CN110154817A - 一种集约式交流充电桩集群架构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种集约式交流充电桩集群架构，属于充电桩集群充电与控制技术领域，包括：总控终端，获取所有充电终端的充电需求、实时电功率以及与所述充电终端对应相线的可用配电容量，基于预设的比较策略对所述可用配电容量进行处理得到比较结果，根据所述比较结果并下发提升指令或降低指令或禁止启动充电指令；多个充电终端，获取所述电动汽车的充电需求和实时电功率并发送给所述总控终端，以及在接收提升指令和降低指令时调整时钟脉冲信号占空比并相应调整充电需求后发送给所述总控终端。本发明的有益效果：可以根据场站的配电容量和实际充电需求进行合理的功率分配和调度，对任意一充电终端可单独进行功率限制，整体成本较低。

Description

一种集约式交流充电桩集群架构
技术领域
本发明涉及充电桩集群充电与控制技术领域，尤其涉及一种集约式交流充电桩集群架构。
背景技术
目前充电桩运营过程中，场站中交流终端数量较多，若按照所有充电桩的额定容量进行申请，由于使用比例低，实际使用容量未达到申请容量，造成容量浪费；
另外，在一些用电容量不足的场站，为了更有效的利用场站资源，需要铺设更多的交流充电桩，需要对每个充电桩进行功率控制，尽可能满足更多车辆进行充电。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明涉及一种集约式交流充电桩集群架构。
本发明采用如下技术方案：
一种集约式交流充电桩集群架构，包括：
总控终端，用于获取场站中关联于所述总控终端的所有充电终端的充电需求、实时电功率以及与所述充电终端对应相线的可用配电容量，基于预设的比较策略对所述可用配电容量进行处理得到比较结果，根据所述比较结果，在判断所述充电终端的实时容量状况为容量充足时向所述充电终端下发提升指令以提升最大允许充电电流，在判断所述充电终端的实时容量状况为容量受限时向所述充电终端下发降低指令以降低所述最大允许充电电流，在判断所述充电终端的实时容量状况为容量紧张时向所述充电终端下发禁止启动充电指令，所述总控终端还用于基于深度学习构建一控制模型，所述控制模型的输入为所述充电需求、所述实时电功率以及所述可用配电容量，所述控制模型的输出为控制充电指令；
多个充电终端，每个所述充电终端分别与一所述总控终端建立通信连接，所述充电终端用于与电动汽车电性连接以获取所述电动汽车的充电需求和实时电功率并发送给所述总控终端，以及用于在接收到所述提升指令提升时钟脉冲信号占空比并对所述电动汽车行充电、在接收所述降低指令降低所述时钟脉冲信号占空比并对所述电动汽车行充电以及在接收到所述禁止启动充电指令进入等待状态暂停对所述电动汽车充电，所述充电终端还用于获取所述电动汽车根据所述时钟脉冲信号占空比调整后的所述充电需求并发送给所述总控终端，以及用于接收所述控制充电指令并根据所述控制充电指令对所述电动汽车进行充电。
优选的，每个所述配电终端关联1～32个所述充电终端。
优选的，所述总控终端包括：
主控板，通过CAN总线与每个所述充电终端分别交互数据；
计量单元，连接所述主控板，用于计量与所述充电终端对应相线的交流电的电压、电流、功率和电量，并通过RS485通讯，向所述主控板传送电压、电流、功率以及电量信息；
配电单元，连接所述主控板，用于为每个所述充电终端提供电力分配的路径。
优选的，所述集约式交流充电桩集群架构还包括：
通信模块，所述主控板通过所述通信模块与一远端监控平台建立通信连接并进行双向数据传输，所述远端监控平台通过所述通信模块箱所述主控板下发控制指令以控制所述电力分配路径。
优选的，所述充电终端包括：
充电控制器，用于控制对所述电动汽车的充电状态；
显示单元，连接所述充电控制器，用于提供人机交互，实时显示所述充电控制器发送的电压、电流、功率以及充电状态；
充电连接器，连接所述充电控制器，用于与所述电动汽车电性连接以为所述电动汽车充电。
优选的，所述充电连接器采用GB/T 20234.2规定交流充电插头，用以传输CP信号和充电能量；
所述充电插头对内与充电控制器相连，对外与所述电动汽车相连。
优选的，所述配电终端检索发送充电请求的所述充电终端对应的相序，并根据所述相序计算相应的相线的所述可用配电容量。
优选的，所述比较策略为：
若所述可用配电容量符合第一数值范围，则判断所述充电终端的实时容量状况为容量充足，所述第一数值范围为(7kw，﹢∞)；
若所述可用配电容量符合第二数值范围，则判断所述充电终端的实时容量状况为容量受限，所述第二数值范围为[1.5kw，7kw]；
若所述可用配电容量符合第二数值范围，则判断所述充电终端的实时容量状况为容量紧张，所述第二数值范围为(0，1.5kw)。
优选的，所述充电终端根据所述提升指令提升时钟脉冲信号占空比至自身的时钟脉冲信号额定值，并以自身的额定容量对所述电动汽车进行充电。
优选的，所述充电终端还用于根据所述控制充电指令调整所述时钟脉冲信号占空比并对所述电动汽车行充电，并获取所述电动汽车根据所述时钟脉冲信号占空比调整后的所述充电需求并发送给所述总控终端。
本发明的有益效果：可以根据场站的配电容量和实际充电需求进行合理的功率分配和调度，对任意一充电终端可单独进行功率限制，整体成本较低。
附图说明
图1为本发明一种优选的实施例中，集约式交流充电桩集群架构的功能模块示意图；
图2为本发明一种优选的实施例中，集约式交流充电桩集群架构的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
如图1-2所示，一种集约式交流充电桩集群架构，包括：
总控终端1，用于获取场站中关联于上述总控终端1的所有充电终端2的充电需求、实时电功率以及与上述充电终端2对应相线的可用配电容量，基于预设的比较策略对上述可用配电容量进行处理得到比较结果，根据上述比较结果，在判断上述充电终端2的实时容量状况为容量充足时向上述充电终端2下发提升指令以提升最大允许充电电流，在判断上述充电终端2的实时容量状况为容量受限时向上述充电终端2下发降低指令以降低上述最大允许充电电流，在判断上述充电终端2的实时容量状况为容量紧张时向上述充电终端2下发禁止启动充电指令，上述总控终端1还用于基于深度学习构建一控制模型，上述控制模型的输入为上述充电需求、上述实时电功率以及上述可用配电容量，上述控制模型的输出为控制充电指令；
多个充电终端2，每个上述充电终端2分别与一上述总控终端1建立通信连接，上述充电终端2用于与电动汽车电性连接以获取上述电动汽车的充电需求和实时电功率并发送给上述总控终端1，以及用于在接收到上述提升指令提升时钟脉冲信号占空比并对上述电动汽车行充电、在接收上述降低指令降低上述时钟脉冲信号占空比并对上述电动汽车行充电以及在接收到上述禁止启动充电指令进入等待状态暂停对上述电动汽车充电，上述充电终端2还用于获取上述电动汽车根据上述时钟脉冲信号占空比调整后的上述充电需求并发送给上述总控终端1，以及用于接收上述控制充电指令并根据上述控制充电指令对上述电动汽车进行充电。
在本实施例中，该集群可以根据场站的配电容量和实际充电需求进行合理的功率分配和调度。总控单元通过CAN总线与各充电终端2进行实时通讯，收集各充电终端2的实际充电需求和实际电功率，结合场站的配电容量，各充电终端2下发最大允许充电电流，各充电终端2根据最大允许电流调整占空比，向电动车辆检测到占空比变化之后，自动调整充电需求。
当配电容量不足时，总控单元下发降低最大允许充电电流指令，各充电终端2据此减小CP信号占空比；
当配电容量富裕时，总控单元下发提升最大允许充电电流指令，各充电终端2据此提升CP信号占空比，直到充电终端2恢复至额定功率。
可以根据场站的配电容量和实际充电需求进行合理的功率分配和调度，对任意一充电终端2可单独进行功率限制，整体成本较低。
较佳的实施例中，每个上述配电终端关联1～32个上述充电终端2。
较佳的实施例中，上述总控终端1包括：
主控板11，通过CAN总线与每个上述充电终端2分别交互数据；
计量单元12，连接上述主控板11，用于计量与上述充电终端2对应相线的交流电的电压、电流、功率和电量，并通过RS485通讯，向上述主控板11传送电压、电流、功率以及电量信息；
配电单元13，连接上述主控板11，用于为每个上述充电终端2提供电力分配的路径。
较佳的实施例中，上述集约式交流充电桩集群架构还包括：
通信模块3，上述主控板11通过上述通信模块3与一远端监控平台建立通信连接并进行双向数据传输，上述远端监控平台通过上述通信模块3箱上述主控板11下发控制指令以控制上述电力分配路径。
较佳的实施例中，上述充电终端2包括：
充电控制器21，用于控制对上述电动汽车的充电状态；
显示单元22，连接上述充电控制器21，用于提供人机交互，实时显示上述充电控制器21发送的电压、电流、功率以及充电状态；
充电连接器23，连接上述充电控制器21，用于与上述电动汽车电性连接以为上述电动汽车充电。
在本实施例中，充电控制器21内置电压、电流检测模块，对充电电压和电流实时检测；通过CAN总线与主控板11交换数据，向主控板11传输实时的充电需求、实际运行的电功率；充电终端2根据主控板11下发的最大允许充电电流指令调整CP信号占空比进行数据交换，收集各充电终端2的充电需求和实际运行的电功率，结合场站的配电容量，通过内置算法，向各充电终端2下发最大允许充电电流。主控板11通过4G模块与远端监控平台比。电动汽车检测到CP信号占空比变化之后，自动调整充电需求。
显示单元22用于人机交互，实时显示充电控制器21发送的电压、电流、功率、充电状态。
较佳的实施例中，上述充电连接器23采用GB/T 20234.2规定交流充电插头，用以传输CP信号和充电能量；
上述充电插头对内与充电控制器21相连，对外与上述电动汽车相连。
较佳的实施例中，上述配电终端检索发送充电请求的上述充电终端2对应的相序，并根据上述相序计算相应的相线的上述可用配电容量。
较佳的实施例中，上述比较策略为：
若上述可用配电容量符合第一数值范围，则判断上述充电终端2的实时容量状况为容量充足，上述第一数值范围为(7kw，﹢∞)；
若上述可用配电容量符合第二数值范围，则判断上述充电终端2的实时容量状况为容量受限，上述第二数值范围为[1.5kw，7kw]；
若上述可用配电容量符合第二数值范围，则判断上述充电终端2的实时容量状况为容量紧张，上述第二数值范围为(0，1.5kw)。
较佳的实施例中，上述充电终端2根据上述提升指令提升时钟脉冲信号占空比至自身的时钟脉冲信号额定值，并以自身的额定容量对上述电动汽车进行充电。
较佳的实施例中，上述充电终端2还用于根据上述控制充电指令调整上述时钟脉冲信号占空比并对上述电动汽车行充电，并获取上述电动汽车根据上述时钟脉冲信号占空比调整后的上述充电需求并发送给上述总控终端1。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (10)

1.一种集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，
总控终端，用于获取场站中关联于所述总控终端的所有充电终端的充电需求、实时电功率以及与所述充电终端对应相线的可用配电容量，基于预设的比较策略对所述可用配电容量进行处理得到比较结果，根据所述比较结果，在判断所述充电终端的实时容量状况为容量充足时向所述充电终端下发提升指令以提升最大允许充电电流，在判断所述充电终端的实时容量状况为容量受限时向所述充电终端下发降低指令以降低所述最大允许充电电流，在判断所述充电终端的实时容量状况为容量紧张时向所述充电终端下发禁止启动充电指令，所述总控终端还用于基于深度学习构建一控制模型，所述控制模型的输入为所述充电需求、所述实时电功率以及所述可用配电容量，所述控制模型的输出为控制充电指令；
多个充电终端，每个所述充电终端分别与一所述总控终端建立通信连接，所述充电终端用于与电动汽车电性连接以获取所述电动汽车的充电需求和实时电功率并发送给所述总控终端，以及用于在接收到所述提升指令提升时钟脉冲信号占空比并对所述电动汽车行充电、在接收所述降低指令降低所述时钟脉冲信号占空比并对所述电动汽车行充电以及在接收到所述禁止启动充电指令进入等待状态暂停对所述电动汽车充电，所述充电终端还用于获取所述电动汽车根据所述时钟脉冲信号占空比调整后的所述充电需求并发送给所述总控终端，以及用于接收所述控制充电指令并根据所述控制充电指令对所述电动汽车进行充电。
2.根据权利要求1的集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，每个所述配电终端关联1～32个所述充电终端。
3.根据权利要求1的集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，所述总控终端包括：
主控板，通过CAN总线与每个所述充电终端分别交互数据；
计量单元，连接所述主控板，用于计量与所述充电终端对应相线的交流电的电压、电流、功率和电量，并通过RS485通讯，向所述主控板传送电压、电流、功率以及电量信息；
配电单元，连接所述主控板，用于为每个所述充电终端提供电力分配的路径。
4.根据权利要求1的集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，所述集约式交流充电桩集群架构还包括：
通信模块，所述主控板通过所述通信模块与一远端监控平台建立通信连接并进行双向数据传输，所述远端监控平台通过所述通信模块箱所述主控板下发控制指令以控制所述电力分配路径。
5.根据权利要求1的集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，所述充电终端包括：
充电控制器，用于控制对所述电动汽车的充电状态；
显示单元，连接所述充电控制器，用于提供人机交互，实时显示所述充电控制器发送的电压、电流、功率以及充电状态；
充电连接器，连接所述充电控制器，用于与所述电动汽车电性连接以为所述电动汽车充电。
6.根据权利要求5的集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，所述充电连接器采用GB/T 20234.2规定交流充电插头，用以传输CP信号和充电能量；
所述充电插头对内与充电控制器相连，对外与所述电动汽车相连。
7.根据权利要求1的集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，所述配电终端检索发送充电请求的所述充电终端对应的相序，并根据所述相序计算相应的相线的所述可用配电容量。
8.根据权利要求1的集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，所述比较策略为：
若所述可用配电容量符合第一数值范围，则判断所述充电终端的实时容量状况为容量充足，所述第一数值范围为(7kw，﹢∞)；
若所述可用配电容量符合第二数值范围，则判断所述充电终端的实时容量状况为容量受限，所述第二数值范围为[1.5kw，7kw]；
若所述可用配电容量符合第二数值范围，则判断所述充电终端的实时容量状况为容量紧张，所述第二数值范围为(0，1.5kw)。
9.根据权利要求1的集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，所述充电终端根据所述提升指令提升时钟脉冲信号占空比至自身的时钟脉冲信号额定值，并以自身的额定容量对所述电动汽车进行充电。
10.根据权利要求1的集约式交流充电桩集群架构，其特征在于，所述充电终端还用于根据所述控制充电指令调整所述时钟脉冲信号占空比并对所述电动汽车行充电，并获取所述电动汽车根据所述时钟脉冲信号占空比调整后的所述充电需求并发送给所述总控终端。
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CN111391697A (zh) * 2020-04-29 2020-07-10 南京能瑞电力科技有限公司 充电控制设备及充电管理系统
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