CN108199460B - 一种可自动切换的充电桩控制系统及控制方法 - Google Patents

一种可自动切换的充电桩控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了新能源汽车充电领域中的一种可人工调节输出功率等级的充电桩控制系统及控制方法，该控制系统包括整流控制柜和充电桩，整流控制柜内设有至少四组控制箱和整流模块，每组控制箱内设有充电机监控单元，充电桩与充电机监控单元对应，每个充电桩内设有计费单元监控板；该控制方法包括接收控制指令、下发充电模式、系统自检、充电、判断是否接收停止命令、返回最初状态等步骤。本发明解决了充电桩充电功率不足或被闲置浪费的缺陷，通过集中安装施工节约了工作空间和时间。

Description

一种可自动切换的充电桩控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车充电领域，具体的说，是涉及一种可自动切换的充电桩控制系统及控制方法。
背景技术
充电桩作为新能源汽车充电必备配套设备，目前市面运营的充电桩大多为一机单枪、一机双枪等，这种充电设备中，桩与桩之间彼此独立、无网络链接，功率无法自动均衡分配，导致充大车时功率不足、充电时间慢，充小车时功率闲置等问题。另外，功率机柜分散安装导致占用过多停车公用空间、施工复杂且周期长、既不安全也不经济。
例如，目前市场运营的桩大多是一机一枪或者一机两枪，若针对大功率电动车，则无法满足快充需求，若在很对小功率电动车，则会造成充电桩闲置等问题。
上述缺陷，值得解决。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种可自动切换的充电桩控制系统及控制方法，解决了充电桩充电功率不足或被闲置浪费的缺陷，通过集中安装施工节约了工作空间和时间。
本发明技术方案如下所述：
一方面，一种可自动切换的充电桩控制系统，其特征在于，包括整流控制柜和充电桩箱，
所述整流控制柜内设有至少四组控制箱，每组所述控制箱内设有充电机监控单元及整流模块，所述整流模块的输入端连接AC输入端，所述整流模块还与所述充电机监控单元连接，充电桩通过输出接触器与每组所述控制箱内的所述整流模块输出端连接，相邻两个所述控制箱的输出端通过中间接触器连接；
所述充电桩箱内设有至少四个所述充电桩，所述充电桩与所述充电机监控单元对应，每个所述充电桩内设有计费单元监控板，所述计费单元监控板与对应的所述充电机监控单元连接。
根据上述方案的本发明，其特征在于，在所述整流控制柜内，每四组所述控制箱为一控制箱单元，所述整流控制柜内设有不大于16个所述控制箱单元。
根据上述方案的本发明，其特征在于，每组所述控制箱内设有两个整流模块。
进一步的，每个所述整流模块的输出功率为15kw。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述充电桩上分别设有LCD人机界面。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述计费单元监控板与对应的所述充电机监控单元之间通过CAN总线连接。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述充电桩箱内的所述计费单元监控板之间通过CAN总线连接。
另一方面，一种可自动切换的充电桩的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、计费单元监控板接收用户启动充电的控制指令；
步骤2、计费单元监控板下发充电模式给充电机监控单元，并通过充电桩之间的CAN总线向其他充电桩发送本桩已启动充电状态命令；
步骤3、所述充电机监控单元接收到命令后启动充电机系统自检，其他充电桩接收到该充电桩已进行充电的命令后，将其置为正在充电状态；
步骤4、若上一步骤中的充电机系统自检成功，则进入步骤5，若自检不成功，则进入步骤7；
步骤5、由所述充电机监控单元控制对应的所述计费单元监控板进行充电；
步骤6、所述计费单元监控板判断是否接收到停止充电命令，若没有收到命令，则返回步骤5，若接收到停止充电命令则进行下一步；
步骤7、所述充电机监控单元控制对应的所述计费单元监控板不进行充电或停止充电，并向其他充电桩发送无充电状态命令；
步骤8、所述充电机监控单元和所述计费单元监控板返回到接收下一次启动充电命令状态。
根据上述方案的本发明，其特征在于，在所述步骤1中，用户启动充电的控制指令通过LCD人机界面给出，或者用户通过APP扫码后网管后台下发。
根据上述方案的本发明，其特征在于，在所述步骤1中，所述计费单元监控板接收用户启动充电的控制指令后，所述计费单元监控板判断当前模式下本桩是否能启动充电：若可以则进行下一步；若不能启动充电，则返回主界面并给出本桩不能充电的提示，并由充电机监控单元控制对应的所述计费单元监控板向其他充电桩发送本桩停止状态，且所述充电机监控单元和所述计费单元监控板返回到接收下一次启动充电命令状态。
根据上述方案的本发明，其有益效果在于：
1、本发明实现了系统整机功率的合理分配与利用。
2、本发明模块化设计有利于降低系统复杂度，提高系统的可靠性。
3、本发明系统集中整流分散充电的架构方式有利于合理利用空间。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：
如图1所示，一种可自动切换的充电桩控制系统，包括整流控制柜和充电桩箱。
整流控制柜内设有至少四组控制箱，每四组控制箱为一控制箱单元，整流控制柜内设有不大于16个控制箱单元。
每组控制箱内设有充电机监控单元及整流模块，整流模块的输入端连接AC输入端，每组控制箱内设有两个整流模块。整流模块还与充电机监控单元连接，充电桩通过输出接触器与每组控制箱内的整流模块输出端连接，相邻两个控制箱的输出端通过中间接触器连接。
充电桩箱内设有至少四个充电桩，充电桩与充电机监控单元对应，每个充电桩内设有计费单元监控板，计费单元监控板与对应的充电机监控单元连接。优选的，计费单元监控板与对应的充电机监控单元之间通过CAN总线连接，充电桩箱内的计费单元监控板之间通过CAN总线连接。
本实施例中的整流控制柜包括四组控制箱，一号控制箱内设有第一AC/DC模块（整流模块）和第二AC/DC模块，二号控制箱内设有第三AC/DC模块和第四AC/DC模块，三号控制箱内设有第五AC/DC模块和第六AC/DC模块，四号控制箱内设有第七AC/DC模块和第八AC/DC模块。其中：
第一AC/DC模块和第二AC/DC模块的公共输出端与第三AC/DC模块和第四AC/DC模块的公共输出端之间设有第一中间接触器；第三AC/DC模块和第四AC/DC模块的公共输出端与第五AC/DC模块和第六AC/DC模块的公共输出端之间设有级联接触器；第五AC/DC模块和第六AC/DC模块的公共输出端与第七AC/DC模块和第八AC/DC模块的公共输出端之间设有第二中间接触器。另外，第一充电桩通过第一输出接触器连接第一AC/DC模块和第二AC/DC模块的公共输出端；第二充电桩通过第二输出接触器连接第三AC/DC模块和第四AC/DC模块的公共输出端；第三充电桩通过第三输出接触器连接第五AC/DC模块和第六AC/DC模块的公共输出端；第四充电桩通过第四输出接触器连接第七AC/DC模块和第八AC/DC模块的公共输出端。
在其他实施例中，每个整流模块的输出功率为15kw，即每个充电桩分配到两个整流模块共30kw的功率，即当系统配置为30kw功率联机模式启动充电时，充电机监控单元控制第一中间接触器、第二中间接触器以及级联接触器都断开，这样每个充电桩默认分配30kw功率；当系统配置为60kw功率联机模式启动充电时，充电机监控单元将控制第一中间接触器和第二中间接触器闭合、级联接触器断开，将第一AC/DC模块到第四AC/DC模块并成一组输出60kw功率，第五AC/DC模块到第八AC/DC模块并成一组输出60kw功率，这样第一充电桩和第二充电桩中任意一充电桩可以输出60kw功率，第三充电桩和第四充电桩中任意一充电桩可以输出60kw功率；当系统配置为120kw功率联机模式启动充电时，充电机监控单元将控制第一中间接触器、第二中间接触器以及级联接触器都闭合，这样将第一AC/DC模块到第八AC/DC模块并成一组输出120kw功率，这样第一充电桩、第二充电桩、第三充电桩及第四充电桩中可以选择任意一充电桩输出120kw功率。
优选的，充电桩上分别设有LCD人机界面，使用者通过LCD人机界面输入命令，或者通过手机APP扫码后网管后台下发命令。
如图2所示，上述可自动切换的充电桩的控制方法，包括以下步骤：
1、计费单元监控板接收用户启动充电的控制指令。该控制指令通过LCD人机界面给出，或者用户通过APP扫码后网管后台下发。
以第一充电桩为例，其对应的计费单元监控板接收用户启动充电的控制指令后，计费单元监控板判断当前模式下本桩是否能启动充电：若可以则进行下一步；若不能启动充电，则返回主界面并给出本桩不能充电的提示，并由充电机监控单元控制对应的计费单元监控板向其他充电桩发送本桩停止状态，且充电机监控单元和计费单元监控板返回到接收下一次启动充电命令状态。
2、计费单元监控板下发充电模式给充电机监控单元，并通过充电桩之间的CAN总线向其他充电桩发送本桩已启动充电状态命令。
3、充电机监控单元接收到命令后启动充电机系统自检，其他充电桩接收到该充电桩已进行充电的命令后，将其置为正在充电状态。
根据这些状态和系统当前充电模式配置可以知道当前的充电桩是否可以充电。例如：
（1）系统配置为30kw功率联机模式则每个充电桩都可以同时输出30kw功率。
（2）当系统配置成60kw功率联机模式时，如果第一充电桩启动充电成功输出60kw功率后第二充电桩只能是待机状态，如果是第二充电桩先启动成功充电，则第一充电桩只能是待机状态；同理第三充电桩和第四充电桩也是同样的原理。
（3）如果系统配置的是120kw功率联机模式，则四个充电桩中同一时间只能有一个充电桩输出120kw，其它三个充电桩均为待机状态，四个充电桩遵循谁先启动谁先充电的原则。
4、若上一步骤中的充电机系统自检成功，则进入步骤5，若自检不成功，则进入步骤7。
5、由充电机监控单元控制对应的计费单元监控板进行充电。
6、计费单元监控板判断是否接收到停止充电命令，若没有收到命令，则返回步骤5，若接收到停止充电命令则进行下一步。
7、充电机监控单元控制对应的计费单元监控板不进行充电或停止充电，并向其他充电桩发送无充电状态命令。
8、充电机监控单元和计费单元监控板返回到接收下一次启动充电命令状态。
本发明一个充电桩用一块充电机监控单元加一块计费单元监控板来管理，把所有整流模块和充电机监控单元集中放一个机柜中，把计费单元监控板和充电枪一起放在充电桩这边，每个充电桩之间通过高速CAN总线连接起来，这样就可以协调桩之间的功率分配与使用，由于充电桩里面少了整流模块，这样在结构上可以做得更小，系统可以做到集中整流分散充电。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可自动切换的充电桩控制系统，其特征在于，包括整流控制柜和充电桩箱，
所述整流控制柜内设有至少四组控制箱，每组所述控制箱内设有充电机监控单元及整流模块，所述整流模块的输入端连接AC输入端，所述整流模块还与所述充电机监控单元连接，充电桩通过输出接触器与每组所述控制箱内的所述整流模块输出端连接，相邻两个所述控制箱的输出端通过中间接触器连接；
所述充电桩箱内设有至少四个所述充电桩，所述充电桩与所述充电机监控单元对应，每个所述充电桩内设有计费单元监控板，所述计费单元监控板与对应的所述充电机监控单元连接，所述充电桩箱内的所述计费单元监控板之间通过CAN总线连接；
其控制方法包括如下步骤：
步骤1、计费单元监控板接收用户启动充电的控制指令；所述计费单元监控板接收用户启动充电的控制指令后，所述计费单元监控板判断当前模式下本桩是否能启动充电：若可以则进行下一步；若不能启动充电，则返回主界面并给出本桩不能充电的提示，并由充电机监控单元控制对应的所述计费单元监控板向其他充电桩发送本桩停止状态，且所述充电机监控单元和所述计费单元监控板返回到接收下一次启动充电命令状态；
步骤2、计费单元监控板下发充电模式给充电机监控单元，并通过充电桩之间的CAN总线向其他充电桩发送本桩已启动充电状态命令；
步骤3、所述充电机监控单元接收到命令后启动充电机系统自检，其他充电桩接收到该充电桩已进行充电的命令后，将其置为正在充电状态；
步骤4、若上一步骤中的充电机系统自检成功，则进入步骤5，若自检不成功，则进入步骤7；
步骤5、由所述充电机监控单元控制对应的所述计费单元监控板进行充电；
步骤6、所述计费单元监控板判断是否接收到停止充电命令，若没有收到命令，则返回步骤5，若接收到停止充电命令则进行下一步；
步骤7、所述充电机监控单元控制对应的所述计费单元监控板不进行充电或停止充电，并向其他充电桩发送无充电状态命令；
步骤8、所述充电机监控单元和所述计费单元监控板返回到接收下一次启动充电命令状态。
2.根据权利要求1所述的可自动切换的充电桩控制系统，其特征在于，在所述整流控制柜内，每四组所述控制箱为一控制箱单元，所述整流控制柜内设有不大于16个所述控制箱单元。
3.根据权利要求1所述的可自动切换的充电桩控制系统，其特征在于，每组所述控制箱内设有两个整流模块。
4.根据权利要求3所述的可自动切换的充电桩控制系统，其特征在于，每个所述整流模块的输出功率为15kw。
5.根据权利要求1所述的可自动切换的充电桩控制系统，其特征在于，所述充电桩上分别设有LCD人机界面。
6.根据权利要求1所述的可自动切换的充电桩控制系统，其特征在于，所述计费单元监控板与对应的所述充电机监控单元之间通过CAN总线连接。
7.根据权利要求1所述的可自动切换的充电桩控制系统，其特征在于，在所述步骤1中，用户启动充电的控制指令通过LCD人机界面给出，或者用户通过APP扫码后网管后台下发。
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