CN107627888B - 一种一机六充分体式直流桩功率分配装置 - Google Patents

一种一机六充分体式直流桩功率分配装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一机六充分体式直流桩功率分配装置，包括功率柜和充电终端，功率柜内设置有功率模块A、功率模块B和功率模块C，充电终端由充电终端A、充电终端B和充电终端C组成；充电终端A通过电缆与充电枪A01和充电枪A02电性连接，充电终端B通过电缆与充电枪B01和充电枪B02电性连接，充电终端C通过电缆与充电枪C01和充电枪C02电性连接，功率模块A通过电路A与充电终端A电性连接，功率模块B通过电路B与充电终端B电性连接，功率模块C由功率模块C1和功率模块C2组成，功率模块C1通过电路C1与充电终端C电性连接，功率模块C2通过电路C2与充电终端C电性连接。该装置能够实现6种工作模式，有效降低了系统的复杂度和设备成本。

Description

一种一机六充分体式直流桩功率分配装置
技术领域
本发明涉及一种功率分配装置，特别涉及一种一机六充分体式直流桩功率分配装置，属于充电桩技术领域。
背景技术
目前，市场上对于一机多充式的直流充电桩，大部分采用半矩阵式或全矩阵式的开关阵列来实现各充电枪的功率调节，尤其在充电终端较多、对功率调节要求较高时(如以10kW/15kW为基数)，其开关阵列将非常庞大，如120kW一机四枪的功率分配单元，其开关阵列至少需要32个直流接触器(不含泄放回路)，其安装空间要求大、接线及控制均较为复杂，尤其在控制逻辑方面，因其输出模式较多，控制逻辑非常复杂，在充电控制时，其出现故障的概率较高，尤其在其中一路接触器出现故障时，如保护逻辑不严密，将会造成极大的安全风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可满足快充、超级充等多种充电需求的一机六分体式直流桩功率分配装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供了一种一机六充分体式直流桩功率分配装置，包括功率柜和充电终端，所述功率柜内设置有功率模块A、功率模块B、功率模块C、控制器、充电模块、液晶屏、级联直流接触器、急停开关和电缆，所述充电终端由充电终端A、充电终端B和充电终端C组成，所述充电终端内设置有主控制器、液晶屏、读卡器、指示灯、直流接触器和熔断器；所述充电终端A通过电缆与充电枪A01和充电枪A02电性连接，所述充电终端B通过电缆与充电枪B01和充电枪B02电性连接，所述充电终端C通过电缆与充电枪C01和充电枪C02电性连接，所述功率模块A通过电路A与所述充电终端A电性连接，所述功率模块B通过电路B与所述充电终端B电性连接，所述功率模块C由功率模块C1和功率模块C2组成，所述功率模块C1通过电路C1与所述充电终端C电性连接，所述功率模块C2通过电路C2与所述充电终端C电性连接，所述电路A上安装有串联连接的泄放电阻和开关K12，所述电路B上安装有串联连接的泄放电阻和开关K13，所述电路C1上安装有有串联连接的泄放电阻和开关K14，所述电路C2上安装有有串联连接的泄放电阻和开关K15，所述电路A与所述电路C1之间连接有开关K3和开关K4，所述电路B与所述电路C2之间连接有开关K7和开关K8。
作为本发明的一种优选技术方案，所述充电枪A01和所述充电终端A之间安装有开关K1，所述充电枪A02和所述充电终端A之间安装有开关K2，所述充电枪B01和所述充电终端B之间安装有开关K5，所述充电枪B02和所述充电终端B之间安装有开关K6，所述充电枪C01和所述充电终端C之间安装有开关K9，所述充电枪C02和所述充电终端C之间安装有开关K10。
本发明所达到的有益效果是：该装置可工作在六种模式下，以满足不同充电需求，最大限度保障设备的高利用率和充电过程对车辆的自动化识别；将功率柜内部的充电模块在物理上分成三组，与三个充电终端形成对应一一关系，通过接触K1、K2、K5、K6、K9、K10实现充电终端上两把充电枪的轮换输出，通过级联接触器K3、K4、K7、K8和K11实现三组功率单元的功率组合，在保证实现快速充电、超级充电功能的同时，有效降低了接触器的数量，简化了功率控制策略；将功率柜中功率模块C在内部分成两组，以60kW为单元进行投切，可通过简单、快速的组合实现三个充电终端(A、B、C)的180kW功率输出，达到单枪最大电流250A的充电能力。本发明提出了一种更具工程应用意义的功率分配控制策略，系统能够实现6种工作模式，在能满足用户需求的同时，有效降低了系统的复杂度和设备成本，同时系统逻辑的简化确保了设备运行的更安全可靠。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的功率柜的工作原理图；
图3是本发明的充电终端的工作原理图；
图4是本发明主控制器的电路图；
图5是本发明控制器的电路图；
图中：1、功率柜；2、功率模块A；3、功率模块B；4、功率模块C；5、充电终端A；6、充电终端B；7、充电终端C；8、充电枪A01；9、充电枪A02；10、充电枪B01；11、充电枪B02；12、充电枪C01；13、充电枪C02；14、电路A；15、电路B；16、电路C1；17、电路C2；18、开关K12；19、泄放电阻；20、开关K3；21、开关K4；22、开关K13；23、开关K7；24、开关K8；25、开关K11；26、开关K14；27、开关K15；28、开关K1；29、开关K2；30、开关K5；31、开关K6；32、开关K9；33、开关K10。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-5所示，本发明提供了一种一机六充分体式直流桩功率分配装置，包括功率柜和充电终端，功率柜内设置有功率模块A、功率模块B、功率模块C、控制器、充电模块、液晶屏、级联直流接触器、急停开关和电缆，充电终端由充电终端A、充电终端B和充电终端C组成，充电终端内设置有主控制器、液晶屏、读卡器、指示灯、直流接触器和熔断器；充电终端A通过电缆与充电枪A01和充电枪A02电性连接，充电终端B通过电缆与充电枪B01和充电枪B02电性连接，充电终端C通过电缆与充电枪C01和充电枪C02电性连接，功率模块A通过电路A与充电终端A电性连接，功率模块B通过电路B与充电终端B电性连接，功率模块C由功率模块C1和功率模块C2组成，功率模块C1通过电路C1与充电终端C电性连接，功率模块C2通过电路C2与充电终端C电性连接。
电路A上安装有串联连接的泄放电阻和开关K12，电路B上安装有串联连接的泄放电阻和开关K13，电路C1上安装有有串联连接的泄放电阻和开关K14，电路C2上安装有有串联连接的泄放电阻和开关K15。电路A与电路C1之间连接有开关K3和开关K4，电路B与电路C2之间连接有开关K7和开关K8。充电枪A01和充电终端A之间安装有开关K1，充电枪A02和充电终端A之间安装有开关K2，充电枪B01和充电终端B之间安装有开关K5，充电枪B02和充电终端B之间安装有开关K6，充电枪C01和充电终端C之间安装有开关K9，充电枪C02和充电终端C之间安装有开关K10。
具体工作原理：该装置功率柜内部，AU1～AU24为充电模块，AU1～AU8对应充电终端1、AU9～AU16对应充电终端2、AU17～AU20、AU21～AU24对应充电终端3，QF1、QF2、QF3-1、QF3-2、QF3-3、QF4为交流断路器，KM1～KM5为级联直流接触器，UP1、UP2为辅助电源，SPD为防雷器；充电终端内部，PJ1为直流电表、KM6～KM8为直流接触器，RS为分流器；MC+、MC-为接触器控制电源(DC12V)，所有接触器的闭合与断开均通过控制MC-的电压来实现，CH1_MC_CTRL信号由MCU产生，当需要闭合接触器时，MCU经CH1_MC_CTRL输出高电平，则光耦U38导通，驱动MOS管Q15导通，则CH1_MC-拉至GND，则接触器控制引脚上接入12V电压，接触器闭合。
当有六辆车辆接入时，系统可工作在六种模式下：
模式一：充电终端1、充电终端2、充电终端3各按120kW充电，KM7或KM8、KM10或KM11、KM13或KM14、KM5闭合；
模式二：充电终端1、充电终端2各按120kW充电，充电终端3的A枪、B枪各按60kW充电，KM7或KM8、KM10或KM11、KM13、KM14闭合；
模式三：充电终端3的A枪和B枪按超级模式充电，同时输出180kW；充电终端1、充电终端2禁止工作，KM1、KM2、KM13、KM3、KM4、KM14闭合；
模式四：充电终端3的A枪按超级模式充电，可输出180kW，B枪按60kW工作，充电终端2按120kW工作，充电终端1禁止工作，此时KM1、KM2、KM13、KM14闭合，KM10或KM11闭合；
模式五：充电终端3的B枪按超级模式充电，可输出180kW，A枪按60kW工作，充电终端1按120kW工作，充电终端2禁止工作，此时KM3、KM4、KM13、KM14闭合，KM7或KM8闭合；
模式六：充电终端3的A枪和B枪同时充一辆车，充电终端1和充电终端2均禁止工作，此时KM1、KM2、KM13闭合，KM3、KM4、KM14闭合；
本发明所达到的有益效果是：该装置可工作在六种模式下，以满足不同充电需求，最大限度保障设备的高利用率和充电过程对车辆的自动化识别；将功率柜内部的充电模块在物理上分成三组，与三个充电终端形成对应一一关系，通过接触K1、K2、K5、K6、K9、K10实现充电终端上两把充电枪的轮换输出，通过级联接触器K3、K4、K7、K8和K11实现三组功率单元的功率组合，在保证实现快速充电、超级充电功能的同时，有效降低了接触器的数量，简化了功率控制策略；将功率柜中功率模块C在内部分成两组，以60kW为单元进行投切，可通过简单、快速的组合实现三个充电终端(A、B、C)的180kW功率输出，达到单枪最大电流250A的充电能力。本发明提出了一种更具工程应用意义的功率分配控制策略，系统能够实现6种工作模式，在能满足用户需求的同时，有效降低了系统的复杂度和设备成本，同时系统逻辑的简化确保了设备运行的更安全可靠。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种一机六充分体式直流桩功率分配装置，包括功率柜(1)和充电终端，其特征在于，所述功率柜(1)内设置有功率模块A(2)、功率模块B(3)、功率模块C(4)、控制器、充电模块、液晶屏、级联直流接触器、急停开关和电缆，所述充电终端由充电终端A(5)、充电终端B(6)和充电终端C(7)组成，所述充电终端内设置有主控制器、液晶屏、读卡器、指示灯、直流接触器和熔断器；所述充电终端A(5)通过电缆与充电枪A01(8)和充电枪A02(9)电性连接，所述充电终端B(6)通过电缆与充电枪B01(10)和充电枪B02(11)电性连接，所述充电终端C(7)通过电缆与充电枪C01(12)和充电枪C02(13)电性连接，所述功率模块A(2)通过电路A(14)与所述充电终端A(5)电性连接，所述功率模块B(3)通过电路B(15)与所述充电终端B(6)电性连接，所述功率模块C(4)由功率模块C1和功率模块C2组成，所述功率模块C1通过电路C1与所述充电终端C(7)电性连接，所述功率模块C2通过电路C2与所述充电终端C(7)电性连接，所述电路A(14)上安装有串联连接的泄放电阻(19)和开关K12(18)，所述电路B(15)上安装有串联连接的泄放电阻(19)和开关K13(22)，所述电路C1上安装有串联连接的泄放电阻(19)和开关K14(26)，所述电路C2上安装有串联连接的泄放电阻(19)和开关K15(27)，所述电路A(14)与所述电路C1之间连接有开关K3(20)和开关K4(21)，所述电路B(15)与所述电路C2之间连接有开关K7(23)和开关K8(24)。
2.根据权利要求1所述的一种一机六充分体式直流桩功率分配装置，其特征在于：所述充电枪A01(8)和所述充电终端A(5)之间安装有开关K1(28)，所述充电枪A02(9)和所述充电终端A(5)之间安装有开关K2(29)，所述充电枪B01(10)和所述充电终端B(6)之间安装有开关K5(30)，所述充电枪B02(11)和所述充电终端B(6)之间安装有开关K6(31)，所述充电枪C01(12)和所述充电终端C(7)之间安装有开关K9(32)，所述充电枪C02(13)和所述充电终端C(7)之间安装有开关K10(33)。
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