本實用新型涉及新能源電動汽車領域，尤其涉及一種用于電動汽車的汽車到電網(Vehicle to Grid，V2G)充電管理系統，具體來說就是一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統。

背景技術：

V2G是汽車到電網(Vehicle-to-grid)的簡稱，其描述了這樣的一個系統：當混合電動汽車或是純電動汽車不運行的時候，可以通過聯接到電網的電動馬達將電能輸給電網，反過來，當電動車的電池需要充滿時，電動汽車可以從電網中提取電能給到電池。

V2G技術實現了電網與電動汽車的雙向互動，是智能電網技術的重要組成部分。V2G技術的發展將極大地影響未來電動汽車的商業運行模式。研究表明，與智能車輛和智能電網同步進展，可外接插電式混合電動車(PHEV)和純電動汽車(BEV)將在20年之內成為配電系統本身不可分割的一部分，提供儲能、平衡需求，提高緊急供電和電網的穩定性。90％以上的乘用車輛平均每天行駛時間1h左右，95％的時間處于閑置狀態。將處于停駛狀態的電動汽車接入電網，并且數量足夠多時，電動汽車就可以作為可移動的分布式儲能裝置，在滿足電動汽車用戶行駛需求的前提下，將剩余電能可控回饋到電網。應用V2G技術和智能電網技術，電動汽車電池的充放電將被統一部署，根據既定的充放電策略，電動汽車用戶、電網企業和汽車企業將獲得共贏，研究表明，每輛電動汽車每年大約可以創造4K美元的價值。

但是，當前電網建設和充電設施建設嚴重落后，充電樁或充電站接入電網困難，充電樁與現有停車位不匹配，從而導致電動汽車無法將多余的電能反饋到電網，嚴重阻礙了V2G技術的發展。

因此，本領域技術人員亟需研發一種V2G電動汽車充電管理系統，方便電動汽車將自身多余的電能反饋給電網，從而實現電動汽車用戶、電網企業和汽車企業的共贏。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型要解決的技術問題在于提供一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統，解決了現有技術中電動汽車無法將自身多余的電能反饋到公共電網的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型的具體實施方式提供一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統，包括：多個充電樁；直流母線，用于為電動汽車提供電能；多個第一雙向逆變器，設置于所述充電樁和所述直流母線之間，用于將所述直流母線上的電能傳送給所述充電樁以便給電動汽車充電，或者將所述充電樁上電動汽車的電能傳送給所述直流母線；第二雙向逆變器，設置于所述直流母線與公共電網之間，用于將所述公共電網上的電能傳送給所述直流母線，或者將所述直流母線上的電能傳送給所述公共電網。

本實用新型的另一具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統還包括：儲能電池；第三雙向逆變器，設置于所述儲能電池和所述直流母線之間，用于存儲電動汽車釋放的電能或者為電動汽車提供電能。

本實用新型的另一具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統還包括：第一電壓計，與所述直流母線和所述第三雙向逆變器連接，用于測量到所述直流母線的電壓小于第一閾值時，所述第三雙向逆變器將所述儲能電池的電能傳送到所述直流母線，還用于測量到所述直流母線的電壓大于第二閾值時，所述第三雙向逆變器將所述直流母線上的電能傳送給所述儲能電池。

本實用新型的另一具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統還包括：第二電壓計，與所述直流母線和所述第二雙向逆變器連接，用于測量到所述直流母線的電壓小于第三閾值時，所述第二雙向逆變器將所述公共電網上的電能傳送給所述直流母線，還用于測量到所述直流母線的電壓大于第四閾值時，所述第二雙向逆變器將所述直流母線上的電能回饋給所述公共電網。

其中，所述第三閾值小于所述第一閾值；所述第一閾值小于所述第二閾值；所述第二閾值小于所述第四閾值。

本實用新型的另一具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統還包括：第三電壓計，與所述充電樁和所述第一雙向逆變器連接，用于測量到所述充電樁的電壓大于第五閾值時，所述第一雙向逆變器將電動汽車的電能傳送給所述直流母線，還用于測量到所述充電樁的電壓小于第六閾值時，所述第一雙向逆變器將所述直流母線上的電能提供給所述充電樁，以便給電動汽車充電。

其中，所述第五閾值大于所述第四閾值；所述第六閾值小于所述第三閾值。

本實用新型的另一具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統還包括：DC/AC逆變器，設置于所述第二雙向逆變器和所述公共電網之間。

本實用新型的另一具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統還包括：變壓器，設置于所述DC/AC逆變器和所述公共電網之間。

其中，所述充電樁為V2G直流充電樁。

根據本實用新型的上述具體實施方式可知，充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統至少具有以下有益效果：充電樁通過第一雙向逆變器與直流母線連接，第一雙向逆變器根據電動汽車電池的電壓值決定充電樁與直流母線之間的電流流向；直流母線通過第二雙向逆變器與公共電網連接，第二雙向逆變器根據直流母線上的電壓值決定公共電網與直流母線之間的電流流向；蓄電池通過第三雙向逆變器與直流母線連接，第三雙向逆變器根據直流母線上的電壓值決定蓄電池與直流母線之間的電流流向，本實用新型可以實現公共電網對電動汽車充電，以及電動汽車對公共電網饋電，平衡電網負載需求，起到削峰填谷的效果，同時，提高電能利用率，利于節能減排，實現電動汽車用戶、電網企業和汽車企業的共贏，有利于V2G的快速發展，減少二氧化碳的排放量。

應了解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為示例性及闡釋性的，其并不能限制本實用新型所欲主張的范圍。

附圖說明

下面的所附附圖是本實用新型的說明書的一部分，其繪示了本實用新型的示例實施例，所附附圖與說明書的描述一起用來說明本實用新型的原理。

圖1為本實用新型具體實施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統的實施例一的示意結構圖；

圖2為本實用新型具體實施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統的實施例二的示意結構圖；

圖3為本實用新型具體實施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統的實施例三的示意結構圖；

圖4為本實用新型具體實施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統的實施例四的示意結構圖。

符號說明：

10 充電樁 20 直流母線

30 第一雙向逆變器 40 第二雙向逆變器

50 儲能電池 60 第三雙向逆變器

70 第一電壓計 80 第二電壓計

90 第三電壓計 100 DC/AC逆變器

110 變壓器

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面將以附圖及詳細敘述清楚說明本實用新型所揭示內容的精神，任何所屬技術領域技術人員在了解本實用新型內容的實施例后，當可由本實用新型內容所教示的技術，加以改變及修飾，其并不脫離本實用新型內容的精神與范圍。

本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。另外，在附圖及實施方式中所使用相同或類似標號的元件/構件是用來代表相同或類似部分。

關于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，也非用以限定本實用新型，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

關于本文中所使用的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本創作。

關于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。

關于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部組合。

關于本文中所使用的用語“大致”、“約”等，用以修飾任何可以微變化的數量或誤差，但這些微變化或誤差并不會改變其本質。一般而言，此類用語所修飾的微變化或誤差的范圍在部分實施例中可為20％，在部分實施例中可為10％，在部分實施例中可為5％或是其他數值。本領域技術人員應當了解，前述提及的數值可依實際需求而調整，并不以此為限。

某些用以描述本申請的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本申請的描述上額外的引導。

圖1為本實用新型具體實施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統的實施例一的示意結構圖，如圖1所示，充電樁通過第一雙向逆變器與直流母線連接，第一雙向逆變器根據電動汽車電池的電壓決定充電樁與直流母線之間的電流流向；直流母線通過第二雙向逆變器與公共電網連接，第二雙向逆變器根據直流母線上的電壓決定公共電網與直流母線之間的電流流向。

該附圖所示的具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統包括：多個充電樁10、直流母線20、多個第一雙向逆變器30和第二雙向逆變器40。其中，充電樁10為V2G直流充電樁；直流母線20用于為電動汽車V提供電能；多個第一雙向逆變器30設置于所述充電樁10和所述直流母線20之間，第一雙向逆變器30用于將所述直流母線20上的電能傳送給所述充電樁10以便給電動汽車V充電，或者第一雙向逆變器30用于將所述充電樁10上電動汽車V的電能傳送給所述直流母線20；第二雙向逆變器40設置于所述直流母線20與公共電網E之間，第二雙向逆變器40用于將所述公共電網E上的電能傳送給所述直流母線20，或者第二雙向逆變器40用于將所述直流母線20上的電能傳送給所述公共電網E。

參見圖1，可以實現公共電網對電動汽車充電，以及電動汽車對公共電網饋電，平衡電網負載，可以起到削峰填谷的效果，實現電動汽車用戶、電網企業和汽車企業的共贏，有利于V2G的快速發展，減少二氧化碳的排放量。

圖2為本實用新型具體實施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統的實施例二的示意結構圖，如圖2所示，首先將電動汽車多余的電能存儲在儲能電池中，在用電高峰時供電動汽車使用，不用直接將電動汽車多余的電能反饋到公共電網中，從而提高電能轉換效率。

該附圖所示的具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統還包括：儲能電池50和第三雙向逆變器60，其中，第三雙向逆變器60設置于所述儲能電池50和所述直流母線20之間，第三雙向逆變器60用于存儲電動汽車V釋放的電能或者為電動汽車V提供電能。

參見圖2，將電動汽車電池的電能存儲在儲能電池中，電能損失率不到10％；如果將電動汽車電池的電能回饋到公共電網，電能損失率高達40％，因此，先將電動汽車多余的電能存儲在儲能電池中，在用電高峰時供電動汽車使用，只有當月儲能電池不能存儲時，才將電動汽車多余的電能反饋到公共電網中，減少電能反饋到公共電網時的損失，從而提高電能轉換效率。

圖3為本實用新型具體實施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統的實施例三的示意結構圖，如圖3所示，根據直流母線的電壓決定第三雙向逆變器和第二雙向逆變器中電流的流向；根據充電樁的電壓決定第一雙向逆變器中電流的流向。

該附圖所示的具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統還包括：第一電壓計70、第二電壓計80和第三電壓計90。其中，第一電壓計70與所述直流母線20和所述第三雙向逆變器60連接，第一電壓計70用于測量到所述直流母線20的電壓小于第一閾值時，所述第三雙向逆變器60將所述儲能電池50的電能傳送到所述直流母線20，第一電壓計70還用于測量到所述直流母線20的電壓大于第二閾值時，所述第三雙向逆變器60將所述直流母線20上的電能傳送給所述儲能電池50。第二電壓計80與所述直流母線20和所述第二雙向逆變器40連接，第二電壓計80用于測量到所述直流母線20的電壓小于第三閾值時，所述第二雙向逆變器40將所述公共電網E上的電能傳送給所述直流母線20，第二電壓計80還用于測量到所述直流母線20的電壓大于第四閾值時，所述第二雙向逆變器40將所述直流母線20上的電能回饋給所述公共電網E。第三電壓計90與所述充電樁10和所述第一雙向逆變器30連接，第三電壓計90用于測量到所述充電樁10的電壓大于第五閾值時，所述第一雙向逆變器30將電動汽車的電能傳送給所述直流母線20，第三電壓計90還用于測量到所述充電樁10的電壓小于第六閾值時，所述第一雙向逆變器30將所述直流母線20上的電能提供給所述充電樁10，以便給電動汽車V充電。本實用新型的具體實施例中，所述第三閾值小于所述第一閾值；所述第一閾值小于所述第二閾值；所述第二閾值小于所述第四閾值；所述第五閾值大于所述第四閾值；所述第六閾值小于所述第三閾值。即各個閾值從小到大的順序為：第六閾值＜第三閾值＜第一閾值＜第二閾值＜第四閾值＜第五閾值。

參見圖3，只有當電動汽車電池的電能足夠多時，即電動汽車電池電壓足夠高時，才會向直流母線反饋電能；只能當直流母線的電壓足夠高時，才會將電能存儲在儲能電池中；只有當存儲電池無法存儲時，即直流母線的電壓更高時，才會將電能反饋到公共電網中。相反，只有當電動汽車電池的電能剩余量較少時，即電動汽車電池電壓足夠低時，直流母線才向電動汽車充電；只能當直流母線的電壓足夠低時，才會利用存儲在儲能電池中的電能給電動汽車充電；只能當直流母線的電壓更低時，才會將公共電網中電能傳送到直流母線中。

圖4為本實用新型具體實施方式提供的一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統的實施例四的示意結構圖，如圖4所示，首先利用變壓器對公共電網E上的電能進行降壓處理，轉化為低電壓，再利用DC/AC逆變器(直流/交流逆變器)進行整流處理，轉化為直流電，最后通過第二雙向逆變器傳送到直流母線上；相反，直流母線上的電能通過第二雙向逆變器傳送到DC/AC逆變器轉換成交流電，再通過變壓器進行升壓，最終傳送到公共電網E上。

該附圖所示的具體實施方式中，該V2G電動汽車充電系統還包括：DC/AC逆變器100和變壓器110，其中，DC/AC逆變器100設置于所述第二雙向逆變器40和所述公共電網E之間；變壓器110設置于所述DC/AC逆變器100和所述公共電網E之間。

參見圖4，公共電網上的通常為220V、50Hz的交流電，無法直接傳送到直流母線上供電動汽車使用，需要進行降壓、整流后才能輸送到直流母線；相反，電動汽車電池的電能也無法通過直流母線直接反饋到公共電網中，電動汽車電池通常使用低壓直流電，直流母線上的低壓直流經過直流轉交流、升壓后，才能反饋到公共電網中。

本實用新型提供一種充電、饋電一體化的V2G電動汽車充電系統，充電樁通過第一雙向逆變器與直流母線連接，第一雙向逆變器根據電動汽車電池的電壓值決定充電樁與直流母線之間的電流流向；直流母線通過第二雙向逆變器與公共電網連接，第二雙向逆變器根據直流母線上的電壓值決定公共電網與直流母線之間的電流流向；蓄電池通過第三雙向逆變器與直流母線連接，第三雙向逆變器根據直流母線上的電壓值決定蓄電池與直流母線之間的電流流向，本實用新型可以實現公共電網對電動汽車充電，以及電動汽車對公共電網饋電，平衡電網負載需求，起到削峰填谷的效果，實現電動汽車用戶、電網企業和汽車企業的共贏，有利于V2G的快速發展，減少二氧化碳的排放量。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下，任何本領域的技術人員所做出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。