[发明专利]基于SDP和V2GTP-EXI电动汽车自适应充电控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车充换电技术，具体涉及一种基于SDP和V2GTP-EXI电动汽车自适应充电控制系统及其控制方法。

背景技术

随着全球石油资源的日渐枯竭，使用来源于石油的燃料成本不断上升，同时为了提高效率，减少空气的污染，汽车行业推出了新类型的车辆，使用各种发电站输送到电网的电能作为必要的能源，为车辆提供动力，而不是依靠内燃发动机，这些新车型，称为电动汽车。电动汽车将成为汽车市场的一个主要部分，逐渐取代内燃机动力的传统汽车。

面对国际油价高位震荡和日益严峻的节能减排压力，世界汽车产业进入全面交通能源转型期，国际电动汽车发展开始加速。根据PIKE Research的一项最新报告预测，2010年至2015年的五年内，世界插电式电动汽车（PEV，含插电式混合动力汽车和纯电动汽车）总体销量将达到320万辆，其中中国总销量将达到88.8万辆，规模居世界第一。美国重点发展插电式混合动力汽车和纯电动汽车，出台各项措施支持动力电池、关键零部件的研发和生产，提出政府采购计划和消费者购车补贴政策，支持充电基础设施建设，计划到2015年普及100万辆插电式混合动力电动汽车。发展电动汽车也是欧盟经济复兴计划的重要组成部分，积极研制和推广电动汽车，预计2020年欧洲将有500万辆电动汽车上路。日本在电动汽车的研制和推广方面，政府对购买纯电动汽车、插电式混合动力汽车等环保车的消费者给予补贴。

发展电动汽车被世界各国普遍确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径，我国把电动汽车列为战略性新兴产业，大力推进其产业化应用。我国在国内25个城市开展“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程试点，在6个城市开展私人购买新能源汽车补贴试点。国家科技部拟定了《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》，将进一步加大对电动汽车科技研发的投入，使我国成为节能及新能源汽车的强国。工信部牵头制定的《节能与新能源汽车产业发展规划（2011～2020年）》草案中明确中国未来的新能源汽车发展规划将以插电式混合动力汽车及纯电动汽车为战略方向。分两个阶段实施，第一阶段到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车初步实现产业化，市场保有量超过50万辆。第二阶段是从2015年到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化，市场保有量达到500万辆，充电站网络支撑纯电动汽车实现城际间和区域化运行。

电动汽车的动力电池要从外部的电网补充能源，因此它需要一个能公开访问的充电设施或者能够提供电力的充电系统。电动汽车的能量可以在受控状态下实现与电网之间的双向互动和交换（即所谓的V2G）。

电动汽车的规模化应用将给充电设施建设和电网运行带来新的挑战。电网基本没有存储（除了部分抽水蓄能）能力，因此发电和输电必须设法匹配用电负荷的波动。随着研发投入不断增大和关键技术的突破，未来我国将进入电动汽车尤其是电动乘用车快速发展时期，形成电动汽车的规模化应用后，这将对充电设施发展和电网运行带来新的挑战：（1）引发新的负荷增长，进一步增大电网峰谷差；（2）产生大量充电设施建设需求，对电网升级改造和规划建设提出更高要求；（3）充电需求具有随机性和分散性特点，加大配电网运行管理难度。大规模电动汽车充电时的波动对配电网有明显的影响，因此配电网会对充电系统或充电设施的进行负荷分配和限制。在智能电网背景下，对电动汽车充电实施智能管理，可避免电动汽车充电需求对电网造成的不利影响，并提高电网的运行效率。电动汽车充电控制需要考虑电网负荷的分配限制。

对于司机来说，充电成本是一个关键因素，在没有紧急情况下，大多数消费者会选择相对便宜的电价进行能源补充。因此不同时段的费率表对于电动汽车的充电控制非常重要。另外电动汽车充电控制还受电池状态、电池容量、司机不同时期的需求等参数的影响。因此需要一个方法使得在各种情况下电动汽车充电控制能够自适应的进行。

当前国内交直流充电设施很少有电动汽车交互的功能，有的直流充电设施只留有CAN接口用于将来通信交互，还没有使用导引控制上的载波并基于SDP及EXI技术的充电控制功能。

发明内容