一种共享交流电源的多路充电控制开关装置

1.本发明涉及新能源汽车充电技术领域，特别是一种共享交流电源的多路充电控制开关装置。


背景技术：

2.据公安部统计，截至2022年底，全国新能源汽车保有量达1310万辆，其中纯电动汽车保有量为1045万辆，而全国累计建成充电桩521万台。也就是说，全国平均每2.5辆新能源汽车就能分配到一个充电桩。但每逢节假日用车高峰，总有车主遇到充电排队、充电难的问题。造成充电难的主要原因是用车高峰，车主往往在同一时间段集中出行，导致充电桩供应不足。但是，工作日的高速公路上几乎不会出现新能源汽车，导致高速公路充电桩的利用率非常低，运营商亏损。
3.现在我国充电桩的数量与新能源汽车的数量比不能达到1:1，根据2022年的最新数据，这一比例大约为1：2.6。所以建充电桩任务仍然艰巨。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种共享交流电源的多路充电控制开关装置，适合电力容量紧张的老旧小区停车场或风景名胜区的停车场大量布置充电桩，高效利用电力容量。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种共享交流电源的多路充电控制开关装置，由4块单相智能电能表、一台4g路由器、一个智能多路开关和4个漏电保护器相应连接构成；输入电源大于7kw的容量，接入电能表的输入端子，并为路由器和智能多路开关提供工作电源，4块电能表的输出分别接智能多路开关的相应动力电源输入端子，电能表的rs485均并联接到智能多路开关的rs485端子，智能多路开关的各路动力电源输出以及接地pe接漏电保护器的输入，各漏电保护器的输出接相应的充电桩。
6.在一较佳的实施例中，4g路由器构建wifi网络和连接公网，为车主构建连接手机与电能表的通信通道，以便车主通过app控制电能表的内置开关通断；智能多路开关的控制部分通过rs485与电能表通信，获取电能表的内置开关通断以及充电时的电流信息，根据这些信息和控制策略，控制智能多路开关的相应开关通断，来调度各充电桩的供电；接漏电保护器的作用是防止其后面的用电设备漏电，保护设备和人身安全；车主插好充电枪后，用手机扫码相应电能表，操作app控制电能表闭合其内置开关，申请充电；此时并不能立即充电，因为智能多路开关并没有相应的合闸；智能多路开关的控制部分查询各电能表的内置开关通断状态，以及充电电流信息，根据控制策略控制相应开关是否接通；如果没有正在充电的车辆，或所有充电电流的总和小于设定值，则接通相应开关为该车充电，否则需等待智能多路开关的调度。
7.在一较佳的实施例中，所述控制开关装置实行以下步骤：（1）打开智能多路开关里面的所有开关；
（2）采集4块电能表的内置开关状态、电流有效值、电压有效值；（3）统计电能表的内置开关“合”状态的数量，0表示无充电桩申请充电，1-4分别表示有1-4根充电桩申请充电，按先检测到的顺序排列；（4）电流约束条件：累加4块电能表的电流有效值，小于设定值，表示此时可以接入一根充电桩充电；（5）电压约束条件：在电压合格范围内可正常接入或退出充电桩，否则退出所有充电桩；（6）在电流约束条件、电压约束条件均符合的情况下，接入步骤（3）排列的最前面充电桩开关；（7）延时1小时；（8）重复步骤2，无限循环。
8.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明适合电力容量紧张的老旧小区停车场或风景名胜区的停车场大量布置充电桩，高效利用电力容量。在风景名胜区的停车场大量布置本专利的装置，同样电力容量下可以为更多的电动汽车充电而不需要移动车辆。这样可以增加停车场的充电收益。
附图说明
9.图1为本发明优选实施例的多路充电控制开关装置电气结构示意图。
具体实施方式
10.下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
11.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
12.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
13.参考图1，多路充电控制开关装置由4块单相智能电能表、一台4g路由器、一个智能多路开关和4个漏电保护器相应连接构成。输入电源应大于7kw的容量，接入电能表的输入端子，并为路由器和智能多路开关提供工作电源，4块电能表的输出分别接智能多路开关的相应动力电源输入端子，电能表的rs485均并联接到智能多路开关的rs485端子，智能多路开关的各路动力电源输出以及接地pe接漏电保护器的输入，各漏电保护器的输出接相应的充电桩（座）。
14.工作原理：4g路由器构建wifi网络和连接公网，为车主构建连接手机与电能表的通信通道，以便车主通过app控制电能表的内置开关通断。
15.智能多路开关的控制部分通过rs485与电能表通信，获取电能表的内置开关通断以及充电时的电流信息，根据这些信息和控制策略，控制智能多路开关的相应开关通断，来
调度各充电桩的供电。
16.接漏电保护器的作用是防止其后面的用电设备漏电，保护设备和人身安全。
17.车主插好充电枪后，用手机扫码相应电能表（电能表的二维码可以复制粘贴在充电桩（座）上），操作app控制电能表闭合其内置开关，申请充电。此时并不能立即充电，因为智能多路开关并没有相应的合闸。
18.智能多路开关的控制部分查询各电能表的内置开关通断状态，以及充电电流信息，根据控制策略控制相应开关是否接通。如果没有正在充电的车辆，或所有充电电流的总和小于设定值，则接通相应开关为该车充电，否则需等待智能多路开关的调度。
19.控制策略（控制流程）：1、打开智能多路开关里面的所有开关；2、采集4块电能表的内置开关状态、电流有效值、电压有效值；3、统计电能表的内置开关“合”状态的数量，0表示无充电桩申请充电，1-4分别表示有1-4根充电桩申请充电，按先检测到的顺序排列；4、电流约束条件：累加4块电能表的电流有效值，小于设定值（例如4a），表示此时可以接入一根充电桩充电；5、电压约束条件：在电压合格范围（220
±
10%vac）内可正常接入或退出充电桩，否则退出所有充电桩；6、在电流约束条件、电压约束条件均符合的情况下，接入步骤3排列的最前面充电桩开关；7、延时1小时；8、重复步骤2，无限循环。


技术特征：
1.一种共享交流电源的多路充电控制开关装置，其特征在于由4块单相智能电能表、一台4g路由器、一个智能多路开关和4个漏电保护器相应连接构成；输入电源大于7kw的容量，接入电能表的输入端子，并为路由器和智能多路开关提供工作电源，4块电能表的输出分别接智能多路开关的相应动力电源输入端子，电能表的rs485均并联接到智能多路开关的rs485端子，智能多路开关的各路动力电源输出以及接地pe接漏电保护器的输入，各漏电保护器的输出接相应的充电桩。2.根据权利要求1所述的一种共享交流电源的多路充电控制开关装置，其特征在于，4g路由器构建wifi网络和连接公网，为车主构建连接手机与电能表的通信通道，以便车主通过app控制电能表的内置开关通断；智能多路开关的控制部分通过rs485与电能表通信，获取电能表的内置开关通断以及充电时的电流信息，根据这些信息和控制策略，控制智能多路开关的相应开关通断，来调度各充电桩的供电；接漏电保护器的作用是防止其后面的用电设备漏电，保护设备和人身安全；车主插好充电枪后，用手机扫码相应电能表，操作app控制电能表闭合其内置开关，申请充电；此时并不能立即充电，因为智能多路开关并没有相应的合闸；智能多路开关的控制部分查询各电能表的内置开关通断状态，以及充电电流信息，根据控制策略控制相应开关是否接通；如果没有正在充电的车辆，或所有充电电流的总和小于设定值，则接通相应开关为该车充电，否则需等待智能多路开关的调度。3.根据权利要求1所述的一种共享交流电源的多路充电控制开关装置，其特征在于，所述控制开关装置实行以下步骤：（1）打开智能多路开关里面的所有开关；（2）采集4块电能表的内置开关状态、电流有效值、电压有效值；（3）统计电能表的内置开关“合”状态的数量，0表示无充电桩申请充电，1-4分别表示有1-4根充电桩申请充电，按先检测到的顺序排列；（4）电流约束条件：累加4块电能表的电流有效值，小于设定值，表示此时可以接入一根充电桩充电；（5）电压约束条件：在电压合格范围内可正常接入或退出充电桩，否则退出所有充电桩；（6）在电流约束条件、电压约束条件均符合的情况下，接入步骤（3）排列的最前面充电桩开关；（7）延时1小时；（8）重复步骤2，无限循环。

技术总结
本发明提供了一种共享交流电源的多路充电控制开关装置，由4块单相智能电能表、一台4G路由器、一个智能多路开关和4个漏电保护器相应连接构成；输入电源大于7kW的容量，接入电能表的输入端子，并为路由器和智能多路开关提供工作电源，4块电能表的输出分别接智能多路开关的相应动力电源输入端子，电能表的RS485均并联接到智能多路开关的RS485端子，智能多路开关的各路动力电源输出以及接地PE接漏电保护器的输入，各漏电保护器的输出接相应的充电桩。桩。桩。


技术研发人员：夏桃芳 詹世安 兰越前 高琛 周亚娟 詹文 赵东元 林华
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司 清华大学
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/10/8