(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010834809.X
(22)申请日 2020.08.19
(71)申请人 合肥博软电子科技有限公司
地址 230031 安徽省合肥市蜀山区长江西
路499号丰乐世纪公寓1幢1406室
(72)发明人 许小健 许劲松
(74)专利代理机构 北京和信华成知识产权代理
事务所(普通合伙) 11390
代理人 许云慧
(51)Int.Cl.
B60L 53/63(2019.01)
B60L 53/60(2019.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种充电桩通断电自动控制
电监控模块用于获取并提供区域电网的用电负
荷分布信息；所述充电桩数据采集模块用于实时
采集获取所述充电桩的充电需求信息并输送至
所述充电总控制模块；所述充电总控制模块对接
收到的所述用电负荷分布信息和所述充电桩的
所述充电需求信息进行比对和分析处理，以进一
步控制所述通断电执行模块的执行动作。本发明
能够对区域电网的用电负荷进行监控，
与区域电网连接的所有充电桩均是依据用电负荷和用户
的充电需求而由系统自动计算并判断执行相应
的通断电操作，能够避免区域电网的超载运行及
安全事故。权利要求书3页 说明书8页 附图1页CN 111959335 A 2020.11.20
C N 111959335
A
1.一种充电桩通断电自动控制系统，其特征在于，包括：
电网用电监控模块，用于获取并提供区域电网的用电负荷分布信息；
充电总控制模块，所述充电总控制模块连接所述电网用电监控模块并接收所述用电负荷分布信息；
充电桩数据采集模块，每个与所述区域电网连接的充电桩均配置一个所述充电桩数据采集模块，所述充电桩数据采集模块连接至所述充电总控制模块，所述充电桩数据采集模块用于实时采集获取所述充电桩的充电需求信息并输送至所述充电总控制模块；
通断电执行模块，用于切断所述充电桩与所述区域电网之间的连接，或者用于切断所述充电桩的电能输出，每个与所述区域电网连接的充电桩均配置一个所述通断电执行模块，且所有的所述通断电执行模块均连接于所述充电总控制模块上；
所述充电总控制模块对接收到的所述用电负荷分布信息和所述充电桩的所述充电需求信息进行比对和分析处理，以进一步控制所述通断电执行模块的执行动作。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩通断电自动控制系统，其特征在于：所述区域电网为小区电网、社区电网、车库电网中任意一种或几种；所述充电桩的所述充电需求信息包括预约时间、充电状态、充电电流、充电功率、车辆型号和实时现存电量。
3.根据权利要求2所述的一种充电桩通断电自动控制系统，其特征在于：所述充电总控制模块包括：
数据存储模块，用于存储接收到的所述用电负荷分布信息和所述充电需求信息；
数据处理模块，用于对所述用电负荷分布信息和所述充电需求信息进行分类整理，得到每一个所述充电桩对应的数据；
优先级计算模块，与所述数据处理模块连接，所述优先级计算模块用于对每个所述充电桩定义一个唯一的执行编码并接收所述数据处理模块分类整理后的数据，并依据通断电优先级规则比较所有所述充电桩的数据，进而得到所有充电桩的通断电执行次序；
总控制器，与所述电网用电监控模块、所述通断电执行模块、所述充电桩数据采集模块、所述数据存储模块、所述数据处理模块和所述优先级计算模块连接，所述总控制器用于依据所述通断电执行次序控制所述通断电执行模块的执行动作。
4.根据权利要求3所述的一种充电桩通断电自动控制系统，其特征在于：所述电网用电监控模块包括：
用电设备信息采集模块，用于实时采集所述区域电网内各用电设备的用电信息；
用电设备信息存储模块，用于储存所述用电设备信息采集模块采集的所述用电信息；
负荷预测管理模块，用于依据所述用电设备信息存储模块存储的历史用电信息在不同时间点或时间段的规律，对所述区域电网的用电负荷进行预测，得到负荷-时间关系曲线，所述负荷预测管理模块进一步依据所述负荷-时间关系曲线计算获取电网负载余量-时间关系曲线，以获取未来每一个时间点或每一个时间段的预测电网负载余量；所述负荷预测管理模块连接于所述充电总控制模块并实时将所述预测电网负载余量传输至所述充电总控制模块，其中，
所述数据处理模块还依据所述充电总控制模块接收到的所述充电桩的所述充电需求信息实时计算并获取当前时间点或时间段的充电桩总需求；且所述数据处理模块通过将同一时间点或时间段的所述充电桩总需求与所述预测电网负载余量进行比对，以决策该时间
点或时间段下充电桩的实际工作数量和延后工作数量，所述优先级计算模块依据实际工作数量、延后工作数量和所述通断电执行次序来决策通电或断电的充电桩，并对该时间点或时间段之后再次需要通电或断电的充电桩按照所述执行编码进行排序。
5.一种基于权利要求1-5任一项所述系统的充电桩通断电自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、对区域电网的用电负荷进行实时监控，并获取区域电网的负荷-时间关系曲线，依据负荷-时间关系曲线获取未来每一个时间点或每一个时间段的预测电网负载余量；
步骤200、配置一个依据所述区域电网的所述负荷-时间关系曲线来调控管理与所述区域电网连接的所有充电桩的充电总控制模块，且每个所述充电桩在所述充电总控制模块内存储有唯一的执行编码；
步骤300、对每个充电桩配置一个用于切断所述充电桩与所述区域电网之间的连接，或者用于切断所述充电桩的电能输出的通断电执行模块，且所有的所述通断电执行模块均连接于所述充电总控制模块上；
步骤400、对每个所述充电桩定义一个唯一的执行编码和通断电优先级别规则并存储在充电总控制模块内，所述充电总控制模块对所述用电负荷分布信息和所述充电需求信息进行分类整理，得到每一个所述充电桩对应的数据，依据充电桩的通断电优先级规则比较所有所述充电桩的数据，进而得到所有充电桩的通断电执行次序；
步骤500、对每个充电桩配置一个用于采集充电桩的充电需求信息的充电桩数据采集模块，且所有所述充电桩数据采集模块均配置连接于充电总控制模块，所述充电总控制模块根据所有的所述充电需求信息实时计算获取当前同一时间点或时间段的充电桩总需求；充电总控制模块将同一时间点或时间段的所述充电桩总需求与所述预测电网负载余量进行比对，以决策该时间点或时间段下充电桩的实际工作数量和延后工作数量；
步骤600、所述充电总控制模块依据实际工作数量、延后工作数量和所述通断电执行次序来决策通电或断电的充电桩，并对该时间点或时间段之后再次需要通电或断电的充电桩按照所述执行编码进行排序。
6.根据权利要求5所述的一种充电桩通断电自动控制方法，其特征在于，所述通断电优先级规则包括通电优先级规则和断电优先级规则，其中，
所述通电优先级规则包括：被充电车辆接入所述充电桩的时间节点顺序、预约时间的先后顺序、被充电车辆的取车时间和被充电车辆的实时现存电量；
所述断电优先级规则包括：被充电车辆接入所述充电桩的时间节点顺序和被充电车辆的实时现存电量。
7.根据权利要求5或6所述的一种充电桩通断电自动控制方法，其特征在于，所述区域电网内的充电桩总需求判断方法包括：
设定充电桩工作状态包括即时充电状态和预约时间充电状态；设定充电桩工作参数包括预约充电时长、车辆已充电量和取车设定时间点；
所述即时充电状态表示车辆接入充电桩的时间点或时间段即计算增加充电桩需求；所述预约时间充电状态表示预约充电起始时间点或时间段即计算增加充电桩需求；所述预约充电时长表示预约结束时间点或时间段即计算减少充电桩需求；所述车辆已充电量为满状态时即计算减少充电桩需求；所述取车设定时
间点或时间段表示该时间点或时间段计算减
少充电桩需求；
在时间轴上每个时间点或时间段的所述区域电网内的所述充电桩总需求即为即为增加的充电桩需求和减少的充电桩需求的加减运算结果。
8.根据权利要求7所述的一种充电桩通断电自动控制方法，其特征在于，所述步骤400还包括对实际工作和延后工作的充电桩的执行方法：
当某个时间点或时间段的充电桩总需求大于预测电网负载余量时，选择部分充电桩延后执行充电工作，且随时间推移，当充电桩总需求变为小于电网负载余量时，则恢复延后执行充电工作的充电桩；
所述延后工作的充电桩的选择依据该时间点所有需要执行充电工作的充电桩接入被充电车辆的时间顺序。
9.根据权利要求8所述的一种充电桩通断电自动控制方法，其特征在于，还包括对延后执行充电工作的充电桩的判定方法：检测并获取被充电车辆的接入充电桩时的实时现存电量，并依据被充电车辆的信息预估该被充电车辆达到满状态电量所需要的充电时长；
依据区域电网的负荷-时间关系曲线预估充电桩总需求的高峰时间段内能够完成所有被充电车辆满状态电量的结束时间节点；
依据用户设定取车的时间点或时间段，在所述高峰时间段内对被充电车辆接入的充电桩按照取车时间点或时间段的倒序依次延后执行充电工作。
10.根据权利要求9所述的一种充电桩通断电自动控制方法，其特征在于，
在充电总控制模块中设定有用于均衡所述高峰时间段内每一个被充电车辆的所述充电需求信息的充电暂停阈值，并对每个接入充电桩的被充电车辆的所述实时现存电量进行监控；
当所述高峰时间段内充电桩总需求大于电网负载余量时，在所述被充电车辆的实时现存电量达到所述充电暂停阈值时，关闭该充电桩的充电功能，而打开处于延后执行充电工作状态下的充电桩；
当所有充电桩的实时现存电量均达到所述充电暂停阈值时，则按照原定的规则对所有充电桩按顺序执行充电工作，直至充满；
在该特定时间段之后的时间推移过程中，若实时更新的充电桩总需求变为小于电网负载余量时，则恢复所有被需求的充电桩的充电功能。
一种充电桩通断电自动控制系统及方法技术领域
[0001]本发明涉及充电桩控制技术领域，具体涉及一种充电桩通断电自动控制系统及方法。
背景技术
[0002]发展以电动汽车为代表的新能源汽车是当下社会非常明确的产业发展方向，新能源汽车采用非常规的车用燃料作为动力来源，例如车载蓄电池等，此类新能源汽车都配有充电桩，但是充电桩在区域电网的装配是需要解决的最重要的问题。
[0003]现阶段，小区、社区、停车场等停车较多的场所还未建立专用语新能源汽车的配电网，在现有的配电网基础上增加充电桩，极容易增加甚至超出配电网的负荷，以下以小区为例：
[0004]在小区的车位配置充电桩的会在相对集中的时间段内给小区电网造成巨大的用电负荷，现有已成型的小区在设计时并没有考虑到这部分的负荷，因此现阶段在小区内大规模建设充电桩是不可行且具有相当大危险性的。
[0005]对此问题，现有的充电桩大多是认为或系统单独控制，充电桩的使用更多的是基于主观判断，导致无法保障充电桩的使用不会使区域电网超出最大负荷而引起的故障。发明内容
[0006]本发明的目的在于提供一种充电桩通断电自动控制系统及方法，以解决现有技术中充电桩大多是认为或系统单独控制，充电桩的使用更多的是基于主观判断，导致无法保障充电桩的使用不会使区域电
网超出最大负荷而引起的故障的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
[0008]本发明提供了一种充电桩通断电自动控制系统，包括：
[0009]电网用电监控模块，用于获取并提供区域电网的用电负荷分布信息；
[0010]充电总控制模块，所述充电总控制模块连接所述电网用电监控模块并接收所述用电负荷分布信息；
[0011]充电桩数据采集模块，每个与所述区域电网连接的充电桩均配置一个所述充电桩数据采集模块，所述充电桩数据采集模块连接至所述充电总控制模块，所述充电桩数据采集模块用于实时采集获取所述充电桩的充电需求信息并输送至所述充电总控制模块；
[0012]通断电执行模块，用于切断所述充电桩与所述区域电网之间的连接，或者用于切断所述充电桩的电能输出，每个与所述区域电网连接的充电桩均配置一个所述通断电执行模块，且所有的所述通断电执行模块均连接于所述充电总控制模块上；
[0013]所述充电总控制模块对接收到的所述用电负荷分布信息和所述充电桩的所述充电需求信息进行比对和分析处理，以进一步控制所述通断电执行模块的执行动作。
[0014]作为本发明的一种优选方案，所述区域电网为小区电网、社区电网、车库电网中任意一种或几种；所述充电桩的所述充电需求信息包括预约时间、充电状态、充电电流、充电
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