CN108565928A - 一种充电系统及充电系统控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充电系统及充电系统控制方法，本发明的一种充电系统包括：充电终端、直流母线和若干充电模块，还包括：用于与充电终端通信连接的主控单元；充电模块并联连接后与主控单元通信连接；充电终端接收充电车辆的需求信息，计算所需充电模块数量，发送该所需充电模块数量及待导通直流母线信息至主控单元，主控单元设置待导通充电模块，并获取待导通充电模块的固定地址，根据固定地址设置该待导通充电模块的动态地址，其中动态地址与待导通直流母线对应，并根据动态地址发送控制指令至待导通充电模块以控制待导通充电模块动作。实施本发明能够简化充电系统电路，提高充电系统的可靠性，同时解决多个充电模块同时控制时的通信时间差问题。

Description

一种充电系统及充电系统控制方法

技术领域

本发明涉及充电技术领域，更具体地说，涉及一种充电系统及充电系统控制方法。

背景技术

目前，各类电动汽车的储能电池容量和充电倍率各不相同，对充电机输出功率的要求差异较大。为解决电动汽车需求功率过低时充电设备利用率低和电动汽车需求功率过高时充电能力不足的矛盾，可采用一种功率共享。

在图1现有技术的充电系统中，可通过闭合不同的高压直流接触器K1-K16使智能充电模块组M1-M4输出至不同的直流母线。在充电过程中，可根据直流母线的需求大小，投入不同数量的智能充电模块，实现功率的按需分配。充电模块使用CAN总线通信，当智能充电模块组需投入直流母线进行工作时，需先将该组模块的通信开关闭合，使模块的通信线接入CAN总线，然后根据充电模块的通信地址对模块进行点对点控制。现有技术中需要在通信总线上设置切换开关K17-K20，而且点对点的对多个充电模块控制时，难免会存在通信时间差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种充电系统及充电系统控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种充电系统，包括：用于连接充电车辆的充电终端、连接所述充电终端的直流母线、与所述直流母线可导通连接以提供输出电流的若干充电模块，还包括：与所述充电终端通信连接的主控单元；

所述充电模块通过一通信总线并联连接后与所述主控单元通信连接；

所述充电终端接收所述充电车辆的的需求信息，并根据该需求信息计算所需充电模块数量，发送该所需充电模块数量及与所述充电终端连接的待导通直流母线信息至所述主控单元；

所述主控单元根据所述所需充电模块数量设置待导通充电模块，并获取所述待导通充电模块的固定地址，根据所述固定地址设置所述待导通充电模块的动态地址，其中所述动态地址与所述待导通直流母线对应，并根据所述动态地址发送控制指令至所述待导通充电模块以控制所述待导通充电模块动作。

优选地，所述充电模块包括用于设置所述动态地址的地址寄存器。

优选地，当所述充电模块未接入所述待导通直流母线时，所述充电模块的动态地址为与所述直流母线不相关的默认值。

所述充电系统包括连接所述充电模块和所述主控单元的拨码开关，所述拨码开关用于设置所述充电模块的固定地址。

优选地，本发明的充电系统还包括，至少两个充电模块组，每一所述充电模块组包含一预定数量所述充电模块；与所述充电模块组一一对应的通信网关，所述通信网关通过一通信模块与所述主控单元通信连接，所述通信模块用于获取不同通信网关下充电模块的固定地址以获取所有充电模块的归一固定地址发送至所述主控单元。

优选地，所述预定数量少于所述充电模块可设定的固定地址的最大值。

本发明还构造一种充电系统控制方法，包括以下步骤：

S1、通过充电终端获取充电车辆的充电信息以确定需要提供的待导通直流母线信息和所需充电模块数量；

S2、根据所述所需充电模块数量设置待导通充电模块并获取所述待导通充电模块的固定地址，根据所述固定地址设置所述待导通充电模块的动态地址，其中所述动态地址与所述待导通直流母线对应；

S3、根据所述动态地址发送控制指令以控制所述待导通充电模块动作。

优选地，所述方法还包括：

S0、所述充电终端导通连接所述直流母线之前，获取所有充电模块的固定地址，根据所述固定地址设置所述充电模块的动态地址为一默认动态地址，其中，所述默认动态地址与所述直流母线不相关。

优选地，所述方法还包括：

S4、所述待导通充电模块退出所述待导通直流母线之后，设置所述充电模块的动态地址为所述默认动态地址。

优选地，当所述待导通充电模块数量大于一预设值时，所述方法还包括：

S1A、将所述充电模块分为分别对应不同的子网的至少两个充电模块组，每一个充电模块组内的充电模块数量均小于所述预设值；

S2A、获取所述充电模块组对应的子网标识和所述充电模块组内充电模块在各自子网下的固定地址，并根据所述子网标识与所述固定地址的对应关系设置所有充电模块的归一固定地址；

S3A、从所述归一固定地址中获取归一后的待导通充电模块的固定地址，并根据所述固定地址设置所述充电模块的动态地址。

实施本发明的一种充电系统及充电系统控制方法，具有以下有益效果：去除现有充电系统中的通信总线上的切换开关，简化充电系统电路，降低充电系统故障率，提高充电系统的可靠性，同时解决多个充电模块需要同时控制时的通信时间差问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中充电系统的结构示意图；

图2是本发明一种充电系统第一实施例的电路原理图；

图3是本发明一种充电系统第二实施例的电路原理图；

图4是本发明一种充电系统控制方法第一实施例的流程图；

图5是本发明一种充电系统控制方法第二实施例的流程图；

图6是本发明一种充电系统控制方法第三实施例的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图2所示，在本发明的一种充电系统第一实施例中，包括：用于连接充电车辆的充电终端、连接充电终端直流母线、与直流母线可导通连接以提供输出电流的若干充电模块，还包括：与充电终端通信连接的主控单元40；充电模块通过一条通信总线并联连接后与主控单元40通信连接；充电终端接收充电车辆的需求信息，并根据该需求信息计算所需充电模块数量，发送该所需充电模块数量及与所述充电终端连接的待导通直流母线信息至主控单元40；主控单元40根据所述所需充电模块数量设置待导通充电模块，并获取所述待导通充电模块的固定地址，根据固定地址设置该待导通充电模块的动态地址，其中动态地址与待导通直流母线对应，并根据动态地址发送控制指令至待导通充电模块以控制待导通充电模块动作。具体的，去除充电模块的通信链路上的控制开关，将所有充电模块通过一条通信总线并联连接后与主控单元40通信连接，然后通过充电模块的固定地址，进行主控单元40与充电模块的点对点通信，依次设置所有的充电模块的动态地址。这里充电模块的固定地址可以是充电模块的物理排序等其他可以将单个充电模块区分的识别码。这里的动态地址是将待导通充电模块与其连接的待导通直流母线的关系的识别码。这里，可以根据动态地址广播发送控制指令至待导通充电模块以控制待导通充电模块动作，在这里，主控单元通过控制高压直流接触器K1、K2……K16，将上述已设置动态地址的充电模块导通至直流母线，实现充电。进一步理解，当需充电的车辆连接了充电终端后，与车辆BMS连接的充电终端会根据车辆BMS的充电需求计算所需分配对应的充电模块数量。同时会把直流母线的的地址和需要投入到该直流母线上的充电模块的数量发送给主控单元40，主控单元40根据直流母线的地址将连接到该直流母线上的所有的充电模块编组，将组内的所有充电模块设定一个共同的地址，这个地址是根据投入使用的直流母线的地址变化而变化的，为一个动态地址。主控单元40发送控制指令，将该控制指令发送至该动态地址下，那么在该动态地址下的所有的充电模块就会响应该控制指令，以开始工作或停止工作或者输出电压电流调节。

进一步的，充电模块包括用于设置动态地址的地址寄存器。具体的，可以通过在充电模块设置专门用来存储该动态地址的地址寄存器，根据该地址寄存器中动态地址识别对应的控制指令，以进行对应的操作。

进一步的，当充电模块未接入待导通直流母线时，充电模块对应的动态地址为与直流母线不相关的默认值。具体的，为了区分投入使用的充电模块和没有投入使用的充电模块，当充电模块没有连接任意一个待导通的直流母线时，主控单元40设置该充电模块的动态地址为一个默认值，该默认值一般设置与直流母线的地址不相关，这样主控单元40在发送与直流母线相关的控制命令时，为默认值的充电模块不会做出响应。

进一步的，充电系统包括连接充电模块和主控单元40的拨码开关，主控单元40通过拨码开关获取充电模块的固定地址。具体的，可以通过拨码开关来设置待导通充电模块的固定地址，拨码开关的拨码管脚数量可以决定充电模块的固定地址的最大值。

如图3所示，在本发明的一种充电系统第二实施例中，在第一实施例的基础上，本发明的充电系统还包括：至少两个充电模块组，每一充电模块组包含一预定数量充电模块；与充电模块组一一对应的通信网关，每个通信网关通过一通信模块70与主控单元40通信连接，通信模块70用于获取不同通信网关下充电模块的固定地址以获取充电模块的归一固定地址发送至主控单元40。具体的，充电系统中的充电模块的固定地址一般是有上限的，固定地址一般会采用特定规律重复使用，在一些实施例中，充电终端需要的充电模块数量大于充电模块固定地址的最大值，当主控单元40获取到两个相同的固定地址，就会产生冲突。这个时候，可以将充电模块分成多个充电模块组，使每个充电模块组内的充电模块的数量小于充电模块的固定地址的最大值，每个充电模块组内的充电模块连接为同一通信网关，多个不同的充电模块组连接到不同的通信网关。通信模块70连接所有的通信网关，选择其中任意通信网关为基准，将所有的通信网关下的充电模块的固定地址按照对应关系，进行归一，设定归一的固定地址。例如，如图3所示的实施例中，第一通信网关为基准，通信模块70获取第一通信网关下的充电模块的固定地址分别为M1、M2……Mn，获取第二通信网关下的充电模块的固定地址分别为M1',M2'……Mn',通信模块70将第二通信网关的充电模块的固定地址进行归一，按照第一通信网关下的充电模块的固定地址依次往后排列为Mn+1，Mn+2……Mn+n，这样主控单元40获取该归一固定地址，对充电模块进行动态地址的设定，下发对应的控制指令，并通过通信模块70将控制指令，以最终下发到对应的通信网关下的对应的充电模块以对该充电模块进行设置。主控单元40通过IO模块60控制充电模块对应的开关的导通与断开,这里的开关即高压直流接触器K1、K2……Kn和K1'、K2'……Kn'。通过增加通信网关，使用子网外部级联的方式，理论上可扩展无限多个充电模块，可解决充电模块规定地址不足、可级联的充电模块有限等问题，实现超大功率充电。

进一步的，预定数量少于充电模块可设定的固定地址的最大值。具体的，例如在使用拨码开关设置的充电模块的固定地址时，拨码开关的管脚是有限，这个时候，每个充电模块组中的充电模块，即每个子网下的充电模块的数量要少于拨码开关能够设置的地址的最大值。

另，如图4所示一种充电系统控制方法第一实施例中，本发明的充电系统控制方法包括：

S1、通过充电终端获取充电车辆的充电信息以确定需要提供的待导通直流母线信息和所需充电模块数量；具体的，去除充电模块的通信链路上的控制开关，当充电终端连接了需充电车辆后，与充电终端连接的主控单元40会根据充电终端获取充电车辆的充电需求获取对应的直流母线的地址并计算所需要的充电模块数量。充电终端同时会把直流母线的地址和需要投入到该直流母线上的充电模块的数量发送给主控单元40。

S2、根据所需充电模块数量设置待导通充电模块并获取待导通充电模块的固定地址，根据固定地址设置待导通充电模块的动态地址，其中动态地址与待导通直流母线对应；具体的，去除充电模块的通信链路上的控制开关，通过充电模块的固定地址，进行主控单元40与充电模块的点对点通讯，依次设置所有的待导通充电模块的动态地址。这里充电模块的固定地址可以是充电模块的物理排序等其他可以将单个充电模块区分的识别码。这里的动态地址是将待导通充电模块与其连接的待导通直流母线的关系的识别码。进一步理解，当充电终端连接了直流母线后，与需充电车辆连接的充电终端会根据车辆BMS的充电需求申请计算对应的充电模块数量。充电终端同时会把该充电终端所属的直流母线的的地址和需要投入到该直流母线上的充电模块的数量发送给主控单元40，主控单元40根据直流母线的地址将连接到该直流母线上的所有的待导通充电模块编组，将组内的所有充电模块设定一个共同的地址，这个地址是根据投入使用的直流母线的地址变化而变化的，为一个动态地址。

S3、根据动态地址发送控制指令以控制待导通充电模块动作。具体的，主控单元40发送控制指令，将该控制指令发送至该动态地址下，那么在该动态地址下的所有的充电模块就会响应该控制指令，以开始工作或停止工作或者输出电压电流调节。

进一步的，在如图5所示的一种充电系统控制方法第二实施例中，在第一实施例额的基础上，本发明的放电系统控制方法还包括：S0、充电终端导通连接直流母线之前，获取所有充电模块的固定地址，根据固定地址设置充电模块的动态地址为一默认动态地址，其中，默认动态地址与直流母线不相关。具体的，为了区分投入使用的充电模块和没有投入使用的充电模块，当充电模块没有连接任意一个待导通的直流母线时，主控单元40设置该充电模块的动态地址为一个默认值，该默认值一般设置与直流母线的地址不相关，这样主控单元40在发送与直流母线相关的控制命令时，为默认值的充电模块不会做出响应。

进一步的，在一些实例中，本发明的放电系统控制方法还包括：S4、待导通充电模块退出待导通直流母线后，设置充电模块的动态地址为默认动态地址。具体的，在上面的基础上，当充电模块没有连接任意一个待导通的直流母线也包括在充电模块使用后，断开了与直流母线的连接，这个时候充电模块的动态地址恢复为默认动态地址。

如图6所示，本发明的一种充电系统控制方法的第三实施例中，在前面的基础上，当待导通充电模块数量大于一预设值时，本发明的放电系统控制方法还包括：

S1A、将充电模块分为分别对应不同的子网的至少两个充电模块组，每一个充电模块组内的充电模块数量均小于预设值；具体的，这里预设值包括充电模块在充电系统中的地址编号的最大值；具体的，充电系统中的充电模块的固定地址一般是有上限的，固定地址一般会采用特定规律重复使用，在一些实施例中，充电终端需要的充电模块数量大于充电模块固定地址的最大值，当主控单元40获取到两个相同的固定地址，就会产生冲突。这个时候，可以将充电模块分成多个充电模块组，使每个充电模块组内的充电模块的数量小于充电模块的固定地址的最大值，每个充电模块组内的充电模块连接为同一通信网关，多个不同的充电模块组连接到不同的通信网关。每个通信网关对应一个通信子网。

S2A、获取充电模块组对应的子网标识和充电模块组内充电模块在各自子网下的固定地址，并根据子网标识与固定地址的对应关系设置充电模块的归一固定地址；具体的，获取每个通信网关下的通信子网中的充电模块的固定地址，通信模块70连接所有的通信网关，选择其中任意通信网关为基准，将所有的通信网关下的充电模块的固定地址按照对应关系，进行归一，设定归一的固定地址。例如，如图3所示的实施例中，第一通信网关为基准，通信模块70获取第一通信网关下的充电模块的固定地址分别为M1、M2……Mn，获取第二通信网关下的充电模块的固定地址分别为M1',M2'……Mn',通信模块70将第二通信网关的充电模块的固定地址进行归一，按照第一通信网关下的充电模块的固定地址依次往后排列为Mn+1，Mn+2……Mn+n，得到一个归一的可以无限延伸的固定地址。

S3A、从归一固定地址中获取归一后的待导通充电模块的固定地址，并根据固定地址设置充电模块的动态地址。具体的，主控单元40获取归一后的固定地址，通过归一后的固定地址，设置待导通充电模块的动态地址，主控单元40通过该动态地址下发控制指令，并通过通信模块70将控制指令下发到以最终下发到对应的通信网关下的对应的充电模块以对该充电模块进行设置。通过子网外部级联的方式，理论上可扩展无限多个充电模块，可解决充电模块规定地址不足、可级联的充电模块有限等问题，实现超大功率充电。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种充电系统，包括：用于连接充电车辆的充电终端、连接所述充电终端的直流母线、与所述直流母线可导通连接以提供输出电流的若干充电模块，其特征在于，还包括：与所述充电终端通信连接的主控单元；

所述充电模块通过一通信总线并联连接后与所述主控单元通信连接；

所述充电终端接收所述充电车辆的需求信息，并根据该需求信息计算所需充电模块数量，发送该所需充电模块数量及与所述充电终端连接的待导通直流母线信息至所述主控单元；

所述主控单元根据所述所需充电模块数量设置待导通充电模块，并获取所述待导通充电模块的固定地址，根据所述固定地址设置所述待导通充电模块的动态地址，其中所述动态地址与所述待导通直流母线对应，并根据所述动态地址发送控制指令至所述待导通充电模块以控制所述待导通充电模块动作。

2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述充电模块包括用于设置所述动态地址的地址寄存器。

3.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，当所述充电模块未接入所述待导通直流母线时，所述充电模块的动态地址为与所述直流母线不相关的默认值。

4.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统包括连接所述充电模块和所述主控单元的拨码开关，所述拨码开关用于设置所述充电模块的固定地址。

5.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，还包括，至少两个充电模块组，每一所述充电模块组包含一预定数量所述充电模块；与所述充电模块组一一对应的通信网关，所述通信网关通过一通信模块与所述主控单元通信连接，所述通信模块用于获取不同通信网关下充电模块的固定地址以获取所有充电模块的归一固定地址发送至所述主控单元。

6.根据权利要求5所述的充电系统，其特征在于，所述预定数量少于所述充电模块可设定的固定地址的最大值。

7.一种充电系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过充电终端获取充电车辆的充电信息以确定需要提供的待导通直流母线信息和所需充电模块数量；

S2、根据所述所需充电模块数量设置待导通充电模块并获取所述待导通充电模块的固定地址，根据所述固定地址设置所述待导通充电模块的动态地址，其中所述动态地址与所述待导通直流母线对应；

S3、根据所述动态地址发送控制指令以控制所述待导通充电模块动作。

8.根据权利要求7所述的充电系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

S0、所述充电终端导通连接所述直流母线之前，获取所有充电模块的固定地址，根据所述固定地址设置所述充电模块的动态地址为一默认动态地址，其中，所述默认动态地址与所述直流母线不相关。

9.根据权利要求8所述的充电系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

S4、所述待导通充电模块退出所述待导通直流母线之后，设置所述充电模块的动态地址为所述默认动态地址。

10.根据权利要求9所述的充电系统控制方法，其特征在于，当所述待导通充电模块数量大于一预设值时，所述方法还包括：

S1A、将所述充电模块分为分别对应不同的子网的至少两个充电模块组，每一个充电模块组内的充电模块数量均小于所述预设值；

S2A、获取所述充电模块组对应的子网标识和所述充电模块组内充电模块在各自子网下的固定地址，并根据所述子网标识与所述固定地址的对应关系设置所有充电模块的归一固定地址；

S3A、从所述归一固定地址中获取待导通充电模块的固定地址，并根据所述固定地址设置所述充电模块的动态地址。