CN106696750B - 功率选择电路、充电桩及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种功率选择电路、充电桩及方法。本发明实施例提供的功率选择电路，包括：信号触头，控制单元，开关，第一支路，第二支路，第三支路；所述信号触头连接所述开关的第一端；所述开关的第二端包括三个触点，每个所述触点分别连接前述三条支路各自的第一端；所述第二支路的第二端和所述第三支路的第二端均连接所述控制单元。本发明的技术方案实现了每个充电桩可以通过导通不同的支路，使得控制单元能够根据不同的信号来分配不同的充电功率，进而使用该充电功率为电动汽车进行充电，因此使得充电站的额定总功率可以得到充分的利用，提高了充电站利用率，解决了现有技术中充电桩利用率较低的问题。

Description

功率选择电路、充电桩及方法
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种功率选择电路、充电桩及方法。
背景技术
随着可利用能源越来越少，可持续利用的新能源越来越受到重视。以电能作为动力的电动汽车，具有较低的环境污染，同时可以较好的解决化石能源短缺的问题，成为传统汽车的替代品。
随着电动汽车的使用，如何保障电动汽车的续航能力，成为研究的焦点。为了方便电动汽车可以充电，现阶段通过在停车场，公路旁等便于电动汽车充电的地方设置有充电站。每个充电站内设置有至少一个充电桩，每个充电桩上配置有至少一个充电枪，电动汽车通过连接充电枪，为车内的电池进行充电。
然而，为了节约成本，现有技术中，每个充电站的额定总功率会小于所有充电桩额定功率的总和，这样会造成某个充电桩的实际功率低于车辆充电的最小功率而无法为车辆充电，造成充电站利用率较低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种功率选择电路、充电桩及方法，实现了提高充电站利用率的效果。
本发明实施例提供一种功率选择电路，应用于充电桩内，包括：
信号触头；
控制单元；
开关；
第一支路；
第二支路；
第三支路；
所述信号触头连接所述开关的第一端；
所述开关的第二端包括三个触点，每个所述触点分别连接前述三条支路各自的第一端；
所述第二支路的第二端和所述第三支路的第二端均连接所述控制单元。
进一步地，上述电路中，所述控制单元，包括：采样管脚；
所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端均连接所述采样管脚。
进一步地，上述电路中，所述触点包括：第一触点；
所述第一支路的第一端通过所述第一触点连接所述开关的第一端；
所述第一支路的第二端悬空或接地。
进一步地，上述电路中，所述触点包括：第二触点；
所述第二支路包括：二极管；
所述第二触点位于所述第二支路的第一端，用于连接所述开关的第一端；
所述第二触点连接所述二极管的第一端，所述二极管的第二端连接所述采样管脚。
进一步地，上述电路中，所述触点包括：第三触点；
所述第三触点位于所述第三支路的第一端，用于连接所述开关的第一端；
所述第三支路的第二端连接所述采样管脚。
进一步地，上述电路中，所述控制单元为微控制单元控制器。
本发明实施例提供一种充电桩，包括上述任意一种功率选择电路。
进一步地，上述充电桩中，还包括：充电枪；
所述信号触头设置在所述充电枪内。
本发明实施例提供一种功率选择方法，应用于上述充电桩中，包括：
当信号触头连接电动汽车时，根据所述充电触头所在的充电桩的当前充电功率和所述电动汽车的状态，确定开关导通的支路；
根据所述导通的支路，确定控制单元的输出功率；
根据所述输出功率向所述电动汽车输出电能。
进一步地，上述方法中，所述根据所述充电触头所在的充电桩的当前充电功率和所述电动汽车的状态，确定开关导通的支路，包括：
当所述电动汽车为不充电状态时，通过开关导通第一支路；以及，
当所述电动汽车为准备充电状态且所述充电桩的当前充电功率小于所述电动汽车的充电功率时，通过开关导通第二支路；以及，
当所述电动汽车为准备充电状态且所述充电桩的当前功率大于或者等于所述电动汽车的充电功率时，通过开关导通第三支路。
本发明实施例提供的功率选择电路、充电桩及方法，包括信号触头、控制单元、开关、第一支路、第二支路、第三支路，其中，信号触头连接开关的第一端，开关的第二端包括三个触点，每条支路的第一端分别连接一个触点，使得开关的第一端通过接触不同的触点能够导通不同的支路，第二支路的第二端和第三支路的第二端均连接控制单元，实现了每个充电桩可以通过导通不同的支路，使得控制单元能够根据不同的信号来分配不同的充电功率，进而使用该充电功率为电动汽车进行充电，因此使得充电站的额定总功率可以得到充分的利用，提高了充电站利用率，解决了现有技术中充电桩利用率较低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的功率选择电路实施例的流程图；
图2为本发明实施例提供的充电桩实施例的场景示意图；
图3为本发明实施例提供的功率选择方法实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。
实施例一
图1为本发明实施例提供的功率选择电路实施例的结构示意图，如图1所示，本实施例中的功率选择电路，包括：信号触头、控制单元、开关K、第一支路1、第二支路2、第三支路3。
其中，信号触头连接开关K的第一端，开关K的第二端包括三个触点，每个触点分别连接前述三条支路各自的第一端，可以理解为，在本发明实施例中，每个触点连接一条支路的第一端，触点与支路之间为一对一的连接关系。第二支路2的第二端和第三支路3的第二端均连接控制单元。
在一个具体的实现过程中，控制单元包括：采样管脚(图中未示出)，采样管脚用于连接各条支路，以及通过采样管脚来采集信号触头的信号。由于连接的支路不同，因此采样管脚采集到的信号也会不相同。进而控制单元会根据采样管脚采集到的信号来控制交流接触器(图中未示出)的导通状态。
具体体现在，第二支路2的第二端与第三支路3的第二端均连接采样管脚。
在本发明实施例中，触点包括：第一触点11、第二触点12和第三触点13。
其中，第一触点11位于第一支路1的第一端，第一支路1的第一端通过第一触点11连接开关K的第一端。在本发明实施例中，第一支路用来表示不可以为电动汽车进行充电的支路，因此，第一支路1的第二端悬空或接地。
第二触点12位于第二支路2的第一端，用于连接开关K的第一端。在本发明实施例中，第二支路2用来表示充电桩的实际功率小于车辆充电的最小功率时，使用充电桩的实际功率为车辆进行充电。因此，第二支路2包括：二极管，第二触点12连接二极管的第一端，二极管的第二端连接控制单元中的采样管脚。
第三触点13位于第三支路3的第一端，用于连接开关K的第一端。在本发明实施例中，第三支路3用来表示充电桩的实际功率充足，可以使用电动汽车的额定功率为电动汽车进行充电的支路。第三支路3的第二端连接控制单元中的采样管脚。
在一个具体的实现过程中，控制单元为MCU(micro-contro l l er un it，微控制单元)控制器。
需要说明的是，在本发明实施例中设置了三条支路，分别为第一支路1、第二支路2和第三支路3，在一个具体的实现过程中，并不限制于在本实施例中列举的三条支路，还包括其他支路，如第四支路、第五支路等，相应的，开关与支路连接的一端上触点的数量也随着支路的数量增加而适应性增加，如第四触点、第五触点等。
本发明实施例提供的功率选择电路，包括信号触头、控制单元、开关K、第一支路1、第二支路2、第三支路3，其中，信号触头连接开关K的第一端，开关K的第二端包括三个触点，每条支路的第一端分别连接一个触点，使得开关的第一端通过接触不同的触点能够导通不同的支路，第二支路2的第二端和第三支路3的第二端均连接控制单元，实现了每个充电桩可以通过导通不同的支路，然后控制单元能够根据不同的信号来分配不同的充电功率，进而使用该充电功率为电动汽车进行充电，因此使得充电站的额定总功率可以得到充分的利用，提高了充电站利用率，解决了现有技术中充电桩利用率较低的问题。
实施例二
图2为本发明实施例提供的充电桩实施例的场景示意图，如图2所示，本发明实施例提供一种充电桩，其可以包括实施例中任意一种功率选择电路。
为了可以实现为电动汽车进行充电，利用充电桩上的充电枪连接电动汽车，因此，充电桩还包括：充电枪。将信号触头设置在充电枪内后，充电桩可以通过该信号触头知晓其连接的电动汽车的型号、充电功率等信息。
在本发明实施例中，功率选择电路中的开关可以设置在充电桩的外表面，使得用户可以根据需要，由用户来控制功率选择电路中导通哪一条支路。即当用户将开关导通第二支路时，使用小于电动汽车的额定功率为电动汽车充电，当用户将开关导通第三支路时，使用等于电动汽车的额定功率为电动汽车充电。
本发明实施例提供的充电桩，可以通过导通功率选择电路中一条支路来控制充电桩的输出功率，实现了每个充电桩可以通过导通不同的支路，然后控制单元能够根据不同的信号来分配不同的充电功率，进而使用该充电功率为电动汽车进行充电，因此使得充电站的额定总功率可以得到充分的利用，提高了充电站利用率，解决了现有技术中充电桩利用率较低的问题。
实施例三
图3为本发明实施例提供的功率选择方法实施例的流程图，如图3所示，本发明实施例的功率选择方法，应用于实施例二中的充电桩中，具体可以包括如下步骤：
101、当信号触头连接电动汽车时，根据充电触头所在的充电桩的当前充电功率和电动汽车的状态，确定开关导通的支路。
充电站可以包括至少两个充电桩，当电动汽车进入充电站准备进行充电时，首先将电动汽车连接至其中一个充电桩，具体可以使用信号触头连接电动汽车的充电器，充电桩通过信号触头向电动汽车发送信号，由于信号触头连接电动汽车使得充电桩发送的信号会产生变化，因此，充电桩可以根据信号的变化确定信号的变化幅度，进而可以确定电动汽车的充电功率。
电动汽车在连接充电桩后，还需要确定电动汽车的当前状态是否可以进行充电，例如，用户未支付充电费用时，充电桩就不会输出电能，则该状态下的电动汽车不能使用充电桩进行充电，又例如，电动汽车的电池过度放电，出现故障，则该非正常状态下的电动汽车不能进行充电，再例如，电动汽车的电池正常，用户已经支付充电费用，此时，可以选择为电动汽车充电。
由于，电动汽车可能连接充电站中任意一个充电桩，因此，当电动汽车连接充电桩的实际功率大于或者等于电动汽车的充电功率，则可以使用该充电桩以电动汽车的充电功率进行充电。
此外，由于充电站的额定总功率会小于所有充电桩额定功率的总和，因此，当充电站中仅剩下最后一个充电桩且其它充电桩处于满功率放电时，该充电桩的实际功率就会小于电动汽车所需要的充电功率，在这样的情况下，可以利用开关导通输出较小功率的支路，利用该充电桩的当前实际功率为电动汽车进行充电。
因此，在发明实施例中，可以根据不同的情况导通不同的支路，具体地，当电动汽车为不充电状态时，通过开关导通第一支路；以及，
当电动汽车为准备充电状态且充电桩的当前充电功率小于电动汽车的充电功率时，通过开关导通第二支路；以及，
当电动汽车为准备充电状态且充电桩的当前功率大于或者等于电动汽车的充电功率时，通过开关导通第三支路。
102、根据导通的支路，确定控制单元的输出功率。
在本发明实施例中，当开关导通第一支路时，功率检测电路不导通，控制单元确定输出功率为零，即控制单元不输出脉冲宽度调制信号，交流接触器处于断开状态。当开关导通第二支路时，功率检测电路导通，控制单元确定输出功率为低功率脉冲宽度调制信号，交流接触器处于导通状态。当开关导通第三支路时，功率检测电路导通，控制单元确定输出功率为高功率脉冲宽度调制信号，交流接触器处于导通状态。
结合图1结构可知，高功率脉冲宽度调制信号和低功率脉冲宽度调制信号可以通过二极管来调整实现。具体原理是，当开关K导通第二支路时，利用二极管两端的电压差，使得二极管导通，由于信号触头反馈的信号为脉冲信号，当二极管导通后，正向信号可以经二极管传递至采样管脚，反向信号不能通过二极管，因此，控制单元根据该正向信号，输出低功率脉冲宽度调制信号。当开关K导通第三支路时，信号触头反馈的信号直接传递至控制单元，控制单元根据该信号输出高功率脉冲宽度调制信号。
103、根据输出功率向电动汽车输出电能。
具体地，通过交流接触器的状态，确定相应的输出功率，使用该输出功率为电动汽车输出电能。
本发明实施例提供的功率选择方法，可以通过导通功率选择电路中一条支路来控制充电桩的输出功率，实现了每个充电桩可以通过导通不同的支路，然后控制单元能够根据不同的信号来分配不同的充电功率，进而使用该充电功率为电动汽车进行充电，因此使得充电站的额定总功率可以得到充分的利用，提高了充电站利用率，解决了现有技术中充电桩利用率较低的问题。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到至少两个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种功率选择电路，应用于充电桩内，其特征在于，包括：
信号触头；
控制单元；
开关；
第一支路；
第二支路；
第三支路；
所述信号触头连接所述开关的第一端；
所述开关的第二端包括三个触点，每个所述触点分别连接前述三条支路各自的第一端；
所述第二支路的第二端和所述第三支路的第二端均连接所述控制单元；
所述控制单元，包括：采样管脚；
所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端均连接所述采样管脚；
所述触点包括：第一触点；
所述第一支路的第一端通过所述第一触点连接所述开关的第二端；
所述第一支路的第二端悬空或接地；
所述触点还包括：第二触点；
所述第二支路包括：二极管；
所述第二触点位于所述第二支路的第一端，用于连接所述开关的第二端；
所述第二触点连接所述二极管的第一端，所述二极管的第二端连接所述采样管脚；
所述第二支路，用于在充电桩的实际功率小于车辆充电的最小功率时，使用充电桩的实际功率为车辆进行充电；
所述触点还包括：第三触点；
所述第三触点位于所述第三支路的第一端，用于连接所述开关的第二端；
所述第三支路的第二端连接所述采样管脚；
所述第三支路，用于在充电桩的实际功率充足时，使用电动汽车的额定功率为电动汽车进行充电。
2.根据权利要求1所述的功率选择电路，其特征在于，所述控制单元为微控制单元控制器。
3.一种充电桩，其特征在于，包括权利要求1或2所述的功率选择电路。
4.根据权利要求3所述的充电桩，其特征在于，还包括：充电枪；
所述信号触头设置在所述充电枪内。
5.一种功率选择方法，应用于权利要求3或4所述的充电桩，其特征在于，包括：
当信号触头连接电动汽车时，根据所述信号触头所在的充电桩的当前充电功率和所述电动汽车的状态，确定开关导通的支路；
根据所述导通的支路，确定控制单元的输出功率；
根据所述输出功率向所述电动汽车输出电能。
6.根据权利要求5所述的功率选择方法，其特征在于，所述根据所述信号触头所在的充电桩的当前充电功率和所述电动汽车的状态，确定开关导通的支路，包括：
当所述电动汽车为不充电状态时，通过开关导通第一支路；以及，
当所述电动汽车为准备充电状态且所述充电桩的当前充电功率小于所述电动汽车的充电功率时，通过开关导通第二支路；以及，
当所述电动汽车为准备充电状态且所述充电桩的当前功率大于或者等于所述电动汽车的充电功率时，通过开关导通第三支路。
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