一种智能调配功率的充电桩及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种智能调配功率的充电桩及其控制方法，包括充电组件和放电组件，充电组件与放电组件电连接之间设置有接入开关，充电组件根据变压器传感检测单元反馈给控制器主机的电压负载率进行调节充电桩的输入功率，使得电力资源处于高效使用状态，在使用过程中，一个控制器主机可以对应设置多个控制器分机，每个控制器分机上可以设置多个充电接口，使得一个控制器主机就可以连接多个充电汽车，完成充电需求，减小充电站的占地面积，提高空间利用率，减小充电站建设的投资成本和改造成本。本发明专利技术解决了现有充电桩充电技术中输出功率固定、电力资源浪费、空间使用率低下、以及充电扩展困难等技术难题。

Intelligent charging pile for regulating power and its control method

The invention discloses an intelligent charging pile allocation power and its control method, including charging and discharging assembly components, components and discharge charging module electrically is arranged between the access switch, charging component according to the transformer sensing unit voltage feedback to the controller host load rate of the input power regulation of charging pile, the electric power resources in high efficiency the use of the state, in the process of using a controller, the host can set the corresponding multiple controller extension, every extension controller can set up multiple charging interface, makes a controller of the host can connect a plurality of charging car charging demand, reduce charging station area, improve space utilization, and reduce the cost of investment the cost of renovation of charging station construction. The invention solves the existing charging technology in power output, fixed power waste of resources, space utilization rate is low, and the expansion of difficult technical problems such as charging.

【技术实现步骤摘要】
一种智能调配功率的充电桩及其控制方法
本专利技术涉及电力控制设备、功率分配技术、充电控制技术等领域，具体涉及一种智能调配功率的充电桩及其控制方法。
技术介绍
随着电动汽车的普及，住宅小区、企事业单位、大型停车场对充电桩的需求日益增加。但是在当前情况下大量增加充电桩面临很多问题。以住宅小区为例，对于已经建成的小区，建设时并未考虑充电桩这一部分负荷，大量增加充电桩会造成变压器满负荷甚至超负荷工作，引发断路器动作、电能质量下降、变压器寿命降低等问题。对于新建小区，建设方要求设计方考虑充电桩负荷时，也会给设计带来一定难度。设置大量充电桩以后需要对变压器进行增容，增大了建设投资，且充电桩负荷具有很强的峰谷特性，上班时间使用率很低，这造成了变压器容量的浪费，并增加变压器低负载率运行的时间，不利于节能降耗。此外，各类电动汽车的储能电池容量和充电倍率各不相同，对充电输出功率要求差异较大，如果为了满足社会上各类电动汽车的充电需求，充电桩的输出功率需要被设计的很大，在给储能容量较小的电动汽车充电时，将造成充电能力的浪费，充电桩的利用率较低；如果充电桩的输出功率设计的比较小，虽然在一定程度上行可以提高充电桩的利用率，但是在给储能较大的电动汽车进行充电时，又延长了充电时间，给车主带来不便。同时，一桩一枪的充电方式一方面也增加了充电站的占用土地面积，空间利用率较低，并且随着电动汽车的快速发展以及电动汽车的普及，越来越多的充电接口将会被需要，因此，一种一桩多充的充电桩技术是亟待需要的。专利申请号为201610251447.5、公布号为CN105720660A、专利技术名称为一种电动汽车的多枪头直流充电桩系统及其方法的专利申请文件公开了一种多枪头的充电桩技术，通过设置多个电源模块和多个充电枪，通过接触器将每个电源模块和所有的充电枪进行电连接，从而满足一桩多个充电枪进行充电输出的要求。但是，该充电桩的电路输出为固定功率电路输出，适用性不高，并且随着充电桩技术的发展，使得现在投资的充电桩在将来得不到很好的利用。
技术实现思路
本专利技术提出一种智能调配功率的充电桩及其控制方法，解决了现有充电桩充电技术中输出功率固定、电力资源浪费、空间使用率低下、以及充电扩展困难等技术难题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种智能调配功率的充电桩，包括充电组件和放电组件，充电组件与放电组件电连接之间设置有接入开关，所述的充电组件用于调节充电桩的接入功率，所述的放电组件包括控制器主机，所述的控制器主机连接有变压器传感检测单元，控制器主机和控制器分机通过通信总线连接，所述控制器主机对应连接有不少于两个控制器分机，控制器分机设置有输出电路，所述控制器分机的输出电路两两之间设置有受控并联接入装置，所述的受控并联接入装置被配置为调节控制器分机总的输出功率，在控制器分机的输出电路中设置有充电接口，充电接口的充电电路中设置有微处理器，充电接口与电动汽车连接后通过微处理器获得电动汽车的充电参数。所述的充电组件包括电网接入组件和/或其他电源输入单元，所述的其他电源输入单元包括燃料电池输入组件、光伏电池阵列输入组件、蓄电池输入组件、发电机组件等中的一种或几种。所述的控制器分机上设置有功率分配单元，所述的功率分配单元通过档位调节器与充电接口进行电连接。所述的功率分配单元连接有两个档位调节器，每个档位调节器连接一个或一个以上的充电接口。在控制器主机上设置有与上位机通讯的接口，以及实时显示所述变压器传感检测单元检测到的电压负载率、在用控制器分机的数量以及控制器分机上充电接口的使用数量等信息的显示器。一种智能调配功率的充电桩的控制方法，具体步骤如下：A1.电动汽车与控制器分机连接，发出请求充电指令；A2.微处理器获得电动汽车的充电参数并反馈给控制器分机的CPU，控制器分机通过通信总线将收到的请求充电的信息反馈给控制器主机；A3.控制器主机通过变压器传感检测单元检测到的在充电路用电功率进行和请求充电的充电参数进行合并统计并单独计算，判断充电桩中充电组件的输入功率是否满足充电需求；A4.若A3步骤中充电组件的输入功率满足总的充电需求，则控制器分机判断当前控制器分机的输出功率是否满足充电需求；A5.若A4步骤中当前控制器分机的输出功率满足请求充电的充电需求，则控制器主机向控制器分机发出允许充电指令，并开始充电；A6.若A3步骤中充电组件的输入功率不满足总的充电需求，则控制机主机通过接入开关提高充电组件的输入功率；使得充电组件的输入功率满足总的充电需求，A7.A6步骤中充电组件的输入功率满足总的充电需求后，转A5步骤进行；A8.若A5步骤中当前控制器分机的输出功率不满足请求充电的充电需求，则控制器主机通过操作受控并联接入装置将该控制器分机的输出功率满足控制器分机上相连电动汽车的最大电流之和，并开始充电。优选的，所述的控制器分机上设置有功率分配单元，每个功率分配单元连接有一个或者多个充电接口，在A5步骤中，控制器主机判断连接电动汽车充电接口的控制器分机是否处于空闲状态，若充电接口所在控制器分机为空闲状态，则通过控制器分机的CPU将该“空闲接口”转变为“主充电接口”，通过控制器分机上的功率分配单元调节充电接口的输出电压、输出电流，以满足充电请求的需要，则放电组件选择电路结束，开始充电；若A5中控制器分机上设置有不止一个充电接口，且检测到充电接口所在控制器分机处于非空闲状态，则控制器主机判断当前控制器分机的剩余输出功率是否满足充电电流需求，进入A8步骤；进一步的，所述的受控并联接入装置通过询问附近的控制器分机是否处于空闲状态，直到有附近的的控制器分机处于空闲状态，通过受控并联接入装置将附近空闲控制器分机运行最大输出功率并且将输出功率并入请求充电的控制器分机，使得并入后的控制器分机输出端的功率满足与控制器分机上相连电动汽车的最大电流之和，再通过控制器分机上设置的功率分配单元进一步调节连接电动汽车的充电接口的输出电流。再进一步的，在充电桩的使用过程中，控制器主机内预设有电压负载率的负载阈值，当变压器传感检测单元反馈的电压负载率低于预设的最低电压负载率阈值时，则控制器主机调整充电组件的功率输入单元，减小充电组件的输入功率；当变压器传感检测单元反馈的电压负载率高于预设的最高电压负载率阈值时，则控制器主机调整充电组件的功率输入单元。再进一步的，充电桩在使用过程中，所有的充电过程受到外部指令的干预，管理员通过手动操作对控制器主机、控制器分机以及充电接口的开启、调整、关闭进行控制。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过在充电桩上设置充电组件，充电组件根据变压器传感检测单元反馈给控制器主机的电压负载率进行调节充电桩的输入功率，使得电力资源一直处于高效使用状态之下，在使用过程中，一个控制器主机可以对应设置多个控制器分机，每个控制器分机上可以设置一个或者多个充电接口，使得一个控制器主机就可以连接多个充电汽车，完成充电需求，减小充电站的占地面积，提高空间利用率，减小充电站建设的投资成本和改造成本；另外，控制器分机的输出电路两两之间设置有受控并联接入装置，以及控制器分机上设置的功率分配单元和档位调节器，更进一步的根据充电请求进行输出充电功率的调节，保证了电力资源的高效利用，并且，功率分配模块和档位调节器还可以根据电网负载情况和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能调配功率的充电桩，包括充电组件和放电组件，其特征在于：充电组件与放电组件电连接之间设置有接入开关，所述的充电组件用于调节充电桩的接入功率，所述的放电组件包括控制器主机，所述的控制器主机连接有变压器传感检测单元，控制器主机和控制器分机通过通信总线连接，所述控制器主机对应连接有不少于两个控制器分机，控制器分机设置有输出电路，所述控制器分机的输出电路两两之间设置有受控并联接入装置，所述的受控并联接入装置被配置为调节控制器分机总的输出功率，在控制器分机的输出电路中设置有充电接口，充电接口的充电电路中设置有微处理器，充电接口与电动汽车连接后通过微处理器获得电动汽车的充电参数。

【技术特征摘要】
1.一种智能调配功率的充电桩，包括充电组件和放电组件，其特征在于：充电组件与放电组件电连接之间设置有接入开关，所述的充电组件用于调节充电桩的接入功率，所述的放电组件包括控制器主机，所述的控制器主机连接有变压器传感检测单元，控制器主机和控制器分机通过通信总线连接，所述控制器主机对应连接有不少于两个控制器分机，控制器分机设置有输出电路，所述控制器分机的输出电路两两之间设置有受控并联接入装置，所述的受控并联接入装置被配置为调节控制器分机总的输出功率，在控制器分机的输出电路中设置有充电接口，充电接口的充电电路中设置有微处理器，充电接口与电动汽车连接后通过微处理器获得电动汽车的充电参数。2.根据权利要求1所述的一种智能调配功率的充电桩，其特征在于：所述的充电组件包括电网接入组件和/或其他电源输入单元，所述的其他电源输入单元包括燃料电池输入组件、光伏电池阵列输入组件、蓄电池输入组件、发电机组件等中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种智能调配功率的充电桩，其特征在于：所述的控制器分机上设置有功率分配单元，所述的功率分配单元通过档位调节器与充电接口进行电连接。4.根据权利要求1或3所述的一种智能调配功率的充电桩，其特征在于：所述的功率分配单元连接有两个档位调节器，每个档位调节器连接一个或一个以上的充电接口。5.根据权利要求1或4所述的一种智能调配功率的充电桩，其特征在于：在控制器主机上设置有与上位机通讯的接口，以及实时显示所述变压器传感检测单元检测到的电压负载率、在用控制器分机的数量以及控制器分机上充电接口的使用数量等信息的显示器。6.一种智能调配功率的充电桩的控制方法，其特征在于：A1.电动汽车与控制器分机连接，发出请求充电指令；A2.微处理器获得电动汽车的充电参数并反馈给控制器分机的CPU，控制器分机通过通信总线将收到的请求充电的信息反馈给控制器主机；A3.控制器主机通过变压器传感检测单元检测到的在充电路用电功率进行和请求充电的充电参数进行合并统计并单独计算，判断充电桩中充电组件的输入功率是否满足充电需求；A4.若A3步骤中充电组件的输入功率满足总的充电需求，则控制器分机判断当前控制器分机的输出功率是否满足充电需求；A5.若A4步骤中当前控制器分机的输出功率满足请求充电的充电需求，则控制器主机向控制器分机发出允许充电指令，并开始充电；A6.若A3步骤中充电组件的输入功...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑坚江，邵柳东，黄晓玲，
申请(专利权)人：宁波三星智能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33