CN106564399A - 充电站 - Google Patents

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Abstract

一种充电站包括多个充电桩，每个充电桩包括主控模块、交互界面、电压转换模块、充电枪、第一开关、第二开关、通讯接口及并联接口。当某一充电桩的主控模块检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连，并接收到相应的交互界面输出的并联模式信号时，所述主控模块发送请求建立并联关系的信号给其它充电桩的主控模块，以确认其它充电桩是否允许建立并联关系。所述充电桩与允许建立并联关系的充电桩并联，在并联的充电桩中，每个主控模块控制相应的第一开关闭合，所述充电桩输出的功率为并联的充电桩的功率之和。上述充电站能通过与闲置的充电桩并联来增大单个充电桩输出的功率以满足电动汽车的充电需求。

Description

充电站
【技术领域】
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车的充电站。
【背景技术】
目前，充电站内每个充电桩的最大充电功率是固定的，某些可以大功率快充的电动汽车常常受到充电桩功率的限制而不能实现快速充电，从而给用户的使用带来了不便。另外，充电站内的充电桩每天24小时供用户使用，在充电站用户充电需求不饱和时段，没被使用的充电桩均处于闲置状态，从而造成资源的浪费。
鉴于以上内容，实有必要提供一种新型的充电站以克服以上缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能通过与闲置的充电桩并联来增大单个充电桩输出的功率以满足电动汽车的充电需求的充电站。
为了实现上述目的，本发明提供一种充电站，所述充电站包括多个充电桩，每个充电桩包括主控模块、交互界面、电压转换模块、充电枪、第一开关、第二开关、通讯接口及并联接口，每个主控模块与相应的交互界面、电压转换模块、充电枪、第一开关、第二开关及通讯接口相连，每个电压转换模块通过相应的第一开关与相应的并联接口相连，并通过相应的第二开关与相应的充电枪相连，每个通讯接口与其它充电桩的通讯接口相连，以使相应的主控模块能与其它充电桩的主控模块通讯，每个并联接口与其它充电桩的并联接口相连，当某一充电桩的主控模块检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连，并接收到相应的交互界面输出的并联模式信号时，所述主控模块发送请求建立并联关系的信号给其它充电桩的主控模块，以确认其它充电桩是否允许建立并联关系，所述充电桩与允许建立并联关系的充电桩并联，在并联的充电桩中，每个主控模块控制相应的第一开关闭合，所述充电桩输出的功率为并联的充电桩的功率之和。
进一步地，当某一充电桩的主控模块接收到所述请求建立并联关系的信号时，接收到所述请求建立并联关系的信号的主控模块检测相应的充电枪是否与电动汽车的充电接口相连，当检测到相应的充电枪没有与电动汽车的充电接口相连时，接收到所述请求建立并联关系的信号主控模块反馈允许建立并联关系的信号给发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块，并控制相应的第一开关闭合；当检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连时，接收到所述请求建立并联关系的信号的主控模块反馈不允许建立并联关系的信号给发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块。
进一步地，在并联的充电桩中，当反馈所述允许建立并联关系的信号的主控模块检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连时，反馈所述允许建立并联关系的信号的主控模块输出不允许建立并联关系的信号给发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块，并控制相应的第一开关断开。
进一步地，在并联的充电桩中，每个主控模块可根据电动汽车的充电需求以及并联的充电桩的数量来控制相应的电压转换模块输出的功率。
进一步地，在并联的充电桩中，当发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块接收到相应的交互界面输出的开始充电信号时，发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块控制相应的第二开关闭合，并将所述开始充电信号输出给其它并联的充电桩的主控模块。
进一步地，每个充电桩还包括第三开关及交流电源，每个第三开关与相应的交流电源、主控模块及电压转换模块相连，当每个主控模块接收到所述开始充电信号时，每个主控模块控制相应第三开关闭合，每个交流电源通过相应的第三开关给相应的电压转换模块供电。
进一步地，每个第三开关为接触器、继电器、绝缘栅双极型晶体管、MOS场效应管及三极管中的一种。
进一步地，每个第一开关为接触器、继电器、绝缘栅双极型晶体管、MOS场效应管及三极管中的一种，每个第二开关为接触器、继电器、绝缘栅双极型晶体管、MOS场效应管及三极管中的一种。
相比于现有技术，本发明通过在每一充电桩中设置通讯接口及并联接口，并将每个通讯接口与其它充电桩的通讯接口相连，以使相应的主控模块能与其它充电桩的主控模块通讯，还将每个并联接口与其它充电桩的并联接口相连，以使相应的控制单元能根据通讯结果来控制充电桩与闲置的充电桩并联，从而增大单个充电桩输出的功率以满足电动汽车的充电需求，并充分利用了闲置的充电桩，提高了资源的利用率。
【附图说明】
图1为本发明的实施例提供的充电站的原理框图。
图2为图1中两个充电桩相连的原理框图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请一并参阅图1及图2，本发明的实施例提供的充电站10包括多个充电桩100-N00(其中，N为大于或等于3的正整数)。每个充电桩包括主控模块、交互界面、电压转换模块、充电枪、第一开关、第二开关、通讯接口及并联接口。每个主控模块与相应的交互界面、电压转换模块、充电枪、第一开关、第二开关及通讯接口相连。每个电压转换模块通过相应的第一开关与相应的并联接口相连，并通过相应的第二开关与相应的充电枪相连。每个通讯接口与其它充电桩的通讯接口相连，以使相应的主控模块能与其它充电桩的主控模块通讯。每个并联接口与其它充电桩的并联接口相连。
当某一充电桩的主控模块检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连，并接收到相应的交互界面输出的并联模式信号时，所述主控模块发送请求建立并联关系的信号给其它充电桩的主控模块，以确认其它充电桩是否允许建立并联关系。所述充电桩与允许建立并联关系的充电桩并联，在并联的充电桩中，每个主控模块控制相应的第一开关闭合，所述充电桩输出的功率为并联的充电桩的功率之和。
当某一充电桩的主控模块接收到所述请求建立并联关系的信号时，接收到所述请求建立并联关系的信号的主控模块检测相应的充电枪是否与电动汽车的充电接口相连。当检测到相应的充电枪没有与电动汽车的充电接口相连时，接收到所述请求建立并联关系的信号主控模块反馈允许建立并联关系的信号给发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块，并控制相应的第一开关闭合。当检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连时，接收到所述请求建立并联关系的信号的主控模块反馈不允许建立并联关系的信号给发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块。
在并联的充电桩中，当反馈所述允许建立并联关系的信号的主控模块检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连时，反馈所述允许建立并联关系的信号的主控模块输出不允许建立并联关系的信号给发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块，并控制相应的第一开关断开。
在并联的充电桩中，每个主控模块可根据电动汽车的充电需求以及并联的充电桩的数量来控制相应的电压转换模块输出的功率。例如，电动汽车的充电需求为500W(watts，瓦特)，并联的充电桩的数量的5，则每个主控模块控制相应的电压转换模块输出100W的功率。
在并联的充电桩中，当发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块接收到相应的交互界面输出的开始充电信号时，发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块控制相应的第二开关闭合，并将所述开始充电信号输出给其它并联的充电桩的主控模块。
每个充电桩还包括第三开关及交流电源。每个第三开关与相应的交流电源、主控模块及电压转换模块相连，当每个主控模块接收到所述开始充电信号时，每个主控模块控制相应第三开关闭合，每个交流电源通过相应的第三开关给相应的电压转换模块供电。
在本实施方式中，每个第一开关为接触器、继电器、IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOS场效应管及三极管中的一种。每个第二开关为接触器、继电器、IGBT、MOS场效应管及三极管中的一种。每个第三开关为接触器、继电器、IGBT、MOS场效应管及三极管中的一种。
在本实施方式中，当某一充电桩的充电枪没有与电动汽车的充电接口相连时，所述充电桩处于闲置状态。
下面将以所述充电站10中的两个充电桩100及200为例来对所述充电站10的工作原理进行说明。
请再次参阅图2，所述充电桩100包括主控模块110、交互界面120、电压转换模块130、充电枪140、第一开关152、第二开关156、第三开关156、通讯接口160、并联接口180及交流电源190。所述充电桩200包括主控模块210、交互界面220、电压转换模块230、充电枪240、第一开关252、第二开关256、第三开关256、通讯接口260、并联接口280及交流电源290。
所述主控模块110与所述交互界面120、所述电压转换模块130、所述充电枪140、所述第一开关152、所述第二开关156、所述第三开关158及所述通讯接口160相连。所述电压转换模块130通过所述第一开关152与所述并联接口180相连，通过所述第二开关156与所述充电枪140相连，并通过所述第三开关158与所述交流电源190相连。所述主控模块210与所述交互界面220、所述电压转换模块230、所述充电枪240、所述第一开关252、所述第二开关256、所述第三开关258及所述通讯接口260相连。所述电压转换模块230通过所述第一开关252与所述并联接口280相连，通过所述第二开关256与所述充电枪240相连，并通过所述第三开关258与所述交流电源290相连。所述通讯接口160与所述通讯接口260相连，所述并联接口180与所述并联接口280相连。
当所述充电桩100的主控模块110检测到所述充电枪140与电动汽车的充电接口相连，并接收到所述交互界面120输出的并联模式信号时，所述主控模块110发送请求建立并联关系的信号给所述充电桩200的主控模块210，以确认所述充电桩200是否允许建立并联关系。
在本实施方式中，所述交互界面120包括显示屏(图未示)，所述显示屏可以显示与所述充电枪140相连的电动汽车的充电需求(即充电时所需的功率)以及所述充电桩100的最大输出功率。当用户发现所述充电桩100的最大输出功率不能满足与所述充电枪140相连的电动汽车的充电需求时，用户可以在所述交互界面120中选择并联模式。当用户在所述交互界面120中选择并联模式时，所述交互界面120发送所述并联模式信号给所述主控模块110。可以理解，所述显示屏可以为触控屏。
在其它实施方式中，所述主控模块110可判断所述充电桩100的最大输出功率是否满足与所述充电枪140相连的电动汽车的充电需求。当所述充电桩100的最大输出功率满足与所述充电枪140相连的电动汽车的充电需求时，所述主控模块110不发送所述请求建立并联关系的信号给所述充电桩200的主控模块210。当所述充电桩100的最大输出功率不能满足与所述充电枪140相连的电动汽车的充电需求时，所述主控模块110发送所述请求建立并联关系的信号给所述充电桩200的主控模块210。此时，所述主控模块110不需接收所述交互界面120输出的并联模式信号。
当所述充电桩200的主控模块210接收到所述请求建立并联关系的信号时，所述主控模块210检测充电枪240是否与电动汽车的充电接口相连。当所述主控模块210检测到充电枪240没有与电动汽车的充电接口相连时(即所述充电桩200处于闲置状态时)，所述主控模块210反馈允许建立并联关系的信号给所述主控模块110，并控制第一开关252闭合。所述主控模块110接收到所述允许建立并联关系的信号后，控制所述第一开关152闭合，所述充电桩100与所述充电桩200并联。当所述主控模块210检测到所述充电枪240与电动汽车的充电接口时(即所述充电桩200处于使用状态时)，所述主控模块210反馈不允许建立并联关系的信号给所述主控模块110，所述充电桩100与所述充电桩200不并联。由此可知，所述充电桩200处于闲置状态时与所述充电桩100并联，所述充电桩200处于使用状态时不与所述充电桩100并联。
当所述充电桩100与所述充电桩200并联，且所述主控模块110接收所述交互界面120输出的开始充电信号时，所述主控模块110控制所述第二开关156及所述第三开关158闭合，并将所述开始充电信号输出给所述主控模块210。所述主控模块210接收到所述开始充电信号后，控制所述第三开关258闭合。所述交流电源190通过所述第三开关158给所述电压转换模块130供电，所述主控模块110根据与所述充电枪140相连的电动汽车的充电需求以及并联的充电桩的数量来控制所述电压转换模块130输出的功率。所述交流电源290通过所述第三开关258给所述电压转换模块230供电，所述主控模块210根据与所述充电枪140相连的电动汽车的充电需求以及并联的充电桩的数量来控制所述电压转换模块230输出的功率。所述电压转换模块230输出的功率通过所述第一开关252、所述并联接口280、所述并联接口180、所述第一开关152、所述第二开关156及所述充电枪140输出给所述电动汽车。此时，所述充电桩100输出的功率为所述充电桩100及所述充电桩200的功率之和。
在所述充电桩100及所述充电桩200为与所述充电枪140相连的电动汽车充电的过程中，如果所述主控模块210检测到所述充电枪240与电动汽车的充电接口相连时，所述主控模块210输出不允许建立并联关系的信号给所述主控模块110，并控制所述第一开关252断开，所述充电桩100与所述充电桩200不并联。
本发明通过在每一充电桩中设置通讯接口及并联接口，并将每个通讯接口与其它充电桩的通讯接口相连，以使相应的主控模块能与其它充电桩的主控模块通讯，还将每个并联接口与其它充电桩的并联接口相连，以使相应的控制单元能根据通讯结果来控制充电桩与闲置的充电桩并联，从而增大单个充电桩输出的功率以满足电动汽车的充电需求，并充分利用了闲置的充电桩，提高了资源的利用率。
本发明并不仅仅限于说明书和实施例中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (8)

1.一种充电站，其特征在于：所述充电站包括多个充电桩，每个充电桩包括主控模块、交互界面、电压转换模块、充电枪、第一开关、第二开关、通讯接口及并联接口，每个主控模块与相应的交互界面、电压转换模块、充电枪、第一开关、第二开关及通讯接口相连，每个电压转换模块通过相应的第一开关与相应的并联接口相连，并通过相应的第二开关与相应的充电枪相连，每个通讯接口与其它充电桩的通讯接口相连，以使相应的主控模块能与其它充电桩的主控模块通讯，每个并联接口与其它充电桩的并联接口相连，当某一充电桩的主控模块检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连，并接收到相应的交互界面输出的并联模式信号时，所述主控模块发送请求建立并联关系的信号给其它充电桩的主控模块，以确认其它充电桩是否允许建立并联关系，所述充电桩与允许建立并联关系的充电桩并联，在并联的充电桩中，每个主控模块控制相应的第一开关闭合，所述充电桩输出的功率为并联的充电桩的功率之和。
2.如权利要求1所述的充电站，其特征在于：当某一充电桩的主控模块接收到所述请求建立并联关系的信号时，接收到所述请求建立并联关系的信号的主控模块检测相应的充电枪是否与电动汽车的充电接口相连，当检测到相应的充电枪没有与电动汽车的充电接口相连时，接收到所述请求建立并联关系的信号主控模块反馈允许建立并联关系的信号给发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块，并控制相应的第一开关闭合；当检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连时，接收到所述请求建立并联关系的信号的主控模块反馈不允许建立并联关系的信号给发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块。
3.如权利要求2所述的充电站，其特征在于：在并联的充电桩中，当反馈所述允许建立并联关系的信号的主控模块检测到相应的充电枪与电动汽车的充电接口相连时，反馈所述允许建立并联关系的信号的主控模块输出不允许建立并联关系的信号给发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块，并控制相应的第一开关断开。
4.如权利要求1所述的充电站，其特征在于：在并联的充电桩中，每个主控模块可根据电动汽车的充电需求以及并联的充电桩的数量来控制相应的电压转换模块输出的功率。
5.如权利要求1所述的充电站，其特征在于：在并联的充电桩中，当发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块接收到相应的交互界面输出的开始充电信号时，发送所述请求建立并联关系的信号的主控制模块控制相应的第二开关闭合，并将所述开始充电信号输出给其它并联的充电桩的主控模块。
6.如权利要求5所述的充电站，其特征在于：每个充电桩还包括第三开关及交流电源，每个第三开关与相应的交流电源、主控模块及电压转换模块相连，当每个主控模块接收到所述开始充电信号时，每个主控模块控制相应第三开关闭合，每个交流电源通过相应的第三开关给相应的电压转换模块供电。
7.如权利要求6所述的充电站，其特征在于：每个第三开关为接触器、继电器、绝缘栅双极型晶体管、MOS场效应管及三极管中的一种。
8.如权利要求1所述的充电站，其特征在于：每个第一开关为接触器、继电器、绝缘栅双极型晶体管、MOS场效应管及三极管中的一种，每个第二开关为接触器、继电器、绝缘栅双极型晶体管、MOS场效应管及三极管中的一种。
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