[发明专利]一种电池荷电状态充电控制的充电桩系统

说明书

一种电池荷电状态充电控制的充电桩系统，包括电力设备、监控管理工作站、交易管理系统、配电网络、数据网络、充电设备、换电设备、监测设备、电池SOC估算及控制系统，其中，电池SOC估算及控制系统进一步包括：建模单元，获取单元，运算单元，判断单元，设置单元，控制单元，充放电管理单元。通过该电池SOC估算及控制系统可以精确测量电池单体SOC值，并根据相应的能量分配策略实现动力电池充电过程，提高了充电的效率。

技术领域

本发明属于充电桩领域，特别涉及一种电池荷电状态充电控制的充电桩系统。

背景技术

充电站对于电动汽车推广和普及具有决定性的作用，在全球范围内电动汽车的发展和充电设施的建设同步展开，美国和其他一些发达国家对无人值守电站的研究一直处于领先地位，通过智能化的监控系统来实现充电站管理的自动化和智能化，提高充电安全性水平和效率。目前尚无具有普遍适用性的充电站监控系统。

电动汽车的最核心部分是动力电池，动力电池的重要性不言而喻。而动力电池的SOC显示则是动力电池管理工作的关键内容。电池SOC值可以决定负载的工作时间，可以预知电动汽车的续航里程，同时电池的SOC值对于保证电池安全也至关重要。准确估算电池SOC，一方面来源于电动汽车的要求，从充分发挥电池能力和提高安全性两个角度对电池进行高效管理；另一方面，电动汽车电池在使用过程中表现的高度非线性，使准确估计SOC具有很大难度。两方面的结合，使得电动汽车电池SOC估算方法的选择尤为重要。

现有技术中有多种电池SOC值估算方法，既有传统的放电试验法、安时计量法、电池内阻法、开路电压法、负载电压法，也有较为创新的Kalman滤波法、模糊逻辑理论法和神经网络法等，各种估算方法都有自己的缺点，比如：测试时间长，测量不够准确，需长时间静置，需准确的模型算法，需大量训练方法和数据等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何精确估算电池荷电状态值并进行充电控制，对此本发明提供一种电池荷电状态充电控制的充电桩系统，

本发明的技术方案为：一种电池荷电状态充电控制的充电桩系统，包括电力设备、监控管理工作站、交易管理系统、配电网络、数据网络、充电设备、换电设备、监测设备、电池SOC估算及控制系统，

电力设备包括光伏设备、火力发电站、风力发电站；

充电设备包括直流充电桩、交流充电桩；

配电网络包高压电网、低压电网、直流母线、高压配电柜、配电变压器、低压配电柜；

数据网络包括以太网和CAN总线；

监测设备包括摄像机、烟感传感器、红外传感器；

监控管理工作站通过以太网与站控计算机连接，站控计算机通过监测设备对电力设备、配电网络和充电设备进行监控，

其中，所述电池SOC估算及控制系统，具体为：

建模单元，用于建立一阶RC电池模型；

获取单元，用于实时获取各个电池单体的电压、电流信号，并将信号传输运算单元；

运算单元，用于根据所述模型，建立包含SOC值的状态方程，根据获取单元实时获取各个电池单体的电压、电流信号，并根据上述公式得到各个电池单体的SOC值；

判断单元，用于获得各电池单体的SOC值，得到整个蓄电池中各个电池单体的标准差，以及最小值；并根据相应的控制策略，发送控制命令到控制单元启动蓄电池充电过程；

设置单元，用于用户输入相应的充电启动控制策略以及能量分配策略，作为判断单元进行相应操作的依据；