[发明专利]一种混合储能充电桩系统及协调控制方法

说明书

本发明公开了一种混合储能充电桩系统及协同控制方法，所述充电桩系统包括电流电压采集模块、智能充电桩控制模块、交流慢充系统、直流快充系统和混合储能系统；所述电流电压采集模块与输入交流电网连接，实时监测交流电网负荷，智能充电桩控制模块根据电流电压采集模块提供的实时信息及交流慢充系统、直流快充系统、混合储能系统反馈信息，向交流慢充系统、直流快充系统、混合储能系统进行交流电能分配。本发明充电桩系统及协同控制方法综合解决了单一储能技术无法兼顾高功率密度、高能量密度、长使用寿命、安全性等问题，同时因小区工频变压器增容困难，解决了家庭用户电动汽车短时快充的需求。

技术领域

本发明属于充电桩系统技术领域，具体涉及一种混合储能充电桩系统及协调控制方法。

背景技术

近年来新能源大规模发展成为趋势，电动汽车用户不断增加，与之伴随的是对充电桩充电方式和小区用电容量需求进一步提升，上述两点成为当前充电桩电路设计的主要导向。

针对目前家用充电桩采用的交流慢充对电动车充电方案，小区工频变压器增容困难，无法满足电动汽车短时快充需求。

目前各种储能技术因其原理和工艺的差异，有着不同的储能特性。电力储能通常分为能量型储能和功率型储能两类。以铅酸蓄电池、锂电池、钠硫电池等为代表的能量型储能，具有能量密度大、储能时间长的优点，但功率密度小、循环寿命短。以超级电容、飞轮储能、超导磁储能等为代表的功率型储能，具有功率密度大、响应速度快、循环周期寿命长的优点，但能量密度小、自放电率高。单一储能技术还无法兼顾高功率密度、高能量密度、长使用寿命、安全性等多方面的要求。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种混合储能充电桩系统及协调控制方法。

技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种混合储能充电桩系统，其特征在于，所述系统包括电流电压采集模块、智能充电桩控制模块、交流慢充系统、直流快充系统和混合储能系统；所述电流电压采集模块与输入交流电网连接，实时监测交流电网负荷，智能充电桩控制模块根据电流电压采集模块提供的实时信息及交流慢充系统、直流快充系统、混合储能系统反馈信息，向可交流慢充系统、直流快充系统、混合储能系统进行交流电能分配；混合储能系统能够将直流快充系统提供的直流电进行优化分配储能，最后分配给直流快充系统。

作为优选或者具体实施方案：

所述交流慢充系统包括第一接触器和交流慢充模块，第一接触器通过智能充电桩控制模块进行线圈吸合控制，控制交流电能进入交流慢充模块；交流慢充模块能够对外界电池进行充电，并且实时监测自身运行状态，将异常信息反馈给智能充电桩控制模块。

所述直流快充系统包括第二接触器、第三接触器、整流模块和直流快充模块；第二接触器通过智能充电桩控制模块进行线圈吸合控制，控制交流电进入整流模块；整流模块对分配到的交流电进行滤波和整流得到直流电，同时将直流电提供给直流快充模块和混合储能系统；第三接触器通过智能充电桩控制模块进行线圈吸合控制，控制直流电进入直流快充模块；直流快充模块能够对外界电池进行充电，并且实时监测自身运行状态，将异常信息反馈给智能充电桩控制模块。

所述混合储能系统包括第四接触器、混合储能协调控制系统、锂电池、超级电容和混合储能模块；第四接触器通过智能充电桩控制模块进行线圈吸合控制，控制直流快充系统提供的直流电进入混合储能协调控制系统，混合储能协调控制系统对超级电容和锂电池功率优化分配，选择交流电网负荷低谷期对超级电容和锂电池进行充电，延长锂电池寿命和提升整体储能容量利用率，降低混合储能系统的费用；混合储能模块能够将超级电容和锂电池的电能分配给直流快充系统，并且实时监测自身运行状态，将异常信息反馈给智能充电桩控制模块。

本发明还提供了所述混合储能充电桩系统的协调控制方法，包括如下步骤：