本發(fā)明涉及一種充電設(shè)備，具體是涉及一種用于電動汽車充電的充電設(shè)備及其控制方法。
背景技術(shù)：
電動汽車是指以車載電源為動力、用電機(jī)驅(qū)動車輪行駛的車輛，其由于對環(huán)境污染小、能耗小，成為未來汽車的重要發(fā)展方向。電動汽車行駛過程中消耗的是電能，當(dāng)車載電源中的電量減少時(shí)，需要進(jìn)行充電后才能續(xù)航，因此，如何實(shí)現(xiàn)快速、便捷地充電，成為制約電動汽車普及的一個關(guān)鍵因素。目前，中國國內(nèi)的電動汽車充電設(shè)備的發(fā)展還不完善，存在充電設(shè)施少、分布不均勻、充電時(shí)間長等現(xiàn)狀。
為加快推進(jìn)電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)，由工業(yè)和信息化部、國家能源局組織，全國汽標(biāo)委牽頭，汽研中心、電力企業(yè)聯(lián)合會和電器科學(xué)研究院共同起草了《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第1部分：通用要求》、《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置 第2部分：交流充電接口》、《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第3部分：直流充電接口》三項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)；由國家能源局、工業(yè)和信息化部，電力企業(yè)聯(lián)合會和汽研中心共同起草了《電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》國家標(biāo)準(zhǔn)，充電設(shè)備獲得了初步的發(fā)展。但還存在的一個問題是，尚缺乏供給一定區(qū)域內(nèi)(如停車場)的移動式電動汽車充電設(shè)備。
現(xiàn)有的一些移動式充電設(shè)備雖然解決了充電設(shè)備移動不便的問題，但是還存在其他一系列問題：第一，儲能單元體積大、笨重，和充電系統(tǒng)集成在了一起，不便于分開；第二，充電時(shí)儲能單元放出電流小、充電速度慢；第三，每個移動充電設(shè)備單設(shè)一套控制系統(tǒng)，成本高，不便于在區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一管理調(diào)度；第四，充電時(shí)，其本身溫度升高，沒有安全防護(hù)單元保護(hù)充電設(shè)備在額定溫度下工作，保證充電設(shè)備壽命；第五，對不同型號種類的電動汽車，沒有一種便于顯示其充電額定電流、充電量、充電所需時(shí)間的顯示裝置，便于電動汽車主人查閱；第六，充電的狀態(tài)信息無法遠(yuǎn)程獲取。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于電動汽車充電的充電設(shè)備及其控制方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種用于電動汽車充電的充電設(shè)備，其包括：交流輸入單元，連接市電，用于輸入交流電；直流輸出單元，連接電動汽車，用于輸出直流電給電動汽車電池充電；直流變換AC/DC單元，連接所述交流輸入單元和所述直流輸出單元，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；充電控制單元，連接所述交流輸入單元、所述直流變換AC/DC單元和所述直流輸出單元，用于采集所述交流輸入單元的狀態(tài)，控制直流電輸出，控制直流變換AC/DC單元并獲取其信息；BMS供電電源，連接所述交流輸入單元和所述電動汽車，用于為電動汽車電池管理系統(tǒng)提供電源。
優(yōu)選的，所述充電設(shè)備還包括：通訊控制單元，連接所述充電控制單元和計(jì)量單元、人機(jī)交互單元、GPS和通訊單元，所述計(jì)量單元用于獲取電量信息，所述人機(jī)交互單元用于顯示及信息輸入，所述GPS用于獲取位置信息，并將所述充電設(shè)備和所述電動汽車的狀態(tài)傳遞給控制中心。
優(yōu)選的，所述充電設(shè)備還包括絕緣檢測單元，連接所述充電控制單元，用于檢測所述充電設(shè)備對大地的絕緣阻抗。
優(yōu)選的，所述充電設(shè)備還包括：通訊檢測單元，連接所述充電控制單元和所述電動汽車，用于檢測所述通訊檢測單元與所述電動汽車的連接狀態(tài)，并與所述電動汽車電池管理系統(tǒng)通訊，獲取所述電動汽車電池的狀態(tài)和充電需求，并將所述充電設(shè)備的信息提供給所述電動汽車電池管理系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述充電設(shè)備還包括溫控單元，連接所述充電控制單元，用于控制所述充電設(shè)備的內(nèi)部溫度。
優(yōu)選的，所述溫控單元包括溫度傳感器和制冷裝置，所述溫度傳感器采集所述充電設(shè)備的內(nèi)部溫度并把溫度信息傳給所述充電控制單元，所述充電控制單元控制制冷裝置，使所述充電設(shè)備內(nèi)部溫度保持在正常范圍之內(nèi)。
優(yōu)選的，所述充電設(shè)備還包括儲能單元和直流變換DC/DC單元，所述儲能單元連接所述充電控制單元和所述直流變換DC/DC單元，用于給所述電動汽車電池充電。
優(yōu)選的，所述充電設(shè)備還包括逆變DC/AC單元和交流輸出單元，所述逆變DC/AC單元連接所述儲能單元和所述交流輸出單元，給電動汽車進(jìn)行交流慢充。
優(yōu)選的，所述充電設(shè)備還包括移動平臺和內(nèi)部電源，所述移動平臺可選擇為所述電動汽車承載空間、小推車或其他可移動設(shè)備，所述充電設(shè)備可放置在所述移動平臺上并隨所述移動平臺移動，所述內(nèi)部電源，連接所述交流輸入單元和所述直流變換AC/DC單元，用于給所述充電控制單元和所述通訊控制單元提供電源。
優(yōu)選的，所述交流輸入單元，可對所述充電設(shè)備進(jìn)行過流、過壓、漏電、防浪涌和防雷擊保護(hù)，所述直流輸出單元，可對所述充電設(shè)備和所述電動汽車進(jìn)行過流保護(hù)。
一種用于電動汽車充電的充電設(shè)備的控制方法，其包括交流輸入單元、直流輸出單元、直流變換AC/DC單元、充電控制單元、BMS供電電源、通訊單元、通訊控制單元、顯示單元、儲能單元、溫度控制單元、直流變換AC/DC單元、通訊檢測單元、人機(jī)交互單元、GPS、控制中心，其特征在于，其包括以下步驟：
A將電動汽車通訊線連接至電動汽車，使所述通訊控制單元通過所述充電控制單元從電動汽車獲得汽車本身蓄電池的類型、電池狀態(tài)、電池剩余電量、額定電壓，最大電流等參數(shù)，所述通訊控制單元將獲得的參數(shù)通過所述通訊單元傳輸給控制中心；
B控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理；選擇適合的充電曲線，提供電動汽車蓄電池相匹配的充電電流，并計(jì)算出充電所需時(shí)間；
C控制中心將指令通過通訊單元傳輸給所述通訊控制單元，由所述通訊控制單元將適合的充電接口、充電電流、充電所需時(shí)間等信息傳輸給所述顯示單元，并顯示在顯示面板上；
D車主依照顯示面板上所顯示的充電信息選擇正確的充電方式，并可以在顯示面板上查閱充電所需時(shí)間信息；
E 當(dāng)沒有外部供電的情況下，所述充電控制單元啟動所述儲能單元，對所述電動汽車進(jìn)行充電，充電同時(shí)所述儲能單元將剩余電量信息和儲能單元溫度信息實(shí)時(shí)傳遞給所述充電控制單元；所述充電控制單元將剩余電量信息傳輸給所述通訊控制單元，并在人機(jī)界面上顯示，所述通訊控制單元將充電設(shè)備溫度信息及相關(guān)狀態(tài)傳遞給所述通訊單元，由所述通訊單元傳輸至控制中心，由控制中心做出判斷，當(dāng)所述儲能單元溫度高于限定溫度時(shí)，控制中心發(fā)出指令啟動溫度控制單元；當(dāng)儲能單元溫度低于限定溫度時(shí)，控制中心將所述儲能單元和所述充電設(shè)備的溫度記錄入儲存系統(tǒng)中，同時(shí)可以對其他相應(yīng)的狀態(tài)進(jìn)行記錄；
當(dāng)有外部電源供電時(shí)，所述充電控制單元啟動所述直流變換AC/DC單元，通過所述直流輸出單元為所述電動汽車充電，并通過所述通訊檢測單元獲取電動汽車電池狀態(tài)。
F當(dāng)電動汽車充電完成之后，通訊控制單元將充電量和充電時(shí)間顯示在所述人機(jī)交互單元上；
H拔掉充電輸入端插頭；
G充電控制單元監(jiān)測儲能單元的剩余電量，并啟動GPS定位系統(tǒng)對移動充電設(shè)備進(jìn)行GPS定位，并將該二者信息通過通訊單元傳遞給控制中心，由控制中心對該移動充電設(shè)備發(fā)出指令回基站充電或者繼續(xù)移動到下一個目標(biāo)充電。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：增設(shè)了充電控制單元、通訊單元、GPS定位系統(tǒng)、人機(jī)交互單元，通訊單元可以將通訊控制單元收集到的儲能單元自身的剩余電量、充電額定電流、充電量、充電所需時(shí)間以及GPS定位等數(shù)據(jù)傳輸給控制中心，以便控制中心調(diào)度位置最近并儲能單元剩余電量充足的充電設(shè)備，并在充電時(shí)同時(shí)顯示在顯示單元以供車主查閱，控單元為制冷系統(tǒng)，調(diào)節(jié)充電設(shè)備內(nèi)部的溫度，溫控單元與充電控制單元和儲能單元連接，可以探測到充電設(shè)備內(nèi)部的溫度，由儲能單元或輸入電源供電，溫控單元由充電控制單元控制，保護(hù)充電設(shè)備的工作溫度在額定范圍內(nèi)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖中：1-充電控制單元，2-儲能單元， 3-直流變換AC/DC單元，4-逆變DC/AC單元，5-直流變換DC/DC單元，6-通訊控制單元，7-交流輸入單元，8-交流輸出單元，9-直流輸出單元，10-內(nèi)部電源，11-絕緣檢測單元，12-溫控單元，13-通訊檢測單元，14-BMS供電電源，15-人機(jī)交互單元，16-GPS定位系統(tǒng)，17-通訊單元，18-計(jì)量單元，19-移動平臺。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
參見圖1，一種用于電動汽車充電的充電設(shè)備，其包括：交流輸入單元7，連接市電，用于輸入交流電；直流輸出單元9，連接電動汽車，用于輸出直流電給電動汽車電池充電；直流變換AC/DC單元3，連接交流輸入單元和直流輸出單元，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；充電控制單元1，連接交流輸入單元7、直流變換AC/DC單元5和直流輸出單元9，用于采集交流輸入狀態(tài)，控制直流輸出，控制直流變換AC/DC單元5并獲取其信息；BMS供電電源14，連接所述交流輸入單元7和所述電動汽車，用于為電動汽車電池管理系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源。
所述充電設(shè)備還包括：通訊控制單元6，連接所述充電控制單元1和計(jì)量單元18、人機(jī)交互單元15、GPS16和通訊單元17，所述計(jì)量單元17用于獲取電量信息，對輸入電量，輸出的電量進(jìn)行計(jì)量，所述人機(jī)交互單元15用于顯示及信息輸入，所述GPS16用于獲取位置信息，并將所述充電設(shè)備和所述電動汽車的狀態(tài)傳遞給控制中心。
所述充電設(shè)備還包括絕緣檢測單元11，連接所述充電控制單元1，用于檢測所述充電設(shè)備對大地的絕緣阻抗。
所述充電設(shè)備還包括通訊檢測單元13，連接所述充電控制單元1和所述電動汽車，用于檢測所述通訊檢測單元13與所述電動汽車的連接狀態(tài)，并與所述電動汽車電池管理系統(tǒng)通訊，獲取所述電動汽車電池的狀態(tài)和充電需求，并將所述充電設(shè)備的信息提供給所述電動汽車電池管理系統(tǒng)，從而管理所述充電設(shè)備與電動汽車之間的通訊和功率控制，達(dá)到穩(wěn)定可靠的充電控制。通訊單元17可以將通訊控制單元6收集到的儲能單元2自身的剩余電量、充電電流、充電量，或電動汽車充電的電壓、電流、車內(nèi)SOC、SOH以及GPS定位等數(shù)據(jù)傳輸給控制中心，以便控制中心調(diào)度位置最近及儲能單元2剩余電量充足的充電設(shè)備，并在充電時(shí)同時(shí)顯示在顯示單元以供車主查閱。
所述充電設(shè)備還包括溫控單元12，連接所述充電控制單元1，用于控制所述充電設(shè)備的內(nèi)部溫度，溫控單元12由儲能單元2或交流輸入提供電力，保護(hù)充電設(shè)備的工作溫度在額定范圍內(nèi)。
所述溫控單元12包括溫度傳感器和制冷裝置，所述溫度傳感器采集所述充電設(shè)備的內(nèi)部溫度并把溫度信息傳給所述充電控制單元1，所述充電控制單元1控制所述制冷裝置，保持所述充電設(shè)備內(nèi)部溫度在正常范圍之內(nèi)，上述制冷裝置可以為風(fēng)扇、半導(dǎo)體制冷結(jié)構(gòu)或者水冷系統(tǒng)。
所述充電設(shè)備還包括：儲能單元2和直流變換DC/DC單元5，所述儲能單元2連接所述充電控制單元1和所述直流變換DC/DC單元5，用于給電動汽車電池充電。
所述充電設(shè)備還包括逆變DC/AC單元4和交流輸出單元8，所述逆變DC/AC單元4連接所述儲能單元2和所述交流輸出單元8，用于給電動汽車進(jìn)行交流慢充，減少對電池的損傷，提高電池壽命。
所述充電設(shè)備還包括移動平臺19和內(nèi)部電源10，所述移動平臺19可選擇為所述電動汽車承載空間、小推車或其他可移動設(shè)備，所述充電設(shè)備可放置在所述移動平臺19上并隨所述移動平臺19移動，所述內(nèi)部電源10，連接所述交流輸入單元7和所述直流變換AC/DC單元3，用于給所述充電控制單元1和所述通訊控制單元6提供電源。
所述交流輸入單元7，可對所述充電設(shè)備進(jìn)行過流、過壓、漏電、防浪涌和防雷擊保護(hù)，所述直流輸出單元9，可對所述充電設(shè)備和所述電動汽車進(jìn)行過流保護(hù)。
一種用于電動汽車充電的充電設(shè)備的控制方法，其包括交流輸入單元7、直流輸出單元9、直流變換AC/DC單元3、充電控制單元1、BMS供電電源14、通訊單元17、通訊控制單元6、顯示單元、儲能單元2、溫控單元12、直流變換AC/DC單元3、通訊檢測單元13、人機(jī)交互單元15、GPS16、控制中心，其包括以下步驟：
A將電動汽車通訊線連接至電動汽車，使所述通訊控制單元通過所述充電控制單元從電動汽車獲得汽車本身蓄電池的類型、電池狀態(tài)、電池剩余電量、額定電壓，最大電流等參數(shù)，所述通訊控制單元將獲得的參數(shù)通過所述通訊單元傳輸給控制中心；
B控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理；選擇適合的充電曲線，提供電動汽車蓄電池相匹配的充電電流，并計(jì)算出充電所需時(shí)間；
C控制中心將指令通過通訊單元傳輸給所述通訊控制單元，由所述通訊控制單元將適合的充電接口、充電電流、充電所需時(shí)間等信息傳輸給所述顯示單元，并顯示在顯示面板上；
D車主依照顯示面板上所顯示的充電信息選擇正確的充電方式，并可以在顯示面板上查閱充電所需時(shí)間信息；
E 當(dāng)沒有外部供電的情況下，所述充電控制單元啟動所述儲能單元，對所述電動汽車進(jìn)行充電，充電同時(shí)所述儲能單元將剩余電量信息和儲能單元溫度信息實(shí)時(shí)傳遞給所述充電控制單元；所述充電控制單元將剩余電量信息傳輸給所述通訊控制單元，并在人機(jī)界面上顯示，所述通訊控制單元將充電設(shè)備溫度信息及相關(guān)狀態(tài)傳遞給所述通訊單元，由所述通訊單元傳輸至控制中心，由控制中心做出判斷，當(dāng)所述儲能單元溫度高于限定溫度時(shí)，控制中心發(fā)出指令啟動溫度控制單元；當(dāng)儲能單元溫度低于限定溫度時(shí)，控制中心將所述儲能單元和所述充電設(shè)備的溫度記錄入儲存系統(tǒng)中，同時(shí)可以對其他相應(yīng)的狀態(tài)進(jìn)行記錄；
當(dāng)有外部電源供電時(shí)，所述充電控制單元啟動所述直流變換AC/DC單元，通過所述直流輸出單元為所述電動汽車充電，并通過所述通訊檢測單元獲取電動汽車電池狀態(tài)。
F當(dāng)電動汽車充電完成之后，通訊控制單元將充電量和充電時(shí)間顯示在所述人機(jī)交互單元上；
H拔掉充電輸入端插頭；
G充電控制單元監(jiān)測儲能單元的剩余電量，并啟動GPS定位系統(tǒng)對移動充電設(shè)備進(jìn)行GPS定位，并將該二者信息通過通訊單元傳遞給控制中心，由控制中心對該移動充電設(shè)備發(fā)出指令回基站充電或者繼續(xù)移動到下一個目標(biāo)充電。
在一些簡單應(yīng)用場景，通訊控制單元與充電控制單元可以合并為監(jiān)控單元模塊，在一些具備交流供電接口的地方，儲能單元可以方便地取下，減少整個裝置的體積，重量，在一些充電時(shí)間要求不高的情況下，可以通過逆變DC/AC單元進(jìn)行電動汽車交流口的充電。
所述通訊單元可以為2G通訊模塊、Wifi通訊模塊，與通訊控制單元之間為串口連接(RS232,RS485,CAN 或USB連接)。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。