博廣雙向直流電動汽車充電樁主要由人機(jī)交互觸摸屏、讀卡器、電能計量模塊、充電模塊、通訊模塊、充電接口、控制模塊和樁體組成。充電樁具有多重保護(hù)功能，輸入輸出具備雙重安全保護(hù)措施，充電時可實(shí)時監(jiān)測充電電纜的連接狀態(tài)，連接異常時立即終止充電，充電過程中的人身和車輛安全。人性化的界面顯示和控制導(dǎo)引功能，讓客戶方便完成充電過程；對外提供以太網(wǎng)、GPRS 等多種通信接口，與監(jiān)控中心、運(yùn)營管理中心實(shí)時通信，實(shí)時監(jiān)測充電狀態(tài)。

本發(fā)明的目的在于提供一種安全可靠有序的電動汽車雙向智能充電樁的充放電控制方法。

本發(fā)明電動汽車雙向智能充電樁的充放電控制方法，包括以下步驟：

(1)、在多個集中式充電樁之間建立一個網(wǎng)關(guān)控制柜，由網(wǎng)關(guān)控制柜中的電網(wǎng)實(shí)時檢測單元實(shí)時檢測電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，依照《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》GB/T 14549-93和《電能質(zhì)量-供電電壓偏差》GB/T 12325-2008對380V公用電網(wǎng)的要求，判斷電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境是否適合電動汽車接入，若電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境達(dá)到要求，則充電樁正常運(yùn)行，否則，通過網(wǎng)關(guān)控制柜中的就地補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，并對電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境不斷進(jìn)行檢測；

(2)、在充電樁正常運(yùn)行情況下，用戶將充電槍與車輛充電插座對接后，在充電樁上完成IC卡刷卡認(rèn)證，充電樁的讀卡器獲取用戶信息，同時充電樁上的BMS電池管理系統(tǒng)獲取車輛電池的信息，并將用戶信息和車輛電池的信息傳輸給充電樁的充/放電控制單元并通過觸摸屏顯示；

(3)、每輛電動汽車均配帶一張IC卡，該卡對應(yīng)于電動汽車的車牌號碼，刷卡后能在觸摸屏上顯示車主身份信息、車牌號碼信息、儲值信息以及電動汽車的交通違法違規(guī)記錄，充/放電控制單元接收IC卡上的上述信息，檢測車主是否有交通違法違記錄，若有，充/放電控制單元向觸摸屏發(fā)送信號，顯示結(jié)束服務(wù)；若沒有，提示用戶在充電模塊和放電模塊中進(jìn)行功能選擇；

(4)、若用戶選擇充電模塊，則按照充電控制方法進(jìn)行充電；

(5)、若用戶選擇放電模塊，則按照放電控制方法進(jìn)行放電并獲得收益；

(6)、讀卡器接收充/放電控制單元發(fā)出的用戶更新信息，并將更新信息寫入IC卡中，打印賬單；

(7)、提示用戶刷卡結(jié)束。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的網(wǎng)關(guān)控制柜由微處理器、電網(wǎng)實(shí)時檢測單元、就地補(bǔ)償裝置、人機(jī)交互界面組成，微處理器與電網(wǎng)調(diào)度中心雙向通信，用于接收電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)出的充放電指令和充電分時電價、放電電價信息，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度中心對多個集中式充電樁的管理；微處理器與電網(wǎng)實(shí)時檢測單元雙向通信，用于實(shí)時檢測電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，并判斷電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境是否滿足380kV公用電網(wǎng)要求；微處理器與充電樁的充/放電控制單元雙向通信，若電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境滿足要求，則充電樁正常運(yùn)行并接收微處理器發(fā)出的充放電指令和電價信息，且各充電樁的工作狀態(tài)反饋給微處理器；微處理器與就地補(bǔ)償裝置雙向通信，若電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境不滿足要求，則發(fā)出啟動指令給就地補(bǔ)償裝置，用于補(bǔ)償無功功率和治理諧波；微處理器與人機(jī)交互界面雙向通信，用于顯示充電分時電價和放電電價信息以及各充電樁的工作狀態(tài)供用戶和管理人員查看。

本發(fā)明所述的充電樁由充/放電控制單元、BMS電池管理系統(tǒng)、錢幣識別單元、讀卡器、串口鍵盤、觸摸屏、計量電能表、打印機(jī)、雙向變流器，電壓/電流信號采樣調(diào)理電路，驅(qū)動電路組成，充/放電控制單元與網(wǎng)關(guān)控制柜的微處理器雙向通信，用于集中管理多個充電樁；充/放電控制單元與BMS電池管理系統(tǒng)雙向通信，用于檢測車輛電池的信息；充/放電控制單元與觸摸屏雙向通信，用于接收用戶設(shè)定信息，并將用戶更新信息反饋給觸摸屏；充/放電控制單元與讀卡器雙向相連，用于接收用戶IC卡的信息，并將用戶更新信息寫入IC卡中；充/放電控制單元與電壓電流信號采樣調(diào)理電路單向通信，用于接收電壓電流信號；充/放電控制單元通過PWM端口輸出信號發(fā)送給驅(qū)動電路，驅(qū)動電路為雙向變流器提供驅(qū)動信號；充/放電控制單元與計量電能表單向通信，用于接收充/放電計量信號；充/放電控制單元與錢幣識別單元單向通信，用于接收用戶充電金額信息；充/放電控制單元與串口鍵盤單向通信，用于接收用戶通過鍵盤設(shè)定的信息。

本發(fā)明所述的網(wǎng)關(guān)控制柜接收電網(wǎng)調(diào)度中心制定的分時電價信息和放電電價信息，并通過網(wǎng)關(guān)控制柜的觸摸屏顯示供用戶和管理人員查看；還將電價信息發(fā)送給充電樁的充/放電控制單元，用于完成之后的步驟。

本發(fā)明所述的充電模塊的充電控制方法包括以下步驟：

(1)用戶選擇充電模塊，進(jìn)入充電初始化，通過充電樁上的BMS電池管理系統(tǒng)檢測車輛電池的虧電電量，并顯示在充電樁的觸摸屏上；

(2)選擇支付方式：刷卡支付和現(xiàn)金支付，選擇刷卡支付則在充電樁的刷卡槽中刷卡，輸入金額并確定，選擇現(xiàn)金支付，在充電樁的加幣處加幣并確定支付金額，進(jìn)入錢幣識別系統(tǒng)進(jìn)行識別并確定；

(3)選擇充電方式：立即充電、推薦充電或者預(yù)約充電；若選擇立即充電，則充電樁以當(dāng)前充電價格立即執(zhí)行充電；若選擇推薦充電，選擇該項，將電動汽車接入電網(wǎng)，網(wǎng)關(guān)控制柜檢測到電網(wǎng)負(fù)荷低谷時段和電網(wǎng)電能質(zhì)量達(dá)到要求時，充電樁便以用戶設(shè)定金額以及實(shí)時電價計算充電電量，為電動汽車充電，若選擇預(yù)約充電，首先得輸入預(yù)約時間，將電動汽車接入電網(wǎng)，終按預(yù)約時段的電價信息計算充電電量，預(yù)約時間到來執(zhí)行充電；

(4)選擇完成后，充電樁的充/放電控制單元根據(jù)給定金額和分時電價信息計算出給定充電電量；

(5)充電樁的充/放電控制單元比較給定充電電量與車輛電池虧電電量大小，若給定充電電量≤車輛電池虧電電量，則充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出通電信號，直流接觸器閉合，開始充電，進(jìn)入充電過程，在充電過程中，通過串聯(lián)于車輛電池和電網(wǎng)之間的計量電能表測量充電電量，由充/放電控制單元將充電信息發(fā)送給觸摸屏，用于實(shí)時顯示充電電量，當(dāng)充/放電控制單元檢測到實(shí)際充電電量等于給定充電電量時，充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出斷電信號，直流接觸器打開，充電完成；若給定充電電量≥車輛電池虧電電量，則充/放電控制單元計算出多余給定電量，并以當(dāng)前電價轉(zhuǎn)化為剩余金額，錄入用戶更新信息中，再由充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出通電信號，直流接觸器閉合，進(jìn)行充電，通過BMS電池管理系統(tǒng)不斷檢測電池的電量信息，當(dāng)電池充電狀態(tài)顯示達(dá)到100％時，充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出斷電信號，直流接觸器打開，充電完成；

(6)充電樁的充/放電控制單元將充電信息和剩余金額發(fā)送給觸摸屏，由觸摸屏顯示出充電信息和剩余金額，充電過程結(jié)束。

本發(fā)明所述的放電模塊的放電控制方法包括以下步驟：

(1)用戶選擇放電模塊，進(jìn)入放電初始化，通過充電樁的BMS電池管理系統(tǒng)檢測當(dāng)前電池信息，用戶根據(jù)當(dāng)前電池信息設(shè)置截止放電電池荷電量；

(2)網(wǎng)關(guān)控制柜的電網(wǎng)實(shí)時檢測單元檢測充電樁的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，待負(fù)荷高峰期時網(wǎng)關(guān)控制柜的微處理器收到電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)送的放電指令，將放電指令發(fā)送給充電樁的充/放電控制單元；

(3)充電樁的充/放電控制單元比較截止放電電池荷電量與當(dāng)前電池荷電量的大小，若截止放電電池荷電量≥當(dāng)前電池荷電量，則充電樁的充/放電控制單元通過觸摸屏顯示截止放電電池荷電量≥當(dāng)前電池荷電量，并提示用戶放電結(jié)束；若截止放電電池荷電量≤當(dāng)前電池荷電量，則充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出通電信號，直流接觸器閉合，進(jìn)行放電，并通過串聯(lián)于電動汽車與電網(wǎng)之間的計量電能表測量放電電量，由充/放電控制單元將充電信息發(fā)送給觸摸屏，用于實(shí)時顯示放電電量，且通過BMS電池管理系統(tǒng)實(shí)時檢測車輛電池的荷電量，并由觸摸屏實(shí)時顯示車輛電池的荷電量，待電池荷電量達(dá)到用戶設(shè)定值時，放電完成；

(4)觸摸屏顯示放電信息，并充/放電控制單元依照網(wǎng)關(guān)控制柜發(fā)送的放電價格計算并顯示用戶收益，并將收益信息以及放電電量發(fā)送給觸摸屏，由觸摸屏顯示，放電過程結(jié)束。

本發(fā)明所述的就地補(bǔ)償裝置是由串聯(lián)電抗器的電容器組組成。

本發(fā)明所述的380V公用電網(wǎng)要求為：依照《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》GB/T 14549-93和《電能質(zhì)量-供電電壓偏差》GB/T 12325-2008的要求，當(dāng)380V電網(wǎng)的電壓偏差為標(biāo)稱電壓的±7％時，標(biāo)稱電壓380V的電壓總諧波畸變率不超過5％，奇次諧波電壓含有率為4％，偶次諧波電壓含有率為2％時，滿足公用電網(wǎng)要求，電動汽車可接入電網(wǎng)。

此外，在系統(tǒng)出現(xiàn)緊急狀況，需要快速關(guān)閉充電裝置時，在充電樁上設(shè)定充/放電緊急急停按鈕，從硬件上切斷充/放電回路的直流接觸器，完成緊急停機(jī)操作。這時裝置處于比較安全的狀態(tài)，內(nèi)部電路被切斷，可阻止內(nèi)部故障進(jìn)一步擴(kuò)大，設(shè)備安全。

所述的給定充電電量的計算：給定充電電量＝用戶設(shè)定金額/當(dāng)前充電電價；

所述的多余給定電量的計算：多余給定電量＝給定充電電量-車輛電池虧損電量-；

所述的剩余金額的計算：剩余金額＝多余給定電量/當(dāng)前充電電價；

所述的用戶受益的計算：用戶收益＝放電電量×放電價格；

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、實(shí)現(xiàn)雙向充放電功能。有助于電動汽車與電網(wǎng)的雙向互動；

2、更加智能化、人性化。用戶可以任意選擇支付方式：刷卡支付和現(xiàn)金支付。充放電完成后，將余下的金額和放電收益寫入用戶IC卡中供充電使用；為用戶提供放電收益，能促使用戶積地將電動汽車參與電網(wǎng)調(diào)度；

3、采用分時電價計量收費(fèi)，在一定程度上調(diào)控用戶充放電的時間，有利于對電動汽車主動參與電網(wǎng)響應(yīng)；

4、提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量。網(wǎng)關(guān)控制柜中的就地補(bǔ)償和諧波治理裝置、充電樁本身的電路結(jié)構(gòu)以及控制方法，能夠抑制諧波、補(bǔ)償無功，提高了電網(wǎng)的電能質(zhì)量，為充電樁提供了良好的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，在一定程度上對電動汽車的電池起到了保護(hù)作用。

本實(shí)施例電動汽車雙向智能充電樁的充放電控制方法，包括以下步驟：

(1)、在多個集中式充電樁之間建立一個網(wǎng)關(guān)控制柜，由網(wǎng)關(guān)控制柜中的電網(wǎng)實(shí)時檢測單元實(shí)時檢測電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，依照《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》GB/T 14549-93和《電能質(zhì)量-供電電壓偏差》GB/T 12325-2008對380V公用電網(wǎng)的要求，判斷電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境是否適合電動汽車接入，若電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境達(dá)到要求，則充電樁正常運(yùn)行，否則，通過網(wǎng)關(guān)控制柜中的就地補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，并對電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境不斷進(jìn)行檢測；

(2)、在充電樁正常運(yùn)行情況下，用戶將充電槍與車輛充電插座對接后，在充電樁上完成IC卡刷卡認(rèn)證，充電樁的讀卡器獲取用戶信息，同時充電樁上的BMS電池管理系統(tǒng)獲取車輛電池的信息，并將用戶信息和車輛電池的信息傳輸給充電樁的充/放電控制單元并通過觸摸屏顯示；

(3)、每輛電動汽車均配帶一張IC卡，該卡對應(yīng)于電動汽車的車牌號碼，刷卡后能在觸摸屏上顯示車主身份信息、車牌號碼信息、儲值信息以及電動汽車的交通違法違規(guī)記錄，充/放電控制單元接收IC卡上的上述信息，檢測車主是否有交通違法違記錄，若有，充/放電控制單元向觸摸屏發(fā)送信號，顯示結(jié)束服務(wù)；若沒有，提示用戶在充電模塊和放電模塊中進(jìn)行功能選擇；

(4)、若用戶選擇充電模塊，則按照充電控制方法進(jìn)行充電；

(5)、若用戶選擇放電模塊，則按照放電控制方法進(jìn)行放電并獲得收益；

(6)、讀卡器接收充/放電控制單元發(fā)出的用戶更新信息，并將更新信息寫入IC卡中，打印賬單；

(7)、提示用戶刷卡結(jié)束。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車雙向智能充電樁的充放電控制方法，其特征是所述的網(wǎng)關(guān)控制柜接收電網(wǎng)調(diào)度中心制定的分時電價信息和放電電價信息，并通過網(wǎng)關(guān)控制柜的觸摸屏顯示供用戶和管理人員查看；還將電價信息發(fā)送給充電樁的充/放電控制單元，用于完成之后的步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車雙向智能充電樁的充放電控制方法，其特征是所述的充電模塊的充電控制方法包括以下步驟：

(1)用戶選擇充電模塊，進(jìn)入充電初始化，通過充電樁上的BMS電池管理系統(tǒng)檢測車輛電池的虧電電量，并顯示在充電樁的觸摸屏上；

(2)選擇支付方式：刷卡支付和現(xiàn)金支付，選擇刷卡支付則在充電樁的刷卡槽中刷卡，輸入金額并確定，選擇現(xiàn)金支付，在充電樁的加幣處加幣并確定支付金額，進(jìn)入錢幣識別系統(tǒng)進(jìn)行識別并確定；

(3)選擇充電方式：立即充電、推薦充電或者預(yù)約充電；若選擇立即充電，則充電樁以當(dāng)前充電價格立即執(zhí)行充電；若選擇推薦充電，選擇該項，將電動汽車接入電網(wǎng)，網(wǎng)關(guān)控制柜檢測到電網(wǎng)負(fù)荷低谷時段和電網(wǎng)電能質(zhì)量達(dá)到要求時，充電樁便以用戶設(shè)定金額以及實(shí)時電價計算充電電量，為電動汽車充電，若選擇預(yù)約充電，首先得輸入預(yù)約時間，將電動汽車接入電網(wǎng)，終按預(yù)約時段的電價信息計算充電電量，預(yù)約時間到來執(zhí)行充電；

(4)選擇完成后，充電樁的充/放電控制單元根據(jù)給定金額和分時電價信息計算出給定充電電量；

(5)充電樁的充/放電控制單元比較給定充電電量與車輛電池虧電電量大小，若給定充電電量≤車輛電池虧電電量，則充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出通電信號，直流接觸器閉合，開始充電，進(jìn)入充電過程，在充電過程中，通過串聯(lián)于車輛電池和電網(wǎng)之間的計量電能表測量充電電量，由充/放電控制單元將充電信息發(fā)送給觸摸屏，用于實(shí)時顯示充電電量，當(dāng)充/放電控制單元檢測到實(shí)際充電電量等于給定充電電量時，充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出斷電信號，直流接觸器打開，充電完成；若給定充電電量≥車輛電池虧電電量，則充/放電控制單元計算出多余給定電量，并以當(dāng)前電價轉(zhuǎn)化為剩余金額，錄入用戶更新信息中，再由充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出通電信號，直流接觸器閉合，進(jìn)行充電，通過BMS電池管理系統(tǒng)不斷檢測電池的電量信息，當(dāng)電池充電狀態(tài)顯示達(dá)到100％時，充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出斷電信號，直流接觸器打開，充電完成；

(6)充電樁的充/放電控制單元將充電信息和剩余金額發(fā)送給觸摸屏，由觸摸屏顯示出充電信息和剩余金額，充電過程結(jié)束。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車雙向智能充電樁的充放電控制方法，其特征是所述的放電模塊的放電控制方法包括以下步驟：

(1)用戶選擇放電模塊，進(jìn)入放電初始化，通過充電樁的BMS電池管理系統(tǒng)檢測當(dāng)前電池信息，用戶根據(jù)當(dāng)前電池信息設(shè)置截止放電電池荷電量；

(2)網(wǎng)關(guān)控制柜的電網(wǎng)實(shí)時檢測單元檢測充電樁的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，待負(fù)荷高峰期時網(wǎng)關(guān)控制柜的微處理器收到電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)送的放電指令，將放電指令發(fā)送給充電樁的充/放電控制單元；

(3)充電樁的充/放電控制單元比較截止放電電池荷電量與當(dāng)前電池荷電量的大小，若截止放電電池荷電量≥當(dāng)前電池荷電量，則充電樁的充/放電控制單元通過觸摸屏顯示截止放電電池荷電量≥當(dāng)前電池荷電量，并提示用戶放電結(jié)束；若截止放電電池荷電量≤當(dāng)前電池荷電量，則充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發(fā)出通電信號，直流接觸器閉合，進(jìn)行放電，并通過串聯(lián)于電動汽車與電網(wǎng)之間的計量電能表測量放電電量，由充/放電控制單元將充電信息發(fā)送給觸摸屏，用于實(shí)時顯示放電電量，且通過BMS電池管理系統(tǒng)實(shí)時檢測車輛電池的荷電量，并由觸摸屏實(shí)時顯示車輛電池的荷電量，待電池荷電量達(dá)到用戶設(shè)定值時，放電完成；

(4)觸摸屏顯示放電信息，并充/放電控制單元依照網(wǎng)關(guān)控制柜發(fā)送的放電價格計算并顯示用戶收益，并將收益信息以及放電電量發(fā)送給觸摸屏，由觸摸屏顯示，放電過程結(jié)束。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車雙向智能充電樁的充放電控制方法，其特征是所述的就地補(bǔ)償裝置是由串聯(lián)電抗器的電容器組組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車雙向智能充電樁的充放電控制方法，其特征是所述的380V公用電網(wǎng)要求為：依照《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》GB/T 14549-93和《電能質(zhì)量-供電電壓偏差》GB/T 12325-2008的要求，當(dāng)380V電網(wǎng)的電壓偏差為標(biāo)稱電壓的±7％時，標(biāo)稱電壓380V的電壓總諧波畸變率不超過5％，奇次諧波電壓含有率為4％，偶次諧波電壓含有率為2％時，滿足公用電網(wǎng)要求，電動汽車可接入電網(wǎng)。