一种能任意功率调度的多枪直流充电机及其充电控制方法技术

本发明专利技术公开了一种能任意功率调度的多枪直流充电机及其充电控制方法。本发明专利技术通过以“C”字形环形通路为单位，通过控制两条直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直流接触器，任意调度各组充电模块输出电流到各把充电枪，克服了现有技术中直流器接触器成本过高、软件控制复杂度高的技术问题，实现了一种降低控制难度、成本低、可实现充电功率灵活调度的多枪直流充电机及其充电控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种能任意功率调度的多枪直流充电机及其充电控制方法
本专利技术涉及供电或配电的电路装置或系统，尤其涉及一种电动汽车多枪直流充电机及其充电控制方法。
技术介绍
目前的国内外的充电桩都是一机一枪或一机双枪，随着各国政府对新能源汽车支持的力度逐渐加大有越来越多的新能源汽车投放市场，提高电动汽车的车桩比都是各国政府需要面对的课题，用较小的社会资源建设出更多的充电桩来提高车桩比才能让更多的新能源车主较好的使用新能源汽车。一机多枪充电桩是其中较好的解决方案。为了进一步响应社会节能减排的号召，以更经济的投入来建设具备一机四枪充电功能的充电桩，既能对安装在遮雨遮阳棚下的充电桩的前、后、左、右四个车位做很好的覆盖，单一显示界面和刷卡区域也能让车主很方便的对充电桩机进行操作，同时当有闲置充电枪没有被使用时，充电桩内部能自动调拨充电模块的功率，使在线充电枪以最大功率给电动汽车充电，从而提高充电桩的使用效率。中国专利CN105990883A揭示了一种多枪头大功率直流充电桩系统，其能够解决一个直流充电桩系统带多个充电枪头，可同时对不同电压等级的不同车辆充电的电路拓扑问题。其核心思想是将充电桩系统内部的多个整流模块分组连接(固定)，然后让分组后的整流模块组与组之间自由连接组合，再与不同的充电枪头连接，形成不同功率的几个充电枪，因而可以同时给不同的电动车充电，满足各类电动车对充电桩的要求，满足一桩多用、同时充电的要求。但由于系统没有明确具体的枪头数量，按该专利揭示的技术方案显然需要的直流接触器的数量过多，4枪系统就需要4*3＝12个直流接触器(控制开关)，若是8枪系统需要8*7＝56个直流接触器，过多的直流接触器数量显然会导致“功率分配模块”的控制IO资源增多会大大增控制软件的难度，同时过多的直流接触器数量也会导致直流接触器的成本过高。中国专利CN105720660A揭示了一种多枪头直流充电桩系统，其包括n个AC-DC电源模块、m个充电枪、微处理器、m*n个接触器，其中n、m为大于等于2的整数；每个AC-DC电源模块(充电模块)通过m个接触器连接到微处理器，充电枪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，微处理器通过控制相应接触器的常开触点导通来通过与该接触器连接的AC-DC电源模块为电动汽车充电。同上面提到的问题一样，过多的直流接触器数量显然会导致“微处理器”的控制IO资源增多会大大增控制软件的难度，同时过多的直流接触器数量也会导致直流接触器的成本过高。近期兴起的“充电堆”或者“柔性充电”的方式也离不开直流接触器的整列的控制，成本过高一直是挡在全柔性功率调度多枪充电系统的一个难题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种降低控制难度、成本低、可实现充电功率灵活调度的多枪直流充电机及其充电控制方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种能任意功率调度的多枪直流充电机，包括多把充电枪和多组充电模块，每组充电模块分别通过直流母线连接到每把充电枪，每条直流母线上均设置有母线直流接触器，每两条直流母线之间连接有功率调度直流接触器，两条直流母线和对应的功率调度直流接触器、两把直流充电枪形成的“C”字形环形通路；使得直流充电机以“C”字形环形通路为单位，通过控制两条直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直流接触器，任意调度各组充电模块输出电流到各把充电枪。作为本专利技术第一种较优的实施方式，所述直流充电机包括四把充电枪和四组充电模块。作为本专利技术第二种较优的实施方式，所述充电桩系统包括三把充电枪和三组充电模块。作为本专利技术第三种较优的实施方式，所述充电桩系统包括五把充电枪和五组充电模块。优选的，所述每个“C”字形环形通路包括以下四种工作状态：C1，两条直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直流接触器都断开，对应这个“C”字型环型通路上的两把充电枪都处于空闲状态；C2，两条直流母线上的两个母线直流接触器有一个吸合，另一个断开，功率调度直流接触器断开，这时“C”字型环型通路上母线直流接触器吸合的那把充电枪被占用，另一把充电枪闲置，且闲置的这把充电枪对应的直流母线上挂载的充电模块也闲置；C3，两条直流母线上的两个母线直流接触器都吸合，功率调度直流接触器断开，“C”字型环型通路上的两把充电枪都处于占用状态；C4，两条直流母线上的两个母线直流接触器有一个吸合，另一个断开，功率调度直流接触器吸合，这时“C”字型环型通路上母线直流接触器吸合的那把充电枪被占用，另一把充电枪闲置，且闲置的这把充电枪对应的直流母线上挂载的充电模块已经被占用。优选的，所述母线直流接触器采用250A的直流接触器；所述功率调度直流接触器采用150A的直流接触器，以降低成本。优选的，还包括计费管理单元、监控板和对应于多把充电枪的多个接口板；所述计费管理单元的输出端连接有指示灯和显示屏，所述计费管理单元的输入端连接有读卡器，所述计费管理单元通过CAN总线分别与多个接口板连接；所述接口板均连接有用于检测充电枪电流的直流电能表，所述多个接口板均通过CAN总线与监控板连接；所述监控板通过CAN总线与多组充电模块通信连接；所述母线直流接触器和功率调度直流接触器的通断状态分别受监控板和/或接口板的控制。优选的，所述充电模块为AC-DC充电模块或DC-DC充电模块。一种能任意功率调度的多枪直流充电机充电控制方法，其应用于一种能任意功率调度的多枪直流充电机，所述方法包括步骤：S1，在每两条直流母线之间连接有功率调度直流接触器，使得两条直流母线和对应的功率调度直流接触器、两把直流充电枪形成的“C”字形环形通路；S2，直流充电机以“C”字形环形通路为单位，通过控制两条直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直流接触器，任意调度各组充电模块输出电流到各把充电枪。优选的，所述步骤S2中每个“C”字形环形通路包括以下四种工作状态：C1，两条直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直流接触器都断开，对应这个“C”字型环型通路上的两把充电枪都处于空闲状态；C2，两条直流母线上的两个母线直流接触器有一个吸合，另一个断开，功率调度直流接触器断开，这时“C”字型环型通路上母线直流接触器吸合的那把充电枪被占用，另一把充电枪闲置，且闲置的这把充电枪对应的直流母线上挂载的充电模块也闲置；C3，两条直流母线上的两个母线直流接触器都吸合，功率调度直流接触器断开，“C”字型环型通路上的两把充电枪都处于占用状态；C4，两条直流母线上的两个母线直流接触器有一个吸合，另一个断开，功率调度直流接触器吸合，这时“C”字型环型通路上母线直流接触器吸合的那把充电枪被占用，另一把充电枪闲置，且闲置的这把充电枪对应的直流母线上挂载的充电模块已经被占用。优选的，还包括步骤：S3，重复执行步骤S1和S2，直至剩余的充电枪数量减2后小于2。优选的，所述步骤S2具体包括子步骤：S2a，当“C”字形环形通路上的两把充电枪充电功率需求不一致时，通过控制功率调度直流接触器，在有充电模块闲置时，将此充电枪对应的闲置充电模块调度到另一充电枪输出。优选的，所述步骤S2具体还包括子步骤：S2b，当“C”字形环形通路上的两把充电枪充电功率需求一致时，通过控制功率调度直流接触器，“C”字形环形通路上的两把充电枪各自将对应直流母线挂载的充电模块功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能任意功率调度的多枪直流充电机，其特征在于，包括多把充电枪和多组充电模块，每组充电模块分别通过直流母线连接到每把充电枪，每条直流母线上均设置有母线直流接触器，每两条直流母线之间连接有功率调度直流接触器，两条直流母线和对应的功率调度直流接触器、两把直流充电枪形成的“C”字形环形通路；使得直流充电机以“C”字形环形通路为单位，通过控制两条直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直流接触器，任意调度各组充电模块输出电流到各把充电枪。

【技术特征摘要】
1.一种能任意功率调度的多枪直流充电机，其特征在于，包括多把充电枪和多组充电模块，每组充电模块分别通过直流母线连接到每把充电枪，每条直流母线上均设置有母线直流接触器，每两条直流母线之间连接有功率调度直流接触器，两条直流母线和对应的功率调度直流接触器、两把直流充电枪形成的“C”字形环形通路；使得直流充电机以“C”字形环形通路为单位，通过控制两条直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直流接触器，任意调度各组充电模块输出电流到各把充电枪。2.根据权利要求1所述的一种能任意功率调度的多枪直流充电机，其特征在于，所述直流充电机包括四把充电枪和四组充电模块。3.根据权利要求1所述的一种能任意功率调度的多枪直流充电机，其特征在于，所述充电桩系统包括三把充电枪和三组充电模块。4.根据权利要求1所述的一种能任意功率调度的多枪直流充电机，其特征在于，所述充电桩系统包括五把充电枪和五组充电模块。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种能任意功率调度的多枪直流充电机，其特征在于，所述每个“C”字形环形通路包括以下四种工作状态：C1，两条直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直流接触器都断开，对应这个“C”字型环型通路上的两把充电枪都处于空闲状态；C2，两条直流母线上的两个母线直流接触器有一个吸合，另一个断开，功率调度直流接触器断开，这时“C”字型环型通路上母线直流接触器吸合的那把充电枪被占用，另一把充电枪闲置，且闲置的这把充电枪对应的直流母线上挂载的充电模块也闲置；C3，两条直流母线上的两个母线直流接触器都吸合，功率调度直流接触器断开，“C”字型环型通路上的两把充电枪都处于占用状态；C4，两条直流母线上的两个母线直流接触器有一个吸合，另一个断开，功率调度直流接触器吸合，这时“C”字型环型通路上母线直流接触器吸合的那把充电枪被占用，另一把充电枪闲置，且闲置的这把充电枪对应的直流母线上挂载的充电模块已经被占用。6.根据权利要求5所述的一种能任意功率调度的多枪直流充电机，其特征在于，所述母线直流接触器采用250A的直流接触器；所述功率调度直流接触器采用150A的直流接触器，以降低成本。7.根据权利要求1所述的一种能任意功率调度的多枪直流充电机，其特征在于，还包括计费管理单元、监控板和对应于多把充电枪的多个接口板；所述计费管理单元的输出端连接有指示灯和显示屏，所述计费管理单元的输入端连接有读卡器，所述计费管理单元通过CAN总线分别与多个接口板连接；所述接口板均连接有用于检测充电枪电流的直流电能表，所述多个接口板均通过CAN总线与监控板连接；所述监控板通过CAN总线与多组充电模块通信连接；所述母线直流接触器和功率调度直流接触器的通断状态分别受监控板和/或接口板的控制。8.根据权利要求7所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛俊，闫垚锋，舒友爱，陈绍钦，
申请(专利权)人：深圳市车电网络有限公司，深圳市科陆电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44