明
图1为实施例一的流程示意图。
图2为实施例二的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：
实施例一
参考图1，一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，通过若干充电桩、后台服务器、相位旋转继电器组实现，包含以下步骤：
S1，获取三个相位各自的供电负荷，计算并定义最高供电负荷相位和最低供电负荷相位；
具体地，后台服务器获取每个充电桩的三个相位各自的供电负荷，累加后获得三个相位各自的总负荷，通过对比，将负荷最高的相位定义为最高供电负荷相位，将负荷最高的相位定义为最高供电负荷相位。
S2，当有电动车接入充电桩充电时，该充电桩切换到所述最低供电负荷相位，再开始向所述电动车供电；
具体地，充电桩检测到电动车接入充电枪并且收到启用充电的指令后，后台服务器将该充电桩的最大负荷设定为该电动车的充电功率，后台服务器发出命令，使该充电桩的相位旋转继电器组预先切换到所述最低供电负荷相位，在充电桩进行充电器即完成相位切换，再通过最低供电负荷相位向电动车供电。
S3，其他情况，实时获取每一充电桩的充电功率及其相位，每间隔第一时间执行：若三个相位的每相位总充电功率的标准偏差大于第一阈值，所述第一阈值为单个相位满载供电负荷的20％-50％，计算得到三个相位的均衡分配方案，根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的供电相位；所述计算得到三个相位的均衡分配方案具体为：保持每个充电桩的充电功率不变，模拟调整相位，将模拟调整相位的结果进行迭代趋近，得到三个相位标准偏差最小的组合。
具体地，后台服务器实时获取每一充电桩充电功率，以及充电状态、供电相位、电池电量，充电状态包括恒压充电状态、恒流充电状态，并且后台服务器实时统计并计算三个相位的标准偏差，本实施例中，若三个相位的标准偏差大于单个相位满载供电负荷的20％，例如单个相位的满载供电负荷为300kw，定义三个相位的总负荷分别为PL1、PL2、PL3，计算相位平均负荷Pavg＝(PL1+PL2+PL3)/3，三个相位标准偏差大于60kw时，则继续执行计算得到三个相位的均衡分配方案，根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的相位旋转继电器组，从而改变其供电相位。
在其他实施例中，第一阈值也可以是最高供电负荷相位和最低供电负荷相位的供电负荷差值大于单个相位满载供电负荷的30％、40％或50％。
进一步地，充电桩切换相位之前，进一步包含唯一性检测，具体为，若充电桩同时通过多个相位供电，则只允许切换到其中一个相位。所述若充电桩同时通过多个相位供电，则只允许切换到其中一个相位具体为，生成包含切换相位信息的3×3置换矩阵，该充电桩根据3×3置换矩阵切换至相应的相位。
具体地，当相位旋转继电器组接收到后台服务器的相位切换指令，切换相位之前，进行唯一性检测，判断该相位旋转继电器是否只接收到一个相位切换指令，避免电动车接入时，上述S2和S3同时发出相位切换指令，导致两个输入相位同时输出到一个输出相位,引起短路故障，唯一性检测之后，只允许相位旋转继电器组其中的一个继电器连通电源相位。该步骤中通过算法产生3×3置换矩阵，该矩阵包含6种继电器开关状态，且每一种继电器开关状态均只有一个相位连通，其他相位均断开，该充电桩根据3×3置换矩阵切换至相应的相位。
进一步地，充电桩的三个相位通过相应继电器的导通或断开实现切换。
进一步地，充电桩切换相位之前，进一步包含继电器粘接检测，具体为，充电桩三个相位对应的继电器全部断开，检测充电桩的三个相位参数，本实施例中，采用检测充电桩三个相位的电压从而检测三个相位是否完全断开，若继电器粘接，则有相位的输出电压在切换前大于0，则拒绝对应的充电桩切换相位，拒绝充电桩切换相位后，对应的所述充电桩停止充电。拒绝充电桩切换相位后，发出告警通知。
进一步地，所述第一时间为10-30分钟。本实施例中，第一时间具体为10分钟。其他实施例中也可以是20分钟，或者30分钟。
实验数据
对某小型停车场8台充电桩统计，平均每台车充电6小时，每天每台桩充2次，初始接入为L1相位。
传统方法，L1相位上每天需要消耗8*6*2*7.4＝710.4kWh的电量，而L2和L3相位上的电量消耗为0。
通过本方法对该小型停车场8台充电桩统计，理想情况下，L1、L2和L3三个相位上的电量消耗都大约为240kWh左右。
实施例二
进一步提供一种支持相位旋转的电动汽车智能充电设备，包含：
参考图2，若干充电桩，用于对电动车充电，所述充电桩均包含三个相位输入端；
计算模块，用于：计算并定义最高供电负荷相位和最低供电负荷相位；
控制模块，用于：
当有电动车接入充电桩充电时，该充电桩切换到所述最低供电负荷相位，再开始向所述电动车供电；
其他情况，实时获取每一充电桩的充电功率及其相位，每间隔第一时间执行：若三个相位的每相位总充电功率的标准偏差大于第一阈值，计算得到三个相位的均衡分配方案，根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的供电相位。
本实施例的工作原理与实施例一基本相同，在此不再阐述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，其特征在于：包含以下步骤：
获取三个相位各自的供电负荷，计算并定义最高供电负荷相位和最低供电负荷相位；
当有电动车接入充电桩充电时，该充电桩切换到所述最低供电负荷相位，再开始向所述电动车供电；
其他情况，实时获取每一充电桩的充电功率及其相位，每间隔第一时间执行：若三个相位的每相位总充电功率的标准偏差大于第一阈值，计算得到三个相位的均衡分配方案，根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的供电相位。
2.根据权利要求1所述的一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，其特征在于：
所述第一阈值为单个相位满载供电负荷的20％-50％。
3.根据权利要求1所述的一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，其特征在于：
充电桩切换相位之前，进一步包含唯一性检测，具体为，若充电桩同时通过至多个相位供电，则只允许切换到其中一个相位。
4.根据权利要求3所述的一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，其特征在于：
所述若充电桩同时通过多个相位供电，则只允许切换到其中一个相位具体为，生成包含切换相位信息的3×3置换矩阵，该充电桩根据3×3置换矩阵切换至相应的相位。
5.根据权利要求1所述的一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，其特征在于：
充电桩的三个相位通过相应继电器的导通或断开实现切换。
6.根据权利要求5所述的一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，其特征在于：
充电桩切换相位之前，进一步包含继电器粘接检测，具体为，充电桩三个相位对应的继电器全部断开，检测充电桩的三个相位参数，若继电器粘接，则拒绝对应的充电桩切换相位。
7.根据权利要求6所述的一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，其特征在于：
拒绝充电桩切换相位后，对应的所述充电桩停止充电。
8.根据权利要求1所述的一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，其特征在于：
所述第一时间为10-30分钟。
9.根据权利要求1所述的一种支持相位旋转的电动汽车智能充电方法，其特征在于：
所述计算得到三个相位的均衡分配方案具体为：保持每个充电桩的充电功率不变，模拟调整相位，将模拟调整相位的结果进行迭代趋近，得到三个相位标准偏差最小的组合。
10.一种支持相位旋转的电动汽车智能充电设备，其特征在于：包含：
若干充电桩，用于对电动车充电，所述充电桩均包含三个相位输入端；
计算模块，用于：计算并定义最高供电负荷相位和最低供电负荷相位；
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当有电动车接入充电桩充电时，该充电桩切换到所述最低供电负荷相位，再开始向所述电动车供电；
其他情况，实时获取每一充电桩的充电功率及其相位，每间隔第一时间执行：若三个相位的每相位总充电功率的标准偏差大于第一阈值，计算得到三个相位的均衡分配方案，根据所述均衡分配方案切换每一充电桩对应的供电相位。
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