非车载充放电装置
■ V2G技术概要
V2G（电动汽车入网）描述的是一种新型电网技术，电动汽车不仅作为用户和电力消费体，同时，在电动汽车闲置状态时做为绿色移动储能单元接入电网为电网提供电力，V2G技术就是电动汽车的能量在受控状态下实现与电网之间的双向互动和交换，是“智能电网技术”的重要组成部分。应用V2G技术，电动汽车动力电池的充放电将被统一部署，根据既定的充放电策略，在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，将剩余电能双向可控回馈到电网。
图3-12 V2G应用的信息与能量传输
随着国家智能电网和电动汽车双向智能充放电装置的技术成熟，输配电网络与电动汽车将通过智能电网和无线网络实现信息交互和能量双向流动。电网企业和电动汽车用户将获得双赢：对电网企业，电动汽车在夜间充电能提升负荷低谷时的运行效率，同时在白天停运负荷高峰时回放电网；对电动汽车用户，以低价在夜间低谷时充电，根据需要以高价在白天负荷高峰时把电能回卖电网，进一步降低电动汽车的使用成本。
■双向智能充放电装置原理结构
双向智能充放电装置（EV-PCS）的系统原理如图3-13所示。由AC/DC高频整流（逆变）模块、DC/DC双向高频变换器、EV-PCS控制器和通信监控管理单元组成。当电动汽车动力电池充电时，AC/DC从电网吸收有功功率以维持DC/DC直流输出电流或电压的稳定，当电池能量通过DC/DC向电网释放时，AC/DC模块为稳定DC/DC输入端口的直流电压将自动转入逆变工作模式，将蓄电池能量释放到电网中。EV-PCS通信监控管理单元实现与智能电表（SM）、电池管理系统（BMS）、人机交互终端（UT）及后台管理系统（EV-EMS）的通信功能。
图3-13 双向智能充放电装置系统原理
双向智能充放电装置（EV-PCS）的外形结构如图3-14所示，采用电力标准机柜尺寸（高2260×宽800×深600），机柜下部安装AC/DC模块和DC/DC模块，上部安装EV-PCS控制器及通信监控管理单元。
■功能特点
1） 具有“充电模式”和“充放电模式”两种运行方式：
n 充电模式：充放电装置作为单一充电机的功能运行，只允许充放电装置向电动汽车动力电池充电的工作状态；
n 充放电模式（V2G模式）：充放电装置依据电网运行需要和电池管理系统提供的信息，自动转换充放电状态和调整充放电运行参数，以实现电动汽车动力电池和电网之间电能的双向传递。
2） 人机交互界面功能：
n 可显示当前充放电状态、动力电池类型、充放电电流和电压、充放电时间、充放电电量及荷电状态（SOC）；电网侧电压、电流、功率及计费信息。
n 在手动设定过程中能显示输入和帮助信息；在出现故障时能显示相应的告警内容；通过触摸屏可对充放电装置的参数进行设定或对其进行启动或停止控制。
3） 参数设定
n 充电参数设定：在充电过程中，充放电装置依据电网运行信息和BMS提供的数据动态调整充电运行参数、执行相应的动作，对电池进行充电。
n 放电参数设定：在放电过程中，充放电装置依据电网运行信息和BMS提供的数据动态调整放电运行参数、执行相应的动作，对电网输出电能。
n 在充放电模式下，可设定如下放电限制条件：放电时间、放电电流限值/放电功率限值、放电终止条件（电池组电压、荷电状态等）等。
4） 通信功能
n EV-PCS向BMS传送设备信息（最大充放电电压和电流、设备状态等）；BMS向EV-PCS传输电池信息（当前SOC、端电压、最大允许充放电电压及电流限值、电池总容量等），并获取EV-PCS设备信息（最大电压、电流限值）、工作模式等。
n EV-PCS向用户终端（UT）传送设备状态、连接状态、充放电电压及电流、已充放电量信息、电价信息等；用户终端获取用户信息、用户设置信息、EV-PCS设备状态、连接状态、电价信息，获取SM的电量信息，向EV-PCS下发用户信息、工作模式、参与时间、SOC限值、启动/停止指令等。
n EV-PCS与SM进行485通信，获取SM的电量信息。
n EV-PCS向后台管理系统传送所连接的车辆信息（电池当前SOC、端电压、最大允许充放电电压及电流限值、电池总容量等）和用户信息（用户卡号、余额、已充放电量、充放电开始与结束时间等），并根据后台管理系统充放电指令信息、用户选择信息和电池当前SOC等信息进行充电或放电操作，实现能量的双向流动。
5） 完备的安全防护措施
n 紧急停止充放电按钮；
n 人工确认启动充放电；
n 交流输入过压保护功能；
n 交流输入欠压告警功能；
n 交流输入过流保护功能；
n 直流输出过流保护功能；
n 直流输出短路保护功能；
n 直流输出防止反接功能；
n 输出软启动功能，防止电流冲击；
n 在充电过程中，充放电装置能保证动力电池的温度、充电电压和电流不超过允许值；并具有单体电池电压限制功能，自动根据BMS的电池信息动态调整充电电流。
n 自动判断充电连接器是否正确连接。当充放电装置与电动汽车正确连接后，充放电装置才能允许启动充电过程；当充放电装置检测到与电动汽车连接不正常时，立即停止充电；
n 充放电联锁功能，保证充放电装置与电动汽车连接分开以前车辆不能启动；
n 具有阻燃功能。
■ 技术指标
1） 环境条件
n 工作温度：－20℃～＋50℃；
n 相对湿度：5％～95％；
n 海拔高度：≤2000米。
2） 交流输入
n 交流工作电压：380V±15％（三相四线）；
n 交流工作频率：50Hz±1Hz；
n 满载功率因数：≥0.99；
n 谐波电流总畸变率：≤3％；
3） 直流输出
n 电压范围：200V～350V，300V～550V；
n 充放电电流：5A～100A；
n 稳流精度：不超过±1％；
n 稳压精度：不超过±0.5％；
n 电压纹波系数：≤0.5％；
n 电流纹波系数：≤2％；
n 满载效率：≥92％；
n 额定功率：30kW，45kW。
4） 结构防护
n 外壳防护等级：室内IP32、室外IP54，结构上防止手触及带电部分。
n 充放电装置金属外壳和零件采用双层防锈处理，非金属外壳具有防氧化保护膜或进行防氧化处理。
n 充放电装置内部印制电路板、接插件进行防潮湿、防霉变、防烟雾处理，满足TH工作条件。
5） 平均无故障时间：MTBF≥50000h。
