一种具备双向充电功能的充电站及双向充电控制方法技术

本申请实施例提供了一种具备双向充电功能的充电站及双向充电控制方法，用以解决现有的通过V2G技术实现电动汽车与电网间的双向充放电会增加电动汽车电池开发成本，且电池完成充放电过程会加剧电池损耗的技术问题。储能装置、充电桩、移动式设置在所述充电站内的充电机器人以及控制装置，所述控制装置分别与所述储能装置以及所述充电机器人连接，用于根据内部控制指令控制所述储能装置以及所述充电机器人充电或放电。此方案在电网电力充足时，将电力存储至储能装置和充电机器人；电网电力不足时，储能装置和充电机器人向电网放电。平衡了电网波峰波谷，减小了电网压力的同时，机器人的应用也避免了V2G充电站对电动汽车电池使用寿命的影响。用寿命的影响。用寿命的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种具备双向充电功能的充电站及双向充电控制方法


[0001]本申请涉及新能源
，尤其涉及一种具备双向充电功能的充电站及双向充电控制方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的保有量快速攀升，车辆充电带来的电网供电压力将进一步增加。当前电网能耗高，成本高，部分原因是由于负荷需求波动和需要对电网进行电压及频率调节而引起的。当电网需求超过负荷发电厂的容量时，且电网本身没有足够的电能存储，调峰电厂此时会投入运行。当电网需求较低时，用电量会低于基本负荷发电厂的输出，未被使用的能量将会被浪费掉。若对电网进行电压及频率调节，则会大幅增加电网的运营成本。
[0003]随着能源行业的不断发展，电动汽车技术的日益成熟，能源转型和交通电气化早已是许多国家的技术升级转型的重点方向。在此框架下，许多人提出V2G(Vehicle To Grid，车电互联)概念，即希望电动汽车作为可以灵活接入电网的储能装置，又可与电网进行能量的双向互动，用于为电网提供各种辅助服务并获得报酬，这被许多人视为是能源行业发展的一大重要趋势。在V2G双向充电技术运用下，可以达到减缓电网压力、节省充电成本、助力电网智能化转型等优势。
[0004]当前采用V2G模式实现电动汽车与电网间的双向充放电，使电动汽车的能量在受控范围内实现与电网的双向交换。此种技术的开发势必会增加电动汽车电池开发成本，且电池完成充放电过程会加剧电池损耗，双向V2G必然会造成电动汽车动力电池的一部分全生命周期的能量吞吐和电芯老化，缩短电池使用寿命。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种具备双向充电功能的充电站及双向充电控制方法，用以解决现有的通过V2G技术实现电动汽车与电网间的双向充放电会增加电动汽车电池开发成本，且电池完成充放电过程会加剧电池损耗的技术问题。
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种具备双向充电功能的充电站，所述充电站包括：
[0007]储能装置、充电桩、移动式设置在所述充电站内的充电机器人以及控制装置，所述控制装置分别与所述储能装置以及所述充电机器人连接，用于根据内部控制指令控制所述储能装置以及所述充电机器人充电或放电。
[0008]在本申请的一种实现方式中，所述储能装置以及所述充电机器人内部均包含电池组。
[0009]在本申请的一种实现方式中，所述储能装置连接所述充电桩以及电网，根据控制指令向所述充电桩连接的电动汽车充电、向所述电网放电以及从所述电网获取电能对内部电池组进行充电。
[0010]在本申请的一种实现方式中，所述充电机器人连接所述充电桩以及所述储能装置，根据控制指令向所述充电桩连接的电动汽车充电、通过所述充电桩向所述电网放电以
及从所述储能装置获取电能为内部电池组充电。
[0011]另一方面，本申请实施例还提供了一种双向充电控制方法，应用前述的一种具备双向充电功能的充电站，所述方法包括：
[0012]获取储能装置的电池状态并确定电网所处的用电阶段；其中，所述电池状态包括：电池荷电状态值以及电池健康状态指标值；所述电网的用电阶段包括：正常用电、高峰用电以及低谷用电；
[0013]基于所述电池状态以及所述电网的用电阶段，生成相应的控制指令，控制所述储能装置充电或放电。
[0014]在本申请的一种实现方式中，所述控制所述储能装置充电或放电，具体为：
[0015]确定所述电网所处的状态为低谷用电，在所述储能装置的电池荷电状态值小于第一预设阈值时，控制所述储能装置从电网获取电能为内部电池组充电，在所述储能装置的电池荷电状态等于第一预设阈值时，停止所述储能装置的充电；
[0016]确定所述电网所处的状态为高峰用电，在所述储能装置的电池荷电状态值大于第二预设阈值时，控制所述储能装置向所述电网放电，在所述储能装置的电池荷电状态等于第二预设阈值时，停止所述储能装置向所述电网放电。
[0017]在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：
[0018]获取全部充电桩上报的当前充电机器人连接情况、充电机器人位置信息以及机器人电池状态；
[0019]基于所述充电机器人的电池状态以及所述电网的用电阶段，生成相应的控制指令，控制所述充电桩连接的充电机器人充电或放电。
[0020]在本申请的一种实现方式中，所述控制所述充电桩连接的充电机器人充电或放电，具体为：
[0021]确定所述电网所处的状态为低谷用电，在所述充电机器人的电池荷电状态值小于第一预设阈值时，控制所述充电机器人通过充电桩从电网获取电能为内部电池组充电，在所述充电机器人的电池荷电状态等于第一预设阈值时，停止所述充电机器人的充电；
[0022]确定所述电网所处的状态为高峰用电，在所述充电机器人的电池荷电状态值大于第二预设阈值时，控制所述充电机器人通过充电桩向所述电网放电，在所述充电机器人的电池荷电状态等于第二预设阈值时，停止所述充电机器人通过充电桩向所述电网放电。
[0023]在本申请的一种实现方式中，所述方法包括：
[0024]确定所述电网所处的状态为正常用电，控制所述充电机器人基于当前位置信息以及预设路线寻找需要充电的电动汽车，为所述电动汽车充电；
[0025]在完成充电任务后，检测所述充电机器人的剩余电量，并控制所述充电机器人返回充电桩进行电量补充。
[0026]在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：
[0027]获取需要充电的电动汽车的电池剩余电量及充电功率；
[0028]基于所述电池剩余电量以及所述充电功率，为所述电动汽车匹配能完成充电任务的充电机器人。
[0029]本申请实施例提供的一种具备双向充电功能的充电站及双向充电控制方法，通过具备双向充电功能的充电站，在充电站控制装置的控制下可实现电网和电动汽车端的双向
充电，在电网电力充足时，将电力存储至储能装置和充电机器人；电网电力不足时，储能装置和充电机器人向电网放电。此方案在平衡了电网波峰波谷，减小了电网压力的同时，机器人的应用也避免了V2G充电站对电动汽车电池使用寿命的影响。
附图说明
[0030]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0031]图1为本申请实施例提供的一种具备双向充电功能的充电站架构图；
[0032]图2为本申请实施例提供的储能装置侧的双向充电控制方法流程图；
[0033]图3为本申请实施例提供的充电机器人侧的双向充电控制方法流程图；
[0034]图4为本申请实施例提供的控制策略流程图。
具体实施方式
[0035]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备双向充电功能的充电站，其特征在于，所述充电站包括：储能装置、充电桩、移动式设置在所述充电站内的充电机器人以及控制装置，所述控制装置分别与所述储能装置以及所述充电机器人连接，用于根据内部控制指令控制所述储能装置以及所述充电机器人充电或放电。2.根据权利要求1所述的一种具备双向充电功能的充电站，其特征在于，所述储能装置以及所述充电机器人内部均包含电池组。3.根据权利要求2所述的一种具备双向充电功能的充电站，其特征在于，所述储能装置连接所述充电桩以及电网，根据控制指令向所述充电桩连接的电动汽车充电、向所述电网放电以及从所述电网获取电能对内部电池组进行充电。4.根据权利要求2所述的一种具备双向充电功能的充电站，其特征在于，所述充电机器人连接所述充电桩以及所述储能装置，根据控制指令向所述充电桩连接的电动汽车充电、通过所述充电桩向所述电网放电以及从所述储能装置获取电能为内部电池组充电。5.一种双向充电控制方法，应用于储能装置侧，采用如权利要求1
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4所述的一种具备双向充电功能的充电站，其特征在于，所述方法包括：获取储能装置的电池状态并确定电网所处的用电阶段；其中，所述电池状态包括：电池荷电状态值以及电池健康状态指标值；所述电网的用电阶段包括：高峰用电以及低谷用电；基于所述电池状态以及所述电网的用电阶段，生成相应的控制指令，控制所述储能装置充电或放电。6.根据权利要求5所述的一种双向充电控制方法，其特征在于，所述控制所述储能装置充电或放电，具体为：确定所述电网所处的状态为低谷用电，在所述储能装置的电池荷电状态值小于第一预设阈值时，控制所述储能装置从电网获取电能为内部电池组充电，在所述储能装置的电池荷电状态等于第一预设阈值时，停止所述储能装置的充电；确定所述电网所处的状态为高峰用电，在所述储能装置的电池荷电状态值大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔凌志，雷其会，张明明，赵宪华，段慧清，
申请(专利权)人：北京理工大学前沿技术研究院，
类型：发明
国别省市：