CN109774530A - 一种充电堆及其功率智能调配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电堆及其功率智能调配方法，包含充电功率柜和若干个充电桩体，若干个充电桩体分别通过输入线、输出线与充电功率柜连接，一条输入环线分别与若干个充电桩体的输入线连接并且相邻充电桩体之间的输入环线上设置有一个接触器，一条输出环线分别与若干个充电桩体的输出线连接并且相邻充电桩体之间的输出环线上设置有一个接触器，定义一个充电桩体为工作桩体，若一个充电桩体与工作桩体之间只具有1个接触器，则该充电桩体为工作桩体的初级相邻充电桩体，若一个充电桩体与工作桩体之间具有2个接触器，则该充电桩体为工作桩体的次级相邻充电桩体。本发明使用的直流接触器数量更少，综合成本更低，控制也更加简单方便。

Description

一种充电堆及其功率智能调配方法
技术领域
本发明涉及一种充电堆及其功率调配方法，特别是一种充电堆及其功率智能调配方法。
背景技术
随着我国经济社会发展水平不断提高，汽车保有量持续攀升。大力发展电动汽车，能够加快燃油替代，减少汽车尾气排放，对保障资源安全、促进节能减排、防治大气污染、推动我国从汽车大国迈向汽车强国具有重要意义。尽管我国已建成几十万个充电桩，但我国充电桩缺口还很大，且普遍利用率，土地需求问题难以解决，因此，如何寻找更合理、使用率更高的电动汽车充电模式是摆在地方面前的一道难题。集中式、大功率充电、功率分配等是充电桩行业发展的方向。
目前，市场上已有充电堆及功率分配的方案。中国专利CN 106033904 B提出了一种矩阵式柔性充电堆及动态分配功率的方法，通过充电终端需求和矩阵控制器通信交互来实现充电模块的投切，满足了不同电动汽车充电需求，提高了充电设备的利用率。
但当存在多个充电终端实现功率分享时，该系统需要大量的直流接触器来实现投切功能，功率分配逻辑非常复杂，且成本较高，柜体占地面积较大，在充电站建设方面，具有一定的局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种充电堆及其功率智能调配方法，使用的直流接触器数量更少，成本更低。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种充电堆，其特征在于：包含充电功率柜和若干个充电桩体，若干个充电桩体分别通过输入线、输出线与充电功率柜连接，一条输入环线分别与若干个充电桩体的输入线连接并且相邻充电桩体之间的输入环线上设置有一个接触器，一条输出环线分别与若干个充电桩体的输出线连接并且相邻充电桩体之间的输出环线上设置有一个接触器，定义一个充电桩体为工作桩体，在输入环线和输出环线构成的闭合环内，若一个充电桩体与工作桩体之间只具有1个接触器，则该充电桩体为工作桩体的初级相邻充电桩体，若一个充电桩体与工作桩体之间具有2个接触器，则该充电桩体为工作桩体的次级相邻充电桩体，若一个充电桩体与工作桩体之间大于2个接触器，则通过两路带接触器的连接线将该充电桩体与工作桩体的输入线和输出线分别连接，将该充电桩体变为工作桩体的初级相邻充电桩体。
进一步地，所述充电功率柜包含断路器、防雷器、微断和充电模块组，断路器一端连接电源输入总线，断路器另一端四路分别连接A、B、C、N条交流电线，两个微断一组并且两个微断的输入端分别与交流电线的A、B、C三相电线连接，两个微断的输出端分别与两个充电模块组的输入端连接，两个充电模块组的一路输出端相互连接，两个充电模块组的另一路输出端相互连接。
进一步地，所述充电桩体包含熔断器、分流器、输出接触器和充电枪，熔断器一端与两个充电模块组的一路输出端连接，分流器的一端与两个充电模块组的另一路输出端连接，输出接触器的两路输入端分别与熔断器的另一端和分流器的另一端连接，输出接触器的输出端与充电枪连接。
进一步地，所述充电桩体为6个，一条输入环线分别与6个充电桩体的输入线连接并且相邻充电桩体之间的输入环线上依次设置有接触器KM1、KM3、 KM5 、KM6、 KM9、 KM11，一条输出环线分别与6个充电桩体的输出线连接并且相邻充电桩体之间的输出环线上依次设置有接触器KM2、KM4 、KM6、 KM8、 KM10、 KM12，1#充电桩体和4#充电桩体的输入输出线之间通过带有接触器KM13、KM14的两根连接线分别连接，2#充电桩体和5#充电桩体的输入输出线之间通过带有接触器KM15、KM16的两根连接线分别连接，3充电桩体和6充电桩体的输入输出线之间通过带有接触器KM17、KM18的两根连接线分别连接。
进一步地，所述1#充电桩体的初级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体以及6#充电桩体，2#充电桩体的初级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体以及5#充电桩体，3#充电桩体的初级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体以及6#充电桩体，4#充电桩体的初级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体以及5#充电桩体，5#充电桩体的初级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体以及6#充电桩体，6#充电桩体的初级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体以及5#充电桩体。
进一步地，所述1#充电桩体的次级相邻充电桩体为3#充电桩体、5#充电桩体，2#充电桩体的次级相邻充电桩体为4#充电桩体、6#充电桩体，3#充电桩体的次级相邻充电桩体为1#充电桩体、5#充电桩体，4#充电桩体的次级相邻充电桩体为2#充电桩体、6#充电桩体，5#充电桩体的次级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体，6#充电桩体的次级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体。
一种充电堆的功率智能调配方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：1#充电桩体连接电动汽车；
步骤二：判断1#充电桩体对应的充电模块是否为空闲状态，若为空闲状态，则按步骤三执行，否则将1#充电桩体对应直流母线两侧的直流接触器KM1、KM2、KM11、KM12、KM13、KM14均需断开，然后按步骤三执行；
步骤三：判断1#充电桩体对应的充电功率是否满足电动汽车需求，若满足需求，则1#充电桩体启动充电，否则按步骤四执行；
步骤四：依次判断2#、4#、6#初级相邻充电桩体对应的充电模块组是否为空闲状态，若2#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM3、KM4投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤五执行，若4#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM7、KM8投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤五执行，若6#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM11、KM12投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤五执行，否则按步骤六执行；
步骤五：判断初级相邻桩体对应充电模块组投切后充电功率是否满足需求，若满足需求，则1#充电桩体启动充电，否则返回步骤四继续执行，直到所有初级相邻桩体均判断完毕，然后按步骤六执行；
步骤六：判断所有初级相邻桩体对应的充电模块组是否均为工作状态，若是则1#充电桩体启动充电，否则按步骤七执行；
步骤七：依次判断3#、5#次级相邻桩体对应的充电模块组是否为空闲状态，若3#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM5、KM6投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤八执行，若5#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM9、KM10投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤八执行，否则按步骤九执行；
步骤八：判断次级相邻桩体对应充电模块组投切后充电功率是否满足需求，若满足需求，则1#充电桩体启动充电，否则返回步骤七继续执行；
步骤九：判断所有次级相邻桩体对应的充电模块组是否均为工作状态，若是则1#充电桩体启动充电。
进一步地，当1#充电桩体检测到电动汽车需求值降低时，按照5#、3#、6#、4#、2#桩体对应的直流接触器依次断开。
进一步地，在1#充电桩体充电过程中，当其他充电桩体检测到连接电动汽车时，需将对应直流母线线上两侧直流接触器优先断开。
进一步地，当1#充电桩体检测到电动汽车充电结束后，则将充电过程中所有投切到1#充电桩体母线上的直流接触器均断开。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明不仅可根据不同充电终端需求，智能调配充电模块给不同充电倍率的电动汽车充电，充电模块的利用率更高，而且使用的直流接触器数量更少，充电组合方式灵活，综合成本更低，控制也更加简单方便。
附图说明
图1是本发明的一种充电堆的示意图。
图2是本发明的充电功率柜的示意图。
图3是本发明的充电桩的示意图。
图4是本发明的充电堆的功率智能调配方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，本发明的一种充电堆，包含充电功率柜和若干个充电桩体，若干个充电桩体分别通过输入线、输出线与充电功率柜连接，一条输入环线分别与若干个充电桩体的输入线连接并且相邻充电桩体之间的输入环线上设置有一个接触器，一条输出环线分别与若干个充电桩体的输出线连接并且相邻充电桩体之间的输出环线上设置有一个接触器，定义一个充电桩体为工作桩体，在输入环线和输出环线构成的闭合环内，若一个充电桩体与工作桩体之间只具有1个接触器，则该充电桩体为工作桩体的初级相邻充电桩体，若一个充电桩体与工作桩体之间具有2个接触器，则该充电桩体为工作桩体的次级相邻充电桩体，若一个充电桩体与工作桩体之间大于2个接触器，则通过两路带接触器的连接线将该充电桩体与工作桩体的输入线和输出线分别连接，将该充电桩体变为工作桩体的初级相邻充电桩体。
如图2所示，充电功率柜包含断路器1、防雷器2、微断3和充电模块组4，断路器一端连接电源输入总线，断路器另一端四路分别连接A、B、C、N条交流电线，两个微断一组并且两个微断的输入端分别与交流电线的A、B、C三相电线连接，两个微断的输出端分别与两个充电模块组的输入端连接，两个充电模块组的一路输出端相互连接，两个充电模块组的另一路输出端相互连接。
如图3所示，充电桩体包含熔断器5、分流器6、输出接触器7和充电枪8，熔断器一端与两个充电模块组的一路输出端连接，分流器的一端与两个充电模块组的另一路输出端连接，输出接触器的两路输入端分别与熔断器的另一端和分流器的另一端连接，输出接触器的输出端与充电枪连接。
充电桩体为6个，一条输入环线分别与6个充电桩体的输入线连接并且相邻充电桩体之间的输入环线上依次设置有接触器KM1、KM3、 KM5 、KM6、 KM9、 KM11，一条输出环线分别与6个充电桩体的输出线连接并且相邻充电桩体之间的输出环线上依次设置有接触器KM2、KM4 、KM6、 KM8、 KM10、 KM12，1#充电桩体和4#充电桩体的输入输出线之间通过带有接触器KM13、KM14的两根连接线分别连接，2#充电桩体和5#充电桩体的输入输出线之间通过带有接触器KM15、KM16的两根连接线分别连接，3充电桩体和6充电桩体的输入输出线之间通过带有接触器KM17、KM18的两根连接线分别连接。
1#充电桩体的初级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体以及6#充电桩体，2#充电桩体的初级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体以及5#充电桩体，3#充电桩体的初级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体以及6#充电桩体，4#充电桩体的初级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体以及5#充电桩体，5#充电桩体的初级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体以及6#充电桩体，6#充电桩体的初级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体以及5#充电桩体。
1#充电桩体的次级相邻充电桩体为3#充电桩体、5#充电桩体，2#充电桩体的次级相邻充电桩体为4#充电桩体、6#充电桩体，3#充电桩体的次级相邻充电桩体为1#充电桩体、5#充电桩体，4#充电桩体的次级相邻充电桩体为2#充电桩体、6#充电桩体，5#充电桩体的次级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体，6#充电桩体的次级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体。
一种充电堆的功率智能调配方法，包含以下步骤：
步骤一：1#充电桩体连接电动汽车；
步骤二：判断1#充电桩体对应的充电模块是否为空闲状态，若为空闲状态，则按步骤三执行，否则将1#充电桩体对应直流母线两侧的直流接触器KM1、KM2、KM11、KM12、KM13、KM14均需断开，然后按步骤三执行；
步骤三：判断1#充电桩体对应的充电功率是否满足电动汽车需求，若满足需求，则1#充电桩体启动充电，否则按步骤四执行；
步骤四：依次判断2#、4#、6#初级相邻充电桩体对应的充电模块组是否为空闲状态，若2#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM3、KM4投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤五执行，若4#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM7、KM8投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤五执行，若6#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM11、KM12投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤五执行，否则按步骤六执行；
步骤五：判断初级相邻桩体对应充电模块组投切后充电功率是否满足需求，若满足需求，则1#充电桩体启动充电，否则返回步骤四继续执行，直到所有初级相邻桩体均判断完毕，然后按步骤六执行；
步骤六：判断所有初级相邻桩体对应的充电模块组是否均为工作状态，若是则1#充电桩体启动充电，否则按步骤七执行；
步骤七：依次判断3#、5#次级相邻桩体对应的充电模块组是否为空闲状态，若3#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM5、KM6投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤八执行，若5#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM9、KM10投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤八执行，否则按步骤九执行；
步骤八：判断次级相邻桩体对应充电模块组投切后充电功率是否满足需求，若满足需求，则1#充电桩体启动充电，否则返回步骤七继续执行；
步骤九：判断所有次级相邻桩体对应的充电模块组是否均为工作状态，若是则1#充电桩体启动充电。
当1#充电桩体检测到电动汽车需求值降低时，按照5#、3#、6#、4#、2#桩体对应的直流接触器依次断开。
在1#充电桩体充电过程中，当其他充电桩体检测到连接电动汽车时，需将对应直流母线线上两侧直流接触器优先断开。
当1#充电桩体检测到电动汽车充电结束后，则将充电过程中所有投切到1#充电桩体母线上的直流接触器均断开。
本发明不仅可根据不同充电终端需求，智能调配充电模块给不同充电倍率的电动汽车充电，充电模块的利用率更高，而且使用的直流接触器数量更少，充电组合方式灵活，综合成本更低，控制也更加简单方便。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电堆，其特征在于：包含充电功率柜和若干个充电桩体，若干个充电桩体分别通过输入线、输出线与充电功率柜连接，一条输入环线分别与若干个充电桩体的输入线连接并且相邻充电桩体之间的输入环线上设置有一个接触器，一条输出环线分别与若干个充电桩体的输出线连接并且相邻充电桩体之间的输出环线上设置有一个接触器，定义一个充电桩体为工作桩体，在输入环线和输出环线构成的闭合环内，若一个充电桩体与工作桩体之间只具有1个接触器，则该充电桩体为工作桩体的初级相邻充电桩体，若一个充电桩体与工作桩体之间具有2个接触器，则该充电桩体为工作桩体的次级相邻充电桩体，若一个充电桩体与工作桩体之间大于2个接触器，则通过两路带接触器的连接线将该充电桩体与工作桩体的输入线和输出线分别连接，将该充电桩体变为工作桩体的初级相邻充电桩体。
2.按照权利要求1所述的一种充电堆，其特征在于：所述充电功率柜包含断路器、防雷器、微断和充电模块组，断路器一端连接电源输入总线，断路器另一端四路分别连接A、B、C、N条交流电线，两个微断一组并且两个微断的输入端分别与交流电线的A、B、C三相电线连接，两个微断的输出端分别与两个充电模块组的输入端连接，两个充电模块组的一路输出端相互连接，两个充电模块组的另一路输出端相互连接。
3.按照权利要求2所述的一种充电堆，其特征在于：所述充电桩体包含熔断器、分流器、输出接触器和充电枪，熔断器一端与两个充电模块组的一路输出端连接，分流器的一端与两个充电模块组的另一路输出端连接，输出接触器的两路输入端分别与熔断器的另一端和分流器的另一端连接，输出接触器的输出端与充电枪连接。
4.按照权利要求1所述的一种充电堆，其特征在于：所述充电桩体为6个，一条输入环线分别与6个充电桩体的输入线连接并且相邻充电桩体之间的输入环线上依次设置有接触器KM1、KM3、 KM5 、KM6、 KM9、 KM11，一条输出环线分别与6个充电桩体的输出线连接并且相邻充电桩体之间的输出环线上依次设置有接触器KM2、KM4 、KM6、 KM8、 KM10、 KM12，1#充电桩体和4#充电桩体的输入输出线之间通过带有接触器KM13、KM14的两根连接线分别连接，2#充电桩体和5#充电桩体的输入输出线之间通过带有接触器KM15、KM16的两根连接线分别连接，3充电桩体和6充电桩体的输入输出线之间通过带有接触器KM17、KM18的两根连接线分别连接。
5.按照权利要求4所述的一种充电堆，其特征在于：所述1#充电桩体的初级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体以及6#充电桩体，2#充电桩体的初级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体以及5#充电桩体，3#充电桩体的初级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体以及6#充电桩体，4#充电桩体的初级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体以及5#充电桩体，5#充电桩体的初级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体以及6#充电桩体，6#充电桩体的初级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体以及5#充电桩体。
6.按照权利要求4所述的一种充电堆，其特征在于：所述1#充电桩体的次级相邻充电桩体为3#充电桩体、5#充电桩体，2#充电桩体的次级相邻充电桩体为4#充电桩体、6#充电桩体，3#充电桩体的次级相邻充电桩体为1#充电桩体、5#充电桩体，4#充电桩体的次级相邻充电桩体为2#充电桩体、6#充电桩体，5#充电桩体的次级相邻充电桩体为1#充电桩体、3#充电桩体，6#充电桩体的次级相邻充电桩体为2#充电桩体、4#充电桩体。
7.一种充电堆的功率智能调配方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：1#充电桩体连接电动汽车；
步骤二：判断1#充电桩体对应的充电模块是否为空闲状态，若为空闲状态，则按步骤三执行，否则将1#充电桩体对应直流母线两侧的直流接触器KM1、KM2、KM11、KM12、KM13、KM14均需断开，然后按步骤三执行；
步骤三：判断1#充电桩体对应的充电功率是否满足电动汽车需求，若满足需求，则1#充电桩体启动充电，否则按步骤四执行；
步骤四：依次判断2#、4#、6#初级相邻充电桩体对应的充电模块组是否为空闲状态，若2#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM3、KM4投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤五执行，若4#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM7、KM8投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤五执行，若6#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM11、KM12投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤五执行，否则按步骤六执行；
步骤五：判断初级相邻桩体对应充电模块组投切后充电功率是否满足需求，若满足需求，则1#充电桩体启动充电，否则返回步骤四继续执行，直到所有初级相邻桩体均判断完毕，然后按步骤六执行；
步骤六：判断所有初级相邻桩体对应的充电模块组是否均为工作状态，若是则1#充电桩体启动充电，否则按步骤七执行；
步骤七：依次判断3#、5#次级相邻桩体对应的充电模块组是否为空闲状态，若3#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM5、KM6投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤八执行，若5#充电桩体对应的充电模块组为空闲状态，则将直流接触器KM9、KM10投切到1#充电桩体的直流母线上，然后按步骤八执行，否则按步骤九执行；
步骤八：判断次级相邻桩体对应充电模块组投切后充电功率是否满足需求，若满足需求，则1#充电桩体启动充电，否则返回步骤七继续执行；
步骤九：判断所有次级相邻桩体对应的充电模块组是否均为工作状态，若是则1#充电桩体启动充电。
8.按照权利要求7所述的一种充电堆的功率智能调配方法，其特征在于：当1#充电桩体检测到电动汽车需求值降低时，按照5#、3#、6#、4#、2#桩体对应的直流接触器依次断开。
9.按照权利要求7所述的一种充电堆的功率智能调配方法，其特征在于：在1#充电桩体充电过程中，当其他充电桩体检测到连接电动汽车时，需将对应直流母线线上两侧直流接触器优先断开。
10.按照权利要求7所述的一种充电堆的功率智能调配方法，其特征在于：当1#充电桩体检测到电动汽车充电结束后，则将充电过程中所有投切到1#充电桩体母线上的直流接触器均断开。
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