CN110588396A - 一种电动汽车充电堆系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子电路技术领域，提供了一种电动汽车充电堆系统，包括电源柜和至少两个充电终端，电源柜对电源信号进行功率变换后，通过充电终端对相应的电动汽车进行充电；其中，电源柜设有第一载波通信模块，每个充电终端均设有第二载波通信模块，第一载波通信模块和第二载波通信模块实现宽带载波通信。由此提高了电动汽车充电堆系统中电源柜和充电终端通信的可靠性，减少功率线缆和通信线缆的干扰问题，规避由于通信受干扰导致充电过程中的跳枪现象；并且基于宽带载波通信技术的电动汽车充电堆系统，使得通信带宽被大幅提升，充电终端能够将系统和电源柜更多的信息进行收集整理，能更加准确分析电源柜及各个充电终端的工作状态，提升系统可靠性。

Description

一种电动汽车充电堆系统
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电堆系统。
背景技术
电动汽车充电堆，也被称为电动汽车柔性充电系统，基于柔性功率分配，具有总装机容量小，服务车辆多，可以按照电动汽车作业班次和电网负荷，智能调度实现大功率直流快充和小功率慢速充电。充电堆一般由负责功率变换的电源柜和负责车桩对接的充电终端组成，并且充电终端数量一般较多。
充电终端和电源柜之间除了高压直流功率线缆对接之外，还有大量通信线缆，目前常用的是网线或其他屏蔽线缆。由于充电终端还需要内置辅助电源，需要一路单相交流输入。这样充电终端在施工操作时，将需要至少三类线缆，包括高压直流功率线缆、低压交流线缆以及弱电通信线缆。在实际施工过程中，三种线缆不会单独沟槽放置，并且存在长距离并联和缠绕走线，对充电终端与电源柜通信造成严重干扰，导致误码率提高，严重时将导致充电异常中断。
因此，现有的电动汽车充电技术存在着由于布线不合理，导致通信线缆受干扰，影响充电可靠性的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电动汽车充电堆系统，以解决现有的电动汽车充电技术存在着由于布线不合理，导致通信线缆受干扰，影响充电可靠性的问题。
本发明提供了一种电动汽车充电堆系统，包括：
电源柜，与交流配电连接，所述电源柜用于对所述交流配电输出的电源信号进行功率变换；和
至少两个充电终端，与所述电源柜连接，至少两个所述充电终端用于根据功率变换后的所述电源信号对相应的电动汽车进行充电；
其中，所述电源柜包括：
电源柜控制模块，用于生成控制信号；和
第一载波通信模块，与所述电源柜控制单元连接，用于对所述控制信号调制成高频载波信号，并传输至所述充电终端；
并且，每个所述充电终端均包括：
第二载波通信模块，与所述第一载波通信模块进行连接并实现宽带载波通信，用于对所述高频载波信号进行解调，解析出充电信息并上报；和
充电控制模块，与所述第二载波通信模块连接，用于根据所述充电信息，控制对所述电动汽车进行充电。
优选地，还包括：
多个充电枪，一个所述充电枪与一个所述充电终端连接，所述充电枪用于与所述电动汽车进行对接，并传输所述电源信号以对所述电动汽车进行充电。
优选地，所述电源柜还包括：
多个充电模块，与所述电源柜控制模块连接，用于对所述交流配电输出的电源信号进行功率变换；和
投切矩阵模块，与多个所述充电模块连接，用于对功率变换后的所述电源信号进行分组调度，并对应输出至至少两个所述充电终端。
优选地，所述电源柜还包括：
第一辅助电源，与所述交流配电及所述第一载波通信模块连接，用于通过单相交流线缆将供电信号与所述高频载波信号进行耦合后传输至至少两个所述充电终端。
优选地，每个所述充电终端均包括：
第二辅助电源，与所述第二载波通信模块及所述第一辅助电源连接，用于接收所述供电信号以使所述充电终端运行，并将所述高频载波信号传输至所述第二载波通信模块。
优选地，至少两个所述充电终端级联连接，并受所述投切矩阵模块控制。
优选地，所述第一载波通信模块和所述第二载波通信模块匹配使用，并且所述第一载波通信模块和所述第二载波通信模块均采用载波通信芯片实现。
优选地，所述投切矩阵模块包括矩阵切换器。
本发明提供的一种电动汽车充电堆系统，包括电源柜和至少两个充电终端，电源柜对交流配电输出的电源信号进行功率变换后，通过充电终端对相应的电动汽车进行充电；其中，电源柜设有第一载波通信模块，每个充电终端均设有第二载波通信模块，第一载波通信模块和第二载波通信模块实现宽带载波通信。由此提高了电动汽车充电堆系统中电源柜和充电终端通信的可靠性，减少功率线缆和通信线缆的干扰问题，规避由于通信受干扰导致充电过程中的跳枪现象；并且基于宽带载波通信技术的电动汽车充电堆系统，使得通信带宽被大幅提升，充电终端能够将系统和电源柜更多的信息进行收集整理，能更加准确分析电源柜及各个充电终端的工作状态，提升系统可靠性，解决了现有的电动汽车充电技术存在着由于布线不合理，导致通信线缆受干扰，影响充电可靠性的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种电动汽车充电堆系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
上述的一种电动汽车充电堆系统，包括电源柜和至少两个充电终端，电源柜对交流配电输出的电源信号进行功率变换后，通过充电终端对相应的电动汽车进行充电；其中，电源柜设有第一载波通信模块，每个充电终端均设有第二载波通信模块，第一载波通信模块和第二载波通信模块实现宽带载波通信。由此提高了电动汽车充电堆系统中电源柜和充电终端通信的可靠性，减少功率线缆和通信线缆的干扰问题，规避由于通信受干扰导致充电过程中的跳枪现象；并且基于宽带载波通信技术的电动汽车充电堆系统，使得通信带宽被大幅提升，充电终端能够将系统和电源柜更多的信息进行收集整理，能更加准确分析电源柜及各个充电终端的工作状态，提升系统可靠性。
图1示出了本发明一实施例提供的一种电动汽车充电堆系统的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
上述一种电动汽车充电堆系统，包括电源柜101和至少两个充电终端102，至少两个充电终端102级联连接，并且分别与电源柜101连接。
电源柜101与交流配电104连接，电源柜101用于对交流配电104输出的电源信号进行功率变换。
至少两个充电终端102与电源柜101连接，至少两个充电终端102用于根据功率变换后的电源信号对相应的电动汽车进行充电。
其中，电源柜101包括电源柜控制模块1011和第一载波通信模块1012。
电源柜控制模块1011用于生成控制信号。
第一载波通信模块1012与电源柜控制单元1011连接，用于对控制信号调制成高频载波信号，并传输至对应的充电终端102。
并且，每个充电终端102均包括第二载波通信模块1022和充电控制模块1021。
第二载波通信模块1022与第一载波通信模块1012进行连接并实现宽带载波通信，用于对高频载波信号进行解调，解析出充电信息并上报。由于电源柜101和充电终端102均配置载波通信模块，实现了宽带载波信号的调制解调。
充电控制模块1021与第二载波通信模块1022连接，用于根据充电信息，控制对电动汽车进行充电。
作为本发明一实施例，上述电动汽车充电堆系统还包括：
多个充电枪103，一个充电枪103与一个充电终端102连接，充电枪103用于与电动汽车进行对接，并传输电源信号以对电动汽车进行充电。
具体地，在充电终端102中设置开关，并与对应的充电枪103连接，当充电终端102接收到充电信息时，则控制开关闭合，以传输电源信号并通过充电枪103对电动汽车充电。
作为本发明一实施例，上述电源柜101还包括：
多个充电模块1014，与电源柜控制模块1011连接，用于对交流配电1014输出的电源信号进行功率变换；和
投切矩阵模块1015，与多个充电模块1014连接，用于对功率变换后的电源信号进行分组调度，并对应输出至至少两个充电终端102。
作为本发明一实施例，上述电源柜101还包括：
第一辅助电源1013，与交流配电104及第一载波通信模块1012连接，用于通过单相交流线缆将供电信号与所述高频载波信号进行耦合后传输至至少两个充电终端102。
作为本发明一实施例，上述每个所述充电终端102均包括：
第二辅助电源1023，与第二载波通信模块1022及第一辅助电源1013连接，用于接收供电信号以使充电终端102运行，并将高频载波信号传输至第二载波通信模块1022。
具体地，由于第一载波通信模块1012和第二载波通信模块1022之间进行宽带载波通信的高频载波信号耦合到单相交流线缆中，也即是第一辅助电源1013和第二辅助电源1023采用单相交流线缆进行传输供电信号的同时还传输高频载波信号，避免了弱电通信线缆和功率线缆同时需要，导致成本增加的问题。
并且，由于电源柜101内置第一载波通信模块1012，充电模块1014在电源柜控制模块1011的控制下，经投切矩阵模块1015进行分组调度，输出为多路高压直流线缆，分别到不同编号的充电终端102；同时电源柜101提供一路单相交流，用于给充电终端102提供辅助电源，第一载波通信模块1012将宽带高频信号耦合到单相交流线缆，并送到充电终端102；充电终端102内置第二载波通信模块1022，也实现信号调制解调功能，通过宽带载波通信，实现电源柜101和充电终端102的数据交互。宽带载波通信能克服信号在低压交流线缆噪声显著及信号衰减严重问题，降低信号被动吸收和突发干扰，实现数据的电源柜101和充电终端102间的可靠通信。使用宽带载波通信的电动汽车充电堆系统，系统成本更加低廉，施工更加容易，通信可靠性大大提升，将为充电站运营商形成节省大量的工程辅料资金和工程成本。同时电源柜101提供低压交流电源，也可以实现系统总体辅助电源损耗的统一计量和管理。
作为本发明一实施例，上述至少两个充电终端102级联连接，并受投切矩阵模块1015控制。通过投切矩阵模块1015进行分组调度，可智能调度并实现对电动汽车进行大功率直流快充和小功率慢速充电。
作为本发明一实施例，上述第一载波通信模块1012和第二载波通信模块1022匹配使用，并且第一载波通信模块1012和第二载波通信模块1022均采用载波通信芯片实现。
作为本发明一实施例，上述投切矩阵模块1015包括矩阵切换器。
作为本发明一实施例，上述电源柜控制模块1011和充电控制模块1021均采用微处理器实现，或者采用现有的控制电路实现，只要能起到实施例中描述的功能作用亦可。
上述一种电动汽车充电堆系统的优点体现在以下几点：
1、减少工程成本和施工难度，减少现场电力施工过程中的弱电工程；
2、提高电动汽车充电堆系统内电源柜和充电终端通信的可靠性，减少功率线缆和通信线缆的干扰问题，规避由于通信受干扰导致充电过程中的跳枪现象；
3、基于宽带载波通信技术的电动汽车充电堆系统，系统内通信带宽被大幅提升，充电终端能够将系统和电源柜更多的信息进行收集整理，能更加准确分析电源柜及各个充电终端的工作状态，提升系统可靠性；
4、充电终端与充电终端之间，也可以通过宽带载波通信，甚至只要对其中1个或2个充电终端保留对外组网接口即可，其他的充电终端通过宽带载波通信，由保留对外通信接口的充电终端进行转发上报，进一步降低成本和网络设备投资。
结合图1对上述一种电动汽车充电堆系统的工作原理进行描述：
当用户启动充电时，充电终端102将按照国家标准要求与电动汽车进行握手，充电终端102同步将控制数据下发给第二载波通信模块1022，第二载波通信模块1022调制成宽带载波，并通过交流电源线传输给电源柜101；电源柜101内置的第一载波通信模块1012，对检测到的信号进行解调，解析出充电终端102下发的控制数据，并将数据上报给内置的电源柜控制模块1011，电源柜控制模块1011按照充电终端102的需求对充电模块1014进行调度管理。同时，电源柜控制模块1011将充电模块1014上报的信息，下发给电源柜101内置的第一载波通信模块1012，第一载波通信模块1012将充电信息调制成高频载波信号，并通过电力线传输给充电终端102；充电终端102内置第二载波通信模块1022，将接收到的宽带载波信号进行解调，解析出充电信息，并上报给充电控制模块1021，以控制对电动汽车进行充电。
综上，本发明实施例提供的一种电动汽车充电堆系统，包括电源柜和至少两个充电终端，电源柜对交流配电输出的电源信号进行功率变换后，通过充电终端对相应的电动汽车进行充电；其中，电源柜设有第一载波通信模块，每个充电终端均设有第二载波通信模块，第一载波通信模块和第二载波通信模块实现宽带载波通信。由此提高了电动汽车充电堆系统中电源柜和充电终端通信的可靠性，减少功率线缆和通信线缆的干扰问题，规避由于通信受干扰导致充电过程中的跳枪现象；并且基于宽带载波通信技术的电动汽车充电堆系统，使得通信带宽被大幅提升，充电终端能够将系统和电源柜更多的信息进行收集整理，能更加准确分析电源柜及各个充电终端的工作状态，提升系统可靠性，解决了现有的电动汽车充电技术存在着由于布线不合理，导致通信线缆受干扰，影响充电可靠性的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电堆系统，其特征在于，包括：
电源柜，与交流配电连接，所述电源柜用于对所述交流配电输出的电源信号进行功率变换；和
至少两个充电终端，与所述电源柜连接，至少两个所述充电终端用于根据功率变换后的所述电源信号对相应的电动汽车进行充电；
其中，所述电源柜包括：
电源柜控制模块，用于生成控制信号；和
第一载波通信模块，与所述电源柜控制单元连接，用于对所述控制信号调制成高频载波信号，并传输至所述充电终端；
并且，每个所述充电终端均包括：
第二载波通信模块，与所述第一载波通信模块进行连接并实现宽带载波通信，用于对所述高频载波信号进行解调，解析出充电信息并上报；和
充电控制模块，与所述第二载波通信模块连接，用于根据所述充电信息，控制对所述电动汽车进行充电。
2.如权利要求1所述的电动汽车充电堆系统，其特征在于，还包括：
多个充电枪，一个所述充电枪与一个所述充电终端连接，所述充电枪用于与所述电动汽车进行对接，并传输所述电源信号以对所述电动汽车进行充电。
3.如权利要求1所述的电动汽车充电堆系统，其特征在于，所述电源柜还包括：
多个充电模块，与所述电源柜控制模块连接，用于对所述交流配电输出的电源信号进行功率变换；和
投切矩阵模块，与多个所述充电模块连接，用于对功率变换后的所述电源信号进行分组调度，并对应输出至至少两个所述充电终端。
4.如权利要求1所述的电动汽车充电堆系统，其特征在于，所述电源柜还包括：
第一辅助电源，与所述交流配电及所述第一载波通信模块连接，用于通过单相交流线缆将供电信号与所述高频载波信号进行耦合后传输至至少两个所述充电终端。
5.如权利要求4所述的电动汽车充电堆系统，其特征在于，每个所述充电终端均包括：
第二辅助电源，与所述第二载波通信模块及所述第一辅助电源连接，用于接收所述供电信号以使所述充电终端运行，并将所述高频载波信号传输至所述第二载波通信模块。
6.如权利要求3所述的电动汽车充电堆系统，其特征在于，至少两个所述充电终端级联连接，并受所述投切矩阵模块控制。
7.如权利要求1所述的电动汽车充电堆系统，其特征在于，所述第一载波通信模块和所述第二载波通信模块匹配使用，并且所述第一载波通信模块和所述第二载波通信模块均采用载波通信芯片实现。
8.如权利要求3所述的电动汽车充电堆系统，其特征在于，所述投切矩阵模块包括矩阵切换器。
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Denomination of invention: An electric vehicle charging stack system

Effective date of registration: 20221019

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Pledgee: Shenzhen hi tech investment small loan Co.,Ltd.

Pledgor: SHENZHEN HAIPENGXIN NEW ENERGY CO.,LTD.

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