CN107757389A - 双枪充电系统的智能型能量分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双枪充电系统的智能型能量分配方法，包含：确认是否有一第一车辆的充电要求；然后，确认是否有一第二车辆于双枪充电系统之中充电；若确认有第二车辆于双枪充电系统之中充电，则使用剩余的电源模块以对第一车辆进行充电；之后，确认一第二输出端是否有多余的电源模块可以使用；接下来，确认第一车辆是否需要更多能量充电；以及若确认第一车辆需要更多能量充电，则加入第二输出端的多余的电源模块以对第一车辆进行充电。

Description

双枪充电系统的智能型能量分配方法
技术领域
本发明关于一种汽车充电的技术，特别涉及一种双枪充电系统的智能型能量分配方法。
背景技术
传统上，燃油汽车的能源主要依靠于石油，而石油短缺及燃油汽车排放的尾气对环境造成严重污染已使得人类越来越迫切研究出新的绿色交通工具。作为绿色交通工具，电动车不仅节能效果显著，能源综合利用率大幅度提高，而且环境效益明显，与传统汽车相比，温室气体零排放。
现在市场上应用的新能源客车逐渐增多，特别是纯电动客车慢慢取代着传统动力车辆。但是由于充电场站的限制，充电场站对车辆充电位置的需求越来越多样化，从而不能保证充电位置需求的一致性。如果车辆采用单一充电介面模式，会导致部分地区充电资源的浪费。
另外，现在的充电设备只能一对一对电动车充电，充电时间长，这样就导致电动车要负载很大容量的电池来确保能跑足够的里程。在晚上的时候才有足够的时间来给电动车充满电，在对电动车进行充电时，所花费的时间和传统车加油的时间比起来要长非常多，如此造成时间浪费，使得电动车使用不方便。
电动车进行充电时，充电信号的通信方式一般包括两种，一种通信方式是通过利用CP信号(亦即充电功率控制确认信号)闲置时间发送同频率占空比不同的波形，依靠占空比识别资料类型。另一种通信方式是，在电动车通过单充电枪进行充电时，采用载波通信方式进行资料传输。
然而，对于利用CP信号闲置时间发送资料的方式，需要等待闲置时间，时间利用率不高，资料即时性差，容易受充电时功率线的干扰，进而导致不能识别资料，传输成功率不高，可靠性有待提高。对于单枪充电载波传输资料的方式，对于大功率的电动汽车充电而言，充电时间过长，不利于实际运营。
传统的充电系统的结构与控制方式比较复杂，并且没有效率；因此，有必要提供一种结构简单、使用方便的双枪充电系统与方法以改进现有的技术，而进一步提出一具有产业利用的发明；其将详述于后。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种智能型能量分配可以达到充电机能量运用最大化的效果。
本发明提供在双枪充电系统中如何有效分配充电能量以达到最佳充电能量分配的方法。
在双枪充电系统之中，如果只有单枪充电或另一枪的输出能量已经有电源模块闲置时，本发明能够依照车辆需求以提供最大输出能量进行充电。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明的目的在于提供一种双枪充电系统的智能型能量分配方法，包含：确认是否有一第一车辆的充电要求；然后，确认是否有一第二车辆于双枪充电系统之中充电；若确认有第二车辆于双枪充电系统之中充电，则使用剩余的电源模块以对该第一车辆进行充电；之后，确认一第二输出端是否有多余的电源模块可以使用；接下来，确认第一车辆是否需要更多能量充电；以及若确认第一车辆需要更多能量充电，则加入第二输出端的多余的电源模块以对第一车辆进行充电。
上述方法还包括利用该双枪充电系统的一第一控制模块与一第二控制模块以互相沟通，并监控该双枪充电系统的所有的电源模块的输出能量。
上述方法之中，若确认并无第二车辆于双枪充电系统之中充电，则进一步确认第一车辆所需的最大充电能量是否超过双枪充电系统所能供给的最大能量。若第一车辆所需的最大充电能量已超过双枪充电系统所能供给的最大能量，则双枪充电系统提供n-1个电源模块给第一车辆充电，其中n指双枪充电系统的电源模块的总数量。若第一车辆所需的最大充电能量未超过双枪充电系统所能供给的最大能量，则双枪充电系统提供小于n-1个电源模块给第一车辆充电。
在另一观点中，一种双枪充电系统的智能型能量分配方法，包含：确认双枪充电系统的一第一控制模块是否有收到一充电命令；然后，判断一预充电的车辆的电池是否达到一预定电压；若确认电池的目前电压尚未达到该预定电压，则第一控制模块与一第二控制模块通信以获知目前已被使用的电源模块的数量与编号；之后，判断车辆资讯以决定要使用的电源模块的数量与编号；接下来，判断目前双枪充电系统的输出能量是否能满足车辆充电的需求；以及若可以满足，则对车辆持续充电或释出多余的电源模块的能量。
在又一观点中，其中若目前双枪充电系统的输出能量无法满足车辆充电的需求，则第一控制模块与第二控制模块通信。接下来，还包括判断是否有多余的电源模块可以使用。其中若有多余的电源模块可以使用，则下达预充电压给闲置的电源模块的一指令，以预充到该预充电车辆的电池的目前电压。之后，搭上控制开关以使电源模块输出能量给该车辆充电。
此些优点及其它优点从以下较佳实施例的叙述及权利要求将使读者得以清楚了解本发明。
附图说明
图1显示本发明的一实施例的双枪充电系统的功能方块示意图。
图2显示本发明的双枪充电系统的汽车充电流程的一实施例的示意图。
图3显示本发明的双枪充电系统的汽车充电流程的一实施例的示意图。
主要部件附图标记：
100 第一控制模块
110 第二控制模块
120、130、140、150、160 电源模块
170、171、172、173、174 第一控制开关
180、181、182、183、184 第二控制开关
200 CSU A/B沟通及监控输出能量
201 是否有使用者要求充电
202 是否有其他车辆正在充电
203 待机
204 使用剩余的电源模块能量充电
205 确认车辆所需的最大充电能量是否超过系统供给的最大能量
206 另一输出端是否有多余的电源模块可以使用
207 车辆是否还需要更多能量充电
208 加入另一输出端的多余的电源模块为车辆充电
209 维持原电源模块充电
210 提供(n-1)个电源模块能量给车辆充电
211 提供适当电源模块能量给车辆充电
300 控制模块(CSU A)是否有收到充电命令
301 判断是否达到电池要求电压
302、303 停止充电
304 与CSU B通信以获知目前已被使用的电源模块数量与编号
305 判断汽车资讯以决定要使用的电源模块数量
306 输出能量是否满足汽车充电需求
307 持续充电或释出多余的电源模块能量
308 与CSU B通信
309 是否有多余的电源模块可以使用
310 下达预充电压给闲置的电源模块预充到目前电压
311 搭上继电器输出能量给汽车
具体实施方式
此处本发明将针对发明具体实施例及其观点加以详细描述，此类描述为解释本发明的结构或步骤流程，其供以说明之用而非用以限制本发明的权利要求。因此，除说明书中的具体实施例与较佳实施例外，本发明亦可广泛施行于其它不同的实施例中。以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可藉由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的技术效果与其优点。且本发明亦可藉由其它具体实施例加以运用及实施，本说明书所阐述的各项细节亦可基于不同需求而应用，且在不悖离本发明的精神下进行各种不同的修饰或变更。
本发明提供在双枪(A枪、B枪)充电系统中如何有效分配充电能量以达到最佳充电能量分配的系统与方法。利用二个中央监控单元(CSU:center supervised unit)以监控充电系统的电力输出状态。当只有单枪(A枪)输出时，依照汽车充电电流需求而调整内部的输出继电器(Relay)，以供给最大能量给汽车充电。如果在已经有汽车在充电的状态下，另一辆汽车也要求充电时，中央监控单元依照A枪的输出状态以调整输出继电器，将A枪多余的输出模块能量提供给B枪使用。
当第一位使用者选择任一输出端对汽车充电时，由控制模块(CSU A)与汽车通信之后，决定输出的能量来控制继电器搭上的数目。在只有一辆汽车在进行充电的情况下，可以依照汽车需求最多将(n-1)个电源模块的继电器搭上以提供汽车充电。当有另一辆汽车需要充电时，由另一控制模块(CSU B)将剩余的电源模块由第二输出端提供给该辆汽车充电；当第一输出端的输出能量需求降低时，可以断开第一端的继电器，并搭上第二端的继电器而将多余的充电模块的能量提供给第二输出端使用。详细的充电流程可以参考底下第二图与第三图的叙述。
如图1所示，其用以显示本发明的一实施例的双枪充电系统的功能方块示意图。双枪充电系统包含二个电源输出端(第一输出端、第二输出端)，一第一控制模块100、一第二控制模块110、复数个电源模块120、130、140、150至160、复数个第一控制开关170、171、172、173至174、复数个第二控制开关180、181、182、183至184。第一控制模块100以及每一第一控制开关170、171、172、173、174电性连接至第一输出端，例如通过一连接线以电性连接。第一控制模块100亦电性连接每一第一控制开关170、171、172、173、174。第二控制模块110以及每一复数个第二控制开关180、181、182、183、184电性连接至第二输出端，例如通过一连接线以电性连接。第二控制模块110亦电性连接每一第二控制开关180、181、182、183、184。每一电源模块电性耦合连接第一电源输出端的复数个第一控制开关之一与连接第二电源输出端的复数个第二控制开关之一。在本实施例中，电源模块120电性耦合第一控制开关170与第二控制开关180；电源模块130电性耦合第一控制开关171与第二控制开关181；电源模块140电性耦合第一控制开关172与第二控制开关182；电源模块150电性耦合第一控制开关173与第二控制开关183；电源模块160电性耦合第一控制开关174与第二控制开关184。换言之，当第一控制开关170闭合时(closed)，电源模块120即从第一输出端供电输出；而当第二控制开关180闭合时，电源模块120则从第二输出端供电输出。当第一控制开关171闭合时，电源模块130即从第一输出端供电输出；而当第二控制开关181闭合时，电源模块130则从第二输出端供电输出。当第一控制开关172闭合时，电源模块140即从第一输出端供电输出；而当第二控制开关182闭合时，电源模块140则从第二输出端供电输出。当第一控制开关173闭合时，电源模块150即从第一输出端供电输出；而当第二控制开关183闭合时，电源模块150则从第二输出端供电输出。当第一控制开关174闭合时，电源模块160即从第一输出端供电输出；而当第二控制开关184闭合时，电源模块160则从第二输出端供电输出。当第一控制开关属于开启状态时(opened)，则电源模块不供电至第一输出端。当第二控制开关属于开启状态时，则电源模块不供电至第二输出端。第一控制开关170、171、172、173至174的闭合或开启藉由第一控制模块100来控制，而第二控制开关180、181、182、183至184的闭合或开启藉由第二控制模块110来控制。
第一控制模块100与第二控制模块110为一中央监控单元(CSU)以监控充电系统的输出能量并与汽车做沟通，其中第一控制模块100与第二控制模块110之间可以通过无线的方式沟通。举例而言，第一控制模块100具有一第一无线模块，而第二控制模块110具有一第二无线模块，第一无线模块与第二无线模块之间可以无线传输与接收信号。上述第一控制开关、第二控制开关包含继电器、功率场效应晶体管(Power MOSFET)、或其他具备开关功能的元件。继电器是一电子控制元件，应用于自动控制电路中。继电器是可以用较小的电流去控制较大电流的一种自动开关。所以在电路中，继电器可用以自动调节、安全保护、转换电路..等作用。举例而言，继电器的种类包括︰电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器、电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器、热继电器或光继电器。
参阅图2所示，其显示本发明的双枪充电系统的汽车充电流程示意图。在步骤200之中，利用第一控制模块(CSU A)100与第二控制模块(CSU B)110互相沟通，并监控充电系统中的所有的电源模块的输出能量。在步骤201之中，确认是否有使用者要求充电的事项。例如，有一汽车的使用者要求此汽车充电。若没有使用者要求充电，则在步骤203之中，双枪充电系统处于待机状态。若有使用者要求充电，则在步骤202之中，进一步确认是否有其他车辆正在本双枪充电系统之中充电。在此步骤中，确认是否有电源模块于电源输出端(第一输出端、第二输出端)供电给其他车辆。若确认没有其他车辆正在充电，则在步骤205之中，进一步确认欲充电车辆所需的最大充电能量是否超过本双枪充电系统所能供给的最大能量。此处，最大能量指双枪充电系统的全部的电源模块所能供给的总能量。若是，则在步骤210之中，双枪充电系统提供(n-1)个电源模块给该车辆充电；若否，则在步骤211之中，双枪充电系统提供适当数目的(小于n-1个)电源模块给该车辆充电。电源模块的能量提供通过其对应的控制开关的闭合来启动。其中n指双枪充电系统的电源模块的数量。
若确认有其他车辆正在充电，则在步骤204之中，使用剩余的(未被使用的)电源模块以对该车辆进行充电(例如：于第一输出端进行充电)。接下来，在步骤206之中，进一步确认另一输出端(例如：第二输出端)是否有多余的电源模块可以使用。若确认另一输出端(例如：第二输出端)已无多余的电源模块可以使用，则回到步骤204之中仍使用剩余的电源模块以对该车辆进行充电。若确认另一输出端(例如：第二输出端)有多余的电源模块可以使用，则在步骤207之中，再确认该车辆是否还需要更多能量充电。若确认该车辆无需要更多能量充电，则步骤209之中，仍维持原来数目的电源模块以对该车辆进行充电。若确认该车辆需要更多能量充电，则步骤208之中，除了于原来的输出端(例如：第一输出端)充电之外，加入另一输出端(例如：第二输出端)的多余的电源模块以对该车辆进行充电。
举一实施例而言，上述步骤200～211的执行(判断或决定)通过第一控制模块100及/或第二控制模块110来实施。
参阅图3所示，其显示本发明的双枪充电系统的汽车充电流程示意图。在步骤300之中，确认第一控制模块(CSU A)是否有收到一充电命令。若没有收到充电命令，则在步骤302之中，停止充电。若有收到充电命令，则在步骤301之中，进一步确认(判断)是否达到电池要求电压。例如，判断一预充电的车辆的电池的目前电压是否有达到所设定(预定)的电池要求电压。若确认电池的目前电压已达到所设定的电池要求电压，则在步骤303之中，停止充电。若确认电池的目前电压尚未达到电池要求电压，则在步骤304之中，第一控制模块(CSU A)与第二控制模块(CSU B)通信以获知目前已被使用的电源模块的数量与编号。例如，可以将第一图中的电源模块120、130、140、150至160编号。在获知已被使用的电源模块的数量与编号之后，接下来，于步骤305之中，判断汽车资讯以决定要使用的电源模块的数量与编号。在一实施例中，此汽车资讯一预充电的车辆的目前电池电压，以计算或判断需多少个电源模块参与充电、需充电的时间。在决定所需电源模块的数量之后，于步骤306之中，判断目前双枪充电系统的输出能量是否能满足汽车充电的需求。若可以满足，则于步骤307之中，对汽车持续充电、或者释出多余的电源模块的能量。释出电源模块的能量通过断开其对应的控制开关来执行。直到于步骤301之中判断达到电池要求的电压时，于步骤303之中，停止充电。
另外，若于步骤306之中，目前双枪充电系统的输出能量无法满足汽车充电的需求，则于步骤308之中，第一控制模块(CSU A)与第二控制模块(CSU B)通信。从第一控制模块(CSU A)与第二控制模块(CSU B)可以了解目前已有参与充电的电源模块的数量与编号。所以，接下来，于步骤309之中，判断是否有多余的电源模块可以使用。若有多余的电源模块可以使用，则于步骤310之中，下达预充电压给闲置的电源模块的一指令，以预充到目前电压(该预充电汽车电池的电压)。然后，于步骤311之中，搭上控制开关(继电器)使电源模块输出能量给汽车充电。直到于步骤301之中判断达到电池要求的电压时，于步骤303之中，停止充电。
举一实施例而言，上述步骤300～311的执行(判断或决定)通过第一控制模块100及/或第二控制模块110来实施。
上述叙述为本发明的较佳实施例。本领域技术人员应得以领会其用以说明本发明而非用以限定本发明所主张的权利要求。其专利保护范围当视前附的权利要求及其等同领域而定。凡熟悉此领域的技术人员，在不脱离本专利精神或范围内，所作的更动或润饰，均属于本发明所揭示精神下所完成的等效改变或设计，且应包含在前述的权利要求内。

Claims (10)

1.一种双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于，包含：
确认是否有一第一车辆的充电要求；
确认是否有一第二车辆于该双枪充电系统之中充电；
若确认有该第二车辆于该双枪充电系统之中充电，则使用剩余的电源模块以对该第一车辆进行充电；
确认一第二输出端是否有多余的电源模块能够使用；
确认该第一车辆是否需要更多能量充电；以及
若确认该第一车辆需要更多能量充电，则加入该第二输出端的该多余的电源模块以对该第一车辆进行充电。
2.如权利要求1所述的双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于还包括利用该双枪充电系统的一第一控制模块与一第二控制模块以互相沟通，并监控该双枪充电系统的所有的电源模块的输出能量。
3.如权利要求1所述的双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于若确认并无该第二车辆于该双枪充电系统之中充电，则进一步确认该第一车辆所需的最大充电能量是否超过该双枪充电系统所能供给的最大能量。
4.如权利要求3所述的双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于若该第一车辆所需的最大充电能量已超过该双枪充电系统所能供给的最大能量，则该双枪充电系统提供n-1个电源模块给该第一车辆充电，其中n指该双枪充电系统的电源模块的总数量。
5.如权利要求3所述的双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于若该第一车辆所需的最大充电能量未超过该双枪充电系统所能供给的最大能量，则该双枪充电系统提供小于n-1个电源模块给该第一车辆充电，其中n指该双枪充电系统的电源模块的总数量。
6.一种双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于，包含：
确认该双枪充电系统的一第一控制模块是否有收到一充电命令；
判断一预充电的车辆的电池是否达到一预定电压；
若确认该电池的目前电压尚未达到该预定电压，则该第一控制模块与一第二控制模块通信以获知目前已被使用的电源模块的数量与编号；
判断该车辆资讯以决定要使用的该电源模块的数量与编号；
判断目前该双枪充电系统的输出能量是否能满足该车辆充电的需求；以及
若能够满足，则对该车辆持续充电或释出多余的电源模块的能量。
7.如权利要求6所述的双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于若目前该双枪充电系统的输出能量无法满足该车辆充电的需求，则该第一控制模块与该第二控制模块通信。
8.如权利要求7所述的双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于还包括判断是否有多余的电源模块能被使用。
9.如权利要求8所述的双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于若有多余的电源模块能被使用，则下达预充电压给闲置的电源模块的一指令，以预充到该车辆的该电池的目前电压。
10.如权利要求9所述的双枪充电系统的智能型能量分配方法，其特征在于还包括搭上控制开关以使电源模块输出能量给该车辆充电。
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