CN109204053A - 一种分体式直流充电机的充电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式直流充电机的充电系统及方法，其中方，法包括以下步骤：检测充电枪与电动汽车正常连接后，获取电动汽车的BMS信息；获取用户输入的选择信息后，结合预设的充电模式、选择信息和BMS信息控制充电枪的输出功率和输出时间；各充电桩上的两充电枪在同一时间上最多有一充电枪输出电量。本发明通过一个整流器柜和与四个充电枪连接，轮流控制充电枪输出电量，在不同的充电模式，控制一个充电枪输出电量或两个充电枪输出电量，从而提高充电机的工作效率，间接提高利用效率，可有效减少充电站的成本，有助于充电站的推广，可广泛应用于电动汽车充电领域。

Description

一种分体式直流充电机的充电系统及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电领域，尤其涉及一种分体式直流充电机的充电系统及方法。

背景技术

石油、煤炭等传统能源危机不断加深，大气环境不断地恶化，节能和减排已经成为未来汽车技术发展的主攻方向。磷酸铁鲤、改锰酸锂等鲤离子电池技术的不断突破，为电动汽车的普及开拓的广阔的前景。随之而来的充电设施建设就显得尤为重要，而充电设施的建设又需要良好的运营模式作为支撑。现在充电桩分有直流充电桩和交流充电桩，而直流充电桩工作功率大，主要用于电动大巴日常充电和电动轿车快速充电。现在市场上的直流充电桩主要提供一桩一充服务，由于直流充电桩的造价高和体积大等缺点，一个充电桩同一时间只能给一台电动汽车充电，造成了充电桩利用效率低，难以帮助充电站的推广，不利于电动汽车的发展。

分体式充电机：指交直流功率变换和直流输出控制两部分分立为两个单体的形式，它们之间通过电缆连接组成一套完整的充电桩。分体式充电机中完成交直流功率变换的部分称为整流器柜，一般采用标准机柜形式提供，适用于室内安装；分体式充电桩中完成直流输出控制的部分称为直流充电桩，提供用户交互界面和直流输出接口，在室外安装使用。

BMS：电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)电池管理系统(BMS)是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，可用于电动汽车，电瓶车，机器人，无人机等。

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利用效果更高的分体式直流充电机的充电系统。

本发明的另一目的是提供一种利用效果更高的分体式直流充电机的充电方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种分体式直流充电机的充电系统，包括设置在室内的整流器柜和设置在室外的两充电桩，各所述充电桩上均分别设有两充电枪，所述整流器柜上设有监控模块、显示输入模块和充电连接装置，所述监控模块分别与显示输入模块和充电连接装置连接，所述充电连接装置分别与四充电枪连接；

所述显示输入模块用于显示电动汽车的BMS信息，以及获取用户输入的选择信息；

所述监控模块用于在充电枪与电动汽车正常连接后，获取电动汽车的BMS信息，以及结合预设的充电模式、选择信息和BMS信息控制充电枪的输出功率和输出时间；

各所述充电桩上的两充电枪在同一时间上最多有一充电枪输出电量。

进一步，所述充电模式包括全功率充电模式和半功率充电模式；

充电系统处于全功率充电模式时，监控模块控制四充电枪轮流输出电量，且输出功率为第一预设功率；

充电系统处于半功率充电模式时，监控模块控制各充电桩的两充电枪轮流输出电量，且输出功率为第二预设功率。

进一步，所述选择信息包括充电时长信息、充电金额信息、充电电量信息、确定充电信息和停止充电信息。

进一步，所述充电桩包括立柱，所述立柱底端设有用于固定立柱的底座，所述立柱的第一侧板上安装有第一充电枪插槽，所述立柱的第二侧板上安装有第二充电枪插槽。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种分体式直流充电机的充电方法，包括以下步骤：

S1、检测充电枪与电动汽车正常连接后，获取电动汽车的BMS信息；

S2、获取用户输入的选择信息后，结合预设的充电模式、选择信息和BMS信息控制充电枪的输出功率和输出时间；

各充电桩上的两充电枪在同一时间上最多有一充电枪输出电量。

进一步，所述充电模式包括全功率充电模式和半功率充电模式；

充电系统处于全功率充电模式时，监控模块控制四充电枪轮流输出电量，且输出功率为第一预设功率；

充电系统处于半功率充电模式时，监控模块控制各充电桩的两充电枪轮流输出电量，且输出功率为第二预设功率。

进一步，所述选择信息包括充电时长信息、充电金额信息、充电电量信息、确定充电信息和停止充电信息。

进一步，在全功率充电模式下，所述步骤S2，具体包括以下步骤：

获取用户输入的选择信息后，结合选择信息和BMS信息计算充电时间，并判断是否需要预约排队充电，若是，进入排队预约状态，直到无其他充电桩输出电量；反之，直接执行下一步；

控制充电枪以第一预设功率输出电量，从而为电动汽车充电。

进一步，在半功率充电模式下，所述步骤S2，具体包括以下步骤：

获取用户输入的选择信息后，结合选择信息和BMS信息计算充电时间，并判断是否需要预约排队充电，若是，进入排队预约状态，直到同一充电桩的充电枪没有输出电量；反之，直接执行下一步；

控制充电枪以第二预设功率输出电量，从而为电动汽车充电。

进一步，还包括停止充电步骤，具体为：

获取用户输入的停止充电信息后，控制充电枪停止输出电量，并重新计算充电时间。

进一步，所述BMS信息包括汽车电池的标准信息、剩余电量信息、电池温度信息和充电次数信息。

本发明的有益效果是：本发明通过一个整流器柜和与四个充电枪连接，轮流控制充电枪输出电量，在不同的充电模式，控制一个充电枪输出电量或两个充电枪输出电量，从而提高充电机的工作效率，间接提高利用效率，可有效减少充电站的成本，有助于充电站的推广。

附图说明

图1是本发明一种分体式直流充电机的充电系统的结构框图；

图2是充电桩的结构示意图；

图3是本发明一种分体式直流充电机的充电方法的步骤流程图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种分体式直流充电机的充电系统，包括设置在室内的整流器柜和设置在室外的两充电桩，各所述充电桩上均分别设有两充电枪，所述整流器柜上设有监控模块、显示输入模块和充电连接装置，所述监控模块分别与显示输入模块和充电连接装置连接，所述充电连接装置分别与四充电枪连接；

所述显示输入模块用于显示电动汽车的BMS信息，以及获取用户输入的选择信息；

所述监控模块用于在充电枪与电动汽车正常连接后，获取电动汽车的BMS信息，以及结合预设的充电模式、选择信息和BMS信息控制充电枪的输出功率和输出时间；

各所述充电桩上的两充电枪在同一时间上最多有一充电枪输出电量。

上述系统的工作原理为：汽车用户需要充电时，将充电枪与电动汽车的电池连接后，监控模块获取电动汽车的BMS信息，所述BMS信息包括汽车电池的标准信息、剩余电量信息、电池温度信息和充电次数信息，汽车用户通过显示输入模块查看汽车电池的相关信息，比如充电采用的功率、充电的电压和电流、剩余电量信息以及充电的次数，方便汽车用户了解汽车的情况。该系统有四个充电枪，但是充电枪交替工作，四个充电枪不能同一时间工作。用户需要充电时，先将充电枪连接上汽车，确定充电后进行充电排队，则监控模块自动控制充电枪对汽车进行充电。该系统包括四个充电枪，用户可以排队预约充电，比如一辆车需要充电十分钟，当第一辆车在第一号充电枪充完电后，监控模块控制第二充电枪自动给第二辆车充电，这样当第一辆汽车离开后，后面的车可以直接进来第一充电枪预约充电，充分运用了时间效率，由于整流器柜的成本昂贵，和占地面积大，所以通过这种交替充电，对整流器柜进行更好的利用。当汽车充电用户多时，可切换充电模式，整流器柜控制两个充电枪进行电量输出，如此加快充电的速率，增大充电机的利用效率。其中，电机输入采用三相五线制交流电源。

进一步作为优选的实施方式，所述充电模式包括全功率充电模式和半功率充电模式；

充电系统处于全功率充电模式时，监控模块控制四充电枪轮流输出电量，且输出功率为第一预设功率；

充电系统处于半功率充电模式时，监控模块控制各充电桩的两充电枪轮流输出电量，且输出功率为第二预设功率。

充电站的工作人员可以根据充电用户的多少来选择充电模式，当充电用户陆续过来充电时，采用全功率充电模式，在该模式下，充电机可输出最大的充电功率，此时该最大功率一般大于电动汽车的电池充电的功率，比如，汽车电池承受的充电功率为100KW，而充电机通过单个充电枪能最大输出150KW，基于汽车电池的原理，充电枪只为电动汽车输出100KW的电量。在这种模式下，电动汽车能以最快的速度充电，用户体验高。

当充电站排队的充电用户比较多时，充电站工作人员可选择半功率充电模式，在该模式下，各充电桩在同一时间只能有一个充电枪输出电量，比如第一充电桩上有充电枪A1和充电枪A2，第二充电桩上有充电枪B1和B2，当充电枪A1输出电量时，充电枪A2进行排队；电枪B1输出电量时，充电枪B2进行排队。所述第二预设功率为充电机最大输出功率的二分之一，由于可以同时为两辆汽车进行充电，能够更高的利用充电机的效率。比如单个充电枪输出的功率为75KW，电动汽车电池的最大承受功率为100KW，虽然充电枪只给电动汽车提供75KW的电能，但是能够同时为两辆汽车进行充电，极大地提高了充电桩的利用效率。

进一步作为优选的实施方式，所述选择信息包括充电时长信息、充电金额信息、充电电量信息、确定充电信息和停止充电信息。

用户进行充电时，可以选择不同的充电时间模式，比如用户时间比较急，只想充电几分钟，则直接选择充电时长信息；当选择充电金额信息时，充电机只为电动汽车充相应金额的电量；当用户希望电池充满100％或者80％的电时，可选择充电电量信息。再用户选择了相应的模式后，电机确定充电信息，则进行充电。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述充电桩包括立柱1，所述立柱底端设有用于固定立柱的底座3，所述立柱的第一侧板上安装有第一充电枪插槽4，所述立柱的第二侧板上安装有第二充电枪插槽5。

通过螺母6将底座3固定在水泥建筑上，第一侧和第二侧相互平行对立，这样更加方便用户使用，充电利用空间。

实施例二

如图3所示，一种分体式直流充电机的充电方法，包括以下步骤：

A1、检测充电枪与电动汽车正常连接后，获取电动汽车的BMS信息。

A2、获取用户输入的选择信息后，结合预设的充电模式、选择信息和BMS信息控制充电枪的输出功率和输出时间。所述选择信息包括充电时长信息、充电金额信息、充电电量信息、确定充电信息和停止充电信息。各充电桩上的两充电枪在同一时间上最多有一充电枪输出电量。

上述的充电方法为：当汽车用户需要充电时，将充电枪与电动汽车的电池连接后，监控模块获取电动汽车的BMS信息，所述BMS信息包括汽车电池的标准信息、剩余电量信息、电池温度信息和充电次数信息，汽车用户通过显示输入模块查看汽车电池的相关信息，比如充电采用的功率、充电的电压和电流、剩余电量信息以及充电的次数，方便汽车用户了解汽车的情况。正常连接后，监控模块根据预设的充电模式对电动汽车进行充电。充电模式包括全功率充电模式和半功率充电模式，当汽车充电的用户比较少，无需长时间排队时，优先选择全功率充电模式，在该模式下，步骤A2具体包括B1～B2：

B1、获取用户输入的选择信息后，结合选择信息和BMS信息计算充电时间，并判断是否需要预约排队充电，若是，进入排队预约状态，直到同一充电桩的充电枪没有输出电量；反之，直接执行步骤B2。

B2、控制充电枪以第二预设功率输出电量，从而为电动汽车充电。

在该模式下，充电机能够输出汽车电池的最大承受功率进行充电，所以可以快速的进行充电，减少客户等待时间，提高客户体验。其中，结合选择信息和BMS信息计算充电时间，具体为：结合汽车电池剩余量、汽车电池最大的承受功率和用户选择的充电方式来计算充电时间，比如用户选择对电池充满100％，则根据汽车电池剩余量和充电功率计算出相应的充电时间。

当汽车用户比较多，需要较长时间进行排队充电时，优先选择使用半功率充电模式，在该模式下，步骤A2具体包括C1～C2：

C1、获取用户输入的选择信息后，结合选择信息和BMS信息计算充电时间，并判断是否需要预约排队充电，若是，进入排队预约状态，直到同一充电桩的充电枪没有输出电量；反之，直接执行步骤C2。

C2、控制充电枪以第二预设功率输出电量，从而为电动汽车充电。

在该模式下，充电机提供最大的工作效率，分别通过两个充电枪输出电量，比如充电机提供最大的工作效率为150KW，则每个充电枪输出75KW。虽然无法提供汽车最大的充电功率，但同时有两辆汽车进行充电，两辆汽车排队充电，可以更加快速的减少排队时间，提供了充电机的工作效率，从而提高了利用率。

当电动汽车正在全功率充电模式或半功率充电模式下进行充电时，包括停止充电步骤，具体为：获取用户输入的停止充电信息后，控制充电枪停止输出电量，并重新计算充电时间。比如用户突然有情况，需要停止充电，则在显示输入模块上输入停止信息，监控模块根据用户输入的信息重新计算充电时间，并根据充电时间来计算输出总功率，从而计算出充电费用。

上述方法，能够根据不同的的情况，选择不同的充电模式，极大地提高充电机的利用效率。

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 (10)

1.一种分体式直流充电机的充电系统，其特征在于，包括设置在室内的整流器柜和设置在室外的两充电桩，各所述充电桩上均分别设有两充电枪，所述整流器柜上设有监控模块、显示输入模块和充电连接装置，所述监控模块分别与显示输入模块和充电连接装置连接，所述充电连接装置分别与四充电枪连接；

所述显示输入模块用于显示电动汽车的BMS信息，以及获取用户输入的选择信息；

所述监控模块用于在充电枪与电动汽车正常连接后，获取电动汽车的BMS信息，以及结合预设的充电模式、选择信息和BMS信息控制充电枪的输出功率和输出时间；

各所述充电桩上的两充电枪在同一时间上最多有一充电枪输出电量。

2.根据权利要求1所述的一种分体式直流充电机的充电系统，其特征在于，所述充电模式包括全功率充电模式和半功率充电模式；

充电系统处于全功率充电模式时，监控模块控制四充电枪轮流输出电量，且输出功率为第一预设功率；

充电系统处于半功率充电模式时，监控模块控制各充电桩的两充电枪轮流输出电量，且输出功率为第二预设功率。

3.根据权利要求2所述的一种分体式直流充电机的充电系统，其特征在于，所述选择信息包括充电时长信息、充电金额信息、充电电量信息、确定充电信息和停止充电信息。

4.根据权利要求3所述的一种分体式直流充电机的充电系统，其特征在于，所述充电桩包括立柱，所述立柱底端设有用于固定立柱的底座，所述立柱的第一侧板上安装有第一充电枪插槽，所述立柱的第二侧板上安装有第二充电枪插槽。

5.一种分体式直流充电机的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、检测充电枪与电动汽车正常连接后，获取电动汽车的BMS信息；

S2、获取用户输入的选择信息后，结合预设的充电模式、选择信息和BMS信息控制充电枪的输出功率和输出时间；

各充电桩上的两充电枪在同一时间上最多有一充电枪输出电量。

6.根据权利要求5所述的一种分体式直流充电机的充电方法，其特征在于，所述充电模式包括全功率充电模式和半功率充电模式；

充电系统处于全功率充电模式时，监控模块控制四充电枪轮流输出电量，且输出功率为第一预设功率；

充电系统处于半功率充电模式时，监控模块控制各充电桩的两充电枪轮流输出电量，且输出功率为第二预设功率。

7.根据权利要求6所述的一种分体式直流充电机的充电方法，其特征在于，所述选择信息包括充电时长信息、充电金额信息、充电电量信息、确定充电信息和停止充电信息。

8.根据权利要求7所述的一种分体式直流充电机的充电方法，其特征在于，在全功率充电模式下，所述步骤S2，具体包括以下步骤：

获取用户输入的选择信息后，结合选择信息和BMS信息计算充电时间，并判断是否需要预约排队充电，若是，进入排队预约状态，直到无其他充电桩输出电量；反之，直接执行下一步；

控制充电枪以第一预设功率输出电量，从而为电动汽车充电。

9.根据权利要求7所述的一种分体式直流充电机的充电方法，其特征在于，在半功率充电模式下，所述步骤S2，具体包括以下步骤：

获取用户输入的选择信息后，结合选择信息和BMS信息计算充电时间，并判断是否需要预约排队充电，若是，进入排队预约状态，直到同一充电桩的充电枪没有输出电量；反之，直接执行下一步；

控制充电枪以第二预设功率输出电量，从而为电动汽车充电。

10.根据权利要求9任一项所述的一种分体式直流充电机的充电方法，其特征在于，还包括停止充电步骤，具体为：

获取用户输入的停止充电信息后，控制充电枪停止输出电量，并重新计算充电时间。