博广双向直流电动汽车充电桩主要由人机交互触摸屏、读卡器、电能计量模块、充电模块、通讯模块、充电接口、控制模块和桩体组成。充电桩具有多重保护功能，输入输出具备双重安全保护措施，充电时可实时监测充电电缆的连接状态，连接异常时立即终止充电，充电过程中的人身和车辆安全。人性化的界面显示和控制导引功能，让客户方便完成充电过程；对外提供以太网、GPRS 等多种通信接口，与监控中心、运营管理中心实时通信，实时监测充电状态。

本发明的目的在于提供一种安全可靠有序的电动汽车双向智能充电桩的充放电控制方法。

本发明电动汽车双向智能充电桩的充放电控制方法，包括以下步骤：

(1)、在多个集中式充电桩之间建立一个网关控制柜，由网关控制柜中的电网实时检测单元实时检测电网运行环境，依照《电能质量-公用电网谐波》GB/T 14549-93和《电能质量-供电电压偏差》GB/T 12325-2008对380V公用电网的要求，判断电网运行环境是否适合电动汽车接入，若电网运行环境达到要求，则充电桩正常运行，否则，通过网关控制柜中的就地补偿装置进行补偿，并对电网运行环境不断进行检测；

(2)、在充电桩正常运行情况下，用户将充电枪与车辆充电插座对接后，在充电桩上完成IC卡刷卡认证，充电桩的读卡器获取用户信息，同时充电桩上的BMS电池管理系统获取车辆电池的信息，并将用户信息和车辆电池的信息传输给充电桩的充/放电控制单元并通过触摸屏显示；

(3)、每辆电动汽车均配带一张IC卡，该卡对应于电动汽车的车牌号码，刷卡后能在触摸屏上显示车主身份信息、车牌号码信息、储值信息以及电动汽车的交通违法违规记录，充/放电控制单元接收IC卡上的上述信息，检测车主是否有交通违法违记录，若有，充/放电控制单元向触摸屏发送信号，显示结束服务；若没有，提示用户在充电模块和放电模块中进行功能选择；

(4)、若用户选择充电模块，则按照充电控制方法进行充电；

(5)、若用户选择放电模块，则按照放电控制方法进行放电并获得收益；

(6)、读卡器接收充/放电控制单元发出的用户更新信息，并将更新信息写入IC卡中，打印账单；

(7)、提示用户刷卡结束。

进一步地，本发明所述的网关控制柜由微处理器、电网实时检测单元、就地补偿装置、人机交互界面组成，微处理器与电网调度中心双向通信，用于接收电网调度中心发出的充放电指令和充电分时电价、放电电价信息，实现电网调度中心对多个集中式充电桩的管理；微处理器与电网实时检测单元双向通信，用于实时检测电网运行环境，并判断电网运行环境是否满足380kV公用电网要求；微处理器与充电桩的充/放电控制单元双向通信，若电网运行环境满足要求，则充电桩正常运行并接收微处理器发出的充放电指令和电价信息，且各充电桩的工作状态反馈给微处理器；微处理器与就地补偿装置双向通信，若电网运行环境不满足要求，则发出启动指令给就地补偿装置，用于补偿无功功率和治理谐波；微处理器与人机交互界面双向通信，用于显示充电分时电价和放电电价信息以及各充电桩的工作状态供用户和管理人员查看。

本发明所述的充电桩由充/放电控制单元、BMS电池管理系统、钱币识别单元、读卡器、串口键盘、触摸屏、计量电能表、打印机、双向变流器，电压/电流信号采样调理电路，驱动电路组成，充/放电控制单元与网关控制柜的微处理器双向通信，用于集中管理多个充电桩；充/放电控制单元与BMS电池管理系统双向通信，用于检测车辆电池的信息；充/放电控制单元与触摸屏双向通信，用于接收用户设定信息，并将用户更新信息反馈给触摸屏；充/放电控制单元与读卡器双向相连，用于接收用户IC卡的信息，并将用户更新信息写入IC卡中；充/放电控制单元与电压电流信号采样调理电路单向通信，用于接收电压电流信号；充/放电控制单元通过PWM端口输出信号发送给驱动电路，驱动电路为双向变流器提供驱动信号；充/放电控制单元与计量电能表单向通信，用于接收充/放电计量信号；充/放电控制单元与钱币识别单元单向通信，用于接收用户充电金额信息；充/放电控制单元与串口键盘单向通信，用于接收用户通过键盘设定的信息。

本发明所述的网关控制柜接收电网调度中心制定的分时电价信息和放电电价信息，并通过网关控制柜的触摸屏显示供用户和管理人员查看；还将电价信息发送给充电桩的充/放电控制单元，用于完成之后的步骤。

本发明所述的充电模块的充电控制方法包括以下步骤：

(1)用户选择充电模块，进入充电初始化，通过充电桩上的BMS电池管理系统检测车辆电池的亏电电量，并显示在充电桩的触摸屏上；

(2)选择支付方式：刷卡支付和现金支付，选择刷卡支付则在充电桩的刷卡槽中刷卡，输入金额并确定，选择现金支付，在充电桩的加币处加币并确定支付金额，进入钱币识别系统进行识别并确定；

(3)选择充电方式：立即充电、推荐充电或者预约充电；若选择立即充电，则充电桩以当前充电价格立即执行充电；若选择推荐充电，选择该项，将电动汽车接入电网，网关控制柜检测到电网负荷低谷时段和电网电能质量达到要求时，充电桩便以用户设定金额以及实时电价计算充电电量，为电动汽车充电，若选择预约充电，首先得输入预约时间，将电动汽车接入电网，终按预约时段的电价信息计算充电电量，预约时间到来执行充电；

(4)选择完成后，充电桩的充/放电控制单元根据给定金额和分时电价信息计算出给定充电电量；

(5)充电桩的充/放电控制单元比较给定充电电量与车辆电池亏电电量大小，若给定充电电量≤车辆电池亏电电量，则充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出通电信号，直流接触器闭合，开始充电，进入充电过程，在充电过程中，通过串联于车辆电池和电网之间的计量电能表测量充电电量，由充/放电控制单元将充电信息发送给触摸屏，用于实时显示充电电量，当充/放电控制单元检测到实际充电电量等于给定充电电量时，充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出断电信号，直流接触器打开，充电完成；若给定充电电量≥车辆电池亏电电量，则充/放电控制单元计算出多余给定电量，并以当前电价转化为剩余金额，录入用户更新信息中，再由充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出通电信号，直流接触器闭合，进行充电，通过BMS电池管理系统不断检测电池的电量信息，当电池充电状态显示达到100％时，充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出断电信号，直流接触器打开，充电完成；

(6)充电桩的充/放电控制单元将充电信息和剩余金额发送给触摸屏，由触摸屏显示出充电信息和剩余金额，充电过程结束。

本发明所述的放电模块的放电控制方法包括以下步骤：

(1)用户选择放电模块，进入放电初始化，通过充电桩的BMS电池管理系统检测当前电池信息，用户根据当前电池信息设置截止放电电池荷电量；

(2)网关控制柜的电网实时检测单元检测充电桩的电网运行环境，待负荷高峰期时网关控制柜的微处理器收到电网调度中心发送的放电指令，将放电指令发送给充电桩的充/放电控制单元；

(3)充电桩的充/放电控制单元比较截止放电电池荷电量与当前电池荷电量的大小，若截止放电电池荷电量≥当前电池荷电量，则充电桩的充/放电控制单元通过触摸屏显示截止放电电池荷电量≥当前电池荷电量，并提示用户放电结束；若截止放电电池荷电量≤当前电池荷电量，则充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出通电信号，直流接触器闭合，进行放电，并通过串联于电动汽车与电网之间的计量电能表测量放电电量，由充/放电控制单元将充电信息发送给触摸屏，用于实时显示放电电量，且通过BMS电池管理系统实时检测车辆电池的荷电量，并由触摸屏实时显示车辆电池的荷电量，待电池荷电量达到用户设定值时，放电完成；

(4)触摸屏显示放电信息，并充/放电控制单元依照网关控制柜发送的放电价格计算并显示用户收益，并将收益信息以及放电电量发送给触摸屏，由触摸屏显示，放电过程结束。

本发明所述的就地补偿装置是由串联电抗器的电容器组组成。

本发明所述的380V公用电网要求为：依照《电能质量-公用电网谐波》GB/T 14549-93和《电能质量-供电电压偏差》GB/T 12325-2008的要求，当380V电网的电压偏差为标称电压的±7％时，标称电压380V的电压总谐波畸变率不超过5％，奇次谐波电压含有率为4％，偶次谐波电压含有率为2％时，满足公用电网要求，电动汽车可接入电网。

此外，在系统出现紧急状况，需要快速关闭充电装置时，在充电桩上设定充/放电紧急急停按钮，从硬件上切断充/放电回路的直流接触器，完成紧急停机操作。这时装置处于比较安全的状态，内部电路被切断，可阻止内部故障进一步扩大，设备安全。

所述的给定充电电量的计算：给定充电电量＝用户设定金额/当前充电电价；

所述的多余给定电量的计算：多余给定电量＝给定充电电量-车辆电池亏损电量-；

所述的剩余金额的计算：剩余金额＝多余给定电量/当前充电电价；

所述的用户受益的计算：用户收益＝放电电量×放电价格；

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、实现双向充放电功能。有助于电动汽车与电网的双向互动；

2、更加智能化、人性化。用户可以任意选择支付方式：刷卡支付和现金支付。充放电完成后，将余下的金额和放电收益写入用户IC卡中供充电使用；为用户提供放电收益，能促使用户积地将电动汽车参与电网调度；

3、采用分时电价计量收费，在一定程度上调控用户充放电的时间，有利于对电动汽车主动参与电网响应；

4、提高电网的电能质量。网关控制柜中的就地补偿和谐波治理装置、充电桩本身的电路结构以及控制方法，能够抑制谐波、补偿无功，提高了电网的电能质量，为充电桩提供了良好的电网运行环境，在一定程度上对电动汽车的电池起到了保护作用。

本实施例电动汽车双向智能充电桩的充放电控制方法，包括以下步骤：

(1)、在多个集中式充电桩之间建立一个网关控制柜，由网关控制柜中的电网实时检测单元实时检测电网运行环境，依照《电能质量-公用电网谐波》GB/T 14549-93和《电能质量-供电电压偏差》GB/T 12325-2008对380V公用电网的要求，判断电网运行环境是否适合电动汽车接入，若电网运行环境达到要求，则充电桩正常运行，否则，通过网关控制柜中的就地补偿装置进行补偿，并对电网运行环境不断进行检测；

(2)、在充电桩正常运行情况下，用户将充电枪与车辆充电插座对接后，在充电桩上完成IC卡刷卡认证，充电桩的读卡器获取用户信息，同时充电桩上的BMS电池管理系统获取车辆电池的信息，并将用户信息和车辆电池的信息传输给充电桩的充/放电控制单元并通过触摸屏显示；

(3)、每辆电动汽车均配带一张IC卡，该卡对应于电动汽车的车牌号码，刷卡后能在触摸屏上显示车主身份信息、车牌号码信息、储值信息以及电动汽车的交通违法违规记录，充/放电控制单元接收IC卡上的上述信息，检测车主是否有交通违法违记录，若有，充/放电控制单元向触摸屏发送信号，显示结束服务；若没有，提示用户在充电模块和放电模块中进行功能选择；

(4)、若用户选择充电模块，则按照充电控制方法进行充电；

(5)、若用户选择放电模块，则按照放电控制方法进行放电并获得收益；

(6)、读卡器接收充/放电控制单元发出的用户更新信息，并将更新信息写入IC卡中，打印账单；

(7)、提示用户刷卡结束。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车双向智能充电桩的充放电控制方法，其特征是所述的网关控制柜接收电网调度中心制定的分时电价信息和放电电价信息，并通过网关控制柜的触摸屏显示供用户和管理人员查看；还将电价信息发送给充电桩的充/放电控制单元，用于完成之后的步骤。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车双向智能充电桩的充放电控制方法，其特征是所述的充电模块的充电控制方法包括以下步骤：

(1)用户选择充电模块，进入充电初始化，通过充电桩上的BMS电池管理系统检测车辆电池的亏电电量，并显示在充电桩的触摸屏上；

(2)选择支付方式：刷卡支付和现金支付，选择刷卡支付则在充电桩的刷卡槽中刷卡，输入金额并确定，选择现金支付，在充电桩的加币处加币并确定支付金额，进入钱币识别系统进行识别并确定；

(3)选择充电方式：立即充电、推荐充电或者预约充电；若选择立即充电，则充电桩以当前充电价格立即执行充电；若选择推荐充电，选择该项，将电动汽车接入电网，网关控制柜检测到电网负荷低谷时段和电网电能质量达到要求时，充电桩便以用户设定金额以及实时电价计算充电电量，为电动汽车充电，若选择预约充电，首先得输入预约时间，将电动汽车接入电网，终按预约时段的电价信息计算充电电量，预约时间到来执行充电；

(4)选择完成后，充电桩的充/放电控制单元根据给定金额和分时电价信息计算出给定充电电量；

(5)充电桩的充/放电控制单元比较给定充电电量与车辆电池亏电电量大小，若给定充电电量≤车辆电池亏电电量，则充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出通电信号，直流接触器闭合，开始充电，进入充电过程，在充电过程中，通过串联于车辆电池和电网之间的计量电能表测量充电电量，由充/放电控制单元将充电信息发送给触摸屏，用于实时显示充电电量，当充/放电控制单元检测到实际充电电量等于给定充电电量时，充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出断电信号，直流接触器打开，充电完成；若给定充电电量≥车辆电池亏电电量，则充/放电控制单元计算出多余给定电量，并以当前电价转化为剩余金额，录入用户更新信息中，再由充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出通电信号，直流接触器闭合，进行充电，通过BMS电池管理系统不断检测电池的电量信息，当电池充电状态显示达到100％时，充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出断电信号，直流接触器打开，充电完成；

(6)充电桩的充/放电控制单元将充电信息和剩余金额发送给触摸屏，由触摸屏显示出充电信息和剩余金额，充电过程结束。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车双向智能充电桩的充放电控制方法，其特征是所述的放电模块的放电控制方法包括以下步骤：

(1)用户选择放电模块，进入放电初始化，通过充电桩的BMS电池管理系统检测当前电池信息，用户根据当前电池信息设置截止放电电池荷电量；

(2)网关控制柜的电网实时检测单元检测充电桩的电网运行环境，待负荷高峰期时网关控制柜的微处理器收到电网调度中心发送的放电指令，将放电指令发送给充电桩的充/放电控制单元；

(3)充电桩的充/放电控制单元比较截止放电电池荷电量与当前电池荷电量的大小，若截止放电电池荷电量≥当前电池荷电量，则充电桩的充/放电控制单元通过触摸屏显示截止放电电池荷电量≥当前电池荷电量，并提示用户放电结束；若截止放电电池荷电量≤当前电池荷电量，则充/放电控制单元向充/放电回路中的直流接触器发出通电信号，直流接触器闭合，进行放电，并通过串联于电动汽车与电网之间的计量电能表测量放电电量，由充/放电控制单元将充电信息发送给触摸屏，用于实时显示放电电量，且通过BMS电池管理系统实时检测车辆电池的荷电量，并由触摸屏实时显示车辆电池的荷电量，待电池荷电量达到用户设定值时，放电完成；

(4)触摸屏显示放电信息，并充/放电控制单元依照网关控制柜发送的放电价格计算并显示用户收益，并将收益信息以及放电电量发送给触摸屏，由触摸屏显示，放电过程结束。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车双向智能充电桩的充放电控制方法，其特征是所述的就地补偿装置是由串联电抗器的电容器组组成。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车双向智能充电桩的充放电控制方法，其特征是所述的380V公用电网要求为：依照《电能质量-公用电网谐波》GB/T 14549-93和《电能质量-供电电压偏差》GB/T 12325-2008的要求，当380V电网的电压偏差为标称电压的±7％时，标称电压380V的电压总谐波畸变率不超过5％，奇次谐波电压含有率为4％，偶次谐波电压含有率为2％时，满足公用电网要求，电动汽车可接入电网。