一种直流V2G充放电桩一体化充放电系统的制作方法

一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统
技术领域
1.本发明涉及充电系统技术领域，具体是指一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统。


背景技术：

2.随着电动汽车在全球市场所占份额的逐步提升，电动汽车充电设施及其运营服务能力的提升出现了更高的要求与挑战。目前电动汽车的充电方式主要为大功率直流充电和小功率交流充电，大功率直流充电用于快速电能补给，小功率交流充电用于大多家用充电桩的点能量补给。
3.随着电动汽车的保有量的增加，电动汽车能够作为分布式能源向电网进行馈电，以满足电网的削峰填谷需求，而交流充电方式对电动汽车的v2g模式推广并不友好，交流充电方式下v2g模式的放电功率较大，会给电动汽车的使用寿命带来影响，因而用户对于电动汽车电池大功率快速放电的接受程度不高，阻碍v2g模式的推广运行，且目前大量的电动汽车不支持大功率的直流快速充电，只能使用小功率的交流充电，而这部分电动汽车在电动汽车整体保有量中占据了较大一部分，具有极大的v2g调度潜力。因此，提供一种在满足对于不支持大功率直流快速充电的电动汽车的充电需求的同时，能够使得电动汽车在v2g模式下进行小功率放电。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：包括控制电路、执行电路和信号采集电路，其特征在于，所述控制电路与执行电路通讯连接，所述执行电路两端分别连接充电装置和电动汽车电池，所述执行电路包括由第一、第二功率开关管单元串联组成的桥臂单元，所述桥臂单元的两端分别串联有第一、第二电容形成回路，所述第一、第二功率开关管单元之间并联有电感，所述信号采集电路连接所述执行电路中的各零部件，所述信号采集电路接入所述控制电路，所述控制电路与远端服务器通讯连接。
6.优选的，所述第一功率开关管单元包括第一功率开关管和与所述第一功率开关管反向并联的第一二极管。
7.优选的，所述第二功率开关管单元包括第二功率开关管和与所述第二功率开关管反向并联的第二二极管。
8.优选的，所述控制电路内设有微处理器，所述微处理器采用dsp芯片。
9.优选的，所述控制电路设有二次辅助电源，所述二次辅助电源采用交直流混合供电方式，所述二次辅助电源的直流电源电压范围为800-2000v,所述二次辅助电源的交流电源电压范围为220-380v。
10.优选的，所述控制电路还连接有交互电路，所述交互电路设有人机交互界面，所述
人机交互界面包括显示器和控制面板，所述控制面板上设有运行指示灯、故障指示灯和紧急停机按钮。
11.优选的，所述信息采集装置包括电压采集装置和电流采集装置。
12.有益效果，本发明与现有的技术相比的优点在于：通过控制电路中的功率开关管的状态实现电路buck/boost转换，使电流在直流状态下完成流通，实现电流直流升压或直流降压，为解决电动汽车与电网之间的能量流动提供了简单有效的解决方案。本系统极大的促进了采用v2g技术的电动汽车的发展，有利于减少二氧化碳的排放和对石油的依赖，采用v2g技术的电动汽车还能够成为一种移动储能装置，通过电动汽车在用电波谷时段充电，波峰时段向电网售电，平衡电网峰谷负荷，提高电能的使用效率，使电网和电动汽车用户均获得收益。
附图说明
13.图1是本发明的电路图。
14.图2是本发明执行电路的电路结构简图。
15.图3是本发明buck电路的电路结构简图。
16.图4是本发明boost电路的电路结构简图。
具体实施方式
17.下面结合附图对发明作进一步说明。
18.一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统，包括控制电路、执行电路和信号采集电路，其特征在于，所述控制电路与执行电路通讯连接，所述执行电路两端分别连接充电装置和电动汽车电池，所述执行电路包括由第一、第二功率开关管单元串联组成的桥臂单元，所述桥臂单元的两端分别串联有第一、第二电容形成回路，所述第一、第二功率开关管单元之间并联有电感，所述信号采集电路连接所述执行电路中的各零部件，所述信号采集电路接入所述控制电路，能够实时采集变流器内各零部件的工作状态，所述控制电路与远端服务器通讯连接。
19.在实施例中，所述第一功率开关管单元包括第一功率开关管和与所述第一功率开关管反向并联的第一二极管。
20.在实施例中，所述第二功率开关管单元包括第二功率开关管和与所述第二功率开关管反向并联的第二二极管。
21.所述第一、第二功率开关管均为igbt管，所述第一、第二二极管均为肖特基二极管。
22.根据所述第一电容和第二电容的充放电状态将所述电路转换成buck或boost电路。
23.所述第一电容放电、所述第二电容充电、所述第二功率开关管常闭时所述电路为buck电路。此时的等效电路图如图3所示，第一电容等效为电源、第一功率开关管正常开闭、第二功率开关管单元等效为反向二极管。第一功率开关导通后，第一电容、第一功率开关和电感构成回路；当第一功率开关断开后，电感、第二电容和第二二极管构成回路，电感为阻止电流下降，保持原电流的方向继续流动，利用二极管反向续流即实现降压，此时第二电容
用于稳压，得到稳定的低电压。
24.所述第一电容充电、所述第二电容放电、所述第一功率开关管常闭时所述电路为boost电路。此时的等效电路图如图4所示，第二电容等效为电源、第二功率开关管常开闭、第一功率开关管单元等效为反向二极管。第二功率开关导通后，第二电容同时为第一电容和电感充电；当第二功率开关断开后，电感、第一电容和第一二极管构成回路，由于第一二极管的存在，电感保持原电流的方向继续为第一电容充电，第二电容用于稳压，得到稳定的高电压。
25.在实施例中，所述控制电路内设有微处理器，所述微处理器采用dsp芯片。
26.在实施例中，所述控制电路设有二次辅助电源，所述二次辅助电源采用交直流混合供电方式，所述二次辅助电源的直流电源电压范围为800-2000v，所述二次辅助电源的交流电源电压范围为220-380v。
27.在实施例中，所述控制电路还连接有交互电路，所述交互电路设有人机交互界面，所述人机交互界面包括显示器和控制面板，所述控制面板上设有运行指示灯、故障指示灯和紧急停机按钮。用于指示设备的运行状态和故障状态；
28.在实施例中，所述信息采集装置包括电压采集装置和电流采集装置。
29.本发明在具体实施时，
30.电动汽车可以做为移动储能装置，当电网负荷过高时，由电动汽车储能源向电网馈电缓解电网压力；而当电网负荷低时，用电动汽车来存储电网过剩的发电量，避免造成浪费，达到“移峰填谷”的目的。通过这种方式，电动汽车用户可以在电价低时从电网买电，电网电价高时向电网售电，从而获得一定的收益。
31.本系统有利于电动汽车电池充放电的统一，统一部署充电动汽车电池的充放电策略，利用“在用电波谷时段充电，用电波峰时段售电”这一高效的充放电策略，使电动汽车用户、电网企业以及汽车企业共享利益。对电动汽车用户而言，利用电能的峰谷差价来获得补贴，降低置换电动汽车的使用成本；对于电网公司而言，电动汽车可作为可移动储能装置和调峰系统，在电力供应富余时充电，提高电力的利用效率，在用电紧张时放电，缓解用电压力，延缓电网建设投资，提高电网运行效率和可靠性；对于汽车企业而言，v2g技术的运用能使电动汽车的使用成本有效降低，降低电动汽车用户的负担，有利于推动电动汽车的大力发展，汽车企业也将会迎来新的发展契机。
32.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统，包括控制电路、执行电路和信号采集电路，其特征在于，所述控制电路与执行电路通讯连接，所述执行电路两端分别连接充电装置和电动汽车电池，所述执行电路包括由第一、第二功率开关管单元串联组成的桥臂单元，所述桥臂单元的两端分别串联有第一、第二电容形成回路，所述第一、第二功率开关管单元之间并联有电感，所述信号采集电路连接所述执行电路中的各零部件，所述信号采集电路接入所述控制电路，所述控制电路与远端服务器通讯连接。2.根据权利要求1所述的一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统，其特征在于：所述第一功率开关管单元包括第一功率开关管和与所述第一功率开关管反向并联的第一二极管。3.根据权利要求2所述的一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统，其特征在于：所述第二功率开关管单元包括第二功率开关管和与所述第二功率开关管反向并联的第二二极管。4.根据权利要求1所述的一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统，其特征在于：所述控制电路内设有微处理器，所述微处理器采用dsp芯片。5.根据权利要求1所述的一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统，其特征在于：所述控制电路设有二次辅助电源，所述二次辅助电源采用交直流混合供电方式，所述二次辅助电源的直流电源电压范围为800-2000v,所述二次辅助电源的交流电源电压范围为220-380v。6.根据权利要求1所述的一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统，其特征在于：所述控制电路还连接有交互电路，所述交互电路设有人机交互界面，所述人机交互界面包括显示器和控制面板，所述控制面板上设有运行指示灯、故障指示灯和紧急停机按钮。7.根据权利要求1所述的一种直流v2g充放电桩一体化充放电系统，其特征在于：所述信息采集装置包括电压采集装置和电流采集装置。

技术总结
本发明涉及充电系统技术领域，具体是指一种直流V2G充放电桩一体化充放电系统，包括控制电路、执行电路和信号采集电路，控制电路与执行电路通讯连接，执行电路两端分别连接充电装置和电动汽车电池，执行电路包括由第一、第二功率开关管单元串联组成的桥臂单元，桥臂单元的两端分别串联有第一、第二电容形成回路，优点在于：通过控制电路中的功率开关管的状态实现电路BUCK/BOOST转换，使电流在直流状态下完成流通，实现电流直流升压或直流降压，为解决电动汽车与电网之间的能量流动提供了简单有效的解决方案，有利于减少二氧化碳的排放和对石油的依赖，采用V2G技术的电动汽车还能够成为一种移动储能装置，使电网和电动汽车用户均获得收益。均获得收益。均获得收益。


技术研发人员：周亮 赵颖 马力 范晋衡 刘琦颖 彭伟伦 吴琼
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/7/6