一种智能功率分配快速充电机及其控制方法技术

本发明专利技术涉及领域，具体涉及一种智能功率分配直流充电机，包括至少两个直流充电枪，用于为电动汽车充电；每一直流充电枪至少配置有两个整流功率模块，每一所述整流功率模块均用于耦接外部电源并输出直流电流；每一直流充电枪配置一采样单元，用于在直流充电枪工作时，采集对应的电动汽车的电源的电荷状态量；控制单元，当任一直流充电枪的电荷状态量大于第一预设值时，将至少一接于该直流充电枪的整流功率模块接入其余处于工作状态的直流充电枪。具有多种充电模式：单枪满功率充电模式、多枪同时充电模式、智能功率分配充电模式；控制单元能够根据不同的车辆蓄电池SOC值控制整流模块输出接触器的动作，在不影响当前通道继续充电的情况下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车及动力蓄电池充电
，具体涉及一种智能功率分配快速充电机。
技术介绍
电动汽车(BEV)是指以车载动力蓄电池储能作为电源，为电机提供驱动车轮行驶能量，且符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。快速充电机是一种能短时输出大容量进行快速充电的设备，对电动汽车充电补给供电具有重要的作用。不论动力电池技术怎么提高功率密度，都离不开使用直流充电设施，它可以在缩短充电时间的同时，提高续驶里程，因而，采用非车载大功率快速充电机对电动车充电，是充电站建设选择的常见方式。现在的电动汽车快速充电机一般采用多个小功率模块单元并联组合，形成所需容量的充电机，多采用一机一充的方式，目前也出现了一机多充，但都是采用单枪独立充电方式或者多枪同时充电方式，不能够实现智能功率分配充电方式。在充电过程中，快速充电机通过直流充电枪实现充电电能的输出，直流充电枪将电动车的充电参数反馈给控制单元，控制单元根据不同BMS功率需求来控制功率模块的输出功率。由于现有充电机多采用功率密度高、功率因数高、效率高的小功率模块并列组合形成大容量充电机，以满足大功率的充电需求。但动力蓄电池的充电过程是一个动态的过程，需要在最大充电容量下较大充电功率范围的自动调节，以满足蓄电池组的充电性能。如在车辆蓄电池SOC值较高的情况下，电动车充电参数所要求的输出功率较小。现有的大功率模块化充电机不具备模块分组间的功率自动分配，经常是当需要小容量充电时，本组模块多余的功率不能分配给其他充电枪，直接造成本组充电模块单元较大的功率冗余阁置，不能转移给其它充电枪缩短其他充电枪的充电时间，且会造成电能浪费等。此外，在这种所需电流较低的动态情况下，功率模块组每个功率模块上的需求电流很小，所有功率模块长时间工作在小电流状态下，会造成功率模块效率低，损耗大，降低功率模块的使用寿命，从而降低充电机效率，增加成本等。因而需要增加智能功率分配功能来解决大功率充电机充电能力的高效利用，同时延长设备的寿命，提高被充电电动汽车的充电效率。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于，提供一种智能功率分配快速充电机，解决上述在多模块组合、一机多充下直流快速充电机或充电堆的功率，模块及充电枪单元之间功率不能自动调节分配，造成如电动汽车蓄电池SOC值较高情况下，本单元模块的功率不能将多余的功率分配给其他充电枪，造成资源浪费、多枪同时充电时充电机功率不能最大利用、充电时间长、效率低等问题；本专利技术的第二目的在于，提供一种快速充电机控制方法，解决上述在多模块组合、一机多充下直流快速充电机或充电堆的功率，模块及充电枪单元之间功率不能自动调节分配，造成如电动汽车蓄电池SOC值较高情况下，本单元模块的功率不能将多余的功率分配给其他充电枪，造成资源浪费、多枪同时充电时充电机功率不能最大利用、充电时间长、效率低等问题；本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种智能功率分配直流充电机快速充电机，包括至少两个直流充电枪，用于为电动汽车充电；每一直流充电枪至少配置有两个整流功率模块，每一所述整流功率模块均用于耦接外部电源并输出直流电源；每一直流充电枪配置一采样单元，用于在所述直流充电枪工作时，采集对应的所述电动汽车的电源的电荷状态量；控制单元，当任一所述直流充电枪的所述采样单元的采集的所述电荷状态量大于第一预设值时，将至少一接于该直流充电枪的所述整流功率模块接入其余处于工作状态的所述直流充电枪。进一步地，每一所述整流功率模块设置有用于输出所述直流电源的供电输出端；每一所述直流充电枪设置有用于接收直流电源的供电输入端；每一所述直流充电枪的供电输入端分别耦接有一默认配置节点，且每一直流充电枪的供电输入端与该直流充电枪对应的至少两个整流功率模块的供电输出端耦接于同一所述默认配置节点，每一供电输出端与默认配置节点之间设置有第一转换开关，所述第一转换开关受控于控制单元动作。进一步地，每一所述整流功率模块设置有用于输出所述直流电源的供电输出端；每一所述直流充电枪设置有用于接收所述直流电源的供电输入端；每一所述供电输入端均耦接于一公共母线，每一所述供电输出端与所述公共母线之间耦接有第二转换开关；每一供电输入端与所述公共母线之间耦接有第三转换开关，每一所述第二转换开关、每一所述第三转换开关均受控于控制单元。进一步地，当仅一所述直流充电枪处于工作状态时，所述控制单元将所有所述整流功率模块接于该直流充电枪。进一步地，还包括充电主机和充电辅机，所述充电主机和所述充电辅机分别包括有若干所述直流充电枪。进一步地，所述充电主机中的每一所述直流充电枪配置有至少三个所述整流功率模块。进一步地，所述充电主机和所述充电辅机分别包括有两个所述直流充电枪；所述充电主机中的两个所述直流充电枪之间、以及所述充电辅机中的两个所述直流充电枪之间分别设置有一计量单元，所述计量单元用于采集所述直流充电枪在工作时的输出电量。进一步地，所述计量单元包括分流器、分压器以及直流电表，所述分流器用于采集所述直流充电枪在工作时的输出电流；所述分压器用于采集所述直流充电枪在工作时的输出端电压，所述直流电表分别耦接所述分流器和所述分压器以计算获得直流充电枪在工作时的输出电量。进一步地，还包括指示单元，所述指示单元包括有若干指示灯以及蜂鸣器，所述指示单元受控于所述控制单元工作。进一步地，所述控制单元还包括网络通讯接口，所述网络通讯接口用于连接后台控制系统。进一步地，每一直流充电枪均设置有温度传感器，所述温度传感器采集所述直流充电枪的工作温度并输出至所述控制单元。为了实现本专利技术的第二目的，提供一种快速充电机控制方法，提供如上述的一种智能功率分配快速充电机，步骤1，为所述智能功率分配快速充电机中的所述直流充电枪设置序列；步骤2，实时检测每一所述直流充电枪工作时，对应的所述电动汽车的电源的电荷状态量；步骤3，当任一所述直流充电枪的所述采样单元的采集的所述电荷状态量大于第一预设值时，将至少一接于该直流充电枪的所述整流功率模块接入处于工作状态的下一序列的所述直流充电枪。进一步的，步骤3中，还包括当任一所述直流充电枪停止工作时，将该直流充电枪的所有整流功率模块接入处于工作状态的下一序列的所述直流充电枪。进一步的，步骤3中，还包括当第一序列的所述直流充电枪的电荷状态量大于第一预设值时，将所述快速充电机的所有所述整流功率模块接入该第一序列的所述直流充电枪。有益效果：由于采用以上技术方案，本专利技术使多模块组合、一机多充下直流快速充电机或充电堆的各充电枪之间的功率分配自动调节变成了可能，大大提高了充电单元的工作效率、功率分配的合理性及充电机与被充电动力蓄电池组如电动机的充电容量的自适应性。如通过对工作状态下电动汽车蓄电池的电荷状态量进行检测，当电荷状态量高于预设值时，将多余的整流功率模块接入其他的直流充电枪中，以保证在不同充电枪接入的动力蓄电池组、对充电容量不同需求的功率输出，从而既提高功率模块利用率，减小功率冗余，缩短被充电蓄电池组的充电时长，提高被充电电动汽车的充电效率；解决大功率充电机对不同充电容量需求下充电能力的高效利用，同时延长设备的寿命，提高了充电系统整体工作效率。附图说明图1为本专利技术的系统架构图；图2为本专利技术的实施例1的控制电路结构图；图3为本专利技术监控系统架构图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率分配快速充电机，其特征在于，包括至少两个直流充电枪，用于为电动汽车充电；每一直流充电枪至少配置有两个整流功率模块，每一所述整流功率模块均用于耦接外部电源并输出直流电源；每一直流充电枪配置一采样单元，用于在所述直流充电枪工作时，采集对应的所述电动汽车的电源的电荷状态量；控制单元，当任一所述直流充电枪的所述采样单元的采集的所述电荷状态量大于第一预设值时，将至少一接于该直流充电枪的所述整流功率模块接入其余处于工作状态的所述直流充电枪。

【技术特征摘要】
1.一种智能功率分配快速充电机，其特征在于，包括至少两个直流充电枪，用于为电动汽车充电；每一直流充电枪至少配置有两个整流功率模块，每一所述整流功率模块均用于耦接外部电源并输出直流电源；每一直流充电枪配置一采样单元，用于在所述直流充电枪工作时，采集对应的所述电动汽车的电源的电荷状态量；控制单元，当任一所述直流充电枪的所述采样单元的采集的所述电荷状态量大于第一预设值时，将至少一接于该直流充电枪的所述整流功率模块接入其余处于工作状态的所述直流充电枪。2.根据权利要求1所述的一种智能功率分配快速充电机，其特征在于，每一所述整流功率模块设置有用于输出所述直流电源的供电输出端；每一所述直流充电枪设置有用于接收直流电源的供电输入端；每一所述直流充电枪的供电输入端分别耦接有一默认配置节点，且每一直流充电枪的供电输入端与该直流充电枪对应的至少两个整流功率模块的供电输出端耦接于同一所述默认配置节点，每一供电输出端与默认配置节点之间设置有第一转换开关，所述第一转换开关受控于控制单元动作。3.根据权利要求1所述的一种智能功率分配快速充电机，其特征在于，每一所述整流功率模块设置有用于输出所述直流电源的供电输出端；每一所述直流充电枪设置有用于接收所述直流电源的供电输入端；每一所述供电输入端均耦接于一公共母线，每一所述供电输出端与所述公共母线之间耦接有第二转换开关；每一供电输入端与所述公共母线之间耦接有第三转换开关，每一所述第二转换开关、每一所述第三转换开关均受控于控制单元。4.根据权利要求1所述的一种智能功率分配快速充电机，其特征在于，当仅一所述直流充电枪处于工作状态时，所述控制单元将所有所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈舒燕，徐洋波，
申请(专利权)人：上海追日电气有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31