一种多功能电源车控制系统的制作方法

1.本发明涉及电池供电领域，特别涉及一种多功能电源车控制系统。


背景技术：

2.机场的远场供电、临时照明、新能源车补电需求在实际应用中难以同时满足，目前市面上未有能够解决该问题的方案，对此需要提出一种集400hz电源、移动充电桩、工频逆变电源为一体的多功能电源车。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，提供了多功能电源车控制系统，能够根据不同工况下各个电源功能的切换控制，满足机场的远场供电、临时照明、新能源车补电需求。
4.本发明采用的技术方案如下：一种多功能电源车控制系统，整体置于电动底盘车上，包括主控系统、储能系统、充电桩系统以及飞机静变电源；主控系统分别与储能系统、充电桩系统以及飞机静变电源进行数据交互，从而控制各个系统工作；所述储能系统由蓄电池以及bms系统组成；所述充电桩系统与储能系统连接，并提供对外充电接口；所述飞机静变电源包括工频逆变电源与400hz电源，分别与储能系统连接，并提供对外接口，所述工频逆变电源逆变输出电能为工频负载供电；所述400hz电源输出电能为飞机供电。
5.进一步的，所述充电桩系统中设有dc-dc充电模块，对电能进行适应性变换后为新能源车进行充电。
6.进一步的，所述工频逆变电源还提供有接入电网的接口，在接入电网时，对储能系统进行充电。
7.进一步的，所述主控系统包括电池控制系统、电源控制系统以及充电桩控制系统三个子系统，分别对应独立控制储能系统、飞机静变电源以及充电桩系统。
8.进一步的，所述主控系统工作过程为：获取人机交互设备下发的控制指令，并采集当前储能系统、充电桩系统以及飞机静变电源的运行状态，根据控制指令与运行状态判断指令是否有效，若有效则生成子系统指令下发至对应子系统中。
9.进一步的，所述电池控制系统工作过程为：接收子系统指令，获取电池当前状态，判断指令是否有效，若有效则生成子指令并下发到储能系统，由储能系统执行指令。
10.进一步的，所述电源控制系统工作过程为：接收子系统指令，获取飞机静变电源当前状态，判断指令是否有效，若有效则生成子指令并下发到飞机静变电源，由飞机静变电源执行指令。
11.进一步的，所述充电桩控制系统工作过程为：接收子系统指令，获取充电桩系统当前状态，判断指令是否有效，若有效则生成子指令并下发到充电桩系统，由充电桩系统执行指令。
12.进一步的，所述主控系统通过以太网与飞机静变电源、人机交互设备通讯，主控系统通过can总线与储能系统、dc-dc充电模块通讯；其中，人机交互设备用于下发控制指令。
13.进一步的，所述蓄电池为磷酸铁锂电池。
14.与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
15.1、本发明采用模块化设计思路，减少了系统间耦合程度，方便系统设计，实现系统各个子功能间灵活快捷的切换。
16.2、本发明通讯网络上做了设计优化，主控系统can通讯可根据需求实现与外部充电桩、储能电池、新能源车之间通讯切换，减少了通讯接口资源需求，为同类产品设计提供设计思路。
17.3、本发明采用工频逆变电源实现直流充电桩功能，通过工频逆变电源输入即可给储能电池按照国标充电桩协议实现充电。
18.4、本发明利用储能电池和dcdc充电模块实现移动充电桩功能，可灵活给新能源车进行充电。解决系能源车临时补电难题。
附图说明
19.图1为本发明提出的多功能电源车控制系统示意图。
20.图2为本发明提多功能电源车控制系统通讯拓扑图。
21.图3为本发明提多功能电源车控制系统中主控系统拓扑图。
22.图4为本发明一实施例中主控系统控制逻辑图。
23.图5为本发明一实施例中电池控制系统控制逻辑图。
24.图6为本发明一实施例中电源控制系统控制逻辑图。
25.图7为本发明一实施例中充电桩系统控制逻辑图。
具体实施方式
26.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。相反，本技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
27.如图1所示，本实施例提出了一种多功能电源车控制系统，整体置于电动底盘车上，包括主控系统、储能系统、充电桩系统以及飞机静变电源；主控系统分别与储能系统、充电桩系统以及飞机静变电源进行数据交互，从而控制各个系统工作；所述储能系统由蓄电池以及bms系统组成；所述充电桩系统与储能系统连接，并提供对外充电接口；所述飞机静变电源包括工频逆变电源与400hz电源，分别与储能系统连接，并提供对外接口，所述工频逆变电源逆变输出电能为工频负载供电；所述400hz电源输出电能为飞机供电。通过该方案能够实现对飞机、工频负载、新能源车进行供电。
28.具体的，400hz电源由储能系统提供母线电压支撑，通过逆变输出115v/400hz电源为飞机供电。
29.工频逆变电源由储能系统提供母线电压支撑，通过逆变输出380v/50hz电源为工频负载供电。同时工频逆变电源还提供有接入电网的接口，在接入电网时，对储能系统进行充电。
30.充电桩系统由储能系统提供母线电压支撑，内部设有dc-dc充电模块以及dc-dc放电继电器，对电能进行适应性变换后为新能源车进行充电。
31.在本实施例中，储能系统：由磷酸铁锂电池与bms系统，为整个系统提供系统母线电压支撑，bms系统与主控系统进行数据交互；储能系统与工频逆变电源、400hz电源之间设有直流接口连接继电器，分别包括充电继电器和放电继电器。
32.如图2所示，在本实施例中，主控系统通过以太网与飞机静变电源、人机交互设备通讯，主控系统通过can总线与储能系统、dc-dc充电模块通讯；其中，人机交互设备用于下发控制指令。
33.同时该控制系统中还设有灭火装置，通过can总线与主控系统通讯，用于保护整个系统安全。储能系统有两路can，一路为整车can，一路为直流充电can，分别对应于主控系统和直流充电桩通讯。
34.为了实现远程控制，所述人机交互设备通过rs-485与云平台通信。
35.为了进一步的实现各个模块的控制切换，如图3所示，在本实施例中，主控系统包括电池控制系统、电源控制系统以及充电桩控制系统三个子系统，分别对应独立控制储能系统、飞机静变电源以及充电桩系统。
36.主控系统与三个子系统均采用采集、分析、决策、执行设计思路进行控制，主控系统收集到控制命令后处理成各个子系统命令并下发到各个子系统中。
37.具体的，如图4所示，所述主控系统工作过程为：获取人机交互设备下发的控制指令，并采集当前储能系统、充电桩系统以及飞机静变电源的运行状态，根据控制指令与运行状态判断指令是否有效，若有效则生成子系统指令下发至对应子系统中。
38.主控系统中的电池控制系统与储能系统进行数据交互，主控系统需参与储能系统内部上下电控制。
39.如图5所示，电池控制系统工作过程为：接收子系统指令，获取电池当前状态，判断指令是否有效，若有效则生成子指令并下发到储能系统，由储能系统执行指令。
40.电池控制系统需要获取管理系统下发指令，其指令包含如表1所示：
41.表1电池控制系统指令表
[0042][0043]
电池状态分为电池未上电状态、电池上电状态，分析、决策模型根据电状态和获取指令判定指令是否有效，其状态表如表2所示。
[0044]
表2电池控制系统状态转移表
[0045]
当前状态下个状态事件动作电池未上电上电状态储能系统上电指令下发电池上电指令电池上电电池未上电储能系统下电指令下发电池下电指令
[0046]
电池控制系统生成的指令下发到储能系统，按照储能系统上下电逻辑进行控制。
[0047]
如图6所示，电源控制系统工作过程为：接收子系统指令，获取飞机静变电源当前
状态，判断指令是否有效，若有效则生成子指令并下发到飞机静变电源，由飞机静变电源执行指令。
[0048]
电源控制系统需要获取控制系统下发的控制指令，其令包含如表3所示。
[0049]
表3电源控制系统指令表
[0050][0051]
电源控制系统转移表如以下列表所示。表中，工频侧和400hz侧分别表示对工频逆变电源的控制和400hz电源的控制。
[0052]
表4电源控制系统待机状态转移表
[0053][0054]
表5电源控制系统工频侧充电输入状态转移表
[0055]
[0056][0057]
表6电源控制系统工频侧直接输入 400hz侧输出状态转移表
[0058][0059]
表7电源控制系统工频侧逆变状态转移表
[0060][0061]
表8电源控制系统400hz侧逆变状态转移表
[0062][0063]
表9电源控制系统工频侧逆变输出 400hz侧输出状态转移表
[0064]
[0065][0066]
如图7所示，充电桩控制系统工作过程为：接收子系统指令，获取充电桩系统当前状态，判断指令是否有效，若有效则生成子指令并下发到充电桩系统，由充电桩系统执行指令。
[0067]
充电桩控制系统需要获取主控系统下发指令，其指令包含如表10所示。
[0068]
表10充电桩控制系统指令表
[0069]
序号指令名称说明1待机
‑‑
2f5:移动充电桩输出控制dcdc放电继电器闭合，dcdc模块运行
[0070]
移动充电桩状态转移表如表11所示。
[0071]
表11充电桩控制系统待机转态转移表
[0072][0073]
表12移动充电桩模型移动充电桩输出转态转移表
[0074][0075]
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术
方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0076]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。