一种充电桩柔性功率分配的方法和充电桩

文档序号:743124 发布日期:2021-04-23 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 一种充电桩柔性功率分配的方法和充电桩 (Charging pile flexible power distribution method and charging pile ) 是由 许启锋 翟金春 狄博士 李哲 金伟潮 张丹月 于 2020-11-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种充电桩柔性功率分配的方法和充电桩,涉及充电桩领域,该充电桩包括第一充电环路、第二充电环路、中继电路、第一充电枪、第二充电枪,第一充电环路、第二充电环路和中继电路均包括多个充电模块,第一充电环路分别于第一充电枪和中继电路连接,第二充电环路分别于第二充电枪和中继电路连接,其中,第一充电环路和第二充电环路的内部电路结构为环式电路结构,中继电路的内部电路结构为矩阵式电路结构,任意充电枪可以通过功率分配原则获取第一充电环路、第二充电环路和中继电路中任意充电模块的功率,通过本申请,解决了充电桩的成本高、充电模块的利用率低的问题,降低了充电桩的成本,提高了充电模块的利用率。(The invention discloses a method for distributing flexible power of a charging pile and the charging pile, which relate to the field of charging piles and comprise a first charging loop, a second charging loop, a relay circuit, a first charging gun and a second charging gun, wherein the first charging loop, the second charging loop and the relay circuit respectively comprise a plurality of charging modules, the first charging loop is respectively connected with the first charging gun and the relay circuit, and the second charging loop is respectively connected with the second charging gun and the relay circuit, the internal circuit structures of the first charging loop and the second charging loop are of a ring circuit structure, the internal circuit structure of the relay circuit is of a matrix circuit structure, any charging gun can obtain the power of any charging module in the first charging loop, the second charging loop and the relay circuit according to the power distribution principle, and the problems of high cost and low utilization rate of the charging modules are solved through the application, the cost of charging the electric pile is reduced, and the utilization rate of the charging module is improved.)

一种充电桩柔性功率分配的方法和充电桩

技术领域

本申请涉及充电桩领域,尤其涉及一种充电桩功率分配的方法和充电桩。

背景技术

随着电动汽车行业的快速发展,电动汽车不断普及后,作为电动汽车配套设施的充电桩也大幅度发展。充电桩整流柜,将相当数量的电源模块集中起来,统一管理。根据分布在外的充电终端实际需求,通过执行预定分配策略,实现按需输出。因此提高电源模块的利用效率和降低充电桩成本,是提高电动汽车充电技术的关键突破口。

在追求电源模块利用率最高的情况下,每组模块可导通到充电桩上的任意充电枪。假设系统中有N组模块要分配给M把枪,那么就要有M*N对开关。这种堆砌开关的功率分配方法,实现了电源模块最大利用率,但也拉高了系统成本。而相对应的,另外一种环形功率分配模式,可用最少开关,有限度的实现功率分配功能,但这种环形功率分配模式的设计方法,只在特定的条件下才能实现满功率输出。

目前针对相关技术中充电桩系统成本高,电源模块的利用率低的问题,尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种充电桩柔性功率分配的方法和充电桩,以至少解决相关技术中充电桩系统成本高,电源模块的利用率低的问题。

第一方面,本申请实施例提供了一种柔性功率分配的充电桩,所述充电桩包括:第一充电环路、第二充电环路、中继电路、第一充电枪、第二充电枪;其中,所述第一充电环路、所述第二充电环路和所述中继电路均包括多个充电模块。

所述第一充电环路分别于所述第一充电枪和所述中继电路连接,其中,所述第一充电枪获取所述第一充电环路、所述第二充电环路和所述中继电路中所述充电模块的电量给充电终端进行充电;所述第二充电环路分别于所述第二充电枪和所述中继电路连接,其中,所述第二充电枪获取所述第一充电环路、所述第二充电环路和所述中继电路中所述充电模块的电量给充电终端进行充电。

在其中一些实施例中,所述第一充电环路包括第一开关电路和第一充电模块组,所述第二充电环路包括第二开关电路和第二充电模块组;所述中继电路包括中继开关电路和中继充电模块组;所述第一开关电路通过环式电路的方式分别与所述第一充电模块组、所述第一充电枪连接;所述第二开关电路通过环式电路的方式分别与所述第二充电模块组、所述第二充电枪连接;所述中继开关电路通过矩阵式电路的方式分别与所述中继充电模块组、所述第一充电环路和所述第二充电环路连接;

其中,所述第一充电枪通过所述第一开关电路以环式电路的方式,获取所述第一充电环路中所述第一充电模块组的电量,再通过矩阵式电路和环式电路的方式,获取所述中继电路和所述第二充电环路中所述继充电模块组和所述第二充电模块组的电量。

在其中一些实施例中,所述充电桩还包括控制装置,所述控制装置分别控制所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述中继开关电路,所述控制装置在接收到所述第一充电枪发出的充电需求后,所述控制装置按照功率分配原则,通过所述第一开关电路、所述中继开关电路和所述第二开关电路为所述第一充电枪配置满足功率要求的路径。

第二方面,本申请实施例提供了一种充电桩柔性功率分配的方法,应用于充电桩中,所述充电桩包括第一充电环路、第二充电环路、中继电路,第一充电枪和第二充电枪,还包括控制装置,所述第一充电环路、所述第二充电环路和所述中继电路均包括多个充电模块;

其中,所述第一充电环路包括第一开关电路和第一充电模块组,所述第二充电环路包括第二开关电路和第二充电模块组;所述中继电路包括中继开关电路和中继充电模块组;

所述方法包括:所述控制装置通过所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述中继开关电路将所述第一充电模块组、第二充电模块组和中继充电模块组的电量分配到所述第一充电枪进行功率配置;所述控制装置通过所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述中继开关电路将所述第一充电模块组、所述第二充电模块组和所述中继充电模块组的电量分配到所述第二充电枪进行功率配置。

在其中一些实施例中,所述控制装置包括:功率单元特性表、功率分配表、功率分配调度机制以及功率分配结果;其中:

所述功率单元特性表包括所述充电模块与所述第一充电枪、所述第二充电枪之间的电气特性;

所述功率分配表记录了功率分配原则;

所述功率分配调度机制根据所述功率单元特性表和所述功率分配表,生成最终的功率分配结果。

在其中一些实施例中,所述控制装置根据所述功率分配表中的功率分配原则,通过所述功率分配调度机制获取所述第一充电枪所需功率包括:从所述第一充电环路、所述中继充电环路和所述第二充电环路为所述第一充电枪获取所述第一充电枪所需功率。

在其中一些实施例中,所述控制装置根据所述功率分配表中的物理就近原则,通过所述功率分配调度机制从所述第一充电环路中获取所述第一充电枪所需功率,在所述第一充电环路提供的功率不能满足所述第一充电枪的功率需求的情况下,则从所述中继充电环路中获取所述第一充电枪所需功率,在所述中继充电环路提供的功率还不能满足所述第一充电枪的功率需求,则从所述第二充电环路中获取所述第一充电枪所需的功率。

在其中一些实施例中,所述控制装置按所述功率分配原则为所述第一充电枪寻找到满足功率要求的所述路径上的开关锁定闭合,与所述锁定闭合的开关有接触的开关要锁定断开,所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述中继开关电路中除了处于所述锁定闭合状态和所述锁定断开状态的开关之外的所有开关处于无关状态,并记录到功率分配结果中。

相比于相关技术,充电桩的该控制装置通过该第一开关电路、该第二开关电路和该中继开关电路将该第一充电模块组、第二充电模块组和中继充电模块组的电量分配到该第一充电枪进行功率配置;该控制装置通过该第一开关电路、该第二开关电路和该中继开关电路将该第一充电模块组、该第二充电模块组和该中继充电模块组的电量分配到该第二充电枪进行功率配置,解决了相关技术中堆砌开关导致充电桩系统成本高和用最少开关限制了充电模块的功率分配的问题,一方面大大降低成本,另一方面保证了充电模块的利用率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1是根据本申请实施例的充电桩的结构框图;

图2是根据本申请实施例的第一充电环路11、中继电路12和第二充电环路13的结构框图;

图3是根据本申请实施例的第一开关电路21、第二开关电路23和中继开关电路25的结构框图;

图4是根据本申请实施例的控制装置中功率分配方案各组成部分关系的流程图;

图5是根据本申请实施例的控制装置按功率分配原则为第一充电枪14进行功率分配的流程图;

图6是根据本申请实施例的控制装置按物理就近原则为第一充电枪14进行功率分配的流程图。

附图说明:11、第一充电环路;12、中继电路;13、第二充电环路;14、第一充电枪;15、第二充电枪;21、第一开关电路;22、第一充电模块组;23、第二开关电路;24第二充电模块组;25、中继开关电路;26、中继充电模块组。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行描述和说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外,还可以理解的是,虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的,然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言,在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计,制造或者生产等变更只是常规的技术手段,不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例在不冲突的情况下,可以与其它实施例相结合。

除非另作定义,本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制,可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含;例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可以还包括没有列出的步骤或单元,或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电气的连接,不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序。

本实施例提供了一种柔性功率分配的充电桩,图1是根据本申请实施例的充电桩的结构框图,如图1所示,该充电桩包括第一充电环路11、中继电路12、第二充电环路13、第一充电枪14和第二充电枪15,第一充电环路11、中继电路12和第二充电环路13均包括多个充电模块。

第一充电环路11分别于第一充电枪14和中继电路12连接,第一充电枪14获取第一充电环路11、第二充电环路13和中继电路12的电量给充电终端进行充电;第二充电环路13分别于第二充电枪15和中继电路12连接,第二充电枪15获取第一充电环路11、第二充电环路13和中继电路12中的电量给充电终端进行充电。

通过本实施例提供的充电桩,在第一充电枪14与第一充电环路11连接、第二充电枪15与第二充电环路13连接、中继电路12分别于第一充电环路11和第二充电环路13连接的情况下,第一充电枪14不仅能调用第一充电环路11的功率,还可以通过中继电路12调用中继电路12和第二充电环路13的功率;第二充电枪15不仅能调用第二充电环路13的功率,还可以通过中继电路12调用中继电路12和第一充电环路11的功率,解决了第一充电枪14不能调用中继电路12和第二充电环路13功率的问题,提高了该充电桩中充电模块的利用率。

在其中一些实施例中,图2是根据本申请实施例的第一充电环路11、中继电路12和第二充电环路13的结构框图,如图2所示,第一充电环路11包括第一开关电路21和第一充电模块组22,第二充电环路13包括第二开关电路23和第二充电模块组24,中继电路12包括中继开关电路25和中继充电模块组26。第一开关电路21通过环式电路的方式分别与第一充电模块组22、第一充电枪14连接;第二开关电路23通过环式电路的方式分别与第二充电模块组24、第二充电枪15连接;中继开关电路25通过矩阵式电路的方式分别与中继充电模块组26、第一充电环路11和第二充电环路13连接。

更进一步地,图3是根据本申请实施例的第一开关电路21、第二开关电路23和中继开关电路25的结构框图,在充电枪的数量为6支的情况下,如图3所示,第一充电模块组22中充电模块RM1、RM2、RM3与第一开关电路21中S1、S2、S3组成了第一充电环路11(Ring1),各充电模块分别对应充电枪Gun1、Gun2、Gun3;第二充电模块组24中充电模块RM7、RM8、RM9与第二开关电路23中S4、S5、S6组成了第二充电环路13(Ring2),各充电模块分别对应充电枪Gun4、Gun5、Gun6;中继充电模块组26中充电模块RM4、RM5、RM6这三组充电模块通过中继开关电路25中S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22、S23、S24,分别对应到6把充电枪。

通过本实施例的充电桩,在第一开关电路21和第二开关电路23的电路结构是环式电路,中继开关电路25的电路结构是矩阵式电路情况下,大大减少了开关的使用,解决了充电桩系统成本过高的问题。

本实施例提供了一种充电桩柔性功率分配的方法,图4是根据本申请实施例的控制装置中功率分配方案各组成部分关系的流程图,如图4所示,该方法包括如下步骤:

S402,控制装置获取通过充电枪获取充电终端的功率需求信息;

S404,该控制装置根据该功率需求信息、功率单元特性表和功率分配表;

S406,调用功率分配调度机制生成最终的功率分配结果。

其中,功率单元特性表包括所有充电模块与所有充电枪之间的电气特性;功率分配表记录了功率分配原则。

通过本实施例中步骤S402至S406,实现了控制装置中功率单元特性表、功率分配表、功率分配调度机制和功率分配结果的协调运作,提高了该充电桩中充电模块的利用率。

更进一步的,表1记录了功率单元特性表中充电模块与充电枪之间的电气特性,在充电枪为6支的情况下,第一充电模块组22中充电模块RM1、RM2和RM3,第二充电模块组24中充电模块RM7、RM8和RM9,中继充电模块组26中充电模块RM4、RM5和RM6,表1记录了上述充电模块和充电枪Gun1、Gun2、Gun3、Gun4、Gun5、Gun6的电气特性。

表1

在其中一些实施例中,图5是根据本申请实施例的控制装置按功率分配原则为第一充电枪14进行功率分配的流程图,如图5所示,该方法包括以下步骤:

S502,控制装置通过第一充电枪14获取充电终端的功率需求信息;

S504,该控制装置通过调用相关程序从从第一充电环路11、中继电路12和第二充电环路13中获取第一充电枪14所需功率;

S506,记录下功率分配结果,结束第一充电枪14的功率分配。

通过本实施例中步骤S502至S506,控制装置按所述功率分配表中的功率分配原则通过功率分配调度机制为第一充电枪14分配功率,实现了第一充电枪14可以从第一充电环路11、中继电路12和第二充电环路13中获取功率,提高了该充电桩中充电模块的利用率。

在其中一些实施例中,图6是根据本申请实施例的控制装置按物理就近原则为第一充电枪14进行功率分配的流程图,如图6所示,该方法包括以下步骤:

S602,控制装置通过第一充电枪14获取充电终端的功率需求信息;

S604,该控制装置通过调用相关程序从第一充电环路11中获取第一充电枪14所需功率,如果第一充电环路11提供的功率满足第一充电枪14的功率需求,跳转至步骤S610,如果不满足,继续执行步骤S606;

S606,该控制装置再从中继环路12中获取第一充电枪14所需功率,如果第一充电环路11和中继电路12提供的功率满足第一充电枪14的功率需求,跳转至步骤S610,如果不满足,继续执行步骤S608;

S608,该控制装置再从第二充电环路13中获取第一充电枪14所需功率;

S610,记录下功率分配结果,结束第一充电枪14的功率分配。

通过本申请实施例中步骤S602至S610,实现了第一充电枪11在获取第一充电环路的功率后,再获取中继电路12的功率,后通过中继电路12获取第二充电环路13的功率,提高了该充电桩中充电模块的利用率。

在其中一些实施例中,控制装置按功率分配原则为第一充电枪14寻找到满足功率要求的路径上的开关锁定闭合,与锁定闭合的开关有接触的开关要锁定断开,第一开关电路21、第二开关电路23和中继开关电路25中除了处于锁定闭合状态和锁定断开状态的开关之外的所有开关处于无关状态,并记录到功率分配结果中。

通过本实施例中的充电桩柔性功率分配的方法,控制装置中功率分配结果记录下第一充电枪11功率分配结束后,第一开关电路21、第二开关电路23和中继开关电路25中所有开关的状态,实现了控制装置为第一充电枪11分配功率后的充电路径上的有序性,提高了该充电桩中充电模块的利用率。

更进一步的,表2记录了功率分配结果中第一充电枪获取第七组充电模块功率的三条路径后开关状态,在充电枪为六支的情况下,控制装置运行功率分配调度机制来控制第一开关电路21的开关S1、S2和S3,第二开关电路23的开关S4、S5和S6,以及中继开关电路25的开关S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22、S23、S24通过三条路径来为第一充电枪14获取第七组充电模块的功率。

表2

本领域的技术人员应该明白,以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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