CN110303929A - 充电桩系统的管理方法及充电桩系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种充电桩系统的管理方法及充电桩系统。所述方法包括当所述多个充电终端中的第一充电终端接入第一待充电设备时,所述功率调度模块确认与所述第一充电终端对应连接的第一DC/DC模块传输的第一需求功率,其中,第一需求功率为所述第一待充电设备的需求功率;所述功率调度模块确认所有的所述AC/DC模块传输的总剩余功率,其中,总剩余功率为所有的所述AC/DC模块的总额定功率与已传输功率的差;所述功率调度模块根据第一需求功率和总剩余功率的大小关系,将第一传输功率传输至所述第一DC/DC模块。通过该方法,充电桩系统能够准确地满足待充电设备的充电需求。
Description
技术领域
本申请涉及电动汽车充电技术领域,尤其涉及一种充电桩系统的管理方法及充电桩系统。
背景技术
充电桩系统用于将电网的电能转化成不同电压电流的直流电,从而通过充电连接装置给电动汽车的电池直接充电。传统的直流充电桩系统包括输入母线、多个充电模块、多个开关器件及多个充电终端。输入母线用于将输入电源接入到多个充电模块。充电模块用于将输入母线的电能转化成电动汽车所需规格的直流电。此外,通过多个开关器件的闭合与断开的组合方式,以将多个充电模块并联后配置给一个充电终端,从而通过充电终端给电动汽车的电池进行充电。然而,多个充电模块并联配置给电动汽车的功率无法准确地满足电动汽车的需求功率,导致充电桩系统的使用性较差。
发明内容
本申请实施例提供一种充电桩系统的管理方法及充电桩系统。通过所述充电桩系统的管理方法,以使充电桩系统能够准确地满足待充电设备的充电需求。
第一方面,本申请实施例提供一种充电桩系统的管理方法。所述充电桩系统包括至少一个交流转直流(Alternating Current/Direct Current,AC/DC)模块、总线模块、功率调度模块、多个直流转直流(Direct Current/Direct Current,DC/DC)模块以及与多个所述 DC/DC模块一一对应连接的多个充电终端。
其中,所述AC/DC模块用于将电源的交流电转化成直流电。可选的,所述AC/DC模块用于将高压交流电转化成高压直流电。高压直流电的电压在500伏特至1500伏特的范围内。此时,连接在所述AC/DC模块与所述总线模块之间的导线的线径较小,成本也较低。
其中,所述总线模块用于汇聚每个所述AC/DC模块所转换成的高压直流电,并用于将汇聚的高压直流电配送至每个所述DC/DC模块。多个所述AC/DC模块的输出端通过所述总线模块与多个所述DC/DC模块的输入端连接。可选的,所述总线模块可以为但不仅限于为导线。例如,所述总线模块也可以为汇流箱。
其中,所述功率调度模块用于确认每个所述AC/DC模块与每个所述DC/DC模块所传输的信号,以及控制每个所述DC/DC模块上的输出功率。此外,所述功率调度模块连接于所述总线模块。可以理解的是,所述功率调度模块可以作为独立部件,也可以集成在所述AC/DC模块、所述总线模块、所述DC/DC模块中的一个模块内或者多个模块内,也即所述功率调度模块为多个所述AC/DC模块、所述总线模块、多个所述DC/DC模块中的一个模块内或者多个模块内的一个器件。
其中,所述DC/DC模块用于将直流电转换成直流电。可选,所述DC/DC模块用于将高压直流电转换成低压直流电。低压直流电的电压在300伏特至400伏特的范围内。此时,低压直流电的电压范围可以满足待充电设备的电压需求,例如,待充电设备为电动汽车。
所述充电终端用于依据对应的所述DC/DC模块所确认的传输功率对所述待充电设备进行充电。换言之,当所述DC/DC模块确认到所述功率调度模块传输的传输功率时,所述DC/DC 模块通过所述充电终端给所述待充电设备进行充电。
在本申请中,当一辆待充电设备准备接入所述充电终端时,该所述待充电设备还未进入充电状态,此时,本实施例将该所述待充电设备定义为所述第一待充电设备,与其连接的所述充电终端为第一充电终端,以及与其连接的所述DC/DC模块为第一DC/DC模块。
此外,将正处于充电状态的所述待充电设备定义为第二待充电设备。连接于所述第二待充电设备的所述充电终端为第二充电终端。连接于所述第二充电终端的所述DC/DC模块为第二DC/DC模块。
所述方法包括:
当多个所述充电终端中的所述第一充电终端接入所述第一待充电设备时,所述功率调度模块确认与所述第一充电终端对应连接的所述第一DC/DC模块传输的第一需求功率Pnee/1。
可以理解的是,所述第一待充电设备具有充电端口,所述第一充电终端可通过充电导线连接于充电端口。所述第一待充电设备既可以通过充电端口进行充电,又可以通过充电端口传输通信信号。此时,功率调度模块接收第一待充电设备所传输的电信号,并确认出电信号为第一需求功率Pnee/1。在其他实施方式中,当所述第一充电终端接入所述第一待充电设备时,所述第一待充电设备与所述第一DC/DC模块也可通过无线信号进行通信连接。
所述功率调度模块确认所有的所述AC/DC模块传输的总剩余功率。
可以理解的是,当所述AC/DC模块未向所述DC/DC模块传输电流时,所述AC/DC模块的已传输功率为零。当所述AC/DC模块向所述DC/DC模块传输电流时,根据已传输的电压及已传输的电流的大小求积而计算出已传输功率。
所述功率调度模块根据第一需求功率Pnee/1和总剩余功率PAC/DC/TSur的大小关系,将第一传输功率Ptra/1传输至所述第一DC/DC模块。
在本实施例中,当所述功率调度模块传输第一传输功率Ptra/1至所述第一DC/DC模块,以使所述第一DC/DC模块依据第一传输功率Ptra/1对所述第一待充电设备进行充电。此时,所述第一待充电设备获得大小为第一传输功率Ptra/1的充电功率。可以理解的是,因为所述功率调度模块能够依据第一需求功率Pnee/1和总剩余功率PAC/DC/TSur的大小关系传输第一传输功率Ptra/1,所以所述充电桩系统的分配功率的颗粒度较小。
一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1小于或等于总剩余功率PAC/DC/TSur时,第一传输功率 Ptra/1与第一需求功率Pnee/1的比值在预设范围内。
可以理解的是,当所述功率调度模块传输第一传输功率Ptra/1至所述第一DC/DC模块,以使所述第一DC/DC模块依据第一传输功率Ptra/1对所述第一待充电设备进行充电。此时,所述第一待充电设备获得大小为第一需求功率Pnee/1的充电功率。在其他实施方式中,也可以通过部分的所述AC/DC模块对所述第一DC/DC模块输出电流。具体的根据情况灵活设置。
此外,预设范围是所述功率调度模块预先存储的数值范围[a,b]。可选的,[0.9,1.1], 也即0.9至1.1的所有数值。当所述功率调度模块需要使用该预设范围,所述功率调度模块可直接调用。
在本实施例中,通过上述方法,在第一需求功率Pnee/1小于或等于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述功率调度模块能够向所述第一DC/DC模块传输第一传输功率Ptra/1,第一传输功率Ptra/1接近于第一需求功率Pnee/1,从而控制所述第一DC/DC模块输出满足所述第一待充电设备的充电需求的第一传输功率Ptra/1。此时,所述第一待充电设备能够获得第一需求功率Pnee/1的充电功率。因此,所述第一待充电设备能够获得的功率接近于自身的需求功率,可以显著地提高所述充电桩系统的使用性。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,第一传输功率Ptra/1与总剩余功率PAC/DC/TSur的比值在预设范围内。
在本实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述功率调度模块控制所述DC/DC模块输出总剩余功率PAC/DC/TSur至所述第一待充电设备。此时,总剩余功率PAC/DC/TSur较大程度地接近于所述第一待充电设备的充电需求,从而使得充电桩系统100的用户体验性较佳。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率 Ptra/1与第一输出功率Pput/1的比值在预设范围内;其中,
Pput/1=k1×Pnee/1
k1为输出功率比例,PTrat为所有的所述AC/DC模块的总额定功率,PTnee为所有的第二需求功率Pnee/2与第一需求功率Pnee/1的总和,第二需求功率Pnee/2为所述第二DC/DC模块对应的所述第二待充电设备的需求功率,连接有处于充电状态的第二待充电设备的充电终端为所述第二充电终端,所述多个充电终端中的第二充电终端所对应的所述DC/DC模块为所述第二DC/DC模块;
其中所述方法还包括:
所述功率调度模块确认多个所述DC/DC模块中所有的所述第二DC/DC模块传输的第二需求功率Pnee/2。
可以理解的是,所述功率调度模块接收多个所述DC/DC模块中所有的所述第二DC/DC 模块传输的电信号,并从电信号中确认出第二需求功率Pnee/2。
其中,所述第二DC/DC模块确认第二需求功率Pnee/2的方式具有多种:
一种实施方式中,所述第二DC/DC模块经所述第二充电终端接收所述第二待充电设备的电信号,并从电信号中确认第二需求电压及第二需求电流后,所述第二DC/DC模块根据第二需求电压及第二需求电流计算获得第二需求功率Pnee/2。所述功率调度模块确认所述第二 DC/DC模块传输的第二需求功率Pnee/2。
另一种实施方式中,所述第二DC/DC模块经所述第二充电终端接收所述第二待充电设备的电信号,并从电信号中确认第二需求功率Pnee/2。
可选的,所述功率调度模块确认第二需求功率Pnee/2中包括:
所述功率调度模块预设所述第二DC/DC模块传输第二需求功率Pnee/2的传输周期。例如,周期为十分钟。
所述功率调度模块根据传输周期确认所述第二DC/DC模块传输第二需求功率Pnee/2。例如,所述功率调度模块每隔十分钟确认一次所述第二DC/DC模块传输第二需求功率Pnee/2。因此,所述功率调度模块所确认的第二需求功率Pnee/2与所述第二待充电设备实际需要的功率较接近,从而避免所述AC/DC模块分配的功率大于所述第二待充电设备实际需要的功率,进而所述充电桩系统能够准确地提供功率需求至所述第二待充电设备。
所述功率调度模块确认所有的所述AC/DC模块传输的总额定功率。可选的,所述功率调度模块接收每个所述AC/DC模块传输的额定功率的电信号,并从电信号中确认出额定功率。此时,所述功率调度模块再确认出所有的所述AC/DC模块传输的总额定功率。
可选的,所述功率调度模块依据所确认的所有额定功率求和计算出总额定功率PTrat,以及依据所确认的第二需求功率Pnee/2与第一需求功率Pnee/1求和计算出总需求功率PTnee。此外,所述功率调度模块根据所求出的总额定功率PTrat以及总需求功率PTnee计算出输出功率比例k1。最后,所述功率调度模块再依据输出功率比例k1计算出第一输出功率Pput/1。
在本实施例中,通过上述方法,以当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述功率调度模块控制所述第一DC/DC模块输出第一输出功率Pput/1给所述第一待充电设备,从而使得所述第一待充电设备开始充电。
可以理解的是,因为本实施方式是通过将总额定功率PTrat按照比例分配到所述第一待充电设备及所述第二待充电设备中,所以所述第一待充电设备所接收的第一输出功率Pput/1是不等于零,从而保证所述第一待充电设备能够“即到即充”,也即所述第一待充电设备接入所述第一充电终端,所述第一DC/DC模块就能通过所述第一充电终端对所述第一待充电设备充电,进而避免因用户需等待太长的充电时间而放弃给所述第一待充电设备充电,进而导致所述充电桩系统的用户使用量降低。
此外,因为所述功率调度模块通过将总额定功率PTrat按照比例分配到所述第一待充电设备中,从而使得所述第一待充电设备能够以较公平的方式获得第一传输功率Ptra/1。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述功率调度模块传输第三传输功率Ptra/3至所述第二DC/DC模块,以使所述第二DC/DC模块依据第三传输功率 Ptra/3通过所述第二充电终端给所述第二待充电设备进行充电。第三传输功率Ptra/3与第二输出功率Pput/2的比值在预设范围内,其中,
Pput/2=k1×Pnee/2。
可选的,所述功率调度模块依据输出功率比例k1计算出第三传输功率Ptra/3。
在本实施例中,通过上述方法,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述功率调度模块向所述第二DC/DC模块传输第三传输功率Ptra/3,从而控制所述第二DC/DC模块输出满足所述第二待充电设备的充电需求的第三传输功率Ptra/3。此时,所述第二待充电设备能够获得第三传输功率Ptra/3的充电功率。因此,所述第一待充电设备能够获得较准确的需求功率,从而显著地提高所述充电桩系统的使用性。
此外,因为所述功率调度模块通过将总额定功率PTrat按照比例分配到所述第二待充电设备中,所以所述第二待充电设备能够以较公平的方式获得第三传输功率Ptra/3。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述功率调度模块确认所述第一待充电设备的优先级别;
可选的,当所述多个充电终端中的所述第一充电终端接入所述第一待充电设备时,所述功率调度模块接收所述第一待充电设备发送的识别信息。识别信息可以包括但不限于包括车牌号、用户的身份证号码或者用户的姓名。甚至可以是用户的可识别照片。
所述功率调度模块调用预存储的优先级别数据库,并根据识别信息从优先级别数据库中确认所述第一待充电设备的优先级别。
所述功率调度模块根据第一待充电设备的优先级别与第二待充电设备的优先级别高低关系确认所述第一传输功率Ptra/1;其中,所述多个充电终端中的第二充电终端所对应的所述DC/DC模块为第二DC/DC模块,连接有处于充电状态的所述第二待充电设备的充电终端为所述第二充电终端。
在本实施方式中,通过上述方法,从而使得优先级别级别较高的所述待充电设备具有优先充电权利,进而较大程度地满足优先级别较高的所述待充电设备的充电需求。
进一步的,所述方法还包括:
当所述第一待充电设备的优先级别高于一个或多个第二待充电设备的优先级别时,所述功率调度模块确认一类待充电设备的第三需求功率Pnee/3,其中,所述一类待充电设备为优先级别低于所述第一待充电设备的所述第二待充电设备;
可选的,所述功率调度模块预设所述一类待充电设备传输第三需求功率Pnee/3的传输周期。例如,传输周期为十分钟。
所述功率调度模块根据传输周期确认所述第二DC/DC模块传输的第三需求功率Pnee/3。因此,通过功率调度模块每隔十分钟确认一次所述第二DC/DC模块传输第三需求功率Pnee/3,从而使得所述功率调度模块所确认的第三需求功率Pnee/3与所述一类待充电设备621实际需要的功率较接近,也即避免所述AC/DC模块分配给一类待充电设备的功率大于实际需要的功率。
所述功率调度模块根据第一需求功率Pnee/1与可调配功率Pallo的大小关系确认所述第一传输功率Ptra/1,其中,可调配功率Pallo等于总剩余功率PAC/DC/TSur与所有的一类待充电设备的第三需求功率Pnee/3的和。
在本实施例中,因为所述第一待充电设备的优先级别高于一个或多个所述第二待充电设备的优先级别,所以通过第一需求功率与可调配功率的大小关系,以较大程度地满足优先级别级别较高的所述第一待充电设备的充电需求。
一种实施方式中,当第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,第一传输功率 Ptra/1与可调配功率Pallo的比值在预设范围内。
在本实施方式中,因为第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,所以可调配功率Pallo无法满足或者刚好满足所述第一待充电设备的充电需求。此时,通过所述功率调度模块向所述第一DC/DC模块传输的第一传输功率Ptra/1接近于可调配功率Pallo,从而较大程度地满足第一待充电设备的充电需求,进而保证第一待充电设备能够较快低完成充电。
所述方法还包括:
所述功率调度模块传输第四传输功率Ptra/4至所述一类待充电设备所对应的所述第二 DC/DC模块,其中,第四传输功率Ptra/4等于零。
可以理解的是,因为第四传输功率Ptra/4等于零,所以第二充电终端停止对一类待充电设备进行充电。此时,通过上述方法可以促进一类待充电设备往较高的优先级别发展。
一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1小于可调配功率Pallo时,所述第一传输功率Ptra/1与第一需求功率Pnee/1的比值在预设范围内。
因为第一需求功率Pnee/1小于可调配功率Pallo,所以可调配功率Pallo能够满足第一待充电设备的充电需求。此时,通过功率调度模块传输第一传输功率Ptra/1接近于第一需求功率Pnee/1。此时,第一DC/DC模块能够准确地提供给第一待充电设备的需求功率,从而较大程度地满足第一待充电设备的充电需求。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于第i+1功率Pi+1,且第一需求功率Pnee/1小于或等于第i功率Pi时,所述功率调度模块传输第一输出功率Pput/1至优先级别为i的所述一类待充电设备所对应的所述第二DC/DC模块,以使所述第二DC/DC模块依据第一输出功率Pput/1通过所述第二充电终端给优先级别为i的所述一类待充电设备进行充电。其中,第一输出功率Pput/1与第i剩余功率PSur/i的比值在预设范围内。
可以理解的是,因为第一需求功率Pnee/1小于第i功率Pi,且可调配功率Pallo等于总剩余功率PAC/DC/TSur以及所有的所述一类待充电设备的第三需求功率Pnee/3的和,所以第一需求功率Pnee/1显然也是小于可调配功率Pallo的。
所述功率调度模块传输第五传输功率Ptra/5至优先级别低于i的所有的所述一类待充电设备中所对应的所述第二DC/DC模块。其中,第五传输功率Ptra/5为零。此时,所述第二充电终端停止对优先级别低于i的所有的所述一类待充电设备充电。
其中,
PSur/i=Pi-Pnee/1
也即第i剩余功率PSur/i等于第i功率Pi与第一需求功率Pnee/1的差。
可选的,所述功率调度模块根据总剩余功率PAC/DC/TSur以及优先级别低于及等于i的所述一类待充电设备的所有第三需求功率Pnee/3求和计算出第i功率Pi。
所述功率调度模块根据总剩余功率PAC/DC/TSur以及优先级别低于及等于i+1的所述一类待充电设备的所有第三需求功率Pnee/3求和计算出第i+1功率Pi+1。
所述功率调度模块根据第i功率Pi以及第一需求功率Pnee/1求差计算出第i剩余功率 PSur/i。
在本实施方式中,因为所述功率调度模块将分配给所述一类待充电设备的部分功率重新分配给优先级别较高的所述第一待充电设备,所以分配给所述一类待充电设备的功率还剩下另一部分。此时,所述功率调度模块再将剩下的另一部分功率分配给所述一类待充电设备中优先级别最高的所述第二待充电设备,从而使得优先级别较高的所述一类待充电设备能够快速地实现充电,以较大程度地满足优先级别的所述待充电设备的充电需求。
在一种实施例中,当处于所述第一待充电设备的优先级别低于或等于任一个所述第二待充电设备的优先级别时,所述功率调度模块传输至所述第一DC/DC模块的功率为零。此时,所述第一DC/DC模块未对所述第一待充电设备进行充电。故而,通过方法可以促进优先级别较低的所述第一待充电设备往较高的优先级别发展。
一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,所述第一传输功率Ptra/1与第三输出功率Pput/3的比值在预设范围内;其中,
Pput/3=k2×Pnee/1
PTnee=Pallo+Pnee/1
k2为输出功率比例,PTnee为总需求功率。
在本实施例中,因为第三输出功率Pput/3不可能为零,所以所述第一待充电设备能够“即到即充”,也即所述第一待充电设备接入所述第一充电终端,所述第一DC/DC模块就能通过所述第一充电终端对所述第一待充电设备充电,进而避免因用户需等待太长的充电时间而放弃给所述第一待充电设备充电,进而导致所述充电桩系统的用户量减少。
此外,因为所述第一待充电设备的优先级别高于一个或多个所述第二待充电设备的优先级别,所以通过上述方法,优先级别较高的所述第一待充电设备也能够优先充电。
此外,因为本实施例的方法是将可调配功率Pallo按照比例分配给第一待充电设备,所以第一待充电设备所分配的功率也较公平。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,
所述功率调度模块传输第六传输功率Ptra/6至所述一类待充电设备所对应的所述第二 DC/DC模块,其中,第六传输功率Ptra/6与第四输出功率Pput/4的比值在预设范围内,
其中,
Pput/4=k2×Pnee/3。
可选的,功率调度模块30依据输出功率比例k2与第三需求功率Pnee/3求积而计算出第四输出功率Pput/4。
此外,因为本实施例的方法是将可调配功率Pallo按照比例分配给第一待充电设备以及一类待充电设备,从而对第一待充电设备以及一类待充电设备进行公平地分配功率,也即避免部分所述待充电设备未能充电,部分所述待充电设备处于充电,进而影响用户的使用体验性。
此外,虽然所述第一待充电设备的优先级别高于一个或多个所述第二待充电设备的优先级别,但是所述第一待充电设备相较于所述一类待充电设备晚到,所以通过将可调配功率Pallo按照比例分配给第一待充电设备以及一类待充电设备,一方面保证优先级别较高的所述第一待充电设备能够优先充电,另一方面一类待充电设备也能够继续充电。
在一些实施例中,所述充电桩系统还可包括所述检测模块。所述检测模块用于检测所述总线模块与所述DC/DC模块之间是否发生电路故障,从而避免当一条充电电路发生故障时,该故障的充电电路不会影响其他的充电电路。
所述检测模块用于检测所述总线模块与所述DC/DC模块之间是否发生电路故障。当所述总线模块与所述DC/DC模块之间发生电路故障时,所述功率调度模块控制所述检测模块,以使所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间处于断路状态。可以理解的是,连接于所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的所述检测模块为所述第一检测模块。所述第一检测模块用于检测所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间是否发生电路故障。连接于所述总线模块与所述第二DC/DC模块之间的所述检测模块为所述第二检测模块。所述第二检测模块用于检测所述总线模块与所述第二DC/DC模块之间是否发生电路故障。
一种实施例中,当所述第一检测模块检测出所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的负载电流大于或等于预设负载电流阈值,和/或,所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的漏电流大于或等于预设漏电流阈值时,所述功率调度模块控制所述第一检测模块,以使所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间处于断路状态。
可选的,在所述第一检测模块检测出所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的负载电流大于或等于预设负载电流阈值,和/或,所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的漏电流大于或等于预设漏电流阈值之前,功率所述检测模块预存储有预设负载电流阈值。或者,功率所述检测模块预存储有预设漏电流阈值。负载电流阈值可根据所述总线模块与所述第一 DC/DC模块之间的导线的承载能力预设。
在本实施例中,通过上述方法,以在对所述第一待充电设备进行充电过程中,避免所述第一待充电设备的充电电路因负载电流大于或等于预设负载电流阈值或者漏电流大于或等于预设漏电流阈值而导致整个所述充电桩系统无法运行,也即当所述第一待充电设备的充电电路发生故障时,所述第一待充电设备的充电电路不会影响所述第二待充电设备的充电电路。
本申请实施例还提供一种充电桩系统。所述充电桩系统包括至少一个AC/DC模块、总线模块、功率调度模块、多个DC/DC模块以及与所述多个DC/DC模块一一对应连接的多个充电终端,所述至少一个AC/DC模块的输出端通过所述总线模块与所述多个DC/DC模块的输入端连接,所述功率调度模块连接于所述总线模块,所述充电终端用于依据对应的所述DC/DC模块所确认的传输功率对待充电设备进行充电;
所述功率调度模块用于当所述多个充电终端中的第一充电终端接入第一待充电设备时,所述功率调度模块确认与所述第一充电终端对应连接的第一DC/DC模块传输的第一需求功率 Pnee/1,其中,第一需求功率Pnee/1为所述第一待充电设备的需求功率;
所述功率调度模块还用于确认所有的所述AC/DC模块传输的总剩余功率PAC/DC/TSur,根据第一需求功率Pnee/1和总剩余功率PAC/DC/TSur的大小关系,将第一传输功率Ptra/1传输至所述第一 DC/DC模块,其中,总剩余功率PAC/DC/TSur为所有的所述AC/DC模块的总额定功率与已传输功率的差。
在本实施例中,当所述功率调度模块传输第一传输功率Ptra/1至所述第一DC/DC模块,以使所述第一DC/DC模块依据第一传输功率Ptra/1对所述第一待充电设备进行充电。此时,所述第一待充电设备获得大小为第一传输功率Ptra/1的充电功率。可以理解的是,因为所述功率调度模块能够依据第一需求功率Pnee/1和总剩余功率PAC/DC/TSur的大小关系传输第一传输功率Ptra/1,所以所述充电桩系统的分配功率的颗粒度较小。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1小于或等于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率Ptra/1与第一需求功率Pnee/1的比值在预设范围内。
在本实施例中,所述功率调度模块能够向所述第一DC/DC模块传输第一传输功率Ptra/1,第一传输功率Ptra/1接近于第一需求功率Pnee/1,从而控制所述第一DC/DC模块输出满足所述第一待充电设备的充电需求的第一传输功率Ptra/1。此时,所述第一待充电设备能够获得第一需求功率Pnee/1的充电功率。因此,所述第一待充电设备能够获得的功率接近于自身的需求功率,可以显著地提高所述充电桩系统的使用性。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率Ptra/1与总剩余功率PAC/DC/TSur的比值在预设范围内。
在本实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述功率调度模块控制所述DC/DC模块输出总剩余功率PAC/DC/TSur至所述第一待充电设备。此时,总剩余功率PAC/DC/TSur较大程度地接近于所述第一待充电设备的充电需求,从而使得充电桩系统100的用户体验性较佳。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率Ptra/1与第一输出功率Pput/1的比值在预设范围内;其中,
Pput/1=k1×Pnee/1
k1为输出功率比例,PTrat为所有的所述AC/DC模块的总额定功率,PTnee为所有的第二需求功率Pnee/2与第一需求功率Pnee/1的总和,第二需求功率Pnee/2为所述第二DC/DC模块对应的所述第二待充电设备的需求功率,连接有处于充电状态的第二待充电设备的充电终端为所述第二充电终端,所述多个充电终端中的第二充电终端所对应的所述DC/DC模块为所述第二DC/DC模块;
其中,所述功率调度模块还用于确认所述AC/DC模块传输的总额定功率PTrat以及确认所述多个DC/DC模块中所有的第二DC/DC模块传输的第二需求功率Pnee/2。
在本实施例中,因为所述功率调度模块通过将总额定功率PTrat按照比例分配到所述第一待充电设备中,从而使得所述第一待充电设备能够以较公平的方式获得第一传输功率Ptra/1。
在一种实施例中,所述功率调度模块还用于确认所述第一待充电设备的优先级别,并在第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,根据第一待充电设备的优先级别与第二待充电设备的优先级别高低关系,将第一传输功率Ptra/1传输至所述第一DC/DC模块。
在本实施例中,通过所述充电桩系统,能够使得优先级别级别较高的所述待充电设备具有优先充电权利,进而较大程度地满足优先级别较高的所述待充电设备的充电需求。
在一种实施例中,所述功率调度模块还用于确认一类待充电设备的第三需求功率Pnee/3,并在所述第一待充电设备的优先级别高于一个或多个第二待充电设备的优先级别时,所述功率调度模块根据第一需求功率Pnee/1与可调配功率Pallo的大小关系,将第一传输功率 Ptra/1传输至所述第一DC/DC模块,其中,所述一类待充电设备为优先级别低于所述第一待充电设备的所述第二待充电设备可调配功率Pallo等于总剩余功率PAC/DC/TSur与所有的一类待充电设备的第三需求功率Pnee/3的和。
在本实施例中,因为所述第一待充电设备的优先级别高于一个或多个所述第二待充电设备的优先级别,所以通过第一需求功率与可调配功率的大小关系,以较大程度地满足优先级别级别较高的所述第一待充电设备的充电需求。
在一种实施例中,当处于第一待充电设备的优先级别低于或等于任一个所述第二待充电设备的优先级别时,所述第一传输功率Ptra/1为零。此时,所述第一DC/DC模块未对所述第一待充电设备进行充电。故而,所述充电桩系统可以促进优先级别较低的所述第一待充电设备往较高的优先级别发展。
在一种实施例中,所述充电桩系统还包括多个检测模块,所述多个检测模块一一对应地连接在所述总线模块与所述多个DC/DC模块之间;
当第一检测模块检测出所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的负载电流大于或等于预设负载电流阈值,和/或,所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的漏电流大于或等于预设漏电流阈值时,所述功率调度模块还用于控制所述第一检测模块,以使所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间处于断路状态,其中,所述第一检测模块连接于所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间。
在本实施例中,充电桩系统能够在对所述第一待充电设备进行充电过程中,避免所述第一待充电设备的充电电路因负载电流大于或等于预设负载电流阈值或者漏电流大于或等于预设漏电流阈值而导致整个所述充电桩系统无法运行,也即当所述第一待充电设备的充电电路发生故障时,所述第一待充电设备的充电电路不会影响所述第二待充电设备的充电电路。
附图说明
为了说明本申请实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的一种实施方式的充电桩系统的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的另一种实施方式的充电桩系统的结构示意图;
图3是图1所示的充电桩系统的管理方法的一种实施方式的流程示意图;
图4是图3所示的充电桩系统的管理方法的信号传输路径的示意图;
图5是图3所示的充电桩系统的管理方法的电流传输路径的示意图;
图6是图3所示的充电桩系统的管理方法的一种实施方式的部分流程示意图;
图7是图6所示的充电桩系统的管理方法的信号传输路径的示意图;
图8是图3所示的充电桩系统的管理方法的另一种实施方式的部分流程示意图;
图9是图8所示的充电桩系统的管理方法的信号传输路径的示意图;
图10是图3所示的充电桩系统的管理方法的再一种实施方式的部分流程示意图;
图11是图10所示的充电桩系统的管理方法的信号传输路径的示意图;
图12是图3所示的充电桩系统的管理方法的再一种实施方式的部分流程示意图;
图13是本申请实施例提供的再一种实施方式的充电桩系统的结构示意图;
图14是图13所示的充电桩系统的检测模块的结构示意图;
图15是图13所示的充电桩系统的管理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
在本实施例中,通过附图1及附图2来阐述说明本实施例的充电桩系统100的结构,以及通过充电桩系统100各个模块的连接关系和用途。
请参阅图1,图1是本申请实施例提供的一种实施方式的充电桩系统100的结构示意图。充电桩系统100包括至少一个交流转直流(Alternating Current/Direct Current,AC/DC) 模块10、总线模块20、功率调度模块30、多个直流转直流(Direct Current/DirectCurrent, DC/DC)模块40以及与多个DC/DC模块40一一对应连接的多个充电终端50。可以理解的是, AC/DC模块10的数量可以为一个,也可以为一个以上。附图1仅示意了AC/DC模块10的数量为多个。充电桩系统100可以应用于电动汽车、手机或ipad等其他电子设备的充电。本申请不作出具体的限制。此外,本实施例的附图1的待充电设备60以电动汽车为例进行说明。
其中,AC/DC模块10用于将电源的交流电转化成直流电。可选的,AC/DC模块10用于将高压交流电转化成高压直流电。高压直流电的电压在500伏特至1500伏特的范围内。此时,连接在AC/DC模块10与总线模块20之间的导线的线径较小,成本也较低。
其中,总线模块20用于汇聚每个AC/DC模块10所转换成的高压直流电,并用于将汇聚的高压直流电配送至每个DC/DC模块40。多个AC/DC模块10的输出端通过总线模块20与多个DC/DC模块40的输入端连接。可选的,总线模块20可以为但不仅限于为导线。例如,总线模块20也可以为汇流箱。
其中,功率调度模块30用于确认每个AC/DC模块10与每个DC/DC模块40所传输的信号,以及控制每个DC/DC模块40上的输出功率。此外,功率调度模块30连接于总线模块20。可以理解的是,功率调度模块30可以作为独立部件,也可以集成在多个AC/DC模块10、总线模块20、多个DC/DC模块40中的一个模块内或者多个模块内,也即功率调度模块30为多个 AC/DC模块10、总线模块20、多个DC/DC模块40中的一个模块内或者多个模块内的一个器件。
可选的,请参阅图2,图2是本申请实施例提供的另一种实施方式的充电桩系统100的结构示意图。附图2给出了功率调度模块30集成在总线模块20上。此时,功率调度模块30与所有的AC/DC模块10以及所有的DC/DC模块40通信连接。可以理解的是,功率调度模块 30可以通过无线信号连接于所有的AC/DC模块10以及所有的DC/DC模块40,也可以通过有线连接于所有的AC/DC模块10以及所有的DC/DC模块40。
可选的,功率调度模块30也可以作为独立部件。功率调度模块30与所有的AC/DC模块 10以及所有的DC/DC模块40通信连接。
可选的,功率调度模块30集成在AC/DC模块10上。可以理解的是,当AC/DC模块10的数量为一个时,功率调度模块30集成在AC/DC模块10上。功率调度模块30与所有的DC/DC 模块40均通信连接。当AC/DC模块10的数量为多个时,功率调度模块30可以集成在一个 AC/DC模块10上,也可以集成在两个或者两个以上的AC/DC模块10上。功率调度模块30与其他AC/DC模块10及所有的DC/DC模块40均通信连接。当功率调度模块30集成在至少一个 DC/DC模块40上时,功率调度模块30与其他DC/DC模块40及所有AC/DC模块10的均通信连接。功率调度模块30可直接通信连接于其他DC/DC模块40及所有AC/DC模块10上。
其中,DC/DC模块40用于将直流电转换成直流电。可选,DC/DC模块40用于将高压直流电转换成低压直流电。低压直流电的电压在300伏特至400伏特的范围内。此时,低压直流电的电压范围可以满足待充电设备的电压需求,例如,待充电设备为电动汽车。
充电终端50用于依据对应的DC/DC模块40所确认的传输功率对待充电设备60进行充电。换言之,当DC/DC模块40确认到功率调度模块30传输的传输功率时,DC/DC模块40通过充电终端50给待充电设备60进行充电。可选的,充电终端50为给待充电设备60充电的连接端。
在本申请中,当一辆待充电设备60准备接入充电终端50时,该待充电设备60还未进入充电状态,此时,本实施例将该待充电设备60定义为第一待充电设备61,与其连接的充电终端50为第一充电终端51,以及与其连接的DC/DC模块40为第一DC/DC模块41。
此外,将正处于充电状态的待充电设备60定义为第二待充电设备62。连接于第二待充电设备62的充电终端50为第二充电终端52。连接于第二充电终端52的DC/DC模块40 为第二DC/DC模块42。
在以下实施例中,基于图1所示的充电桩系统的结构,来具体描述本申请实施例所提供的充电桩系统的管理方法。
在一种实施例中,通过以下S100、S200与S300,功率调度模块30能够准确地控制第一 DC/DC模块41输出功率的大小,从而保证既不会因分配的功率太多而导致其他待充电设备60 无法充电,也不会因分配功率太少而导致待充电设备60无法满足充电需求,进而提高充电桩系统100的使用率。
首先介绍下本实施例中所涉及的功率概念。
(1)第一需求功率Pnee/1指的是第一待充电设备61的需求功率;
(2)总剩余功率PAC/DC/TSur:当AC/DC模块10的数量为一个时,总剩余功率PAC/DC/TSur为该 AC/DC模块10的剩余功率,也即该AC/DC模块10的额定功率与已传输功率的差。当AC/DC模块10的数量为一个以上时,总剩余功率PAC/DC/TSur为所有的AC/DC模块10的剩余功率的总和,也即总剩余功率PAC/DC/TSur为所有的AC/DC模块10的总额定功率与已传输功率的差;
(3)第一传输功率Ptra/1指的是功率调度模块30传输至第一DC/DC模块41的功率。
请参阅图3至图5,图3是图1所示的充电桩系统100的管理方法的一种实施方式的流程示意图。图4是图3所示的充电桩系统100的管理方法的信号传输路径的示意图。图5是图3所示的充电桩系统的管理方法的电流传输路径的示意图。其中,当第一待充电设备61开始充电时,为了能够清楚地示意电流的传输路径,附图5只示意出了第一待充电设备61充电中的电流传输路径示意图。但可以理解的是在第一待充电设备61开始充电时,AC/DC模块传输出的电流也会流向其他充电终端50。此外,通过结合图3至图5来介绍本申请实施例提供的充电桩系统100的管理方法,该方法由图1中的功率调度模块30执行。该方法包括但不仅限于包括S100、S200及S300。此外,S100与S200顺序也可以对调。本申请不作具体的限制。
S100当多个充电终端50中的第一充电终端51接入第一待充电设备61时,功率调度模块30确认与第一充电终端51对应连接的第一DC/DC模块41传输的第一需求功率Pnee/1。
可以理解的是,第一待充电设备61具有充电端口,第一充电终端51可通过充电导线连接于充电端口。第一待充电设备61既可以通过充电端口进行充电,又可以通过充电端口传输通信信号。此时,功率调度模块30接收第一待充电设备61所传输的电信号,并确认出电信号为第一需求功率Pnee/1。在其他实施方式中,当第一充电终端51接入第一待充电设备61时,第一待充电设备61与第一DC/DC模块41也可通过无线信号进行通信连接。
以下给出了第一DC/DC模块41确认第一需求功率Pnee/1的两种实施方式,具体陈述如下:
可选的,当第一充电终端51接入第一待充电设备61时,第一DC/DC模块41经第一充电终端51接收电信号,并从电信号中确认出第一待充电设备61的第一需求电压及第一需求电流后,第一DC/DC模块41根据第一需求电压及第一需求电流的乘积计算获得第一需求功率 Pnee/1。例如,第一需求电压为500伏特。第一需求电流为40安培。第一需求功率Pnee/1为20千瓦。此时,功率调度模块30确认第一DC/DC模块41传输的第一需求功率Pnee/1为20千瓦。
可选的,当第一充电终端51接入第一待充电设备61时,第一DC/DC模块41经第一充电终端51接收第一待充电设备61电信号,并从电信号中确认第一需求功率Pnee/1。
S200功率调度模块30确认所有的AC/DC模块10传输的总剩余功率PAC/DC/TSur。
举例而言,当所有的AC/DC模块10的总额定功率为10千瓦。所有的AC/DC模块10的已传输功率为8千瓦。此时,所有的AC/DC模块10的总剩余功率PAC/DC/TSur为2千瓦。因此,功率调度模块30根据所有的AC/DC模块10的传输的电信号中确认出总剩余功率PAC/DC/TSur为2千瓦。
可选的,当AC/DC模块10的数量为一个以上时,功率调度模块30接收到每个AC/DC模块10传输电信号,并从电信号中确认出每个AC/DC模块10的剩余功率。功率调度模块30根据每个AC/DC模块10的剩余功率确认出所有的AC/DC模块10的总剩余功率PAC/DC/TSur。
可以理解的是,当AC/DC模块10未向DC/DC模块40传输电流时,AC/DC模块10的已传输功率为零。当AC/DC模块10向DC/DC模块40传输电流时,根据已传输的电压及已传输的电流的大小求积而计算出已传输功率。
S300功率调度模块30根据第一需求功率Pnee/1和总剩余功率PAC/DC/TSur的大小关系,将第一传输功率Ptra/1传输至第一DC/DC模块41。可以理解的是,功率调度模块30向第一DC/DC模块41传输电信号,以使第一DC/DC模块41从电信号中确认出第一传输功率Ptra/1。如图5所示,当第一DC/DC模块41接收到第一传输功率Ptra/1,AC/DC模块10开始对第一待充电设备61开始充电。附图5给出了所有的AC/DC模块10对第一DC/DC模块41输出电流,在其他实施方式中,也可以通过部分的AC/DC模块10对第一DC/DC模块41输出电流。具体的根据情况灵活设置。
在本实施例中,通过上述S100、S200及S300,当功率调度模块30传输第一传输功率Ptra/1至第一DC/DC模块41,以使第一DC/DC模块41依据第一传输功率Ptra/1对第一待充电设备61 进行充电。此时,第一待充电设备61获得大小为第一传输功率Ptra/1的充电功率。可以理解的是,因为功率调度模块30能够依据第一需求功率Pnee/1和总剩余功率PAC/DC/TSur的大小关系传输第一传输功率Ptra/1,所以充电桩系统100的分配功率的颗粒度较小。
举例而言,功率调度模块30可以控制DC/DC模块输出11千瓦、13千瓦或者33千瓦等任意一个功率,甚至可以精确至小数点,例如11.1千瓦。而在传统的充电桩系统中,充电桩系统是通过多个开关器件的闭合与断开的组合方式,以将多个充电模块并联后配置给一个充电终端。此时,充电桩系统的分配功率的颗粒度较大。例如,AC/DC模块10的额定功率为10千瓦。,此时,待充电设备所能获取的功率需求为10千瓦、20千瓦或者30千瓦等10的倍数的功率。
总而言之,相较于通过多个开关器件的闭合与断开的组合方式,以将多个充电模块并联后配置给一个充电终端,从而对一辆待充电设备进行充电,本实施例通过功率调度模块30能够准确地控制第一DC/DC模块41输出功率的大小,从而保证既不会因分配的功率太多而导致其他待充电设备60无法充电,也不会因分配功率太少而导致待充电设备60无法满足充电需求,进而提高充电桩系统100的使用率。
此外,当充电桩系统100需要增加相应数量的充电终端50时,传统的充电桩系统需要额外地增加多个开关器件,以通过该多个开关器件的闭合与断开的组合方式来将多个充电模块并联后配置给新加入的充电终端。此时,传统的充电桩系统既显著地增加了投入成本,又显著地提高了充电桩的结构复杂度。而在本实施例中,具有充电桩系统100的管理方法的充电桩系统100,需将新加入的充电终端50连接于DC/DC模块40,并使DC/DC模块40与功率调度模块30通信连接,因此,本实施例的充电桩系统100省去了多个开关器件的设置,成本投入也较低,且结构较也较简单。
以下通过各个实施例来具体介绍通过第一需求功率Pnee/1与总剩余功率PAC/DC/TSur的大小关系来确定第一传输功率Ptra/1的具体大小。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1小于或等于总剩余功率PAC/DC/TSur时,通过功率调度模块30向第一DC/DC模块41传输第一传输功率Ptra/1,且第一传输功率Ptra/1接近于第一需求功率Pnee/1。此时,DC/DC模块40能够准确地提供给第一待充电设备61的需求功率,从而较大程度地满足第一待充电设备61的充电需求。
具体的,当第一需求功率Pnee/1小于或等于总剩余功率PAC/DC/TSur时,功率调度模块30传输第一传输功率Ptra/1至第一DC/DC模块41。其中,第一传输功率Ptra/1与第一需求功率Pnee/1的比值在预设范围内。可以理解的是,预设范围是功率调度模块30预先存储的数值范围[a,b]。可选的,[0.9,1.1],也即0.9至1.1的所有数值。当功率调度模块30需要使用该预设范围,功率调度模块30可直接调用。
在本实施例中,通过在第一需求功率Pnee/1小于或等于总剩余功率PAC/DC/TSur时,功率调度模块30能够向第一DC/DC模块41传输第一传输功率Ptra/1,第一传输功率Ptra/1接近于第一需求功率Pnee/1,从而控制第一DC/DC模块41输出满足第一待充电设备61的充电需求的第一传输功率Ptra/1。此时,第一待充电设备61能够获得第一需求功率Pnee/1的充电功率。因此,第一待充电设备61获得的功率接近于自身的需求功率,,可以显著地提高充电桩系统100的使用性。
在一种实施例中,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,通过以下几种策略的实施方式,以使功率调度模块30传输第一传输功率Ptra/1至第一DC/DC模块41,从而实现对第一待充电设备61的功率分配。
(1)先到先得。当第一充电终端51接入第一待充电设备61时,功率调度模块30控制DC/DC 模块40输出大小为总剩余功率PAC/DC/TSur的功率。也即,优先满足第二待充电设备62的充电需求后,将所有的AC/DC模块剩余功率均传输给第一待充电设备61,以较大程度地满足第一待充电设备61的充电需求。
(2)按比例平均分配功率。当第一充电终端51接入第一待充电设备61时,功率调度模块 30通过将总额定功率PTrat按照比例分配到第一待充电设备61及第二待充电设备62中,从而在保证每个待充电设备60所分配的功率较为公平的情况下,能够较大程度地满足第一待充电设备61的充电需求。
(3)按优先级别高低分配功率。当第一充电终端51接入第一待充电设备61时,功率调度模块30确认出第一待充电设备61与第二待充电设备62的优先级别,并根据第一待充电设备61的优先级别与第二待充电设备62的优先级别高低关系,将第一传输功率Ptra/1传输至所述第一DC/DC模块,从而较大程度地满足优先级别较高的待充电设备60的充电需求。
(4)优先级别高低结合比例平均分配功率。当第一充电终端51接入第一待充电设备61时,功率调度模块30确认出第一待充电设备61与第二待充电设备62的优先级别。功率调度模块 30在所述第一待充电设备61的优先级别高于一个或多个第二待充电设备62的优先级别时,将可调配功率Pallo按照输出功率比例分配给第一待充电设备61以及一类待充电设备621,从而保证第一待充电设备61以及一类待充电设备621所分配的功率较为公平。其中,可调配功率Pallo等于总剩余功率与一类待充电设备621的需求功率的和。
下面通过分别详细描述上述提及的四种关于功率调度模块传输第一传输功率Ptra/1给第一DC/DC模块41的策略,从而实现对第一待充电设备61的功率分配。
第一种实施例,先到先得。
在本实施例中,以在优先满足第二待充电设备62的充电需求后,将所有的AC/DC模块剩余功率均传输给第一待充电设备61,从而较大程度地满足第一待充电设备61的充电需求。此外,本实施例的充电桩系统100的管理方法与上述实施例的充电桩系统100的管理方法的部分相同技术内容不再赘述。
具体的,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,第一传输功率Ptra/1与总剩余功率PAC/DC/TSur的比值在预设范围内。
可以理解的是,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,功率调度模块30控制DC/DC模块40输出总剩余功率PAC/DC/TSur至第一待充电设备61。此时,总剩余功率PAC/DC/TSur较大程度地接近于第一待充电设备61的充电需求,从而使得充电桩系统100的用户体验性较佳。
第二种实施例,按比例平均分配功率。
在本实施例中,通过以下S400及S410,以在第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,功率调度模块30通过将总额定功率PTrat按照比例分配到第一待充电设备61及第二待充电设备62中,从而使得第一待充电设备61及第二待充电设备62均能够得到一部分的功率需求,进而实现对每个待充电设备60公平分配功率。
首先介绍下本实施例中所涉及的功率概念。
(1)第二需求功率Pnee/2指的是第二待充电设备62的需求功率;
(2)AC/DC模块10的额定功率指的是AC/DC模块10所能够向DC/DC模块40传输的最大功率;
(3)总额定功率PTrat等于AC/DC模块10的总额定功率,可以理解的是,当AC/DC模块10为一个时,总额定功率PTrat等于该AC/DC模块10的额定功率。当AC/DC模块10为一个以上时,总额定功率PTrat等于所有的AC/DC模块10的额定功率的总和;
(4)总需求功率PTnee等于所有的第二需求功率Pnee/2与第一需求功率Pnee/1的总和;
(5)输出功率比例k1等于总额定功率PTrat与总需求功率PTnee的比值。
请参阅图6及图7,图6是图3所示的充电桩系统的管理方法的一种实施方式的部分流程示意图。图7是图6所示的充电桩系统100的管理方法的信号传输路径的示意图。充电桩系统100的管理方法还包括但不限于包括S400及S410。此外,S400及S410可以对调。S400 及S410是上述S100、S200及S300之后的一个可选步骤。为了避免过多赘述,附图6只给出了S400及S410。此外,本实施例的充电桩系统100的管理方法与上述实施例的充电桩系统 100的管理方法的部分相同技术内容不再赘述。关于S400及S410的详细介绍如下。
S400功率调度模块30确认多个DC/DC模块40中所有的第二DC/DC模块42传输的第二需求功率Pnee/2。
可以理解的是,功率调度模块30接收多个DC/DC模块40中所有的第二DC/DC模块42传输的电信号,并从电信号中确认出第二需求功率Pnee/2。
其中,第二DC/DC模块42确认第二需求功率Pnee/2的方式具有多种:
一种实施方式中,第二DC/DC模块42经第二充电终端52接收第二待充电设备62的电信号后,并从电信号中确认出第二需求电压及第二需求电流。第二DC/DC模块42根据第二需求电压及第二需求电流计算获得第二需求功率Pnee/2。功率调度模块30接收第二DC/DC模块 42传输的第二需求功率Pnee/2。
另一种实施方式中,第二DC/DC模块42经第二充电终端52接收第二待充电设备62的电信号,并直接从电信号中确认出第二需求功率Pnee/2。
可选的,功率调度模块30确认第二需求功率Pnee/2中包括:
功率调度模块30预设第二DC/DC模块42传输第二需求功率Pnee/2的传输周期。例如,周期为十分钟。
功率调度模块30根据传输周期确认第二DC/DC模块42传输第二需求功率Pnee/2。例如,功率调度模块30每隔十分钟确认一次第二DC/DC模块42传输第二需求功率Pnee/2。因此,功率调度模块30所确认的第二需求功率Pnee/2与第二待充电设备62实际需要的功率较接近,从而避免AC/DC模块10分配的功率大于第二待充电设备62实际需要的功率,进而充电桩系统100能够准确地提供功率需求至第二待充电设备62。
S410功率调度模块30确认所有的AC/DC模块10传输的总额定功率PTrat。
可选的,当AC/DC模块10的数量为一个以上时,功率调度模块30接收到每个AC/DC模块10传输电信号,并从电信号中确认出每个AC/DC模块10的额定功率。功率调度模块30根据每个AC/DC模块10的额定功率确认出所有的AC/DC模块10的总额定功率PTrat。
此时,第一传输功率Ptra/1与第一输出功率Pput/1的比值在预设范围内。
其中,
Pput/1=k1×Pnee/1
可选的,功率调度模块30依据所确认的所有额定功率求和计算出总额定功率PTrat,以及依据所确认的第二需求功率Pnee/2与第一需求功率Pnee/1求和计算出总需求功率PTnee。此外,功率调度模块30根据所求出的总额定功率PTrat以及总需求功率PTnee计算出输出功率比例k1。最后,功率调度模块30再依据输出功率比例k1计算出第一输出功率Pput/1。
在本实施方式中,通过S400及S410,以当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,功率调度模块30控制第一DC/DC模块41输出第一输出功率Pput/1给第一待充电设备61,从而使得第一待充电设备61开始充电。
可以理解的是,因为本实施方式是通过将总额定功率PTrat按照比例分配到第一待充电设备61及第二待充电设备62中,所以第一待充电设备61所接收的第一输出功率Pput/1是不等于零,从而保证第一待充电设备61能够“即到即充”,也即第一待充电设备61接入第一充电终端51,第一DC/DC模块41就能通过第一充电终端51对第一待充电设备61充电,进而避免因用户需等待太长的充电时间而放弃给第一待充电设备61充电,进而导致充电桩系统100的用户使用量降低。
此外,因为功率调度模块30通过将总额定功率PTrat按照比例分配到第一待充电设备61 中,从而使得第一待充电设备61能够以较公平的方式获得第一输出功率Pput/1。
举例而言,当总额定功率PTrat为100千瓦。总需求功率为200千瓦。此时,功率输出功率比例k1为0.5。假设,第一待充电设备61的第一需求功率Pnee/1为20千瓦。此时,第一待充电设备61分到的功率为10千瓦。可以理解的是,该分配方式较为公平,也即在总额定功率PTrat不够分配的情况下,第一待充电设备61也能够分到的一定功率,以用于充电。
因为上述实施例是通过将总额定功率PTrat按照比例分配到第一待充电设备61,所以总额定功率PTrat还剩下部分功率。此时,通过以下S420分配给第二待充电设备62,从而使得第二待充电设备62能够以较公平的方式获得第三传输功率Ptra/3。
请参阅图8及图9,图8是图3所示的充电桩系统的管理方法的另一种实施方式的部分流程示意图。图9是图8所示的充电桩系统100的管理方法的信号传输路径的示意图。充电桩系统100的管理方法还包括但不限于包括S420。S420是上述S400及S410之后的一个可选步骤。为了避免过多赘述,附图8只给出了S420。此外,本实施例的充电桩系统100的管理方法与上述实施例的充电桩系统100的管理方法的部分相同技术内容不再赘述。关于S420的详细介绍如下。
S420功率调度模块30传输第三传输功率Ptra/3至第二DC/DC模块42,以使第二DC/DC模块42依据第三传输功率Ptra/3通过第二充电终端52给第二待充电设备62进行充电。第三传输功率Ptra/3与第二输出功率Pput/2的比值在预设范围内,其中,
Pput/2=k1×Pnee/2。
可选的,功率调度模块30依据输出功率比例k1计算出第三传输功率Ptra/3。
在本实施例中,通过S420,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,功率调度模块30向第二DC/DC模块42传输第三传输功率Ptra/3,从而控制第二DC/DC模块42输出满足第二待充电设备62的充电需求的第三传输功率Ptra/3。此时,第二待充电设备62能够获得第三传输功率Ptra/3的充电功率。因此,第一待充电设备61能够获得较准确的需求功率,从而显著地提高充电桩系统100的使用性。
此外,因为功率调度模块30通过将总额定功率PTrat按照比例分配到第二待充电设备62 中,所以第二待充电设备62能够以较公平的方式获得第三传输功率Ptra/3。
举例而言,当总额定功率PTrat为100千瓦。总需求功率为200千瓦。此时,功率输出功率比例k1为0.5。假设,其中一辆第二待充电设备62的第二需求功率Pnee/2为4千瓦。此时,第二待充电设备62分到的功率为2千瓦。可以理解的是,该分配方式较为公平,也即在总额定功率PTrat不够分配的情况下,第二待充电设备62也能够分到的一定功率,以用于充电。
第三种实施例,按优先级别高低分配功率。
在本实施方式中,通过S500及S510,以在第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,功率调度模块30根据第一待充电设备61的优先级别与第二待充电设备62的优先级别高低关系,将第一传输功率Ptra/1传输至所述第一DC/DC模块,从而较大程度地满足优先级别较高的待充电设备60的充电需求。
首先介绍下本实施方式中所涉及的功率概念。
(1)优先级别指的是一种约定。优先级别高的先处理,优先级别低的后处理。也即,当待充电设备60的优先级别高时,待充电设备60具有优先充电的权利;
(2)一类待充电设备621指的是优先级别低于第一待充电设备61的第二待充电设备62
(3)第三需求功率Pnee/3指的一类待充电设备621的需求功率;
(4)可调配功率Pallo等于总剩余功率PAC/DC/TSur与所有的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3的和。
请参阅图10及图11,图10是图3所示的充电桩系统的管理方法的再一种实施方式的部分流程示意图。图11是图10所示的充电桩系统100的管理方法的信号传输路径的示意图。充电桩系统100的管理方法还包括但不限于包括S500及S510。S500及S510是上述S100、S200及S300之后的一个可选步骤。为了避免过多赘述,附图10只给出了S500及S510。此外,本实施例的充电桩系统100的管理方法与上述所有实施例的充电桩系统100的管理方法的部分相同技术内容不再赘述。关于S500及S510的详细介绍如下。
S500当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,功率调度模块30确认第一待充电设备61的优先级别。
可选的,当多个充电终端50中的第一充电终端51接入第一待充电设备61时,功率调度模块30接收第一待充电设备61发送的识别信息。识别信息可以包括但不限于包括车牌号、用户的身份证号码或者用户的姓名。甚至可以是用户的可识别照片。
功率调度模块30调用预存储的优先级别数据库,并根据识别信息从优先级别数据库中确认第一待充电设备61的优先级别。
可选的,待充电设备60的优先级别在不同时期内具有不同的高低之分。例如,在充电桩系统100刚投入使用的前期,待充电设备60的优先级别可根据使用次数来区别不同待充电设备60的优先级别,也即使用次数越多,优先级别越高。此时,根据使用次数来区别不同待充电设备60的优先级别可有效地促进用户通过充电桩系统100对待充电设备 60进行充电,从而增加充电次数,进而有效地推广充电桩系统100的使用,以增加使用充电桩系统100的待充电设备60的数量。当充电桩系统100使用到中期,充电桩系统 100未能满足待充电设备60的充电需求时,此时,可根据充电桩系统100的投资贡献大小或者使用过程中信用分数的大小来区别不同待充电设备60的优先级别。当然,在其他实施例中,优先级别的高低也可通过其他方式设置。本申请不作具体的限定。
S510功率调度模块30根据第一待充电设备61的优先级别与第二待充电设备62的优先级别高低关系,确认第一传输功率Ptra/1。
在本实施方式中,通过S500及S510,从而使得优先级别级别较高的待充电设备60具有优先充电权利,进而较大程度地满足优先级别较高的待充电设备60的充电需求。
进一步的,请参阅图12,图12是图3所示的充电桩系统的管理方法的再一种实施方式的部分流程示意图。图12是图11所示的充电桩系统100的管理方法的信号传输路径的示意图。充电桩系统100的管理方法还包括但不限于包括S520及S530。S520及S530是上述S500及S510中的一个可选步骤。为了避免过多赘述,附图11只给出了S520及S530。此外,本实施例的充电桩系统100的管理方法与上述实施例的充电桩系统100的管理方法的部分相同技术内容不再赘述。关于S520及S530的详细介绍如下。
S520当第一待充电设备61的优先级别高于一个或多个第二待充电设备62的优先级别时,功率调度模块30确认一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3。
可选的,在功率调度模块30判断出第一待充电设备61的优先级别高于一个或多个第二待充电设备62的优先级别之前还可以包括:
功率调度模块30确认所有的第二待充电设备62的优先级别。具体的,功率调度模块30调用预存储的优先级别数据库,并根据第二待充电设备62的识别信息从优先级别数据库中确认第二待充电设备62的优先级别;
功率调度模块30对第一待充电设备61以及所有的第二待充电设备62的优先级别进行排序。例如,优先级别高的第一待充电设备61或者第二待充电设备62位于第一位。优先级别低的依此类推。
可选的,在功率调度模块30判断出第一待充电设备61的优先级别高于一个或多个第二待充电设备62的优先级别之前也还可以包括:
功率调度模块30调用所有的第二待充电设备62的优先级别的排序序列。具体的,在每个第二待充电设备62接入第二充电终端52时,功率调度模块30即时地根据预存储的优先级别数据库对刚接入的第二待充电设备62的优先级别与正在充电的第二待充电设备62的优先级别进行排序,以形成排序序列。此时,当第一待充电设备61接入第一充电终端51时,功率调度模块30只需调用第二待充电设备62的优先级别的排序序列即可。
功率调度模块30确认第一待充电设备61的优先级别在第二待充电设备62的优先级别的排序序列中的位置。可选的,功率调度模块30通过“冒泡法”将第一待充电设备 61的优先级别排列在第二待充电设备62的优先级别的排序序列中。举例而言,先将第一待充电设备61的优先级别与排序序列中最低级别的比较。当第一待充电设备61的优先级别高于最低级别时,再将第一待充电设备61的优先级别与排序序列中第二低级别的比较。当第一待充电设备61的优先级别低于第二低级别时,将第一待充电设备61的优先级别放置于最低级别与第二低级别之间。
可选的,功率调度模块30预设一类待充电设备621传输第三需求功率Pnee/3的传输周期。例如,传输周期为十分钟。
功率调度模块30根据传输周期确认第二DC/DC模块42传输的第三需求功率Pnee/3。例如,功率调度模块30每隔十分钟确认一次第二DC/DC模块42传输第三需求功率Pnee/3。可以理解的是,一类待充电设备621在充电一段时间之后,第三需求功率Pnee/3将发生变化。因此,通过功率调度模块30每隔十分钟确认一次第二DC/DC模块42传输第三需求功率Pnee/3,从而使得功率调度模块30所确认的第三需求功率Pnee/3与一类待充电设备621实际需要的功率较接近,也即避免AC/DC模块10分配给一类待充电设备621的功率大于实际需要的功率。
S530功率调度模块30根据第一需求功率Pnee/1与可调配功率Pallo的大小关系,确认第一传输功率Ptra/1。
在本实施例中,因为第一待充电设备61的优先级别高于一个或多个第二待充电设备62 的优先级别,所以通过第一需求功率Pnee/1与可调配功率Pallo的大小关系,以较大程度地满足优先级别级别较高的第一待充电设备61的充电需求。
一种实施方式中,当第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,第一传输功率 Ptra/1与可调配功率Pallo的比值在预设范围内。
可选的,功率调度模块30依据总剩余功率PAC/DC/TSur以及所有的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3求和计算出可调配功率Pallo。
在本实施方式中,因为第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,所以可调配功率Pallo无法满足或者刚好满足第一待充电设备61的充电需求。此时,通过功率调度模块 30向第一DC/DC模块41传输的第一传输功率Ptra/1接近于可调配功率Pallo,从而较大程度地满足第一待充电设备61的充电需求,进而保证第一待充电设备61能够较快低完成充电。
此外,因为可调配功率Pallo不会等于零,所以第一传输功率Ptra/1不会等于零。此时,第一待充电设备61能够“即到即充”,也即第一待充电设备61接入第一充电终端51,第一DC/DC 模块41就能通过第一充电终端51对第一待充电设备61充电,进而避免因用户需等待太长的充电时间而放弃给第一待充电设备61充电,进而导致充电桩系统100的用户使用量降低。
可以理解的是,因为第一待充电设备61的优先级别高于一类待充电设备621的优先级别,所以本实施例的方法将分配至所有的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3重新分配给优先级别较高的第一待充电设备61,从而较大程度地满足优先级别较高的第一待充电设备61的充电需求,进而促进优先级别较低的待充电设备60往较高的优先级别发展。
因为在上述功率分配过程中,第一待充电设备61获得的第一传输功率Ptra/1接近于可调配功率Pallo,所以,第一待充电设备61所获得的部分功率将来自于已分配至一类待充电设备621的功率。此时,通过以下的方法,以使功率调度模块30控制第二DC/DC模块42 传输第四传输功率Ptra/4至一类待充电设备621。
具体的,功率调度模块30传输第四传输功率Ptra/4至一类待充电设备621所对应的第二 DC/DC模块42。其中,第四传输功率Ptra/4等于零。可以理解的是,因为第四传输功率Ptra/4等于零,所以第二充电终端52停止对一类待充电设备621进行充电。此时,通过上述方法可以促进一类待充电设备621往较高的优先级别发展。
可以理解的是,上述给出了在第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,功率调度模块30传输第一传输功率Ptra/1至第一DC/DC模块41。以下将给出当第一需求功率Pnee/1小于可调配功率Pall时,功率调度模块30通过以下的策略传输第一传输功率Ptra/1至第一 DC/DC模块41。
具体的,当第一需求功率Pnee/1小于可调配功率Pallo时,所述第一传输功率Ptra/1与第一需求功率Pnee/1的比值在预设范围内。此时,第一DC/DC模块41依据第一传输功率Ptra/1通过第一充电终端51给第一待充电设备61进行充电,以使第一待充电设备61开始充电。
此外,因为第一需求功率Pnee/1小于可调配功率Pallo,所以可调配功率Pallo能够满足第一待充电设备61的充电需求。此时,通过功率调度模块30传输第一传输功率Ptra/1接近于第一需求功率Pnee/1。此时,第一DC/DC模块41能够准确地提供给第一待充电设备61的需求功率,从而较大程度地满足第一待充电设备61的充电需求。
因为在上述功率分配过程中,第一待充电设备61获得的第二传输功率Ptra/2接近于第一需求功率Pnee/1,且第一需求功率Pnee/1小于可调配功率Pall时,所以,第一待充电设备61所获得的部分功率将来自于已分配至一类待充电设备621的功率。此时,通过以下的方法,以对一类待充电设备621进行功率分配。
在本实施方式中,通过以下的方法,以使功率调度模块30能够将部分可调配功率Pallo重新分配给优先级别较高的一类待充电设备621,从而较大程度地满足一类待充电设备621 中优先级别较高的充电需求。
首先介绍下本实施方式中所涉及的功率概念:
(1)i为大于或等于1的整数;
(2)优先级别为i的待充电设备60指的是第i个具有优先充电的待充电设备60。因此i越小,优先级别越高。例如,优先级别为1的待充电设备的优先级别最高;
(3)第i+1功率Pi+1等于总剩余功率PAC/DC/TSur与优先级别低于及等于i+1的一类待充电设备621的所有第三需求功率Pnee/3的和。
(4)第i功率Pi等于总剩余功率PAC/DC/TSur与优先级别低于及等于i的一类待充电设备 621的所有第三需求功率Pnee/3的和;
(5)第i剩余功率PSur/i等于第i功率Pi与第一需求功率Pnee/1的。
当第一需求功率Pnee/1大于第i+1功率Pi+1,且小于或等于第i功率Pi时,功率调度模块30传输第一输出功率Pput/1至优先级别为i的一类待充电设备621所对应的第二DC/DC 模块42,以使第二DC/DC模块42依据第一输出功率Pput/1通过第二充电终端52给优先级别为i的一类待充电设备621进行充电。其中,第一输出功率Pput/1与第i剩余功率PSur/i的比值在预设范围内。
可以理解的是,因为第一需求功率Pnee/1小于第i功率Pi,且可调配功率Pallo等于总剩余功率PAC/DC/TSur以及所有的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3的和,所以第一需求功率Pnee/1显然也是小于可调配功率Pallo的。
功率调度模块30传输第五传输功率Ptra/5至优先级别低于i的所有的一类待充电设备 621中所对应的第二DC/DC模块42。其中,第五传输功率Ptra/5为零。此时,第二充电终端52停止对优先级别低于i的所有的一类待充电设备621充电。
其中,
PSur/i=Pi-Pnee/1
也即第i剩余功率PSur/i等于第i功率Pi与第一需求功率Pnee/1的差。
举例而言,一类待充电设备的数量为3,且i等于2。此时,第2功率P2等于总剩余功率PAC/DC/TSur、优先级别为3的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3以及优先级别为2的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3的和。第3功率P3等于总剩余功率PAC/DC/TSur及优先级别为3的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3的和。
当第一需求功率Pnee/1大于第3功率P3,且小于或等于第2功率P2时,功率调度模块30传输第一输出功率Pput/1至优先级别为2的一类待充电设备621所对应的第二DC/DC模块42,以使第二DC/DC模块42依据第一输出功率Pput/1通过第二充电终端52给优先级别为2 的一类待充电设备621进行充电。功率调度模块30停止对优先级别为3的一类待充电设备621充电。
可以理解的是,因为第一需求功率Pnee/1大于第3功率P3,总剩余功率PAC/DC/TSur及优先级别为3的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3的和无法满足第一待充电设备61的充电需求。此时,将已分配至优先级别为3的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3重新分配给第一待充电设备61。此外,因为第一需求功率Pnee/1小于或等于第2功率P2,所以将已分配至优先级别为2的一类待充电设备621的第三需求功率Pnee/3部分重新分配给第一待充电设备61,从而较大程度地满足第一待充电设备61的充电需求。
可选的,功率调度模块30根据总剩余功率PAC/DC/TSur以及优先级别低于及等于i的一类待充电设备621的所有第三需求功率Pnee/3求和计算出第i功率Pi。
功率调度模块30根据总剩余功率PAC/DC/TSur以及优先级别低于及等于i+1的一类待充电设备621的所有第三需求功率Pnee/3求和计算出第i+1功率Pi+1。
功率调度模块30根据第i功率Pi以及第一需求功率Pnee/1求差计算出第i剩余功率PSur/i。
在本实施方式中,因为功率调度模块30将分配给一类待充电设备621的部分功率重新分配给优先级别较高的第一待充电设备61,所以分配给一类待充电设备621的功率还剩下另一部分。此时,功率调度模块30再将剩下的另一部分功率分配给一类待充电设备621中优先级别最高的第二待充电设备62,从而使得优先级别较高的一类待充电设备621能够快速地实现充电,以较大程度地满足优先级别的待充电设备60的充电需求。
因为上述的分配方式均是在第一待充电设备61的优先级别高于一个或多个第二待充电设备62的优先级别时,传输功率给第一DC/DC模块41的功率分配方式。以下将给出当第一待充电设备61的优先级别低于或等于任一个第二待充电设备62的优先级别的功率分配方式。
在本实施方式中,当处于第一待充电设备61的优先级别低于或等于任一个第二待充电设备62的优先级别时,功率调度模块30传输至第一DC/DC模块41的功率为零。此时,第一DC/DC模块41通未对第一待充电设备61进行充电。故而,通过方法可以促进优先级别较低的第一待充电设备61往较高的优先级别发展。
第四种实施例,优先级别高低结合比例平均分配功率。
在本实施例中,将可调配功率Pallo按照输出功率比例分配给第一待充电设备61以及一类待充电设备621,从而保证第一待充电设备61以及一类待充电设备621均能够分配到功率,从而保证功率的公平分配。
首先介绍下本实施方式中所涉及的功率概念:
(1)可调配功率Pallo等于总剩余功率PAC/DC/TSur与所有的一类待充电设备621的第四需求功率Pnee/4的和;
(2)总需求功率PTnee等于第一需求功率Pnee/1以及可调配功率Pallo的和;
(3)输出功率比例k2等于可调配功率Pallo与总需求功率PTnee的比值;
(4)第一输出功率Pput/1等于输出功率比例k2与第一需求功率Pnee/1的积。
在本实施例中,与第三种实施例相同的技术内容不再赘述。例如,本实施例也包括S500 及S510以及S520及S530等步骤。以下具体阐述一下不同的技术内容:
具体的,当第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,所述第一传输功率Ptra/1与第三输出功率Pput/3的比值在预设范围内;其中,
Pput/3=k2×Pnee/1
PTnee=Pallo+Pnee/1
k2为输出功率比例,PTnee为总需求功率。
可以理解的是,第一DC/DC模块41依据第一传输功率Ptra/1,并通过第一充电终端51向第一待充电设备61充电。
在本实施例中,因为可调配功率Pallo不会为零,所以第一输出功率Pput/1也不会为零。此时,第一待充电设备61能够“即到即充”,也即第一待充电设备61接入第一充电终端51,第一DC/DC模块41就能通过第一充电终端51对第一待充电设备61充电,进而避免因用户需等待太长的充电时间而放弃给第一待充电设备61充电,进而导致充电桩系统100的用户量减少。
此外,因为第一待充电设备61的优先级别高于一个或多个第二待充电设备62的优先级别,所以通过上述方法,优先级别较高的第一待充电设备61也能够优先充电。
此外,因为本实施方式的方法是将可调配功率Pallo按照输出功率比例k2分配给第一待充电设备61,所以第一待充电设备61所分配的功率也较公平。可以理解的是,在可调配功率 Pallo不够分配的情况下,第一待充电设备61也能够分到的一定功率,以用于充电。
因为上述实施例是通过将可调配功率Pallo按照比例分配到第一待充电设备61,所以可调配功率Pallo还剩下部分功率。此时,通过以下方法分配给一类待充电设备621,从而使得一类待充电设备621能够以较公平的方式获得第六传输功率。
在本实施方式中,功率调度模块30传输第六传输功率Ptra/6至一类待充电设备621所对应的第二DC/DC模块42,其中,第六传输功率Ptra/6与第四输出功率Pput/4的比值在预设范围内,
其中,
Pput/4=k2×Pnee/3。
可选的,功率调度模块30依据输出功率比例k2与第三需求功率Pnee/3求积而计算出第四输出功率Pput/4。
此外,因为本实施例的方法是将可调配功率Pallo按照输出功率比例k2分配给第一待充电设备61以及一类待充电设备621,以使第一待充电设备61以及一类待充电设备621所分配地功率较为公平,也即避免待充电设备60因分配功率不平衡而导致部分待充电设备未能充电,部分待充电设备60处于充电,进而影响用户的使用体验性。
此外,虽然第一待充电设备61的优先级别高于一个或多个第二待充电设备62的优先级别,但是第一待充电设备61相较于一类待充电设备621更晚接入充电终端50,所以通过将可调配功率Pallo按照输出功率比例k2分配给第一待充电设备61以及一类待充电设备621,一方面保证优先级别较高的第一待充电设备61能够优先充电,另一方面一类待充电设备也能够继续充电。
因为上述的分配方式均是在第一待充电设备61的优先级别高于一个或多个第二待充电设备62的优先级别时,功率调度模块30对第一DC/DC模块41的功率分配方式。以下将给出当第一待充电设备61的优先级别低于或等于任一个第二待充电设备62的优先级别的功率分配方式。
在一些实施例中,充电桩系统100还可包括检测模块70。检测模块70用于检测总线模块20与DC/DC模块40之间是否发生电路故障,从而避免当一条充电电路发生故障时,该故障的充电电路不会影响其他的充电电路。在本实施例中,通过附图13及附图14来阐述说明本实施的充电桩系统100的结构,以及检测模块70在充电电路中的作用。
请参阅图13,图13是本申请实施例提供的再一种实施方式的充电桩系统100的结构示意图。充电桩系统100包括多个检测模块70。多个检测模块70一一对应地连接在总线模块 20与多个DC/DC模块40之间。
检测模块70用于检测总线模块20与DC/DC模块40之间是否发生电路故障。当总线模块20与DC/DC模块40之间发生电路故障时,功率调度模块30控制检测模块70,以使总线模块 20与第一DC/DC模块41之间处于断路状态。可以理解的是,连接于总线模块20与第一DC/DC 模块41之间的检测模块70为第一检测模块71。第一检测模块71用于检测总线模块20与第一DC/DC模块41之间是否发生电路故障。连接于总线模块20与第二DC/DC模块42之间的检测模块70为第二检测模块72。第二检测模块72用于检测总线模块20与第二DC/DC模块42 之间是否发生电路故障。
请参阅图14,图14是图13所示的充电桩系统100的检测模块70的结构示意图。检测模块70包括负载电流检测部分71、漏电流检测部分72及可控开关部分73。负载电流检测部分71、漏电流检测部分72及可控开关部分73依次串联连接。当然,负载电流检测部分71也可以并联连接于漏电流检测部分72,再与可控开关部分73串联。可以理解的是,负载电流检测部分71用于检测总线模块20与DC/DC模块40之间的负载电流是否大于或等于预设负载电流阈值。漏电流检测部分72用于检测总线模块20与DC/DC模块40之间的漏电流是否大于或等于预设漏电流阈值。可控开关部分73用于断开总线模块20与DC/DC 模块40之间的连接。
在其他实施例中,检测模块70还包括故障隔离控制器74。故障隔离控制器74与功率调度模块30通信连接。故障隔离控制器74依次连接于负载电流检测部分71、漏电流检测部分72及可控开关部分73。故障隔离控制器74依据功率调度模块30的信号可控制负载电流检测部分71及漏电流检测部分72的检测,还可控制可控开关部分73的闭合与断开。在其他实施例中,功率调度模块30可以集成在故障隔离控制器74上。
在以下实施例中,基于图13及图14所示的充电桩系统的结构,来描述以下实施例所提供的充电桩系统的管理方法。
在一种实施例中,通过以下S600,以当第一待充电设备61的充电电路发生故障时,第一待充电设备61的充电电路不会影响第二待充电设备62的充电电路。
请参阅图15,图15是图13所示的充电桩系统100的管理方法的流程示意图。充电桩系统100的管理方法还包括但不仅限于包括S600。S600可以位于上述各个实施例中充电桩系统的管理方法的任一步骤之后的一个可选步骤。为了避免过多赘述,附图15只给出了S600。此外,本实施例的充电桩系统100的管理方法与上述实施例的充电桩系统100的管理方法的部分相同技术内容不再赘述。关于S600的详细介绍如下。
S600当第一检测模块71检测出总线模块20与第一DC/DC模块41之间的负载电流大于或等于预设负载电流阈值,和/或,总线模块20与第一DC/DC模块41之间的漏电流大于或等于预设漏电流阈值时,功率调度模块30控制第一检测模块71,以使总线模块20与第一DC/DC 模块41之间处于断路状态。
可以理解的是,当第一检测模块71检测出总线模块20与第一DC/DC模块41之间的负载电流大于或等于预设负载电流阈值,或者,总线模块20与第一DC/DC模块41之间的漏电流大于或等于预设漏电流阈值指的是,或者总线模块20与第一DC/DC模块41之间的负载电流大于或等于预设负载电流阈值,且总线模块20与第一DC/DC模块41之间的漏电流大于或等于预设漏电流阈值时,功率调度模块30控制第一检测模块71,以使总线模块20与第一DC/DC 模块41之间处于断路状态。
举例而言,预设负载电流阈值为50安培,预设漏电流阈值为30毫安。此时,当总线模块 20与第一DC/DC模块41之间的负载电流超过50安培,或者漏电流超过30毫安,或者负载电流超过50安培,且漏电流超过30毫安时,功率调度模块30均控制第一检测模块71,以使总线模块20与第一DC/DC模块41之间处于断路状态。
可选的,在第一检测模块71检测出总线模块20与第一DC/DC模块41之间的负载电流大于或等于预设负载电流阈值,和/或,总线模块20与第一DC/DC模块41之间的漏电流大于或等于预设漏电流阈值之前,功率检测模块70预存储有预设负载电流阈值。或者,功率检测模块70预存储有预设漏电流阈值。负载电流阈值可根据总线模块20与第一DC/DC模块41之间的导线的承载能力预设。
在本实施例中,通过S600,以在对第一待充电设备61进行充电过程中,避免第一待充电设备61的充电电路因负载电流大于或等于预设负载电流阈值或者漏电流大于或等于预设漏电流阈值而导致整个充电桩系统100无法运行,也即当第一待充电设备61的充电电路发生故障时,第一待充电设备61的充电电路不会影响第二待充电设备62的充电电路。
本申请还提供了与上述各个实施例的充电桩系统的管理方法相对应的充电桩系统。充电桩系统中的功率调度模块用于执行上述各个实施例的充电桩系统的管理方法。关于充电桩系统的具体描述可以参考上述各个实施例。这里不再赘述。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (22)
1.一种充电桩系统的管理方法,其特征在于,所述充电桩系统包括至少一个AC/DC模块、总线模块、功率调度模块、多个DC/DC模块以及与所述多个DC/DC模块一一对应连接的多个充电终端,所述至少一个AC/DC模块的输出端通过所述总线模块与所述多个DC/DC模块的输入端连接,所述功率调度模块连接于所述总线模块,所述充电终端用于依据对应的所述DC/DC模块所确认的传输功率对待充电设备进行充电;
所述方法包括:
当所述多个充电终端中的第一充电终端接入第一待充电设备时,所述功率调度模块确认与所述第一充电终端对应连接的第一DC/DC模块传输的第一需求功率Pnee/1,其中,第一需求功率Pnee/1为所述第一待充电设备的需求功率;
所述功率调度模块确认所有的所述AC/DC模块传输的总剩余功率PAC/DC/TSur,其中,总剩余功率PAC/DC/TSur为所有的所述AC/DC模块的总额定功率与已传输功率的差;
所述功率调度模块根据第一需求功率Pnee/1和总剩余功率PAC/DC/TSur的大小关系,将第一传输功率Ptra/1传输至所述第一DC/DC模块。
2.根据权利要求1所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,当第一需求功率Pnee/1小于或等于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率Ptra/1与第一需求功率Pnee/1的比值在预设范围内。
3.根据权利要求1所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率Ptra/1与总剩余功率PAC/DC/TSur的比值在预设范围内。
4.根据权利要求1所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率Ptra/1与第一输出功率Pput/1的比值在预设范围内;其中,
Pput/1=k1×Pnee/1
k1为输出功率比例,PTrat为所有的所述AC/DC模块的总额定功率,PTnee为所有的第二需求功率Pnee/2与第一需求功率Pnee/1的总和,第二需求功率Pnee/2为第二DC/DC模块对应的第二待充电设备的需求功率,连接有处于充电状态的所述第二待充电设备的充电终端为第二充电终端,所述多个充电终端中的第二充电终端所对应的所述DC/DC模块为所述第二DC/DC模块;
所述方法还包括:
所述功率调度模块确认所述多个DC/DC模块中所有的第二DC/DC模块传输的第二需求功率Pnee/2;
所述功率调度模块确认所述AC/DC模块传输的总额定功率PTrat。
5.根据权利要求4所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,所述方法还包括:所述功率调度模块传输第三传输功率Ptra/3至所述第二DC/DC模块,第三传输功率Ptra/3与第二输出功率Pput/2的比值在预设范围内,其中,
Pput/2=k1×Pnee/2。
6.根据权利要求1所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,所述方法还包括:
当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述功率调度模块确认所述第一待充电设备的优先级别;
所述功率调度模块根据第一待充电设备的优先级别与第二待充电设备的优先级别高低关系确认所述第一传输功率Ptra/1;其中,所述多个充电终端中的第二充电终端所对应的所述DC/DC模块为第二DC/DC模块,连接有处于充电状态的所述第二待充电设备的充电终端为所述第二充电终端。
7.根据权利要求6所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第一待充电设备的优先级别高于一个或多个第二待充电设备的优先级别时,所述功率调度模块确认一类待充电设备的第三需求功率Pnee/3,其中,所述一类待充电设备为优先级别低于所述第一待充电设备的所述第二待充电设备;
所述功率调度模块根据第一需求功率Pnee/1与可调配功率Pallo的大小关系确认所述第一传输功率Ptra/1,其中,可调配功率Pallo等于总剩余功率PAC/DC/TSur与所有的一类待充电设备的第三需求功率Pnee/3的和。
8.根据权利要求7所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,
当第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,所述第一传输功率Ptra/1与可调配功率Pallo的比值在预设范围内。
9.根据权利要求8所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述功率调度模块传输第四传输功率Ptra/4至所述一类待充电设备所对应的所述第二DC/DC模块,其中,第四传输功率Ptra/4等于零。
10.根据权利要求7所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,当第一需求功率Pnee/1小于可调配功率Pallo时,所述第一传输功率Ptra/1与第一需求功率Pnee/1的比值在预设范围内。
11.根据权利要求10所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,所述方法还包括:
当第一需求功率Pnee/1大于第i+1功率Pi+1,且第一需求功率Pnee/1小于或等于第i功率Pi时,
所述功率调度模块传输第一输出功率Pput/1至优先级别为i的一类待充电设备所对应的所述第二DC/DC模块,其中,第一输出功率Pput/1与第i剩余功率PSur/i的比值在预设范围内,i为大于或等于1的整数,第i+1功率Pi+1等于总剩余功率PAC/DC/TSur与优先级别低于及等于i+1的一类待充电设备的所有第三需求功率Pnee/3的和,第i功率Pi等于总剩余功率PAC/DC/TSur与优先级别低于及等于i的一类待充电设备621的所有第三需求功率Pnee/3的和;
所述功率调度模块传输第五传输功率Ptra/5至优先级别低于i的所有的一类待充电设备中所对应的所述第二DC/DC模块,第五传输功率Ptra/5为零;
其中,
PSur/i=Pi-Pnee/1。
12.根据权利要求7所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,当第一需求功率Pnee/1大于或等于可调配功率Pallo时,所述第一传输功率Ptra/1与第三输出功率Pput/3的比值在预设范围内;其中,
Pput/3=k2×Pnee/1
PTnee=Pallo+Pnee/1
k2为输出功率比例,PTnee为总需求功率。
13.根据权利要求6所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,当所述第一待充电设备的优先级别低于或等于任一个所述第二待充电设备的优先级别时,所述第一传输功率Ptra/1为零。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的充电桩系统的管理方法,其特征在于,所述充电桩系统包括多个检测模块,所述多个检测模块一一对应地连接在所述总线模块与所述多个DC/DC模块之间;
所述方法还包括:
当第一检测模块检测出所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的负载电流大于或等于预设负载电流阈值,和/或,所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的漏电流大于或等于预设漏电流阈值时,
所述功率调度模块控制所述第一检测模块,以使所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间处于断路状态,其中,所述第一检测模块连接于所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间。
15.一种充电桩系统,其特征在于,包括至少一个AC/DC模块、总线模块、功率调度模块、多个DC/DC模块以及与所述多个DC/DC模块一一对应连接的多个充电终端,所述至少一个AC/DC模块的输出端通过所述总线模块与所述多个DC/DC模块的输入端连接,所述功率调度模块连接于所述总线模块,所述充电终端用于依据对应的所述DC/DC模块所确认的传输功率对待充电设备进行充电;
所述功率调度模块用于当所述多个充电终端中的第一充电终端接入第一待充电设备时,所述功率调度模块确认与所述第一充电终端对应连接的第一DC/DC模块传输的第一需求功率Pnee/1,其中,第一需求功率Pnee/1为所述第一待充电设备的需求功率;
所述功率调度模块还用于确认所有的所述AC/DC模块传输的总剩余功率PAC/DC/TSur,根据第一需求功率Pnee/1和总剩余功率PAC/DC/TSur的大小关系,将第一传输功率Ptra/1传输至所述第一DC/DC模块,其中,总剩余功率PAC/DC/TSur为所有的所述AC/DC模块的总额定功率与已传输功率的差。
16.根据权利要求15所述的充电桩系统,其特征在于,当第一需求功率Pnee/1小于或等于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率Ptra/1与第一需求功率Pnee/1的比值在预设范围内。
17.根据权利要求15所述的充电桩系统,其特征在于,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率Ptra/1与总剩余功率PAC/DC/TSur的比值在预设范围内。
18.根据权利要求15所述的充电桩系统,其特征在于,当第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,所述第一传输功率Ptra/1与第一输出功率Pput/1的比值在预设范围内;其中,
Pput/1=k1×Pnee/1
k1为输出功率比例,PTrat为所有的所述AC/DC模块的总额定功率,PTnee为所有的第二需求功率Pnee/2与第一需求功率Pnee/1的总和,第二需求功率Pnee/2为第二DC/DC模块对应的第二待充电设备的需求功率,连接有处于充电状态的所述第二待充电设备的充电终端为第二充电终端,所述多个充电终端中的第二充电终端所对应的所述DC/DC模块为所述第二DC/DC模块;
其中,所述功率调度模块还用于确认所述AC/DC模块传输的总额定功率PTrat以及确认所述多个DC/DC模块中所有的第二DC/DC模块传输的第二需求功率Pnee/2。
19.根据权利要求15所述的充电桩系统,其特征在于,所述功率调度模块还用于确认所述第一待充电设备的优先级别,并在第一需求功率Pnee/1大于总剩余功率PAC/DC/TSur时,根据第一待充电设备的优先级别与第二待充电设备的优先级别高低关系,将第一传输功率Ptra/1传输至所述第一DC/DC模块。
20.根据权利要求19所述的充电桩系统,其特征在于,所述功率调度模块还用于确认一类待充电设备的第三需求功率Pnee/3,并在所述第一待充电设备的优先级别高于一个或多个第二待充电设备的优先级别时,所述功率调度模块根据第一需求功率Pnee/1与可调配功率Pallo的大小关系,将第一传输功率Ptra/1传输至所述第一DC/DC模块,其中,所述一类待充电设备为优先级别低于所述第一待充电设备的所述第二待充电设备可调配功率Pallo等于总剩余功率PAC/DC/TSur与所有的一类待充电设备的第三需求功率Pnee/3的和。
21.根据权利要求19所述的充电桩系统,其特征在于,当处于第一待充电设备的优先级别低于或等于任一个所述第二待充电设备的优先级别时,所述第一传输功率Ptra/1为零。
22.根据权利要求15至21中任一项所述的充电桩系统,其特征在于,所述充电桩系统还包括多个检测模块,所述多个检测模块一一对应地连接在所述总线模块与所述多个DC/DC模块之间;
所述功率调度模块还用于当第一检测模块检测出所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的负载电流大于或等于预设负载电流阈值,和/或,所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间的漏电流大于或等于预设漏电流阈值时,控制所述第一检测模块,以使所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间处于断路状态,其中,所述第一检测模块连接于所述总线模块与所述第一DC/DC模块之间。
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