CN108134419A - 一种充电设备用充电控制系统及充电设备 - Google Patents

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于勤录
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朱国龙
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Yinlong New Energy Co Ltd
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Abstract

本发明涉及智能充电、供电技术领域，尤其涉及一种充电设备用充电控制系统及充电设备。充电设备用充电控制系统包括：检测模块，用于检测电网状况和/或所述充电设备所在区域电网状况；控制模块，用于控制所述充电设备选择性地利用从区域电网中获取的交流电对待充电设备进行充电、利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电、或者利用从区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块进行充电。本发明中的充电设备用充电控制系统及充电设备，选择性地利用所述蓄电模块的直流电对所述待充电设备进行充电或者利用所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述待充电设备进行充电，进而使大大提高充电设备正常运行时间，具有良好的经济效益。

Description

一种充电设备用充电控制系统及充电设备
技术领域
本发明涉及智能充电、供电技术领域，尤其涉及一种充电设备用充电控制系统及充电设备。
背景技术
随着科技和物质生活的提高，电动汽车越来越受到消费者的喜欢。但是，电动汽车领域的一些充电问题也一直是消费者购买电动汽车时一直犹豫的原因。
目前，电动汽车充电广泛采用的是交流供电的充电机。充电机一旦无交流输入时，将导致充电机无法正常启动，使得汽车无法正常充电，限制了汽车充电的方式，具有一定的局限性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种充电设备用充电控制系统及充电设备，用以解决充电设备无交流输入时，充电设备无法给电动设备充电的问题。
为达到上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：
一种充电设备用充电控制系统，所述充电设备的输入端口与电网相连，所述充电设备包括蓄电模块，用于存储电能；所述充电控制系统包括：
检测模块，用于检测电网状况和/或所述充电设备所在区域电网状况；
控制模块，用于根据所述检测模块的检测结果控制所述充电设备选择性地利用从区域电网中获取的交流电对待充电设备进行充电、利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电、或者利用从区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块进行充电。
优选地，所述检测模块用于检测所述充电设备所在区域电网状况是否正常；
所述控制模块用于当检测模块检测到所述充电设备所在区域电网状况正常时，控制所述充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对待充电设备进行充电，当检测模块检测到所述充电设备所在区域电网非正常时，控制所述充电设备利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电；和/或，
所述控制模块用于在所述充电设备未接入待充电设备时控制充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块进行充电。
优选地，所述检测模块还用于检测电网是否处于用电高峰时段；
所述控制模块用于当所述检测模块检测到电网处于用电高峰时段时，控制充电设备利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备未接入待充电设备时，控制充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备接入待充电设备时，控制充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述待充电设备进行充电。
优选地，所述检测模块还用于检测所述充电设备所在的区域电网中是否接入用电设备；
所述控制模块用于当所述检测模块检测到所述充电设备所在区域电网接入用电设备时，控制充电设备利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到所述充电设备所在区域电网未接入用电设备，且所述电网处于用电高峰时段时，控制充电设备利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到所述充电设备所在区域电网未接入用电设备同时检测到所述电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备未接入待充电设备时，控制充电设备利用所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到所述充电设备所在区域电网未接入用电设备同时检测到所述电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备接入待充电设备时，控制充电设备利用所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述待充电设备进行充电。
优选地，所述控制模块包括交直流输入切换单元和核心充放电单元，所述核心充放电单元包括第一交流放电单元；其中，
所述交直流输入切换单元用于控制从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电输入到所述第一交流放电单元；
所述第一交流放电单元，用于将输入其中的交流电转化为与待充电设备匹配的第一直流电。
优选地，所述控制模块还包括放电切换单元，用于检测是否有待充电设备接入到所述充电设备，并当有待充电设备接入到充电设备上时控制所述第一交流放电单元对待充电设备充电。
优选地，所述核心充放电单元还包括第二交流放电单元，
所述交直流输入切换单元还用于控制从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电输入到所述第二交流放电单元；
所述第二交流放电单元用于将输入其中的交流电转化为与所述蓄电模块匹配的第二直流电。
优选地，所述控制模块还包括充电切换单元，
所述充电切换单元用于当所述充电设备满足启动充电条件时控制所述第二交流放电单元对所述蓄电模块充电，和/或，所述充电切换单元用于当所述充电设备满足停止充电条件时控制所述第二交流放电单元停止对所述蓄电模块的充电。
优选地，所述启动充电条件包括：所述所在区域电网状况正常且所述充电设备未接入所述待充电设备；和/或，
所述停止充电条件包括：所述所在区域电网状况非正常，或者，所述充电设备接入所述待充电设备，或者，所述蓄电模块的电量高于停止充电阈值。
优选地，所述启动充电条件还包括：所述蓄电模块的电量低于启动充电阈值。
优选地，所述核心充放电单元还包括直流放电单元；
所述交直流输入切换单元还用于控制所述蓄电模块向所述直流放电单元输出直流电；
所述直流放电单元，用于将输入其中的直流电转化为与待充电设备匹配的第三直流电。
优选地，所述蓄电模块包括电池管理系统和电池能量转化均衡单元；其中，
所述电池管理系统，用于对所述蓄电模块的电池的参数进行采样并发出均电指令；
所述电池能量转化均衡单元，用于根据所述均电指令控制所述电池的参数保持在预设范围内。
为达到上述目的，另一方面，本发明还采用以下技术方案：
一种充电设备，包括上述所述的充电设备用充电控制系统。
优选地，所述充电设备为充电桩。
本发明中的充电设备用充电控制系统及充电设备，选择性地利用所述蓄电模块的直流电对所述待充电设备进行充电或者利用所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述待充电设备进行充电，进而使充电设备正常运行，保证汽车正常充电，大大提高充电设备正常运行时间和可靠性，具有良好的经济效益。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚。
图1是本发明具体实施方式中提供的充电控制系统的结构示意图。
图中：
1、蓄电模块；11、电池管理系统；12、电池能量转化均衡单元；
2、检测模块；
3、控制模块；31、交直流输入切换单元；32、核心充放电单元；321、第一交流放电单元；322、第二交流放电单元；323、直流放电单元；33、放电切换单元；34、充电切换单元；
4、待充电设备。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
参照图1所示，本发明提供一种充电设备用充电控制系统，该充电控制系统可广泛应用于充电机、充电桩、电源车、储能充电车等具有充电功能的充电设备中，以方便充电设备为待充电设备4充电，所述待充电设备4例如可以是电动汽车、飞机等，充电设备的输入端口与电网相连，以从电网上获取交流电。下面以充电控制系统应用于充电设备为例具体说明其各种实施例。
所述充电设备包括蓄电模块1，用于存储电能。其中，所述蓄电模块1例如可以包括串联和/或并联起来的电池组，优选地，所述蓄电模块1还包括电池管理系统11和电池能量转化均衡单元12，所述电池管理系统11用于对所述蓄电模块1的电池的参数进行采样并发出均电指令，所述电池的参数例如可以是电压、温度等，所述电池能量转化均衡单元12用于根据所述均电指令控制所述电池的各参数保持在预设范围内，以保证各电池均维持在均衡状态，其中，所述预设范围可以预设在电池管理系统11中，也可以人为进行调节。
所述充电控制系统包括检测模块2及控制模块3。
检测模块2用于检测电网状况、所述充电设备所在区域电网状况。控制模块3用于根据所述检测模块2的检测结果控制所述充电设备选择性地利用从区域电网中获取的交流电对待充电设备进行充电、利用所述蓄电模块1对待充电设备进行充电、或者利用从区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块1进行充电，进而使充电设备正常运行，保证汽车正常充电，大大提高充电设备正常运行时间和可靠性，具有良好的经济效益。
所述电网状况包括电网是否处于用电高峰，所述检测模块2用于检测电网是否处于用电高峰时段，所述控制模块3用于当所述检测模块2检测到电网处于用电高峰时段时，控制充电设备利用所述蓄电模块1对待充电设备进行充电，所述控制模块3用于当所述检测模块2检测到电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备未接入待充电设备时，控制充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块1进行充电，所述控制模块2用于当所述检测模块2检测到电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备接入待充电设备时，控制充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述待充电设备进行充电，以使得所述充电设备在电网处于非用电高峰的时候对所述待充电设备或者蓄电模块1进行充电，在电网处于用电高峰的时候利用蓄电模块1对待充电设备进行充电，达到节约用电的效果。
所述充电设备所在区域电网状况包括所述充电设备所在区域电网是否正常，所述检测模块2用于检测所述充电设备所在区域电网状况是否正常，从而判断所述充电设备所在区域电网是否有电，以便于控制模块3根据检测模块2的检测结果进行相应控制。所述控制模块3用于当检测模块2检测到所述充电设备所在区域电网状况正常时，控制所述充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对待充电设备进行充电，当检测模块2检测到所述充电设备所在区域电网非正常时，控制所述充电设备利用所述蓄电模块1对待充电设备进行充电，所述控制模块3用于在所述充电设备未接入待充电设备时控制充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块1进行充电，以使得所述充电设备在所述充电设备所在区域电网非正常时，利用蓄电模块1对待充电设备进行充电，从而使得所述充电设备的正常使用时间增加。
所述充电设备所在区域电网状况还包括是否接入用电设备，所述检测模块2用于检测所述充电设备所在的区域电网中是否接入用电设备，所述用电设备不是待充电设备，所述用电设备和所述充电设备能够接入所在充电设备所在区域电网，所述控制模块用于当所述检测模块检测到所述充电设备所在区域电网接入用电设备时，控制充电设备利用所述蓄电模块1对待充电设备进行充电，所述控制模块3用于当所述检测模块2检测到所述充电设备所在区域电网未接入用电设备，且所述电网处于用电高峰时段时，控制充电设备利用所述蓄电模块1对待充电设备进行充电，所述控制模块用于当所述检测模块2检测到所述充电设备所在区域电网未接入用电设备同时检测到所述电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备未接入待充电设备时，控制充电设备利用所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块1进行充电，所述控制模块3用于当所述检测模块2检测到所述充电设备所在区域电网未接入用电设备同时检测到所述电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备接入待充电设备时，控制充电设备利用所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述待充电设备进行充电，以使得所述充电设备和用电设备同时接入所述充电设备所在区域电网时，优先所述用电设备进行充电，而充电设备利用蓄电模块1对所述带充电设备进行充电，当所述用电设备未接入所述充电设备所在区域电网且所述电网处于非用电高峰的时候，对蓄电模块1进行充电，进而使得所述充电设备的充电成本降低且不会对所述充电设备所在区域电网的用电设备造成影响。
所述控制模块3控制所述充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对待充电设备4进行充电的一种具体实施方式为，所述控制模块3包括交直流输入切换单元31和核心充放电单元32，所述交直流输入切换单元31包含交流输入端口、直流输入端口，所述交流输入端口与所述充电设备所在区域电网连接，所述直流输入端口与所述蓄电模块1连接，所述核心充放电单元32包括第一交流放电单元321，当检测模块2检测到所述充电设备所在区域电网正常时，所述交直流输入切换单元31控制从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电输入到所述第一交流放电单元321，所述第一交流放电单元321将输入其中的交流电转化为与待充电设备4匹配的第一直流电，从而实现利用所述充电设备所在区域电网的交流电对待充电设备4进行充电。
进一步地，所述控制模块3还包括放电切换单元33，用于检测是否有待充电设备4接入到所述充电设备，并当有待充电设备4接入到充电设备上时控制所述第一交流放电单元321对待充电设备4充电，当待充电设备4接入充电设备时，则控制第一交流放电单元321的充电线路关闭，即，放电切换单元33同时具备检测和开关功能，以实现所述充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对待充电设备4进行充电的启动与关闭。
所述控制模块3控制所述充电设备利用所述蓄电模块1对待充电设备4进行充电的一种具体实施方式为，所述核心充放电单元32还包括直流放电单元323，所述交直流输入切换单元31控制所述蓄电模块1向所述直流放电单元323输出直流电，所述直流放电单元323将输入其中的直流电转化为与待充电设备4匹配的第三直流电。
所述控制模块3控制充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块1进行充电的一种具体实施方式为，所述核心充放电单元32还包括第二交流放电单元322，所述交直流输入切换单元31控制所述交流电输入到所述第二交流放电单元322，所述第二交流放电单元322将输入其中的交流电转化为与所述蓄电模块1匹配的第二直流电，以实现对蓄电模块1的充电，从而使得当充电设备无交流输入时，例如电网发生故障时，利用蓄电模块1的直流电对待充电设备4进行充电。
优选地，所述控制模块3还包括充电切换单元34，用于当所述充电设备满足启动充电条件时控制所述第二交流放电单元322对所述蓄电模块1充电，所述充电切换单元34还用于当所述充电设备满足停止充电条件时控制所述第二交流放电单元322停止对所述蓄电模块1的充电，从而实现在所述充电设备无待充电设备4时，充电设备自动利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块1进行充电。
所述充电切换单元34的启动充电条件包括：所述充电设备所在区域电网正常、所述电网处于非用电高峰时段，所述充电设备所在区域电网未接入用电设备且无待充电设备4接入到充电设备，充电切换单元34才控制第二交流放电单元322利用所述充电设备所在区域电网中的交流电对蓄电模块1进行充电，以避免发生充电无效或者影响充电设备对待充电设备4的正常充电功能。为了保护蓄电模块1，所述启动充电条件还包括：所述蓄电模块1的电量低于启动充电阈值，即，当蓄电模块1的电量不足时才对蓄电模块1进行充电，避免频繁启动充电以及电量充足时仍然进行充电而对蓄电模块1造成损害，所述启动充电阈值例如可以是人工设定的电量值或者电量百分比。
所述充电切换单元34的停止充电条件包括：所述充电设备所在区域电网非正常，或者，所述充电设备所在区域电网接入用电设备，或者，电网处于用电高峰时段，或者，有待充电设备4接入到所述充电设备，或者，所述蓄电模块1的电量高于停止充电阈值，即，当上述多个条件满足其中之一即停止充电。
本发明的充电设备用充电控制系统，通过检测模块2检测所述充电设备所在区域电网是否正常，所述电网是否处于用电高峰，所述充电设备所在区域电网是否接入用电设备，并将检测结果反馈给交直流输入切换单元31，通过核心充放电单元32与蓄电模块1、交直流输入切换单元31进行实时信息交互，蓄电模块1根据设定的所述电池的各参数自动判断是否需要给充电设备提供第三直流电，从而实现充电设备自动充电及自动放电功能。
本发明的充电设备用充电控制系统，将检测单元2、交直流输入切换单元31、核心充放电单元32、放电切换单元33、充电切换单元34、蓄电模块1统一起来实现点对点信息管理，同时根据交直流输入切换单元31、核心充放电单元32、蓄电模块1互相之间获取信息，并根据设定的判断条件执行相应的操作指令，使蓄电模块1与充电设备之间相互自动充电及自动放电。
进一步地，本发明还提供了一种充电设备，包括上述所述的充电控制系统，从而保证充电设备在电网异常等无交流输入的情况下仍能够对汽车等待充电设备进行有效充电，保证充电设备的使用可靠性。进一步地，所述充电设备为充电桩。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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 (14)

1.一种充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述充电设备的输入端口与电网相连，所述充电设备包括蓄电模块，用于存储电能；所述充电控制系统包括：
检测模块，用于检测电网状况和/或所述充电设备所在区域电网状况；
控制模块，用于根据所述检测模块的检测结果控制所述充电设备选择性地利用从区域电网中获取的交流电对待充电设备进行充电、利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电、或者利用从区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块进行充电。
2.根据权利要求1所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述检测模块用于检测所述充电设备所在区域电网状况是否正常；
所述控制模块用于当检测模块检测到所述充电设备所在区域电网状况正常时，控制所述充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对待充电设备进行充电，当检测模块检测到所述充电设备所在区域电网非正常时，控制所述充电设备利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电；和/或，
所述控制模块用于在所述充电设备未接入待充电设备时控制充电设备利用从电网中获取的交流电对所述蓄电模块进行充电。
3.根据权利要求1所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述检测模块还用于检测电网是否处于用电高峰时段；
所述控制模块用于当所述检测模块检测到电网处于用电高峰时段时，控制充电设备利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备未接入待充电设备时，控制充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备接入待充电设备时，控制充电设备利用从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述待充电设备进行充电。
4.根据权利要求2所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述检测模块还用于检测所述充电设备所在的区域电网中是否接入用电设备；
所述控制模块用于当所述检测模块检测到所述充电设备所在区域电网接入用电设备时，控制充电设备利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到所述充电设备所在区域电网未接入用电设备，且所述电网处于用电高峰时段时，控制充电设备利用所述蓄电模块对待充电设备进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到所述充电设备所在区域电网未接入用电设备同时检测到所述电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备未接入待充电设备时，控制充电设备利用所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述蓄电模块进行充电；和/或，
所述控制模块用于当所述检测模块检测到所述充电设备所在区域电网未接入用电设备同时检测到所述电网未处于用电高峰时段，且所述充电设备接入待充电设备时，控制充电设备利用所述充电设备所在区域电网中获取的交流电对所述待充电设备进行充电。
5.根据权利要求1所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述控制模块包括交直流输入切换单元和核心充放电单元，所述核心充放电单元包括第一交流放电单元；其中，
所述交直流输入切换单元用于控制从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电输入到所述第一交流放电单元；
所述第一交流放电单元，用于将输入其中的交流电转化为与待充电设备匹配的第一直流电。
6.根据权利要求5所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括放电切换单元，用于检测是否有待充电设备接入到所述充电设备，并当有待充电设备接入到充电设备上时控制所述第一交流放电单元对待充电设备充电。
7.根据权利要求5所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述核心充放电单元还包括第二交流放电单元，
所述交直流输入切换单元还用于控制从所述充电设备所在区域电网中获取的交流电输入到所述第二交流放电单元；
所述第二交流放电单元用于将输入其中的交流电转化为与所述蓄电模块匹配的第二直流电。
8.根据权利要求7所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括充电切换单元，
所述充电切换单元用于当所述充电设备满足启动充电条件时控制所述第二交流放电单元对所述蓄电模块充电，和/或，
所述充电切换单元用于当所述充电设备满足停止充电条件时控制所述第二交流放电单元停止对所述蓄电模块的充电。
9.根据权利要求8所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述启动充电条件包括：所述充电设备所在区域电网状况正常且所述充电设备未接入所述待充电设备；和/或，
所述停止充电条件包括：所述充电设备所在区域电网状况非正常，或者，所述充电设备接入所述待充电设备，或者，所述蓄电模块的电量高于停止充电阈值。
10.根据权利要求9所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述启动充电条件还包括：所述蓄电模块的电量低于启动充电阈值。
11.根据权利要求5所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述核心充放电单元还包括直流放电单元；
所述交直流输入切换单元还用于控制所述蓄电模块向所述直流放电单元输出直流电；
所述直流放电单元，用于将输入其中的直流电转化为与待充电设备匹配的第三直流电。
12.根据权利要求1所述的充电设备用充电控制系统，其特征在于，所述蓄电模块包括电池管理系统和电池能量转化均衡单元；其中，
所述电池管理系统，用于对所述蓄电模块的电池的参数进行采样并发出均电指令；
所述电池能量转化均衡单元，用于根据所述均电指令控制所述电池的参数保持在预设范围内。
13.一种充电设备，其特征在于，包括如权利要求1至12之一所述的充电设备用充电控制系统。
14.根据权利要求13所述的充电设备，其特征在于，所述充电设备为充电桩。
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