CN106981894B - 电动汽车双枪充电回路及其充电模组分组方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动汽车双枪充电回路,解决了现有技术的不足,技术方案为:微处理器还与所有的充电模组通过通讯线连接,每个充电模组均对应设置有一个第一电子开关和一个第二电子开关,第一电子开关的控制端和第二电子开关的控制端均与微处理器连接,各充电模组对应的第一电子开关和第二电子开关输入端的正极均与所对应的充电模组的输出端正极连接;充电模组的第一电子开关和第二电子开关输入端的负极与所对应的充电模组的输出端负极连接;所有第一电子开关输出端的正极通过熔断器与充电枪A的正极连接,所有第一电子开关输出端的负极与充电枪A的负极连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种充电回路及其分组方法,特别涉及一种电动汽车双枪充电回路充电模组分组方法。
背景技术
对于传统能源的汽车,电动汽车在抑制环境污染、改善温室效应、促进经济发展和调整产业结构等方面显现出无法比拟的优越性。随着电动汽车的日益发展,对充电桩的性能要求也越来越高。双枪直流充电机比单枪充电机在性价比方面显示更大的优势,成为了未来直流充电机的主要发展方向之一。同时,如何设计直流电气回路更好的实现功率分配也成为了充电机生产厂商需要考虑的重要课题。
有的厂家提出了智能功率分配的双枪充电直流电气回路设计方案(参见附图1)。这种设计的优点是:使用电子开关数量较少,电路设计较为简单,能够实现双枪同时以整机的半功率进行充电,或者单枪以整机的全功率进行充电。但此电路必须设计互锁电路,否则6个开关同时闭合,双枪同时充电可能引发灾难性事故。在功能上,当第一充电枪的充电功率超过整机功率的半功率时,第二充电枪则无法充电,即使第一充电枪并不需要所有的充电模块同时工作为其提供输出。在上述的情况下,双枪充电实际退化为单枪充电,用户的体验度下降,供电方的单位时间的充电量并没有达到最大化,收入减少,同时损害了客户与供电方的利益。故此种电气回路设计并不可取。
智能功率分配设计方案并不能解决实际过程中出现的双枪同时以任意功率充电的情况。我们暂且把双枪同时以任意功率充电的方式称为自由功率分配。为解决双枪自由功率分配的问题,有的厂家提出采用所有模块均通过一定数量的电子开关进行并联,且每个模块的电子开关数量等于充电机所拥有的枪数目两倍;即若有n个模块m把枪,则需求的电子开关数量为2n×m个。如果枪数为双枪,则需要的电子开关数量为n×4个,共4n个(参见附图2)。这种电路设计解决了双枪自由功率分配的问题,但同时也有其固有的缺点。这种电气设计的缺点在于如果模块数量增多,则需要的电子开关数量成线性数量增长。比如充电模块数量为8个的时候,其需要的电子开关数量为32个。并且由于电子开关数量增多导致电路连接过于复杂,生产过程容易出错,生产时间和生产成本较大,不利于工厂作业。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术方案存在电路必须设计互锁电路,否则6个开关同时闭合,双枪同时充电可能引发灾难性事故,在功能上,当第一充电枪的充电功率超过整机功率的半功率时,第二充电枪则无法充电,即使第一充电枪并不需要所有的充电模块同时工作为其提供输出,在上述的情况下,双枪充电实际退化为单枪充电,用户的体验度下降,供电方的单位时间的充电量并没有达到最大化,收入减少,同时损害了客户与供电方的利益的问题,提供了一种电动汽车双枪充电回路充电模组分组方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种电动汽车双枪充电回路,包括充电枪A和充电枪B、若干个充电模组、微处理器,所述充电枪A和充电枪B均通过通讯线与所述微处理连接,所述微处理器还与所有的充电模组通过通讯线连接,所述每个充电模组均对应设置有一个第一电子开关和一个第二电子开关,第一电子开关的控制端和第二电子开关的控制端均与所述的微处理器连接,所述的各充电模组对应的第一电子开关和第二电子开关输入端的正极均与所对应的充电模组的输出端正极连接;所述充电模组的第一电子开关和第二电子开关输入端的负极与所对应的充电模组的输出端负极连接;所有第一电子开关输出端的正极通过熔断器与充电枪A的正极连接,所有第一电子开关输出端的负极与充电枪A的负极连接,所有第二电子开关输出端的正极通过熔断器与充电枪B的正极连接,所有第二电子开关输出端的负极与充电枪B的负极连接。本发明采用以上电气回路设计方案,既保证了双枪功率的自由分配,也减少了电子开关数量的使用,使双枪的功率分配控制趋于简单,降低了充电机的成本,提高了工厂的生产效率。
作为优选,所述每个充电模组内包括有至少一个充电模块,所述电动汽车双枪充电回路至少包括有三个充电模组。
作为优选,所述的各充电模组内的所有充电模块输出端的正极相互连接,所述的各充电模组内的所有充电模块输出端的负极相互连接。
作为优选,所述的微处理器通过与各充电模组的第一电子开关和第二电子开关的通讯线连接,微处理器控制各充电模组的第一电子开关、第二电子开关的通断。
作为优选,所述的微处理器通过通讯线与所述各充电模组内的充电模块连接;所述微处理器通过通讯线控制各充电模组内充电模块的输出。
作为优选,所述的微处理器通过与充电枪A和充电枪B连接的通讯线获得欲充电的充电枪的充电需求。
作为优选,电动汽车双枪充电回路所采用的充电模块总数量根据电动汽车双枪充电回路的整机功率P总与充电模块最大功率Pm来确定,计算公式为:模块数量N=P总/Pm。
作为优选,所述第一电子开关和第二电子开关为均配设有信号接收装置和状态反馈装置的电子开关。这种开关可以选用配有单片机的电子开关,例如配置有单片机的三极管、场效应管、接触器或其他可能的电子开关,也可以是成熟产品直接选用,本发明中的微控制器可以是单片机、CPU或其他处理元件。
一种电动汽车双枪充电回路及其充电模组分组方法,适用于如权利要求1所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:n从1开始取自然数,开始的充电模块总数为N;
包括以下步骤:
步骤一:剩余模块总数N中取出n个模块作为第n组,此时剩余模块的数量为N-(1+n)*n/2;
步骤二:比较剩余模块数量N-(1+n)*n/2与n+2的大小;
步骤三:如果N-(1+n)*n/2<=n+2,则每个充电模组中充电模块分配数量确定为:1,2,数量依次增大直到n,以及N-(1+n)*n/2-1最后一个充电模组中分得的充电模块数量为1,结束充电模组分组;如果N-(1+n)*n/2>n+2,则执行n=n+1,然后返回到步骤一继续执行。
本发明的实质性效果是:本发明采用以上电气回路设计方案,既保证了双枪功率的自由分配,也减少了电子开关数量的使用,使双枪的功率分配控制趋于简单,降低了充电机的成本,提高了工厂的生产效率。
附图说明
图1背景技术中智能功率分配电气回路设计图;
图2背景技术中现行的双枪自由功率分配的电气回路设计图;
图3本发明分组计算方法流程图;
图4本发明双枪通用分组优化后的电气回路设计图;
图5本发明具体实施例中分组优化后的自由功率分配电气回路图。
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:
一种电动汽车双枪充电回路,其特征在于:包括充电枪A和充电枪B、若干个充电模组、微处理器,所述充电枪A和充电枪B均通过通讯线与所述微处理连接,所述微处理器还与所有的充电模组通过通讯线连接,所述每个充电模组均对应设置有一个第一电子开关和一个第二电子开关,第一电子开关的控制端和第二电子开关的控制端均与所述的微处理器连接,所述的各充电模组对应的第一电子开关和第二电子开关输入端的正极均与所对应的充电模组的输出端正极连接;所述充电模组的第一电子开关和第二电子开关输入端的负极与所对应的充电模组的输出端负极连接;所有第一电子开关输出端的正极通过熔断器与充电枪A的正极连接,所有第一电子开关输出端的负极与充电枪A的负极连接,所有第二电子开关输出端的正极通过熔断器与充电枪B的正极连接,所有第二电子开关输出端的负极与充电枪B的负极连接。所述每个充电模组内包括有至少一个充电模块,所述电动汽车双枪充电回路至少包括有三个充电模组。所述的各充电模组内的所有充电模块输出端的正极相互连接,所述的各充电模组内的所有充电模块输出端的负极相互连接。所述的微处理器通过与各充电模组的第一电子开关和第二电子开关的通讯线连接,微处理器控制各充电模组的第一电子开关、第二电子开关的通断。
所述的微处理器通过通讯线与所述各充电模组内的充电模块连接;所述微处理器通过通讯线控制各充电模组内充电模块的输出。所述的微处理器通过与充电枪A和充电枪B连接的通讯线获得欲充电的充电枪的充电需求。电动汽车双枪充电回路所采用的充电模块总数量根据电动汽车双枪充电回路的整机功率P总与充电模块最大功率Pm来确定,计算公式为:模块数量N=P总/Pm。所述第一电子开关和第二电子开关为均配设有信号接收装置和状态反馈装置的电子开关。
一种电动汽车双枪充电回路及其充电模组分组方法(参见附图3),适用于如上所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:n从1开始取自然数,开始的充电模块总数为N;
包括以下步骤:
步骤一:剩余模块总数N中取出n个模块作为第n组,此时剩余模块的数量为N-(1+n)*n/2:
步骤二:比较剩余模块数量N-(1+n)*n/2与n+2的大小;
步骤三:如果N-(1+n)*n/2<=n+2,则每个充电模组中充电模块分配数量确定为:1,2,数量依次增大直到n,以及N-(1+n)*n/2-1最后一个充电模组中分得的充电模块数量为1,结束充电模组分组;如果N-(1+n)*n/2>n+2,则执行n=n+1,然后返回到步骤一继续执行。模组分组策略的计算结果统一表示为表1。
表1不同模块总数采用本发明计算方法得到的分组结果
更具体的举例为:
采用一个总功率为90KW,充电模块功率为15KW的直流双枪充电机回路设计方案来证明本发明的有效性(参见附图4和附图5),使此充电机具有自由功率分配功能。采用本例算法后,其分组方案见表2。
组号 | 第一模组 | 第二模组 | 第三模组 | 第四模组 |
模块个数 | 1 | 2 | 2 | 1 |
表2 6模块双枪功率自由分配的充电模块分组方案
下面对预先要充电的充电枪(充电枪A)的需求进行分析:
如果充电枪A的需求功率小于或等于15KW,此时应分配给充电枪A第一模组。如果第二充电枪的需求为1个充电模块就可以满足则分配第二把枪只有第四模组即可;如果第二充电枪的需求为2个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第二模组即可;如果第二充电枪的需求为3个充电模块就可以满足则分配第二充电枪的第一模组和第二模组;如果第二充电枪的需求为4个充电模块就可以满足则分配第二充电枪的第二模组和第三模组;如果第二充电枪的需求为5个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第二模组、第三模组和第四模组;
如果充电枪A的需求功率小于或等于30KW,此时应分配给充电枪A第二模组。如果第二充电枪的需求为1个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第四模组;如果第二充电枪的需求为2个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第三模组;如果第二把枪的需求为3个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第一模组和第三模组;如果第二把枪的需求为4个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第一模组、第三模组和第四模组;
如果充电枪A的需求功率小于或等于45KW,此时应分配给充电枪A第一模组和第二模组。如果第二充电枪的需求为1个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第四模组;如果第二充电枪的需求为2个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第三模组;如果第二充电枪的需求为3个充电模块就可以满足则分配第二把枪第三模组和第四模组;
如果充电枪A的需求功率小于或等于60KW,此时应分配给充电枪A第二模组和第三模组。如果第二充电枪的需求为1个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第一模组;如果第二充电枪的需求为2个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第一模组和第四模组;
如果充电枪A的需求功率小于或等于75KW,此时应分配给充电枪A第一模组、第二模组和第三模组。如果第二把枪的需求为1个充电模块就可以满足则分配第二充电枪第四模组;
综上所述,此分组方案可以满足双枪功率的自由分配,充电枪A不同功率范围的分组策略总结为表3。此方案所需要的电子开关数量总数为4×4=16个;而现行的满足双枪功率自由分配的电子回路设计方案需要的电子开关数量为6×4=24个。相对节省电子开关数量为24-16=8个。
表3充电枪A功率不同范围内的模组使用方案
本实施例采用以上电气回路设计方案,既保证了双枪功率的自由分配,也减少了电子开关数量的使用,使双枪的功率分配控制趋于简单,降低了充电机的成本,提高了工厂的生产效率。
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 (9)
1.一种电动汽车双枪充电回路,其特征在于:包括充电枪A和充电枪B、若干个充电模组、微处理器,所述充电枪A和充电枪B均通过通讯线与所述微处理连接,所述微处理器还与所有的充电模组通过通讯线连接,所述每个充电模组均对应设置有一个第一电子开关和一个第二电子开关,第一电子开关的控制端和第二电子开关的控制端均与所述的微处理器连接,所述的各充电模组对应的第一电子开关和第二电子开关输入端的正极均与所对应的充电模组的输出端正极连接;所述充电模组的第一电子开关和第二电子开关输入端的负极与所对应的充电模组的输出端负极连接;所有第一电子开关输出端的正极通过熔断器与充电枪A的正极连接,所有第一电子开关输出端的负极与充电枪A的负极连接,所有第二电子开关输出端的正极通过熔断器与充电枪B的正极连接,所有第二电子开关输出端的负极与充电枪B的负极连接;使用时,n从1开始取自然数,开始的充电模块总数为N;
包括以下步骤:
步骤一:剩余模块总数N中取出n个模块作为第n组,此时剩余模块的数量为N-(1+n)*n/2;
步骤二:比较剩余模块数量N-(1+n)*n/2与n+2的大小;
步骤三:如果N-(1+n)*n/2<=n+2,则每个充电模组中充电模块分配数量确定为:1,2,数量依次增大直到n,以及N-(1+n)*n/2-1最后一个充电模组中分得的充电模块数量为1,结束充电模组分组;如果N-(1+n)*n/2>n+2,则执行n=n+1,然后返回到步骤一继续执行。
2.根据权利要求1所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:所述每个充电模组内包括有至少一个充电模块,所述电动汽车双枪充电回路至少包括有三个充电模组。
3.根据权利要求2所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:所述的各充电模组内的所有充电模块输出端的正极相互连接,所述的各充电模组内的所有充电模块输出端的负极相互连接。
4.根据权利要求2所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:所述的微处理器通过与各充电模组的第一电子开关和第二电子开关的通讯线连接,微处理器控制各充电模组的第一电子开关、第二电子开关的通断。
5.根据权利要求2所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:所述的微处理器通过通讯线与所述各充电模组内的充电模块连接;所述微处理器通过通讯线控制各充电模组内充电模块的输出。
6.根据权利要求5所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:所述的微处理器通过与充电枪A和充电枪B连接的通讯线获得欲充电的充电枪的充电需求。
7.根据权利要求6所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:电动汽车双枪充电回路所采用的充电模块总数量根据电动汽车双枪充电回路的整机功率P总与充电模块最大功率Pm来确定,计算公式为:模块数量N=P总/Pm。
8.根据权利要求1所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:所述第一电子开关和第二电子开关为均配设有信号接收装置和状态反馈装置的电子开关。
9.一种电动汽车双枪充电回路及其充电模组分组方法,适用于如权利要求1所述的电动汽车双枪充电回路,其特征在于:n从1开始取自然数,开始的充电模块总数为N;
包括以下步骤:
步骤一:剩余模块总数N中取出n个模块作为第n组,此时剩余模块的数量为N-(1+n)*n/2;
步骤二:比较剩余模块数量N-(1+n)*n/2与n+2的大小;
步骤三:如果N-(1+n)*n/2<=n+2,则每个充电模组中充电模块分配数量确定为:1,2,数量依次增大直到n,以及N-(1+n)*n/2-1最后一个充电模组中分得的充电模块数量为1,结束充电模组分组;如果N-(1+n)*n/2>n+2,则执行n=n+1,然后返回到步骤一继续执行。
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