CN112744092B - 一种交直流通用充电桩的充电方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种交直流通用充电桩的充电方法及系统，所述充电桩包括交直流通用充电插座、辅助电源模块、检测模块、充电桩管理模块、执行模块和充电结算模块，其充电方法包括如下的步骤：ST1：充电桩与充电设备进行连接确认；ST2：充电接口识别及充电电路的选择确认；ST3：判断充电设备的状态信息是否正常；ST4：执行充电程序，并在充电过程中，对充电桩的运行状态和环境进行实时监测和管理；ST5：充电完成后，完成充电结算。本发明所述的交直流通用充电桩的充电方法，避免错插、误插带来的安全隐患，通过设置的充电前的检测确认程序和充电过程中对充电桩的运行状态和环境进行实时监控的步骤，大大提高了充电桩充电高效、稳定、安全的目的。

Description

一种交直流通用充电桩的充电方法及系统
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，特别涉及一种交直流通用充电桩的充电方法及系统。
背景技术
目前电动汽车的充电模式有两种，一种为交流充电模式，另一种为直流充电模式。
交流充电存在充电时间长、充电设备使用率低的问题，直流充电可大大提高充电效率，但大电流充电对电池的寿命存在一定的影响。
针对以上问题，国内外诸多车企提出在电动汽车上同时设计直流和交流充电接口，以直流充电加快充电速度，缩短充电时间，提高充电设施的使用效率；以交流充电满足用户长时间停车慢充的需求。考虑若在电动汽车上同时安装交流和直流接口，必然造成成本的增高，用户使用的便利性也大大降低，因此，宜将交、直流充电接口组合成一体，并将交流充电功能和直流充电功能融合于同一充电设备。
针对此情况，IEC成立了专门的工作组以制定统一(或通用)的接口标准—组合(COMBO)型接口。在参考现有的几种直流和交流充电接口的基础上，提出了一种既能实现交流充电又能进行直流充电的接口。近期，欧洲汽车工业协会向欧委会提交了一份电动汽车充电接口标准化建议书，提出了COMBO Type2接口，充电接口在欧盟成员国内得到了统一。
申请人在2016-09-26提交的公开号为CN107154564A的专利申请中，公开了一种交直流通用的充电桩的插头、插座及控制方法，充电桩虽然采用统一大小的电流对蓄电池进行充电，往往会因充电电流过大，而导致蓄电池的极板翘曲变形、酸液浓度增大、蓄电池膨胀等结果，从而加速蓄电池的老化，缩短蓄电池的使用寿命，对蓄电池造成不可恢复的损坏，为了获得更好的充电效果，在此基础上，申请人进一步对交直流通用充电桩的充电方法及系统进行研究。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种交直流通用充电桩的充电方法及系统，在改善用户体验及实现电动汽车交直流充电的操作安全和调度管理的基础上，缓解充电桩对蓄电池充电时易损坏蓄电池的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种交直流通用充电桩的充电方法，所述充电桩包括：
交直流通用充电插座，设置在充电桩上，用于与充电设备插接连接，实现充电桩与充电设备的联通；
辅助电源模块：在执行充电程序之前对充电设备供电，用于控制充电桩向充电设备输出适合的电压，完成充电前的信息检测及确认；
检测模块：包括开关装置、电压互感器、电流互感器、断路器、温度传感器和烟感传感器、交直流组合充电接口识别模块以及充电设备状态获取模块，所述检测模块，与充电桩相连接，用于测量所述充电桩的充电数据、充电设备的状态数据，并且能够将所获取的充电接口识别信息、充电设备的状态数据、充电数据发送至所述充电桩管理模块；
充电桩管理模块：内置充电控制芯片，接收检测模块发送的检测信息，对充电桩的运行状态和环境进行实时监测和管理，并向执行模块发出充断电信息；
执行模块，包括充断电控制器，根据充电桩管理模块的充断电信息，进行充断电控制；
充电结算模块，在充电开始时，执行模块向充电桩管理模块发出计费请求，充电断开后，执行模块向充电桩管理模块发出结算请求，充电桩管理模块根据收到的计费请求和结算请求的时间信息以及电价信息得出消费信息；其充电方法包括如下的步骤：
ST1：充电桩与充电设备进行连接确认；
ST2：充电接口识别及充电电路的选择确认；
ST3：判断充电设备的状态信息是否正常，若正常，则充电桩管理模块向执行模块发出充电信息，充电电路向充电设备供电，执行充电程序；
ST4：执行充电程序，并在充电过程中，对充电桩的运行状态和环境进行实时监测和管理；
ST5：充电完成后，充电桩管理模块向充断电控制器发出断电指令，停止充电，并完成充电结算。
进一步的，在ST1中，包括如下的检测步骤：
ST10：充电设备的插座与充电桩上的插头插接连接；
ST11：判断充电装上辅助充电电源模块指示灯是否亮起；若是，进入ST1a；若否，则进入ST1b；
ST1a：充电设备与充电桩上的插座插接连接确认，进入ST2；
ST1b：充电设备与充电桩上的插座连接异常，充电桩上给出重新连接的提示信息。
进一步的，在ST1中，包括如下的检测步骤：
ST10：充电设备的插座与充电桩上的插头插接连接；
ST11：判断充电装上辅助充电电源模块指示灯是否亮起；若是，进入ST12；若否，则进入ST1b；
ST12：辅助充电电源模块上电开始，通过CAN总线向充电设备发送辅助充电电流，使充电桩与充电设备进入联通状态；
ST13：充电桩管理模块控制所述辅助电源输出第一辅助电压V1，并检测此时的辅助输出电流I1；
ST14：充电桩管理模块检测充电设备的管理模块是否正常工作；若是，则进入ST17；若否，则进入ST15；
ST15：充电桩管理模块控制所述辅助电源的输出电压值逐步提升,直至所述辅助电源的输出电流达到I2，I2为辅助电源的输出电流的极限值，获得第二辅助电压V2；
ST16：判断是否V2－V1≥A，A为预设的一个正数；若是，则进入ST19；若否，则进入ST18；
ST17：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出第一辅助电压V1，进入ST1a；
ST18：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出V1+A的电压，进入ST1a；
ST19：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出第二辅助电压V2，进入ST1a；
ST1a：充电设备与充电桩上的插座插接连接确认，进入ST2；
ST1b：充电设备与充电桩上的插座连接异常，充电桩上给出重新连接的提示信息。
进一步的，所述充电桩的插头包括9根插针，通过电缆与充电桩内部的相应线路或单元连接，插座设置在需要利用充电桩充电的充电设备上，所述的插头包括充电模块、充电方式识别模块和信息检测与监控模块，所述的插头中的插针包括第一插针DC+/L，第二插针DC-/N，第三插针PE，第四插针A+，第五插针A-，所述的充电模块包括第一插针DC+/L、第二插针DC-/N、第三插针PE；所述的第四插针A+、第五插针A-组成充电桩的充电方式识别模块，所述的信息检测与监控模块用插头内的其他插针进行实现，所述的信息检测与监控模块包括第六插针CC1、第七插针CC2、第八插针S+、第九插针S-)，所述的充电模块、充电方式识别模块和信息检测与充电桩管理模块进行电连接，在插座内设置有与插针对应数量和位置的插孔，所述插座设置在交流充电电动设备上时，插座内与充电方式识别模块对应的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部为断路；所述插座设置在直流充电电动设备上时，插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部为通路。
进一步的，在ST2中，包括如下的检测步骤：
ST20：启动充电接口识别模块；
ST21：判断插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部是否为通路；若是，则进入ST22；若否，则进入ST23；
ST22：确定充电设备的充电接口为直流充电方式的接口，进入ST24；
ST23：确定充电设备的充电接口为交流充电方式的接口，进入ST24；
ST24；确定充电电路，进入ST3。
进一步的，所述的充电桩通过通信模块与服务器连接，充电桩与服务器通过握手确认建立连接关系，在ST2中，包括如下的检测步骤：
ST200：充电桩与服务器握手确认；
ST201：充电桩的检测模块能否读取充电设备的设备识别标志；若是，则进入ST202；若否，则进入ST20；
ST202:将充电设备的识别标识切换成长连接请求；
ST203：充电桩管理模块利用http协议封装所述设备标识和切换长连接请求，得到http请求，向服务器发送所述http请求；
ST204：得到充电设备的配置信息，并能够读取服务器内预设的充电配置信息，进入ST24；
ST20：启动充电接口识别模块；
ST21：判断插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部是否为通路；若是，则进入ST22；若否，则进入ST23；
ST22:确定充电设备的充电接口为直流充电方式的接口，进入ST24；
ST23:确定充电设备的充电接口为交流充电方式的接口，进入ST24；
ST24：确定充电电路，进入ST3。
8.进一步的，在ST3中，包括如下的检测步骤：
ST30：启动充电桩远程检测系统；
ST31：充电桩管理模块获取充电桩的状态信息，并判断充电桩是否存在故障；若是，则进入ST36；若否，则进入ST32；
ST32：检测模块检测充电设备的状态信息并反馈给充电桩管理模块；
ST33：充电桩管理模块判断服务器内是否有充电设备的状态信息；若是，则接入ST34；若否，则进入ST35；
ST34：充电桩管理模块判断充电设备状态信息与服务器内的充电设备的状态信息是否一致；若否，则进入ST36；若是，则进入ST37；
ST35：充电桩管理模块根据所述充电数据建立实时模型，并将所述实时模型与标准模型进行比对，比对信息判断是否一致；若否，则进入ST36；若是，则进入ST37；
ST36：充电桩管理模块提示充电故障；
ST37：充电设备的状态信息正常，进入ST4。
进一步的，在ST4中，包括如下的检测步骤：
ST40：检测模块检测充电设备目标电池的电压值并反馈给充电桩管理模块，充电桩管理模块确定所述充电设备目标电池的目标规格属性；
ST41：充电桩管理模块根据目标电池的目标规格属性，将目标电池的充电过程设置为m个充电阶段，设定电池充电过程的第m个充电阶段的充电电流值Im，其中，Im小于Im-1，m为大于1的整数；
ST42：启动计数器；
ST43：计数器读数为n-1，n的初始值为2；
ST44：在第n-1个充电阶段，对充电设备的电池以电流In-1进行充电，n≤m，n≥2且为整数；基于In-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定所述指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；
ST45：充电桩持续对所述电池以电流In-1进行充电；
ST46：每隔ΔT,判断当前电池充电电压是否小于所述指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；若是，则进入ST47；若否，则返回至ST45；
ST47：进入第n个充电阶段；
ST48：充电桩管理模块判断是否n<m；若是，则进入ST49，若否，则进入ST410；
ST49：计数器读数加1，返回至ST43；
ST410：充电结束。
进一步的，在ST4中，充电桩的检测模块实时监测充电桩的状态信息以及充电设备的状态信息，并反馈至充电桩管理模块，充电桩管理模块将获得的充电桩和充电设备的状态信息与服务器内的状态信息或者标准信息进行比对，若接收到的状态信息值超出预设的相应的状态信息的阈值，则对异常的状态信息进行显示，并停止充电。
相对于现有技术，本发明所述的交直流通用充电桩的充电方法具有以下优势：
(1)本发明所述的交直流通用充电桩的充电方法，保障充电设备(尤指电动汽车，可以为纯电动汽车或者混合动力新能源电动汽车)能够可靠、灵活接入电网进行充电，采用统一的插头、插座进行充电可以提高充电的灵活性，避免错插、误插带来的安全隐患，提高充电位置的使用效率，减少充电站的土地建设面积，从而节约土地，减少基础建设成本，通过设置的充电前的检测确认程序和充电过程中对充电桩的运行状态和环境进行实时监控的步骤，大大提高了充电桩充电高效、稳定、安全的目的。
(2)本发明所述的交直流通用充电桩的充电方法，适用于充电桩、充电站、无人值守充电站的集中式管理智能充电系统，实现充电桩的智能化充电，通过对充电程序启动前的充电桩及充电设备的检测，避免对充电设备造成二次损坏，保证充电的安全性，在充电过程中，采用分步充电的充电方式，在每个充电阶段，以该充电阶段对应的充电电流值对电池进行充电，充电过程中，通过不断检测充电设备的充电电压。当检测的电池充电电压达到该充电阶段的充电截止电压值时，进入下一个充电阶段。并且，当监测的电池充电电压达到最后一个充电阶段的充电截止电压值时，停止充电，从而达到提升电池充电速度和充电效率，避免出现过充风险，从而优化电芯的使用寿命和充电安全，在充电过程中实时的监测充电桩的运行状态和环境，保障充电桩安全稳定的运行，在各种事故下，具备准确判断和快速应变的处理能力，及时的处理运行过程中的各种突发情况，减少事故的发生和最大限度降低事故造成的损失，提高充电桩的安全保障和电网的安全运行。
本发明的另一目的在于提出一种交直流通用充电桩的充电系统，所述充电系统采用如上述所述的交直流通用充电桩的充电方法。
所述交直流通用充电桩的充电系统与上述交直流通用充电桩的充电方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述充电方法的流程示意图；
图2为本发明实施例所述充电方法中充电设备与充电桩插接确认的流程示意图；
图3为本发明实施例所述充电方法中充电设备与充电桩插接确认的第二种流程示意图；
图4为本发明实施例所述充电方法中充电接口识别及确定充电电路的流程示意图；
图5为本发明实施例所述充电方法中第二种充电接口识别及确定充电电路的流程示意图；
图6为本发明实施例所述充电方法中检测充电桩及充电设备状态信息是否正常的流程示意图；
图7为本发明实施例所述充电方法中充电过程管理的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，如图1～6所示，本发明公开了一种交直流通用充电桩的充电方法，所述充电桩包括：
交直流通用充电插座，设置在充电桩上，用于与充电设备插接连接，实现充电桩与充电设备的联通；
辅助电源模块：在执行充电程序之前对充电设备供电，用于控制充电桩向充电设备输出适合的电压，完成充电前的信息检测及确认；
检测模块：包括开关装置、电压互感器、电流互感器、断路器、温度传感器和烟感传感器、交直流组合充电接口识别模块以及充电设备状态获取模块，所述检测模块，与充电桩相连接，用于测量所述充电桩的充电数据、充电设备的状态数据，并且能够将所获取的充电接口识别信息、充电设备的状态数据、充电数据发送至所述充电桩管理模块；
充电桩管理模块：内置充电控制芯片，接收检测模块发送的检测信息，对充电桩的运行状态和环境进行实时监测和管理，并向执行模块发出充断电信息；
执行模块，包括充断电控制器，根据充电桩管理模块的充断电信息，进行充断电控制；
充电结算模块，在充电开始时，执行模块向充电桩管理模块发出计费请求，充电断开后，执行模块向充电桩管理模块发出结算请求，充电桩管理模块根据收到的计费请求和结算请求的时间信息以及电价信息得出消费信息；其充电方法包括如下的步骤：
ST1：充电桩与充电设备进行连接确认；
ST2：充电接口识别及充电电路的选择确认；
ST3：判断充电设备的状态信息是否正常，若正常，则充电桩管理模块向执行模块发出充电信息，充电电路向充电设备供电，执行充电程序；
ST4：执行充电程序，并在充电过程中，对充电桩的运行状态和环境进行实时监测和管理；
ST5：充电完成后，充电桩管理模块向充断电控制器发出断电指令，停止充电，并完成充电结算。
作为本发明的示例，在充电过程中，充电桩采用现有技术中任意一种计费平台完成充电结算，例如通过计时器检测充电桩给充电设备充电的时间，根据电价信息，计算出实际消费信息，通过预存或者最终结算完成充电结算，若出现充电设备电量充满或者消费余额不足的状态，充电桩管理模块判定为充电完成。
本发明公开的交直流通用充电桩的充电方法，充电桩通过接入的市电或者充电站控制中心接入的变电站以及其它诸如太阳能、风力发电等可再生能源提供的电力输入，辅助电源模块通过接入的市电进行供电，辅助电源模块的供电单元与充电桩的供电单元可以采用相同的供电单元，也可以为单独的供电的单元，在使用时，首先将充电桩与充电设备进行插接连接，并且确认是否插接可靠，从而保证检测模块检测数据的可靠性及真实性，进而对下一步的选择判断提供精准的信息支持；充电桩与充电设备建立可靠连接后，启动检测模块的开关装置，对充电桩以及充电设备进行信息检测，避免检测模块持续启动带来的资源浪费；启动检测模块后，首先进行充电接口识别的信息确认，并选择适用的直流充电电路或交流充电电路，然后检测充电设备的状态信息是否异常，只有充电设备的状态信息处于正常状态下，充电桩才能开始执行充电程序，向用电设备进行充电，并且在充电过程中对充电桩的运行状态和环境进行实时监控，保证充电过程安全可靠。
本发明所述的交直流通用充电桩的充电方法保障充电设备(尤指电动汽车，可以为纯电动汽车或者混合动力新能源电动汽车)能够可靠、灵活接入电网进行充电，采用统一的插头、插座进行充电可以提高充电的灵活性，避免错插、误插带来的安全隐患，提高充电位置的使用效率，减少充电站的土地建设面积，从而节约土地，减少基础建设成本，通过设置的充电前的检测确认程序和充电过程中对充电桩的运行状态和环境进行实时监控的步骤，大大提高了充电桩充电高效、稳定、安全的目的。
实施例2，如图2所示，作为本发明的一个较佳实施例，在ST1中，包括如下的检测步骤：
ST10：充电设备的插座与充电桩上的插头插接连接；
ST11：判断充电装上辅助充电电源模块指示灯是否亮起；若是，进入ST1a；若否，则进入ST1b；
ST1a：充电设备与充电桩上的插座插接连接确认，进入ST2；
ST1b：充电设备与充电桩上的插座连接异常，充电桩上给出重新连接的提示信息。
在本发明的示例中，在充电之前，首先要启动充电桩上的检测模块，检测充电桩以及充电设备的信息是否正常，而检测模块的运行需要辅助电源模块予以供电，因此，将充电装上辅助充电电源模块指示灯是否亮起作为充电设备的插座与充电桩上的插头可靠连接的判断条件，只有当充电设备的插座与充电桩上的插头可靠连接时，充电装上辅助充电电源模块才能启动，进而辅助充电电源模块指示灯才会亮起，使得检测模块能够带电运行；否则的话，充电装上辅助充电电源模块处于关闭状态，辅助充电电源模块指示灯也不会通电，此时，则表明充电设备的插座与充电桩上的插头连接异常，充电桩上给出重新连接的提示信息，一般通过显示模块进行提示，可以为液晶显示器、语音通报提醒或者其它声、光提示音进行提示，其它步骤与其它实施例相同。
该设置将充电桩与充电设备的可靠连接判断以及辅助充电电源模块启动上电的步骤结合起来，简化了操作步骤，并且保证了充电桩与充电设备连接确认的精准性，也为检测模块的运行提供了电力支撑。
实施例3，优选的，如图3所示，作为本发明的一个示例，在ST1中，包括如下的检测步骤：
ST10：充电设备的插座与充电桩上的插头插接连接；
ST11：判断充电装上辅助充电电源模块指示灯是否亮起；若是，进入ST12；若否，则进入ST1b；
ST12：辅助充电电源模块上电开始，通过CAN总线向充电设备发送辅助充电电流，使充电桩与充电设备进入联通状态；
ST13：充电桩管理模块控制所述辅助电源输出第一辅助电压V1，并检测此时的辅助输出电流I1；
ST14：充电桩管理模块检测充电设备的管理模块是否正常工作；若是，则进入ST17；若否，则进入ST15；
ST15：充电桩管理模块控制所述辅助电源的输出电压值逐步提升,直至所述辅助电源的输出电流达到I2，I2为辅助电源的输出电流的极限值，获得第二辅助电压V2；
ST16：判断是否V2－V1≥A，A为预设的一个正数；若是，则进入ST19；若否，则进入ST18；
ST17：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出第一辅助电压V1，进入ST1a；
ST18：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出V1+A的电压，进入ST1a；
ST19：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出第二辅助电压V2，进入ST1a；
ST1a：充电设备与充电桩上的插座插接连接确认，进入ST2；
ST1b：充电设备与充电桩上的插座连接异常，充电桩上给出重新连接的提示信息。
在该实施例中，将辅助充电电源模块可输出第一辅助电压V1、第二辅助电压V2及第一辅助电压V1、第二辅助电压V2之间的任意电压，充电设备的管理模块用于检测并传输充电设备的配置信息及状态信息，第一辅助电压V1一般为一个较小的电压值，14V≥V1≥5V，优选的，V1＝12V，辅助电源的输出电流I2为辅助电源的输出电流的极限值，辅助充电电源模块将充电桩与充电设备联通时提供的最大电流I2≤10A。因为我国规定的安全电压为36V，且各种类型充电设备的允许输入电压一般为12V、24V或者在9V至36V范围内的任意值，若本步骤中辅助充电电源模块直接输出较高的电压，如24V，而与充电设备连接的所述电源适配单元的允许输入电压为12V时，则由于所述辅助充电电源模块输出电压与所述充电设备的电源适配单元的允许输入电压间存在较大电压差而引起所述充电式设备受损；故本步骤中辅助充电电源模块的初始输出12V的电压；即，第一辅助电压V1为电压值较低的电压，若辅助充电电源模块较低的输出电压不足以满足充电设备的管理模块正常工作时，则逐步提高辅助充电电源模块的输出电压，直至辅助充电电源模块的输出电流达到辅助充电电源模块预设的最大电流I2，获得此时输出的第二辅助电压V2，并判断V2与V1的差值是否大于A，A为预设的一个电压差值，A一般取值为12V，其它步骤与其它实施例相同。
该设置通过对辅助充电电源模块的输出电压刚开始取一个较低电压值进行输出，避免对充电设备造成损坏，并且根据需要适当调节辅助充电电源模块的输出电压，使得充电桩以及充电设备联通可靠，能够安全、稳定并且准确的进行充电桩与充电设备之间的信息反馈。
实施例4，作为本发明的一个示例，所述充电桩的插头包括9根插针，通过电缆与充电桩内部的相应线路或单元连接，插座设置在需要利用充电桩充电的充电设备上，所述的插头包括充电模块、充电方式识别模块和信息检测与监控模块，所述的插头中的插针包括第一插针DC+/L，第二插针DC-/N，第三插针PE，第四插针A+，第五插针A-，所述的充电模块包括第一插针DC+/L、第二插针DC-/N、第三插针PE；所述的第四插针A+、第五插针A-组成充电桩的充电方式识别模块，所述的信息检测与监控模块用插头内的其他插针进行实现，所述的信息检测与监控模块包括第六插针CC1、第七插针CC2、第八插针S+、第九插针S-)，所述的充电模块、充电方式识别模块和信息检测与充电桩管理模块进行电连接，在插座内设置有与插针对应数量和位置的插孔，所述插座设置在交流充电电动设备上时，插座内与充电方式识别模块对应的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部为断路；所述插座设置在直流充电电动设备上时，插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部为通路；在ST2中，包括如下的检测步骤：
ST20：启动充电接口识别模块；
ST21：判断插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部是否为通路；若是，则进入ST22；若否，则进入ST23；
ST22:确定充电设备的充电接口为直流充电方式的接口，进入ST24；
ST23:确定充电设备的充电接口为交流充电方式的接口，进入ST24；
ST24；确定充电电路，进入ST3。
该设置通过设置的交直流通用的插头及插座，插头设置在充电桩上，插座设置在充电设备上，通过插头内的第四插针A+，第五插针A-以及插座内的第四插孔、第五插孔，在充电桩插头与插座可靠连接且辅助充电电源已经上电后，判断插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部是否为通路完成充电方式的判断，通过统一的充电桩插头，能够匹配不同充电方式的充电设备，从而达到节约用地，提高充电桩通用性的目的，其它步骤同其它实施例。
实施例5，作为本发明的一个示例，如图5所示，所述的充电桩通过通信模块与服务器连接，充电桩与服务器通过握手确认建立连接关系，在ST2中，包括如下的检测步骤：
ST200：充电桩与服务器握手确认；
ST201：充电桩的检测模块能否读取充电设备的设备识别标志；若是，则进入ST202；若否，则进入ST20；
ST202:将充电设备的识别标识切换成长连接请求；
ST203：充电桩管理模块利用http协议封装所述设备标识和切换长连接请求，得到http请求，向服务器发送所述http请求；
ST204：得到充电设备的配置信息，并能够读取服务器内预设的充电配置信息，进入ST24；
ST20：启动充电接口识别模块；
ST21：判断插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部是否为通路；若是，则进入ST22；若否，则进入ST23；
ST22:确定充电设备的充电接口为直流充电方式的接口，进入ST24；
ST23:确定充电设备的充电接口为交流充电方式的接口，进入ST24；
ST24：确定充电电路，进入ST3。
在本发明的示例中，所述服务器与充电备之间可以使用任何合适的网络协议进行通信，包括在本申请提交日尚未开发出的网络协议。所述网络协议例如可以包括TCP/IP协议、UDP/IP协议、http协议、https协议等，优选http协议。当然，所述网络协议例如还可以包括在上述协议之上使用的RPC协议(Remo te Proced ure Ca ll Pro tocol，远程过程调用协议)、REST协议(Representational State Transfer，表述性状态转移协议)等。作为本发明的示例，所述充电桩与服务器之间的通信连接采用现有技术中任意一种握手方式进行通信连接，在此不再一一赘述。例如特别定义了一个通信协议，该通信协议的一个数据传输周期的通信帧包括顺序排列的发起位、读写位、地址位以及数据位，其中发起位用于通知一个数据传输周期开始，读写位用于表示该周期内主控芯片是向辅助芯片发送数据还是从辅助芯片读取数据，数据位用于携带数据，地址位用于表示数据位中数据的用途。充电桩的检测模块通过读取充电设备的数据特征，数据特征可以包含多项特征数据，将充电设备的数据特征与服务器中的数据特征进行相似度比对，充电设备的数据特征可以通过充电设备上设置的二维码信息、图像信息、电子标签中的任意一种或两种结合的方式被检测模块识别并获得，然后反馈给充电桩管理模块，充电桩管理模块将获得的充电设备的数据特征与服务器中的数据特征进行相似度比对，通过该相似度来识别充电设备，即根据服务器中的数据特征来确定充电设备的唯一标识，判断能否读取充电设备的设备识别标志，该设置通过利用http协议与服务器完成一次握手后，使用websocket协议与服务器建立长连接进行通讯，在客户端未向所述服务器发送请求的情况下，服务器依然可以发送响应至客户端以实现用户不在充电装置上进行长久操作即可完成充电过程的任务。
在充电桩插头与插座可靠连接且辅助充电电源已经上电后，充电桩的检测模块的开关装置启动，该设置通过将充电桩与服务器进行通信连接，一方面便于检测信息与标准信息的比对，获得精准的操作信息并能够可靠执行，简化用户操作。
实施例6，如图6所示，作为本发明的一个示例，在ST3中，包括如下的检测步骤：
ST30：启动充电桩远程检测系统；
ST31：充电桩管理模块获取充电桩的状态信息，并判断充电桩是否存在故障；若是，则进入ST36；若否，则进入ST32；
ST32：检测模块检测充电设备的状态信息并反馈给充电桩管理模块；
ST33：充电桩管理模块判断服务器内是否有充电设备的状态信息；若是，则接入ST34；若否，则进入ST35；
ST34：充电桩管理模块判断充电设备状态信息与服务器内的充电设备的状态信息是否一致；若否，则进入ST36；若是，则进入ST37；
ST35：充电桩管理模块根据所述充电数据建立实时模型，并将所述实时模型与标准模型进行比对，比对信息判断是否一致；若否，则进入ST36；若是，则进入ST37；
ST36：充电桩管理模块提示充电故障；
ST37：充电设备的状态信息正常，进入ST4。
在本实施例中，所述充电桩的状态信息，为所述充电桩在充电时的相关数据。所述充电桩的状态信息可以包括但不限于：市电相关数据，如引入的市电电压、电流、频率、用电量；功率发送单元(PTC)相关数据，如电压、电流、频率的输入与输出值，以及设备温度；充电线圈(PRC)相关数据，如输入电压、电流、频率及设备温度；与该充电桩相关的其它指标，如设备温度、周围环境温度和湿度、水淹及门禁告警等等。
所述充电设备的状态信息，为所述充电设备在充电时的相关数据。所述充电设备的状态信息包括但不限于：车载线圈(PUC)相关数据，如输出电压、电流、频率及设备温度；车载功率接收单元(PPC)相关数据，如电压、电流、频率的输入与输出值，以及设备温度；所述充电设备蓄电池电量、温度信息；所述充电设备其它提示信息，如车门窗未关、钥匙未拔、车内环境温度等。
具体的，充电桩的状态信息以及充电设备的状态信息，可以通过充电桩上设置的检测模块中的感应器、传感器、互感器等获得，例如：可以在充电桩的输入端设置用于检测电压、电流、频率等等的传感器，以检测市电相关数据，如引入的市电电压、电流、频率、用电量等等。
该设置通过检测模块对充电桩和充电设备的状态信息进行采集，并将采集到的状态信息反馈至充电桩管理模块，充电桩管理模块将获得的充电桩和充电设备的状态信息与服务器内的状态信息或者标准模型的状态信息进行比对，本实施中的标准模型为在服务器内根据参数相同或者接近的充电桩、充电设备的状态信息建立的预设的正常工作状态下的状态信息模型，使得及时判断充电桩以及充电设备是否异常，避免造成充电桩或者充电设备的进一步损坏，将检测到的异常信息进行显示并提示故障，使得用户能够根据显示信息快速掌握故障信息，进行故障排查和处理，保护用户充电设备充电时的安全性。
实施例7，如图7所示，作为本发明的一个示例，在ST4中，包括如下的检测步骤：
ST40：检测模块检测充电设备目标电池的电压值并反馈给充电桩管理模块，充电桩管理模块确定所述充电设备目标电池的目标规格属性；
ST41：充电桩管理模块根据目标电池的目标规格属性，将目标电池的充电过程设置为m个充电阶段，设定电池充电过程的第m个充电阶段的充电电流值Im，其中，Im小于Im-1，m为大于1的整数；
ST42：启动计数器；
ST43：计数器读数为n-1，n的初始值为2；
ST44：在第n-1个充电阶段，对充电设备的电池以电流In-1进行充电，n≤m，n≥2且为整数；基于In-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定所述指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；
ST45：充电桩持续对所述电池以电流In-1进行充电；
ST46：每隔ΔT,判断当前电池充电电压是否小于所述指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；若是，则进入ST47；若否，则返回至ST45；
ST47：进入第n个充电阶段；
ST48：充电桩管理模块判断是否n<m；若是，则进入ST49，若否，则进入ST410；
ST49：计数器读数加1，返回至ST43；
ST410：充电结束。
本实施例限定一种具体的充电程序，其它步骤同其它实施例，将电池充电过程设置多个充电阶段，m至少为2，每个充电阶段对应的充电电流值随着充电过程中充电阶段的顺序递减，充电电流值的递减值可以为预设的I0，例如I0等于0.5A；也可以为服务器内预先设置的充电阶段的阶段数m与递减值的函数关系式，根据检测的SOC和预先建立的电池内阻随SOC的函数关系式，得到充电过程中指定时刻的电池内阻；并根据该指定时刻的电池内阻和该充电阶段的充电电流，计算该充电阶段的充电截止电压，采集充电过程的电压数据，在ST46中的ΔT，既可以为预设的一个时间参数，例如ΔT为30s～180s中的任意时间值，也可以为服务器内预先设置的充电阶段的阶段数m的函数关系式，例如，ΔT＝-0.0783(m+45)3+14.032(m+45)2-813.19m-21191，m为大于等于2的正整数，当电池充电电压达到计算得到的该充电阶段的充电截止电压值时，进入下一个充电阶段，通过上述电池充电方法，可以提升电池充电速度和充电效率，避免出现过充风险，优化电芯的使用寿命和充电安全，达到缓解了传统的充电桩对蓄电池充电时易损坏蓄电池的技术问题。
实施例8，作为本发明的一个示例，在ST4中，充电桩的检测模块实时监测充电桩的状态信息以及充电设备的状态信息，并反馈至充电桩管理模块，充电桩管理模块将获得的充电桩和充电设备的状态信息与服务器内的状态信息或者标准信息进行比对，若接收到的状态信息值超出预设的相应的状态信息的阈值，则对异常的状态信息进行显示，并停止充电。
该设置便于在充电过程中对整个充电过程进行实时监控，将充电桩的实时电压、电流、短路、断路、漏电、温度、烟感和周边安防信息采集到充电桩管理模块，并设定相应的阈值，当某一状态信息即将达到阈值时发出预警信息，并在显示模块中展示出来，当某一状态信息达到并且超过阈值限定值时，充电桩管理模块向充断电控制器发出断电指令，停止充电，并且在显示模块中展示出来该状态信息的异常，以便进行故障排查，从而实现充电桩的运行状态和环境实时监测功能，保证充电过程安全可靠。
本发明提供的交直流通用充电桩的充电方法，适用于充电桩、充电站、无人值守充电站的集中式管理智能充电系统，实现充电桩的智能化充电，通过对充电程序启动前的充电桩及充电设备的检测，避免对充电设备造成二次损坏，保证充电的安全性，在充电过程中，采用分步充电的充电方式，在每个充电阶段，以该充电阶段对应的充电电流值对电池进行充电，充电过程中，通过不断检测充电设备的充电电压。当检测的电池充电电压达到该充电阶段的充电截止电压值时，进入下一个充电阶段。并且，当监测的电池充电电压达到最后一个充电阶段的充电截止电压值时，停止充电，从而达到提升电池充电速度和充电效率，避免出现过充风险，从而优化电芯的使用寿命和充电安全，在充电过程中实时的监测充电桩的运行状态和环境，保障充电桩安全稳定的运行，在各种事故下，具备准确判断和快速应变的处理能力，及时的处理运行过程中的各种突发情况，减少事故的发生和最大限度降低事故造成的损失，提高充电桩的安全保障和电网的安全运行。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种交直流通用充电桩的充电方法，其特征在于，所述充电桩包括：
交直流通用充电插座，设置在充电桩上，用于与充电设备插接连接，实现充电桩与充电设备的联通；
所述充电桩的插头包括9根插针，通过电缆与充电桩内部的相应线路或单元连接，插座设置在需要利用充电桩充电的充电设备上，所述的插头包括充电模块、充电方式识别模块和信息检测与监控模块，所述的插头中的插针包括第一插针DC+/L，第二插针DC-/N，第三插针PE，第四插针A+，第五插针A-，所述的充电模块包括第一插针DC+/L、第二插针DC-/N、第三插针PE；所述的第四插针A+、第五插针A-组成充电桩的充电方式识别模块，所述的信息检测与监控模块用插头内的其他插针进行实现，所述的信息检测与监控模块包括第六插针CC1、第七插针CC2、第八插针S+、第九插针S-)，所述的充电模块、充电方式识别模块和信息检测与充电桩管理模块进行电连接，在插座内设置有与插针对应数量和位置的插孔，所述插座设置在交流充电电动设备上时，插座内与充电方式识别模块对应的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部为断路；所述插座设置在直流充电电动设备上时，插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部为通路；
辅助电源模块：在执行充电程序之前对充电设备供电，用于控制充电桩向充电设备输出适合的电压，完成充电前的信息检测及确认；
检测模块：包括开关装置、电压互感器、电流互感器、断路器、温度传感器和烟感传感器、交直流组合充电接口识别模块以及充电设备状态获取模块，所述检测模块，与充电桩相连接，用于测量所述充电桩的充电数据、充电设备的状态数据，并且能够将所获取的充电接口识别信息、充电设备的状态数据、充电数据发送至所述充电桩管理模块；
充电桩管理模块：内置充电控制芯片，接收检测模块发送的检测信息，对充电桩的运行状态和环境进行实时监测和管理，并向执行模块发出充断电信息；
执行模块，包括充断电控制器，根据充电桩管理模块的充断电信息，进行充断电控制；
充电结算模块，在充电开始时，执行模块向充电桩管理模块发出计费请求，充电断开后，执行模块向充电桩管理模块发出结算请求，充电桩管理模块根据收到的计费请求和结算请求的时间信息以及电价信息得出消费信息；其充电方法包括如下的步骤：
ST1：充电桩与充电设备进行连接确认；
其中，在ST1中，包括如下的检测步骤：
ST10：充电设备的插头与充电桩上的插座插接连接；
ST11：判断充电装上辅助充电电源模块指示灯是否亮起；若是，进入ST12；若否，则进入ST1b；
ST12：辅助充电电源模块上电开始，通过CAN总线向充电设备发送辅助充电电流，使充电桩与充电设备进入联通状态；
ST13：充电桩管理模块控制所述辅助电源输出第一辅助电压V1，并检测此时的辅助输出电流I1；
ST14：充电桩管理模块检测充电设备的管理模块是否正常工作；若是，则进入ST17；若否，则进入ST15；
ST15：充电桩管理模块控制所述辅助电源的输出电压值逐步提升,直至所述辅助电源的输出电流达到I2，I2为辅助电源的输出电流的极限值，获得第二辅助电压V2；
ST16：判断是否V2－V1≥A，A为预设的一个正数；若是，则进入ST19；若否，则进入ST18；
ST17：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出第一辅助电压V1，进入ST1a；
ST18：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出V1+A的电压，进入ST1a；
ST19：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出第二辅助电压V2，进入ST1a；
ST1a：充电设备与充电桩上的插座插接连接确认，进入ST2；
ST1b：充电设备与充电桩上的插座连接异常，充电桩上给出重新连接的提示信息；
ST2：充电接口识别及充电电路的选择确认；
所述的充电桩通过通信模块与服务器连接，充电桩与服务器通过握手确认建立连接关系，在ST2中，包括如下的检测步骤：
ST200：充电桩与服务器握手确认；
ST201：充电桩的检测模块能否读取充电设备的设备识别标志；若是，则进入ST202；若否，则进入ST20；
ST202:将充电设备的识别标识切换成长连接请求；
ST203：充电桩管理模块利用http协议封装所述设备标识和切换长连接请求，得到http请求，向服务器发送所述http请求；
ST204：得到充电设备的配置信息，并能够读取服务器内预设的充电配置信息，进入ST24；
ST20：启动充电接口识别模块；
ST21：判断插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部是否为通路；若是，则进入ST22；若否，则进入ST23；
ST22:确定充电设备的充电接口为直流充电方式的接口，进入ST24；
ST23:确定充电设备的充电接口为交流充电方式的接口，进入ST24；
ST24：确定充电电路，进入ST3；
ST3：判断充电设备的状态信息是否正常，若正常，则充电桩管理模块向执行模块发出充电信息，充电电路向充电设备供电，执行充电程序；
在ST3中，包括如下的检测步骤：
ST30：启动充电桩远程检测系统；
ST31：充电桩管理模块获取充电桩的状态信息，并判断充电桩是否存在故障；若是，则进入ST36；若否，则进入ST32；
ST32：检测模块检测充电设备的状态信息并反馈给充电桩管理模块；
ST33：充电桩管理模块判断服务器内是否有充电设备的状态信息；若是，则接入ST34；若否，则进入ST35；
ST34：充电桩管理模块判断充电设备状态信息与服务器内的充电设备的状态信息是否一致；若否，则进入ST36；若是，则进入ST37；
ST35：充电桩管理模块根据所述充电数据建立实时模型，并将所述实时模型与标准模型进行比对，比对信息判断是否一致；若否，则进入ST36；若是，则进入ST37；
ST36：充电桩管理模块提示充电故障；
ST37：充电设备的状态信息正常，进入ST4；
ST4：执行充电程序，并在充电过程中，对充电桩的运行状态和环境进行实时监测和管理；
在ST4中，包括如下的检测步骤：
ST40：检测模块检测充电设备目标电池的电压值并反馈给充电桩管理模块，充电桩管理模块确定所述充电设备目标电池的目标规格属性；
ST41：充电桩管理模块根据目标电池的目标规格属性，将目标电池的充电过程设置为m个充电阶段，设定电池充电过程的第m个充电阶段的充电电流值Im，其中，Im小于Im-1，m为大于1的整数；
ST42：启动计数器；
ST43：计数器读数为n-1，n的初始值为2；
ST44：在第n-1个充电阶段，对充电设备的电池以电流In-1进行充电，n≤m，n≥2且为整数；基于In-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定所述指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；
ST45：充电桩持续对所述电池以电流In-1进行充电；
ST46：每隔ΔT,判断当前电池充电电压是否小于所述指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；若是，则进入ST47；若否，则返回至ST45；
ST47：进入第n个充电阶段；
ST48：充电桩管理模块判断是否n<m；若是，则进入ST49，若否，则进入ST410；
ST49：计数器读数加1，返回至ST43；
ST410：充电结束；
ST5：充电完成后，充电桩管理模块向充断电控制器发出断电指令，停止充电，并完成充电结算。
2.根据权利要求1所述的交直流通用充电桩的充电方法，其特征在于，在ST4中，充电桩的检测模块实时监测充电桩的状态信息以及充电设备的状态信息，并反馈至充电桩管理模块，充电桩管理模块将获得的充电桩和充电设备的状态信息与服务器内的状态信息或者标准信息进行比对，若接收到的状态信息值超出预设的相应的状态信息的阈值，则对异常的状态信息进行显示，并停止充电。
3.一种交直流通用充电桩的充电系统，其特征在于，所述充电系统采用如权利要求1或2所述的交直流通用充电桩的充电方法。
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