[发明专利]一种柔性智能充电站及充电方法

说明书

本发明公开了一种新型柔性智能充电站，包括充电桩，还包括移相整流单元、直流储能单元和MMC载波移相直流单元，本发明还公开了一种新型柔性智能充电方法，本发明在所有充电柱充电需求大于额定需求功率的条件下通过柔性控制对充电柱限额处理，在输入功率一定的情况下，能够最大化满足电动汽车的充电需求。

技术领域

本发明专利属于电动汽车充电桩技术领域，具体涉及到一种柔性智能充电站，还涉及一种柔性智能充电方法。本发明适用于电动汽车充电站的建设，用于中大功率的电动汽车的充电。

背景技术

随着电动汽车的发展，充电桩和充电站的需求日益增强，如今充电桩的建设已经取得了一定的成就，并开始大面积地推广。随着电动汽车的进一步推广，充电站的建设逐渐显得紧迫，建设充电站的关键因素包括充电效率、建站成本和维护成本等。

当前充电站一般采用10kW/15kW功率模块多机并联模式实现，各个功率模块之间相对独立，这种方案的优点是成本低、扩容简单、便于批量生产。但是由于功率模块之间的功率器件分布不集中，充电站只能选择风冷散热模式，防护等级低，从而导致后期维护成本高，长期运行可靠性低；另外这种设计方案难以实现柔性控制，输出功率有效利用率低。本发明主要提出一种柔性智能充电站的设计，不仅在效率、成本、输出功率有效利用率和维护上有一定的优势，而且开辟了充电站新的设计思路，对未来建设充电站的格局有重大影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有充电站技术存在的问题，提供一种柔性智能充电站，还提供一种柔性智能充电方法，不仅使充电站功率模块在结构上实现全密闭性设计，易于后期维护，而且可以实现柔性控制，并且利用直流储能单元实现能量双向流动，减小了充电站对电网容量的要求，有利于电网容量的建设，从而使得建站成本低。

本发明可以通过以下技术方案实现：

一种柔性智能充电站，包括充电桩，还包括移相整流单元、直流储能单元和MMC载波移相直流单元，

直流储能单元包括直流储能单元输入端、储能蓄电池和直流储能单元输出端，直流储能单元输出端的正极端子通过第一切换开关与储能蓄电池的正极连接，直流储能单元输出端的负极端子通过第二切换开关与储能蓄电池的负极连接，直流储能单元输入端的正极端子通过第三切换开关与储能蓄电池的正极连接，直流储能单元输入端的负极端子通过第四切换开关与储能蓄电池的负极连接，第一切换开关上并联有预充电电阻，储能蓄电池两端并联有储能电压传感器，

直流储能单元输入端与MMC载波移相直流单元的输出端连接，直流储能单元输出端与MMC载波移相直流单元的输入端连接，MMC载波移相直流单元的输入端还与移相整流单元的输出端连接，MMC载波移相直流单元的输出端还与充电桩连接。

如上所述的移相整流单元包括依次连接的多绕组移相整流变压器、交流接触器、三相不可控整流电路和中间直流电容。

如上所述的移相整流单元包括依次连接的多绕组非移相整流变压器、交流接触器、三相PWM整流电路和中间直流电容。

如上所述的MMC载波移相直流单元包括BUCK单元和LC滤波输出模块，LC滤波模块包括输出滤波电感和输出滤波电容，LC滤波模块的输出端串联有整流二极管和输出电流传感器，输出滤波电容上并联有输出电压传感器。

如上所述的充电桩为多个，每个充电桩与一个直流储能单元和一个MMC载波移相直流单元对应。

一种柔性智能充电方法，包括以下步骤：

步骤1、在设定的电网波峰时段，充电桩无充电需求，移相整流单元中交流接触器吸合，电能由移相整流单元的输出端传输到MMC载波移相直流单元，直流储能单元中第一切换开关和第二切换开关断开，第三切换开关和第四切换开关吸合，电能由MMC载波移相直流单元的输出端传输到直流储能单元的输入端，直流储能单元中储能蓄电池补给电能；