CN106160054A - 一种双枪充电系统及双枪充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双枪充电系统，包括：第一充电机、第一充电枪、第二充电机、第二充电枪及电动汽车，第一充电机与第一充电枪连接，第二充电机与第二充电枪连接；该系统包括单枪充电和双枪充电状态；单枪充电时，单个充电机与所述电动汽车通信，输出充电电流及充电电压对电动汽车进行充电；双枪充电时，检测充电枪插入电动汽车充电座顺序，将先插入的充电枪所对应的充电机设置为主充电机，后插入的充电机设置为从充电机；主充电机与电动汽车通信；主充电机分配充电子电流及充电电压，主、从充电机根据电流分配指令输出充电电压及充电子电流。相应地，本发明还公开一种双枪充电的方法。本发明解决了单台充电机充电效率低的技术问题，缩短了充电时间。

Description

一种双枪充电系统及双枪充电方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，特别涉及一种双枪充电系统及双枪充电方法。

背景技术

目前，新能源汽车还处于起步阶段，特别是由电力驱动的纯电动汽车，新能源汽车可以有效的减少对石油资源的依赖。电动汽车通常采用常规的充电方法来进行电量补充，现阶段一直在阻碍着电动汽车大力推广的其中一个原因是，电动汽车的续航能力短，且充电时间比较长。

市场上现有的充电机给电动汽车充电的时间充满最快需要两个小时左右；然而传统燃油汽车加满一箱油，大概只需要5分钟左右。

而目前市场上现只有单枪的充电机与配单充电插座的电动汽车，这种单枪与单充电插座连接充电的方式只能适合慢充的场合，适用于夜晚充电等无需赶时间的场合。而对于在一些时间紧迫的情况下，单台充电机的充电供给能力有限，不能满足需求。

然而，电动汽车的充电电流接受能力远大于单台充电机供给能力，所以两充电机双枪并机与配有两充电插座的电动车连接可解决时间紧迫情况下的快速充电需求，即可解决所述充电机与电动汽车之间的充电矛盾，大大缩短充电时间，实现快充目的。

发明内容

本发明旨在克服现有电动汽车充电方式单一的技术缺陷，提高充电效率，提供一种双枪充电方法及双枪充电系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种双枪充电系统，包括：第一充电机、第一充电枪、第二充电机、第二充电枪及电动汽车，所述第一充电机与所述第一充电枪连接，所述第二充电机与所述第二充电枪连接；

所述双枪充电系统包括两个充电状态：单枪充电状态和双枪充电状态，所述第一充电机与所述第二充电机通信，用于检测所述双枪充电系统的充电状态；

当所述双枪充电系统为单枪充电状态时，第一充电枪或第二充电枪插入电动汽车，第一充电机或第二充电机与所述电动汽车通信，获取电动汽车的充电需求信息，所述第一充电机或第二充电机输出充电电流及充电电压给所述第一充电枪或第二充电枪，第一充电枪或第二充电枪对所述电动汽车进行充电；

当所述双枪充电系统的状态为双枪充电状态时，第一充电枪及第二充电枪均插入电动汽车的充电插座，第一充电机与第二充电机通信，检测插入顺序，并将最先插入的第一充电枪所对应的第一充电机或第二充电枪所对应的第二充电机设置为主充电机，其次插入的第二充电枪所对应的第二充电机或第一充电枪所对应的第一充电机设置为从充电机；所述主充电机与所述电动汽车通信，获取电动汽车的充电需求信息；所述主充电机根据所述充电需求信息分配充电子电流及充电电压，并发送信号给从充电机，主充电机及从充电机根据所接收到的信号，输出充电子电流及充电电压给第一充电枪及第二充电枪，对所述电动汽车进行充电。

一些实施例中，所述第一充电机包括第一充电模块组、第一控制模块；所述第二充电机包括第二充电模块组、第二控制模块。

一些实施例中，所述电动汽车包括充电插座、电池管理模块及电池模块。

一些实施例中，所述充电插座包括第一充电插座及第二充电插座；所述第一充电插座及第二充电插座之间连接有CAN通信总线。

一些实施例中，所述电动汽车与第一充电机及第二充电枪之间，所述第一充电枪与第一充电机之间，所述第二充电枪与所述第二充电机之间通过CAN总线协议进行通信。

另一方面，本发明还提供一种双枪充电的方法，包括以下步骤：S1、检测是否为单枪充电，若是，则执行步骤S2-S3；若否，则为双枪充电，执行步骤S4-S9；

S2、第一充电机或第二充电机与电动汽车通信，获取充电需求信息；

S3、第一充电机或第二充电机向第一充电枪或第二充电枪输出充电电压及充电电流，第一充电枪或第二充电枪对电动汽车进行充电；

S4、第一充电机与第二充电机通信，检测第一充电枪与第二充电枪插入电动汽车充电插座的先后顺序，并将首先插入的充电枪对应的充电机设置为主充电机，后插入的充电枪对应的充电机设置为从充电机；

S5、主充电机与电动汽车通信，获取充电需求信息；

S6、主充电机根据所接收到的充电需求信息，分配充电子电流及充电电压，并发送信号给从充电机；

S7、主充电机输出充电子电流及充电电压给对应的充电枪；从充电机接收主充电机的信号，输出相应的充电子电流及充电电压给对应的充电枪；

S8、第一充电枪及第二充电枪同时对电动汽车进行充电。

一些实施例中，所述充电插座包括第一充电插座及第二充电插座，所述第一控制模块与所述第一充电枪之间、所述第一充电枪与所述充电插座之间、所述第一充电插座与所述第二充电插座之间、所述第二充电插座与所述第二充电枪之间、所述第二充电枪与所述第二控制模块之间均通过CAN总线进行通信。

一些实施例中，所述主充电枪与所述电动汽车的电池管理模块通过国标充电协议进行通信。

一些实施例中，所述步骤S7中，主从充电机通过CAN总线以报文的形式发送通信数据。

一些实施例中，所述步骤S4包括以下步骤：

S41、若第一充电枪或第二充电枪先插入充电插座，则第一充电机或第二充电机未接收到第二充电机或第一充电机的通信数据，第一充电机或第二充电机自动将自身设置为主充电机；

S42、第二充电枪或第一充电枪插入充电插座，第一充电机与第二充电机通信，并自动把后插入的第二充电机或第一充电机设置为从充电机；

S43、从充电机发送反馈信号给主充电机，主充电机接收到来自从充电机的反馈信号。

本发明的有益效果在于：本发明通过采用两台充电机双枪并机，与配有两个充电插座的电动车连接进行充电，解决了单台充电机充电效率低、电动汽车充电电流较小的技术问题，大大缩短了充电时间，实现了快速充电的目的。

附图说明

图1为本发明双枪充电系统的一个具体实施例的电路图；

图2为本发明一种双枪充电方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明的思路是：本发明采用双枪充电与单枪充电结合的方式，对电动汽车进行充电。通过两个充电机之间以及与电动汽车之间的通信，来判断电动汽车充电状态是单枪充电或是双枪充电，从而能够灵活选择合适的充电电压及充电电流，来对电动汽车进行充电。

首先请参考图1，示出本发明提供的双枪充电系统一个具体实施例的模块图。本实施例的双枪充电系统包括：第一充电机1、第一充电枪3、第二充电机2、第二充电枪4及电动汽车5，所述第一充电机1与所述第一充电枪3连接，所述第二充电机2与所述第二充电枪4连接。该双枪充电系统包括两个充电状态：单枪充电状态和双枪充电状态，第一充电机1与第二充电机2通信，用于检测该双枪充电系统的充电状态。

在本实施例中，当第一充电枪3插入电动汽车5的第一充电插座51时，第一充电插座51上的连接点与第一充电枪3连接，并通过第一充电枪3与第一充电机1连接，形成CC1连接线路。第一充电插座51上的CC1连接线路的连接点电压为+4V时，表示为连接状态，说明第一充电枪3插入了第一充电插座51；否则为未插入状态。同理，当第二充电枪4插入第二充电插座52时，第二充电插座52上的连接点与第二充电枪4连接，并通过第二充电枪4与第二充电机2连接。当第二充电插座上的CC1连接线路的连接点电压为+4V时，表示第二充电枪4与第二充电插座52连接，否则为未连接状态。

优选的，电动汽车5包括充电插座、电池管理模块53及电池模块54，充电插座包括第一充电插座51及第二充电插座52；所述第一充电插座51及第二充电插座52之间连接有CAN通信总线。

优选的，电动汽车5与第一充电枪3及第二充电枪4之间，所述第一充电枪3与第一充电机1之间，所述第二充电枪4与所述第二充电机2之间通过CAN总线协议进行通信。

优选的，本发明中第一充电机1包括第一充电模块组12及第一控制模块11，第一控制模块11与第一充电模块组12，第一充电模块组12由N个充电模块组成；所述第二充电机2包括第二充电模块组22及第二控制模块21，第二充电模块组22由N个充电模块并联而成。

优选的，本发明的第一充电机1还包括第一保护模块13，第二充电机2还包括第二保护模块23，来对充电电路进行保护。

优选的，本实施例中采用国标充电协议进行充电，第一充电机1及第二充电机2与电池管理模块53的充电通信过程分为以下几个阶段：充电握手阶段，充电参数配置阶段，充电阶段及充电结束阶段。

当所述双枪充电系统为单枪充电状态时，第一充电枪3或第二充电枪4插入充电插座，第一充电机1或第二充电机2与所述电动汽车5通信，获取电动汽车5的充电需求信息，所述第一充电机1或第二充电机2发送充电电流及充电电压信号给所述第一充电枪1或第二充电枪2，第一充电枪1或第二充电枪2对所述电动汽车5进行充电。具体的，本实施例中，第一充电枪1插入第一充电插座51，第二充电枪4未插入第二充电插座52时，该系统的工作过程为：第一充电枪3插入第一充电插座51后，则第一控制模块11检测到与第一充电插座51与第一充电枪3的连接线CC1连通，第一控制模块11检测到第一充电插座51上的连接点电压为+4V，则检测CAN总线上是否接收到信号。若没有接收到信号，则表明第二充电枪4并未插入第二充电插座52，第二控制模块21无法通过CAN通信总线向第一控制模块11发送数据。此时，第一控制模块11将第一充电枪3的ID号分配为1，便自动分配为主充电机。在人工通过人机界面启动第一充电机1后，第一控制模块11与电动汽车5的电池管理模块53通过CAN通信总线进行通信，获取充电需求信息，第一控制模块11发送信息给第一充电模块组12，第一充电模块组12输出充电电压及充电电流给第一充电枪3，第一充电枪3对电动汽车5进行充电。只有当CAN总线通信正常时，第一控制模块11才允许启动充电机内部的第一充电模块组12进行输出充电。此时第一充电模块组12输出的充电电压及充电电流为100％电动汽车所需的充电电压和充电电流。同理，第二充电枪4插入第二充电插座52，第一充电枪3未插入第一充电插座51时，也通过相同的方式进行检测、通信及电压电流输出，此处不再赘述。

当本发明双枪充电系统的状态为双枪充电状态时，第一充电枪3及第二充电枪4插入充电插座，第一充电机1与第二充电机2通信，检测插入顺序，并将最先插入的第一充电枪3所对应的第一充电机1或第二充电枪4所对应的第二充电机2设置为主充电机，其次插入的设置为从充电机。主充电机与电动汽车5通信，获取电动汽车5的充电需求信息。主充电机根据所述充电需求信息分配充电子电流及充电电压，并发送充电子电流及充电电压信号给从充电机，从充电机根据所接收到的信号发送充电电压信号及充电子电流给从充电机所对应的充电枪，对所述电动汽车5进行充电。具体的，本实施例中，第一充电枪3首先插入第一充电插座51，第二充电枪4后插入第二充电插座52时，该系统的工作过程为：第一充电枪3插入第一充电插座51后，第一充电机1的启动过程同单枪充电过程。第一控制模块11检测到与第一充电插座51相连的CC1连接线路连通，第一充电插座51上的连接点电压为+4V时，之后检测CAN通信线上是否接收到第二控制模块21的数据，未接收到数据则自动分配为主充电机，主充电机的ID号分配为1。当第二充电枪4也插入第二充电插座52后，第一充电机1、第一充电枪3与第一充电插座51的CAN总线接通，第二充电枪4及第二充电机2与第二充电插座52的CAN总线联通，因此，第一充电机1与第二充电机2通过第一充电插座51与第二充电插座52之间的CAN总线建立了连接。此时第一充电机1与第二充电机2通过CAN总线进行通信，组成并机输出。此时第一充电机1(主充电机)的第一控制模块11通过CAN总线与电动汽车5的电池管理模块53进行通信，获取电动汽车5的充电需求信息，并平均分配充电电压及充电子电流。第一控制模块11发送充电信号给第一充电模块组12，第一充电模块组12接收到信号后输出相应的充电电压及充电子电流。同时，第一控制模块11与第二控制模块21通过CAN总线通信，第一控制模块11将自身的充电状态(输出电压、输出电流等信息)与连接状态通过CAN总线以报文的形式循环发送给后第二充电机2。第二充电机2的第二控制模块21接收到第一控制模块11的报文后，自动把自身ID分配为2，即表示为从充电机。从充电机只接收来自主充电机的CAN命令，不接收来自电动汽车5的电池管理模块53所发送的CAN数据；从充电机把自身状态(输出电压、输出电流信息)及ID号循环发送给主充电机，主充电机通过CAN总线侦测到从充电机发送来的数据(即接收到从充电机ID为2的CAN数据)，判断此时为双枪充电。第二控制模块21接收第一控制模块11发送的充电信息，从而发送信号给第二充电模块组22，第二充电模块组22相应地输出充电电压及充电子电流。从而实现双枪充电过程。

在本实施例中，双枪充电状态时，主从充电机通过CAN总线以报文的形式发送数据。优选的，主从充电机采用如下CAN报文协议：

主充电机控制报文：CAN ID 0X100A56F4

数据域格式：

主从充电机状态报文：CAN ID 0X100B56F4

数据域格式：

请参考图2，为本发明双枪充电方法的流程图。本发明双枪充电的方法是对应本发明双枪充电系统的充电方法。具体流程为：执行步骤S1，检测电动汽车充电状态。电动汽车充电状态包括单枪充电和双枪充电。判断单枪充电状态还是双枪充电状态的方法为：当第一充电枪或第二充电枪插入电动汽车充电插座时，第一充电机或第二充电机接收第二充电机或第一充电机的通信数据，若没有接收到通信数据，则判断为单枪充电，若接收到通信数据，则表明第二充电机或第一充电机先于第一充电机或第二充电机插入电动汽车充电插座，则发送反馈信号给第二充电机或第一充电机，为双枪充电状态。

若为单枪充电，则执行步骤S2，第一充电机或第二充电机与电动汽车的电池管理模块通信，获取充电需求信息。优选的，第一充电机包括第一控制模块、第一充电模块组；第二充电机包括第二控制模块及第二充电模块组。具体地，单枪充电时，只有一个充电枪插入电动汽车，此时若只有第一充电枪插入电动汽车的充电插座，则第一控制模块无法接收到第二充电机的第二控制模块的通信数据，因此第一控制模块将第一充电机设置为主充电机，并与电动汽车的电池管理模块通信，获取电动汽车的充电需求信息。若只有第二充电枪插入电动汽车的充电插座时，第二控制模块也将执行相同的过程，此处不再赘述。

执行步骤S3，第一充电机或第二充电机向第一充电枪或第二充电枪发送充电电压及充电电流，第一充电枪或第二充电枪对电动汽车进行充电。步骤S3中，第一控制模块或第二控制模块按照所接收到的充电需求信息，发送相应地信息给第一充电模块组或第二充电模块组，第一充电模块组或第二充电模块组根据所接收到的信息，发送相应的充电电流和充电电压给第一充电枪或第二充电枪，从而对电动汽车进行充电。此时第一充电机或第二充电机所输出的电流为100％的电动汽车所需充电电流。

若为双枪充电，则执行步骤S4，第一充电机与第二充电机通信，检测第一充电枪与第二充电枪插入电动汽车充电插座的先后顺序，并将首先插入的充电枪对应的充电机设置为主充电机，后插入的充电枪对应的充电机设置为从充电机。若先插入充电插座的为第一充电枪，则第一充电机开始时接收不到表明第二充电枪插入充电插座的通信数据，则自动将第一充电机设置为主充电机。当第二充电枪插入充电插座后，第二充电机与第一充电机通信，第二充电机接收到第一充电机发送的信号后，自动把自身状态设置为从充电机，并发送反馈信号给第一充电机，第一充电机接收到来自第二充电机的反馈信号后，便确定为双枪充电。反之，若先插入充电座的为第二充电机，检测过程相同，此处不再赘述。

优选的，电动汽车的充电插座包括第一充电插座及第二充电插座，第一控制模块与所述第一充电枪之间、所述第一充电枪与所述充电插座之间、所述第一充电插座与所述第二充电插座之间、所述第二充电插座与所述第二充电枪之间、所述第二充电枪与所述第二控制模块之间均通过CAN总线进行通信。因此，第一充电机与第二充电机通过第一充电插座及第二充电插座的连接来进行通信。优选的，双枪充电状态时，主从充电机通过CAN总线以报文的形式发送通信数据。

确定为双枪充电后，执行步骤S5，主充电机与电动汽车通信，获取充电需求信息。从充电机只接收来自主充电机的通信命令，不接收来自电动汽车的所发送的通信数据。

优选的，主充电枪与电动汽车的电池管理模块通过国标充电协议进行通信，获取电动汽车所需的充电电压及充电电流。

执行步骤S6，主充电机根据所接收到的充电需求信息，分配充电子电流及充电电压，并发送充电子电流及充电电压信号给从充电机。

执行步骤S7，主充电机输出相应地充电子电流及充电电压给对应的充电枪；从充电机接收主充电机的信号，从充电机输出相应的充电子电流及充电电压信号给对应的充电枪。优选的，主充电机平均分配充电子电流及充电电压。主从充电机各输出1/2的充电子电流。

执行步骤S8，第一充电枪及第二充电枪同时对电动汽车进行充电。优选的，第一充电枪及第二充电枪均输出充电电压及1/2充电电流。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双枪充电系统，其特征在于，包括：第一充电机(1)、第一充电枪(3)、第二充电机(2)、第二充电枪(4)及电动汽车(5)，所述第一充电机(1)与所述第一充电枪(3)连接，所述第二充电机(2)与所述第二充电枪(4)连接；

所述双枪充电系统包括两个充电状态：单枪充电状态和双枪充电状态，所述第一充电机(1)与所述第二充电机(2)通信，用于检测所述双枪充电系统的充电状态；

当所述双枪充电系统为单枪充电状态时，第一充电枪(3)或第二充电枪(4)插入电动汽车(5)，第一充电机(1)或第二充电机(2)与所述电动汽车(5)通信，获取电动汽车(5)的充电需求信息，所述第一充电机(1)或第二充电机(2)输出充电电流及充电电压给所述第一充电枪(3)或第二充电枪(4)，第一充电枪(3)或第二充电枪(4)对所述电动汽车(5)进行充电；

当所述双枪充电系统的状态为双枪充电状态时，第一充电枪(3)及第二充电枪(4)均插入电动汽车(5)的充电插座，第一充电机(1)与第二充电机(2)通信，检测插入顺序，并将最先插入的第一充电枪(3)所对应的第一充电机(1)或第二充电枪(4)所对应的第二充电机(2)设置为主充电机，其次插入的第二充电枪(4)所对应的第二充电机(2)或第一充电枪(3)所对应的第一充电机(1)设置为从充电机；所述主充电机与所述电动汽车(5)通信，获取电动汽车(5)的充电需求信息；所述主充电机根据所述充电需求信息分配充电子电流及充电电压，并发送信号给从充电机，主充电机及从充电机根据所接收到的信号，输出充电子电流及充电电压给第一充电枪(3)及第二充电枪(4)，对所述电动汽车(5)进行充电。

2.如权利要求1所述的双枪充电系统，其特征在于，所述第一充电机(1)包括第一充电模块组(12)、第一控制模块(11)；所述第二充电机(2)包括第二充电模块组(22)、第二控制模块(21)。

3.如权利要求2所述的双枪充电系统，其特征在于，所述电动汽车(5)包括充电插座、电池管理模块(53)及电池模块(54)。

4.如权利要求3所述的双枪充电系统，其特征在于，所述充电插座包括第一充电插座(51)及第二充电插座(52)；所述第一充电插座(51)及第二充电插座(52)之间连接有CAN通信总线。

5.如权利要求3所述的双枪充电系统，其特征在于，所述电动汽车(5)与第一充电枪(3)及第二充电枪(4)之间，所述第一充电枪(3)与第一充电机(1)之间，所述第二充电枪(4)与所述第二充电机(2)之间通过CAN总线协议进行通信。

6.一种双枪充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、检测是否为单枪充电，若是，则执行步骤S2-S3；若否，则为双枪充电，执行步骤S4-S9；

S2、第一充电机或第二充电机与电动汽车通信，获取充电需求信息；

S3、第一充电机或第二充电机向第一充电枪或第二充电枪输出充电电压及充电电流，第一充电枪或第二充电枪对电动汽车进行充电；

S4、第一充电机与第二充电机通信，检测第一充电枪与第二充电枪插入电动汽车充电插座的先后顺序，并将首先插入的充电枪对应的充电机设置为主充电机，后插入的充电枪对应的充电机设置为从充电机；

S5、主充电机与电动汽车通信，获取充电需求信息；

S6、主充电机根据所接收到的充电需求信息，分配充电子电流及充电电压，并发送信号给从充电机；

S7、主充电机输出充电子电流及充电电压给对应的充电枪；从充电机接收主充电机的信号，输出相应的充电子电流及充电电压给对应的充电枪；

S8、第一充电枪及第二充电枪同时对电动汽车进行充电。

7.如权利要求6所述的双枪充电方法，其特征在于，所述充电插座包括第一充电插座及第二充电插座，所述第一控制模块与所述第一充电枪之间、所述第一充电枪与所述充电插座之间、所述第一充电插座与所述第二充电插座之间、所述第二充电插座与所述第二充电枪之间、所述第二充电枪与所述第二控制模块之间均通过CAN总线进行通信。

8.如权利要求6所述的双枪充电方法，其特征在于，所述主充电枪与所述电动汽车的电池管理模块通过国标充电协议进行通信。

9.如权利要求6所述的双枪充电方法，其特征在于，所述步骤S7中，主从充电机通过CAN总线以报文的形式发送通信数据。

10.如权利要求6所述的双枪充电方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

S41、若第一充电枪或第二充电枪先插入充电插座，则第一充电机或第二充电机未接收到第二充电机或第一充电机的通信数据，第一充电机或第二充电机自动将自身设置为主充电机；

S42、第二充电枪或第一充电枪插入充电插座，第一充电机与第二充电机通信，并自动把后插入的第二充电机或第一充电机设置为从充电机；

S43、从充电机发送反馈信号给主充电机，主充电机接收到来自从充电机的反馈信号。