CN106828159A - 一种便携式电动汽车充电系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式电动汽车充电系统及方法，包括：充电控制模块，充电控制模块分别与输入模块、转换模块、输出模块及人机交互模块通信；充电控制模块用于实现对输入回路信息、转换回路信息、输出回路信息的采集和控制；人机交互模块用于设置充电输入参数、充电转换参数及充电输出参数；输入模块，用于提供功率的输入，实现单或多交流输入、单或多直流输入以及单或多交流直流互备式输入方式；转换模块，根据充电控制模块的控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流或直流变交流方式的电源转换；实现移动应急式、简便便携式充电，并也可通过人机、互联网、移动平台交互完成充电信息共享、充电控制、计费支付功能。

Description

一种便携式电动汽车充电系统及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电领域，具体涉及一种便携式电动汽车充电系统及方法。
背景技术
在众多电动汽车充电设备应用中，充电设备比较简单单一，一般是交流变直流、交流变交流、直流变交流、直流变直流方式，并且，基本是分体式、一体式充电设备呈现模式。
现有的充电系统存在的技术缺点是：
1、无法实现交直流输入及交直流输出，不能满足多种充电方式的需求。
2、现有充电设备系统基本都是场所固定，体型较大，不宜移动，不够方便。
3、现有的充电系统的不够智能化。
4、现有的充电系统无法实现数据的共享且不具有实时报警的功能。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种便携式电动汽车充电系统及方法，本发明由输入模块、能量存储模块、转换模块、输出模块，人机交互、充电控制模块，计量计费模块等部分构成，能够完成多种功能。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种便携式电动汽车充电系统，包括：充电控制模块，所述充电控制模块分别与输入模块、转换模块、输出模块及人机交互模块通信；
所述充电控制模块用于实现对输入回路信息、转换回路信息、输出回路信息的采集和控制；
所述人机交互模块用于设置充电输入参数、充电转换参数及充电输出参数；
所述输入模块，用于提供功率的输入，实现单或多交流输入、单或多直流输入以及单或多交流直流互备式输入方式；
所述转换模块，根据充电控制模块的控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流或直流变交流方式的电源转换；
所述输出模块，用于实现单或多交流输出、单或多直流输出、单或者多交直流同时输出方式，通过充电控制模块完成直流控制方式单或多路输出、交流控制方式的单或者多路输出；
所述充电控制模块还通过无线通信模块将接收的信息传输至云平台，在云平台进行展示，便于远程的对该系统进行监控及管理。
所述无线通信模块为蓝牙模块、红外模块或Zig Bee模块，所述云平台包括云服务器及与之配套的显示装置。
所述充电控制模块还与报警模块相连，当充电时间或者与之相连的模块的故障信息或者充电控制模块自身存在故障时均会发出报警信息，发出相应的报警信息。便于及时了解该系统的工作状态，提高使用的可靠性及安全性。
进一步的，所述交直流输入输出的可移动且便携式充电系统还可以包括能量存储模块，所述能量存储模块使用电池作为能量存储介质，具有充电或者放电模式，进行放电或者充电功能，所述输入模块提供的功率输入如果是直流输入，功率可以直接传输到能量存储模块。
进一步的，所述输入模块提供的功率输入如果是交流输入，输入模块的交流输入需要经过转换模块进行转化后传输至能量存储模块存储或者输出模块进行输出。
进一步的，所述交直流输入输出的可移动且便携式充电系统还可以包括信息互联通信模块，所述信息互联通信模块与充电控制模块通信，所述信息互联通信模块支持网口、CAN、485、无线4G通讯方式进行互联操作，完成充电预约、预约充电、远程充电控制及在线支付功能。
进一步的，所述转换模块进行电源转换后为能量存储模块或输出模块提供能量输出。
进一步的，所述充电控制模块对输入回路的控制实现输入回路具备直流时序及交流时序供电控制输入方式，实现单或者多路的主备切换的输入控制方式，可以给能量存储模块或者转换模块的转换口提供能量；
进一步的，所述充电控制模块对输出回路的控制实现输出回路具备完成直流时序、交流时序供电控制方式，输出回路的供电电源可以是输入模块通过转变模块直接供电，或者能量存储模块直接通过转换模块进行供电方式。
进一步的，所述交直流输入输出的可移动且便携式充电系统还可以包括计量计费模块，所述计量计费模块与充电控制模块相连，实现对充电过程中电量的统计及计费。
进一步的，所述输入模块包括多个交流输入口及多个直流输入口、输入口控制模块、主设备控制模块、第一能量计量模块及输入口采集处理模块，主设备控制模块分别与输入口控制模块、第一能量计量模块及输入口采集处理模块通信；
通过人机交互模块的人机界面选择输入方式之后，输入采集处理模块采集输入口的信息，然后输入口控制模块控制对输入口进行输入口的选择和确认，并且控制调节能量输入，通过能量计量模块，记录输入口电能的总输入量。
进一步的，所述转换模块：主要完成输入对输出的设定能量转换，包括n个AC/AC转换模块，n个DC/DC转换模块，n个AC/DC转换模块，n个DC/AC转换模块；
根据人机交互模块的人机界面预设的充电值或者充电方式，输出口提供的充电需求，确定能量转换方式，同时满足能量从输入口到输出口的能量调节。
进一步的，所述输出模块：包括n个交流输出口及n个直流输出口，输出口控制模块、第二能量计量模块及输出口采集处理模块；
根据人机交互模块的人机界面选择输出方式之后，通过输出口控制模块，完成交流或者直流口的输出控制，并且通过输出口采集处理模块信息的反馈，可以矫正调整输出口的能量输出；能量输出时通过第二计量模块可以计算出能量对外提供量，从而可以完成计费数据功能。
进一步的，所述能量存储模块：包括n个电池组，输入输出控制模块、第三电能计量模块及信息采集模块；
电池组通过输入输出控制模块的输入控制可以接收电能，进而存储电能，通过输入输出控制模块的输出控制可以让电池放电，对外提供电能；在电池充放电能过程，第三电能计量模块可以记录每次充放电量的值；在整个过程中，电压电流以及输入开关和输出开关的信号以及控制都通过信号采集模块来完成。
一种交直流输入输出的可移动且便携式充电方法，包括以下步骤：
参数设置：通过人机交互模块对应的人机界面设置充电输入参数、充电转换参数及充电输出参数；
充电控制模块根据设置的参数，实现对输入回路信息、转换回路信息、输出回路信息的采集和控制；
利用输入模块提供功率的输入，实现单或多交流输入、单或多直流输入以及单或多交流直流互备式输入方式；
输入模块输入的功率进入转换模块，转换模块根据充电控制模块的控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流或直流变交流方式的电源转换；
根据参数的设置输出模块实现单或多交流输出、单或多直流输出、单或者多交直流同时输出方式，通过充电控制模块完成直流控制方式单或多路输出、交流控制方式的单或者多路输出。
进一步的，输入模块输入的功率进入转换模块，转换模块根据充电控制模块的控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流或直流变交流方式的电源转换后传输至能量存储模块进行能量存储。
进一步的，输入模块输入的电量、输出模块输出的电量及能量存储模块存储的电量均可进行计量计费。
本发明的有益效果：
本发明交直流输入交直流输出可移动便携式多功能充电系统，一方面通过输入口以同时或主备式接入电能，能量可经过转换模块存储到电池组内，输入口电能和电池组电能可同时或者主备方式通过转换模块，对供电输出口提供电能输出；另一方面根据输入输出功率以及电池组容量配置，可附着于移动设备或者空间较小的设备，实现移动应急式、简便便携式充电，并也可通过人机、互联网、移动平台交互完成充电信息共享、充电控制、计费支付功能。
附图说明
图1是本发明一种交直流输入、输出简便式多功能充电系统及方法原理框图；
图2是本发明输入模块处理图；
图3是本发明转换模块处理图；
图4是本发明输出模块处理图；
图5是本发明能量存储模块处理图；
图6本发明的充电信号流程图；
图7本发明的用户使用流程图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如图1所示，一种交直流输入输出简便式多功能充电系统由输入模块、信息互联通信模块、能量存储模块、转换模块、输出模块，人机交互、充电控制模块，计量计费模块等部分构成。
输入模块：可以单或多交流输入、单或多直流输入、单或多交流直流互备式输入方式，提供功率的输入。输入模块可以根据需要进行拆卸和添加。
根据系统的整体配置，输入模块提供的是功率输入，如果是直流输入，功率可以直接传输到能量存储模块，也可以直接到输出模块，如果是交流输入，需要经过转换模块，之后可以存储或者输出。
能量存储模块：使用电池作为能量存储介质、可以选择充电或者放电模式、进行放电或者充电功能。能量存储模块，可以根据需要进行拆卸和添加。
转换模块：可以根据控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流、直流变交流等多种方式的电源转换，可以对电池或者输出口提供能量输出。
输出模块：可以单或多交流输出、单或多直流输出、单或者多交直流同时输出方式，通过充电控制模块完成直流控制方式单或多路输出、交流控制方式的单或者多路输出；并且输入模块可以根据需要进行卸载和添加。
人机交换、充电控制模块：可以提供完整的充电输入参数、充电转换参数、充电输出参数设置；以及输入回路信息、转换回路信息、输出回路的采集和控制；输入回路可具备直流时序、交流时序等多种供电控制输入方式，可实现单或者多路的主备切换的输入控制方式，可以给电池或者转换口提供能量；输出回路具备完成直流时序、交流时序等供电控制方式，输出回路的供电电源可以是输入模块通过转变模块直接供电、或者电池模块直接通过转换模块进行供电方式。
信息互联通信模块：支持网口、CAN、485、无线4G等多种通讯方式进行互联操作、完成充电预约、预约充电、远程充电控制、在线支付等多种功能。
如图2所示，输入模块：可以根据功率要求和输入接入要求、灵活实现单、多、主备等多种组合方式，相应的采集、控制模块也可根据输入需要进行变动；
输入模块包括多个交流输入口及多个直流输入口、输入口控制模块、主设备控制模块、能量计量模块、输入口采集处理模块。
人机界面选择输入方式之后，输入采集处理模块采集输入口的信息，然后输入口控制模块控制对输入口进行输入口的选择和确认，并且控制调节能量输入，通过计量计费模块，记录输入口电能的总输入量。
如图3所示，转换模块：主要完成输入对输出的设定能量转换，包括n个AC/AC转换模块，n个DC/DC转换模块，n个AC/DC转换模块，n个DC/AC转换模块，
根据人机界面预设的充电值或者充电方式，输出口提供的充电需求，确定合适的能量转换方式，同时满足能量从输入口到输出口的能量调节。
如图4所示，输出模块：包括n个交流输出口及n个直流输出口，输出口控制模块、能量计量模块及输出口采集处理模块；
人机界面选择输出方式之后，通过输出控制模块，完成交流或者直流口的输出控制，并且通过输出口的采集处理模块信息的反馈，可以矫正调整输出口的能量输出；能量输出时通过计量模块可以计算出能量对外提供量，从而可以完成计费数据功能。
如图5所示，能量存储模块：包括n个电池组，输入输出控制模块、电能计量模块及信息采集模块；
电池组通过输入控制可以接收电能，进而存储电能，通过输出控制可以让电池放电，对外提供电能；在电池充放电能过程，电能计量模块可以记录每次充放电量的值；在整个过程中，电压电流以及输入开关和输出开关的信号以及控制都通过信号采集模块来完成。
如图6所示，一种交直流输入输出的可移动且便携式充电方法，包括以下步骤：
参数设置：通过人机交互模块对应的人机界面设置充电输入参数、充电转换参数及充电输出参数；
充电控制模块根据设置的参数，实现对输入回路信息、转换回路信息、输出回路信息的采集和控制；
利用输入模块提供功率的输入，实现单或多交流输入、单或多直流输入以及单或多交流直流互备式输入方式；
输入模块输入的功率进入转换模块，转换模块根据充电控制模块的控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流或直流变交流方式的电源转换；
根据参数的设置输出模块实现单或多交流输出、单或多直流输出、单或者多交直流同时输出方式，通过充电控制模块完成直流控制方式单或多路输出、交流控制方式的单或者多路输出。
输入模块输入的功率进入转换模块，转换模块根据充电控制模块的控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流或直流变交流方式的电源转换后传输至能量存储模块进行能量存储。
输入模块输入的电量、输出模块输出的电量及能量存储模块存储的电量均可进行计量计费。
需要说明的是，本申请的充电系统的工作的过程是通过当前系统的配属模块，可以实现功率的输入从而达到功率的存储或输出。组合根据需要的功能应用，可以有多种样式存在。
1、输入模块可以拆卸和添加。
2、电池模块可以拆卸和添加。
3、输出模块可以拆卸和添加。
4、计量计费模块可以拆卸和添加。
5、可以以人机交互、充电控制模块+转换模块+输入模块+能量存储模块方式存在。
6、可以以人机交互、充电控制模块+输入模块+转换模块+输出模块方式存在。
7、可以以人机交互、充电控制模块+能量存储模块+转换模块+输出模块方式存在。
8、可以以人机交互、充电控制模块+输入模块+转换模块+输出模块+信息互联通信模块+计量计费模块。
9、可以以人机交互、充电控制模块+输入模块+转换模块+输出模块+计量计费模块。
10、以上几种可以灵活组成移动应急式和简单便携式、收费和不计费设备形式存在。
模块之间通讯方式使用标准工业通讯接口，CAN通讯，485通讯方式，对输入模块、能量存储模块、转换模块、输出模块，人机交互模块，充电控制模块，计量计费模块进行通讯的物理连接，接口统一标准尺寸规格。
各个部分可独立的处理完成本模块功能、独立处理本模块的计算处理、业务处理；又能实现模块间的相互通讯与数据传输控制，以及功能配合处理。
如图7所示，本发明的充电系统的充电过程：
A、用户选择输入功能：交流或者直流。
B、用户选择存储功能；
C、用户选择输出方式；
D、充电开始；
E、计费结算，结束。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种便携式电动汽车充电系统，其特征是，包括：充电控制模块，所述充电控制模块分别与输入模块、转换模块、输出模块及人机交互模块通信；
所述充电控制模块用于实现对输入回路信息、转换回路信息、输出回路信息的采集和控制；
所述人机交互模块用于设置充电输入参数、充电转换参数及充电输出参数；
所述输入模块，用于提供功率的输入，实现单或多交流输入、单或多直流输入以及单或多交流直流互备式输入方式；
所述转换模块，根据充电控制模块的控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流或直流变交流方式的电源转换；
所述输出模块，用于实现单或多交流输出、单或多直流输出、单或者多交直流同时输出方式，通过充电控制模块完成直流控制方式单或多路输出、交流控制方式的单或者多路输出；
所述充电控制模块还通过无线通信模块将接收的信息传输至云平台，在云平台进行展示；
所述无线通信模块为蓝牙模块、红外模块或Zig Bee模块，所述云平台包括云服务器及与之配套的显示装置；
所述充电控制模块还与报警模块相连，当充电时间或者与之相连的模块的故障信息或者充电控制模块自身存在故障时均会发出报警信息，发出相应的报警信息。
2.如权利要求1所述的一种便携式电动汽车充电系统，其特征是，所述交直流输入输出的可移动且便携式充电系统还可以包括能量存储模块，所述能量存储模块使用电池作为能量存储介质，具有充电或者放电模式，进行放电或者充电功能，所述输入模块提供的功率输入如果是直流输入，功率可以直接传输到能量存储模块。
3.如权利要求2所述的一种便携式电动汽车充电系统，其特征是，所述输入模块提供的功率输入如果是交流输入，输入模块的交流输入需要经过转换模块进行转化后传输至能量存储模块存储或者输出模块进行输出。
4.如权利要求1所述的一种便携式电动汽车充电系统，其特征是，所述交直流输入输出的可移动且便携式充电系统还可以包括信息互联通信模块，所述信息互联通信模块与充电控制模块通信，所述信息互联通信模块支持网口、CAN、485、无线4G通讯方式进行互联操作，完成充电预约、预约充电、远程充电控制及在线支付功能。
5.如权利要求1所述的一种便携式电动汽车充电系统，其特征是，所述转换模块进行电源转换后为能量存储模块或输出模块提供能量输出。
6.如权利要求2所述的一种便携式电动汽车充电系统，其特征是，所述充电控制模块对输入回路的控制实现输入回路具备直流时序及交流时序供电控制输入方式，实现单或者多路的主备切换的输入控制方式，可以给能量存储模块或者转换模块的转换口提供能量。
7.如权利要求1所述的一种便携式电动汽车充电系统，其特征是，所述充电控制模块对输出回路的控制实现输出回路具备完成直流时序、交流时序供电控制方式，输出回路的供电电源可以是输入模块通过转变模块直接供电，或者能量存储模块直接通过转换模块进行供电方式。
8.如权利要求1所述的一种便携式电动汽车充电系统，其特征是，所述输入模块包括多个交流输入口及多个直流输入口、输入口控制模块、主设备控制模块、第一能量计量模块及输入口采集处理模块，主设备控制模块分别与输入口控制模块、第一能量计量模块及输入口采集处理模块通信；
通过人机交互模块的人机界面选择输入方式之后，输入采集处理模块采集输入口的信息，然后输入口控制模块控制对输入口进行输入口的选择和确认，并且控制调节能量输入，通过能量计量模块，记录输入口电能的总输入量。
9.如权利要求1所述的一种便携式电动汽车充电系统，其特征是，所述转换模块：主要完成输入对输出的设定能量转换，包括n个AC/AC转换模块，n个DC/DC转换模块，n个AC/DC转换模块，n个DC/AC转换模块；
根据人机交互模块的人机界面预设的充电值或者充电方式，输出口提供的充电需求，确定能量转换方式，同时满足能量从输入口到输出口的能量调节。
10.一种交直流输入输出的可移动且便携式充电方法，其特征是，包括以下步骤：
参数设置：通过人机交互模块对应的人机界面设置充电输入参数、充电转换参数及充电输出参数；
充电控制模块根据设置的参数，实现对输入回路信息、转换回路信息、输出回路信息的采集和控制；
利用输入模块提供功率的输入，实现单或多交流输入、单或多直流输入以及单或多交流直流互备式输入方式；
输入模块输入的功率进入转换模块，转换模块根据充电控制模块的控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流或直流变交流方式的电源转换；
根据参数的设置输出模块实现单或多交流输出、单或多直流输出、单或者多交直流同时输出方式，通过充电控制模块完成直流控制方式单或多路输出、交流控制方式的单或者多路输出；
输入模块输入的功率进入转换模块，转换模块根据充电控制模块的控制实现交流变交流、直流变直流、交流变直流或直流变交流方式的电源转换后传输至能量存储模块进行能量存储；
输入模块输入的电量、输出模块输出的电量及能量存储模块存储的电量均可进行计量计费。
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