[发明专利]新能源汽车智能型储能充电站系统及其控制方法

权利要求书

1.新能源汽车智能型储能充电站系统，其特征在于：包括供电线网、直流配电模块、充电/馈能管理模块、储能电池、电池管理模块、数据管理模块、智能控制模块和供电电源，所述直流配电模块包括进线柜、主受柜、馈线柜一、馈线柜二和直流母线，所述主受柜通过直流母线将馈线柜一和馈线柜二并联，所述馈线柜一为馈能输出端，馈线柜二为充电输入端，所述供电线网接入直流配电模块的进线柜，所述进线柜与主受柜相连，所述充电/馈能管理模块包括充电管理柜和馈电管理柜，直流配电模块的馈线柜一和馈线柜二分别与充电/馈能管理模块的馈电管理柜和充电管理柜相连，所述充电/馈能管理模块还与储能电池相连，所述储能电池与电池管理模块相连，所述直流配电模块、充电/馈能管理模块、电池管理模块、数据管理模块和供电电源均通过总线与智能控制模块相连。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车智能型储能充电站系统，其特征在于：所述新能源汽车智能型储能充电站系统还包括辅助保护模块，所述辅助保护模块与数据管理模块相连。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车智能型储能充电站系统，其特征在于：所述辅助保护模块包括视频监控模块、火灾监控模块和站内温湿度监控模块。

4.根据权利要求1-3中的任意一项权利要求所述的新能源汽车智能型储能充电站系统，其特征在于：所述所述充电/馈能管理模块为软开关控制。

5.新能源汽车智能型储能充电站系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：初始状态时，设定供电线网工作负荷额定功率为P，供电线网工作负荷上限值为P₁，供电线网超上限值P₁持续时间限定值为t，供电线网启动系统充电模式时的负荷功率值为P₂，供电线网实际工作负荷P'，系统待机时间为T；

S2：智能控制模块控制直流配电模块对供电线网进行检测，判断P'是否大于等于上限值P₁，若是，执行步骤S3；若否，执行步骤S4；

S3：判断P'超上限值P₁持续时间是否超过t，若是，执行步骤S6；若否，则执行步骤S11；

S4：判断P'是否小于等于P₂，若是，执行步骤S5，若否，则执行步骤S11；

S5：智能控制模块读取电池管理模块数据，判断储能电池的电量是否处于充满状态，若是，执行步骤S11，若否，则执行步骤S9；

S6：系统启动馈能工作模式，智能控制模块控制充电/馈能管理模块进入到馈能状态，并通过计算控制馈能电流，控制馈线柜一空气断路器闭合，馈线柜二断开，接通线网，开始馈能，充电/馈能管理模块将储能电池中储存的电能回馈给供电线网，馈电输出功率为：

P_out＝P'-P(1)

式(1)中，P_out为馈电输出功率，执行步骤S7；

S7：判断供电线网负荷是否恢复到额定功率P以内，若是，返回步骤S4，若否，则执行步骤S8；

S8：判断储能电池电量是否达到最低值，若是，执行步骤S10，若否，则返回步骤S6；

S9：系统启动充电工作模式，智能控制模块控制充电/馈能管理模块进入到充电状态，馈线柜一断开，馈线柜二空气断路器闭合，接通线网，开始充电，供电线网的电能向储能电池中储存，返回步骤S5；

S10：系统进入停机状态，此时停止馈电，并向服务器发送电量过低提示，待供电线网恢复到额定功率P以内时，返回步骤S9；

S11：系统进入待机状态，经过时间T之后，返回步骤S2。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车智能型储能充电站系统的控制方法，其特征在于：所述步骤S9的充电工作模式由恒流、恒压、涓流充电三个过程组成，具体包括以下步骤：

S9.1：设定储能电池电压为U_d，储能电池的充电限制电压为U_c，线网电压为U_s，叠加充电电压为ΔU_b，充电电流为I_c；在t₀阶段时，U_d＜U_s，电池管理模块对储能电池进行恒流充电，此时储能电池电压U_d呈线性上升，I_c处于最大值，并保持不变；

S9.2：当U_d＝U_s时，充电进入t₁阶段，储能电池电压上升斜率的ΔU_d可表示为，

式(2)中，ΔU_d为储能电池电压上升斜率，为t₀时段内储能电池在的t_m时刻的实时充电电压值，为t₀时段内储能电池在的t_n时刻的实时充电电压值，经过补偿计算确定t₁阶段充电电压斜率值ΔU_ds，

ΔU_ds＝ΔU_d+ΔU_t(3)

式(3)中，ΔU_ds为t₁阶段充电电压斜率值，ΔU_t为电压补偿值，可取值范围为1％×U_t≤ΔU_t≤2％×U_t，则储能电池的充电电压值为：

U_Z＝ΔU_ds×U_t(4)

式(4)中，U_Z为储能电池的充电电压值，U_t为供电电源实时电压值；此阶段I_c不变；

S9.3：判断U_d是否小于等于U_s，若是，返回步骤S9.1，若否，则执行步骤S9.4；

S9.4：U_d上升，至U_d＝U_c时，系统进入到t₂阶段，经过一定时间的延迟，进入到恒压充电阶段，系统根据线网电压的波动情况，计算叠加充电电压ΔU_b，

ΔU_b＝U_c-U_s(5)

式(5)中，ΔU_b为叠加充电电压；实时计算叠加充电电压，并进行升压，使储能电池自动保持恒压，充电/馈能管理模块加到储能电池上的电压恒定不变，此阶段I_c下降；

S9.5：当I_c下降到充电电流临界值以下时，进入到t₃涓流充电阶段，涓流充电维持一定时间以后，充电完成，系统自动断开充电回路开关，并返回步骤S5。