CN109849729A - 充电桩群及其充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充电桩群及其充电控制方法。一种充电桩群，包括若干个直流充电桩；所述直流充电桩包括：输入单元，用于获取待充电设备的功率需求；控制单元，与所述输入单元电性连接，以根据所述待充电设备的功率需求发出控制信号；功率分配单元，与所述控制单元电性连接，以获取所述控制信号并根据所述控制信号调节输出功率；供电单元，与所述功率分配单元电性连接，以通过所述功率分配单元输出电能。该功率分配单元可以根据用户输入的功率需求进行输出功率调节，从而便于用户选择，提升用户体验效果。

Description

充电桩群及其充电控制方法

技术领域

本发明涉及充电装置，特别是涉及充电桩群及其充电控制方法。

背景技术

电动车辆以电力代替燃油，具有节能、环保、噪音低、轻便、安全等优点。低碳性、节源性、安全性的电动汽车越来越被广大用户认可。

传统技术中，电动车辆通常依靠充电桩进行电力补充。

申请人在实现传统技术的过程中发现：传统的充电桩，输出功率单一，无法针对不同的功率需求进行功率调节。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术中充电桩功率无法调节的问题，提供一种电桩群及其充电控制方法。

一种充电桩群，包括若干个电性连接的直流充电桩；所述直流充电桩包括：输入单元，用于获取待充电设备的功率需求；控制单元，与所述输入单元电性连接，以根据所述待充电设备的功率需求发出控制信号；功率分配单元，与所述控制单元电性连接，以获取所述控制信号并根据所述控制信号调节输出功率；供电单元，与所述功率分配单元电性连接，以通过所述功率分配单元输出电能。

上述充电桩群，设有功率分配单元，以对供电单元的输出功率进行调节。该功率分配单元可以根据用户输入的功率需求进行输出功率调节，从而便于用户选择，提升用户体验效果。

在其中一个实施例中，所述充电桩还包括：信能传输单元，与所述功率分配单元电性连接，以传输电能；所述信能传输单元还与所述控制单元电性连接，以受所述控制单元控制；每一所述直流充电桩的信能传输单元至少与另一直流充电桩的信能传输单元电性连接，以实现信息和电能的传输。

上述充电桩群，每一充电桩的信能传输单元至少与另外一个充电桩的信能传输单元电性连接，从而使两个充电桩之间可以实现信息和电能的互相传输。该充电桩群，可以通过两个充电桩之间的电能传输，增大某一充电桩的输出功率，从而满足用户需求，提升用户体验效果。

在其中一个实施例中，电性连接的至少两个信能传输单元之间通过电力载波通讯有线连接。

上述充电桩群，采用电力载波通讯有线连接作为两个信能传输单元之间的连接方式，从而通过一根电缆既实现电能传输，又实现信息传输。采用电力载波通讯的方式实现充电桩群的连接，既方便布线，又节约成本，且通讯信号稳定。

在其中一个实施例中，所述直流充电桩还包括计费单元和显示单元；所述计费单元和所述显示单元分别与所述控制单元电性连接，受所述控制单元控制；所属计费单元用于根据待充电设备的功率需求进行计费并通过所述显示单元显示。

一种充电桩群的充电控制方法，应用于如上述任意一个实施例所述的充电桩群，所述方法包括：获取待充电设备的功率需求；根据所述待充电设备的功率需求，调节接入所述待充电设备的充电桩的输出功率；根据所述调节后的输出功率输出电能。

上述充电桩群的充电控制方法，可以获取用户输入的功率需求，并根据用户的功率需求进行输出功率调节，从而便于用户选择，提升用户体验效果。

在其中一个实施例中，所述根据所述调节后的输出功率输出电能之后，还包括：将所述充电桩标记为工作状态。

在其中一个实施例中，所述根据所述待充电设备的功率需求，调节所述充电桩的输出功率，包括：获取所述充电桩的最大输出功率；若所述充电桩的最大输出功率小于所述功率需求，则增大所述充电桩的输出功率。

在其中一个实施例中，所述增大所述充电桩的输出功率，包括：获取其他充电桩的状态；向未处于工作状态的充电桩发送需求信息；获取其他充电桩根据所述需求信息分配的电能。

在其中一个实施例中，所述根据所述待充电设备的功率需求，调节所述充电桩的输出功率，包括：获取所述充电桩的最大输出功率；若所述充电桩的最大输出功率大于所述功率需求，则减小所述充电桩的输出功率。

在其中一个实施例中，所述根据所述待充电设备的功率需求，调节所述充电桩的输出功率，包括：获取所述充电桩的最大输出功率；若所述充电桩的最大输出功率等于所述功率需求，则不改变所述充电桩的输出功率。

附图说明

图1为本申请一个实施例中充电桩的模块结构示意图。

图2为本申请另一个实施例中充电桩的模块结构示意图。

图3为本申请一个实施例中充电控制方法的流程示意图。

图4为本申请另一个实施例中充电控制方法的流程示意图。

图5为本申请一个实施例中步骤S200的具体流程示意图。

图6为本申请一个实施例中步骤S220的具体流程示意图。

图7为本申请另一个实施例中步骤S200的具体流程示意图。

图8为本申请又一个实施例中步骤S200的具体流程示意图。

其中，各附图标号所代表的含义分别为：

10、充电桩；

100、输入单元；

200、控制单元；

300、功率分配单元；

400、供电单元；

500、信能传输单元；

600、计费单元；

610、显示单元。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请提供一种由多个可以进行功率调节的充电桩组成的充电桩群；并提供一种基于该充电桩群的充电控制方法，以调节充电桩的输出功率。

一种充电桩群，由若干个直流充电桩10组成。这里的若干个指两个或两个以上。构成充电桩群的直流充电桩10可以两两电性连接，也可以一个直流充电桩10与其他多个直流充电桩10电性连接。其中，如图1所示，任一直流充电桩10包括：输入单元100、控制单元200、功率分配单元300及供电单元400。

具体的，输入单元100用于获取待充电设备的功率需求。该输入单元100可以是按键输入设备、触控输入设备和语音输入设备等的至少一种。用户通过该输入单元100可以向直流充电桩10输入信号，从而控制充电桩10工作。该输入信号可以是用户的功率需求。待充电设备可以是电动车辆。当然，在其他不同的应用环境中，待充电设备也可以是移动设备等循环使用的电致器件。

控制单元200与输入单元100电性连接，用于获取输入单元100传递的信号，并根据输入信号发出控制信号。控制单元200用于处理及控制，可以是单片机或其他具有处理控制能力的控制器。控制单元200接收到来自输入单元100的输入信号后，识别该输入信号所对应的功率需求，并根据该功率需求发出控制信号。该控制信号用于控制直流充电桩10的输出功率。

功率分配单元300与控制单元200电性连接，用于获取控制单元200发出的控制信号，并根据该控制信号调节输出功率。

供电单元400用于输出直流电能，其可以是直流电池包或其他直流电源。供电单元400与功率分配单元300电性连接，以通过功率分配单元300输出电能。

一般的，用户可以通过输入单元100选择一个功率，即直流充电桩10的输入单元100获取一个功率需求。输入单元100获取该功率需求后，将该信号传递至控制单元200，控制单元200根据该功率需求控制功率分配单元300工作，从而调节供电单元400通过功率分配单元300输出电能的输出功率。

更具体的，该直流充电桩群包括两个以上的直流充电桩10。任一直流充电桩10的输入单元100包括两个按键输入设备，以通过其中一个按键输入设备选择快速充电；通过另外一个按键输入设备选择普通充电。控制单元200可以针对快速充电和普通充电各设置一个输出功率。当用户按下任意一个按键输入设备选择快速充电或普通充电时，即选择了功率需求。此时，控制单元200即可根据用户选择的功率需求控制功率分配单元300工作，从而调节供电单元400通过功率分配单元300输出的电能。该充电桩群的直流充电桩10可以根据用户输入的功率需求进行输出功率调节，从而便于用户选择，提升用户体验效果。

在一个实施例中，如图2所示，上述充电桩群的充电桩10还可以包括：信能传输单元500。信能传输单元500用于连接两个不同的直流充电桩10，以使两个直流充电桩10之间可以实现信息和电能的双向传递。

具体的，信能传输单元500为信息、电能传输单元，其用于传递信息和电能。为使信能传输单元500可以传递电能，信能传输单元500应当与功率分配单元300电性连接；以使供电单元400输出的电能通过功率分配单元300传递至信能传输单元500，再通过信能传输单元500传递至其他直流充电桩10。为使信能传输单元500可以传递信息，信能传输单元500应当与至少一个其他充电桩10的信能传输单元500电性连接，以实现信息传递功能。同时，信能传输单元500还应与控制单元200电性连接，以受控制单元200的控制，并向控制单元200传递信号。

更具体的，该信能传输单元500的作用在于：当用户所选择的充电桩10的输出功率无法满足用户需求时，该充电桩10可以利用其它充电桩10的电能，并结合其自身的输出功率，从而满足用户需求。假设用户选择接入待充电设备的充电桩10为第一充电桩，与第一充电桩电性连接的充电桩10为第二充电桩，则信能传输单元500工作室，具体工作过程为：当用户通过第一充电桩的输入单元100输入信号后，即选择功率需求后，若该功率需求大于供电单元400的最大输出功率。此时，第一充电桩的控制单元200可以通过信能传输单元500向第二充电桩发出供电需求信号。第二充电桩的信能传输单元500获取该供电需求信号后，将该信号传递至控制单元200。第二充电桩的控制单元200可以根据供电需求信号控制功率分配单元300将电能从信能传输单元500输出至第一充电桩的信能传输单元500。此时，第一充电桩的功率分配单元300即可将供电单元400内的电能和信能传输单元500内的电能同时输出，从而满足用户功率需求。

同时，为使两个电性连接的信能传输单元500之间既可以实现电能传输，又可以实现信息传输，两者之间可以采用电力载波通讯(PLC，Power line Communication)进行有线连接。

上述充电桩群，两个充电桩10之间可以实现信息和电能的互相传输。该充电桩群，可以通过两个充电桩10之间的电能传输，增大某一充电桩10的输出功率，从而满足用户需求，提升用户体验效果。同时，采用电力载波通讯的方式实现充电桩群的连接，既方便布线，又节约成本，且通讯信号稳定。

在一个实施例中，上述充电桩群，如图2所示，其直流充电桩10还包括有计费单元600和显示单元610。计费单元600与控制单元200电性连接，以受控制单元200控制，并向控制单元200传递计费结果。显示单元610与控制单元200电性连接，以受控制单元200控制，从而显示计费单元600计费所得的计费结果。

具体的，当用户通过输入单元100输入信号，选择功率需求后，控制单元200获取该功率需求后，将该功率需求传递至计费单元600。计费单元600根据该功率需求开始工作并计算出费用，传递至控制单元200。此时，控制单元200即可通过显示单元610显示计费结果。

控制单元200通过显示单元610显示计费结果后，可以在获取到支付信息后，再控制功率分配单元300工作。

需要理解的是，上述输入单元100和显示单元610也可以合并为人机交互设备。人机交互设备既包括人机输入功能，又具有机器反馈功能。因此，人机交互设备可以综合本实施例中的输入单元100和显示单元610。该人机交互设备可以是触摸显示屏等。

下面结合图2，从一个具体的实施例对本申请的充电桩群进行解释。

一种充电桩群，包括三个直流充电桩10。每个直流充电桩10包括如图2连接关系的输入单元100、控制单元200、功率分配单元300、供电单元400、信能传输单元500、计费单元600和显示单元610。其中，输入单元100和显示单元610集成于人机交互设备上，该人机交互设备为触摸显示屏。将用户接入待充电设备的一个直流充电桩10命名为第一充电桩，其他两个未被使用的充电桩10命名为第二充电桩和第三充电桩。

第一充电桩工作之前，可以通过触摸显示屏显示快速充电和普通充电。当用户通过触摸显示屏选择快速充电后，控制单元200根据快速充电的功率需求，控制计费单元600工作，计算费用。计费单元600计算费用完毕后，控制单元200再控制触摸显示屏显示计费结果。同时，控制单元200还可以通过触摸显示屏显示支付方式，如支付二维码等。当用户完成支付后，控制单元200对供电单元400的最大输出功率和用户选择的功率需求进行判断。当功率需求大于第一充电桩的最大输出功率时，第一充电桩的控制单元200通过信能传输单元500向第二充电桩或/和第三充电桩发出供电需求信号。第二充电桩或/和第三充电桩的信能传输单元500获取该供电需求信号后，将该信号传递至控制单元200。第二充电桩或/和第三充电桩的控制单元200可以根据供电需求信号控制功率分配单元300将电能从信能传输单元500输出至第一充电桩的信能传输单元500。此时，第一充电桩的功率分配单元300即可将供电单元400内的电能和信能传输单元500内的电能同时输出，从而满足用户功率需求。

本申请还提供一种充电桩群的充电控制方法，用于实现上述充电桩为待充电设备充电时的工作流程。如图3所示，该充电控制方法包括如下步骤：

S100，获取待充电设备的功率需求。

直流充电桩通过输入单元获取用户为待充电设备选择的功率需求。

S200，根据待充电设备的功率需求，调节接入待充电设备的充电桩的输出功率。

直流充电桩获取到用户选择的功率需求后，根据该功率需求，调节接入待充电设备的充电桩的输出功率，以使充电桩的输出功率和用户为待充电设备选择的功率需求一致。

S300，根据调节后的输出功率输出电能。

直流充电桩根据调节后的输出功率输出电能。

该充电桩群的充电控制方法，可以获取用户输入的功率需求，并根据用户的功率需求进行输出功率调节，从而便于用户选择，提升用户体验效果。

在一个实施例中，如图4所示，该充电控制方法，在步骤S300之后，还可以包括：

S400，将充电桩标记为工作状态。

即充电桩根据用户功率需求，开始输出电能后，即将该向待充电设备输出电能的充电桩标记为工作状态。

在一个实施例中，如图5所示，上述步骤S200，具体可以包括：

S210，获取充电桩的最大输出功率。

S220，若充电桩的最大输出功率小于功率需求，则增大充电桩的输出功率。

直流充电桩获取用户的功率需求后，检测其最大输出功率，并将最大输出功率与用户的功率需求进行对比判断。若其最大输出功率仍小于用户的功率需求，则直流充电桩需要增大其输出功率。

在一个实施例中，如图6所示，步骤S220中，直流充电桩增大输出功率的方法为：

S221，获取其他充电桩的状态。

从上述实施例可以得知，当一个充电桩处于输出电能的状态时，其会被标记为工作状态。因此，当直流充电桩需要其他直流充电桩供给电能时，应首先获取其是否处于工作状态。这里其他充电桩的状态即指工作状态或未处于工作状态。

S222，向未处于工作状态的充电桩发送需求信息；

S223，获取其他充电桩的电能。

例如，将用户所选择的并接入待充电设备的直流充电桩命名为第一充电桩。当第一充电桩获取到用户选择的功率需求为5kw时，首先获取第一充电桩的最大输出功率。若第一充电桩的最大输出功率为4kw，则第一充电桩需要增大输出功率。此时，第一充电桩可以先和其他与其电性连接的直流充电桩进行信息交互，获取其他直流充电桩的状态，并向未处于工作状态的其他直流充电桩发送需要信息。该需求信息包含需求功率1kw。其他充电桩获取到该需求信息后，向第一充电桩传输1kw的电能。此时，第一充电桩可获取其他充电桩的电能，并结合其最大输出功率进行电能输出。

在另一个实施例中，如图7所示，上述步骤S200，还可以是：

S210，获取充电桩的最大输出功率。

S230，若充电桩的最大输出功率大于功率需求，则减小充电桩的输出功率。

例如，将用户所选择的并接入待充电设备的直流充电桩命名为第一充电桩。当第一充电桩获取到用户选择的功率需求为1kw时，首先获取第一充电桩的最大输出功率。若第一充电桩的最大输出功率为4kw，则直流充电桩调节其输出功率为1kw，进行电能输出。

在又一个实施例中，如图8所示，上述步骤S200，也可以是：

S210，获取充电桩的最大输出功率。

S240，若充电桩的最大输出功率等于功率需求，则不改变充电桩的输出功率。

例如，将用户所选择的并接入待充电设备的直流充电桩命名为第一充电桩。当第一充电桩获取到用户选择的功率需求为4kw时，首先获取第一充电桩的最大输出功率。若第一充电桩的最大输出功率为4kw，则直接以最大输出功率进行电能输出即可。

一般来说，充电桩输出电能时，可以默认为最大功率输出电能。因此，若充电桩的最大输出功率大于用户所选择的功率需求，可以减小充电桩的输出功率再进行电能输出。若充电桩的最大输出功率等于用户所选择的功率需求，则可以直接控制充电桩进行电能输出，而不必改变充电桩的输出功率。

下面以一个具体的实施例对本申请的充电桩群的充电控制方法进行描述。该具体的实施例中，被用户选择接入待充电设备的充电桩命名为第一充电桩；未接入待充电设备，且未向其他充电桩输出电能，且与第一充电桩电性连接的充电桩命名为第二充电桩；已被其他用户选择并接入待充电设备，且与第一充电桩和第二充电桩电性连接的充电桩命名为第三充电桩。

该充电桩的控制方法包括：第一充电桩获取待充电设备的功率需求。然后，第一充电桩获取其最大输出功率。同时，第一充电桩判断其最大输出功率与功率需求的大小关系：

若第一充电桩的最大输出功率等于功率需求，则第一充电桩以默认的最大输出功率进行电能输出。并标记第一充电桩为工作状态。

若第一充电桩的最大输出功率大于功率需求，则第一充电桩减小输出功率并进行电能输出。并标记第一充电桩为工作状态。

若第一充电桩的最大输出功率小于功率需求，则第一充电桩获取第二充电桩和第三充电桩的状态。此时，第一充电桩即可得到第二充电桩未处于工作状态和第三充电桩处于工作状态的反馈结果。据此，第一充电桩向第二充电桩发送需求信息，该需求信息可以包括第一充电桩最大输出功率较功率需求缺少的功率。

第二充电桩获取该需求信息后，控制电能输出至第一充电桩，输出的电能功率为第一充电桩缺少的功率。

此时，第一充电桩可同时利用第一充电桩和第二充电桩的电能为待充电设备提供电能，以满足用户需求。

以下结合具体数值，对本申请的充电桩群及充电控制方法进行简单说明：

当用户通过输入单元100选择的功率需求为5kw，而电性连接的第一充电桩和第二充电桩的供电单元400输出功率均为4kw时。若用户选择第一充电桩接入待充电设备，此时，第一充电桩的控制单元200即可通过信能传输单元500向第二充电桩的信能传输单元500传递需求信息，该需求信息包括需求功率1kw。第二充电桩的信能传输单元500接收该需求信息并传递至控制单元200后，控制单元200即可根据该需求信息，控制功率分配单元300分配1kw的功率，并通过信能传输单元500传递至第一充电桩的信能传输单元500。此时，第一充电桩的功率分配单元300即可同时支配5kw的输出功率，从而满足用户需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种充电桩群，其特征在于，包括若干个电性连接的直流充电桩；所述直流充电桩包括：

输入单元，用于获取待充电设备的功率需求；

控制单元，与所述输入单元电性连接，以根据所述待充电设备的功率需求发出控制信号；

功率分配单元，与所述控制单元电性连接，以获取所述控制信号并根据所述控制信号调节输出功率；

供电单元，与所述功率分配单元电性连接，以通过所述功率分配单元输出电能。

2.根据权利要求1所述的充电桩群，其特征在于，所述充电桩还包括：

信能传输单元，与所述功率分配单元电性连接，以传输电能；所述信能传输单元还与所述控制单元电性连接，以受所述控制单元控制；

每一所述直流充电桩的信能传输单元至少与另一直流充电桩的信能传输单元电性连接，以实现信息和电能的传输。

3.根据权利要求2所述的充电桩群，其特征在于，电性连接的至少两个信能传输单元之间通过电力载波通讯有线连接。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的充电桩群，其特征在于，所述直流充电桩还包括计费单元和显示单元；所述计费单元和所述显示单元分别与所述控制单元电性连接，受所述控制单元控制；所述计费单元用于根据待充电设备的功率需求进行计费并通过所述显示单元显示。

5.一种充电桩群的充电控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任意一项所述的充电桩群，所述方法包括：

获取待充电设备的功率需求；

根据所述待充电设备的功率需求，调节接入所述待充电设备的充电桩的输出功率；

根据所述调节后的输出功率输出电能。

6.根据权利要求5所述的充电控制方法，其特征在于，所述根据所述调节后的输出功率输出电能之后，还包括：

将所述充电桩标记为工作状态。

7.根据权利要求6所述的充电控制方法，其特征在于，所述根据所述待充电设备的功率需求，调节所述充电桩的输出功率，包括：

获取所述充电桩的最大输出功率；

若所述充电桩的最大输出功率小于所述功率需求，则增大所述充电桩的输出功率。

8.根据权利要求7所述的充电控制方法，其特征在于，所述增大所述充电桩的输出功率，包括：

获取其他充电桩的状态；

向未处于工作状态的充电桩发送需求信息；

获取其他充电桩根据所述需求信息分配的电能。

9.根据权利要求6所述的充电控制方法，其特征在于，所述根据所述待充电设备的功率需求，调节所述充电桩的输出功率，包括：

获取所述充电桩的最大输出功率；

若所述充电桩的最大输出功率大于所述功率需求，则减小所述充电桩的输出功率。

10.根据权利要求6所述的充电控制方法，其特征在于，所述根据所述待充电设备的功率需求，调节所述充电桩的输出功率，包括：

获取所述充电桩的最大输出功率；

若所述充电桩的最大输出功率等于所述功率需求，则不改变所述充电桩的输出功率。