CN109204054B - 一种充电桩独立双枪功率协调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电桩独立双枪功率协调控制方法，包括在无需进行功率并联充电时，将两充电枪控制模块间的通信切断，将第一断路器组断开，通过第二断路器组选择要进行充电的充电枪，由充电枪控制模块控制对应的充电枪进行充电；在需要进行功率并联充电时，通过第二断路器组选择要进行充电的充电枪，两充电枪控制模块广播自身的运行状态或运行参数，两充电枪控制模块各自接收并解析对方发送的运行状态或运行参数；根据解析出的运行状态或运行参数，将第一断路器组切换到要进行功率并联充电的充电枪，由两充电枪控制模块控制对应的充电枪进行充电。本发明优点：可根据实际需要来进行功率并联充电，从而提高充电效率，降低客户对充电的等待时间。

Description

一种充电桩独立双枪功率协调控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车充电领域，特别涉及一种充电桩独立双枪功率协调控制方法。

背景技术

目前，大部分的充电桩都具有两把独立的充电枪，且两把充电枪分配的功率是相等的。由于在实际使用的过程中，两把充电枪大多都没有同时被使用，这导致在使用其中一把充电枪的时候，另一把充电枪的功率就浪费了；同时，大多数客户在对电动汽车进行充电的过程中，都希望能够尽快把电充完，以减少等待的时间，而采用独立的充电枪进行充电是无法实现快速充电的。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种充电桩独立双枪功率协调控制方法，通过该控制方法可根据实际需要来对电动汽车的电池进行功率并联充电，从而提高充电效率，降低客户对充电的等待时间。

本发明是这样实现的：一种充电桩独立双枪功率协调控制方法，所述方法需提供两充电枪控制模块、两充电枪、一第一断路器组以及一第二断路器组；两所述充电枪控制模块之间通信连接，两所述充电枪控制模块均分别与所述第一断路器组和第二断路器组相连接，所述第一断路器组与所述第二断路器组相连接，所述第二断路器组分别与两所述充电枪相连接；

所述控制方法包括：

在无需进行功率并联充电时，将两所述充电枪控制模块之间的通信切断，将所述第一断路器组断开，通过所述第二断路器组选择要进行充电的充电枪，并由所述充电枪控制模块控制对应的充电枪进行充电；

在需要进行功率并联充电时，通过所述第二断路器组选择要进行充电的充电枪，两所述充电枪控制模块实时广播自身的运行状态或运行参数，同时，两所述充电枪控制模块各自接收并解析对方发送的运行状态或运行参数；根据解析出的运行状态或运行参数，将所述第一断路器组切换到要进行功率并联充电的充电枪，并由两所述充电枪控制模块控制对应的充电枪进行充电。

进一步地，每所述充电枪控制模块均包括一ARM控制器以及一功率模块；所述第一断路器组包括一第一断路器以及一第二断路器，所述第二断路器包括一第三断路器以及一第四断路器；两所述ARM控制器之间通过一通信总线相连接；任一所述ARM控制器通过所述功率模块分别与所述第一断路器和第三断路器相连接，另一所述ARM控制器通过所述功率模块分别与所述第二断路器和第四断路器相连接；所述第三断路器以及第四断路器分别连接一所述充电枪。

更进一步地，所述的通过所述第二断路器组选择要进行充电的充电枪，并由所述充电枪控制模块控制对应的充电枪进行充电具体为：

通过吸合所述第三断路器或者第四断路器选择要进行充电的充电枪，且将选择的充电枪与电动汽车的电池相连接，并由所述ARM控制器控制所述功率模块对电动汽车的电池进行充电；同时，在充电完成后，所述ARM控制器控制所述功率模块停止对电动汽车的电池进行充电，并将所述第三断路器或者第四断路器断开。

更进一步地，所述的通过所述第二断路器组选择要进行充电的充电枪，两所述充电枪控制模块实时广播自身的运行状态或运行参数，同时，两所述充电枪控制模块各自接收并解析对方发送的运行状态或运行参数具体为：

通过吸合所述第三断路器或者第四断路器任意选择一把要进行充电的充电枪，且将选择的充电枪与电动汽车的电池相连接，并由选择的充电枪所对应的ARM控制器控制所述功率模块对电动汽车的电池进行充电；在充电的过程中，通过所述ARM控制器获取电动汽车的电池的最大充电电流，并判断选择的充电枪的充电电流是否小于最大充电电流，且如果是，则向另一把充电枪所对应的ARM控制器发送并联充电请求，并广播进入并联充电模式；如果否，则广播进入单枪充电模式；

另一把充电枪所对应的ARM控制器在接收到并联充电请求后，先判断自身是否允许并联，且如果是，则返回允许并联消息给发送并联请求的ARM控制器，并广播进入并联充电模式；如果否，则回复繁忙消息给发送并联请求的ARM控制器；

当发送并联请求的ARM控制器解析出接收的是允许并联消息时，则将需要配合的充电电流实时发送给另一把充电枪所对应的ARM控制器；当发送并联请求的ARM控制器解析出接收的是繁忙消息时，则广播退出并联充电模式。

更进一步地，所述的根据解析出的运行状态或运行参数，将所述第一断路器组切换到要进行功率并联充电的充电枪，并由两所述充电枪控制模块控制对应的充电枪进行充电具体为：

如果发送并联请求的ARM控制器解析出的是允许并联消息，则将要进行功率并联充电的充电枪所对应的第一断路器或者第二断路器吸合，并由另一把充电枪所对应的ARM控制器根据需要配合的充电电流控制所述功率模块对电动汽车的电池进行并联充电；如果发送并联请求的ARM控制器解析出接收的是繁忙消息，则发送请求的ARM控制器按照预设的时间间隔继续向另一把充电枪所对应的ARM控制器发送并联充电请求，直到已进入并联充电模式或者选择的充电枪已充电完成时停止。

更进一步地，在对电动汽车的电池进行并联充电的过程中，如果另一把充电枪需要对另一电动汽车的电池进行充电，则通过自身的ARM控制器向发送并联请求的ARM控制器发送退出并联请求；发送并联请求的ARM控制器在接收到退出并联请求后，不再发送需要配合的充电电流给发送退出请求的ARM控制器，并广播退出并联充电模式；

发送退出请求的ARM控制器实时检测发送并联请求的ARM控制器是否在预设的超时时间内退出并联充电模式，如果是，则控制所述功率模块停止对电动汽车的电池进行并联充电，并断开吸合的第一断路器或者第二断路器，同时，发送退出请求的ARM控制器控制所述功率模块对另一电动汽车的电池进行充电；如果否，则广播进入充电失败模式，并提示充电失败消息。

更进一步地，在对电动汽车的电池进行并联充电的过程中，发送并联请求的ARM控制器实时判断通过自身的充电电流是否能够满足充电需求，且如果是，则不再发送需要配合的充电电流给另一把充电枪的ARM控制器，并广播退出并联充电模式；如果否，则继续将需要配合的充电电流实时发送给另一把充电枪所对应的ARM控制器；

在另一把充电枪的ARM控制器检测到发送并联请求的ARM控制器已退出并联充电模式时，立即控制所述功率模块停止对电动汽车的电池进行并联充电，并断开吸合的第一断路器或者第二断路器，并广播进入等待充电模式。

本发明具有如下优点：

1、可以通过两个充电枪控制模块之间的实时通信来实现功率的并联输出，从而加大单个充电枪的输出功率，可提高充电效率，并减少客户的充电等待时间；

2、只需在原有充电桩的基础上增加一个继电器组以及增加两个充电枪控制模块之间的通信接口，因此，实现成本低；

3、在具体进行充电时，即可以将两把充电枪分开独立使用，也可以将两把充电枪的功率并联起来使用，因此，使用起来十分方便、灵活。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种充电桩独立双枪功率协调控制方法需要提供的硬件原理框图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明一种充电桩独立双枪功率协调控制方法，所述方法需提供两充电枪控制模块11、12，两充电枪21、22，一第一断路器组3以及一第二断路器组4；两所述充电枪控制模块11、12之间通信连接，两所述充电枪控制模块11、12均分别与所述第一断路器组3和第二断路器组4相连接，所述第一断路器组3与所述第二断路器组4相连接，所述第二断路器组4分别与两所述充电枪21、22相连接；

所述控制方法包括：

在无需进行功率并联充电时，将两所述充电枪控制模块11、12之间的通信切断，将所述第一断路器组3断开，通过所述第二断路器组4选择要进行充电的充电枪21(22)，并由所述充电枪控制模块11(12)控制对应的充电枪21(22)进行充电；在这种情况下，由于两个充电枪控制模块11、12之间是无法进行通信的，因此，两把充电枪21、22之间彼此相互独立、互不影响。

在需要进行功率并联充电时，通过所述第二断路器组4选择要进行充电的充电枪21(22)，两所述充电枪控制模块11、12实时广播自身的运行状态或运行参数，同时，两所述充电枪控制模块11、12各自接收并解析对方发送的运行状态或运行参数；根据解析出的运行状态或运行参数，将所述第一断路器组3切换到要进行功率并联充电的充电枪21(22)，并由两所述充电枪控制模块11、12控制对应的充电枪21(22)进行充电，当然，在充电完成后，充电枪控制模块11、12都会控制停止给对应的充电枪21(22)充电，并关断第二断路器组4。在这种情况下，可以通过两个充电枪控制模块11、12之间的实时通信来实现功率的并联输出，从而加大单个充电枪21(22)的输出功率，缩短充电时间。

每所述充电枪控制模块11(12)均包括一ARM控制器111(121)以及一功率模块112(122)(如DC/DC模块或者AC模块)；所述第一断路器组3包括一第一断路器31以及一第二断路器32，所述第二断路器4包括一第三断路器41以及一第四断路器42；两所述ARM控制器111、121之间通过一通信总线5相连接，当想要断开两所述ARM控制器111、121之间的通信时，只需将通信总线5拔出即可；任一所述ARM控制器111通过所述功率模块112分别与所述第一断路器31和第三断路器41相连接，另一所述ARM控制器121通过所述功率模块122分别与所述第二断路器32和第四断路器42相连接；所述第三断路器32以及第四断路器42分别连接一所述充电枪21、22。

所述的通过所述第二断路器组4选择要进行充电的充电枪21(22)，并由所述充电枪控制模块11(12)控制对应的充电枪21(22)进行充电具体为：

通过吸合所述第三断路器41或者第四断路器42选择要进行充电的充电枪21(22)，且将选择的充电枪21(22)与电动汽车的电池(未图示)相连接，并由所述ARM控制器111(121)控制所述功率模块112(122)对电动汽车的电池进行充电；同时，在充电完成后，所述ARM控制器111(121)控制所述功率模块112(122)停止对电动汽车的电池进行充电，并将所述第三断路器41或者第四断路器42断开。

所述的通过所述第二断路器组4选择要进行充电的充电枪21(22)，两所述充电枪控制模块11、12实时广播自身的运行状态或运行参数，同时，两所述充电枪控制模块11、12各自接收并解析对方发送的运行状态或运行参数具体为：

通过吸合所述第三断路器41或者第四断路器42任意选择一把要进行充电的充电枪21(下面以吸合第三断路器41选择充电枪21进行说明)，且将选择的充电枪21与电动汽车的电池相连接，并由选择的充电枪21所对应的ARM控制器111控制所述功率模块112对电动汽车的电池进行充电；在充电的过程中，通过所述ARM控制器111获取电动汽车的电池的最大充电电流，在具体实施时，所述ARM控制器111可以根据国标协议来获取电池的最大充电电流，并判断选择的充电枪21的充电电流是否小于最大充电电流，且如果是，则向另一把充电枪22所对应的ARM控制器121发送并联充电请求，并广播进入并联充电模式；如果否，则广播进入单枪充电模式(即只通过选择的充电枪21来对电动汽车的电池进行充电)；

另一把充电枪22所对应的ARM控制器121在接收到并联充电请求后，先判断自身是否允许并联(具体是判断自身是否处于单枪充电模式中，如果是，则说明不允许并联，如果否，则说明允许并联)，且如果是，则返回允许并联消息给发送并联请求的ARM控制器111，并广播进入并联充电模式；如果否，则回复繁忙消息给发送并联请求的ARM控制器111；

当发送并联请求的ARM控制器111解析出接收的是允许并联消息时，则将需要配合的充电电流实时发送给另一把充电枪22所对应的ARM控制器121；当发送并联请求的ARM控制器111解析出接收的是繁忙消息时，则广播退出并联充电模式。

所述的根据解析出的运行状态或运行参数，将所述第一断路器组3切换到要进行功率并联充电的充电枪21(22)，并由两所述充电枪控制模块11、12控制对应的充电枪21(22)进行充电具体为：

如果发送并联请求的ARM控制器111解析出的是允许并联消息，则将要进行功率并联充电的充电枪21所对应的第一断路器31或者第二断路器32(当要进行功率并联充电的是充电枪22时选择第二断路器32)吸合，并由另一把充电枪22所对应的ARM控制器121根据需要配合的充电电流控制所述功率模块122对电动汽车的电池进行并联充电(例如，另一把充电枪22所对应的ARM控制器121接收的需要配合的充电电流是20A，那么，另一把充电枪22所对应的ARM控制器121就控制所述功率模块122以20A的充电电流来对电动汽车的电池进行并联充电)；如果发送并联请求的ARM控制器111解析出接收的是繁忙消息，则发送请求的ARM控制器111按照预设的时间间隔(例如，可以预设时间间隔为10秒)继续向另一把充电枪22所对应的ARM控制器121发送并联充电请求，直到已进入并联充电模式或者选择的充电枪21已充电完成时停止，当然，如果发送请求的ARM控制器111判断出通过自身的充电电流已能够满足充电需求，也会停止继续向另一把充电枪22所对应的ARM控制器121发送并联充电请求。

在对电动汽车的电池进行并联充电的过程中，如果另一把充电枪22需要对另一电动汽车的电池进行充电，则通过自身的ARM控制器121向发送并联请求的ARM控制器111发送退出并联请求；发送并联请求的ARM控制器111在接收到退出并联请求后，不再发送需要配合的充电电流给发送退出请求的ARM控制器121，并广播退出并联充电模式；

发送退出请求的ARM控制器121实时检测发送并联请求的ARM控制器111是否在预设的超时时间内(例如，预设超时时间为8秒)退出并联充电模式，如果是，则控制所述功率模块122停止对电动汽车的电池进行并联充电，并断开吸合的第一断路器31或者第二断路器32，同时，发送退出请求的ARM控制器121控制所述功率模块122对另一电动汽车的电池进行充电；如果否，则广播进入充电失败模式，并提示充电失败消息。

在对电动汽车的电池进行并联充电的过程中，发送并联请求的ARM控制器111实时判断通过自身的充电电流是否能够满足充电需求(由于在对电动汽车的电池充电到后面的阶段时，电池会进入CV模式，此时对充电功率的要求比较小，因此，在电池进入CV模式时，就只需通过一把充电枪21进行充电即可，而另一把充电枪22则可以退出并联充电)，且如果是，则不再发送需要配合的充电电流给另一把充电枪22的ARM控制器121，并广播退出并联充电模式；如果否，则继续将需要配合的充电电流实时发送给另一把充电枪22所对应的ARM控制器121；

在另一把充电枪22的ARM控制器121检测到发送并联请求的ARM控制器111已退出并联充电模式时，立即控制所述功率模块122停止对电动汽车的电池进行并联充电，并断开吸合的第一断路器31或者第二断路器32，并广播进入等待充电模式。

综上所述，本发明具有如下优点：

1、可以通过两个充电枪控制模块之间的实时通信来实现功率的并联输出，从而加大单个充电枪的输出功率，可提高充电效率，并减少客户的充电等待时间；

2、只需在原有充电桩的基础上增加一个继电器组以及增加两个充电枪控制模块之间的通信接口，因此，实现成本低；

3、在具体进行充电时，即可以将两把充电枪分开独立使用，也可以将两把充电枪的功率并联起来使用，因此，使用起来十分方便、灵活。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种充电桩独立双枪功率协调控制方法，其特征在于：所述方法需提供两充电枪控制模块、两充电枪、一第一断路器组以及一第二断路器组；两所述充电枪控制模块之间通信连接，两所述充电枪控制模块均分别与所述第一断路器组和第二断路器组相连接，所述第一断路器组与所述第二断路器组相连接，所述第二断路器组分别与两所述充电枪相连接；

每所述充电枪控制模块均包括一ARM控制器以及一功率模块；所述第一断路器组包括一第一断路器以及一第二断路器，所述第二断路器包括一第三断路器以及一第四断路器；两所述ARM控制器之间通过一通信总线相连接；任一所述ARM控制器通过所述功率模块分别与所述第一断路器和第三断路器相连接，另一所述ARM控制器通过所述功率模块分别与所述第二断路器和第四断路器相连接；所述第三断路器以及第四断路器分别连接一所述充电枪；

所述控制方法包括：

在无需进行功率并联充电时，将两所述充电枪控制模块之间的通信切断，将所述第一断路器组断开，通过吸合所述第三断路器或者第四断路器选择要进行充电的充电枪，且将选择的充电枪与电动汽车的电池相连接，并由所述ARM控制器控制所述功率模块对电动汽车的电池进行充电；同时，在充电完成后，所述ARM控制器控制所述功率模块停止对电动汽车的电池进行充电，并将所述第三断路器或者第四断路器断开；

在需要进行功率并联充电时，通过所述第二断路器组选择要进行充电的充电枪，两所述充电枪控制模块实时广播自身的运行状态或运行参数，同时，两所述充电枪控制模块各自接收并解析对方发送的运行状态或运行参数；根据解析出的运行状态或运行参数，将所述第一断路器组切换到要进行功率并联充电的充电枪，并由两所述充电枪控制模块控制对应的充电枪进行充电；

所述的通过所述第二断路器组选择要进行充电的充电枪，两所述充电枪控制模块实时广播自身的运行状态或运行参数，同时，两所述充电枪控制模块各自接收并解析对方发送的运行状态或运行参数具体为：

通过吸合所述第三断路器或者第四断路器任意选择一把要进行充电的充电枪，且将选择的充电枪与电动汽车的电池相连接，并由选择的充电枪所对应的ARM控制器控制所述功率模块对电动汽车的电池进行充电；在充电的过程中，通过所述ARM控制器获取电动汽车的电池的最大充电电流，并判断选择的充电枪的充电电流是否小于最大充电电流，且如果是，则向另一把充电枪所对应的ARM控制器发送并联充电请求，并广播进入并联充电模式；如果否，则广播进入单枪充电模式；

另一把充电枪所对应的ARM控制器在接收到并联充电请求后，先判断自身是否允许并联，且如果是，则返回允许并联消息给发送并联请求的ARM控制器，并广播进入并联充电模式；如果否，则回复繁忙消息给发送并联请求的ARM控制器；

当发送并联请求的ARM控制器解析出接收的是允许并联消息时，则将需要配合的充电电流实时发送给另一把充电枪所对应的ARM控制器；当发送并联请求的ARM控制器解析出接收的是繁忙消息时，则广播退出并联充电模式。

2.根据权利要求1所述的一种充电桩独立双枪功率协调控制方法，其特征在于：所述的根据解析出的运行状态或运行参数，将所述第一断路器组切换到要进行功率并联充电的充电枪，并由两所述充电枪控制模块控制对应的充电枪进行充电具体为：

如果发送并联请求的ARM控制器解析出的是允许并联消息，则将要进行功率并联充电的充电枪所对应的第一断路器或者第二断路器吸合，并由另一把充电枪所对应的ARM控制器根据需要配合的充电电流控制所述功率模块对电动汽车的电池进行并联充电；如果发送并联请求的ARM控制器解析出接收的是繁忙消息，则发送请求的ARM控制器按照预设的时间间隔继续向另一把充电枪所对应的ARM控制器发送并联充电请求，直到已进入并联充电模式或者选择的充电枪已充电完成时停止。

3.根据权利要求2所述的一种充电桩独立双枪功率协调控制方法，其特征在于：在对电动汽车的电池进行并联充电的过程中，如果另一把充电枪需要对另一电动汽车的电池进行充电，则通过自身的ARM控制器向发送并联请求的ARM控制器发送退出并联请求；发送并联请求的ARM控制器在接收到退出并联请求后，不再发送需要配合的充电电流给发送退出请求的ARM控制器，并广播退出并联充电模式；

发送退出请求的ARM控制器实时检测发送并联请求的ARM控制器是否在预设的超时时间内退出并联充电模式，如果是，则控制所述功率模块停止对电动汽车的电池进行并联充电，并断开吸合的第一断路器或者第二断路器，同时，发送退出请求的ARM控制器控制所述功率模块对另一电动汽车的电池进行充电；如果否，则广播进入充电失败模式，并提示充电失败消息。

4.根据权利要求2所述的一种充电桩独立双枪功率协调控制方法，其特征在于：在对电动汽车的电池进行并联充电的过程中，发送并联请求的ARM控制器实时判断通过自身的充电电流是否能够满足充电需求，且如果是，则不再发送需要配合的充电电流给另一把充电枪的ARM控制器，并广播退出并联充电模式；如果否，则继续将需要配合的充电电流实时发送给另一把充电枪所对应的ARM控制器；

在另一把充电枪的ARM控制器检测到发送并联请求的ARM控制器已退出并联充电模式时，立即控制所述功率模块停止对电动汽车的电池进行并联充电，并断开吸合的第一断路器或者第二断路器，并广播进入等待充电模式。

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