[发明专利]一种电动汽车充电桩智能配电的电源管理系统及具备该系统的充电桩

说明书

本发明公开了一种电动汽车充电桩智能配电的电源管理系统，包括监控服务器(1)、数据采集模块(2)、三相电路共享电源分配模块(3)、移动手持终端(4)和充电桩(5)；三相电路共享电源分配模块(3)包括电源选通开关控制器(7)和三相电路选通开关(6)；同时根据各相电源的负载情况，合理调整电源连接的电源某相，实现均衡负载，从而使得充电用分时共享充电电源可以提供更多充电桩的负载，并且保护电源的技术效果，从而提升充电桩的工作稳定性。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体为一种应用于电动汽车充电桩智能配电的电源管理系统。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，在大城市的汽车越来越多，而燃油车燃烧石油产品产生的尾气也越来越多，从而导致空气污染也越来越严重。为此，政府开始引导人们发展以电动汽车为主要运输工具的新能源汽车。

新能源汽车正是在这种使命背景下的出现的，包括混合动力新能源汽车和纯电动汽车，而纯电动汽车由于只利用电池的电能作为汽车驱动的能源，因此，在运行过程中不会有任何尾气，从而不会对空气产生污染，这也是现代人民对纯电动汽车尤其钟情的原因。但是，作为新能源汽车的一个重要组件，电池，其用于对汽车提供能源，需要在使用中进行充电，而电动汽车的充电，主要采用充电桩的形式进行，为了方便汽车能够快速找到充电桩进行充电，进行实时充电并使用，这是新能源汽车能够快速推广的一个重要内容。

根据电动汽车发展规划，预计到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆，累计产销量超过500万辆。如此数量的电动汽车需要配置几乎相当数量的充电桩，也即意味着需要大量的配电装置来连接充电桩和低压电源。虽然很多充电桩是可以共享的，特别是快充桩和公共充电桩，均为共享式。但这种共享并没有发挥供电设备的最大效率。

并且，由于是充电桩使用的是三相四线制电源，但是充电桩最后进行充电的仅是其中的某一相，也就是说单个充电桩同时仅仅连接电源的一相，由于并不清楚负载连接是其中的那一相，从而可能会导致其中一相负载过多，而另外一相负载过少，导致负载不平衡，由于三相负载的不平衡，将会对配电变压器的影响，包括三相负荷不平衡将增加变压器的损耗，正常情况下变压器运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化，且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。由物理学常识可知，三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小。同时，三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果：由于不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍)，超载过多，可能造成绕组和变压器油的过热。绕组过热，绝缘老化加快；变压器油过热，引起油质劣化，迅速降低变压器的绝缘性能，减少变压器寿命(温度每升高8℃，使用年限将减少一半)，甚至烧毁绕组。

此外，三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高：在三相负荷不平衡运行下的变压器，必然会产生零序电流，而变压器内部零序电流的存在，会在铁芯中产生零序磁通，这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常升高，严重时将导致变压器运行事故。