斷路器控制電路及電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了斷路器控制電路及電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路，斷路器控制電路包括邏輯與非器件，其輸入端與充電電流判斷模塊和充電機(jī)投入時刻判斷模塊分別相連；充電電流判斷模塊包括第一比較器，其第一輸入端和第二輸入端分別與充電電流信號采集電路和電流閾值輸入電路相連，第一比較電路將接收到信號進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器件；充電機(jī)投入時刻判斷模塊包括第二比較器，其第一輸入端和第二輸入端分別與充電機(jī)投入時刻脈沖信號輸入電路和投入時刻閾值脈沖信號輸入電路相連，第二比較電路將接收到信號進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器件；邏輯與非器件輸出觸發(fā)信號來控制斷路器的開閉。
【專利說明】
斷路器控制電路及電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于電動汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種斷路器控制電路及電動汽車充電機(jī) 運(yùn)行控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了減少溫室氣體排放和降低對石油進(jìn)口的依賴，大力推動清潔能源發(fā)展，國家 電網(wǎng)公司在全國累計建成智能變電站2300座、充換電站1537座、充電粧2.96萬個。隨著電動 汽車大規(guī)模接入電網(wǎng)，需要對充電站內(nèi)的充電粧實(shí)現(xiàn)有效管控。
[0003] 電動汽車充電機(jī)是一種專為電動汽車的車用電池充電的設(shè)備，是對電池充電時用 到的有特定功能的電力轉(zhuǎn)換裝置。電動汽車充電機(jī)作為電池充電的必要手段，其性能的好 壞和工藝復(fù)雜度直接影響電池的使用壽命和電動汽車的推廣?，F(xiàn)有的電動汽車充電機(jī)運(yùn)行 控制電路較復(fù)雜，而且均沒有考慮充電站實(shí)際需求，沒有設(shè)置控制充電機(jī)投運(yùn)時間，進(jìn)而不 能實(shí)現(xiàn)充電站峰谷智能充電來對整個充電站進(jìn)行有效管控，最終造成資源浪費(fèi)而且增加了 充電成本。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種斷路器控制電路及電動汽車充電 機(jī)運(yùn)行控制電路。該電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路簡單可靠，經(jīng)濟(jì)性高，且可實(shí)現(xiàn)多參量輸 入控制，考慮充電站實(shí)際需求，增加了智能預(yù)設(shè)充電時間的功能，通過控制充電機(jī)投運(yùn)時 間，可實(shí)現(xiàn)充電站峰谷智能充電，進(jìn)而對整個充電站進(jìn)行有效管控，極大節(jié)約充電成本。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種斷路器控制電路，包括邏輯與非器件，所述邏輯與非器件的輸入端與充電電 流判斷模塊和充電機(jī)投入時刻判斷模塊分別相連；
[0007] 所述充電電流判斷模塊包括第一比較器，所述第一比較器的第一輸入端和第二輸 入端分別與充電電流信號采集電路和電流閾值輸入電路相連，第一比較電路將接收到信號 進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器件；
[0008] 所述充電機(jī)投入時刻判斷模塊包括第二比較器，所述第二比較器的第一輸入端和 第二輸入端分別與充電機(jī)投入時刻脈沖信號輸入電路和投入時刻閾值脈沖信號輸入電路 相連，第二比較電路將接收到信號進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器 件;所述邏輯與非器件對接收的信號進(jìn)行邏輯處理，輸出觸發(fā)信號來控制斷路器的開閉；
[0009] 所述邏輯與非器件與斷路器之間還串接有指示燈。
[0010] 所述斷路器控制電路還包括充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路;所述充電機(jī)運(yùn)行允許 信號輸入電路輸出充電機(jī)運(yùn)行允許信號，傳送至邏輯與非器件;所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號 為高電平信號或低電平信號。
[0011] 所述充電電流信號采集電路包括電流互感器，所述電流互感器的一端連接充電 機(jī)，另一端連接第一比較器的第一輸入端。
[0012] 所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路為脈沖產(chǎn)生電路。
[0013] 所述指示燈為LED燈。
[0014] -種電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路，包括斷路器，其輸出端連接充電機(jī)，輸入端連 接斷路器控制電路；
[0015] 所述斷路器控制電路包括邏輯與非器件，所述邏輯與非器件的輸入端與充電電流 判斷模塊和充電機(jī)投入時刻判斷模塊分別相連；
[0016] 所述充電電流判斷模塊包括第一比較器，所述第一比較器的第一輸入端和第二輸 入端分別與充電電流信號采集電路和電流閾值輸入電路相連，第一比較電路將接收到信號 進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器件；
[0017] 所述充電機(jī)投入時刻判斷模塊包括第二比較器，所述第二比較器的第一輸入端和 第二輸入端分別與充電機(jī)投入時刻脈沖信號輸入電路和投入時刻閾值脈沖信號輸入電路 相連，第二比較電路將接收到信號進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器 件;所述邏輯與非器件對接收的信號進(jìn)行邏輯處理，輸出觸發(fā)信號來控制斷路器的開閉；
[0018] 所述邏輯與非器件與斷路器之間還串接有指示燈。
[0019] 所述斷路器控制電路還包括充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路;所述充電機(jī)運(yùn)行允許 信號輸入電路輸出充電機(jī)運(yùn)行允許信號，傳送至邏輯與非器件;所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號 為高電平信號或低電平信號。
[0020] 所述充電電流信號采集電路包括電流互感器，所述電流互感器的一端連接充電 機(jī)，另一端連接第一比較器的第一輸入端。
[0021] 所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路為脈沖產(chǎn)生電路。
[0022] 所述指示燈為LED燈。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果為：
[0024] (1)本實(shí)用新型采用邏輯控制電路，可有效實(shí)現(xiàn)對充電機(jī)主要參數(shù)的采集和控制， 并通過斷路器的通斷控制充電機(jī)投運(yùn)，該設(shè)計可確保系統(tǒng)簡單經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行。
[0025] (2)本實(shí)用新型通過檢測充電電流判斷充電電池充電狀態(tài)，及時控制充電機(jī)的接 通、斷開，避免電池過充，造成永久性損害，同時考慮充電站實(shí)際需求，增加了智能預(yù)設(shè)充電 時間的功能，通過控制充電機(jī)投運(yùn)時間，可實(shí)現(xiàn)充電站峰谷智能充電，進(jìn)而對整個充電站進(jìn) 行有效管控，極大節(jié)約充電成本。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本實(shí)用新型的斷路器控制電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是本實(shí)用新型的充電電流判斷模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3是本實(shí)用新型的充電機(jī)投入時刻判斷模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖4是本實(shí)用新型的電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明：
[0031] 如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一的斷路器控制電路，包括邏輯與非器件，所述邏 輯與非器件的輸入端與充電電流判斷模塊和充電機(jī)投入時刻判斷模塊分別相連，所述邏輯 與非器件對接收的信號進(jìn)行邏輯處理，輸出觸發(fā)信號來控制斷路器的開閉所述邏輯與非器 件與斷路器之間還串接有指示燈。
[0032] 如圖2所示，充電電流判斷模塊包括第一比較器，所述第一比較器的第一輸入端和 第二輸入端分別與充電電流信號采集電路和電流閾值輸入電路相連，第一比較電路將接收 到信號進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器件。
[0033] 如圖3所示，充電機(jī)投入時刻判斷模塊包括第二比較器，所述第二比較器的第一輸 入端和第二輸入端分別與充電機(jī)投入時刻脈沖信號輸入電路和投入時刻閾值脈沖信號輸 入電路相連，第二比較電路將接收到信號進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯 與非器件。
[0034] 本實(shí)用新型的斷路器控制電路實(shí)施例二，該斷路器控制電路還包括充電機(jī)運(yùn)行允 許信號輸入電路;所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路輸出充電機(jī)運(yùn)行允許信號，傳送至邏 輯與非器件;所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號為高電平信號或低電平信號。
[0035] 充電電流信號采集電路包括電流互感器，所述電流互感器的一端連接充電機(jī)，另 一端連接第一比較器的第一輸入端。
[0036]充電電流信號采集電路還包括濾波電路，用于濾除采集到的充電電流信號中的干 擾信號。
[0037]其中，充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路為脈沖產(chǎn)生電路。該脈沖產(chǎn)生電路可采用DSP 芯片或現(xiàn)有的電路結(jié)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn)，此處將不再累述。
[0038]電流閾值輸入電路和投入時刻閾值脈沖信號輸入電路也可以采用脈沖產(chǎn)生電路 予以實(shí)現(xiàn)或是現(xiàn)有的信號產(chǎn)生電路來產(chǎn)生。
[0039]其中，指示燈為LED燈。
[0040] 本實(shí)用新型通過充電電流大小監(jiān)測充電電池狀態(tài)，可較為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對充電電池 的監(jiān)控。另外，在此僅選取充電電流、充電時間和充電機(jī)運(yùn)行允許信號，這三個關(guān)鍵參量來 控制充電機(jī)的充電電流大小、充電時間以及充電機(jī)運(yùn)行臺數(shù)，極大簡化電路，同時也確保了 對充電機(jī)的有效管控，例如實(shí)現(xiàn)峰谷電價充電策略和降低充電機(jī)諧波電流。
[0041] 本實(shí)用新型的斷路器控制電路的工作原理為：
[0042] 充電電流信號采集電路將采集到的充電電流信號傳送至第一比較器中，第一比較 器將接收的充電電流信號與電流閾值輸入電路輸出的電流閾值比較，若前者大于或等于后 者，則輸出高電平信號至邏輯與非器件;否則，輸出低電平信號至邏輯與非器件；
[0043] 充電機(jī)投入時刻脈沖信號輸入電路將充電機(jī)投入時刻信號傳送至第二比較器中， 第二比較器將接收的充電機(jī)投入時刻信號與投入時刻閾值脈沖信號輸入電路輸出的投入 時刻閾值比較，若前者大于或等于后者，則輸出高電平信號至邏輯與非器件；否則，輸出低 電平信號至邏輯與非器件；
[0044]充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路將充電機(jī)運(yùn)行允許信號傳送至邏輯與非器件；
[0045] 邏輯與非器件對接收的信號進(jìn)行邏輯處理，當(dāng)邏輯與非器件接收的信號均是高電 平信號，則輸出觸發(fā)信號來控制斷路器的閉合;否則，輸出觸發(fā)信號來控制斷路器的打開。
[0046] 如圖4所示，本實(shí)用新型的電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路的一種實(shí)施例：
[0047] 電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路包括斷路器，其輸出端連接充電機(jī)，輸入端連接斷 路器控制電路；
[0048] 所述斷路器控制電路包括邏輯與非器件，所述邏輯與非器件的輸入端與充電電流 判斷模塊和充電機(jī)投入時刻判斷模塊分別相連；
[0049] 所述充電電流判斷模塊包括第一比較器，所述第一比較器的第一輸入端和第二輸 入端分別與充電電流信號采集電路和電流閾值輸入電路相連，第一比較電路將接收到信號 進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器件；
[0050] 所述充電機(jī)投入時刻判斷模塊包括第二比較器，所述第二比較器的第一輸入端和 第二輸入端分別與充電機(jī)投入時刻脈沖信號輸入電路和投入時刻閾值脈沖信號輸入電路 相連，第二比較電路將接收到信號進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器 件;所述邏輯與非器件對接收的信號進(jìn)行邏輯處理，輸出觸發(fā)信號來控制斷路器的開閉；
[0051] 所述邏輯與非器件與斷路器之間還串接有指示燈。
[0052]本實(shí)用新型的電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路的另一種實(shí)施例：
[0053]該電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路所包含的斷路器控制電路，還包括充電機(jī)運(yùn)行允 許信號輸入電路;所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路輸出充電機(jī)運(yùn)行允許信號，傳送至邏 輯與非器件;所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號為高電平信號或低電平信號。
[0054]其中，充電電流信號采集電路包括電流互感器，所述電流互感器的一端連接充電 機(jī)，另一端連接第一比較器的第一輸入端。
[0055]充電電流信號采集電路還包括濾波電路，用于濾除采集到的充電電流信號中的干 擾信號。
[0056]其中，充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路為脈沖產(chǎn)生電路。該脈沖產(chǎn)生電路可采用DSP 芯片或現(xiàn)有的電路結(jié)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn)，此處將不再累述。
[0057]電流閾值輸入電路和投入時刻閾值脈沖信號輸入電路也可以采用脈沖產(chǎn)生電路 予以實(shí)現(xiàn)或是現(xiàn)有的信號產(chǎn)生電路來產(chǎn)生。
[0058] 本實(shí)用新型通過充電電流大小監(jiān)測充電電池狀態(tài)，可較為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對充電電池 的監(jiān)控。另外，在此僅選取充電電流、充電時間和充電機(jī)運(yùn)行允許信號，這三個關(guān)鍵參量來 控制充電機(jī)的充電電流大小、充電時間以及充電機(jī)運(yùn)行臺數(shù)，極大簡化電路，同時也確保了 對充電機(jī)的有效管控，例如實(shí)現(xiàn)峰谷電價充電策略和降低充電機(jī)諧波電流。
[0059]本實(shí)用新型的電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路的工作原理為：
[0060]充電電流信號采集電路將采集到的充電電流信號傳送至第一比較器中，第一比較 器將接收的充電電流信號與電流閾值輸入電路輸出的電流閾值比較，若前者大于或等于后 者，則輸出高電平信號至邏輯與非器件;否則，輸出低電平信號至邏輯與非器件；
[0061] 充電機(jī)投入時刻脈沖信號輸入電路將充電機(jī)投入時刻信號傳送至第二比較器中， 第二比較器將接收的充電機(jī)投入時刻信號與投入時刻閾值脈沖信號輸入電路輸出的投入 時刻閾值比較，若前者大于或等于后者，則輸出高電平信號至邏輯與非器件；否則，輸出低 電平信號至邏輯與非器件；
[0062] 充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路將充電機(jī)運(yùn)行允許信號傳送至邏輯與非器件；
[0063] 邏輯與非器件對接收的信號進(jìn)行邏輯處理，當(dāng)邏輯與非器件接收的信號均是高電 平信號，則輸出觸發(fā)信號來控制斷路器的閉合，充電機(jī)工作；否則，輸出觸發(fā)信號來控制斷 路器的打開，充電機(jī)不工作。
[0064] 本實(shí)用新型依靠斷路器的投切，實(shí)現(xiàn)充電機(jī)的投入和切出。設(shè)定有三路控制輸入 數(shù)據(jù)，作為源或特定數(shù)據(jù)信號；第一路輸入數(shù)據(jù)為充電電流同0.015C相比結(jié)果，其中C表示 電池總?cè)萘?第二路輸入數(shù)據(jù)為充電機(jī)投入時刻;第三路輸入數(shù)據(jù)表示投入充電機(jī)的臺數(shù)。 [0065]下面采用仿真來驗(yàn)證本實(shí)用新型的該技術(shù)方案：
[0066] 在PSCAD環(huán)境中，通過控制電路圖各種邏輯門反映控制關(guān)系，第一路輸入?yún)⒘砍潆?機(jī)停止運(yùn)行信號用A表示，實(shí)際充電電流72與0.015(：相比，當(dāng)y 2<0.015C時，A為0,當(dāng)y2彡 0.015(：時4為1。
[0067] 第二路輸入?yún)⒘坑肂表示，T1表示充電站參數(shù)設(shè)定的投入時刻，該時刻根據(jù)峰谷電 價和充電站內(nèi)用車高峰時間來確定，充電站內(nèi)通常B為充電機(jī)投入信號，當(dāng)程序運(yùn)行到充電 站參數(shù)設(shè)置元件中設(shè)置的Tl時，信號B為1，由此控制充電機(jī)的投入時刻。
[0068] 第三路輸入?yún)⒘坑每刂凭仃嘋表示，充電站中接入的各充電機(jī)，若投入運(yùn)行則該項(xiàng) C為1，若停止運(yùn)行則該充電機(jī)對應(yīng)C為0，綜上，可通過充電站參數(shù)矩陣C，設(shè)置元件，控制各 充電機(jī)投運(yùn)。
[0069]最后通過與否邏輯門控制斷路器，只有當(dāng)三路輸入信號A、B、C均為1時，用于控制 斷路器的信號BRK，此時為0,斷路器閉合;否則，三個條件只要有一個不滿足，斷路器將成為 斷開狀態(tài)。
[0070] 在Simulation仿真環(huán)境中，假設(shè)一運(yùn)行的充電站，站內(nèi)有64臺充電機(jī)?？蓪Τ潆姍C(jī) 各類參數(shù)設(shè)置，包括投入時刻、初始容量、電池基本參數(shù)、投入臺數(shù)等。實(shí)際公交車充電站充 電時間具有一定規(guī)律，青島薛家島充換儲放一體化示范電站充電數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下。
[0071] 表1電動公交車10天充電負(fù)荷實(shí)測數(shù)據(jù)單位:MW
[0074] 在對已建成并投入運(yùn)營的實(shí)際數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，采用最小二乘法，進(jìn)行曲線擬合 得到充電站的負(fù)荷曲線。公交車充電站高峰期有兩次，其一為晚上(20:00~05:00)，既是非 運(yùn)營時間又可利用峰谷電價;另一高峰期為中午(10:00~14:00)。
[0075] 根據(jù)以上充電站數(shù)據(jù)，可應(yīng)用本實(shí)用新型對以上公交充電站進(jìn)行控制。本實(shí)用新 型可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的功能，一方面通過用戶界面設(shè)置參數(shù)，另一方面通過本實(shí)用新型控制 電路實(shí)現(xiàn)對充電機(jī)的控制。
[0076] 上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新 型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種斷路器控制電路，其特征在于，包括邏輯與非器件，所述邏輯與非器件的輸入端 與充電電流判斷模塊和充電機(jī)投入時刻判斷模塊分別相連； 所述充電電流判斷模塊包括第一比較器，所述第一比較器的第一輸入端和第二輸入端 分別與充電電流信號采集電路和電流閾值輸入電路相連，第一比較電路將接收到信號進(jìn)行 比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器件； 所述充電機(jī)投入時刻判斷模塊包括第二比較器，所述第二比較器的第一輸入端和第二 輸入端分別與充電機(jī)投入時刻脈沖信號輸入電路和投入時刻閾值脈沖信號輸入電路相連， 第二比較電路將接收到信號進(jìn)行比較并輸出高電平信號或低電平信號至邏輯與非器件;所 述邏輯與非器件對接收的信號進(jìn)行邏輯處理，輸出觸發(fā)信號來控制斷路器的開閉； 所述邏輯與非器件與斷路器之間還串接有指示燈。2. 如權(quán)利要求1所述的一種斷路器控制電路，其特征在于，所述斷路器控制電路還包括 充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路;所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸入電路輸出充電機(jī)運(yùn)行允許信 號，傳送至邏輯與非器件;所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號為高電平信號或低電平信號。3. 如權(quán)利要求1所述的一種斷路器控制電路，其特征在于，所述充電電流信號采集電路 包括電流互感器，所述電流互感器的一端連接充電機(jī)，另一端連接第一比較器的第一輸入 端。4. 如權(quán)利要求2所述的一種斷路器控制電路，其特征在于，所述充電機(jī)運(yùn)行允許信號輸 入電路為脈沖產(chǎn)生電路。5. 如權(quán)利要求1所述的一種斷路器控制電路，其特征在于，所述指示燈為LED燈。6. -種電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路，其特征在于，所述電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電 路包括如權(quán)利要求1-5任一所述的斷路器控制電路。7. 如權(quán)利要求6所述的一種電動汽車充電機(jī)運(yùn)行控制電路，其特征在于，所述電動汽車 充電機(jī)運(yùn)行控制電路還包括斷路器，其輸出端連接充電機(jī)，輸入端連接斷路器控制電路。
【文檔編號】H02J7/04GK205657475SQ201620436596
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月12日 公開號201620436596.4, CN 201620436596, CN 205657475 U, CN 205657475U, CN-U-205657475, CN201620436596, CN201620436596.4, CN205657475 U, CN205657475U
【發(fā)明人】王建, 陳玉峰, 朱文兵, 姚金霞, 辜超, 朱孟兆, 彭飛, 李 杰, 朱慶東, 白德盟, 馬艷, 杜修明, 周加斌, 任敬國, 朱振華, 袁海燕, 張振軍
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司