一种双向充电桩及其控制方法与流程

1.本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种双向充电桩及其控制方法。


背景技术：

2.随着电动汽车的快速普及，双向充电桩也越来越多。用户希望在电网断电时，可以将电动汽车作为家庭设备或负载的应急电源，即将电动汽车的电池作为电源，通过双向充电桩为家庭设备或负载供电。
3.但是，通常情况下，在电网供电异常时，电动汽车并未连接在双向充电桩上，因此等电动汽车连接在双向充电桩上并启动v2h功能后，双向充电桩早已无法启动；另外，即便在电网供电异常时，电动汽车恰巧连接在双向充电桩上，等电动汽车启动v2h功能，双向充电桩也早已无法启动；从而无法通过双向充电桩向家庭设备或负载供电。
4.因此，如何在电网供电异常时，使电动汽车通过双向充电桩向其他设备或负载供电，是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种双向充电桩及其控制方法，以在电网供电异常时，使电动汽车通过双向充电桩向其他设备或负载供电。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
7.本技术一方面提供一种双向充电桩的控制方法，所述双向充电桩包括辅助电源，所述辅助电源用于在所述双向充电桩掉电时向所述双向充电桩中的控制系统供电；所述控制方法，包括：
8.判断与所述双向充电桩相连的供电系统是否供电异常；
9.若所述供电系统供电异常，则判断是否接收到反向充电信号；所述反向充电信号为表征接入所述双向充电桩的电动汽车已开启反向放电功能的信号；
10.若接收到所述反向充电信号，则开启所述双向充电桩的反向充电功能。
11.可选的，在判断是否接收到反向充电信号之前，还包括：
12.将所述双向充电桩的双向充电功能禁止。
13.可选的，在开启所述双向充电桩的充电功能之前或之后，还包括：
14.控制接入所述双向充电桩的电动汽车代替所述辅助电源向所述控制系统供电。
15.可选的，所述双向充电桩的第一侧与所述供电系统相连；所述控制方法，还包括：
16.判断流过所述双向充电桩的第一侧的各连接端的电流是否平衡；
17.若流过所述双向充电桩的第一侧的各连接端的电流不平衡，则发出漏电流提示。
18.本技术另一方面提供一种双向充电桩，包括：双向充电装置、开关电源、辅助电源和控制系统；所述控制系统，包括：监控模块和控制器；其中：
19.所述双向充电装置的第一侧与供电系统相连，所述双向充电装置的第二侧用于与电动汽车的电源端相连，所述双向充电装置受控于所述控制器；
20.所述开关电源的取电端连接于：所述双向充电装置的第一侧或所述双向充电装置的第二侧，所述开关电源用于在所述供电系统供电正常时向所述控制系统供电；
21.所述监控模块与所述控制器相连，所述监控模块用于监测所述供电系统的供电状况并上传给所述控制器；
22.所述控制器与人机交互装置相连，用于接收所述人机交互装置发送反向充电信号；
23.或者，
24.所述控制器与接入所述双向充电桩的电动汽车中的电池管理系统通信连接，用于接收所述电池管理系统发送反向充电信号；
25.所述控制器用于执行如本技术上一方面任一项所述的双向充电桩的控制方法。
26.可选的，所述人机交互装置包括以下至少一种：控制按钮、读卡设备、远程控制设备。
27.可选的，若所述双向充电桩为交流充电桩，则所述双向充电装置，包括：第一开关装置；其中：
28.所述第一开关装置设置在所述双向充电装置的第一侧与所述双向充电装置的第二侧之间；
29.所述第一开关装置受控于所述控制器。
30.可选的，若所述双向充电桩为直流充电桩，则所述双向充电装置，包括：双向dc/ac变换器和第二开关装置；其中：
31.所述双向dc/ac变换器的交流侧用于连接所述双向充电装置的第一侧；
32.所述双向dc/ac变换器的直流侧用于连接所述双向充电装置的第二侧；
33.所述第二开关装置设置在所述双向dc/ac变换器的交流侧与所述双向充电装置的第一侧之间，或者，所述第二开关装置设置在所述双向dc/ac变换器的直流侧与所述双向充电装置的第二侧之间；
34.所述第二开关装置受控于所述控制器。
35.可选的，所述双向充电装置，还包括：双向dc/dc变换器；其中：
36.所述双向dc/dc变换器设置于所述双向dc/ac变换器的直流侧与所述双向充电装置的第二侧之间；
37.所述双向dc/dc变换器受控于所述控制器。
38.可选的，所述辅助电源为超级电容或电池；或者，
39.所述辅助电源的取电端与外置电源相连。
40.可选的，还包括：漏电模块；其中:
41.所述漏电模块的电源端与所述开关电源的供电端相连；
42.所述漏电模块与所述控制器相连，所述漏电模块用于监测所述双向充电装置的第一侧的各连接端的电流是否平衡。
43.可选的，还包括：显示设备；其中：
44.所述显示设备的电源端与所述开关电源的供电端相连；
45.所述显示设备与所述控制器相连，所述显示设备用于从所述控制器获取以下至少一种信息并显示：所述双向充电桩的工作状态信息、故障状态信息、通信状态信息。
46.由上述技术方案可知，本发明提供了一种双向充电桩的控制方法。由于双向充电桩中的辅助电源在双向充电桩掉电时向双向充电桩中的控制系统供电，所以双向充电桩的控制功能正常，即可以执行该控制方法；又由于在与双向充电桩相连的供电系统供电异常且接入双向充电桩的电动汽车已开启反向放电功能时，开启双向充电桩的反向充电功能，所以该控制方法可以在与双向充电桩相连的供电系统供电异常时，使电动汽车通过双向充电桩向其他设备或负载供电；另外，由于与双向充电桩相连的供电系统可以为电网，所以该控制方法可以在电网供电异常时，使电动汽车通过双向充电桩向其他设备或负载供电，即实现v2h功能。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
48.图1-图4分别为本技术实施例提供的双向充电桩的控制方法的四种实施方式的流程示意图。
49.图5-图10分别为本技术实施例提供的双向充电桩的六种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.在本技术中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.为了在电网供电异常时，使电动汽车通过双向充电桩向其他设备或负载供电，本技术提供一种双向充电桩的控制方法，其中双向充电桩包括辅助电源，辅助电源用于在双向充电桩掉电时向双向充电桩中的控制系统供电，即在双向充电桩掉电时，辅助电源可以维持双向充电桩的控制功能正常。
53.该控制方法的具体流程如图1所示，具体包括以下步骤：
54.s110、判断与双向充电桩相连的供电系统是否供电异常。
55.若供电系统供电异常，则执行步骤s120；若供电系统供电正常，则返回执行步骤s110。
56.可选的，供电系统可以提供三相电，也可以提供单相电，此处不做具体限定，可视
具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
57.在一具体示例中，当供电系统的供电电压跌落至双向充电桩的电压阈值以下时，比如低于ac187vrms，供电系统供电异常。
58.上述示例仅展示了供电系统供电异常的一种判断方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
59.s120、判断是否接收到反向充电信号。
60.若接收到反向充电信号，则执行步骤s130；若未接收到反向充电信号，则返回执行步骤s120。
61.其中，反向充电信号为表征接入双向充电桩的电动汽车已开启反向放电功能的信号。
62.在一具体示例中，在用户开启电动汽车的反向放电功能后，用户通过刷卡、按动按钮或远程控制等方式，将反向充电信号发送给控制器；在另一具体示例中，在用户开启电动汽车的反向放电功能后，接入双向充电桩的电动汽车中的电池管理系统会主动发送反向充电信号给控制器。
63.上述两个示例仅展示了反向充电信号的两种传输途径，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
64.s130、开启双向充电桩的反向充电功能。
65.由于双向充电桩中的辅助电源在双向充电桩掉电时向双向充电桩中的控制系统供电，所以双向充电桩的控制功能正常，即可以执行该控制方法；又由于在与双向充电桩相连的供电系统供电异常且接入双向充电桩的电动汽车已开启反向放电功能时，开启双向充电桩的反向充电功能，所以该控制方法可以在与双向充电桩相连的供电系统供电异常时，使电动汽车通过双向充电桩向其他设备或负载供电；另外，由于与双向充电桩相连的供电系统可以为电网，所以该控制方法可以在电网供电异常时，使电动汽车通过双向充电桩向其他设备或负载供电，即实现v2h功能。
66.本技术另一实施例提供双向充电桩的控制方法的另一种实施方式，其具体流程如图2(图2在图1的基础上进行展示)所示，在上述实施方式中的步骤s120之前，还包括以下步骤：
67.s210、将双向充电桩的双向充电功能禁止。
68.将双向充电桩的双向充电功能禁止，具体指的是：既控制双向充电桩不进行整流，又控制双向充电桩不进行逆变。
69.本实施例还提供双向充电桩的控制方法的另一种实施方式，其具体流可参见图3(图3仅在图2的基础上，以步骤s310在步骤s130之后为例进行展示)，在上述实施方式中的步骤s130之前或之后，还包括以下步骤：
70.s310、控制接入双向充电桩的电动汽车代替辅助电源向控制系统供电。
71.在此实施方式中，由于在接入双向充电桩的电动汽车已开启反向放电功能后，即接入双向充电桩的电动汽车可以作为电源放电后，将辅助电源切换为接入双向充电桩的电动汽车，来向控制系统供电，所以可以延长辅助电源的使用寿命，节省维护成本。
72.本技术另一实施例提供双向充电桩的控制方法的另一种实施方式，其具体流程可参见图4(图4仅在图3的基础上进行展示)，此实施方式在上述实施方式的基础上，还包括以
下步骤：
73.s410、判断流过双向充电桩的第一侧的各连接端的电流是否平衡。
74.若流过双向充电桩的第一侧的各连接端的电流不平衡，则执行步骤s420；若流过双向充电桩的第一侧的各连接端的电流平衡，则停止执行该控制方法。
75.s420、发出漏电流提示。
76.在此实施方式中，通过对流过双向充电桩的第一侧的各连接端的电流进行检测，可以及时发现双向充电桩是否存在漏电流，即双向充电桩的壳体上是否带电，因此可以避免安全事故的发生，从而可以提升双向充电桩的安全等级。
77.本技术另一实施例提供一种双向充电桩，其具体结构如图5所示，具体包括：双向充电装置10、开关电源20、辅助电源30和控制系统40；其中，控制系统40，包括：监控模块41和控制器42；各器件之间的连接关系具体如下所述：
78.双向充电装置10的第一侧与供电系统相连，双向充电装置10的第二侧用于与电动汽车的电源端相连，双向充电装置10受控于控制器42。
79.可选的，供电系统可以提供三相电，也可以提供单相电(图5仅以单相电为例进行展示)，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
80.开关电源20的取电端连接于：双向充电装置10的第一侧(图5中仅以开关电源20的取电端连接于双向充电装置10的第一侧为例进行展示)或双向充电装置10的第二侧，开关电源20用于在供电系统供电正常时向控制系统40供电，即开关电源20可以在供电系统供电正常时维持控制系统40的控制功能正常。
81.辅助电源30用于在双向充电桩掉电时向双向充电桩中的控制系统40供电。
82.可选的，可以是：辅助电源30为超级电容，也可以是:辅助电源30为电池，甚至是：辅助电源30的取电端与外置电源相连；此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
83.监控模块41与控制器42相连，监控模块41用于监测供电系统的供电状况并上传给控制器42；控制器42用于执行如上述实施例提供的双向充电桩的控制方法。
84.在一具体示例中，控制器42与人机交互装置相连，用于接收人机交互装置发送反向充电信号。
85.可选的，人机交互装置包括以下至少一种：控制按钮、读卡设备、远程控制设备；在实际应用中，包括但不限与此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
86.可选的，远程控制设备可以通过蓝牙与控制器42相连，也可以通过wifi与控制器42相连，还可以通过蓝牙与控制器42相连；在实际应用中，包括但不限与此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
87.可选的，远程控制设备可以为手机或平板等移动终端，也可以为计算机；在实际应用中，包括但不限与此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
88.需要说明的是，在实际应用中，控制按钮通过上拉电阻连接到控制器42即可，因此控制按钮方式的功耗最低，所需辅助电源30的供电能力最小，成本最低。
89.在另一具体示例中，控制器42与接入双向充电桩的电动汽车中的电池管理系统通信连接，用于接收电池管理系统发送反向充电信号。
90.上述两个示例仅展示了控制器42接收反向充电信号的两种途径，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
91.在此实施例中，由于双向充电桩中包括辅助电源30，所以可以在双向充电桩掉电时维持双向充电桩的控制功能正常，因此在双向充电桩掉电时，控制器42仍可以执行该控制方法；又由于在与双向充电桩相连的供电系统供电异常且接入双向充电桩的电动汽车已开启反向放电功能时，开启双向充电桩的反向充电功能，所以双向充电桩可以在与自身相连的供电系统供电异常时，使电动汽车通过自身向其他设备或负载供电，即实现v2h功能。
92.本技术另一实施例提供双向充电装置10的一种具体实施方式，其适用于双向充电桩为交流充电桩的情况；此实施方式的具体结构如图6(图6在图5的基础上进行展示)所示，具体包括：第一开关装置11。
93.第一开关装置11设置在双向充电装置10的第一侧与双向充电装置10的第二侧之间；第一开关装置11受控于控制器42。
94.可选的，第一开关装置11可以为继电器；在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
95.本实施例还提供双向充电装置10的另一种具体实施方式，其适用于双向充电桩为直流充电桩的情况；此实施方式的具体结构可参见图7(图7仅在图6的基础上进行展示)，具体包括：双向dc/ac变换器和第二开关装置13。
96.双向dc/ac变换器的交流侧用于连接双向充电装置10的第一侧；双向dc/ac变换器的直流侧用于连接双向充电装置10的第二侧。
97.第二开关装置13设置在双向dc/ac变换器的交流侧与双向充电装置10的第一侧之间(图7中仅以第二开关装置13设置在双向dc/ac变换器的交流侧与双向充电装置10的第一侧之间为例进行展示)，或者，第二开关装置13设置在双向dc/ac变换器的直流侧与双向充电装置10的第二侧之间；第二开关装置13受控于控制器42。
98.可选的，第二开关装置13可以为继电器；在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
99.需要说明的是，双向dc/ac变换器已经是现有技术中十分成熟的器件，此处不再对其进行详细说明。
100.本实施例还提供双向充电装置10的另一种具体实施方式，其适用于双向充电桩为直流充电桩的情况；此实施方式的具体结构可参见图8(图8仅在图7的基础上进行展示)，此实施方式在上一实施方式的基础上，还包括：双向dc/dc变换器14。
101.双向dc/dc变换器14设置于双向dc/ac变换器的直流侧与双向充电装置10的第二侧之间；双向dc/dc变换器14受控于控制器42。
102.需要说明的是，双向dc/dc变换器14已经是现有技术中十分成熟的器件，此处不再对其进行详细说明。
103.上述仅为双向充电装置10的三种实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
104.本技术另一实施例提供双向充电桩的另一种具体实施方式，其具体结构可参见图9(图9仅在图8的基础上进行展示)，此实施方式在上述实施方式的基础上，还包括：漏电模块50。
105.漏电模块50的电源端与开关电源20的供电端相连；漏电模块50与控制器42相连，漏电模块50用于双向充电装置10的第一侧的各连接端的电流是否平衡。
106.本实施例还提供双向充电桩的另一种具体实施方式，其具体结构可参见图10(图10仅在图9的基础上进行展示)，此实施方式在上述实施方式的基础上，还包括：显示设备60。
107.显示设备60的电源端与开关电源20的供电端相连；显示设备60与控制器42相连，显示设备60用于从控制器42获取以下至少一种信息并显示：双向充电桩的工作状态信息、故障状态信息、通信状态信息。
108.可选的，显示设备60可以为液晶显示屏，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
109.上述仅为双向充电装置10的两种具体实施方式，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
110.对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种双向充电桩的控制方法，其特征在于，所述双向充电桩包括辅助电源，所述辅助电源用于在所述双向充电桩掉电时向所述双向充电桩中的控制系统供电；所述控制方法，包括：判断与所述双向充电桩相连的供电系统是否供电异常；若所述供电系统供电异常，则判断是否接收到反向充电信号；所述反向充电信号为表征接入所述双向充电桩的电动汽车已开启反向放电功能的信号；若接收到所述反向充电信号，则开启所述双向充电桩的反向充电功能。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在判断是否接收到反向充电信号之前，还包括：将所述双向充电桩的双向充电功能禁止。3.根据权利要求1或2项所述的控制方法，其特征在于，在开启所述双向充电桩的充电功能之前或之后，还包括：控制接入所述双向充电桩的电动汽车代替所述辅助电源向所述控制系统供电。4.根据权利要求1或2项所述的控制方法，其特征在于，所述双向充电桩的第一侧与所述供电系统相连；所述控制方法，还包括：判断流过所述双向充电桩的第一侧的各连接端的电流是否平衡；若流过所述双向充电桩的第一侧的各连接端的电流不平衡，则发出漏电流提示。5.一种双向充电桩，其特征在于，包括：双向充电装置、开关电源、辅助电源和控制系统；所述控制系统，包括：监控模块和控制器；其中：所述双向充电装置的第一侧与供电系统相连，所述双向充电装置的第二侧用于与电动汽车的电源端相连，所述双向充电装置受控于所述控制器；所述开关电源的取电端连接于：所述双向充电装置的第一侧或所述双向充电装置的第二侧，所述开关电源用于在所述供电系统供电正常时向所述控制系统供电；所述监控模块与所述控制器相连，所述监控模块用于监测所述供电系统的供电状况并上传给所述控制器；所述控制器与人机交互装置相连，用于接收所述人机交互装置发送反向充电信号；或者，所述控制器与接入所述双向充电桩的电动汽车中的电池管理系统通信连接，用于接收所述电池管理系统发送反向充电信号；所述控制器用于执行如权利要求1至4任一项所述的双向充电桩的控制方法。6.根据权利要求5所述的双向充电桩，其特征在于，所述人机交互装置包括以下至少一种：控制按钮、读卡设备、远程控制设备。7.根据权利要求5所述的双向充电桩，其特征在于，若所述双向充电桩为交流充电桩，则所述双向充电装置，包括：第一开关装置；其中：所述第一开关装置设置在所述双向充电装置的第一侧与所述双向充电装置的第二侧之间；所述第一开关装置受控于所述控制器。8.根据权利要求5所述的双向充电桩，其特征在于，若所述双向充电桩为直流充电桩，则所述双向充电装置，包括：双向dc/ac变换器和第二开关装置；其中：
所述双向dc/ac变换器的交流侧用于连接所述双向充电装置的第一侧；所述双向dc/ac变换器的直流侧用于连接所述双向充电装置的第二侧；所述第二开关装置设置在所述双向dc/ac变换器的交流侧与所述双向充电装置的第一侧之间，或者，所述第二开关装置设置在所述双向dc/ac变换器的直流侧与所述双向充电装置的第二侧之间；所述第二开关装置受控于所述控制器。9.根据权利要求8所述的双向充电桩，其特征在于，所述双向充电装置，还包括：双向dc/dc变换器；其中：所述双向dc/dc变换器设置于所述双向dc/ac变换器的直流侧与所述双向充电装置的第二侧之间；所述双向dc/dc变换器受控于所述控制器。10.根据权利要求5至9任一项所述的双向充电桩，其特征在于，所述辅助电源为超级电容或电池；或者，所述辅助电源的取电端与外置电源相连。11.根据权利要求5至9任一项所述的双向充电桩，其特征在于，还包括：漏电模块；其中:所述漏电模块的电源端与所述开关电源的供电端相连；所述漏电模块与所述控制器相连，所述漏电模块用于监测所述双向充电装置的第一侧的各连接端的电流是否平衡。12.根据权利要求5至9任一项所述的双向充电桩，其特征在于，还包括：显示设备；其中：所述显示设备的电源端与所述开关电源的供电端相连；所述显示设备与所述控制器相连，所述显示设备用于从所述控制器获取以下至少一种信息并显示：所述双向充电桩的工作状态信息、故障状态信息、通信状态信息。

技术总结
本申请提供一种双向充电桩的控制方法。由于双向充电桩中的辅助电源在双向充电桩掉电时向双向充电桩中的控制系统供电，所以双向充电桩的控制功能正常，即可以执行该控制方法；又由于在与双向充电桩相连的供电系统供电异常且接入双向充电桩的电动汽车已开启反向放电功能时，开启双向充电桩的反向充电功能，所以该控制方法可以在与双向充电桩相连的供电系统供电异常时，使电动汽车通过双向充电桩向其他设备或负载供电；另外，由于与双向充电桩相连的供电系统可以为电网，所以该控制方法可以在电网供电异常时，使电动汽车通过双向充电桩向其他设备或负载供电，即实现V2H功能。即实现V2H功能。即实现V2H功能。


技术研发人员：汪树东 翟寄文
受保护的技术使用者：阳光乐充科技有限公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/10/20