CN111086409B - 一种智能充电桩充电启停控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能充电桩充电启停控制方法，用于充电模块的充电模式配置属性相一致的充电桩，充电桩内的各充电模块兼具支持单点开机和分组开机，采用该发明的充电启停控制方法后，不需要再区分充电桩为一体桩或者分体桩，可以有效地对外界车辆的充电过程进行固化，降低充电桩的后续运维复杂度，达到更好的开关兼容性效果；其次，该发明的充电启停控制方法可以对市面上的不同充电模块实现兼容，即无论充电模块在出厂时是设置为静态分组还是动态分组，均可以适用该发明中的充电启动控制方法；最后，具有更好的互换性，即把一个充电桩的控制器更换到其他充电桩上后，不会出现因充电模块出厂配置模式不同而导致不能充电的情况发生。

Description

一种智能充电桩充电启停控制方法

技术领域

本发明涉及充电桩领域，尤其涉及一种智能充电桩充电启停控制方法。

背景技术

随着电动汽车行业的保不断发展，与之配套的充电桩产品也越来越多。充电桩在给外部的电动车辆充电过程中，随着车辆电池状态的变化，电动车辆对充电的需要也会随之发生变化，因此需要充电桩不断地调整充电输出，这就要涉及到充电桩内各充电模块之间的频繁投切操作。在实际的整个充电过程中，充电桩对于充电输出的调整是不可预知的，并且不同厂家所生产的充电桩的充电输出调整方案也是不同的，即不同充电桩的充电模块的操作和开关模块的操作条件、顺序、步骤是不统一的。比如，有的厂家对开关模块的操作放在充电模块操作前，但是在实际情况中，开关模块的操作随着当前充电状态的不同，操作顺序和条件是不同的，且充电桩对充电模块的不同分组模式不能兼容。

因此，如何实现不同充电桩产品之间的兼容和互换，便于产品的后续运维，成为当前充电桩领域需要解决的一个技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种智能充电桩充电启停控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种智能充电桩充电启停控制方法，用于充电模块的充电模式配置属性相一致的充电桩，充电桩内的各充电模块兼具支持单点开机和分组开机，其特征在于，该智能充电桩充电启停控制方法包括如下步骤：

步骤1，充电桩初始化其内部的各充电模块的工作状态为空闲状态后，充电桩对自身充电输出接口是否与外界车辆的充电接口实现电连接做出检测：

当检测到自身充电输出接口与外界车辆的充电接口实现电连接时，转入步骤2；否则，该充电桩不予工作；

步骤2，充电桩接收到外界的启动充电指令后，该充电桩对当前是否有充电模块处于工作状态做出检测：

当没有检测到充电模块处于工作状态时，标记没有处于工作状态的充电模块为空闲充电模块，转入步骤3；否则，转入步骤3；

步骤3，充电桩根据所述外界车辆的充电需求，计算对该外界车辆充电所需要的充电模块需求数量，充电桩根据充电模块需求数量的变化情况做出处理：

当充电模块需求数量增加时，充电桩根据所述充电模块需求数量在所有空闲充电模块中选择需要执行启动充电的充电模块，并对选择出来的充电模块的充电参数做配置，转入步骤4；

当充电模块需求数量减少时，转入步骤13；

步骤4，充电桩根据充电模块的配置属性判断经步骤3选择出来的充电模块是支持动态分组或静态分组：

当充电模块支持动态分组时，充电桩将充电模块的对外充电模式标记为动态分组模式，转入步骤5；

当充电模块支持静态分组时，充电桩将充电模块的对外充电模式标记为静态分组模式，转入步骤5；

步骤5，充电桩读取当前需要执行启动的充电模块的对外充电模式，并与步骤4中所标记的所述充电模块的对外充电模式做一致性比对：

当两者不一致时，将该充电模块的对外充电模式修改为步骤4中该充电模块所标记的对外充电模式，转入步骤6；否则，对该充电模块的对外充电模式不予变更；

步骤6，充电桩根据步骤4中充电模块的分组支持情况做出对应处理：

当充电模块支持动态分组时，充电桩根据外界车辆当前所连接的充电输出接口编号对该充电模块做分组编号设置，使得该充电模块具有分组编号，转入步骤7；其中，所述分组编号与所述充电输出接口编号相对应；

当充电模块支持静态分组时，充电桩读取并记录该充电模块的分组编号，转入步骤7；

步骤7，充电桩对步骤6中所述充电输出接口是否被分配过充电模块做出判断：

当所述充电输出接口未曾有充电模块为其分配过，转入步骤8；否则，转入步骤10；

步骤8，充电桩根据自身是否具备矩阵直流开关模块做出投切模式选择：

当该充电桩自身具备矩阵直流开关模块时，该充电桩闭合矩阵直流开关模块内所对应的直流开关，以导通充电模块与连接外界车辆的充电输出接口，转入步骤9；否则，充电桩直接闭合充电模块所对应的直流开关，转入步骤9；

步骤9，充电桩以步骤6中所确定的分组编号作为操作地址，对步骤3中选出的对应充电模块发送分组开机指令，使得该分组编号所对应分组内的各充电模块开机，转入步骤12；其中，充电模块仅响应其所属分组所对应的分组开机指令；

步骤10，充电桩对步骤3中选出的充电模块以该充电模块的实际地址发送单点开机指令，使得对应的充电模块开机，转入步骤11；

步骤11，充电桩对步骤10中已开机的充电模块的实际输出电压进行判断：

当该充电模块的实际输出电压与当前充电输出接口的工作电压之间的误差小于预设误差阈值时：

当充电桩自身具有矩阵直流开关模块时，充电桩闭合矩阵直流开关模块内所对应的直流开关，以导通充电模块与连接外界车辆的充电输出接口；否则，充电桩直接闭合充电模块所对应的直流开关；

当该充电模块的实际输出电压与当前充电输出接口的工作电压之间的误差大于或者等于预设误差阈值时，充电桩关闭步骤10中所有已开机的充电模块后，转入步骤3；

步骤12，充电桩持续检测所连接外界车辆的充电需求，并根据该外界车辆的充电需求转入步骤3，实现对外界车辆的持续充电；

步骤13，充电桩在当前充电输出接口对应的所有充电模块中随机挑选出所需要减少的充电模块，并以被随机挑选出的充电模块所对应的地址发送单点关机指令给该被随机挑选出的充电模块，以使其关机，转入步骤14；

步骤14，被随机挑选出的充电模块关机后，如果充电桩自身具有矩阵直流开关模块时，充电桩断开该矩阵直流开关模块内所对应的直流开关，以断开该充电模块与连接外界车辆的充电输出接口，转入步骤15；否则，充电桩直接断开该充电模块所对应的直流开关，转入步骤15；

步骤15，充电桩对步骤14中已关机的所有充电模块逐个清除组地址，且将各充电模块状态标记为空闲，以使标记为空闲的充电模块被再次重复分配使用，转入步骤12。

优选地，在所述智能充电桩充电启停控制方法中，在步骤11中，所述预设误差阈值为10V。

可选择地，在所述智能充电桩充电启停控制方法中，在步骤2中，所述外界的启动充电指令由用户刷卡动作发出或者由充电桩上的启动充电按键发出。

具体地，在步骤3中，所述充电参数包括充电模块的输出电压和输出电流。

可选择地，在所述智能充电桩充电启停控制方法中，所述充电桩为直流一体桩或分体桩。

可选择地，在所述智能充电桩充电启停控制方法中，所述外界车辆为电动机动车或者油电混合的机动车。

改进地，所述智能充电桩充电启停控制方法还包括所述充电桩的充电模块在停止向外界车辆供电后，该充电桩计算该外界车辆所需要支付的充电费用的步骤。

进一步地，在所述智能充电桩充电启停控制方法中，所述充电桩对所述充电费用的支付方式做出限定。

可选择地，所述支付方式为现金支付或卡支付或第三方平台支付或者现金支付、卡支付和第三方平台支付的任一组合。

再改进地，所述智能充电桩充电启停控制方法还包括所述充电桩将对外界车辆的充电参数做记录备份的步骤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用该发明的充电启停控制方法后，不需要再区分充电桩为一体桩或者分体桩，可以有效地对外界车辆的充电过程进行固化，降低充电桩的后续运维复杂度，达到更好的开关兼容性效果；其次，该发明的充电启停控制方法可以对市面上的不同充电模块实现兼容，即无论充电模块在出厂时是设置为静态分组还是动态分组，均可以适用该发明中的充电启动控制方法；最后，具有更好的互换性，即把一个充电桩的控制器更换到其他充电桩上后，不会出现因充电模块出厂配置模式不同而导致不能充电的情况发生。

附图说明

图1为本发明实施例中智能充电桩的硬件结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例提供一种智能充电桩充电启停控制方法，用于充电模块的充电模式配置属性相一致的充电桩，即充电桩内所有充电模块的充电模式配置属性均是相同的，充电桩内的各充电模块兼具支持单点开机和分组开机。该充电桩可以是为直流一体桩或分体桩。充电桩的硬件结构可以参见图1所示。充电桩内具有N个充电模块，分别是充电模块D_i～充电模块D_N，该充电桩内具有N个直流开关，分别是直流开关K₁～直流开关K_N。具体地，该智能充电桩充电启停控制方法包括如下步骤：

步骤1，充电桩初始化其内部的各充电模块的工作状态为空闲状态后，充电桩对自身充电输出接口是否与外界车辆的充电接口实现电连接做出检测：

当检测到自身充电输出接口与外界车辆的充电接口实现电连接时，说明此时的外界车辆已经与充电桩的充电输出接口(即充电枪)建立了电连接，已经进入准备充电阶段，转入步骤2；否则，说明该外界车辆此时还没有与充电桩的充电输出接口(即充电枪)建立电连接，此时该充电桩不予工作；外界车辆可以是电动机动车或者油电混合的机动车；具体地，该实施例中的外界车辆为电动机动车；

步骤2，充电桩接收到外界的启动充电指令后，该充电桩对当前是否有充电模块处于工作状态做出检测：

当没有检测到充电模块处于工作状态时，标记没有处于工作状态的充电模块为空闲充电模块，也就是说，充电桩内这些没有处于工作状态的充电模块均可以用来对外界车辆充电，转入步骤3；否则，转入步骤3；其中，此时所说的外界的启动充电指令可以是由用户刷卡动作发出或者由充电桩上的启动充电按键发出；该实施例采用了由用户刷卡动作作为外界的启动充电指令；

步骤3，充电桩根据外界车辆的充电需求，计算对该外界车辆充电所需要的充电模块需求数量，充电桩根据充电模块需求数量的变化情况做出处理：

当充电模块需求数量增加时，说明外界车辆当前急需要充电，那么充电桩就根据充电模块需求数量在所有空闲充电模块中选择需要执行启动充电的充电模块，并对选择出来的充电模块的充电参数做配置，转入步骤4；充电参数包括充电模块的输出电压和输出电流；例如，该实施例计算出来的该外界车辆充电所需要的充电模块需求数量标记为N，将选择出来的需要执行启动充电的充电模块标记为D_i，1≤i≤N；

当充电模块需求数量减少时，说明外界车辆当前已经逐步充满电，转入步骤13；

步骤4，充电桩根据充电模块的配置属性判断经步骤3选择出来的充电模块D_i是支持动态分组或静态分组：

当充电模块D_i支持动态分组时，充电桩将充电模块D_i的对外充电模式标记为动态分组模式，转入步骤5；

当充电模块D_i支持静态分组时，充电桩将充电模块D_i的对外充电模式标记为静态分组模式，转入步骤5；通过如此判断处理，可以将选择出来的这N个需要执行启动充电的充电模块D_i的对外充电模式标记完毕；

步骤5，充电桩读取当前需要执行启动的充电模块D_i的对外充电模式，并与步骤4中所标记的所述充电模块的对外充电模式做一致性比对：

当两者不一致时，即当前需要执行启动的充电模块D_i的对外充电模式与其在步骤4中被标记的对外充电模式不一致时，则将该充电模块D_i的对外充电模式修改为步骤4中该充电模块所标记的对外充电模式，转入步骤6；否则，对该充电模块D_i的对外充电模式不予变更；

例如，假设某个需要执行启动的充电模块D_i-1的当前对外充电模式为动态分组模式，而该充电模块D_i-1在步骤4中被标记的对外充电模式为静态分组模式，那么，充电桩就需要把该充电模块D_i-1的对外充电模式由动态分组模式修改为静态分组模式，然后再转入到步骤6中；

当然，如果充电模块D_i-1的当前对外充电模式为动态分组模式，而该充电模块D_i-1在步骤4中被标记的对外充电模式也为动态分组模式，此时就不需要对充电模块D_i-1的对外充电模式做变更；

步骤6，充电桩根据步骤4中充电模块的分组支持情况做出对应处理：

当充电模块支持动态分组时，充电桩根据外界车辆当前所连接的充电输出接口编号对该充电模块做分组编号设置，使得该充电模块具有分组编号，转入步骤7；其中，所述分组编号与所述充电输出接口编号相对应；

当充电模块支持静态分组时，充电桩读取并记录该充电模块的分组编号，转入步骤7；

例如，在步骤6中，假设充电模块D_i-1是支持动态分组的，那么此时的充电桩根据外界车辆当前所连接的充电输出接口编号(假设为编号01)对该充电模块D_i-1做分组编号设置，即充电模块D_i-1属于分组编号为01下所对应分组的充电模块；

当然，如果充电模块本身是支持静态分组时，此时充电桩就可以直接读取外界车辆当前所连接的充电输出接口编号(假设为编号01)作为该充电模块D_i-1的分组编号；

步骤7，充电桩对步骤6中充电输出接口是否被分配过充电模块做出判断：

当充电输出接口未曾有充电模块为其分配过，说明该充电输出接口是第一次被充电桩配置为由充电模块向其做供电输出，转入步骤8；否则，转入步骤10；

步骤8，充电桩根据自身是否具备矩阵直流开关模块做出投切模式选择：

当该充电桩自身具备矩阵直流开关模块时，该充电桩闭合矩阵直流开关模块内所对应的直流开关，以导通充电模块与连接外界车辆的充电输出接口，转入步骤9；否则，充电桩直接闭合充电模块所对应的直流开关，转入步骤9；

步骤9，充电桩以步骤6中所确定的分组编号作为操作地址，对步骤3中选出的对应充电模块发送分组开机指令，使得该分组编号所对应分组内的各充电模块开机，转入步骤12；其中，充电模块仅响应其所属分组所对应的分组开机指令；

例如，由于各充电模块经过步骤6的处理，已经分别得到了自己所归属的分组编号；假设分组编号为01的分组下包括了充电模块D_i-1、充电模块D_i-2和充电模块D_i-3，那么，充电桩在该步骤9中，就将针对分组编号为01的分组开机指令发送给充电模块D_i-1、充电模块D_i-2和充电模块，从而使得这三个充电模块开机，转入步骤12；

步骤10，充电桩对步骤3中选出的充电模块以该充电模块的实际地址发送单点开机指令，使得对应的充电模块开机，转入步骤11；即，如果充电桩的充电输出接口曾经有充电模块给其分配过，那么说明该充电输出接口当前已经是第一次被充电桩配置为由充电模块向其做供电输出，此时充电桩即分别以个充电模块的实际地址分别发送单点开机指令发送给对应的充电模块D₁～充电模块D_N，完成这N个充电模块的开机工作；

步骤11，充电桩对步骤10中已开机的充电模块的实际输出电压进行判断：

当该充电模块的实际输出电压与当前充电输出接口的工作电压之间的误差小于预设误差阈值时：

当充电桩自身具有矩阵直流开关模块时，充电桩闭合矩阵直流开关模块内所对应的直流开关，以导通充电模块与连接外界车辆的充电输出接口，从而由步骤10中的已经开机的充电模块通过该充电桩的充电输出接口向外界车辆充电；否则，充电桩直接闭合充电模块所对应的直流开关；其中，这里的预设误差阈值优选设置为10V；

当该充电模块的实际输出电压与当前充电输出接口的工作电压之间的误差大于或者等于预设误差阈值时，充电桩关闭步骤10中所有已开机的充电模块后，转入步骤3；

步骤12，充电桩持续检测所连接外界车辆的充电需求，并根据该外界车辆的充电需求转入步骤3，实现对外界车辆的持续充电；

步骤13，充电桩在当前充电输出接口对应的所有充电模块中随机挑选出所需要减少的充电模块，并以被随机挑选出的充电模块所对应的地址发送单点关机指令给该被随机挑选出的充电模块，以使其关机，转入步骤14；

步骤14，被随机挑选出的充电模块关机后，如果充电桩自身具有矩阵直流开关模块时，充电桩断开该矩阵直流开关模块内所对应的直流开关，以断开该充电模块与连接外界车辆的充电输出接口，转入步骤15；否则，充电桩直接断开该充电模块所对应的直流开关，转入步骤15；

步骤15，充电桩对步骤14中已关机的所有充电模块逐个清除组地址，且将各充电模块状态标记为空闲，以使标记为空闲的充电模块被再次重复分配使用，转入步骤12。

另外，为了在给外界车辆充满电后，及时完成充电费用支付工作，在该实施例中的智能充电桩充电启停控制方法中，充电桩的充电模块在停止向外界车辆供电后，该充电桩还会计算该外界车辆所需要支付的充电费用。当然，充电桩可以对所述充电费用的支付方式做出限定。例如，限定的支付方式为现金支付或卡支付或第三方平台支付或者现金支付、卡支付和第三方平台支付的任一组合。

另外，出于方便充电桩的运营商的运维需要，该实施例的智能充电桩充电启停控制方法也可以由充电桩将对外界车辆的充电参数做记录备份。

Claims (10)

1.一种智能充电桩充电启停控制方法，用于充电模块的充电模式配置属性相一致的充电桩，充电桩内的各充电模块兼具支持单点开机和分组开机，其特征在于，该智能充电桩充电启停控制方法包括如下步骤：

步骤1，充电桩初始化其内部的各充电模块的工作状态为空闲状态后，充电桩对自身充电输出接口是否与外界车辆的充电接口实现电连接做出检测：

当检测到自身充电输出接口与外界车辆的充电接口实现电连接时，转入步骤2；否则，该充电桩不予工作；

步骤2，充电桩接收到外界的启动充电指令后，该充电桩对当前是否有充电模块处于工作状态做出检测：

当没有检测到充电模块处于工作状态时，标记没有处于工作状态的充电模块为空闲充电模块，转入步骤3；否则，转入步骤3；

步骤3，充电桩根据所述外界车辆的充电需求，计算对该外界车辆充电所需要的充电模块需求数量，充电桩根据充电模块需求数量的变化情况做出处理：

当充电模块需求数量增加时，充电桩根据所述充电模块需求数量在所有空闲充电模块中选择需要执行启动充电的充电模块，并对选择出来的充电模块的充电参数做配置，转入步骤4；

当充电模块需求数量减少时，转入步骤13；

步骤4，充电桩根据充电模块的配置属性判断经步骤3选择出来的充电模块是支持动态分组或静态分组：

当充电模块支持动态分组时，充电桩将充电模块的对外充电模式标记为动态分组模式，转入步骤5；

当充电模块支持静态分组时，充电桩将充电模块的对外充电模式标记为静态分组模式，转入步骤5；

步骤5，充电桩读取当前需要执行启动的充电模块的对外充电模式，并与步骤4中所标记的所述充电模块的对外充电模式做一致性比对：

当两者不一致时，将该充电模块的对外充电模式修改为步骤4中该充电模块所标记的对外充电模式，转入步骤6；否则，对该充电模块的对外充电模式不予变更；

步骤6，充电桩根据步骤4中充电模块的分组支持情况做出对应处理：

当充电模块支持动态分组时，充电桩根据外界车辆当前所连接的充电输出接口编号对该充电模块做分组编号设置，使得该充电模块具有分组编号，转入步骤7；其中，所述分组编号与所述充电输出接口编号相对应；

当充电模块支持静态分组时，充电桩读取并记录该充电模块的分组编号，转入步骤7；

步骤7，充电桩对步骤6中所述充电输出接口是否被分配过充电模块做出判断：

当所述充电输出接口未曾有充电模块为其分配过，转入步骤8；否则，转入步骤10；

步骤8，充电桩根据自身是否具备矩阵直流开关模块做出投切模式选择：

当该充电桩自身具备矩阵直流开关模块时，该充电桩闭合矩阵直流开关模块内所对应的直流开关，以导通充电模块与连接外界车辆的充电输出接口，转入步骤9；否则，充电桩直接闭合充电模块所对应的直流开关，转入步骤9；

步骤9，充电桩以步骤6中所确定的分组编号作为操作地址，对步骤3中选出的对应充电模块发送分组开机指令，使得该分组编号所对应分组内的各充电模块开机，转入步骤12；其中，充电模块仅响应其所属分组所对应的分组开机指令；

步骤10，充电桩对步骤3中选出的充电模块以该充电模块的实际地址发送单点开机指令，使得对应的充电模块开机，转入步骤11；

步骤11，充电桩对步骤10中已开机的充电模块的实际输出电压进行判断：

当该充电模块的实际输出电压与当前充电输出接口的工作电压之间的误差小于预设误差阈值时：

当充电桩自身具有矩阵直流开关模块时，充电桩闭合矩阵直流开关模块内所对应的直流开关，以导通充电模块与连接外界车辆的充电输出接口；否则，充电桩直接闭合充电模块所对应的直流开关；

当该充电模块的实际输出电压与当前充电输出接口的工作电压之间的误差大于或者等于预设误差阈值时，充电桩关闭步骤10中所有已开机的充电模块后，转入步骤3；

步骤12，充电桩持续检测所连接外界车辆的充电需求，并根据该外界车辆的充电需求转入步骤3，实现对外界车辆的持续充电；

步骤13，充电桩在当前充电输出接口对应的所有充电模块中随机挑选出所需要减少的充电模块，并以被随机挑选出的充电模块所对应的地址发送单点关机指令给该被随机挑选出的充电模块，以使其关机，转入步骤14；

步骤14，被随机挑选出的充电模块关机后，如果充电桩自身具有矩阵直流开关模块时，充电桩断开该矩阵直流开关模块内所对应的直流开关，以断开该充电模块与连接外界车辆的充电输出接口，转入步骤15；否则，充电桩直接断开该充电模块所对应的直流开关，转入步骤15；

步骤15，充电桩对步骤14中已关机的所有充电模块逐个清除组地址，且将各充电模块状态标记为空闲，以使标记为空闲的充电模块被再次重复分配使用，转入步骤12。

2.根据权利要求1所述的智能充电桩充电启停控制方法，其特征在于，在步骤11中，所述预设误差阈值为10V。

3.根据权利要求1所述的智能充电桩充电启停控制方法，其特征在于，在步骤2中，所述外界的启动充电指令由用户刷卡动作发出或者由充电桩上的启动充电按键发出。

4.根据权利要求1所述的智能充电桩充电启停控制方法，其特征在于，在步骤3中，所述充电参数包括充电模块的输出电压和输出电流。

5.根据权利要求1所述的智能充电桩充电启停控制方法，其特征在于，所述充电桩为直流一体桩或分体桩。

6.根据权利要求1～5任一项所述的智能充电桩充电启停控制方法，其特征在于，所述外界车辆为电动机动车或者油电混合的机动车。

7.根据权利要求1～5任一项所述的智能充电桩充电启停控制方法，其特征在于，还包括所述充电桩的充电模块在停止向外界车辆供电后，该充电桩计算该外界车辆所需要支付的充电费用的步骤。

8.根据权利要求7所述的智能充电桩充电启停控制方法，其特征在于，所述充电桩对所述充电费用的支付方式做出限定。

9.根据权利要求8所述的智能充电桩充电启停控制方法，其特征在于，所述支付方式为现金支付或卡支付或第三方平台支付或者现金支付、卡支付和第三方平台支付的任一组合。

10.根据权利要求1～5任一项所述的智能充电桩充电启停控制方法，其特征在于，还包括所述充电桩将对外界车辆的充电参数做记录备份的步骤。

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