CN105703428A - 充电桩用电容量分配系统及其控制方法 - Google Patents

充电桩用电容量分配系统及其控制方法 Download PDF

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CN105703428A CN201610121589.XA CN201610121589A CN105703428A CN 105703428 A CN105703428 A CN 105703428A CN 201610121589 A CN201610121589 A CN 201610121589A CN 105703428 A CN105703428 A CN 105703428A
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Abstract

本发明公开了一种充电桩用电容量分配系统及其控制方法，所述系统包括：多个充电桩，多个充电桩中的每个充电桩分别与供电电源相连；多个第一电流检测模块，用以对应检测每个充电桩的工作电流；配电中心模块，用以根据每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和供电电源的实际用电总容量，并在供电电源的实际用电总容量小于供电电源的额定供电容量时根据供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。该系统能够在有限的供电容量下，通过对每个充电桩的用电容量合理分配，从而在一定程度上增加充电桩的数量，缓解供电容量瓶颈问题。

Description

充电桩用电容量分配系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及供配电技术领域，特别涉及一种充电桩用电容量分配系统以及一种充电桩用电容量分配系统的控制方法。
背景技术
目前，新能源汽车尤其是纯电动汽车普及较快，大规模的充电桩建设，尤其是在旧小区改建时，需要申请增加很多的供电容量。因此，如何在有限的供电容量下增设更多的充电桩是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种充电桩用电容量分配系统，该系统能够在有限的供电容量下，通过对每个充电桩的用电容量合理分配，从而在一定程度上增加充电桩的数量，缓解供电容量瓶颈问题。
本发明的另一个目的在于提出一种充电桩用电容量分配系统的控制方法。
为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种充电桩用电容量分配系统，包括：多个充电桩，所述多个充电桩中的每个充电桩分别与供电电源相连；多个第一电流检测模块，所述多个第一电流检测模块用以对应检测每个充电桩的工作电流；配电中心模块，所述配电中心模块分别与所述多个第一电流检测模块相连，所述配电中心模块根据所述每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和所述供电电源的实际用电总容量，并在所述供电电源的实际用电总容量小于所述供电电源的额定供电容量时根据所述供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及所述每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。
本发明实施例的充电桩用电容量分配系统，通过配电中心模块根据每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和供电电源的实际用电总容量，并在供电电源的实际用电总容量小于供电电源的额定供电容量时根据供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。由此，该系统能够在有限的供电容量下，通过对每个充电桩的用电容量进行合理分配，从而在一定程度上增加充电桩的数量，例如在一些充电桩负荷减少时，其他充电桩可以新增负荷为车辆服务，或者提高其他充电桩的充电电流，以使车辆由慢充变为快充，提高用户体验。
根据本发明的一个实施例，所述的充电桩用电容量分配系统，还包括第二电流检测模块，所述第二电流检测模块用以检测所述供电电源的总输出电流，其中，所述配电中心模块与所述第二电流检测模块相连，所述配电中心模块还根据所述供电电源的总输出电流获取所述供电电源的实际用电总容量。
根据本发明的一个实施例，所述多个第一电流检测模块和所述第二电流检测模块均为电流传感器。
根据本发明的一个实施例，所述多个第一电流检测模块中的每个第一电流检测模块设置在对应的充电桩的供电接入口处，所述第二电流检测模块设置在所述供电电源的供电接入口处。
根据本发明的一个实施例，所述多个第一电流检测模块中的每个第一电流检测模块通过总线连接到所述配电中心模块，所述每个充电桩通过所述总线向所述配电中心模块发出用电增容申请。
根据本发明的一个实施例，所述配电中心模块进一步根据接收到的用电增容申请的时间和申请容量计算提出用电增容申请的充电桩的优先级，并根据所述优先级分配所述差额供电容量。
根据本发明的一个实施例，所述的充电桩用电容量分配系统，还包括远程控制终端，所述远程控制终端与所述配电中心模块进行通讯以显示或调整相应充电桩的充电信息。
为达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出了一种充电桩用电容量分配系统的控制方法，包括以下步骤：检测多个充电桩中的每个充电桩的工作电流，其中，所述多个充电桩中的每个充电桩分别与供电电源相连以通过所述供电电源供电；根据所述每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和所述供电电源的实际用电总容量，并在所述供电电源的实际用电总容量小于所述供电电源的额定供电容量时根据所述供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及所述每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。
本发明实施例的充电桩用电容量分配系统的控制方法，根据每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和供电电源的实际容量，并在供电电源的实际用电总容量小于供电电源的额定供电容量时，根据供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。由此，该方法能够在有限的供电容量下，通过对每个充电桩的用电容量进行合理分配，从而在一定程度上增加充电桩的数量，例如，在一些充电桩负荷减少时，其他充电桩可以新增负荷为车辆服务，或者提高其他充电桩的充电电流，以使车辆由慢充变为快充，提高用户体验。
根据本发明的一个实施例，所述的充电桩用电容量分配系统的控制方法，还检测所述供电电源的总输出电流，以根据所述供电电源的总输出电流获取所述供电电源的实际用电总容量。
根据本发明的一个实施例，所述每个充电桩通过总线分别与配电中心模块相连，所述配电中心模块通过所述总线接收所述每个充电桩发出的用电增容申请，并根据接收到的用电增容申请的时间和申请容量计算提出用电增容申请的充电桩的优先级，以及根据所述优先级分配所述差额供电容量。
根据本发明的一个实施例，所述配电中心模块还与远程控制终端进行通讯以通过所述远程控制终端显示或调整相应充电桩的充电信息。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1是根据本发明一个实施例的充电桩用电容量分配系统结构示意图；
图2是根据本发明另一个实施例的充电桩用电容量分配系统结构示意图；
图3是根据本发明又一个实施例的充电桩用电容量分配系统结构示意图；以及
图4是根据本发明一个实施例的充电桩用电容量分配系统的控制方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的充电桩用电容量分配系统和充电桩用电容量分配系统的控制方法。
图1是根据本发明一个实施例的充电桩用电容量分配系统结构示意图。如图1所示，该充电桩用电容量分配系统包括：多个充电桩10、多个第一电流检测模块20和配电中心模块30。
其中，多个充电桩10中的每个充电桩10分别与供电电源相连。多个第一电流检测模块20用以对应检测每个充电桩的工作电流。配电中心模块30分别与多个第一电流检测模块20相连，配电中心模块30根据每个充电桩的10工作电流获取每个充电桩10的实际用电容量和供电电源的实际用电总容量，并在供电电源的实际用电总容量小于供电电源的额定供电容量时根据供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及每个充电桩10的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩10进行用电容量分配。
具体地，通常，在充电站或停车场等充电桩较集中的场合，采用了较传统的供配电方式对充电桩供电，一个充电桩设置一个一定容量的空气开关，在其额定容量范围内用电，该空气开关不会跳闸，并且，多个充电桩的空气开关入口连接同一个更大容量的总空气开关，总空气开关在其额定容量范围内供电不会跳闸。但是，这会带来一个问题，就是当某几个充电桩的空气开关未带负荷或者在给车辆进行低负荷充电时，将空余出很多供电容量，而其他充电桩的空气开关却不允许通过增容来实现快充或增加充电电流。该问题在其他民用市电电网中也大量存在，但在充电桩应用场合更加明显，问题更加严重，原因在于，充电桩为电动汽车充电时，必须符合电池充电的马斯三定律，充电开始时用电容量很大，而充电后期用电容量很小，用电容量变化很大。
因此，从上述情况来看，如果该问题解决了，则同样的供电电源，即同一供电电缆和总空气开关下，所能连接的充电桩的数量可以增加一倍甚至更多，这样，当一些充电桩的负荷较小时，其他充电桩可以新增负荷为车辆服务，或者提高其他充电桩的充电电流，以使车辆由慢充变为快充，提高用户体验。
为此，在本发明的实施例中，当配电中心模块30接收到充电桩10发送的用电增容申请时，配电中心模块30先根据多个第一电流检测模块20检测的每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量，并根据每个充电桩的实际用电容量计算供电电源的实际用电总容量。然后，配电中心模块30对供电电源的实际用电容量进行判断，当供电电源的实际用电容量小于供电电源的额定供电容量时，配电中心模块30计算供电电源的实际用电容量与额定供电容量之间的差额供电容量，并根据差额供电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。
例如，假设供电电源允许的额定电流为200A，每个充电桩10的额定电流为20A，这样在采用传统供配电方式对充电桩供电时，最多可以允许十辆车同时进行充电。而通过本发明实施例的充电桩用电容量分配系统，在该供电电源下可以连接二十个充电桩10。其中，可以允许十辆车同时进行充电，另外十辆及十辆以下的车可以进行排队，一旦前十辆车的充电电流下降，后面排队的车辆就可以开始充电，从而实现充电桩数量的倍增，方便用户使用，或者当前面车辆的充电电流降低或充电完成时，可以提高后续车辆的充电电流，以使车辆由慢充变为快充，提高充电效率。
根据本发明的另一个实施例，如图2所示，充电桩用电容量分配系统还可以包括第二电流检测模块40，第二电流检测模块40用以检测供电电源的总输出电流，其中，配电中心模块30与第二电流检测模块40相连，配电中心模块30还根据供电电源的总输出电流获取供电电源的实际用电总容量。也就是说，供电电源的实际用电总容量也可以通过第二电流检测模块40通过检测的供电电源的总输出电流计算获得。在本发明实施例中，多个第一电流检测模块20和第二电流检测模块40均为电流传感器。具体地，如图2所示，多个第一电流检测模块中的每个第一电流检测模块20可以设置在对应的充电桩的供电接入口处，第二电流检测模块40设置在供电电源的供电接入口处。
更进一步地，如图2所示，每个第一电流检测模块20和第二电流检测模块40通过总线100连接到配电中心模块30，每个充电桩10通过总线100向配电中心模块30发出用电增容申请。配电中心模块30进一步根据接收到的用电增容申请的时间和申请容量计算提出用电增容申请的充电桩10的优先级，并根据优先级分配差额供电容量。
具体地，当有两个及以上充电桩10向配电中心模块30发出用电增容申请时，配电中心模块30根据申请的时间和申请容量计算提出用电增容申请的充电桩10的优先级，申请时间早的优先级最高，并且不可以降优先级分配供电容量；结束时间早和申请容量少的优先级较高，可以先分配供电容量；申请时间晚和申请容量大的优先级较低，晚分配供电容量，从而可实现排队充电，方便用户。
此外，为方便用户的远程控制与操作，如图3所示，根据本发明的一个实施例，充电桩用电容量分配系统，还包括远程控制终端50，远程控制终端50与配电中心模块30进行通讯以显示或调整相应充电桩的充电信息，包括车辆的制定信息、排队信息、充电任务执行信息等。
本发明实施例的充电桩用电容量分配系统，通过配电中心模块根据每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和供电电源的实际用电总容量，并在供电电源的实际用电总容量小于供电电源的额定供电容量时根据供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。由此，该系统能够在有限的供电容量下，通过对每个充电桩的用电容量进行合理分配，从而在一定程度上增加充电桩的数量，例如，在一些充电桩负荷减少时，其他充电桩可以新增负荷为车辆服务，或者提高其他充电桩的充电电流，以使车辆由慢充变为快充，提高用户体验。
图4是根据本发明一个实施例的充电桩用电容量分配系统的控制方法流程图。如图4所示，该充电桩用电容量分配系统的控制方法包括以下步骤：
S1，检测多个充电桩中的每个充电桩的工作电流，其中，多个充电桩中的每个充电桩分别与供电电源相连以通过供电电源供电。
例如，可通过在每个充电桩的供电接入口处设置电流传感器检测每个充电桩的工作电流。
S2，根据每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和供电电源的实际用电总容量，并在供电电源的实际用电总容量小于供电电源的额定供电容量时根据供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。
具体地，通常，在充电站或停车场等充电桩较集中的场合，采用了较传统的供配电方式对充电桩供电，一个充电桩设置一个一定容量的空气开关，在其额定容量范围内用电，该空气开关不会跳闸，并且，多个充电桩的空气开关入口连接同一个更大容量的总空气开关，总空气开关在其额定容量范围内供电不会跳闸。但是，这会带来一个问题，就是当某几个充电桩的空气开关未带负荷或者在给车辆进行低负荷充电时，将空余出很多供电容量，而其他充电桩的空气开关却不允许通过增容来实现快充或增加充电电流。该问题在其他民用市电电网中也大量存在，但在充电桩应用场合更加明显，问题更加严重，原因在于，充电桩为电动汽车充电时，必须符合电池充电的马斯三定律，充电开始时用电容量很大，而充电后期用电容量很小，用电容量变化很大。
因此，从上述情况来看，如果该问题解决了，则同样的供电电源，即同一供电电缆和总空气开关下，所能连接的充电桩的数量可以增加一倍甚至更多，这样，当一些充电桩的负荷较小时，其他充电桩可以新增负荷为车辆服务，或者提高其他充电桩的充电电流，以使车辆由慢充变为快充，提高用户体验。
为此，在本发明的实施例中，当接收到充电桩发送的用电增容申请时，先根据检测的每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量，并根据每个充电桩的实际用电容量计算供电电源的实际用电总容量。然后，对供电电源的实际用电容量进行判断，当供电电源的实际用电容量小于供电电源的额定供电容量时，计算供电电源的实际用电容量与额定供电容量之间的差额供电容量，并根据差额供电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。
例如，假设供电电源允许的额定电流为200A，每个充电桩的额定电流为20A，这样在采用传统供配电方式对充电桩供电时，最多可以允许十辆车同时进行充电。而通过本发明实施例的充电桩用电容量分配系统的控制方法，在该供电电源下可以连接二十个充电桩。其中，可以允许十辆车同时进行充电，另外十辆及十辆以下的车可以进行排队，一旦前十辆车的充电电流下降，后面排队的车辆就可以开始充电，从而实现充电桩数量的倍增，方便用户使用，或者当前面车辆的充电电流降低或充电完成时，可以提高后续车辆的充电电流，以使车辆由慢充变为快充，提高充电效率。
在本发明的实施例中，还可以检测供电电源的总输出电流，以根据供电电源的总输出电流获取供电电源的实际用电总容量。具体地，可以通过在供电电源的供电接入口处设置电流传感器检测供电电源的总输出电流，并根据供电电源的总输出电流计算供电电源的实际用电总容量。
在本发明实施例中，每个充电桩通过总线分别与配电中心模块相连，配电中心模块通过总线接收每个充电桩发出的用电增容申请，并根据接收到的用电增容申请的时间和申请容量计算提出用电增容申请的充电桩的优先级，以及根据所述优先级分配所述差额供电容量。
具体地，当有两个及以上充电桩向配电中心模块发出用电增容申请时，配电中心模块通过总线接收每个充电桩发出的用电增容申请，根据申请的时间和申请容量计算提出用电增容申请的充电桩的优先级，申请时间早的优先级最高，并且不可以降优先级分配供配电容量；结束时间早和申请容量少的优先级较高，可以优先分配供电容量；申请时间晚和申请容量大的优先级较低，晚分配供电容量，从而可实现排队充电，方便用户。
此外，为方便用户的远程控制与操作，根据本发明的一个实施例，配电中心模块还与远程控制终端进行通讯以通过所述远程控制终端显示或调整相应充电桩的充电信息，包括车辆的制定信息、排队信息、充电任务执行信息等。
本发明实施例的充电桩用电容量分配系统的控制方法，根据每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和供电电源的实际容量，并在供电电源的实际用电总容量小于供电电源的额定供电容量时根据供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。由此，该方法能够在有限的供电容量下，通过对每个充电桩的用电容量进行合理分配，从而在一定程度上增加充电桩的数量，例如，在一些充电桩负荷减少时，其他充电桩可以新增负荷为车辆服务，或者提高其他充电桩的充电电流，以使车辆由慢充变为快充，提高用户体验。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种充电桩用电容量分配系统，其特征在于，包括：
多个充电桩，所述多个充电桩中的每个充电桩分别与供电电源相连；
多个第一电流检测模块，所述多个第一电流检测模块用以对应检测每个充电桩的工作电流；
配电中心模块，所述配电中心模块分别与所述多个第一电流检测模块相连，所述配电中心模块根据所述每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和所述供电电源的实际用电总容量，并在所述供电电源的实际用电总容量小于所述供电电源的额定供电容量时根据所述供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及所述每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。
2.根据权利要求1所述的充电桩用电容量分配系统，其特征在于，还包括第二电流检测模块，所述第二电流检测模块用以检测所述供电电源的总输出电流，其中，所述配电中心模块与所述第二电流检测模块相连，所述配电中心模块还根据所述供电电源的总输出电流获取所述供电电源的实际用电总容量。
3.根据权利要求2所述的充电桩用电容量分配系统，其特征在于，所述多个第一电流检测模块和所述第二电流检测模块均为电流传感器。
4.根据权利要求2所述的充电桩用电容量分配系统，其特征在于，所述多个第一电流检测模块中的每个第一电流检测模块设置在对应的充电桩的供电接入口处，所述第二电流检测模块设置在所述供电电源的供电接入口处。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的充电桩用电容量分配系统，其特征在于，所述多个第一电流检测模块中的每个第一电流检测模块通过总线连接到所述配电中心模块，所述每个充电桩通过所述总线向所述配电中心模块发出用电增容申请。
6.根据权利要求1所述的充电桩用电容量分配系统，其特征在于，所述配电中心模块进一步根据接收到的用电增容申请的时间和申请容量计算提出用电增容申请的充电桩的优先级，并根据所述优先级分配所述差额供电容量。
7.根据权利要求1所述的充电桩用电容量分配系统，其特征在于，还包括远程控制终端，所述远程控制终端与所述配电中心模块进行通讯以显示或调整相应充电桩的充电信息。
8.一种充电桩用电容量分配系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测多个充电桩中的每个充电桩的工作电流，其中，所述多个充电桩中的每个充电桩分别与供电电源相连以通过所述供电电源供电；
根据所述每个充电桩的工作电流获取每个充电桩的实际用电容量和所述供电电源的实际用电总容量，并在所述供电电源的实际用电总容量小于所述供电电源的额定供电容量时根据所述供电电源的实际用电总容量与额定供电容量之间的差额供电容量以及所述每个充电桩的实际用电容量对提出用电增容申请的充电桩进行用电容量分配。
9.根据权利要求8所述的充电桩用电容量分配系统的控制方法，其特征在于，还检测所述供电电源的总输出电流，以根据所述供电电源的总输出电流获取所述供电电源的实际用电总容量。
10.根据权利要求8或9所述的充电桩用电容量分配系统的控制方法，其特征在于，所述每个充电桩通过总线分别与配电中心模块相连，所述配电中心模块通过所述总线接收所述每个充电桩发出的用电增容申请，并根据接收到的用电增容申请的时间和申请容量计算提出用电增容申请的充电桩的优先级，以及根据所述优先级分配所述差额供电容量。
11.根据权利要求10所述的充电桩用电容量分配系统的控制方法，其特征在于，所述配电中心模块还与远程控制终端进行通讯以通过所述远程控制终端显示或调整相应充电桩的充电信息。
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