CN106992563A - 可扩展的充电单元控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及充电控制领域，具体提供一种可扩展的充电单元控制系统，旨在解决现有换电站功能单一、充电终端不容易快速扩展的缺陷。为此目的，本发明的可扩展的充电单元控制系统包括主控制单元和多个充电控制单元，所述充电控制单元与所述主控制单元通信连接，并且所述充电控制单元与待充电对象对应连接，其中，每个所述充电控制单元在所述主控制单元上具有独立的硬件地址。通过为每个充电控制单元分配独立的硬件地址，每个充电控制单元具有了唯一的ID，解决了每个电池包的ID相同所引起的问题，同时方便了主控制单元对充电控制单元的管理和充电控制单元的扩展。

Description

可扩展的充电单元控制系统
技术领域
本发明涉及充电控制领域，尤其涉及一种可扩展的充电单元控制系统。
背景技术
目前，电动汽车充换电设施技术研究及产业发展十分迅速，快速充电站及换电站项目建设加速，但是，现有换电站的充电单元和充电终端一般与正在充电的电池包是一一对应的，很难快速扩展充电终端的数量，而且电池充电不能实现统一管理。因此，本领域需要一种新的充电控制系统来解决上述问题。
发明内容
技术问题
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中换电站充电功能单一、充电终端不容易扩展，充电功率固定的缺陷。
解决方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可扩展的充电单元控制系统，所述充电单元控制系统包括主控制单元和多个充电控制单元，所述充电控制单元与所述主控制单元通信连接，并且所述充电控制单元与待充电对象对应连接，其中，每个所述充电控制单元在所述主控制单元上具有独立的硬件地址。
在上述的可扩展的充电单元控制系统的优选实施例中，每个所述充电控制单元之间彼此通信连接。
在上述的可扩展的充电单元控制系统的优选实施例中，所述待充电对象是换电系统的电池包或电动车辆。
在上述的可扩展的充电单元控制系统的优选实施例中，所述待充电对象通过充电器连接到所述充电控制单元。
在上述的可扩展的充电单元控制系统的优选实施例中，所述充电单元控制系统还包括与所述主控制单元通信连接并且与所述充电控制单元电连接的充电复用模块，所述充电复用模块用于实现所述充电控制单元的复用，所述待充电对象通过所述充电复用模块选择性地电连接到所述充电控制单元。
在上述的可扩展的充电单元控制系统的优选实施例中，所述充电复用模块是包括多个控制开关的控制模组，所述主控制单元通过控制所述多个控制开关来实现所述充电控制单元的复用。
在上述的可扩展的充电单元控制系统的优选实施例中，所述充电单元控制系统还包括设置在所述充电复用模块与所述待充电对象之间或者所述充电复用模块与所述充电控制单元之间的整流器，所述充电控制单元与所述整流器通信连接，用于调整所述整流器的输出电压和/或电流。
在上述的可扩展的充电单元控制系统的优选实施例中，所述充电单元控制系统还包括CAN集线器，所述充电控制单元与所述主控制单元通过所述CAN集线器以CAN总线的方式通信连接。
在上述的可扩展的充电单元控制系统的优选实施例中，所述充电控制单元与所述待充电对象通过CAN总线通信连接。
在上述的可扩展的充电单元控制系统的优选实施例中，所述充电控制单元与所述整流器通过CAN总线通信连接。
有益效果
本发明的可扩展的充电单元控制系统通过为每个充电控制单元赋予独立的硬件地址，从硬件地址区分开每个充电控制单元，解决了因每个电池包的ID相同而无法集中管理的问题，同时方便了充电控制单元的扩展；而且充电控制单元通过CAN总线通信连接主控制单元，不仅实现了充电控制单元与主控制单元之间的通信连接，而且使各个充电控制单元之间也实现了互相连接，解决了在充电控制单元之间传输信息时需要先传输给主控制单元，然后再下发给目标充电控制单元的问题，节省了传递时间；此外，通过充电复用模块实现了充电控制单元和整流器的复用，提高了充电控制单元和整流器的使用效率，达到节约充电控制单元和整流器的使用数量的目的。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
附图作为说明书的一部分，与说明书其余部分一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1示出根据本发明的示例性实施例的可扩展的充电单元控制系统的示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好地解释本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。但是，本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的核心原理。
如图1所示，根据本发明的示例性实施例的可扩展的充电单元控制系统包括主控制单元、多个充电控制单元和CAN集线器。多个充电控制单元分别与主控制单元通信连接，每个充电控制单元之间彼此通信连接，并且充电控制单元与待充电对象对应连接。优选地，充电控制单元与主控制单元通过CAN总线通信连接。如图1所示，当充电控制单元扩展数量较多时，主控制单元与充电控制单元通过CAN集线器通信连接，以便进一步扩展充电控制单元的数量。在本发明中，不仅充电控制单元通过CAN总线通信连接主控制单元，充电控制单元与主控制单元之间也通过CAN总线通信连接，从而解决了在充电控制单元之间传输信息时需要先传输给主控制单元，然后再下发到目标充电控制单元的问题，节省了传递时间。当然，充电控制单元与主控制单元之间以及充电控制单元之间也可以通过本领域技术人员已知的其它通信连接方式连接。
进一步，每个充电控制单元在主控制单元上具有独立的硬件地址。主控制单元为每个充电控制单元分配独立的硬件地址，即物理地址，该物理地址可以通过拨码方式实现，从而从硬件地址上区分开每个充电控制单元，解决了因每个电池包的ID相同而导致无法集中管理的问题，同时能够根据换电站的需要方便地增加或减少充电控制单元，进而增加或减少充电终端以调整换电站的规模，实现了对充换电站的灵活管理和扩展。
特别地，待充电对象也通过CAN总线通信连接充电控制单元。在这里，待充电对象包括但不限于换电系统的电池包。当然，待充电对象还包括电动汽车、电动自行车等其他用电设备。
电池包与充电控制单元相连接。当插接电池包时，电池包向充电控制单元发送关于电池包插接状况的信号，尤其是发送电池包已插接就位的信号，充电控制单元在接收到电池包已插接就位的信号后，才向电池包充电。电池包还向充电控制单元反馈电池充电信息，对电池包进行充电管理。在这里，电池充电信息包括电池的当前电荷量、已充电时间、预计剩余充电时间、电池的当前充电循环次数等与电池充电相关的信息。由此，本发明不仅解决了电池包充电时的插接管理问题，还解决了与多台车辆的电池管理系统(BMS)通信的问题。
继续参阅图1，本发明的示例性实施例的充电单元控制系统还包括充电复用模块。充电复用模块与各个充电控制单元电连接，同时与主控制单元通信连接，待充电对象能够通过充电复用模块选择性地电连接到充电控制单元，充电复用模块用于实现充电控制单元的复用。特别地，充电复用模块是包括多个控制开关的控制模组，主控制单元通过控制所述多个控制开关来实现所述充电控制单元的复用。在应用中，例如当某个电池包充满电时，充电控制单元向主控制单元发送该充电控制单元可以复用的信号，主控制单元向充电复用模块发送该充电控制单元可以复用的信号，促使充电复用模块的控制模组闭合相应的控制开关，充电控制单元将电流输送到待充电对象。本领域技术人员能够理解的是，这种设置可以大幅度提高充电控制单元的利用率。
接着参阅图1，本发明的示例性实施例的充电单元控制系统还包括整流器，整流器布置在充电复用模块与待充电对象之间，分别与充电复用模块和待充电对象相连接。充电控制单元与整流器通信连接，优选通过CAN总线通信连接，以便调整整流器的输出电压和/或电流，满足待充电对象的要求。在图1所示的实施例中，充电控制单元控制整流器向与整流器连接的待充电对象充电。通过对充电控制单元的复用，实现了与各充电控制单元连接的相应整流器的复用，从而在不增加充电控制单元和相应的整流器的个数的情形下实现了更高效地向待充电对象充电，同时提高了充电控制模块和整流器的使用效率。
在替代性实施例中，整流器也可布置在充电控制单元与充电复用模块之间，整流器分别与充电控制单元和充电复用模块连接，整流器的输出电流通过充电复用模块输送给待充电对象。
如图1所示，待充电对象还可通过充电器连接到充电控制单元上，特别地，待充电对象通过充电器经由CAN总线通信连接充电控制单元。这样，充电控制单元经由充电器对待充电对象充电，例如对电动汽车或电动自行车等充电，充电器例如可以是充电桩或充电枪的形式，于是，换电站具备了对外充电能力。从而通过充电器，例如充电桩集成到换电站中，实现了换电与充电的多功能统一管理。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，所述充电单元控制系统包括主控制单元和多个充电控制单元，所述充电控制单元与所述主控制单元通信连接，并且所述充电控制单元与待充电对象对应连接，其中，每个所述充电控制单元在所述主控制单元上具有独立的硬件地址。
2.根据权利要求1所述的可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，每个所述充电控制单元之间彼此通信连接。
3.根据权利要求2所述的可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，所述待充电对象是换电系统的电池包或电动车辆。
4.根据权利要求2所述的可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，所述待充电对象通过充电器连接到所述充电控制单元。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，所述充电单元控制系统还包括与所述主控制单元通信连接并且与所述充电控制单元电连接的充电复用模块，所述充电复用模块用于实现所述充电控制单元的复用，所述待充电对象通过所述充电复用模块选择性地电连接到所述充电控制单元。
6.根据权利要求5所述的可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，所述充电复用模块是包括多个控制开关的控制模组，所述主控制单元通过控制所述多个控制开关来实现所述充电控制单元的复用。
7.根据权利要求5所述的可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，所述充电单元控制系统还包括设置在所述充电复用模块与所述待充电对象之间或者所述充电复用模块与所述充电控制单元之间的整流器，所述充电控制单元与所述整流器通信连接，用于调整所述整流器的输出电压和/或电流。
8.根据引用权利要求2至4中任一项的权利要求5所述的可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，所述充电单元控制系统还包括CAN集线器，所述充电控制单元与所述主控制单元通过所述CAN集线器以CAN总线的方式通信连接。
9.根据权利要求8所述的可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，所述充电控制单元与所述待充电对象通过CAN总线通信连接。
10.根据权利要求7所述的可扩展的充电单元控制系统，其特征在于，所述充电控制单元与所述整流器通过CAN总线通信连接。
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