CN106828145B - 充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法，解决了现有技术的不足，技术方案为：根据需要建立环形网络形式将交直流变换模块进行连接，交直流变换模块之间均配设有控制开关，交直流变换模块均对应有一个充电接口和一个需求数据读取器，所述控制开关的控制端与充电主控制器连接，所述需求数据读取器也与所述充电主控制器连接；充电主控制器根据充电接口的工作状态判断当前交直流变换模块的工作状态和工作数量；若当前工作的充电接口中，若需求数据读取器输入的数据大于所述交直流变换模块的输出功率时，则执行步骤四，若需求数据读取器输入的数据小于等于所述交直流变换模块的输出功率时，执行后续步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性充电优化方法，特别涉及一种充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法。
背景技术
在化石燃料日益紧张的环境下，电动汽车在节能减排、遏制温室效应及保障国家能源安全等方面有着传统汽车有着传统汽车无法比拟的优势，故受到了各个方面的广泛关注。其相关配套行业日益发展，正由于相关技术的成熟与推进，使电动汽车在各个领域均有应用，其应用面广泛造成电动汽车整车功率大小差距大，用户配套非车载充电机时造成选择性困难：大功率非车载充电机成本高供给小功率电动汽车使用效率低，利用率达不到100％；小功率非车载充电机成本低，但其为大功率电动汽车充电时间长，无法满足实际应用，故出现了非车载充电机柔性充电的方法。
现有的非车载充电机柔性充电方法采用模块分组放射式功率分配(参见附图1)，此种方案对器件要求低，层次构架简单；但其成本过高，功率分配档位过多或输出母线过多会让软件逻辑复杂度增加；非车载充电机柔性充电方法初衷是为了提高使用效率、合理分配，但此类方案大大的增加了成本，在多输出类非车载充电机的推广上因经济成本造成阻碍。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有的非车载充电机柔性充电方法采用模块分组放射式功率分配，此种方案对器件要求低，层次构架简单；但其成本过高，功率分配档位过多或输出母线过多会让软件逻辑复杂度增加的问题，提供了一种充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法，包括以下步骤：
步骤一：根据需要建立环形网络形式将交直流变换模块进行连接，交直流变换模块之间均配设有控制开关，交直流变换模块均对应有一个充电接口和一个需求数据读取器，所述控制开关的控制端与充电主控制器连接,所述需求数据读取器也与所述充电主控制器连接；
步骤二：充电主控制器根据充电接口的工作状态判断当前交直流变换模块的工作状态和工作数量；
步骤三：若当前工作的充电接口中，若需求数据读取器输入的数据大于所述交直流变换模块的输出功率时，则执行步骤四，若需求数据读取器输入的数据小于等于所述交直流变换模块的输出功率时，执行步骤六；
步骤四：充电主控制器判断当前依然存在有空闲的交直流变换模块，则闭合工作中的交直流变换模块与空闲的交直流变换模块之间的控制开关；否则直接执行步骤六；
步骤五：若当前工作的交直流变换模块的输出功率小于所述需求数据则重复执行步骤四，若当前工作的交直流变换模块的输出功率大于等于所述需求数据则重复执行步骤六；
步骤六：对工作的充电接口根据需求数据读取器输入的数据进行限流，直到工作的充电接口停止工作，然后执行步骤七；
步骤七：切断步骤四中闭合的控制开关。本发明提出了一种考虑成本经济性和控制逻辑的车载充电机柔性充电方法。例如：一台120KW一机四充直流充电桩闭合环形功率分配方案；闭合环形功率分配方案只采用12只直流接触器而放射式功率分配方案则需要32只(正负回路接触器数*母线数*档位数＝2*4*4＝32只)，能节约大量成本，且本方案在改装一机四枪均充时只需拆卸12只直流接触器与改变总输出直流接触器的容量即可改装完成，兼容性更高应用面更广，在软件层次由于其控制点较少，逻辑条理更清晰等优点。
作为优选，在所述步骤一中，每一个充电接口均还配设有一个锁定用的控制开关，锁定用的控制开关的控制端与充电主控制器连接，锁定用的控制开关为常闭状态。
作为优选，在所述步骤四中，引入工作状态中的空闲的交直流变换模块所对应的锁定用的控制开关断开，锁定用的控制开关所对应的充电接口停止充电，直到步骤七，引入工作状态中的空闲的交直流变换模块所对应的锁定用的控制开关重新闭合导通。
作为优选，所述任意交直流变换模块之间均配设有控制开关。
作为优选，所述相邻交直流变换模块之间均配设有控制开关。
作为优选，所述控制开关为直流接触器、三极管或场效应管、电子管。
作为优选，所述首个交直流变换模块与最后一个交直流变换模块之间均配设有控制开关。
本发明的实质性效果是：本发明提出了一种考虑成本经济性和控制逻辑的车载充电机柔性充电方法。例如：一台120KW一机四充直流充电桩闭合环形功率分配方案；闭合环形功率分配方案只采用12只直流接触器而放射式功率分配方案则需要32只(正负回路接触器数*母线数*档位数＝2*4*4＝32只)，能节约大量成本，且本方案在改装一机四枪均充时只需拆卸12只直流接触器与改变总输出直流接触器的容量即可改装完成，兼容性更高应用面更广，在软件层次由于其控制点较少，逻辑条理更清晰等优点。
附图说明
图1：背景技术中表述的档位三直流输出母线放射式功率分配方案原理图；
图2：4档位双直流输出母线环形功率分配方案原理图；
图3：4档位双直流输出母线环形功率分配电路原理图；
图4：6档位双直流输出母线环形功率分配方案模型图；
图5：8档位双直流输出母线环形功率分配方案模型图；
图6：4档位四直流输出母线闭合环形功率分配方案模型图；
图7：4档位四直流输出母线闭合环形功率分配方案原理图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
一种充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法(参见附图2至附图5)，包括以下步骤：
步骤一：根据需要建立环形网络形式将交直流变换模块进行连接，交直流变换模块之间均配设有控制开关，交直流变换模块均对应有一个充电接口和一个需求数据读取器，所述控制开关的控制端与充电主控制器连接,所述需求数据读取器也与所述充电主控制器连接；所述首个交直流变换模块与最后一个交直流变换模块之间均配设有控制开关。
所述相邻交直流变换模块之间均配设有控制开关。
步骤二：充电主控制器根据充电接口的工作状态判断当前交直流变换模块的工作状态和工作数量；
步骤三：若当前工作的充电接口中，若需求数据读取器输入的数据大于所述交直流变换模块的输出功率时，则执行步骤四，若需求数据读取器输入的数据小于等于所述交直流变换模块的输出功率时，执行步骤六；
步骤四：充电主控制器判断当前依然存在有空闲的交直流变换模块，则闭合工作中的交直流变换模块与空闲的交直流变换模块之间的控制开关；否则直接执行步骤六；
步骤五：若当前工作的交直流变换模块的输出功率小于所述需求数据则重复执行步骤四，若当前工作的交直流变换模块的输出功率大于等于所述需求数据则重复执行步骤六；
步骤六：对工作的充电接口根据需求数据读取器输入的数据进行限流，直到工作的充电接口停止工作，然后执行步骤七；
步骤七：切断步骤四中闭合的控制开关。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：
在所述步骤一中，每一个充电接口均还配设有一个锁定用的控制开关，锁定用的控制开关的控制端与充电主控制器连接，锁定用的控制开关为常闭状态。
在所述步骤四中，引入工作状态中的空闲的交直流变换模块所对应的锁定用的控制开关断开，锁定用的控制开关所对应的充电接口停止充电，直到步骤七，引入工作状态中的空闲的交直流变换模块所对应的锁定用的控制开关重新闭合导通。
实施例3：
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：
所述任意交直流变换模块之间均配设有控制开关(参见附图6和附图7)。
实施例4：
假设整机总功率为120KW双路输出。单台充电模块输出电压500V功率15KW，则其控制流程如下：
若DC1需求小于60A时，则模块1、2直接供给DC1需求，最大可输出60A且根据实际需求进行限流输出。
若DC1需求大于60A小于120A时，则直流接触器1、2或直流接触器3、4闭合将模块3、4或模块7、8投入DC1，令DC1最大可输出120A且根据实际需求进行限流输出。
若DC1需求大于120A小于180A时，则直流接触器1、2与直流接触器3、4闭合将模块3、4与模块7、8均投入DC1，令DC1最大可输出180A且根据实际需求进行限流输出。
若DC1需求大于180A小于240A时，则直流接触器1、2与直流接触器3、4与直流接触器5、6闭合将模块3、4与模块5、6与模块7、8均投入DC1，令DC1最大可输出240A且根据实际需求进行限流输出，但此时整机功率均投入DC1，DC2将不能工作。DC2需求时同理DC1分配方案，秉行先到先得、按需分配、合理化分配或
DC2需求同理DC1分配方案，秉行先到先得、按需分配、合理化分配或按照已设定分配方案。
实施例5：
假设整机总功率为120KW双路输出。单台充电模块输出电压500V功率15KW，则其控制流程如下：
多分组充电模块双路输出，将输出DC1、DC2分配放置环形对角两端，可根据就近原则选择相邻模块进行增加DC1、DC2上的总输出功率，若需求大于3段模块组，则可软件分组将相邻两组模块合并为一组，在与其他合并后的新分组进行并组输出。
实施例6：
6组充电模块双路输出，可将DC1、DC2放置于1段充电模块、4段充电模块，应用分析如下：
若DC1需求小于1组充电模块输出时，则1段充电模块直接供给DC1需求。
若DC1需求大于1组充电模块小于2组充电模块时，则直流接触器组1或直流接触器组2闭合将2段充电模块或6段充电模块投入DC1，令DC1最大可输出为2组充电模块功率相加之和。
若DC1需求大于2组充电模块小于3组充电模块时，则直流接触器组1与直流接触器组2闭合将2段充电模块与6段充电模块投入DC1，令DC1最大可输出为3组充电模块功率相加之和。
若DC1需求大于3组充电模块小于4组充电模块时，则直流接触器组6闭合将1段充电模块与6段充电模块合并为新组，在将直流接触器组2闭合将2段充电模块与3段充电模块合并为新组,，最后将两只新合并的模块组投入DC1，令DC1最大可输出为4组充电模块功率相加之和。
若输出端其需求大于5组及以上时，可根据就近原则将2组及以上的充电模块组合并，成为新的模块组，最后将多个所需的新合并成的模块组投入所需的输出端。根据以上案例则可应用于8组及以上方案。
实施例7：
多分组充电模块四路输出，将输出DC1、DC2、DC3、DC4对称是分布于环形网中，可根据就近原则选择相邻模块进行增加DC1、DC2、DC3、DC4上的总输出功率，若需求大于3段模块组，则可软件分组将相邻两组模块合并为一组，在与其他合并后的新分组进行并组输出，若占用输出端，则其不能在输出。
实施例8：
4组充电模块四路输出，DC1放置1段充电模块、DC2放置2段充电模块、DC3放置3段充电模块、DC4放置4段充电模块上，应用分析如下：
若DC1需求小于1组充电模块输出时，则1段充电模块直接供给DC1需求。
若DC1需求大于1组充电模块小于2组充电模块时，且有空置的直流母线如DC2则直流接触器组1闭合将2段充电模块投入DC1，令DC1最大可输出为2组充电模块功率相加之和，但DC2在2段充电机退出DC1之前不得再次工作。
若DC1需求大于2组充电模块小于3组充电模块时，且有两组空置的直流母线如DC2、DC3则直流接触器组1与直流接触器组5闭合将2段充电模块与3段充电模块投入DC1，令DC1最大可输出为3组充电模块功率相加之和，但DC2在2段充电机退出DC1之前不得再次工作，DC3在3段充电机退出DC1之前不得再次工作。若DC1需求大于3组充电模块及以上时，且有三组空置的直流母线如DC2、DC3、DC4则直流接触器组1、直流接触器组4、直流接触器组5均闭合将2段充电模块、3段充电模块和4段充电模块全部投入DC1，令DC1最大可输出为4组充电模块功率相加之和，投入DC1的模块组所在的输出母线DC2、DC3、DC4均不能再次工作。
本发明以上实施例中所述控制开关为直流接触器，本发明中直流接触器均使用无极性直流接触器或MOS管控制。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：根据需要建立环形网络形式将交直流变换模块进行连接，交直流变换模块之间均配设有控制开关，交直流变换模块均对应有一个充电接口和一个需求数据读取器，所述控制开关的控制端与充电主控制器连接,所述需求数据读取器也与所述充电主控制器连接；
步骤二：充电主控制器根据充电接口的工作状态判断当前交直流变换模块的工作状态和工作数量；
步骤三：若当前工作的充电接口中，若需求数据读取器输入的数据大于所述交直流变换模块的输出功率时，则执行步骤四，若需求数据读取器输入的数据小于等于所述交直流变换模块的输出功率时，执行步骤六；
步骤四：充电主控制器判断当前依然存在有空闲的交直流变换模块，则闭合工作中的交直流变换模块与空闲的交直流变换模块之间的控制开关；否则直接执行步骤六；
步骤五：若当前工作的交直流变换模块的输出功率小于所述需求数据则重复执行步骤四，若当前工作的交直流变换模块的输出功率大于等于所述需求数据则重复执行步骤六；
步骤六：对工作的充电接口根据需求数据读取器输入的数据进行限流，直到工作的充电接口停止工作，然后执行步骤七；
步骤七：切断步骤四中闭合的控制开关。
2.根据权利要求1所述的充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法，其特征在于：在所述步骤一中，每一个充电接口均还配设有一个锁定用的控制开关，锁定用的控制开关的控制端与充电主控制器连接，锁定用的控制开关为常闭状态。
3.根据权利要求2所述的充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法，其特征在于：在所述步骤四中，引入工作状态中的空闲的交直流变换模块所对应的锁定用的控制开关断开，锁定用的控制开关所对应的充电接口停止充电，直到步骤七，引入工作状态中的空闲的交直流变换模块所对应的锁定用的控制开关重新闭合导通。
4.根据权利要求3所述的充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法，其特征在于：所述任意交直流变换模块之间均配设有控制开关。
5.根据权利要求3所述的充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法，其特征在于：所述相邻交直流变换模块之间均配设有控制开关。
6.根据权利要求1所述的充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法，其特征在于：所述控制开关为直流接触器、三极管或场效应管、电子管。
7.根据权利要求5所述的充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法，其特征在于：首个交直流变换模块与最后一个交直流变换模块之间均配设有控制开关。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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