CN109591648A - 一种电动汽车充电岛控制系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电岛控制系统及其工作方法。包括多个功率模块、终端控制器、充电枪和功率调节控制器，功率模块的输出端连接有一电源线，电源线分别通过直流母线继电器的常开触点与一充电枪连接，且其与其它电源线之间分别通过功率调节继电器的常开触点连接，终端控制器接收所连接的充电车辆的功率需求信息，并将该功率需求信息发送至功率调节控制器，功率调控单元根据功率需求信息控制功率模块、直流母线继电器和功率调节继电器工作。本发明可提供多种充电模式选择，满足不同用户的多样化需求，提高用户的使用体验感。根据不同的服务对象，合理的分配使用资源，最大化的将系统资源应用到极致，提高系统的使用效率。

Description

一种电动汽车充电岛控制系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电领域，具体涉及一种电动汽车充电岛控制系统及其工作方法。

背景技术

目前绝大多数直流充电桩功能较为单一，不能够满足不同用户的多样化需求，使用体验差。在单一模式下，系统的充电功率受到局限，不能够根据使用的实际情况，将资源最大化利用，造成系统资源浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种电动汽车充电岛控制系统及其工作方法。

为实现上述目的，在第一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车充电岛控制系统，包括多个功率模块、多个终端控制器、多个充电枪和功率调节控制器，所述多个功率模块的输入端通过一主开关与交流电源连接，每一功率模块的输出端连接有一电源线，每一电源线分别通过一直流母线继电器的常开触点与一充电枪连接，且其与其它电源线之间分别通过功率调节继电器的常开触点连接，所述终端控制器与充电枪一一对应设置，用于接收所连接的充电车辆的功率需求信息，其并与所述功率调节控制器连接，以将该功率需求信息发送至功率调节控制器，所述功率调控单元与多个功率控制模块、直流母线继电器和功率调节继电器分别连接，以根据功率需求信息控制功率模块、直流母线继电器和功率调节继电器工作。

作为优选，所述功率调节控制器与功率模块和终端控制器之间分别通过CAN总线连接。

作为优选，所述功率模块包括8组，每一功率模块的最大输出功率均为15KW*N或20KW*N，N为不小于1的整数。

作为优选，所述交流电源为线电压为380V的三相交流电源。

作为优选，所述功率模块的输出电压在DC150V至DC750V之间可调。

在第二方面，本发明还提供了一种电动汽车充电岛控制系统的工作方法，

1)当各个充电枪处于空闲时，所有功率模块均处于待机状态，所述直流母线继电器和功率自动调节继电器处于断开状态；

2)当有充电枪与电动汽车连接时，控制与充电枪对应的直流母线继电器的常开触点吸合，所述功率调节控制器根据当前系统的最大容量及剩余功率，保持当前充电枪充电的同时，判断充电枪对应的功率模块最大输出功率是否满足车辆需求功率，满足，则所述功率调节控制器不再动作，不满足，则所述功率调节控制器控制功率调节继电器工作，以调用其它功率模块，达到当前车辆需求为止；

3)充电过程中，当有其它充电枪与电动汽车相连，功率调节控制器检测与该充电枪对应的功率模块是否已被占用，否，则执行2)中操作，是，则所述功率调节控制器控制该充电枪对应的功率模块退出，并调用其它未使用的功率模块至在先充电枪；

4)当所有功率模块都被占用，且有充电枪当前未被使用，当此充电枪与电动汽车相连时，所述功率调节控制器控制将与此充电枪对应的功率模块供此充电枪充电；

5)在功率模块都被占用的充电过程中，如果有充电枪的充电需求下降时，，所述功率调节控制器控制相应的功率模块退出工作；此时，如果有其它充电枪未能满足所连接车辆的充电需求时，功率调节控制器基于优先满足先来先充原则，将退出的功率模块供给其它充电枪充电。

有益效果：本发明可提供多种充电模式选择，满足不同用户的多样化需求，提高用户的使用体验感。根据不同的服务对象，合理的分配使用资源，最大化的将系统资源应用到极致，提高系统的使用效率。

附图说明

图1是本发明实施例的电动汽车充电岛控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种电动汽车充电岛控制系统，该系统包括多个功率模块、多个终端控制器、多个充电枪和功率调节控制器P_JK。其中，多个功率模块的输入端通过一主开关QF与交流电源连接，交流电源优选采用线电压值为380V的三相交流电源。每一个功率模块的输出端连接有一根电源线，每一根电源线分别通过一个直流母线继电器的常开触点与一充电枪连接，且其与其它电源线之间分别通过功率调节继电器的常开触点连接，终端控制器与充电枪一一对应设置，终端控制器用于接收所连接的充电车辆的功率需求信息，终端控制器并与功率调节控制器P_JK连接，以将该功率需求信息发送至功率调节控制器P_JK，功率调控单元P_JK与多个功率控制模块、直流母线继电器和功率调节继电器分别连接，以根据功率需求信息控制功率模块、直流母线继电器和功率调节继电器工作，控制每一个功率模块工作，即控制每个功率模块的输出的充电功率，控制直流母线继电器工作即可控制对应的充电枪是否与功率模块连接，控制功率调节继电器工作即控制每个充电枪与多个功率模块之间的连接关系。从而，充电枪可结合系统的负荷情况及充电需求信息，输出充电功率。功率调节控制器P_JK与功率模块和终端控制器之间均分别优选通过CAN总线连接。

功率模块优选采用8组(分别为M1至M8)，每个功率模块的最大输出功率均优选为15KW*N或20KW*N，N为不小于1的整数，如1、2和3等，所对应的最大输出功率为15或20KW、30或40KW、45或60KW等。并且，优选选用现有技术中的输出电压在DC150V至DC750V之间可调的功率模块，以适用于多种电动汽车充电。8个功率模块对应8个充电枪(分别为1CDQ至8CDQ)、8个直流母线继电器(分别为1KM至8KM)和8个终端控制器(分别ZK1至ZK8)，电源线之间连接的功率调节继电器共为28个(分别为1KM2至7KM8)。

以配置8台功率模块，每台功率模块的最大输出功率为20KW为例，阐述本发明实施例的工作原理如下：

1、当各个充电枪处于空闲时，所有功率模块均处于待机状态，直流母线继电器(1KM至8KM)和功率自动调节继电器(1KM2至7KM8)处于断开状态。

2、当其中一个充电枪(如1CDQ)与电动汽车相连，终端控制器ZK1接收到电动汽车BMS发出的功率需求信息，终端控制器ZK1将需求信息下发给功率调节控制器P_JK；功率调节控制器P_JK根据当前系统的最大容量及剩余功率，功率调节控制器P_JK控制相应的直流母线继电器吸合，保持当前充电枪1CDQ充电的同时，确定功率模块M1最大输出功率是否满足车辆需求功率，如果满足，即充电需求小于20KW时，功率调节控制器P_JK控制该功率模块直接输出与充电需求信息匹配的充电电压和电流后，功率调节控制器P_JK将不进行任何动作，如不满足，即充电需求大于20KW时，功率调节控制器P_JK将切换功率调节继电器1KM2、1KM3、1KM4、1KM5、1KM6、1KM7或1KM8中的任意一路或多路，以调用其它功率模块，达到当前车辆需求为止。

3、如果充电枪1CDQ充电过程中，其它充电枪(如2CDQ)与电动汽车相连，接收到电动汽车BMS发出的功率需求信息，终端控制器ZK2将需求信息下发给功率调节控制器P_JK；功率调节控制器P_JK检测当前功率模块M2是否已被1CDQ所占用，如未被占用，功率调节控制器P_JK根据当前系统的最大容量及剩余功率，保持当前充电枪2CDQ充电的同时，确定功率模块M2的最大输出功率是否满足车辆需求功率，如果满足，即充电需求小于20KW时，功率调节控制器P_JK将不进行任何动作，如不满足，即充电需求大于20KW时功率调节控制器P_JK将切换2KM3、2KM4、2KM5、2KM6、2KM7或2KM8中的任意未被其他充电枪占用一路或多路，以达到当前车辆需求为止；如被占用，功率调节控制器P_JK调节当前M2功率模块与之相连的继电器1KM2继电器断开，并控制调用其他未被使用的功率模块M3、M4、M5、M6、M7或M8中的一个至充电枪1CDQ，保持充电枪1CDQ的车辆需求。

4、当所有功率模块(M1至M8)都被占用，且有充电枪(如8CDQ)当前未被使用，此时，当充电枪8CDQ与电动汽车相连，终端控制器ZK8接收到电动汽车BMS发出的功率需求信息，充电终端ZK8将需求信息下发给功率调节控制器P_JK；功率调节控制器P_JK检测当前功率模块M8已被占用，功率调节控制器P_JK调节当前功率模块M8分配到充电枪与之相连的功率调节继电器断开，保持功率模块M8自有20KW功率供充电枪8CDQ使用，以保持所有充电枪都可使用。

5、在功率模块(M1至M8)都被占用的充电过程中，如果有充电枪的充电需求下降时，如充电枪1CDQ的充电需求从60KW下降至40KW时，功率调节控制器P_JK控制相应的功率模块退出工作；此时，如果有其它充电枪未能满足所连接车辆的充电需求时，功率调节控制器P_JK基于优先满足先来先充原则，将退出的功率模块供给其它充电枪充电，以此方式调整至各动态需求充电枪，并保持整个系统最大化的利用。当该充电枪再次启动充电时，功率调节控制器P_JK自动将该功率模块退出分配到的充电枪，保持自由充电枪的使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电动汽车充电岛控制系统，其特征在于，包括多个功率模块、多个终端控制器、多个充电枪和功率调节控制器，所述多个功率模块的输入端通过一主开关与交流电源连接，每一功率模块的输出端连接有一电源线，每一电源线分别通过一直流母线继电器的常开触点与一充电枪连接，且其与其它电源线之间分别通过功率调节继电器的常开触点连接，所述终端控制器与充电枪一一对应设置，用于接收所连接的充电车辆的功率需求信息，其并与所述功率调节控制器连接，以将该功率需求信息发送至功率调节控制器，所述功率调控单元与多个功率控制模块、直流母线继电器和功率调节继电器分别连接，以根据功率需求信息控制功率模块、直流母线继电器和功率调节继电器工作。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电岛控制系统，其特征在于，所述功率调节控制器与功率模块和终端控制器之间分别通过CAN总线连接。

3.根据权利要求1所述的电动汽车充电岛控制系统，其特征在于，所述功率模块包括8组，每一功率模块的最大输出功率均为15KW*N或20KW*N，N为不小于1的整数。

4.根据权利要求1所述的电动汽车充电岛控制系统，其特征在于，所述交流电源为线电压为380V的三相交流电源。

5.根据权利要求1所述的电动汽车充电岛控制系统，其特征在于，所述功率模块的输出电压在DC150V至DC750V之间可调。

6.一种如权利要求1所述的电动汽车充电岛控制系统的工作方法，其特征在于，

1)当各个充电枪处于空闲时，所有功率模块均处于待机状态，所述直流母线继电器和功率自动调节继电器处于断开状态；

2)当有充电枪与电动汽车连接时，控制与充电枪对应的直流母线继电器的常开触点吸合，所述功率调节控制器根据当前系统的最大容量及剩余功率，保持当前充电枪充电的同时，判断充电枪对应的功率模块最大输出功率是否满足车辆需求功率，满足，则所述功率调节控制器不再动作，不满足，则所述功率调节控制器控制功率调节继电器工作，以调用其它功率模块，达到当前车辆需求为止；

3)充电过程中，当有其它充电枪与电动汽车相连，功率调节控制器检测与该充电枪对应的功率模块是否已被占用，否，则执行2)中操作，是，则所述功率调节控制器控制该充电枪对应的功率模块退出，并调用其它未使用的功率模块至在先充电枪；

4)当所有功率模块都被占用，且有充电枪当前未被使用，当此充电枪与电动汽车相连时，所述功率调节控制器控制将与此充电枪对应的功率模块供此充电枪充电；

5)在功率模块都被占用的充电过程中，如果有充电枪的充电需求下降时，，所述功率调节控制器控制相应的功率模块退出工作；此时，如果有其它充电枪未能满足所连接车辆的充电需求时，功率调节控制器基于优先满足先来先充原则，将退出的功率模块供给其它充电枪充电。