CN107196362A - 一种电动载具大电流自动轮充系统及其轮充方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动载具大电流自动轮充系统，其特征在于：包括PLC控制器，所述PLC控制器上连接有有至少两个充电器和多个充电插座，所述PLC控制器上连接有电池组，其中充电插座的数量为充电器数量的两倍以上；且所述充电器与PLC控制器之间形成单一供电回路，所述充电插座之间并联连接后与PLC控制器相连接，使每一个充电器都可以对任意一个充电插座进行供电。本发明开公开了一种电动载具大电流自动轮充方法。采用自动轮充的充电系统即可免除一对一充电方式中常会出现的车辆长占充电座的情形，并且同时容纳最大的充电器数目，而针对单一回路最大的运用外，在充电器的运用上，亦采用多部充电器对多部电动载具的多任务作业方式进行，进一步将可充电载具数再次的增加。

Description

一种电动载具大电流自动轮充系统及其轮充方法
技术领域
本发明涉及了一种电动载具大电流自动轮充系统及其轮充方法，属于大功率充电器对多部电动载具进行智能充电控制技术领域。
背景技术
现有电动载具的电池电力短缺时，电力的补充有二种方式：以充电器进行补电，或采用电池交换。采用电池交换的电动载具，以小型载具为主(例如：电动机车)，电池组的重量多设计10公斤以下；电池交换的模式，必需有备用电池组供交换电池使用，因此载具的电池组应为实际装置量的数倍。相对采用直接充电的模式，除非是以小电流进行数小时的充电，否则较之电池组交换的模式，直接对电池组充电的模式，在充电电流的要求就会以大C数电流为主。以单部电动机车电池组48V/20Ah的锂铁电池而言，采用3C电流充电至80%的电池组电力，功率要求可达3kW左右，所以采用供电一次侧的220VAC供电，限流在30A，则理论上可供应二部电动机车同时充电，充电时间约在15分钟左右。
所以在直接充电的系统中，超过15分钟的电动载具使用者，都必需进入等待状态。针对这种状态一直是直接充电系统面临的挑战，用户可能在等待时间就放弃充电，至使直接充电系统推行不易。另外就电动汽车充电系统而言，经常观察的情形就一部车子占据整个充电位一整天，至使其它电动车辆无法进行充电。
鉴于上述的情形，不论是在电池交换系统或者直接充电系统，在电力系统电功率的考虑下，加上目前动力型锂电池具备了大C数的充电能力，采用多部充电器对多部电动载具进行充电排程，实属必要的实用开发。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动载具大电流自动轮充系统及其轮充方法，采用自动轮充的充电系统即可免除一对一充电方式中常会出现的车辆长占充电座的情形，并且同时容纳最大的充电器数目，而针对单一回路最大的运用外，在充电器的运用上，亦采用多部充电器对多部电动载具的多任务作业方式进行，进一步将可充电载具数再次的增加。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种电动载具大电流自动轮充系统，包括PLC控制器，所述PLC控制器上连接有有至少两个充电器和多个充电插座，所述PLC控制器上连接有电池组，其中充电插座的数量为充电器数量的两倍以上；且所述充电器与PLC控制器之间形成单一供电回路，所述充电插座之间并联连接后与PLC控制器相连接，使每一个充电器都可以对任意一个充电插座进行供电。
前述的一种电动载具大电流自动轮充系统， 其特征在于：所述PLC控制器上还连接有与所述充电插座数量一致的指示灯。
前述的一种电动载具大电流自动轮充系统， 其特征在于：所述充电插座的接头为常开接点，当接头连通时此接点为闭合形式，并将闭合信号传输至PLC控制器。
前述的一种电动载具大电流自动轮充系统， 其特征在于：所述充电器的功率为48V/60A。
一种利用如前述的一种电动载具大电流自动轮充系统进行轮充的方法，包括如下步骤：
（1）电动载具进场，将插头插入对应的充电插座中；
（2）充电插座中的接头连通，并将闭合信号发送至PLC控制器；
（3）PLC控制器收到信号后，若PLC控制器判定充电器有可利用者，则该电动载具判定为进行充电状态，可立即进行充电；若PLC控制器判定充电器已皆在充电，则该电动载具判定为等待充电状态，进场后需进入排程等待充电；
（4）当PLC控制器通过充电插座检测到有电动载具完成充电时，切断充电器对该电动载具对应充电插座的供电，并由等待充电状态的电动载具依先进先充的逻辑，进入充电状态，并且等待充电的电动载具依据进场先后顺序进行重新整体排程，并依次循环上述过程，对电动载具进行充电。
前述的一种电动载具大电流自动轮充方法，其特征在于：所述步骤（4）中对充满电未行离场的车主，系统通过指示灯提示，以提醒管理者和车主该部车辆已充饱电，可将充电插座移出或将车辆移出，提供下一位使用者使用。
本发明的有益效果是：通过多部充电器对多部电动载具充电的系统，一来可符合电力供电系统的规格，而且也可将电力供电系统做最有效率的运用；二来可在电力供电系统的现有架构下，提供电动载具充电数的最大量，且保证电动载具使用者不必因充电时间过长而放弃充电，可免除一对一充电方式中常会出现的车辆长占充电座的情形，并且同时容纳最大的充电器数目，而针对单一回路最大的运用外，在充电器的运用上，亦采用多部充电器对多部电动载具的多任务作业方式进行，进一步将可充电载具数再次的增加。
附图说明
图1是本发明一种电动载具大电流自动轮充系统的系统框图
图2是本发明一种电动载具大电流自动轮充系统的部件连接示意图；
图3是本发明一种电动载具大电流自动轮充系统的电路图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1-图3所示，一种电动载具大电流自动轮充系统， 其特征在于：包括PLC控制器，所述PLC控制器上连接有有至少两个充电器和多个充电插座，所述PLC控制器上连接有电池组，其中充电插座的数量为充电器数量的两倍以上；且所述充电器与PLC控制器之间形成单一供电回路，所述充电插座之间并联连接后与PLC控制器相连接，使每一个充电器都可以对任意一个充电插座进行供电。
近年来锂电池技术大幅进展，电池组具备了大电流充放电的能力，对锂电池逐步自原有3C产品的运用领域，扩展至电动载具的动力用途。至此，电池组充电的问题即行突显，由于电池组可行大电流流电，电力系统供电的规格却是限定的。以48V/20Ah的锂铁电池而言，如要实行3C大电流充电，所要的充电功率可达3kW；若采用220V的交流电为一次侧供电，侧单一回路仍有一半的功率未能使用上。
本实施例中，以两部大电流充电器（48V/60A，输出功率最大可达5kW，在系统中限制为3kW的输出）为例，电动载具电池组为48V/20Ah，可承受3C电流的充电，预计充电时间在15分钟(3*15/60约为75%)，预计可补满电力80%以上(锂电池组在截止放电时，预计还有5%以上的残留电量)。
对进场之电动载具先行接上充电接头，为了自动排程需求，充电插座的接头为常开接点，当接头连通时此接点为闭合形式，并将闭合信号传输至PLC控制器。多任务排程控制器即对电动载具进行充电排程，可行之状态包含：进行充电、等待充电、充电完成，其中：
进行充电：多任务排程控制器判定充电器有可利用者，则进场电动载具即行进入充电；
等待充电：多任务排程控制器判定充电器已皆在充电，则进场电动载具进入排程等待充电；
充电完成：多任务排程控制器对某电动载具充电完成，则切断电源供应器对电动载具之充电。此时，由在等待充电的电动载具依先进先充的逻辑，进入充电状态，而在等待充电的电动载具刷新整体排程。
因此系统对电动载具进行排程发生在二个状况：（1）有车辆进场；（2）有车辆充电完成。计算系统最佳的运作效率在n部充电器下，可规划2n个车位以上，每15分钟完成部车辆的充电，而因车辆充满电未离场的状况下，可以充满2n部以上的电动载具。例如规划2部充电器及5个充电位置的系统，假设车辆充满电皆未离场，则在45分钟内即可全部充电完成。这样一来可避免以往一部电动载具的充电，因车主未行离场造成使用效率的不彰。
所述PLC控制器上还连接有与所述充电插座数量一致的指示灯，对充满电未行离场的车主，系统另规划指示灯，以提醒管理者该部车辆已充饱电，可将接头移出或将车辆移出，提供下一位使用者使用。
因此归纳本系统在技术的特色如下：
1、系统具备多部充电器及提供多个充电位置；
2、对电池组采用3C大电流(直流电)的充电性能，充电时间设定15分钟左右；
3、进场电动载具区分成：充电中、等待充电及完成充电；
4、进场车辆排程：接头接口具备感测点以完成自动充电机制，排程实施在车辆进场及车辆完成充电时。
本发明还提供了一种电动载具大电流自动轮充的方法，包括如下步骤：
（1）电动载具进场，将插头插入对应的充电插座中；
（2）充电插座中的接头连通，并将闭合信号发送至PLC控制器；
（3）PLC控制器收到信号后，若PLC控制器判定充电器有可利用者，则该电动载具判定为进行充电状态，可立即进行充电；若PLC控制器判定充电器已皆在充电，则该电动载具判定为等待充电状态，进场后需进入排程等待充电；
（4）当PLC控制器通过充电插座检测到有电动载具完成充电时，切断充电器对该电动载具对应充电插座的供电，并由等待充电状态的电动载具依先进先充的逻辑，进入充电状态，并且等待充电的电动载具依据进场先后顺序进行重新整体排程，并依次循环上述过程，对电动载具进行充电。
其中，所述步骤（4）中对充满电未行离场的车主，系统通过指示灯提示，以提醒管理者和车主该部车辆已充饱电，可将充电插座移出或将车辆移出，提供下一位使用者使用。
以两部大电流充电器，五个充电插座为例，扫描充电位置有无车辆进场(接头设计具备常开a接点)，若有则自动进行自动充电排程，进场车辆依序设定充电的排序数，排序数越低者优先充电。排序1及2者即行进行充电，或者维持充电状态，排序3以上者则进入等待充电状态。检查是否有充饱电的信号，若有则等待充电车辆序号低者进入充电，重新调整等待充电区的序号。对充饱电的电动载具位置亮起充饱电灯号，警示车辆应离场，并重新扫描排序。
综上所述，本发明提供的一种电动载具大电流自动轮充系统及其轮充方法，采用自动轮充的充电系统即可免除一对一充电方式中常会出现的车辆长占充电座的情形，并且同时容纳最大的充电器数目，而针对单一回路最大的运用外，在充电器的运用上，亦采用多部充电器对多部电动载具的多任务作业方式进行，进一步将可充电载具数再次的增加。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。

Claims (6)

1.一种电动载具大电流自动轮充系统， 其特征在于：包括PLC控制器，所述PLC控制器上连接有有至少两个充电器和多个充电插座，所述PLC控制器上连接有电池组，其中充电插座的数量为充电器数量的两倍以上；且所述充电器与PLC控制器之间形成单一供电回路，所述充电插座之间并联连接后与PLC控制器相连接，使每一个充电器都可以对任意一个充电插座进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种电动载具大电流自动轮充系统， 其特征在于：所述PLC控制器上还连接有与所述充电插座数量一致的指示灯。
3.根据权利要求1所述的一种电动载具大电流自动轮充系统， 其特征在于：所述充电插座的接头为常开接点，当接头连通时此接点为闭合形式，并将闭合信号传输至PLC控制器。
4.根据权利要求1所述的一种电动载具大电流自动轮充系统， 其特征在于：所述充电器的功率为48V/60A。
5.一种利用如权利要求1-4中任意一项所述的一种电动载具大电流自动轮充系统进行轮充的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）电动载具进场，将插头插入对应的充电插座中；
（2）充电插座中的接头连通，并将闭合信号发送至PLC控制器；
（3）PLC控制器收到信号后，若PLC控制器判定充电器有可利用者，则该电动载具判定为进行充电状态，可立即进行充电；若PLC控制器判定充电器已皆在充电，则该电动载具判定为等待充电状态，进场后需进入排程等待充电；
（4）当PLC控制器通过充电插座检测到有电动载具完成充电时，切断充电器对该电动载具对应充电插座的供电，并由等待充电状态的电动载具依先进先充的逻辑，进入充电状态，并且等待充电的电动载具依据进场先后顺序进行重新整体排程，并依次循环上述过程，对电动载具进行充电。
6.根据权利要求5所述的一种电动载具大电流自动轮充方法，其特征在于：所述步骤（4）中对充满电未行离场的车主，系统通过指示灯提示，以提醒管理者和车主该部车辆已充饱电，可将充电插座移出或将车辆移出，提供下一位使用者使用。
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