CN107139756A - 一种基于充电桩均衡充电的控制方法及系统 - Google Patents

一种基于充电桩均衡充电的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于充电桩均衡充电的控制方法，包括以下步骤：通过对各路充电模块工作情况分别累计计算，并对所述各累计值进行比较，确定出所述值最小的一路充电模块来进行充电动作；其中，所述充电模块的工作情况包括起停时间和/或起停频次。以及公开了一种基于充电桩均衡充电的控制系统。本发明提供的均衡充电的控制方法及系统，通过对充电模块的工作方法的控制和调整，根据各充电模块的工作情况进行比较，选取合适的支路工作，均衡了各充电模块的工作情况，提升了系统的性能并延长了充电模块的使用寿命。广泛应用于充电桩领域。

Description

一种基于充电桩均衡充电的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及充电桩领域，具体为一种基于充电桩均衡充电的控制方法及系统。
背景技术
随着新能源汽车产业逐渐发展，其配套的充电设施——充电桩在产业中的地位随之提高，直流充电桩可以提供大功率的快速充电功能而受到社会的广泛关注。其核心部件充电模块的工作模式因产品的功能而有所区别。
对于双枪或多枪同充的充电桩而言，传统的方式是功率均分，且充电模块根据预先分组和对应的支路进行动作。这种方法虽然控制过程简单，但是由于充电桩整体使用情况的不统一，可能造成某一支路的负荷较大，而另外一条支路使用率不高的情况。这种使用率和负荷不均等会造成充电桩的性能下降、寿命缩短等问题。因此该技术有必要进行改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种均衡充电的控制方法及系统。
本发明所采用的技术方案是：
本发明提供一种基于充电桩均衡充电的控制方法，包括以下步骤：
通过对各路充电模块工作情况分别累计计算，并对所述各累计值进行比较，确定出所述值最小的一路充电模块来进行充电动作；
其中，所述充电模块的工作情况包括起停时间和/或起停频次。
作为该技术方案的改进，所述充电模块的工作情况表示对各充电模块工作累计时间和工作累计频次的加权和计算，其表示为Y＝A×α+B×β，其中A为工作时间大小值的累加，B为工作频次的值的累加；α、β分别为系数，αβ的范围均大于等于0。
作为该技术方案的改进，其中，所述α＝1，β＝5。
作为该技术方案的改进，当其中有一支路正在参与充电工作时，则忽略该支路并从未参与工作的充电模块中比较并选取出相应充电模块完成充电工作。
进一步地，所述充电模块的工作情况包括起停时间，通过比较各支路充电模块的工作时间，选取工作时间较少的一路充电模块进行充电动工作。
另一方面，本发明还提供一种基于充电桩均衡充电的控制系统，包括：
第一模块，用于执行步骤对各路充电模块工作情况分别累计计算；
第二模块，用于执行步骤对所述累计值进行比较，确定出所述值最小的一路充电模块来进行充电动作；其中，所述充电模块的工作情况包括起停时间和/或起停频次。
再一方面，本发明还提供一种基于充电桩均衡充电的控制系统，用于所述的均衡充电的控制方法，其包括：累加模块、比较模块和控制电路，所述累加模块的输出端与所述比较模块的输入端连接，所述比较模块的输出端与所述控制电路的输入端连接。
进一步地，所述系统还包括工况控制模块，所述工况控制模块的输入端与所述比较模块的输出端连接，所述工况控制模块的输出端与所述控制电路的输入端连接。
本发明的有益效果是：本发明提供的均衡充电的控制方法及系统，通过对充电模块的工作方法的控制和调整，根据各充电模块的工作情况进行比较，选取合适的支路工作，均衡了各充电模块的工作情况，提升了系统的性能并延长了充电模块的使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明第一实施例的控制流程示意图；
图2是本发明第二实施例的控制系统示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参照图1，是本发明第一实施例的控制流程示意图。本发明提供一种基于充电桩均衡充电的控制方法，包括以下步骤：
通过对各路充电模块工作情况分别累计计算，并对所述各累计值进行比较，确定出所述值最小的一路充电模块来进行充电动作；
其中，所述充电模块的工作情况包括起停时间和/或起停频次。
作为该技术方案的改进，所述充电模块的工作情况表示对各充电模块工作累计时间和工作累计频次的加权和计算，其表示为Y＝A×α+B×β，其中A为工作时间大小值的累加，B为工作频次的值的累加；α、β分别为系数，αβ的范围均大于等于0。此处的值均为大小值，不含单位。通过对充电模块的工作情况进行累计比较，选取工况值小的一路工作，可实现均衡各充电模块工作情况。
作为该技术方案的改进，其中，所述α＝1，β＝5。
目前，充电桩的控制系统使用的处理器大多为ARM-9系列STM32F429或同等级芯片，可以充分满足对于本策略的计算要求。在处理器内部开辟一处存储空间用于对充电桩两个支路工作记录中的工作时间做累加，并结合该支路工作次数做权重和(考虑两支路充电时间比较结果较为悬殊的情况而造成某一支路频繁启动的情况)，即A×α+B×β＝Y(A为工作时间的累计值大小，B为工作次数的累计值大小，α和β为系数)，充电模块每工作一次的约为5min的正常工作时间，则模型中α＝1，β＝5。
每次充电工作结束后，记录刷新，累加器对充电记录进行计算。系统每次自检时，通过对累加器的计算结果进行比较，由累计工作较短的一组充电模块进行动作来完成充电工作。已经有一支路参与充电工作时，则忽略比较结果，由未工作的另一支路参与本次充电工作。
作为该技术方案的改进，当其中有一支路正在参与充电工作时，则忽略该支路并从未参与工作的充电模块中比较并选取出相应充电模块完成充电工作。
进一步地，所述充电模块的工作情况包括起停时间，通过比较各支路充电模块的工作时间，选取工作时间较少的一路充电模块进行充电动工作。对于电力电子系统，影响部件及系统寿命的主要两点分别是系统工作的正常损耗和系统启动和停止工作时产生的电压冲击和纹波对于系统的影响。因此，对于充电模块的工作情况一般考虑两个因素：起停时间和起停频次。起停时间是指充电模块的累积工作时间，起停频次是指充电模块的参与充电工作的次数。基于以上两点，本方案将充电工作时间和工作次数作为主要参数。
作为该实施例，如表1所示，工作记录10条为例，某充电桩C、D两支路充电模块10次充电工作的时间：
表1
工作记录 C支路 D支路
1 48.8min 19.4min
2 54.3m 58.2min
3 17.6min 57.4min
4 54.8min 29.1min
5 37.9min 48.1min
6 15.8min 18.5min
7 16.7min 25.3min
8 32.8min 54.9min
9 57.4min 47.5min
10 57.8min 57.5min
作为一实施例，采用起停时间和起停频次来表述充电模块的工作情况。根据系统工作流程，首先启动系统自检。当自检完成后，确认系统工作状态，如当前有支路已投入充电工作，则启动另一支路(如当前C支路正在工作，则直接启动D支路投入工作)；否则判定累加器结果，当前C支路累加器结果为393.9×1+10×5＝443.9，D支路累加器结果为415.9×1+10×5＝465.9。由于C支路的值<D支路的值，则本次充电工作启动C支路。假定本次充电时间为26.4min，且充电工作中，D支路未投入充电工作。刷新工作记录后，D支路累加器结果为420.3×1+11×5＝475.3，D支路仍为465.9，则下一次启动充电时，应启动D支路(不考虑同时工作的情况下)。
作为另一实施例，本方案也可采用起停时间来表述充电模块的工作情况。根据系统工作流程，首先启动系统自检。当自检完成后，确认系统工作状态，如当前有支路已投入充电工作，则启动另一支路(如当前C支路正在工作，则直接启动D支路投入工作)；否则判定累加器结果，当前C支路累加器结果为393.9，D支路累加器结果为415.9。C支路的值<D支路的值，则本次充电工作启动C支路。假定本次充电时间为26.4min，且充电工作中，D支路未投入充电工作。刷新工作记录后，C支路累加器结果为420.3min，D支路仍为415.9min。则下一次启动充电时，应启动D支路(不考虑同时工作的情况下)。
本发明还提供一种基于充电桩均衡充电的控制系统，包括：
第一模块，用于执行步骤对各路充电模块工作情况分别累计计算；
第二模块，用于执行步骤对所述累计值进行比较，确定出所述值最小的一路充电模块来进行充电动作；其中，所述充电模块的工作情况包括起停时间和/或起停频次。
一种基于充电桩均衡充电的控制系统，用于所述的均衡充电的控制方法，其包括：累加模块、比较模块和控制电路，所述累加模块的输出端与所述比较模块的输入端连接，所述比较模块的输出端与所述控制电路的输入端连接。
进一步地，所述系统还包括工况控制模块，所述工况控制模块的输入端与所述比较模块的输出端连接，所述工况控制模块的输出端与所述控制电路的输入端连接。
参照图2，是本发明第二实施例的控制系统示意图。本发明提出一种充电模块均衡工作的控制方法并通过充电桩的控制系统来完成。该方案充电桩的控制系统使用的处理器多为ARM-9系列STM32F429或同等级芯片，可以充分满足对于本方法的计算要求。在处理器内部开辟一处存储空间用于对充电桩两个支路工作记录中的工作时间做累加，并结合该支路工作次数做权重和(考虑两支路充电时间比较结果较为悬殊的情况而造成某一支路频繁启动的情况)，即A×α+B×β＝Y(A为工作时间，B为工作次数，α和β为系数)，充电模块每工作一次的约为5min的正常工作时间，则模型中α＝1，β＝5。
每次充电工作结束后，记录刷新，累加器对充电记录进行计算。系统每次自检时，通过对累加器的计算结果进行比较，由累计工作较短的一组充电模块进行动作来完成充电工作。已经有一支路参与充电工作时，则忽略比较结果，由未工作的另一支路参与本次充电工作。
其中，各支路工作时间做累加计算，并通过比较器获取充电累积时间较少的支路，根据工况控制模块发出的某支路正在工作等信息，结合比较结果和工况信息，最终由控制单元向控制电路发送信号，使对应的充电模块组进行动作，开始充电工作。
本发明提供的均衡充电的控制方法及系统，通过对充电模块的工作方法的控制和调整，根据各充电模块的工作情况进行比较，选取合适的支路工作，均衡了各充电模块的工作情况，提升了系统的性能并延长了充电模块的使用寿命。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种基于充电桩均衡充电的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过对各路充电模块工作情况分别累计计算，并对所述各累计值进行比较，确定出所述值最小的一路充电模块来进行充电动作；
其中，所述充电模块的工作情况包括起停时间和/或起停频次。
2.根据权利要求1所述的基于充电桩均衡充电的控制方法，其特征在于：所述充电模块的工作情况表示对各充电模块工作累计时间和工作累计频次的加权和计算，其表示为Y＝A×α+B×β，其中A为工作时间大小值的累加，B为工作频次的值的累加；α、β分别为系数，αβ的范围均大于等于0。
3.根据权利要求2所述的基于充电桩均衡充电的控制方法，其特征在于：其中，所述α＝1，β＝5。
4.根据权利要求1所述的基于充电桩均衡充电的控制方法，其特征在于：当其中有一支路正在参与充电工作时，则忽略该支路并从未参与工作的充电模块中比较并选取出相应充电模块完成充电工作。
5.根据权利要求4所述的基于充电桩均衡充电的控制方法，其特征在于：所述充电模块的工作情况包括起停时间，通过比较各支路充电模块的工作时间，选取工作时间较少的一路充电模块进行充电动工作。
6.一种基于充电桩均衡充电的控制系统，其特征在于，包括：
第一模块，用于执行步骤对各路充电模块工作情况分别累计计算；
第二模块，用于执行步骤对所述累计值进行比较，确定出所述值最小的一路充电模块来进行充电动作；其中，所述充电模块的工作情况包括起停时间和/或起停频次。
7.一种基于充电桩均衡充电的控制系统，其特征在于，用于权利要求1至5任一项所述的均衡充电的控制方法，其包括：累加模块、比较模块和控制电路，所述累加模块的输出端与所述比较模块的输入端连接，所述比较模块的输出端与所述控制电路的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的基于充电桩均衡充电的控制系统，其特征在于：所述系统还包括工况控制模块，所述工况控制模块的输入端与所述比较模块的输出端连接，所述工况控制模块的输出端与所述控制电路的输入端连接。
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