一种充电桩系统的泄放模块及其执行主动泄放的方法技术方案

本发明专利技术提出一种充电桩系统的泄放模块及其执行主动泄放的方法，当满足主动泄放条件时，通过两个控制信号控制主动泄放执行与停止，而提高主动泄放的可靠性，在泄放过程中，通过实时监控泄放电阻消耗的能量，设定泄放电阻执行泄放时所能承受的最大能量，当泄放电阻消耗的能量超过能量阈值曲线时，立即停止主动泄放，保护泄放电阻过热损坏，并在两次主动泄放之间设定最少1S的间隔时间，以保证泄放电阻不会因为长时间周期执行主动泄放而热量叠加导致过热损坏，避免明火的发生，而实现可靠、安全的主动泄放。的主动泄放。的主动泄放。

【技术实现步骤摘要】
一种充电桩系统的泄放模块及其执行主动泄放的方法


[0001]本专利技术涉及电源领域，尤其是一种充电桩系统的泄放模块执行主动泄放的方法。

技术介绍

[0002]在巨大的碳排放压力和严重的空气污染的背景下，发展电动汽车刻不容缓。然而由于充电设施建设缓慢，车桩配比严重失衡，电动汽车的推广受到了限制。发改委、能源局、工信部、住建部联合印发的《电动汽车充电基础设施发展指南（2015
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2020）》明确指出了我国充电基础设施的发展目标：到2020年，我国需要建成1.2万座集中充换电站，480万个分散充电桩，满足全国500万辆电动汽车充电需求。
[0003]传统的充电桩市场没有规范的标准，存在如下问题：电网安全：电动汽车的无序充电要求电网更高的负载容量。
[0004]设备安全：大量充电桩需要在露天环境下使用，一些没有达到防雨防雾防尘防雷要求的充电桩，在恶劣环境下可能造成设备损坏或者引起事故。
[0005]充电安全及兼容性：前期由于电动汽车接口标准和电压标准的不统一，导致大多数充电桩只能给部分车型供电。
[0006]人身安全：电动汽车直流充电桩由380V供电，一些没有安全防护，没有漏电保护的充电桩可能对操作人员造成生命危险。
[0007]对此，国内外出台诸多相关政策以规范市场，如IEC/TR 60783《电动道路车辆的电缆和连接器》、IEC62196《插头、插座、车辆耦合器和车辆接口
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电动车辆传导充电》；美国汽车工程师协会(SAE)制定的接口标准，包括SAE J1772《电动车辆传导充电连接器》，日本汽车协会(JEVS)和日本电动车充电协会(CHAdeMO)制定的接口标准，包括JEVSC601《电动车辆用插头插座》、JEVSGl03《电动汽车在经济充电站快速充电系统使用的充电接头》、JEVSGl05《电动汽车在经济充电站快速充电系统使用的连接器电动车辆用插头插座》。
[0008]我国也相继发布了T18474.1
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2015《电动汽车传导充电系统第1部分：一般要求》、GBT20234.1
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2015《电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求》、GBT20234.2
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2015《电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》、GBT20234.3
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2015《电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口》等。
[0009]根据GB18487.1
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2015的要求，充电机进行绝缘检测（IMD）之后，应及时对充电桩内的功率变换器的输出电容上的残余高压进行泄放，避免在充电阶段对电动车电池负载产生电压冲击。充电结束后，应及时对功率变换器内的输出电容上的残余高压进行泄放，避免对操作人员造成电击伤害。泄放回路的参数选择也应保证在充电连接器断开之后1S内将供电接口电压降到60V DC以下。并因停电等原因，充电回路或者控制回路失去电力时，非车载充电机应在1S内断开输出继电器或者通过泄放电路在1S内将供电接口电压降到60V DC以下。
[0010]因此，如何保证输出电容上的残余高压的安全可靠泄放，成为业界研究的重点。

技术实现思路

[0011]本专利技术提出一种充电桩系统的泄放模块，充电桩系统包括至少一功率变换器，用于将交流电变换为直流电或将一直流电变换为另一直流电，每一功率变换器均包括一输出电容和泄放模块，泄放模块包括：主动泄放电路，并联在功率变换器内的输出电容的两端，主动泄放电路包括串联连接的泄放开关和泄放电阻；微控制器，用于输出第一控制信号和第二控制信号；泄放开关控制单元，连接微控制器，接收第一控制信号和第二控制信号，并根据第一控制信号和第二控制信号输出用于控制泄放开关导通和关断的开关控制信号，泄放开关的控制端接收开关控制信号。
[0012]更进一步的，当需要执行主动泄放时，微控制器输出的第一控制信号和第二控制信号使得经泄放开关控制单元产生的开关控制信号控制使得泄放开关导通；当不需要执行主动泄放时，微控制器输出的第一控制信号和第二控制信号使得经泄放开关控制单元产生的开关控制信号控制使得泄放开关关断。
[0013]更进一步的，充电桩系统还包括能量管理器，用于输出主动泄放指令给功率变换器内的微控制器，当需要执行主动泄放时，微控制器根据主动泄放指令输出第一控制信号和第二控制信号，第一控制信号和第二控制信号使得经泄放开关控制单元产生的开关控制信号控制使得泄放开关导通。
[0014]更进一步的，泄放开关控制单元包括：第一输入端，用于接收第一控制信号，第一输入端连接第一开关管的控制端，并经第一阻抗单元连接第一开关管的第一端，第一开关管的第二端连接电压源端，并连接第二开关管的控制端，第二开关管的第一端连接第一开关管的第一端，第二开关管的第二端通过第四电阻连接电压源端；第二输入端，用于接收第二控制信号，第二输入端连接第三开关管的控制端，并经第二阻抗单元连接第三开关管的第一端，第三开关管的第一端还连接第二开关管和第一开关管的第一端，第三开关管的第二端连接第五十一电阻的第一端，第五十一电阻的第二端经第五电阻连接第二开关管的第二端，第五十一电阻的第二端与第三开关管的第一端之间还连接有第三阻抗单元，并第五十一电阻的第二端构成泄放开关控制单元的输出端，用于输出开关控制信号。
[0015]更进一步的，第三阻抗单元内的电阻的阻值大于第四电阻、第五电阻和第五十一电阻的阻值。
[0016]更进一步的，泄放开关控制单元包括：第一输入端，用于接收第一控制信号，第一输入端连接第四开关管的控制端，并经第四阻抗单元连接第四开关管的第一端，第四开关管的第二端经第九电阻连接电压源端，并连接第八电阻的第一端，第八电阻的第二端输出开关控制信号，并第一输入端还经第七电阻连接电压源端；第二输入端，用于接收第二控制信号，第二输入端连接第五开关管的控制端，并经第五阻抗单元连接第五开关管的第一端，第五开关管的第二端连接第六电阻的第一端，第六电阻的第二端连接第八电阻的第二端，第六电阻的第二端还经第十电阻接地，并第四开关管的第二端和第五开关管的第二端接地，电压源端经第五电容接地。
[0017]更进一步的，泄放电阻为多个电阻的串并联。
[0018]本专利技术还提供一种充电桩系统的泄放模块执行主动泄放的方法，包括：S11：微控制器判断是否收到能量管理器发出的主动泄放指令，若否则继续判断是否收到能量管理器发出的主动泄放指令，若是则进入步骤S12；S12：微控制器判断是否满足主动泄放条件，若
否则继续判断是否收到能量管理器发出的主动泄放指令，若是则进入步骤S13；S13：微控制器输出第一控制信号和第二控制信号，泄放开关控制单元根据第一控制信号和第二控制信号输出用于控制泄放开关导通的开关控制信号，而执行主动泄放，进入步骤S14；S14：微控制器判断是否触发主动泄放保护或主动泄放执行时间是否到1S，若否则继续判断是否触发主动泄放保护或主动泄放执行时间是否到1S，如是则进入S15；S15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种充电桩系统的泄放模块，充电桩系统包括至少一功率变换器，用于将交流电变换为直流电或将一直流电变换为另一直流电，每一功率变换器均包括一输出电容和泄放模块，其特征在于，泄放模块包括：主动泄放电路，并联在功率变换器内的输出电容的两端，主动泄放电路包括串联连接的泄放开关和泄放电阻；微控制器，用于输出第一控制信号和第二控制信号；泄放开关控制单元，连接微控制器，接收第一控制信号和第二控制信号，并根据第一控制信号和第二控制信号输出用于控制泄放开关导通和关断的开关控制信号，泄放开关的控制端接收开关控制信号。2.根据权利要求1所述的一种充电桩系统的泄放模块，其特征在于，当需要执行主动泄放时，微控制器输出的第一控制信号和第二控制信号使得经泄放开关控制单元产生的开关控制信号控制使得泄放开关导通；当不需要执行主动泄放时，微控制器输出的第一控制信号和第二控制信号使得经泄放开关控制单元产生的开关控制信号控制使得泄放开关关断。3.根据权利要求2所述的一种充电桩系统的泄放模块，其特征在于，充电桩系统还包括能量管理器，用于输出主动泄放指令给功率变换器内的微控制器，当需要执行主动泄放时，微控制器根据主动泄放指令输出第一控制信号和第二控制信号，第一控制信号和第二控制信号使得经泄放开关控制单元产生的开关控制信号控制使得泄放开关导通。4.根据权利要求1或3所述的充电桩系统的泄放模块，其特征在于，泄放开关控制单元包括：第一输入端，用于接收第一控制信号，第一输入端连接第一开关管的控制端，并经第一阻抗单元连接第一开关管的第一端，第一开关管的第二端连接电压源端，并连接第二开关管的控制端，第二开关管的第一端连接第一开关管的第一端，第二开关管的第二端通过第四电阻连接电压源端；第二输入端，用于接收第二控制信号，第二输入端连接第三开关管的控制端，并经第二阻抗单元连接第三开关管的第一端，第三开关管的第一端还连接第二开关管和第一开关管的第一端，第三开关管的第二端连接第五十一电阻的第一端，第五十一电阻的第二端经第五电阻连接第二开关管的第二端，第五十一电阻的第二端与第三开关管的第一端之间还连接有第三阻抗单元，并第五十一电阻的第二端构成泄放开关控制单元的输出端，用于输出开关控制信号。5.根据权利要求4所述的充电桩系统的泄放模块，其特征在于，第三阻抗单元内的电阻的阻值大于第四电阻、第五电阻和第五十一电阻的阻值。6.根据权利要求1或3所述的充电桩系统的泄放模块，其特征在于，泄放开关控制单元包括：第一输入端，用于接收第一控制信号，第一输入端连接第四开关管的控制端，并经第四阻抗单元连接第四开关管的第一端，第四开关管的第二端经第九电阻连接电压源端，并连接第八电阻的第一端，第八电阻的第二端输出开关控...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克柏，赵庆，平定钢，
申请(专利权)人：浙江富特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：