一種用于電動汽車的直流充電系統(tǒng)及充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種充電系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種用于電動汽車的直流充電系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車作為一種新能源汽車，有著無污染的有點(diǎn)，越來越受到人們的歡迎和重視。正在開發(fā)的電動汽車中有，純電動汽車(Battery powerd electric vehicle)、共同使用電動機(jī)與發(fā)動機(jī)的混合動力汽車(Hybrid electric vehicle)以及燃料電池電動汽車(Fuel cell electric vehicle)等。其中，可插上電源插頭的混合動力汽車以及純電動汽車是從置于車輛內(nèi)部的高壓蓄電池中接收驅(qū)動所需電力的電動汽車。
[0003]隨著低碳經(jīng)濟(jì)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，電動汽車作為新能源戰(zhàn)略和智能電網(wǎng)的重要組成部分，以及國務(wù)院確定的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，必將成為今后中國汽車工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。然而，電動汽車產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，電動汽車充電站則是主要環(huán)節(jié)之一，必須與電動汽車其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)共同協(xié)調(diào)發(fā)展。
[0004]在內(nèi)部具備蓄電池的電動汽車需要能夠從外部供給電能的供電手段，這樣大量的充電站不斷建立起來，現(xiàn)有的充電站由若干個充電樁組成，和現(xiàn)有加油站類似，每個充電樁或者幾個充電樁由指定的工作人員負(fù)責(zé)管理，來幫助車主充電，并進(jìn)行收費(fèi)，導(dǎo)致大型的充電站就會需要大量的工作人員來進(jìn)行管理、收費(fèi)等，這樣就造成了成本的提高，充電站的開支高。
[0005]目前，已為大眾普遍知道的充電站規(guī)劃有兩種模式。一種是在純電動汽車駛?cè)氤潆娬竞螅蓪I(yè)的充電機(jī)對汽車電池進(jìn)行充電，就像到加油站為汽車加油一樣。不過，這種模式的缺點(diǎn)是充電時(shí)間較長，車主需要在充電站內(nèi)長時(shí)間等候。另外一種模式則是當(dāng)純電動汽車駛?cè)氤潆娬竞?，工作人員將車內(nèi)的充電電池拆除下來，直接更換上充電站內(nèi)的新電池。但是如果采用這種模式，充電站內(nèi)就需要儲備大量的電池。
[0006]zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，zigbee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。
[0007]近場通信(Near Field Communicat1n, NFC),又稱近距離無線通信,是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，在十厘米內(nèi)交換數(shù)據(jù)。這個技術(shù)由非接觸式射頻識別(RFID)演變而來，與RFID —樣，NFC信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方式傳遞，但兩者之間還是存在很大的區(qū)別。首先，NFC是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無線連接技術(shù)，其傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達(dá)到幾米、甚至幾十米，但由于NFC采取了獨(dú)特的信號衰減技術(shù)，相對于RFID來說NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。其次，NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容，目前已經(jīng)成為得到越來越多主要廠商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)。再次，NFC還是一種近距離連接協(xié)議，提供各種設(shè)備間輕松、安全、迅速而自動的通信。與無線世界中的其他連接方式相比，NFC是一種近距離的私密通信方式。最后，RFID更多的被應(yīng)用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，而NFC則在門禁、公交、手機(jī)支付等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著巨大的作用?？梢哉fNFC科技正引領(lǐng)著近距離感應(yīng)科技的發(fā)展方向，基于NFC技術(shù)的各種創(chuàng)新應(yīng)用，將徹底改變?nèi)藗兊纳睢?br>[0008]電池管理系統(tǒng)(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)，電動車電池管理系統(tǒng)(BMS)是電池與用戶之間的紐帶，主要對象是二次電池。二次電池存在下面的一些缺點(diǎn)，如存儲能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復(fù)雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。電池管理系統(tǒng)(BMS)主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。隨著電池管理系統(tǒng)的發(fā)展，也會增添其它的功能。一般而言電動汽車電池管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下幾個功能:準(zhǔn)確估測動力電池組的荷電狀態(tài)、實(shí)時(shí)采集電動汽車蓄電池組中的每塊電池的溫度、電壓、充放電電流及電池包總電壓等數(shù)據(jù)、單體電池均衡充電。
[0009]現(xiàn)有電動汽車充電站由于充電機(jī)充電方法單一，充電時(shí)間較長，充電對象復(fù)雜等原因影響造成了充電站實(shí)用性差，無法應(yīng)用于日益增加的電動汽車市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動化的、不需要大量人力來進(jìn)行汽車充電及收費(fèi)的、合理的用于電動汽車的直流充電系統(tǒng)及充電方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種用于電動汽車的直流充電系統(tǒng)，包括直流充電樁、上位機(jī)、移動客戶終端、電動汽車電池管理系統(tǒng)。
[0011]所述直流充電樁包括處理器和與處理器分別控制連接的操作平臺、通信模塊、充電裝置、計(jì)費(fèi)模塊。
[0012]所述上位機(jī)與通信模塊通過有線或無線方式通訊，所述移動客戶終端與處理器通過無線信號通訊，所述電動汽車電池管理系統(tǒng)通過充電裝置與處理器連接。
進(jìn)一步的，所述上位機(jī)還包括用來對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析保存的數(shù)據(jù)庫。
[0013]進(jìn)一步的，所述上位機(jī)與通信模塊的有線通訊方式為網(wǎng)絡(luò)線或光纖中的任意一種。
[0014]進(jìn)一步的，所述無線信號采用NFC信號。
[0015]進(jìn)一步的，所述通信模塊采用TCP/IP或wifi或zigbee或藍(lán)牙無線通信的任意一種方式與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0016]一種使用所述用于電動汽車的直流充電系統(tǒng)的方法，包括如下方法步驟:
A.用戶通過直流充電樁的操作平臺或者移動客戶終端了解相關(guān)充電信息，選擇自己的車型，并反饋至處理器；
B.直流充電樁的處理器的通信模塊通過TCP/IP或wifi或zigbee或藍(lán)牙無線通信的方式從上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫調(diào)出適合與該車型、該充電次數(shù)的的電壓、電流和功率的充電模式由用戶進(jìn)行選擇；
C.直流充電樁的計(jì)費(fèi)模塊計(jì)算出支付費(fèi)用，并反饋至移動客戶終端或操作平臺，用戶付費(fèi)；
D.用戶付費(fèi)完成后，處理器接收到控制指令信息后開啟充電裝置，充電裝置開始對電動汽車充電，充電的同時(shí)，直流充電樁的處理器實(shí)時(shí)讀取電動汽車電池管理系統(tǒng)信息；
E.處理器將讀取到的信息反饋至操作平臺或移動客戶終端，使用戶能實(shí)時(shí)了解充電狀態(tài)；
F.充電完成后，電動汽車電池管理系統(tǒng)通過處理器將該次的充電信息保存至上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫，由數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，選擇出最優(yōu)的充電模式供后續(xù)用戶選擇；
G.在數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析的同時(shí)，如發(fā)現(xiàn)充電過程中電動汽車的某節(jié)或某些電池的充電數(shù)據(jù)差異較大，則通過移動客戶終端或操作平臺提醒客戶維護(hù)、保養(yǎng)，以最大化的保證電池組的效能及壽命。
[0017]本發(fā)明的有益效果如下:
1、本發(fā)明的用于電動汽車的直流充電系統(tǒng)，通過直流充電樁的處理器來控制充電樁的操作平臺、通信模塊、充電裝置、計(jì)費(fèi)模塊，再將充電數(shù)據(jù)信息反饋至上位機(jī)，而移動客戶終端可讓用戶不經(jīng)過操作平臺來對充電過程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，電動汽車電池管理系統(tǒng)可將電動汽車的充電數(shù)據(jù)反饋至處理器和上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)了電動汽車自動充電、收費(fèi)和數(shù)據(jù)處理保存分析的功能，如發(fā)現(xiàn)充電過程中電動汽車的某節(jié)或某些電池的充電數(shù)據(jù)差異較大，則通過移動客戶終端或操作平臺提醒客戶，延長了電動汽車電池的使用壽命，保障了用戶的利.、/■
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[0018]2、本發(fā)明的上位機(jī)還包括數(shù)據(jù)庫，由數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，選擇出最優(yōu)的充電模式供后續(xù)用戶選擇，保障了用戶的利益，優(yōu)化了汽車的電池使用壽命。
[0019]3、本發(fā)明的采用NFC信號的無線信號，提供了一種輕松、