CN108248425A - 能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机及方法。本发明通过两快两慢的充电枪设置及对应的功率调度直流接触器设置，通过控制两条直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直流接触器，调度各组充电模块输出电流到快速充电枪或慢速充电枪，克服了现有技术中直流器接触器成本过高、软件控制复杂度高的技术问题，实现了一种降低控制难度、成本低、可实现充电功率灵活调度的多枪直流充电机及其充电控制方法。本发明可广泛应用于各种四枪直流充电系统。

Description

能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机及方法
技术领域
本发明涉及供电或配电的电路装置或系统，尤其涉及一种电动汽 车四枪直流充电机及其充电控制方法。
背景技术
目前的国内外的充电桩都是一机一枪或一机双枪，随着各国政府 对新能源汽车支持的力度逐渐加大有越来越多的新能源汽车投放市 场，提高电动汽车的车桩比都是各国政府需要面对的课题，用较小的 社会资源建设出更多的充电桩来提高车桩比才能让更多的新能源车 主较好的使用新能源汽车。一机四枪充电桩是其中较好的解决方案。
为了进一步响应社会节能减排的号召，以更经济的投入来建设具 备一机四枪充电功能的充电桩，既能对安装在遮雨遮阳棚下的充电桩 的前、后、左、右四个车位做很好的覆盖，单一显示界面和刷卡区域 也能让车主很方便的对充电桩机进行操作，同时当有闲置充电枪没有 被使用时，充电桩内部能自动调拨充电模块的功率，使在线充电枪以 最大功率给电动汽车充电，从而提高充电桩的使用效率。
中国专利CN105990883A揭示了一种多枪头大功率直流充电桩系 统，其能够解决一个直流充电桩系统带多个充电枪头，可同时对不同 电压等级的不同车辆充电的电路拓扑问题。其核心思想是将充电桩系 统内部的多个整流模块分组连接(固定)，然后让分组后的整流模块 组与组之间自由连接组合，再与不同的充电枪头连接，形成不同功率 的几个充电枪，因而可以同时给不同的电动车充电，满足各类电动车 对充电桩的要求，满足一桩多用、同时充电的要求。但由于系统没有 明确具体的枪头数量，按该专利揭示的技术方案显然需要的直流接触 器的数量过多，4枪系统就需要4*3＝12个直流接触器(控制开关)，若是8枪系统需要8*7＝56个直流接触器，过多的直流接触器数量显 然会导致“功率分配模块”的控制IO资源增多会大大增控制软件的 难度，同时过多的直流接触器数量也会导致直流接触器的成本过高。
中国专利CN105720660A揭示了一种多枪头直流充电桩系统，其 包括n个AC-DC电源模块、m个充电枪、微处理器、m*n个接触器， 其中n、m为大于等于2的整数；每个AC-DC电源模块(充电模块) 通过m个接触器连接到微处理器，充电枪与电动汽车连接后通过微处 理器获得电动汽车的充电参数，微处理器通过控制相应接触器的常开 触点导通来通过与该接触器连接的AC-DC电源模块为电动汽车充电。 同上面提到的问题一样，过多的直流接触器数量显然会导致“微处理 器”的控制IO资源增多会大大增控制软件的难度，同时过多的直流 接触器数量也会导致直流接触器的成本过高。
近期兴起的“充电堆”或者“柔性充电”的方式也离不开直流接 触器的整列的控制，成本过高一直是挡在全柔性功率调度多枪充电系 统的一个难题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种降低控制难 度、成本低、可实现充电功率灵活调度的四枪直流充电机及其充电控 制方法。
本发明所采用的技术方案是：
能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机，包括四把充电枪 和四组充电模块，四把充电枪包括两把快枪和两把慢枪，四组充电模 块包括两组快枪充电模块和两组慢枪充电模块，所述快枪充电模块通 过快枪直流母线连接到快枪，所述慢枪充电模块通过慢枪直流母线连 接到慢枪，每条直流母线上均设置有母线直流接触器，所述快枪充电 模块的输出功率大于或等于慢枪充电模块的输出功率；所述四组直流 母线之间连接有用于将各组充电模块调度输出到各把充电枪的功率 调度直流接触器，使得快枪输出的充电功率大于慢枪输出的充电功 率。
优选的，所述快枪充电模块的输出功率等于慢枪充电模块的输出 功率，所述快枪直流母线与快枪直流母线之间、快枪直流母线与慢枪 直流母线之间连接有用于将慢枪充电模块调度到快枪输出或将任一 快枪充电模块调度到另一快枪输出的功率调度直流接触器。
优选的，所述快枪充电模块的输出功率大于慢枪充电模块的输出 功率，所述快枪直流母线与快枪直流母线之间、快枪直流母线与慢枪 直流母线之间、慢枪直流母线与慢枪直流母线之间，连接有用于将慢 枪充电模块调度到快枪输出或将任一快枪充电模块调度到另一快枪 输出或将任一慢枪充电模块调度到另一慢枪输出的功率调度直流接 触器。
优选的，所述快枪充电模块的输出功率大于慢枪充电模块的输出 功率，所述快枪直流母线与快枪直流母线之间、快枪直流母线与慢枪 直流母线之间，连接有用于将慢枪充电模块调度到快枪输出或将任一 快枪充电模块调度到另一快枪输出的功率调度直流接触器。
优选的，所述快枪充电模块的输出功率等于慢枪充电模块的输出 功率，快枪直流母线与慢枪直流母线之间，连接有用于将慢枪充电模 块调度到快枪输出的功率调度直流接触器。
优选的，还包括计费管理单元、监控板和对应于四把充电枪的四 个接口板；所述计费管理单元的输出端连接有指示灯和显示屏，所述 计费管理单元的输入端连接有读卡器，所述计费管理单元通过CAN总 线分别与四个接口板连接；所述接口板均连接有用于检测充电枪电流 的直流电能表，所述四个接口板均通过CAN总线与监控板连接；所述 监控板通过CAN总线与四组充电模块通信连接；所述母线直流接触器 和功率调度直流接触器的通断状态分别受监控板和/或接口板的控 制。
优选的，所述直流电能表通过RS485通信方式与对应接口板连 接。
优选的，所述充电终端还包括用于指示充电状态的指示灯板，所 述指示灯板通过SPI通信方式与接口板连接。
优选的，所述充电模块为AC-DC模块或DC-DC模块。
能组合功率调度的两快两慢直流充电控制方法，其应用于能组合 功率调度的一体式两快两慢直流充电机，所述方法包括步骤：S1，在 四组直流母线之间连接有用于将各组充电模块调度输出到各把充电 枪的功率调度直流接触器，使得快枪输出的充电功率大于慢枪输出的 充电功率。
优选的，所述步骤S1具体包括子步骤：S11，当所述快枪充电模 块的输出功率大于慢枪充电模块的输出功率时，在有慢枪充电模块闲 置时将此慢枪充电模块调度到快枪输出或在有快枪模块闲置时将此 快枪充电模块调度到另一快枪输出或在有慢枪充电模块闲置时将此 慢枪充电模块调度到另一慢枪输出。
优选的，所述步骤S1具体包括子步骤：S12，当所述快枪充电模 块的输出功率等于慢枪充电模块的输出功率时，在有慢枪充电模块闲 置时将此慢枪充电模块调度到快枪输出或在有快枪模块闲置时将此 快枪充电模块调度到另一快枪输出。
本发明的有益效果是：
本发明通过两快两慢的充电枪设置及对应的功率调度直流接触 器设置，通过控制直流母线上的母线直流接触器和对应的功率调度直 流接触器，调度各组充电模块输出电流到快速充电枪或慢速充电枪， 克服了现有技术中直流器接触器成本过高、软件控制复杂度高的技术 问题，实现了一种降低控制难度、成本低、可实现充电功率灵活调度 的多枪直流充电机及其充电控制方法。
本发明可广泛应用于各种四枪直流充电系统。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明第一种实施例的系统拓扑图；
图2是本发明第二种实施例的系统拓扑图；
图3是本发明第三种实施例的系统拓扑图；
图4是本发明第四种实施例的系统拓扑图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例 中的特征可以相互组合。
本发明构建能四枪任意功率调度的充电系统，所有充电模块 (AC-DC模块或DC-DC模块。)分为四组共功率调度单元(CL5899-MNU 监控板)需要控制4*3＝12个直流接触器，其中6个为正极直流接触 器，6个为负极直流接触器。为了降低软件系统的控制难度并且能提高系统的可靠性，根据充电站既要满足社会车辆中小型乘用车的充 电需要又要满足专用大巴车的供电需要，把四枪系统细分为两快两慢 的配置能更好的迎合这种对各种车辆充电的场站的需要，同时系统成 本还能降低，系统软件的可靠性还能提高。本发明一机四枪两快两慢 直流充电机，通过两快两慢的分配方式减少了直流接触器的数量同时 也降低了部分直流接触器的过电流要求，对于软件控制的逻辑也按实 际的需求逐层级降低了软件控制的逻辑难度。
本发明的基本构思为：能组合功率调度的一体式两快两慢直流充 电机，包括四把充电枪和四组充电模块，四把充电枪包括两把快枪和 两把慢枪，四组充电模块包括两组快枪充电模块和两组慢枪充电模 块，所述快枪充电模块通过快枪直流母线连接到快枪，所述慢枪充电 模块通过慢枪直流母线连接到慢枪，每条直流母线上均设置有母线直 流接触器，所述快枪充电模块的输出功率大于或等于慢枪充电模块的 输出功率；所述四组直流母线之间连接有用于将各组充电模块调度输 出到各把充电枪的功率调度直流接触器，使得快枪输出的充电功率大 于慢枪输出的充电功率。
如图1至4所示，本实施例中，充电机还包括计费管理单元 5899-TCU、监控板和对应于多把充电枪的多个接口板5899-CCU；所 述计费管理单元5899-TCU的输出端连接有指示灯和显示屏，指示灯 通过SPI通信方式与计费管理单元5899-TCU连接，所述计费管理单元5899-TCU的输入端连接有读卡器，所述计费管理单元5899-TCU通 过CAN总线分别与多个接口板5899-CCU连接；所述接口板5899-CCU 均连接有用于检测充电枪电流的直流电能表，所述多个接口板 5899-CCU均通过CAN总线与监控板连接；所述监控板通过CAN总线 与多组充电模块(图1至4中简称模块)通信连接；所述母线直流接 触器和功率调度直流接触器的通断状态分别受监控板和/或接口板 5899-CCU的控制。
实施例一
如图1所示，每把慢枪最多只能调用对应的直流母线下挂载的 AC-DC充电模块的功率，这样慢枪和车之间的母线直流接触器、慢枪 连接快枪的功率调度直流接触器、慢枪连接慢枪的直流接触都可以采 用过电流能力较小的直流接触器。每把快充枪可以调用任意一条直流 母线上下挂载的AC-DC充电模块的功率，这样快枪和车之间的母线直 流接触器、快枪连接快枪的功率调度直流接触器都必须采用过电流能 力较强的直流接触器。
两个快枪和车之间的母线直流接触器、一个快枪连接快枪的功率 调度直流接触器，三个直流接触器的三类状态，1.三个都断开，此时 两把快枪都处于空闲状态。2.两个快枪和车之间的母线直流接触器 中任意一个吸合，其它直流接触器断开，此时一把快枪被占用状态， 另一快枪空闲，且空闲快枪母线下的AC-DC模块功率没有被另一使用 中的快枪所调用。3.两个快枪和车之间的母线直流接触器和其中一 个快枪和车之间的母线直流接触器两个同时闭合，其它一个直流接触 器断开，枪和车之间的那个直流接触器吸合对应的快枪就在使用中， 且没有投入使用的快枪对应的直流母线下的AC-DC模块功率被在使 用中的快枪所调用。4.两个快枪和车之间的母线直流接触器同时吸 合，一个快枪连接快枪的功率调度直流接触器断开，两把快枪都投入 使用，且快枪对应的直流母线下的AC-DC模块功率仅被“直联”的快 枪所调用。
一种典型的一机四枪两快两慢充电机，系统拓扑如图1所示(图 1只表达了正极直流接触器的布局配置，负极接触器的布局配置完全 一致，下文实施例二至实施例四也只表达了正极直流接触器的布局配 置，这里不再重述)，系统只配置两快两慢四把充电枪，快充电枪对 应的直流母线下挂载的AC-DC模块数量要大于等于慢充电枪对应的 直流母线下挂载的AC-DC模块数量，其中两把充电枪都配置能通过 250A的枪线，为快枪，另外两把充电枪能配置能通过150A的枪线， 为慢枪。
每把慢枪最多只能调用对应的直流母线下挂载的AC-DC充电模 块的功率，这样慢枪和车之间的母线直流接触器Ka和Kd，慢枪连接 快枪的功率调度直流接触器K1、K2、K4、K5，都可以采用过电流能 力150A的直流接触器。
当慢枪和车之间的母线直流接触器Ka或Kd吸合时，所有一端接 在对应慢枪直流母线上另一端接在快枪直流母线上的直流接触器K1、 K4或K2、K5必须断开；当慢枪和车之间的母线直流接触器Ka或Kd 断开时，所有一端接在对应慢枪直流母线上另一端接在快枪直流母线 上的直流接触器K1、K4或K2、K5可以吸合也可以断开。简单说只能 让慢枪母线上的电流向快枪母线去导流，不允许快枪母线上的电流向 慢枪母线导流，这样就可减小慢枪和车之间的母线直流接触器的过电 流能力。
每把快充枪可以调用任意一条直流母线上下挂载的AC-DC充电 模块的功率，这样快枪和车之间的母线直流接触器Kb和Kc，快枪连 接快枪的功率调度直流接触器K3，都必须采用过电流能力250A的直 流接触器。Kb、Kc、K3三个直流接触器三类状态，1.三个都断开，此时两把快枪都处于空闲状态。2.Kb或Kc任意一个吸合，其它直流 接触器断开，此时快枪B或C处于被占用状态，另一快枪空闲，且空 闲快枪母线下的AC-DC模块功率没有被另一使用中的快枪所调用。 3.Kb、K3或Kc、K3两个个直流接触器同时闭合其它一个断开，枪和 车之间的那个直流接触器Kb或Kc吸合对应的快枪就在使用中，且没 有投入使用的快枪对应的直流母线下的AC-DC模块功率被在使用中 的快枪所调用。4.Kb、Kc同时吸合，K3断开，两把快枪都投入使用， 且快枪对应的直流母线下的AC-DC模块功率仅被“直联”的快枪所调 用。
这样有了两快两慢枪的区分后，相比全部是快充枪的四枪系统， 可以把原本用20个250A的直流接触器，变成用12个150A的直流 接触器加上6个250A的直流接触器，降低了成本。
实施例二
当一机四枪两快两慢直流充电机，整机功率较小时，两慢枪之间 还可以进一步进行功率调度，两把慢枪直流母线下挂载的AC-DC充电 模块可以相互调度。两个慢枪和车之间的母线直流接触器、一个慢枪 和慢枪之间的直流接触器，三个直流接触器的三类状态，1.三个都断 开，此时两把慢枪都处于空闲状态。2.两个慢枪和车之间的母线直 流接触器任意一个吸合，此时对应的慢枪处于被占用状态，另一慢枪 空闲，且空闲慢枪母线下的AC-DC模块功率没有被另一使用中的慢枪 所调用。3.慢枪和慢枪之间的直流接触器和其中一个慢枪和车之间的 母线直流接触器两个同时闭合，另一个慢枪和车之间的母线直流接 触器断开，枪和车之间的那个直流接触器吸合对应的慢枪就在使用 中，且没有投入使用的慢枪对应的直流母线下的AC-DC模块功率被在 使用中的慢枪所调用。4.两个慢枪和车之间的母线直流接触器同时 吸合，慢枪和慢枪之间的直流接触器断开，两把慢枪都投入使用，且慢枪对应的直流母线下的AC-DC模块功率仅被“直联”的快枪所调用。
一种典型的一机四枪两快两慢充电机，系统拓扑如图2所示，系 统配置两快两慢4把充电枪。快充电枪对应的直流母线下挂载的 AC-DC模块数量要大于等于慢充电枪对应的直流母线下挂载的AC-DC 模块数量的两倍，其中两把充电枪都配置能通过250A的枪线，为快 枪，另外两把充电枪能配置能通过150A的枪线，为慢枪。
每把慢枪最多只能调用对应的直流母线下挂载的AC-DC充电模 块的功率，这样慢枪和车之间的母线直流接触器Ka和Kd，慢枪连接 快枪的功率调度直流接触器K1、K2、K4、K5，慢枪连接慢枪的功率 调度直流接触器K6，都可以采用过电流能力150A的直流接触器。
只能让慢枪母线上的电流向快枪母线去导流，不允许快枪母线上 的电流向慢枪母线导流，这样就可减小慢枪和车之间的母线直流接触 器的过电流能力。
引入了慢枪连接慢枪的功率调度直流接触器K6之后，两把慢枪 直流母线下挂载的AC-DC充电模块可以相互调度。Ka、Kd、K6三个 直流接触器三类状态，1.三个都断开，此时两把慢枪都处于空闲状态。 2.Ka或Kd任意一个吸合，此时慢枪A或D处于被占用状态，另一慢 枪空闲，且空闲慢枪母线下的AC-DC模块功率没有被另一使用中的慢 枪所调用。3.Ka、K6或Kd、K6两个直流接触器同时闭合，其它一个 断开，枪和车之间的那个直流接触器Ka或Kd吸合对应的慢枪就在使 用中，且没有投入使用的慢枪对应的直流母线下的AC-DC模块功率被 在使用中的慢枪所调用。4.Ka、Kd同时吸合，K6断开，两把慢枪都 投入使用，且慢枪对应的直流母线下的AC-DC模块功率仅被“直联” 的快枪所调用。
每把快充枪可以调用任意一条直流母线上下挂载的AC-DC充电 模块的功率。
这样有了两快两慢枪的区分后，相比全部是快充枪的四枪系统， 可以把原本用20个250A直流接触器，变成用14个150A的直流接 触器加上6个250A的直流接触器，降低了成本。
以上两个实施例的直流接触器相对来说还是过多，对于部分充电 场站，有明确快充车位和慢充车位，这种运营场景下可以对功率调度 的策略进行大幅简化，软件和硬件的可靠性能得到提高。
实施例三
以上两个实施例的直流接触器相对来说还是过多，对于部分充电 场站，有明确快充车位和慢充车位，这种运营场景下可以对功率调度 的策略进行大幅简化，软件和硬件的可靠性能得到提高。
当一机四枪两快两慢直流充电机，整机功率较大时，例如整机大 于180kw功率，可以对功率调度的策略进行大幅简化，四条直流母线 以慢、快、快、慢的方式进行布置，相邻的直流母线之间才有功率 调度直流接触器，这样仅仅需要6个功率调度直流接触器配合8个充 电枪和车之间的母线直流接触器即可实现灵活功率调度。
一种典型的一机四枪两快两慢充电机，系统拓扑如图3所示，系 统配置两快两慢4把充电枪。快充电枪对应的直流母线下挂载的 AC-DC模块数量要大于等于慢充电枪对应的直流母线下挂载的AC-DC 模块数量，其中两把充电枪都配置能通过250A的枪线，为快枪，另外两把充电枪能配置能通过50A的枪线，为慢枪。
每把慢枪最多只能调用对应的直流母线下挂载的AC-DC充电模 块的功率，这样慢枪和车之间的母线直流接触器Ka和Kd，慢枪连接 快枪的功率调度直流接触器K1、K2，都可以采用过电流能力50A的 直流接触器。
当慢枪和车之间的母线直流接触器Ka或Kd吸合时，所有一端接 在对应慢枪直流母线上另一端接在快枪直流母线上的直流接触器K1 或K2必须断开；当慢枪和车之间的母线直流接触器Ka或Kd断开时， 所有一端接在对应慢枪直流母线上另一端接在快枪直流母线上的直 流接触器K1或K2可以吸合也可以断开。简单说只能让慢枪母线上的 电流向快枪母线去导流，不允许快枪母线上的电流向慢枪母线导流， 这样就可减小慢枪和车之间的母线直流接触器的过电流能力。
每把快充枪可以调用“相邻”的任意一条直流母线上下挂载的 AC-DC充电模块的功率，这样快枪和车之间的母线直流接触器Kb和 Kc，都必须采用过电流能力250A的直流接触器，快枪和快枪之间的 直流接触器K3由于只可能把电流从一把快枪直流母线往另一把快枪 母线上导流，所以只需要能确保通过一条母线下挂载的所有AC-DC充 电模块的总电流即可，根据图3所示，K3确保能承受150A即可。
Kb、Kc、K3三个直流接触器三类状态，1.三个都断开，此时两 把快枪都处于空闲状态。2.Kb或Kc任意一个吸合，其它直流接触器 断开，此时快枪B或C处于被占用状态，另一快枪空闲，且空闲快枪 母线下的AC-DC模块功率没有被另一使用中的快枪所调用。3.Kb、K3或Kc、K3两个个直流接触器同时闭合其它一个断开，枪和车之间的 那个直流接触器Kb或Kc吸合对应的快枪就在使用中，且没有投入使 用的快枪对应的直流母线下的AC-DC模块功率被在使用中的快枪所 调用。4.Kb、Kc同时吸合，K3断开，两把快枪都投入使用，且快枪 对应的直流母线下的AC-DC模块功率仅被“直联”的快枪所调用。
这样有了两快两慢枪的区分后，相比全部是快充枪的四枪系统， 可以把原本用20个250A直流接触器，变成用8个50A的直流接触 器加上2个150A的直流接触器再加上4个250A的直流接触器，降 低了成本。
实施例四
GB/T18487.1-2015中明确约定，直流充电机的输出电压目前限 定于不超过750V，充电枪的输出电流不超过250A，也就是说但单电 枪最大的输出功率不能超过750V*250A＝187.5kW，行业内俗称直 流单枪功率不超过180kW。以上实施例三的直流接触器在整机功率大 于360kw的一机四枪两快两慢直流充电机的配置下，可以进一步减少 直流接触器的数量。
当一机四枪两快两慢直流充电机，整机功率较大时，以一快枪加 一慢枪作为一个功率调度半区，当功率调度半区全功率输出功率大于 180kw是，可以对功率调度的策略进一步简化，四条直流母线仅配置 慢枪和快枪之间的功率调度直流接触器，这样仅仅需要4个功率调度 直流接触器配合8个充电枪和车之间的母线直流接触器即可实现灵 活功率调度。
一种典型的一机四枪两快两慢充电机，系统拓扑如图4所示，系 统配置两快两慢4把充电枪。快充电枪对应的直流母线下挂载的 AC-DC模块数量要大于等于慢充电枪对应的直流母线下挂载的AC-DC 模块数量，其中两把充电枪都配置能通过250A的枪线，为快枪，另外两把充电枪能配置能通过150A的枪线，为慢枪。
相对于实施例三，去掉了快枪和快枪之间的直流接触器K3。在 一快一慢两把充电枪对应的直流母线下挂在的AC-DC充电模块形成 的功率调度半区，A、B枪和对应的直流母线下挂载的所有AC-DC充 电模块形成的功率调度半区,C、D枪和对应的直流母线下挂载的所 有AC-DC充电模块形成的功率调度半区。两个功率调度半区内，所 有模块的总功率已经达到180kW，一个半区内的快枪已经能对外输出 国标所约定的单枪最大功率180kW，这样再用实施例三中快枪和 快枪之间的直流接触器K3来从一个半区调度到另一个半区也就没有意义，进一步减少直流接触器的数量有助于提升软件和硬件的可靠 性。
在整机功率大于360kw的一机四枪两快两慢直流充电机的配置 下，这样有了两快两慢枪的区分后，相比全部是快充枪的四枪系统， 可以把原本用20个250A直流接触器，变成用8个150A的直流接触 器加上4个250A的直流接触器，降低了成本。
以上四个典型一机四枪两快两慢直流充电机实施例，最核心的思 想就是通过两快两慢的分配方式减少了直流接触器的数量同时也降 低了部分直流接触器的过电流要求，对于软件控制的逻辑也按实际的 需求逐层级降低了软件控制的逻辑难度。实施例三、实施例四，接触 器数量较少，在软件确保相关直流接触器互锁的同时还能通过电气互 锁(直流接触器自身带有遥信状态触点和控制输入触点，通过遥信状 态触点的输出状态可以作为其它直流接触器的控制输入触点，这样就 实现了直流接触器之间的电气互锁。)实施例一、实施例二直流接触 器稍多，但约定了电流只能从慢枪母线向快枪母线流动，还是降低了 软件的逻辑复杂难度。
本发明还提供一种能组合功率调度的两快两慢直流充电控制方 法，其应用于能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机，所述方 法包括步骤：S1，在四组直流母线之间连接有用于将各组充电模块调 度输出到各把充电枪的功率调度直流接触器，使得快枪输出的充电功 率大于慢枪输出的充电功率。
优选的，所述步骤S1具体包括子步骤：S11，当所述快枪充电模 块的输出功率大于慢枪充电模块的输出功率时，在有慢枪充电模块闲 置时将此慢枪充电模块调度到快枪输出或在有快枪模块闲置时将此 快枪充电模块调度到另一快枪输出或在有慢枪充电模块闲置时将此 慢枪充电模块调度到另一慢枪输出。
优选的，所述步骤S1具体包括子步骤：S12，当所述快枪充电模 块的输出功率等于慢枪充电模块的输出功率时，在有慢枪充电模块闲 置时将此慢枪充电模块调度到快枪输出或在有快枪模块闲置时将此 快枪充电模块调度到另一快枪输出。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不 限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提 下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在 本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机，其特征在于，包括四把充电枪和四组充电模块，四把充电枪包括两把快枪和两把慢枪，四组充电模块包括两组快枪充电模块和两组慢枪充电模块，所述快枪充电模块通过快枪直流母线连接到快枪，所述慢枪充电模块通过慢枪直流母线连接到慢枪，每条直流母线上均设置有母线直流接触器，所述快枪充电模块的输出功率大于或等于慢枪充电模块的输出功率；
所述四组直流母线之间连接有用于将各组充电模块调度输出到各把充电枪的功率调度直流接触器，使得快枪输出的充电功率大于慢枪输出的充电功率。
2.根据权利要求1所述的能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机，其特征在于，所述快枪充电模块的输出功率等于慢枪充电模块的输出功率，所述快枪直流母线与快枪直流母线之间、快枪直流母线与慢枪直流母线之间连接有用于将慢枪充电模块调度到快枪输出或将任一快枪充电模块调度到另一快枪输出的功率调度直流接触器。
3.根据权利要求1所述的能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机，其特征在于，所述快枪充电模块的输出功率大于慢枪充电模块的输出功率，所述快枪直流母线与快枪直流母线之间、快枪直流母线与慢枪直流母线之间、慢枪直流母线与慢枪直流母线之间，连接有用于将慢枪充电模块调度到快枪输出或将任一快枪充电模块调度到另一快枪输出或将任一慢枪充电模块调度到另一慢枪输出的功率调度直流接触器。
4.根据权利要求1所述的能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机，其特征在于，所述快枪充电模块的输出功率大于慢枪充电模块的输出功率，所述快枪直流母线与快枪直流母线之间、快枪直流母线与慢枪直流母线之间，连接有用于将慢枪充电模块调度到快枪输出或将任一快枪充电模块调度到另一快枪输出的功率调度直流接触器。
5.根据权利要求1所述的能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机，其特征在于，所述快枪充电模块的输出功率等于慢枪充电模块的输出功率，快枪直流母线与慢枪直流母线之间，连接有用于将慢枪充电模块调度到快枪输出的功率调度直流接触器。
6.根据权利要求1所述的能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机，其特征在于，还包括计费管理单元、监控板和对应于四把充电枪的四个接口板；
所述计费管理单元的输出端连接有指示灯和显示屏，所述计费管理单元的输入端连接有读卡器，所述计费管理单元通过CAN总线分别与四个接口板连接；
所述接口板均连接有用于检测充电枪电流的直流电能表，所述四个接口板均通过CAN总线与监控板连接；
所述监控板通过CAN总线与四组充电模块通信连接；
所述母线直流接触器和功率调度直流接触器的通断状态分别受监控板和/或接口板的控制。
7.根据权利要求6所述的一种分体一机多枪直流群充系统，其特征在于，所述直流电能表通过RS485通信方式与对应接口板连接。
8.根据权利要求6或7所述的一种分体一机多枪直流群充系统，其特征在于，所述充电终端还包括用于指示充电状态的指示灯板，所述指示灯板通过SPI通信方式与接口板连接。
9.根据权利要求8所述的一种分体一机多枪直流群充系统，其特征在于，所述充电模块为AC-DC模块或DC-DC模块。
10.能组合功率调度的两快两慢直流充电控制方法，其特征在于，其应用于如权利要求1至9任一项所述的能组合功率调度的一体式两快两慢直流充电机，所述方法包括步骤：
S1，在四组直流母线之间连接有用于将各组充电模块调度输出到各把充电枪的功率调度直流接触器，使得快枪输出的充电功率大于慢枪输出的充电功率。
11.根据权利要求10所述的能组合功率调度的两快两慢直流充电控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括子步骤：
S11，当所述快枪充电模块的输出功率大于慢枪充电模块的输出功率时，在有慢枪充电模块闲置时将此慢枪充电模块调度到快枪输出或在有快枪模块闲置时将此快枪充电模块调度到另一快枪输出或在有慢枪充电模块闲置时将此慢枪充电模块调度到另一慢枪输出。
12.根据权利要求11所述的能组合功率调度的两快两慢直流充电控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括子步骤：
S12，当所述快枪充电模块的输出功率等于慢枪充电模块的输出功率时，在有慢枪充电模块闲置时将此慢枪充电模块调度到快枪输出或在有快枪模块闲置时将此快枪充电模块调度到另一快枪输出。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111952118A (zh) * 2020-06-22 2020-11-17 深圳市科陆电子科技股份有限公司 矩阵式充电堆接触器互锁系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204559201U (zh) * 2015-05-08 2015-08-12 山东鲁能智能技术有限公司 一种电动汽车分体式直流充电桩及系统
CN105990883A (zh) * 2015-02-05 2016-10-05 深圳市瀚美特科技有限公司 一种多枪头大功率直流充电桩系统
CN106100082A (zh) * 2016-07-07 2016-11-09 湖北盛弘电力技术开发有限公司 一种电动汽车分体式智能直流充电一体机
CN106253420A (zh) * 2016-11-01 2016-12-21 湖北盛弘电力技术开发有限公司 一种一体式一机四枪充电桩
CN106828145A (zh) * 2016-12-26 2017-06-13 浙江万马新能源有限公司 充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法
CN206749559U (zh) * 2017-01-09 2017-12-15 深圳市深泰明科技有限公司 一种一机多枪的充电桩控制系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105990883A (zh) * 2015-02-05 2016-10-05 深圳市瀚美特科技有限公司 一种多枪头大功率直流充电桩系统
CN204559201U (zh) * 2015-05-08 2015-08-12 山东鲁能智能技术有限公司 一种电动汽车分体式直流充电桩及系统
CN106100082A (zh) * 2016-07-07 2016-11-09 湖北盛弘电力技术开发有限公司 一种电动汽车分体式智能直流充电一体机
CN106253420A (zh) * 2016-11-01 2016-12-21 湖北盛弘电力技术开发有限公司 一种一体式一机四枪充电桩
CN106828145A (zh) * 2016-12-26 2017-06-13 浙江万马新能源有限公司 充分应用电动汽车非车载充电机柔性充电优化方法
CN206749559U (zh) * 2017-01-09 2017-12-15 深圳市深泰明科技有限公司 一种一机多枪的充电桩控制系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111952118A (zh) * 2020-06-22 2020-11-17 深圳市科陆电子科技股份有限公司 矩阵式充电堆接触器互锁系统及方法
CN111952118B (zh) * 2020-06-22 2023-05-30 深圳市科陆电子科技股份有限公司 矩阵式充电堆接触器互锁系统及方法

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