一种矩阵式V2G桩的精细化控制方法技术

一种矩阵式V2G桩的精细化控制方法，涉及电动汽车充电桩领域，包括以下步骤：预先对充电桩中的矩阵式模块按照算法组织成模块组，即模块调用法；当电动汽车与充电桩握手完成，充电控制单元将Num

【技术实现步骤摘要】
一种矩阵式V2G桩的精细化控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车充电桩领域，尤其涉及一种矩阵式V2G桩的精细化控制方法。

技术介绍

[0002]电动汽车属于新能源汽车的一种，它是以电池作为能量，通过控制器、电机等部件将电能转化成机械能。未来15年纯电动和插电式混合动力汽车的产销量将占到汽车总产销量相当的比例，占汽车保有量的比例将逐年快速提升。
[0003]但是，目前在电动汽车充电方面，采用矩阵式控制策略给电动汽车充电存在不足：利用充电桩给电动汽车充电时，充电控制单元接收电动汽车的充电电压需求、充电电流需求及充电模式，控制充电桩输出对应的电压、电流需求及模式。充电控制单元根据接入的模块数量计算出平均输出功率P
out
，由于交直流变换模块存在转换效率η，转换效率函数为η＝f(P
out
)。充电控制单元下发给交直流变换模块输出功率P
out
大概率不会落在交直流变换模块最佳功率转换范围[P
min
,P
max
]内，导致交直流变换模块能量转换效率低，造成电能量的损耗，加快了交直流变换模块的老化速度。同理，在放电模式下，同样存在上述问题。
[0004]基于上述现状，本专利提供一种矩阵式V2G桩的精细化控制方法。在满足按照电动汽车充电的电压、电流需求和充电模式的情况下，保证交直流变换模块工作在最佳效率点或者系统工作在最佳效率点，系统交直流转换损耗最低，提高电能利用率，降低系统热损耗，减缓交直流变换模块的老化速度。
>
技术实现思路

[0005]由于电动汽车在充电过程中，其电压和电流随时间会产生变化，导致电动汽车请求充电功率随时间不断变化，所以实现在满足按照电动汽车充电的电压、电流需求和充电模式的情况下，保证交直流变换模块工作在最佳效率点或者系统工作在最佳效率点，系统交直流转换损耗最低的目的，本专利技术提供一种矩阵式V2G桩的精细化控制方法。
[0006]为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是提供了一种矩阵式V2G桩的精细化控制方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1：预先对充电桩中的矩阵式模块按照算法组织成模块组，形成模块调用法，有充电需求时可以调用模块组，按组调控；步骤S1中模块调用法包括以下步骤：
[0008]步骤S11：假设充电模块的总数为N，接入的模块的个数为Num
MOD_REQ
，将剩余模块个数按照等比数列a
n
＝a1*q
n-1
分配，其中a1＝1，q＝2，将等比数列的每一项作为一个组，不能满足等比数列的模块个数设定为Num
POOL
；
[0009]步骤S12：当充电需求减少时，则有b个模块从充电状态转为空闲状态，Num
POOL
值增加，未有状态转变前不满足等比数列模块个数为Num
POOL*
，每次添加1个模块添加至Num
POOL
中，直至增加至b个为止，每增加1个模块时进行如下判断：如果Num
POOL
等于a
n+1
，则将Num
POOL
个模块纳入第n+1组管理，如果Num
POOL
不等于a
n+1
，则Num
POOL
＝1+Num
POOL*
；
[0010]步骤S13：当充电需求增加时，则有模块从空闲状态转为充电状态，优先调度最佳
满足功率需求的组，假设为a
i
，如果Num
POOL
>a
i
，则从Num
POOL
中重新分出第i组，如果Num
POOL
≤a
i
，则将等比数列最高项组中模块分解成最佳满足功率需求的组模块数与剩余模块数，其中最佳满足功率需求的组模块数纳入需求增加的组，剩余模块数纳入Num
POOL
中；
[0011]步骤S14：当充电控制器接收到汽车的充电请求时，将从等比数列中取出满足功率需求的最少项，此时充电控制器按组控制充电模块，提高控制响应速率。
[0012]步骤S2：电动汽车与充电桩握手完成后，电动汽车与充电桩参数配置完成，充电控制单元将准备接入Num
MOD_READY
个充电模块设置为热备状态；
[0013]步骤S3：调整每个模块的输出功率以达到最佳功率；
[0014]步骤S4：在充电阶段，充电控制单元获取电动汽车的电压需求、电流需求及充电模式，调整接入的模块个数，在充电阶段使用所述模块调用法，提高模块的利用率，转换点以提高能源利用率。
[0015]从步骤S1和S2中可以得出该方法的优点：该方法预先对充电桩中的矩阵式模块按照算法组织成模块组，当电动汽车有充电需求时可以按组调控，这样缩短了反应时间，提高了充电效率。
[0016]具体地，步骤S2中，根据模块调用法需要计算接入的模块的个数，所以根据参数配置阶段的参数最高允许充电电流I
MAX
，整车动力蓄电池当前电池电压V
PRESENT
，计算模块准备接入个数Num
MOD_READY
，此时Num
MOD_READY
为接入的模块的个数，Num
MOD_READY
的计算公式为：Num
MOD_READY
为正整数。
[0017]具体地，步骤S3中，为了将每个模块输出时的功率落在交直流变换模块最佳功率转换范围[P
min
,P
max
]内，所以动态调整每个模块的输出功率以达到最佳功率，步骤S3包括以下步骤:
[0018]步骤S31：动态调整各模块的输出功率以达到最佳功率；
[0019]功率分配方式1：将电动汽车的充电功率平均分配到每一个充电模块，则功率转换效率为σ0＝fun(power)；
[0020]功率分配方式2：假设V2G桩有Num个模块处于工作状态，使Num-1个充电模块工作在最佳功率转换点，剩余1个模块负责补足剩余的功率需求。工作在最佳功率转换点时Num-1个充电模块的功率转换效率为σ1，σ1计算公式为σ1＝fun(power)
max
，σ2为负责补足剩余的功率需求的那一个模块的转换效率，设此时模块的输出功率为P
BEST
，σ2计算公式为σ2＝fun(P
REQ-(Num
MOD_REQ-1)*P
BEST
),此时综合功率转换效率为
[0021]步骤S32：若σ0>σ3，则选择功率分配方式1执行控制；若σ0<σ3，则选择功率分配方式2执行控制；
[0022]步骤S33：当实际接入的模块的个数Num
REQ
由Num变为Num
±
1时，优先将功率转换效率最低的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矩阵式V2G桩的精细化控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1：预先对充电桩中的矩阵式模块按照算法组织成模块组，形成模块调用法，有充电需求时可以调用模块组，按组调控；步骤S1中所述模块调用法包括以下步骤：步骤S11：假设充电模块的总数为N，接入的模块的个数为Num
MOD_REQ
，将剩余模块个数按照等比数列a
n
＝a1*q
n-1
分配，其中a1＝1，q＝2，将所述等比数列的每一项作为一个组，不能满足等比数列的模块个数设定为Num
POOL
；步骤S12：当充电需求减少时，则有b个模块从充电状态转为空闲状态，Num
POOL
值增加，未有状态转变前不满足等比数列模块个数为Num
POOL*
，每次添加1个模块添加至Num
POOL
中，直至增加至b个为止，每增加1个模块时进行如下判断：如果Num
POOL
等于a
n+1
，则将Num
POOL
个模块纳入第n+1组管理，如果Num
POOL
不等于a
n+1
，则Num
POOL
＝1+Num
POOL*
；步骤S13：当充电需求增加时，则有模块从空闲状态转为充电状态，优先调度最佳满足功率需求的组，假设为a
i
，如果Num
POOL
>a
i
，则从Num
POOL
中重新分出第i组，如果Num
POOL
≤a
i
，则将等比数列最高项组中模块分解成最佳满足功率需求的组模块数与剩余模块数，其中最佳满足功率需求的组模块数纳入需求增加的组，剩余模块数纳入Num
POOL
中；步骤S14：当充电控制器接收到汽车的充电请求时，从等比数列中取出满足功率需求的最少项，充电控制器按组控制充电模块；步骤S2：电动汽车与充电桩握手完成后，电动汽车与充电桩参数配置完成，充电控制单元将准备接入Num
MOD_READY
个充电模块设置为热备状态；步骤S3：动态调整所有模块的输出功率；步骤S4：在充电阶段，充电控制单元获取电动汽车的电压需求、电流需求及充电模式，调整接入的模块个数，在所述充电阶段使用所述模块调用法。2.根据权利要求1所述一种矩阵式V2G桩的精细化控制方法，其特征在于：所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾俊国，于文斌，史剑，张珂宸，冯中魁，周凌霄，李悦，
申请(专利权)人：国网智慧能源交通技术创新中心苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：