本發(fā)明涉及新能源電動汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電動汽車的汽車到電網(wǎng)(Vehicle to Grid，V2G)充電管理系統(tǒng)，具體來說就是一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

V2G是汽車到電網(wǎng)(Vehicle-to-grid)的簡稱，其描述了這樣的一個系統(tǒng)：當(dāng)混合電動汽車或是純電動汽車不運(yùn)行的時候，可以通過聯(lián)接到電網(wǎng)的電動馬達(dá)將電能輸給電網(wǎng)，反過來，當(dāng)電動車的電池需要充滿時，電動汽車可以從電網(wǎng)中提取電能給到電池。

V2G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)與電動汽車的雙向互動，是智能電網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分。V2G技術(shù)的發(fā)展將極大地影響未來電動汽車的商業(yè)運(yùn)行模式。研究表明，與智能車輛和智能電網(wǎng)同步進(jìn)展，可外接插電式混合電動車(PHEV)和純電動汽車(BEV)將在20年之內(nèi)成為配電系統(tǒng)本身不可分割的一部分，提供儲能、平衡需求，提高緊急供電和電網(wǎng)的穩(wěn)定性。90％以上的乘用車輛平均每天行駛時間1h左右，95％的時間處于閑置狀態(tài)。將處于停駛狀態(tài)的電動汽車接入電網(wǎng)，并且數(shù)量足夠多時，電動汽車就可以作為可移動的分布式儲能裝置，在滿足電動汽車用戶行駛需求的前提下，將剩余電能可控回饋到電網(wǎng)。應(yīng)用V2G技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù)，電動汽車電池的充放電將被統(tǒng)一部署，根據(jù)既定的充放電策略，電動汽車用戶、電網(wǎng)企業(yè)和汽車企業(yè)將獲得共贏，研究表明，每輛電動汽車每年大約可以創(chuàng)造4K美元的價值。

但是，當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)和充電設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重落后，充電樁或充電站接入電網(wǎng)困難，充電樁與現(xiàn)有停車位不匹配，從而導(dǎo)致電動汽車無法將多余的電能反饋到電網(wǎng)，嚴(yán)重阻礙了V2G技術(shù)的發(fā)展。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需研發(fā)一種V2G電動汽車充電管理系統(tǒng)，方便電動汽車將自身多余的電能反饋給電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)電動汽車用戶、電網(wǎng)企業(yè)和汽車企業(yè)的共贏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電動汽車無法將自身多余的電能反饋到公共電網(wǎng)的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具體實(shí)施方式提供一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)，包括：多個充電樁；直流母線，用于為電動汽車提供電能；多個第一雙向逆變器，設(shè)置于所述充電樁和所述直流母線之間，用于將所述直流母線上的電能傳送給所述充電樁以便給電動汽車充電，或者將所述充電樁上電動汽車的電能傳送給所述直流母線；第二雙向逆變器，設(shè)置于所述直流母線與公共電網(wǎng)之間，用于將所述公共電網(wǎng)上的電能傳送給所述直流母線，或者將所述直流母線上的電能傳送給所述公共電網(wǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的上述具體實(shí)施方式可知，充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)至少具有以下有益效果：充電樁通過第一雙向逆變器與直流母線連接，第一雙向逆變器根據(jù)電動汽車電池的電壓值決定充電樁與直流母線之間的電流流向；直流母線通過第二雙向逆變器與公共電網(wǎng)連接，第二雙向逆變器根據(jù)直流母線上的電壓值決定公共電網(wǎng)與直流母線之間的電流流向；蓄電池通過第三雙向逆變器與直流母線連接，第三雙向逆變器根據(jù)直流母線上的電壓值決定蓄電池與直流母線之間的電流流向，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)公共電網(wǎng)對電動汽車充電，以及電動汽車對公共電網(wǎng)饋電，平衡電網(wǎng)負(fù)載需求，起到削峰填谷的效果，同時，提高電能利用率，利于節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)電動汽車用戶、電網(wǎng)企業(yè)和汽車企業(yè)的共贏，有利于V2G的快速發(fā)展，減少二氧化碳的排放量。

應(yīng)了解的是，上述一般描述及以下具體實(shí)施方式僅為示例性及闡釋性的，其并不能限制本發(fā)明所欲主張的范圍。

附圖說明

下面的所附附圖是本發(fā)明的說明書的一部分，其繪示了本發(fā)明的示例實(shí)施例，所附附圖與說明書的描述一起用來說明本發(fā)明的原理。

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)的實(shí)施例一的示意結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)的實(shí)施例二的示意結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)的實(shí)施例三的示意結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)的實(shí)施例四的示意結(jié)構(gòu)圖。

符號說明：

10 充電樁 20 直流母線

30 第一雙向逆變器 40 第二雙向逆變器

50 儲能電池 60 第三雙向逆變器

70 第一電壓計(jì) 80 第二電壓計(jì)

90 第三電壓計(jì) 100 DC/AC逆變器

110 變壓器

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面將以附圖及詳細(xì)敘述清楚說明本發(fā)明所揭示內(nèi)容的精神，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)施例后，當(dāng)可由本發(fā)明內(nèi)容所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明內(nèi)容的精神與范圍。

本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。另外，在附圖及實(shí)施方式中所使用相同或類似標(biāo)號的元件/構(gòu)件是用來代表相同或類似部分。

關(guān)于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，也非用以限定本發(fā)明，其僅為了區(qū)別以相同技術(shù)用語描述的元件或操作。

關(guān)于本文中所使用的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本創(chuàng)作。

關(guān)于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。

關(guān)于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部組合。

關(guān)于本文中所使用的用語“大致”、“約”等，用以修飾任何可以微變化的數(shù)量或誤差，但這些微變化或誤差并不會改變其本質(zhì)。一般而言，此類用語所修飾的微變化或誤差的范圍在部分實(shí)施例中可為20％，在部分實(shí)施例中可為10％，在部分實(shí)施例中可為5％或是其他數(shù)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，前述提及的數(shù)值可依實(shí)際需求而調(diào)整，并不以此為限。

某些用以描述本申請的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員在有關(guān)本申請的描述上額外的引導(dǎo)。

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)的實(shí)施例一的示意結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，充電樁通過第一雙向逆變器與直流母線連接，第一雙向逆變器根據(jù)電動汽車電池的電壓決定充電樁與直流母線之間的電流流向；直流母線通過第二雙向逆變器與公共電網(wǎng)連接，第二雙向逆變器根據(jù)直流母線上的電壓決定公共電網(wǎng)與直流母線之間的電流流向。

該附圖所示的具體實(shí)施方式中，該V2G電動汽車充電系統(tǒng)包括：多個充電樁10、直流母線20、多個第一雙向逆變器30和第二雙向逆變器40。其中，充電樁10為V2G直流充電樁；直流母線20用于為電動汽車V提供電能；多個第一雙向逆變器30設(shè)置于所述充電樁10和所述直流母線20之間，第一雙向逆變器30用于將所述直流母線20上的電能傳送給所述充電樁10以便給電動汽車V充電，或者第一雙向逆變器30用于將所述充電樁10上電動汽車V的電能傳送給所述直流母線20；第二雙向逆變器40設(shè)置于所述直流母線20與公共電網(wǎng)E之間，第二雙向逆變器40用于將所述公共電網(wǎng)E上的電能傳送給所述直流母線20，或者第二雙向逆變器40用于將所述直流母線20上的電能傳送給所述公共電網(wǎng)E。

參見圖1，可以實(shí)現(xiàn)公共電網(wǎng)對電動汽車充電，以及電動汽車對公共電網(wǎng)饋電，平衡電網(wǎng)負(fù)載，可以起到削峰填谷的效果，實(shí)現(xiàn)電動汽車用戶、電網(wǎng)企業(yè)和汽車企業(yè)的共贏，有利于V2G的快速發(fā)展，減少二氧化碳的排放量。

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)的實(shí)施例二的示意結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，首先將電動汽車多余的電能存儲在儲能電池中，在用電高峰時供電動汽車使用，不用直接將電動汽車多余的電能反饋到公共電網(wǎng)中，從而提高電能轉(zhuǎn)換效率。

該附圖所示的具體實(shí)施方式中，該V2G電動汽車充電系統(tǒng)還包括：儲能電池50和第三雙向逆變器60，其中，第三雙向逆變器60設(shè)置于所述儲能電池50和所述直流母線20之間，第三雙向逆變器60用于存儲電動汽車V釋放的電能或者為電動汽車V提供電能。

參見圖2，將電動汽車電池的電能存儲在儲能電池中，電能損失率不到10％；如果將電動汽車電池的電能回饋到公共電網(wǎng)，電能損失率高達(dá)40％，因此，先將電動汽車多余的電能存儲在儲能電池中，在用電高峰時供電動汽車使用，只有當(dāng)月儲能電池不能存儲時，才將電動汽車多余的電能反饋到公共電網(wǎng)中，減少電能反饋到公共電網(wǎng)時的損失，從而提高電能轉(zhuǎn)換效率。

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)的實(shí)施例三的示意結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，根據(jù)直流母線的電壓決定第三雙向逆變器和第二雙向逆變器中電流的流向；根據(jù)充電樁的電壓決定第一雙向逆變器中電流的流向。

該附圖所示的具體實(shí)施方式中，該V2G電動汽車充電系統(tǒng)還包括：第一電壓計(jì)70、第二電壓計(jì)80和第三電壓計(jì)90。其中，第一電壓計(jì)70與所述直流母線20和所述第三雙向逆變器60連接，第一電壓計(jì)70用于測量到所述直流母線20的電壓小于第一閾值時，所述第三雙向逆變器60將所述儲能電池50的電能傳送到所述直流母線20，第一電壓計(jì)70還用于測量到所述直流母線20的電壓大于第二閾值時，所述第三雙向逆變器60將所述直流母線20上的電能傳送給所述儲能電池50。第二電壓計(jì)80與所述直流母線20和所述第二雙向逆變器40連接，第二電壓計(jì)80用于測量到所述直流母線20的電壓小于第三閾值時，所述第二雙向逆變器40將所述公共電網(wǎng)E上的電能傳送給所述直流母線20，第二電壓計(jì)80還用于測量到所述直流母線20的電壓大于第四閾值時，所述第二雙向逆變器40將所述直流母線20上的電能回饋給所述公共電網(wǎng)E。第三電壓計(jì)90與所述充電樁10和所述第一雙向逆變器30連接，第三電壓計(jì)90用于測量到所述充電樁10的電壓大于第五閾值時，所述第一雙向逆變器30將電動汽車的電能傳送給所述直流母線20，第三電壓計(jì)90還用于測量到所述充電樁10的電壓小于第六閾值時，所述第一雙向逆變器30將所述直流母線20上的電能提供給所述充電樁10，以便給電動汽車V充電。本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述第三閾值小于所述第一閾值；所述第一閾值小于所述第二閾值；所述第二閾值小于所述第四閾值；所述第五閾值大于所述第四閾值；所述第六閾值小于所述第三閾值。即各個閾值從小到大的順序?yàn)椋旱诹撝担嫉谌撝担嫉谝婚撝担嫉诙撝担嫉谒拈撝担嫉谖彘撝怠?/p>

參見圖3，只有當(dāng)電動汽車電池的電能足夠多時，即電動汽車電池電壓足夠高時，才會向直流母線反饋電能；只能當(dāng)直流母線的電壓足夠高時，才會將電能存儲在儲能電池中；只有當(dāng)存儲電池?zé)o法存儲時，即直流母線的電壓更高時，才會將電能反饋到公共電網(wǎng)中。相反，只有當(dāng)電動汽車電池的電能剩余量較少時，即電動汽車電池電壓足夠低時，直流母線才向電動汽車充電；只能當(dāng)直流母線的電壓足夠低時，才會利用存儲在儲能電池中的電能給電動汽車充電；只能當(dāng)直流母線的電壓更低時，才會將公共電網(wǎng)中電能傳送到直流母線中。

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)的實(shí)施例四的示意結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示，首先利用變壓器對公共電網(wǎng)E上的電能進(jìn)行降壓處理，轉(zhuǎn)化為低電壓，再利用DC/AC逆變器(直流/交流逆變器)進(jìn)行整流處理，轉(zhuǎn)化為直流電，最后通過第二雙向逆變器傳送到直流母線上；相反，直流母線上的電能通過第二雙向逆變器傳送到DC/AC逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，再通過變壓器進(jìn)行升壓，最終傳送到公共電網(wǎng)E上。

該附圖所示的具體實(shí)施方式中，該V2G電動汽車充電系統(tǒng)還包括：DC/AC逆變器100和變壓器110，其中，DC/AC逆變器100設(shè)置于所述第二雙向逆變器40和所述公共電網(wǎng)E之間；變壓器110設(shè)置于所述DC/AC逆變器100和所述公共電網(wǎng)E之間。

參見圖4，公共電網(wǎng)上的通常為220V、50Hz的交流電，無法直接傳送到直流母線上供電動汽車使用，需要進(jìn)行降壓、整流后才能輸送到直流母線；相反，電動汽車電池的電能也無法通過直流母線直接反饋到公共電網(wǎng)中，電動汽車電池通常使用低壓直流電，直流母線上的低壓直流經(jīng)過直流轉(zhuǎn)交流、升壓后，才能反饋到公共電網(wǎng)中。

本發(fā)明提供一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統(tǒng)，充電樁通過第一雙向逆變器與直流母線連接，第一雙向逆變器根據(jù)電動汽車電池的電壓值決定充電樁與直流母線之間的電流流向；直流母線通過第二雙向逆變器與公共電網(wǎng)連接，第二雙向逆變器根據(jù)直流母線上的電壓值決定公共電網(wǎng)與直流母線之間的電流流向；蓄電池通過第三雙向逆變器與直流母線連接，第三雙向逆變器根據(jù)直流母線上的電壓值決定蓄電池與直流母線之間的電流流向，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)公共電網(wǎng)對電動汽車充電，以及電動汽車對公共電網(wǎng)饋電，平衡電網(wǎng)負(fù)載需求，起到削峰填谷的效果，實(shí)現(xiàn)電動汽車用戶、電網(wǎng)企業(yè)和汽車企業(yè)的共贏，有利于V2G的快速發(fā)展，減少二氧化碳的排放量。

上述的本發(fā)明實(shí)施例可在各種硬件、軟件編碼或兩者組合中進(jìn)行實(shí)施。例如，本發(fā)明的實(shí)施例也可為在數(shù)據(jù)信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)中執(zhí)行上述方法的程序代碼。本發(fā)明也可涉及計(jì)算機(jī)處理器、數(shù)字信號處理器、微處理器或現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)執(zhí)行的多種功能?？筛鶕?jù)本發(fā)明配置上述處理器執(zhí)行特定任務(wù)，其通過執(zhí)行定義了本發(fā)明揭示的特定方法的機(jī)器可讀軟件代碼或固件代碼來完成。可將軟件代碼或固件代碼發(fā)展為不同的程序語言與不同的格式或形式。也可為不同的目標(biāo)平臺編譯軟件代碼。然而，根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行任務(wù)的軟件代碼與其他類型配置代碼的不同代碼樣式、類型與語言不脫離本發(fā)明的精神與范圍。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。