本發(fā)明涉及電動汽車有序充電，尤其涉及一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在小區(qū)內(nèi)鋪設(shè)充電樁作為新能源汽車的能量補給，其規(guī)模和布局速度迅猛發(fā)展。同時，智能電網(wǎng)作為城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，需要接入和調(diào)度大量電動汽車的充電負荷。當前電動汽車的充電負荷在電網(wǎng)的負荷中所占比例不斷增加，電網(wǎng)頻率將會產(chǎn)生較大幅度的波動，對電網(wǎng)電壓和頻率調(diào)節(jié)帶來負面影響。由于目前大部分小區(qū)布局充電樁時并未根據(jù)電力需求峰值進行配電，在充電高峰期由于充電樁數(shù)量過多，充電負荷超出小區(qū)的用電設(shè)計負荷而發(fā)生電壓暫降、功率因數(shù)低等現(xiàn)象，影響電網(wǎng)質(zhì)量，造成電網(wǎng)頻率下降，影響小區(qū)居民用電需求。一方面，在電動汽車充電需求增多，電力資源緊缺的時候，小區(qū)布局充電樁的可用資源未能充分利用。另一方面，在電動汽車充電過程中，若電壓不穩(wěn)定、波動較大，將降低充電效率，充電時長增加，帶來不必要的資源的浪費。由于電力資源有限，為實現(xiàn)新能源電動汽車的穩(wěn)定發(fā)展，需要一種平衡電力需求和充電負荷的有序充電的方案使現(xiàn)有的小區(qū)充電樁充分利用其資源。

2、于是，發(fā)明人有鑒于此，針對現(xiàn)有技術(shù)及缺失予以研究改良，提供一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)及方法，以期達到更具有實用價值的目的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述背景技術(shù)中提到的問題，本發(fā)明提供一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)及方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，包括充電樁、控制終端，所述控制終端與充電樁電連接，所述充電樁包括：電動汽車soc獲取模塊、充電功率獲取模塊、充電時隙獲取模塊、充電控制模塊，所述電動汽車soc獲取模塊用于每隔10分鐘電動車載機從電動汽車電池管理系統(tǒng)獲取電動汽車soc；所述充電功率獲取模塊用于每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應的電網(wǎng)可用總功率；所述充電時隙獲取模塊用于根據(jù)電動汽車soc獲取模塊和充電功率獲取模塊所獲取的數(shù)據(jù)得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率，充電時隙按時間先后順序排列組成充電過程；所述充電控制模塊用于按照充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?/p>

4、優(yōu)選地，所述充電時隙獲取模塊用于獲取電動汽車停放時段對應的充電時隙，在電動汽車停放時段內(nèi)，如電網(wǎng)頻率超出所述充電功率獲取模塊所獲取的電網(wǎng)可用總功率區(qū)間范圍，按照預設(shè)策略調(diào)整充電功率，得到新的充電時隙。

5、優(yōu)選地，所述充電時隙獲取模塊用于以0時刻為起始時刻，以24小時為周期，將整個周期按每隔4小時分為0-4時、4-8時、8-12時、12-16時、16-20時和20-24時六個時段，按時段設(shè)定soc區(qū)間[si-1，si]，i為時段標識，i＝1，2，3，4，5，6，按6個時段對應的soc區(qū)間分別獲取初始充電時隙。

6、優(yōu)選地，所述有序充電系統(tǒng)還包括電網(wǎng)頻率監(jiān)測模塊，所述電網(wǎng)頻率監(jiān)測模塊用于監(jiān)測電網(wǎng)頻率波動區(qū)間，根據(jù)電網(wǎng)頻率波動區(qū)間向所述充電功率獲取模塊提供電網(wǎng)可用總功率。

7、優(yōu)選地，所述充電時隙獲取模塊用于當電動汽車停放的充電站的可用總功率區(qū)間超出當前充電時隙對應的可用總功率區(qū)間時，則當前充電時隙的充電狀態(tài)為待機狀態(tài)，當電動汽車停放時段對應多個可用總功率區(qū)間時，則按電動汽車soc大小確定初始充電時隙。

8、優(yōu)選地，當所述充電站的可用的充電總功率＞電動汽車電池充電總功率+當前正在充電的充電樁剩余充電時間對應的功率需求，將剩余的充電功率減半，得到當前正在充電的充電樁剩余充電時間需要的可用功率，如當前充電功率不滿足，則控制當前正在充電的充電樁按照當前功率的一半充電；或如當前充電功率不滿足，則控制當前充電樁充電結(jié)束。

9、優(yōu)選地，所述控制終端用于監(jiān)測充電站負載實時功率，在充電站負載實時功率超出其對應的預設(shè)閾值時，則進行功率限制，所述功率限制包括：控制充電站內(nèi)正在充電的充電樁按照當前功率的一半充電；或控制充電站內(nèi)剩余充電時間不超過預設(shè)充電時間的充電樁充電結(jié)束：或控制正在充電的充電樁充電結(jié)束，并控制停放時間超過預設(shè)停放時間t的汽車不充電。

10、另一方面，本發(fā)明還提供一種電動汽車有序充電控制方法，包括以下步驟：系統(tǒng)獲取電動汽車soc；每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應的電網(wǎng)可用總功率；根據(jù)電動汽車soc和電網(wǎng)可用總功率得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率；基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?/p>

11、優(yōu)選地，基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姡ㄟ^控制終端向每個充電樁下發(fā)具體的充電時長，計算出在預設(shè)充電總時長下的每個目標階段充電的目標電壓，每個階段的充電時長為充電目標電壓與初始充電電壓的比值乘以總充電時長的百分比。

12、優(yōu)選地，將預設(shè)總充電時長劃分為4個階段；第一階段、充電5％-10％時長，電流從0a逐步增加到100a，電壓隨電流增加緩慢增加，根據(jù)電壓增加速率計算得到第一階段每100毫秒目標電池電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標電壓的差值，計算出該時段的修正充電電流，修正充電電流＝(目標電壓-實際電壓)×電池電芯容阻×0.5a，第二階段、10％-30％階段，電流為恒流模式，100a，電壓隨電流增加緩慢上升，根據(jù)電壓增加速率計算出時段目標電池電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標電壓的差值，計算出該時段修正充電電流，第三階段、30％-60％階段，充電電流從100a下降到50a，電壓隨電流降低緩慢下降，根據(jù)電壓降低速率計算出時段目標電池電壓，在30％階段電流的下降速率是線性的，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標電壓的差值，計算出該時段修正充電電流，第四階段、大于60％階段，充電電流為恒壓模式，保持在40v恒定電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標電壓的差值，計算出該時段修正充電電流。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

14、1、本發(fā)明根據(jù)電動汽車soc和電網(wǎng)可用總功率得到充電時隙，基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆?，能夠充分利用小區(qū)充電樁所有時隙完成盡可能多的電動汽車的充電，減小充電站內(nèi)各時隙之間的充電干擾，同時對電網(wǎng)頻率的影響最小，對電網(wǎng)的沖擊小，緩解電網(wǎng)壓力，進一步保證電網(wǎng)的安全，對充電站內(nèi)總功率的調(diào)整和分配更合理。

15、2、本發(fā)明通過將預設(shè)總充電時長進行劃分，通過控制每個階段的充電電流和電壓，優(yōu)化充電過程，確保電池充電的安全性和效率。通過在不同階段應用不同的充電模式和修正策略，減少充電時間，提高充電速度，同時避免對電池造成損害。

技術(shù)特征：

1.一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括充電樁、控制終端，所述控制終端與充電樁電連接，所述充電樁包括：電動汽車soc獲取模塊、充電功率獲取模塊、充電時隙獲取模塊，所述電動汽車soc獲取模塊用于每隔10分鐘電動車載機從電動汽車電池管理系統(tǒng)獲取電動汽車soc；所述充電功率獲取模塊用于每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應的電網(wǎng)可用總功率；所述充電時隙獲取模塊用于根據(jù)電動汽車soc獲取模塊和充電功率獲取模塊所獲取的數(shù)據(jù)得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率，充電時隙按時間先后順序排列組成充電過程；所述充電控制模塊用于按照充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電時隙獲取模塊用于獲取電動汽車停放時段對應的充電時隙，在電動汽車停放時段內(nèi)，如電網(wǎng)頻率超出所述充電功率獲取模塊所獲取的電網(wǎng)可用總功率區(qū)間范圍，按照預設(shè)策略調(diào)整充電功率，得到新的充電時隙。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電時隙獲取模塊用于以0時刻為起始時刻，以24小時為周期，將整個周期按每隔4小時分為0-4時、4-8時、8-12時、12-16時、16-20時和20-24時六個時段，按時段設(shè)定soc區(qū)間[si-1，si]，i為時段標識，i＝1，2，3，4，5，6，按6個時段對應的soc區(qū)間分別獲取初始充電時隙。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動汽車有序充電系統(tǒng)還包括電網(wǎng)頻率監(jiān)測模塊，所述電網(wǎng)頻率監(jiān)測模塊用于監(jiān)測電網(wǎng)頻率波動區(qū)間，根據(jù)電網(wǎng)頻率波動區(qū)間向所述充電功率獲取模塊提供電網(wǎng)可用總功率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電時隙獲取模塊用于當電動汽車停放的充電站的可用總功率區(qū)間超出當前充電時隙對應的可用總功率區(qū)間時，則當前充電時隙的充電狀態(tài)為待機狀態(tài)，當電動汽車停放時段對應多個可用總功率區(qū)間時，則按電動汽車soc大小確定初始充電時隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，當所述充電站的可用的充電總功率＞電動汽車電池充電總功率+當前正在充電的充電樁剩余充電時間對應的功率需求，將剩余的充電功率減半，得到當前正在充電的充電樁剩余充電時間需要的可用功率，如當前充電功率不滿足，則控制當前正在充電的充電樁按照當前功率的一半充電；或如當前充電功率不滿足，則控制當前充電樁充電結(jié)束。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端用于監(jiān)測充電站負載實時功率，在充電站負載實時功率超出其對應的預設(shè)閾值時，則進行功率限制，所述功率限制包括：控制充電站內(nèi)正在充電的充電樁按照當前功率的一半充電；或控制充電站內(nèi)剩余充電時間不超過預設(shè)充電時間的充電樁充電結(jié)束：或控制正在充電的充電樁充電結(jié)束，并控制停放時間超過預設(shè)停放時間t的汽車不充電。

8.一種電動汽車有序充電控制方法，基于權(quán)利要求1-7中任一項所述的電動汽車有序充電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：獲取電動汽車soc；每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應的電網(wǎng)可用總功率；根據(jù)電動汽車soc和電網(wǎng)可用總功率得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率；基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?/p>

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電動汽車有序充電控制方法，其特征在于，基于充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姡ㄟ^控制終端向每個充電樁下發(fā)具體的充電時長，計算出在預設(shè)充電總時長下的每個目標階段充電的目標電壓，每個階段的充電時長為充電目標電壓與初始充電電壓的比值乘以總充電時長的百分比。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電動汽車有序充電控制方法，其特征在于，將總充電時長劃分為4個階段；第一階段、充電5％-10％時長，電流從0a逐步增加到100a，電壓隨電流增加緩慢增加，根據(jù)電壓增加速率計算得到第一階段每100毫秒目標電池電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標電壓的差值，計算出該時段的修正充電電流，修正充電電流＝(目標電壓-實際電壓)×電池電芯容阻×0.5a，第二階段、10％-30％階段，電流為恒流模式，100a，電壓隨電流增加緩慢上升，根據(jù)電壓增加速率計算出時段目標電池電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標電壓的差值，計算出該時段修正充電電流，第三階段、30％-60％階段，充電電流從100a下降到50a，電壓隨電流降低緩慢下降，根據(jù)電壓降低速率計算出時段目標電池電壓，在30％階段電流的下降速率是線性的，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標電壓的差值，計算出該時段修正充電電流，第四階段、大于60％階段，充電電流為恒壓模式，保持在40v恒定電壓，根據(jù)上一時段實際電池電壓與目標電壓的差值，計算出該時段修正充電電流。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電動汽車有序充電控制系統(tǒng)及方法，涉及電動車充電技術(shù)領(lǐng)域。包括充電樁、控制終端，所述控制終端與充電樁電連接，所述充電樁包括：電動汽車SOC獲取模塊、充電功率獲取模塊、充電時隙獲取模塊、充電控制模塊，所述電動汽車SOC獲取模塊用于每隔10分鐘電動車載機從電動汽車電池管理系統(tǒng)獲取電動汽車SOC；所述充電功率獲取模塊用于每間隔5分鐘從所述控制終端獲取電網(wǎng)頻率波動區(qū)間內(nèi)對應的電網(wǎng)可用總功率；所述充電時隙獲取模塊用于根據(jù)電動汽車SOC獲取模塊和充電功率獲取模塊所獲取的數(shù)據(jù)得到充電時隙，所述充電時隙包括時間及充電功率；所述充電控制模塊用于按照充電時隙的順序?qū)﹄妱悠囯姵爻潆姟?br/>
技術(shù)研發(fā)人員：鄭鵬,石偉丞
受保護的技術(shù)使用者：成都吉瓦特科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19