一种多枪充电桩群充功率控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多枪充电桩群充功率控制装置，包括：一个功率控制模块、一个四进四出开关模块、两把以上的充电枪，每把充电枪对应地配备一个主控模块、三个直流充电模块，每个直流充电模块对应地配备一个一进四出开关模块；所述的功率控制模块用于运行功率分配算法、根据充电枪所需求的电压电流对功率输出的过程进行控制、实现对多把充电枪之间的功率分配；所述的主控模块用于计费和通过CAN通信实现充电枪与车进行数据交互。本发明专利技术对充电桩的多把充电枪之间进行实时功率分配，从而可以解决不同的充电场景中出现的功率浪费或者功率不足问题，进而高效地利用充电桩的功率；本发明专利技术的充电控制流程科学、合理、简捷。

A multi gun charging pile group charging power control device and control method

【技术实现步骤摘要】
一种多枪充电桩群充功率控制装置及控制方法
本专利技术属于直流充电桩
，具体地涉及一种多枪充电桩群充功率控制装置及控制方法。
技术介绍
随着能源和环保问题的日益突出，车辆的电动化已经成为必然趋势。而与传统能源车辆加油不同的是，电动汽车充电是一个持续的过程。在不同的充电场景中，会遇到不同功率需求的电动汽车。电动公交车、长途汽车等车型电池容量大且要求充电迅速，当需求功率大于单个充电桩自身的功率供给能力时，充电时间会比较长。而小型电动汽车需要功率较低时，充电桩的功率模块会部分闲置，从而会浪费自身的功率。充电桩给电动车的充电时间与充电桩的功率成反比，也就是说充电桩的功率越大,充电时间就会越短。不过充电桩的功率越大,随之而来的成本也相应的增加。当前新能源电动车充电桩行业竞争激烈，对于单个充电桩来说，不可能无止境的增加充电功率，这样不但会有极高的成本，也会带来极大的资源浪费。而市场上现有的充电桩有两种常用采用功率分配方式：1.功率均分，这种方式会带来功率浪费。2.早来车辆优先，这种功率分配方式会带来后来车辆等待时间极长。这两种方式都不是全局最优解。在此应用行业背景下，设计出一种性能优越、成本有竞争力的直流充电桩功率分配装置和分配控制方法，是各大厂家面临的首要问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种多枪充电桩群充功率控制装置及控制方法，共享直流充电桩功率。本专利技术所采用的技术方案如下：一种多枪充电桩群充功率控制装置，包括：一个功率控制模块、一个四进四出开关模块、两把以上的充电枪，每把充电枪对应地配备一个主控模块、三个直流充电模块，每个直流充电模块对应地配备一个一进四出开关模块；所述的功率控制模块通过CAN1与直流充电模块连接通信，通过CAN2分别与一进四出开关模块和四进四出开关模块连接通信，通过CAN3分别与主控模块连接通信；所述的主控模块通过控制线与充电枪连接通信；所述的直流充电模块依次与一进四出开关模块连接、四进四出开关模块连接；所述的四进四出开关模块与充电枪连接通信；所述的功率控制模块，通过直流充电模块、开关模块把功率输出至充电枪上，用于运行功率分配算法、根据充电枪所需求的电压电流对功率输出的过程进行控制、实现对多把充电枪之间的功率分配；所述的主控模块用于计费和通过CAN通信实现充电枪与车进行数据交互，用来确定充电的需求电压电流，并把需求的电压电流传输至功率控制模块。一种多枪充电桩群充功率控制方法，通过功率分配算法对多把充电枪之间进行实时功率分配，所述的功率分配算法包括三个步骤：(1)专属模块分配：直流充电模块1只分配给1号枪进行输出，直流充电模块4只分配给2号枪进行输出，直流充电模块7只分配给3号枪进行输出，直流充电模块10只分配给4号枪进行输出；(2)优先模块分配：直流充电模块2、直流充电模块3优先对1号枪进行输出，直流充电模块5、直流充电模块6优先对2号枪进行输出，直流充电模块8、直流充电模块9优先对3号枪进行输出，直流充电模块11、直流充电模块12优先对3号枪进行输出；(3)借用模块分配：如果没有空闲的直流充电模块、功率分配算法结束，如果还有空闲直流充电模块、对4把充电枪的充电时长进行排序；根据充电时长由大到小的顺序判断充电枪的需求功率、把空闲的直流充电模块分配给该充电枪。本专利技术的有益效果：1)本专利技术的目的在于提供一种多枪充电桩群充功率控制装置及控制方法，采用多把充电枪共享大功率的方式，根据充电中的车辆的充电需求，对充电桩的多把充电枪之间进行实时功率分配，从而可以解决不同的充电场景中出现的功率浪费或者功率不足问题，进而高效地利用充电桩的功率。2)本专利技术的充电控制流程科学、合理、简捷，本专利技术功率分配算法可保证充电桩对每辆车有一定的功率输出，不至于充电等待太长时间，充电桩、充电专属车位占用时间过长。当有大型车辆充电时，又可把闲置的直流充电模块分配给大型车辆使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。图1为本专利技术实施例的四枪群充功率控制装置拓扑示意图；图2为本专利技术实施例的功率控制模块电气接口示意图；图3为本专利技术实施例的功率分配算法流程图；图4为本专利技术实施例的充电过程控制流程图；图5为本专利技术实施例的充电启动流程图；图6为本专利技术实施例的功率调整流程图；图7为本专利技术实施例的停止充电流程图。具体实施方式下面结合附图，具体说明本专利技术的实施方式。本专利技术的实施例，以1个功率控制模块、1个四进四出开关模块、4把充电枪、4个主控模块、12个直流充电模块、12个一进四出开关模块为例进行说明。为了便于对本实施例进行理解，把12个直流充电模块称之为直流充电模块1号—直流充电模块12号；把4把充电枪称之为1号枪、2号枪、3号枪、4号枪；把250A分体式一机双枪直流充电桩中称之为充电桩；240kW分体式四接口充电机柜称之为充电机柜。如图1所示，为本专利技术实施例的四枪群充功率控制装置拓扑示意图。本实施例的四枪充电桩群充功率控制装置，共分为两种类型的装置：一台充电机柜、两台充电桩。充电机柜中共有1个功率控制模块、12个直流充电模块、12个一进四出开关模块、1个四进四出开关模块。每台充电桩中共有2把充电枪、两个主控模块。功率控制模块安装在充电机柜中，它是一块电路板(比如：可采用新能PowerCTL_V1.2型号的电路板)，它通过直流充电模块、开关模块把功率输出至充电枪上，充电过程控制的执行主体是功率控制模块，用于协调整个系统的功率分配。本专利技术的实施例所描述的功率分配算法也运行在功率控制模块内。功率控制模块通过CAN通信与4个主控模块、12个直流充电模块、12个一进四出开关模块、1个四进四出开关模块进行数据交互。主要作用是对功率输出的过程进行控制，运行功率分配算法，对几把充电枪之间的功率分配。通过与直流充电模块、开关模块进行数据交互，把功率按照分配好的比例，输出至充电枪中。充电机柜内的12个直流充电模块，每个直流充电模块有0KW至最大20KW的输出功率。通过CAN通信接收功率控制模块的指令，调整是否输出功率和输出功率的大小。每个直流充电模块后各连接有1个一进四出的开关模块，共12个。通过CAN通信接收功率控制模块的指令，把直流充电模块输出的功率按照功率控制模块的指令，合并成4路功率输出。一进四出开关模块的4路输出，连接至四进四出开关模块。通过CAN通信接收功率控制模块的指令，控制每一路的开关。四进四出开关模块的另外一端把4路功率输出分别输出至两台充电桩的4把充电枪上面。每把充电枪搭配1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多枪充电桩群充功率控制装置，包括：一个功率控制模块、一个四进四出开关模块、两把以上的充电枪，其特征在于，每把充电枪对应地配备一个主控模块、三个直流充电模块，每个直流充电模块对应地配备一个一进四出开关模块；/n所述的功率控制模块通过CAN1与直流充电模块连接通信，通过CAN2分别与一进四出开关模块和四进四出开关模块连接通信，通过CAN3分别与主控模块连接通信；所述的主控模块通过控制线与充电枪连接通信；所述的直流充电模块依次与一进四出开关模块连接、四进四出开关模块连接；所述的四进四出开关模块与充电枪连接通信；/n所述的功率控制模块，通过直流充电模块、开关模块把功率输出至充电枪上，用于运行功率分配算法、根据充电枪所需求的电压电流对功率输出的过程进行控制、实现对多把充电枪之间的功率分配；/n所述的主控模块用于计费和通过CAN通信实现充电枪与车进行数据交互，用来确定充电的需求电压电流，并把需求的电压电流传输至功率控制模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种多枪充电桩群充功率控制装置，包括：一个功率控制模块、一个四进四出开关模块、两把以上的充电枪，其特征在于，每把充电枪对应地配备一个主控模块、三个直流充电模块，每个直流充电模块对应地配备一个一进四出开关模块；
所述的功率控制模块通过CAN1与直流充电模块连接通信，通过CAN2分别与一进四出开关模块和四进四出开关模块连接通信，通过CAN3分别与主控模块连接通信；所述的主控模块通过控制线与充电枪连接通信；所述的直流充电模块依次与一进四出开关模块连接、四进四出开关模块连接；所述的四进四出开关模块与充电枪连接通信；
所述的功率控制模块，通过直流充电模块、开关模块把功率输出至充电枪上，用于运行功率分配算法、根据充电枪所需求的电压电流对功率输出的过程进行控制、实现对多把充电枪之间的功率分配；
所述的主控模块用于计费和通过CAN通信实现充电枪与车进行数据交互，用来确定充电的需求电压电流，并把需求的电压电流传输至功率控制模块。


2.根据权利要求1所述的一种多枪充电桩群充功率控制装置，其特征在于，包括：一台充电机柜、两台充电桩，充电机柜中设置有1个功率控制模块、12个直流充电模块、12个一进四出开关模块、1个四进四出开关模块，每台充电桩中设置有2把充电枪、2个主控模块；
所述的功率控制模块安装在充电机柜中，通过CAN通信与4个主控模块、12个直流充电模块、12个一进四出开关模块、1个四进四出开关模块进行数据交互；
充电机柜内的12个直流充电模块，通过CAN通信接收功率控制模块的指令，调整是否输出功率和输出功率的大小；每个直流充电模块后各连接有1个一进四出的开关模块，通过CAN通信接收功率控制模块的指令，把直流充电模块输出的功率按照功率控制模块的指令，合并成4路功率输出；
一进四出开关模块的4路输出，连接至四进四出开关模块，通过CAN通信接收功率控制模块的指令，控制每一路的开关；四进四出开关模块的另外一端把4路功率输出分别输出至两台充电桩的4把充电枪上面；
每把充电枪搭配1个充电主控模块，主控模块安装在充电桩中。


3.根据权利要求2所述的一种多枪充电桩群充功率控制装置，其特征在于，所述的功率控制模块的电气接口包括3路CAN全隔离通信、1路备用RS485全隔离通信、9路有源开入、6路无源干接点常开输出。


4.根据权利要求3所述的一种多枪充电桩群充功率控制装置，其特征在于，第1路CAN全隔离通信与12个直流充电模块通信；第2路CAN全隔离通信与12个一进四出开关模块通信、1个四进四出开关模块通信；第3路CAN全隔离通信与4个主控模块通信。


5.根据权利要求3所述的一种多枪充电桩群充功率控制装置，其特征在于，1路备用RS485全隔离通信供调试使用。


6.根据权利要求3所述的一种多枪充电桩群充功率控制装置，其特征在于，第1路有源开入是采集交流进线断路器状态1信号，第2路有源开入是采集交流进线断路器状态2信号，第3路有源开入是采集防雷器状态1信号，第4路有源开入是采集防雷器状态2信号，第5路有源开入是采集交流接触器状态1信号，第6路有源开入是采集交流接触器状态2信号，第7路有源开入是...

【专利技术属性】
技术研发人员：林麟，刘树通，李圣，张豪，薛铭，邹成杰，
申请(专利权)人：山东电工电气集团新能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37