博廣雙向直流電動汽車充電樁主要由人機交互觸摸屏、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功能，輸入輸出具備雙重安全保護措施，充電時可實時監測充電電纜的連接狀態，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引功能，讓客戶方便完成充電過程；對外提供以太網、GPRS 等多種通信接口，與監控中心、運營管理中心實時通信，實時監測充電狀態。

本發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關控制柜，由網關控制柜中的電網實時檢測單元實時檢測電網運行環境，依照《電能質量-公用電網諧波》GB/T 14549-93和《電能質量-供電電壓偏差》GB/T 12325-2008對380V公用電網的要求，判斷電網運行環境是否適合電動汽車接入，若電網運行環境達到要求，則充電樁正常運行，否則，通過網關控制柜中的就地補償裝置進行補償，并對電網運行環境不斷進行檢測；

(2)、在充電樁正常運行情況下，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送信號，顯示結束服務；若沒有，提示用戶在充電模塊和放電模塊中進行功能選擇；

(4)、若用戶選擇充電模塊，則按照充電控制方法進行充電；

(5)、若用戶選擇放電模塊，則按照放電控制方法進行放電并獲得收益；

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

(7)、提示用戶刷卡結束。

進一步地，本發明所述的網關控制柜由微處理器、電網實時檢測單元、就地補償裝置、人機交互界面組成，微處理器與電網調度中心雙向通信，用于接收電網調度中心發出的充放電指令和充電分時電價、放電電價信息，實現電網調度中心對多個集中式充電樁的管理；微處理器與電網實時檢測單元雙向通信，用于實時檢測電網運行環境，并判斷電網運行環境是否滿足380kV公用電網要求；微處理器與充電樁的充/放電控制單元雙向通信，若電網運行環境滿足要求，則充電樁正常運行并接收微處理器發出的充放電指令和電價信息，且各充電樁的工作狀態反饋給微處理器；微處理器與就地補償裝置雙向通信，若電網運行環境不滿足要求，則發出啟動指令給就地補償裝置，用于補償無功功率和治理諧波；微處理器與人機交互界面雙向通信，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供用戶和管理人員查看。

本發明所述的充電樁由充/放電控制單元、BMS電池管理系統、錢幣識別單元、讀卡器、串口鍵盤、觸摸屏、計量電能表、打印機、雙向變流器，電壓/電流信號采樣調理電路，驅動電路組成，充/放電控制單元與網關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端口輸出信號發送給驅動電路，驅動電路為雙向變流器提供驅動信號；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定的信息。

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

本發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，進入充電初始化，通過充電樁上的BMS電池管理系統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，選擇現金支付，在充電樁的加幣處加幣并確定支付金額，進入錢幣識別系統進行識別并確定；

(3)選擇充電方式：立即充電、推薦充電或者預約充電；若選擇立即充電，則充電樁以當前充電價格立即執行充電；若選擇推薦充電，選擇該項，將電動汽車接入電網，網關控制柜檢測到電網負荷低谷時段和電網電能質量達到要求時，充電樁便以用戶設定金額以及實時電價計算充電電量，為電動汽車充電，若選擇預約充電，首先得輸入預約時間，將電動汽車接入電網，終按預約時段的電價信息計算充電電量，預約時間到來執行充電；

(4)選擇完成后，充電樁的充/放電控制單元根據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出通電信號，直流接觸器閉合，開始充電，進入充電過程，在充電過程中，通過串聯于車輛電池和電網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送給觸摸屏，用于實時顯示充電電量，當充/放電控制單元檢測到實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，并以當前電價轉化為剩余金額，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出通電信號，直流接觸器閉合，進行充電，通過BMS電池管理系統不斷檢測電池的電量信息，當電池充電狀態顯示達到100％時，充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發出斷電信號，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，充電過程結束。

本發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，進入放電初始化，通過充電樁的BMS電池管理系統檢測當前電池信息，用戶根據當前電池信息設置截止放電電池荷電量；

(2)網關控制柜的電網實時檢測單元檢測充電樁的電網運行環境，待負荷高峰期時網關控制柜的微處理器收到電網調度中心發送的放電指令，將放電指令發送給充電樁的充/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前電池荷電量的大小，若截止放電電池荷電量≥當前電池荷電量，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≥當前電池荷電量，并提示用戶放電結束；若截止放電電池荷電量≤當前電池荷電量，則充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發出通電信號，直流接觸器閉合，進行放電，并通過串聯于電動汽車與電網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送給觸摸屏，用于實時顯示放電電量，且通過BMS電池管理系統實時檢測車輛電池的荷電量，并由觸摸屏實時顯示車輛電池的荷電量，待電池荷電量達到用戶設定值時，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關控制柜發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送給觸摸屏，由觸摸屏顯示，放電過程結束。

本發明所述的就地補償裝置是由串聯電抗器的電容器組組成。

本發明所述的380V公用電網要求為：依照《電能質量-公用電網諧波》GB/T 14549-93和《電能質量-供電電壓偏差》GB/T 12325-2008的要求，當380V電網的電壓偏差為標稱電壓的±7％時，標稱電壓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，滿足公用電網要求，電動汽車可接入電網。

此外，在系統出現緊急狀況，需要快速關閉充電裝置時，在充電樁上設定充/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，完成緊急停機操作。這時裝置處于比較安全的狀態，內部電路被切斷，可阻止內部故障進一步擴大，設備安全。

所述的給定充電電量的計算：給定充電電量＝用戶設定金額/當前充電電價；

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；

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、實現雙向充放電功能。有助于電動汽車與電網的雙向互動；

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調度；

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

4、提高電網的電能質量。網關控制柜中的就地補償和諧波治理裝置、充電樁本身的電路結構以及控制方法，能夠抑制諧波、補償無功，提高了電網的電能質量，為充電樁提供了良好的電網運行環境，在一定程度上對電動汽車的電池起到了保護作用。

本實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關控制柜，由網關控制柜中的電網實時檢測單元實時檢測電網運行環境，依照《電能質量-公用電網諧波》GB/T 14549-93和《電能質量-供電電壓偏差》GB/T 12325-2008對380V公用電網的要求，判斷電網運行環境是否適合電動汽車接入，若電網運行環境達到要求，則充電樁正常運行，否則，通過網關控制柜中的就地補償裝置進行補償，并對電網運行環境不斷進行檢測；

(2)、在充電樁正常運行情況下，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送信號，顯示結束服務；若沒有，提示用戶在充電模塊和放電模塊中進行功能選擇；

(4)、若用戶選擇充電模塊，則按照充電控制方法進行充電；

(5)、若用戶選擇放電模塊，則按照放電控制方法進行放電并獲得收益；

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

(7)、提示用戶刷卡結束。

4.根據權利要求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，其特征是所述的網關控制柜接收電網調度中心制定的分時電價信息和放電電價信息，并通過網關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.根據權利要求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，進入充電初始化，通過充電樁上的BMS電池管理系統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，選擇現金支付，在充電樁的加幣處加幣并確定支付金額，進入錢幣識別系統進行識別并確定；

(3)選擇充電方式：立即充電、推薦充電或者預約充電；若選擇立即充電，則充電樁以當前充電價格立即執行充電；若選擇推薦充電，選擇該項，將電動汽車接入電網，網關控制柜檢測到電網負荷低谷時段和電網電能質量達到要求時，充電樁便以用戶設定金額以及實時電價計算充電電量，為電動汽車充電，若選擇預約充電，首先得輸入預約時間，將電動汽車接入電網，終按預約時段的電價信息計算充電電量，預約時間到來執行充電；

(4)選擇完成后，充電樁的充/放電控制單元根據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出通電信號，直流接觸器閉合，開始充電，進入充電過程，在充電過程中，通過串聯于車輛電池和電網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送給觸摸屏，用于實時顯示充電電量，當充/放電控制單元檢測到實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，并以當前電價轉化為剩余金額，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出通電信號，直流接觸器閉合，進行充電，通過BMS電池管理系統不斷檢測電池的電量信息，當電池充電狀態顯示達到100％時，充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發出斷電信號，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，充電過程結束。

6.根據權利要求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，進入放電初始化，通過充電樁的BMS電池管理系統檢測當前電池信息，用戶根據當前電池信息設置截止放電電池荷電量；

(2)網關控制柜的電網實時檢測單元檢測充電樁的電網運行環境，待負荷高峰期時網關控制柜的微處理器收到電網調度中心發送的放電指令，將放電指令發送給充電樁的充/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前電池荷電量的大小，若截止放電電池荷電量≥當前電池荷電量，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≥當前電池荷電量，并提示用戶放電結束；若截止放電電池荷電量≤當前電池荷電量，則充/放電控制單元向充/放電回路中的直流接觸器發出通電信號，直流接觸器閉合，進行放電，并通過串聯于電動汽車與電網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送給觸摸屏，用于實時顯示放電電量，且通過BMS電池管理系統實時檢測車輛電池的荷電量，并由觸摸屏實時顯示車輛電池的荷電量，待電池荷電量達到用戶設定值時，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關控制柜發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送給觸摸屏，由觸摸屏顯示，放電過程結束。

7.根據權利要求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償裝置是由串聯電抗器的電容器組組成。

8.根據權利要求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公用電網要求為：依照《電能質量-公用電網諧波》GB/T 14549-93和《電能質量-供電電壓偏差》GB/T 12325-2008的要求，當380V電網的電壓偏差為標稱電壓的±7％時，標稱電壓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，滿足公用電網要求，電動汽車可接入電網。