CN112816817B - 一种切换单元状态检测方法及应用装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的切换单元状态检测方法及应用装置，应用于直流充电技术领域，该方法在控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压之后，控制充电桩内与各LLC的输出端相连的切换单元动作，然后获取各LLC的实测端口电压和充电桩的总输出电压，根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各切换单元是否发生粘连或断连。本发明以充电桩输出的预设端口电压为实现基础，可以基于各LLC的实测端口电压与充电桩的总输出电压的大小关系，检测各切换单元是否发生粘连或断连，进而不再依赖外接蓄电池，从而解决现有技术存在的问题。

Description

一种切换单元状态检测方法及应用装置

技术领域

本发明涉及直流充电技术领域，特别涉及一种切换单元状态检测方法及应用装置。

背景技术

参见图1，图1是现有技术中一种直流充电桩的结构框图，该充电桩内设置有多个谐振电路LLC，且各LLC的输出端之间还连接有切换单元，图1中以K1、K2和K3示出，通过改变各切换单元的连接状态可以调整充电桩的输出电压，从而适应不同充电需求。

基于上述内容可知，充电桩内切换单元的工作状态对于充电桩能否正常工作起到至关重要的作用，因此，需要对充电桩内切换单元是否发生粘连进行检测。如图1所示，目前常用的切换单元状态检测方法，在进行检测的过程中，需要外接蓄电池，利用电池电压在切换单元两端产生的电压差判断切换单元是否发生粘连，但是，为了保护充电桩内的功率因数校正电路PFC、谐振电路LLC等充电电路，需要在充电桩输出侧额外加入防反二极管，这将导致现有的切换单元状态检测方法无法使用，而如果把防反二极管放到切换单元前端，多路LLC并联时会增加防反二极管的数量，进而增加硬件成本。

发明内容

本发明提供一种切换单元状态检测方法及应用装置，依据充电桩启动后各LLC的实测端口电压与充电桩总输出电压的大小关系，检测各切换单元是否发生粘连，不再依赖外接蓄电池，从而解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种切换单元状态检测方法，包括：

控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压；

控制所述充电桩内与各所述LLC的输出端相连的切换单元动作；

获取各所述LLC的实测端口电压和所述充电桩的总输出电压；

根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述切换单元是否发生粘连或断连。

可选的，所述控制所述充电桩内与各所述LLC的输出端相连的切换单元动作，包括：

控制所述充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元断开。

可选的，所述根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述切换单元是否发生粘连，包括：

若各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系满足粘连检测条件，判定各所述切换单元正常断开；

其中，所述粘连检测条件包括：各所述实测端口电压相等，且均大于所述总输出电压；

若各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系不满足所述粘连检测条件，判定至少一个所述切换单元发生粘连。

可选的，所述充电桩包括第一LLC和第二LLC；

所述若各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系不满足所述粘连检测条件，判定至少一个所述切换单元发生粘连，包括：

若VT＝VB≠VA，判定K1发生粘连；

若VT＝VA≠VB，判定K2发生粘连；

若VT＝VB>VA，判定K1和K3发生粘连；

若VT＝VA>VB，判定K2和K3发生粘连；

若VA＝VB＝VT<K，判定K1、K2和K3发生粘连；

若VT＝VA+VB，判定K3发生粘连；

若VT＝VA＝VB＞M，判定K1和K2发生粘连；

其中，VT表示所述总输出电压；

K1表示串联于所述第一LLC的正极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间的切换单元；

VA表示所述第一LLC的实测端口电压；

K2表示串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的负极输出端之间的切换单元；

VB表示所述第二LLC的实测端口电压；

K3表示串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间的切换单元；

K表示第一电压阈值；

M表示第二电压阈值。

可选的，在所述判定各所述切换单元正常之后，还包括：

按照所述充电桩内的各LLC的输出端并联连接的运行模式，控制目标切换单元闭合；

获取各所述实测端口电压与所述总输出电压，并根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述目标切换单元是否发生断连。

可选的，所述根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述目标切换单元是否发生断连，包括：

若各所述实测端口电压与所述总输出电压相等，判定各所述切换单元正常闭合；

若任一所述实测端口电压与所述总输出电压不相等，判定至少一个所述目标切换单元发生断连。

可选的，所述充电桩包括第一LLC和第二LLC；

所述若任一所述实测端口电压与所述总输出电压不相等，判定至少一个所述目标切换单元发生断连，包括：

若VA＝VB>VT，判定K1和K2发生断连；

若VT＝VA≠VB，判定K1发生断连；

若VT＝VB≠VA，判定K2发生断连；

其中，VT表示所述总输出电压；

K1表示目标切换单元，串联于所述第一LLC的正极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间；

VA表示所述第一LLC的实测端口电压；

K2表示目标切换单元，串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的负极输出端之间；

VB表示所述第二LLC的实测端口电压；

K3表示目标切换单元，串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间。

可选的，在所述判定各所述切换单元正常之后，还包括：

按照所述充电桩内的各LLC的输出端串联连接的运行模式，控制目标切换单元闭合；

获取各所述实测端口电压与所述总输出电压，并根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述目标切换单元是否发生断连。

可选的，所述根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述目标切换单元是否发生断连，包括：

若各所述实测端口电压之和与所述总输出电压相等，判定各所述目标切换单元正常闭合；

若各所述实测端口电压之和与所述总输出电压不相等，判定至少一个所述目标切换单元发生断连。

可选的，所述充电桩包括第一LLC和第二LLC；

所述若各所述实测端口电压之和与所述总输出电压不相等，判定至少一个所述目标切换单元发生断连，包括：

若VA+VB≠VT，判定K3发生断连；

其中，VT表示所述总输出电压；

VA表示所述第一LLC的实测端口电压；

VB表示所述第二LLC的实测端口电压；

K3表示目标切换单元，串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间。

可选的，所述控制所述充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元动作，包括：

按照所述充电桩内的各LLC的输出端并联连接的运行模式，控制所述充电桩内与各所述LLC的输出端相连的切换单元动作。

可选的，所述控制所述充电桩内与各所述LLC的输出端相连的切换单元动作，包括：

按照所述充电桩内的各LLC的输出端串联连接的运行模式，控制所述充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元动作。

可选的，在所述控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压之前，还包括：

控制所述充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元断开。

第二方面，本发明提供一种充电桩，包括：接入电路、功率因数校正电路PFC、多个谐振电路LLC、多个切换单元和充电控制器，其中，

所述接入电路的输入端与交流电网相连，所述接入电路的输出端与所述PFC的输入端相连；

所述PFC的输出端分别与各所述LLC的输入端相连；

各所述LLC的输出端与各所述切换单元相连；

所述充电控制器分别与所述接入电路、所述PFC、各所述LLC以及各所述切换单元的控制端相连；

所述充电控制器用于在上电启动完成后，执行本发明第一方面任一项所述的切换单元状态检测方法，以及，控制充电过程。

可选的，所述切换单元包括继电器。

第三方面，本发明提供一种充电站，包括：变压器、系统控制器，以及至少一台本发明第二方面任一项所述的充电桩，其中，

所述变压器的输入侧与交流电网相连，所述变压器的输出侧分别与各所述充电桩相连；

所述系统控制器分别与各所述充电桩相连，所述系统控制器用于控制各所述充电桩的工作状态。

本发明提供的切换单元状态检测方法，在控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压之后，然后控制充电桩内与各LLC的输出端相连的切换单元动作，即改变各切换单元的状态，相应的改变各LLC输出端之间的连接关系，然后获取各LLC的实测端口电压和充电桩的总输出电压，根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各切换单元是否发生粘连或断连。本发明以充电桩输出的预设端口电压为实现基础，由于对于确定的充电桩而言，改变切换单元的状态，会使得充电桩的总输出电压产生何种变化，以及总输出电压与端口电压之间是何种关系是确定的，如果切换单元粘连或断连，没有执行相应的动作，将使得所得实测端口电压和总输出电压不符合这一确定的关系，因此，可以基于各LLC的实测端口电压与充电桩总输出电压的大小关系，检测各切换单元是否发生粘连或断连，进而不再依赖外接蓄电池，从而解决现有技术存在的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中一种直流充电桩的结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种切换单元状态检测方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种切换单元状态检测方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的再一种切换单元状态检测方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的又一种切换单元状态检测方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的另一种切换单元状态检测方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的另一种切换单元状态检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为便于阐述本发明各项实施例提供的切换单元状态检测方法，首先对本发明中涉及的相关概念予以说明：

预设端口电压：结合图1所示，LLC的预设端口电压指的是LLC电路与切换单元之间，由LLC输出端提供的电压，预设端口电压是输出至下游电路的理论电压，其具体的大小可以由充电桩内设置的充电控制器控制。

实测端口电压：结合图1所示，实测端口电压指的是切换单元下游、由LLC提供的电压，在切换单元处于正常状态，并忽略传输线路压降的情况下，实测端口电压与预设端口电压是相等的。具体的，图1中VA所示即为第一LLC的实测端口电压，VB所示即为第二LLC的实测端口电压。一般情况下，充电桩内各个LLC的预设输出电压是相同的，因此，在上述前提条件下，应该有VA＝VB，但是，如果切换单元出现故障，则将导致各LLC的实测端口电压出现变化，而这一特征也是本发明各个实施例解决问题的关键条件之一。

充电桩的总输出电压：即充电桩输出给下游设备的电压，总输出电压的大小会因为充电桩内各个LLC输出端的连接关系的不同而相应的发生变化，并且，对于确定的充电桩而言，这种变化关系是确定的，一旦切换单元发生故障，将改变这一确定的电压关系，这一特征是本发明各实施例解决问题的关键条件之二。

粘连：向切换单元发送断开控制信号，如果切换单元无法响应断开控制信号，仍处于闭合状态，称为切换单元粘连。相应的检测过程则称为粘连检测或常粘检测。

断连：向切换单元发送闭合控制信号，如果切换单元无法响应闭合控制信号，仍处于断开状态，称为切换单元断连。相应的检测过程则称为断连检测或常断检测。

进一步的，充电桩内设置有不同用途且数量较多的开关单元，在本发明各个实施例中述及的切换单元特指与各LLC输出端相连，用于改变LLC输出端连接关系的开关单元，比如图1所示的K1、K2和K3，对于充电桩内存在的其他开关单元不再本发明讨论的范围内。

基于上述内容，本发明提供一种切换单元状态检测方法，本发明通过的检测方法可以应用于充电桩内设置的充电控制器，当然，也可以应用于充电桩内其他能够对切换单元进行动作控制，采集相应的实测端口电压和总输出电压并运行相应检测程序的控制器，在某些情况下，还可以应用于网络侧的服务器。

参见图2，图2是本发明实施例提供的一种切换单元状态检测方法的流程，该流程包括：

S100、控制充电桩内各LLC输出预设端口电压。

可选的，本发明提供是切换单元状态检测方法，主要目的是对充电桩内各个切换单元的工作状态进行检测，因此，在实际应用中，预设端口电压可以在保证检测过程安全、有效执行的前提下灵活选取，可以小于各LLC的额定输出电压。本发明对于预设端口电压的具体取值不做限定。

S110、控制充电桩内与各LLC的输出端相连的切换单元动作。

在充电桩内各个LLC的输出端建立预设端口电压后，即可向各切换单元输出控制信号，控制各个切换单元动作。如前所述，切换单元的导通与断开会影响到LLC实测端口电压的大小，同时还会影响充电桩总输出电压的大小，执行本步骤后，会使得各LLC的输出端以及充电桩的输出端建立相对应的电压，进而可以执行后续步骤的操作。

S120、获取各LLC的实测端口电压和充电桩的总输出电压。

对于实测端口电压以及总输出电压的具体获取方法，可以参照现有技术实现，此处不再赘述。

S130、根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各切换单元是否发生粘连或断连。

对于确定的充电桩而言，控制切换单元执行何种动作，相应的，会导致LLC的输出端的连接关系发生何种改变，以及总输出电压与端口电压之间的关系都是确定的，在切换单元正常影响控制信号并有效动作的情况下，自然会得到相应的输出结果，相反的，如果任一切换单元发生粘连或断连，无法正确响应控制信号，自然也就不会得到前述确定的电压关系。因此，在得到各实测端口电压和总输出电压之后，即可根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各切换单元是否发生粘连或断连。

综上所述，本发明以充电桩输出的预设端口电压为实现基础，由于对于确定的充电桩而言，改变切换单元的状态，会使得充电桩的总输出电压产生何种变化，以及总输出电压与端口电压之间是何种关系是确定的，如果切换单元粘连或断连，没有执行相应的动作，将使得所得实测端口电压和总输出电压不符合这一确定的关系，因此，可以基于各LLC的实测端口电压与充电桩总输出电压的大小关系，检测各切换单元是否发生粘连或断连，进而不再依赖外接蓄电池，从而解决现有技术存在的问题。

下面结合充电桩在实际使用过程中可能出现的运行工况，对本发明提供的切换单元状态检测方法进行介绍。

可选的，参见图3，图3是本发明实施例提供的另一种切换单元状态检测方法的流程图，该流程可以包括：

S200、控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压。

可选的，S200的执行过程可以参照图1所示实施例中S100实现，此处不再赘述。

S210、控制充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元断开。

在充电桩内的各个LLC输出预设端口电压之后，控制充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的全部切换单元断开。当然，此处实际是向各切换单元发送断开的控制信号，至于各切换单元是否有效执行这一控制信号，还要结合后续步骤判定。

S220、获取各LLC的实测端口电压和充电桩的总输出电压。

可选的，S200的执行过程可以参照图1所示实施例中S120实现，此处不再赘述。

S230、判断各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系满足粘连检测条件，若否，执行S240，若是，执行S250。

如前所述，在各LLC的输出端均输出预设端口电压的情况下，如果各切换单元均没有发生粘连，都能够正确的响应控制信号而处于断开状态，各LLC的实测端口电压应相等，并且大于充电桩的总输出电压，基于此，本实施例中述及的粘连检测条件可以设置为：各实测端口电压相等，且均大于总输出电压。如果在S210控制各切换单元动作后，获取得到的实测端口电压和总输出电压满足该粘连检测条件，则判定各个切换单元正常断开，执行S250，相反的，则执行S240。

S240、判定至少一个切换单元发生粘连。

如果所得各实测端口电压和充电桩的总输出电压不满足粘连检测条件，则判定至少一个切换单元发生粘连。

具体的，在充电桩包括两个LLC，即第一LLC和第二LLC的情况下，第一LLC和第二LLC输出端切换单元的设置数量和连接方式可以参考图1所示。在将本实施例提供的方法应用于设置两个LLC的充电桩时，判定至少一个切换单元发生粘连故障的具体判定过程可以如下所示：

若VT＝VB≠VA，判定K1发生粘连；

若VT＝VA≠VB，判定K2发生粘连；

若VT＝VB>VA，判定K1和K3发生粘连；

若VT＝VA>VB，判定K2和K3发生粘连；

若VA＝VB＝VT<K，判定K1、K2和K3发生粘连；

若VT＝VA+VB，判定K3发生粘连；

若VT＝VA＝VB＞M，判定K1和K2发生粘连；

其中，VT表示充电桩的总输出电压；

K1表示串联于第一LLC的正极输出端与第二LLC的正极输出端之间的切换单元；

VA表示第一LLC的实测端口电压；

K2表示串联于第一LLC的负极输出端与第二LLC的负极输出端之间的切换单元；

VB表示第二LLC的实测端口电压；

K3表示串联于第一LLC的负极输出端与第二LLC的正极输出端之间的切换单元；

K表示第一电压阈值，在K1、K2和K3发生粘连的情况下，充电桩内各LLC的输出端被短接，理论上的实测端口电压和总输出电压为零，但是，考虑到电压采样测量的误差，可能会采集到大于零的值，因此，本发明实施例设置略大于零的第一电压阈值，基于第一电压阈值进行判断，消除采样误差的影响。可以想到的是，第一电压阈值应结合充电桩内电压采集电路的误差精度选取，不宜选取过大。

M表示第二电压阈值，在K1和K2粘连的情况下，第一LLC和第二LLC的输出端并联连接，总输出电压与实测端口电压相等，第二电压阈值则是基于预设端口电压设置的，可以小于预设端口电压，显然，第二电压阈值大于第一电压阈值。

S250、判定各切换单元正常断开。

如果各个LLC的实测端口电压均相等，且大于总输出电压，则判定各切换单元正常断开。

综上所述，通过本实施例提供的切换单元状态检测方法，可以实现对充电桩内切换单元是否出现常粘故障，即切换单元无法正常响应断开控制信号，难以正确断开的故障，进行检测。

可选的，参见图4，图4是本发明实施例提供的再一种切换单元状态检测方法的流程图，在经过图3所示实施例提供的方法判定各切换单元正常断开之后，本实施例提供的检测方法，还包括：

S300、按照充电桩内的各LLC的输出端并联连接的运行模式，控制目标切换单元闭合。

可以想到的是，本实施例中述及的目标切换单元，是指处于闭合状态时能够使得充电桩内各LLC的输出端并联连接的切换单元。

沿用图1所示示例，在充电桩包括第一LLC和第二LLC，且切换单元K1、K2和K3均断开的情况下，控制切换单元K1和K2闭合(K3维持断开)，即可使第一LLC和第二LLC的输出端处于并联连接状态，相应的，切换单元K1和K2即目标切换单元。

需要说明的是，不同充电桩内具体包括的LLC的数量以及切换单元的设置数量可能不同，因此，在控制各LLC的输出端并联连接时，目标切换单元的具体选择需要结合充电桩的具体电路结构确定，在具体实现时可以结合现有技术确定。

S310、获取各实测端口电压与总输出电压，并根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各目标切换单元是否发生断连。

向目标切换单元输出控制信号后，即可获取各LLC的实测端口电压和充电桩的总输出电压，然后根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各目标切换单元是否发生断连。

具体的，如果各实测端口电压与总输出电压相等，则可以判定各切换单元正常闭合；相反的，如果任一实测端口电压与总输出电压不相等，则判定至少一个目标切换单元发生断连。

可选的，如果充电桩包括第一LLC和第二LLC，具体判定哪一个目标切换单元发生断连的过程可以如下所示：

若VA＝VB>VT，判定K1和K2发生断连；

若VT＝VA≠VB，判定K1发生断连；

若VT＝VB≠VA，判定K2发生断连；

其中，VT表示总输出电压；

K1表示目标切换单元，串联于第一LLC的正极输出端与第二LLC的正极输出端之间；

VA表示第一LLC的实测端口电压；

K2表示目标切换单元，串联于第一LLC的负极输出端与第二LLC的负极输出端之间；

VB表示第二LLC的实测端口电压；

K3表示目标切换单元，串联于第一LLC的负极输出端与第二LLC的正极输出端之间。

可选的，参见图5，图5是本发明实施例提供的又一种切换单元状态检测方法的流程图，在经过图3所示实施例提供的方法判定各切换单元正常断开之后，本实施例提供的检测方法，还包括：

S400、按照充电桩内的各LLC的输出端串联连接的运行模式，控制目标切换单元闭合。

可以想到的是，本实施例中述及的目标切换单元，是指处于闭合状态时能够使得充电桩内各LLC的输出端串联连接的切换单元。

沿用图1所示示例，在充电桩包括第一LLC和第二LLC，且切换单元K1、K2和K3均断开的情况下，控制切换单元K3闭合(K1和K2维持断开)，即可使第一LLC和第二LLC的输出端处于串联连接状态，相应的，切换单元K3即目标切换单元。

需要说明的是，不同充电桩内具体包括的LLC的数量以及切换单元的设置数量可能不同，因此，在控制各LLC的输出端串联连接时，目标切换单元的具体选择需要结合充电桩的具体电路结构确定，在具体实现时可以结合现有技术确定。

S410、获取各实测端口电压与总输出电压，并根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各目标切换单元是否发生断连。

向目标切换单元输出控制信号后，即可获取各LLC的实测端口电压和充电桩的总输出电压，然后根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各目标切换单元是否发生断连。

具体的，如果各实测端口电压之和与总输出电压相等，则可判定各目标切换单元正常闭合；相反的，如果各实测端口电压之和与总输出电压不相等，则可判定至少一个目标切换单元发生断连。

可选的，如果充电桩包括第一LLC和第二LLC，若VA+VB≠VT，则可直接判定K3发生断连，无法正常闭合；

其中，VT表示所述总输出电压；

VA表示所述第一LLC的实测端口电压；

VB表示所述第二LLC的实测端口电压；

K3表示目标切换单元，串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间。

根据充电桩的工作原理可知，在充电桩的使用过程中，各LLC的输出端要结合充电桩所连接的充电对象选择串联连接或者并联连接，并最终按照串联连接或并联连接向充电对象供电。

基于这一实际情况可以看出，图4所示实施例提供的检测方法可以在充电桩内各LLC的输出端以并联连接向充电对象供电的过程中实现，具体的，在充电桩根据相应的启动指令启动后，首先执行S200-S250，并在确定充电桩内各切换单元能够正常断开的情况下，执行S300-S310，完成LLC输出端并联连接情况下的切换单元状态检测，相应的，在通过检测后，即可直接进入充电过程。

相应的，图5所示实施例提供的检测方法可以在充电桩内各LLC的输出端以串联连接向充电对象供电的过程中实现，具体的，在充电桩根据相应的启动指令启动后，首先执行S200-S250，并在确定充电桩内各切换单元能够正常断开的情况下，执行S400-S410，完成LLC输出端串联连接情况下的切换单元状态检测，相应的，在通过检测后，即可直接进入充电过程。

综上所述，通过本发明图4和图5所示实施例提供的检测方法，可以将切换单元的状态检测在充电桩工作过程中进行，从而减少切换单元的动作次数，延长切换单元的使用寿命。

需要说明的是，在充电桩的实际应用中，随着充电对象电池电压的升高，原来处于并联连接的LLC输出端，需要切换为串联连接，从而提高输出电压，满足充电需求。此种情况下，充电桩需要停机重启，再次对切换单元能否正常断开进行检测，并在检测通过后，基于重启后的连接关系进行切换单元的检测。对于这一应用场景，可以理解为先执行图4所示实施例提供的检测方法，在重启后，执行图5所示实施例提供的检测方法，这一检测过程是基于本发明的核心思想实现的，同样属于本发明保护的范围内。

基于上述内容可以想到的是，如果一个充电过程只经历LLC输出端串联连接或者并联连接，那么为了减少切换单元的动作次数，延长切换单元的使用寿命，则不再对与当前连接模式无关的切换单元进行状态检测。以充电桩包括第一LLC和第二LLC为例，切换单元的设置可参照图1所示，充电桩从启动到充电结束关机，在完成正常断开的检测后，如果一直工作在LLC输出端并联模式，K3一直未吸合，则不再对K3进行能否正常闭合的检测；相应的，如果一直工作在LLC串联模式，K1和K2一直未吸合，则不再对K1和K2进行能否正常闭合的检测。

还可以想到的是，图3所示实施例提供的是一种针对各切换单元能否正常断开的检测方法，该方法可以独立应用，实现对各个切换单元是否发生粘连故障进行检测，相应的，也可以在充电桩各个LLC的输出端以串联连接或并联连接工作时，对相应的开关进行单独的状态检测，当然，这一检测过程也可以理解为对各LLC是否真正的工作于串联模式或并联模式的检测。

可选的，参见图6，图6是本发明实施例提供的另一种切换单元状态检测方法的流程图，该方法包括：

S500、控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压。

可选的，S500的执行过程可以参照图1所示实施例中S100实现，此处不再赘述。

S510、按照充电桩内的各LLC的输出端并联连接的运行模式，控制充电桩内与各LLC的输出端相连的切换单元动作。

与前述内容类似，不同的充电桩内设置不同数量的LLC，相应的，各LLC的输出端连接有不同数量的切换单元，在控制充电桩内的各LLC的输出端并联连接时，需要结合充电桩的具体构成实现，具体可参照现有技术。

以图1所示的充电桩为例，在控制充电桩内的各LLC的输出端并联连接时，具体应控制K1和K2闭合，控制K3断开。

S520、获取各LLC的实测端口电压和充电桩的总输出电压。

可选的，S520的执行过程可以参照图1所示实施例中S120实现，此处不再赘述。

S530、根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各切换单元是否发生粘连或断连。

如果各实测端口电压与总输出电压相等，且总输出电压大于零，即满足前述粘连检测条件，判定各切换单元正常；如果各实测端口电压与总输出电压不满足粘连检测条件，判定至少一个切换单元粘连或断连。

可选的，参见图7，图7是本发明实施例提供的另一种切换单元状态检测方法的流程图，该方法包括：

S600、控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压。

可选的，S600的执行过程可以参照图1所示实施例中S100实现，此处不再赘述。

S610、按照充电桩内的各LLC的输出端串联连接的运行模式，控制充电桩内与各LLC的输出端相连的切换单元动作。

与前述内容类似，不同的充电桩内设置不同数量的LLC，相应的，各LLC的输出端连接有不同数量的切换单元，在控制充电桩内的各LLC的输出端串联连接时，需要结合充电桩的具体构成实现，具体可参照现有技术。

以图1所示的充电桩为例，在控制充电桩内的各LLC的输出端串联连接时，具体应控制K1和K2断开，控制K3闭合。

S620、获取各LLC的实测端口电压和充电桩的总输出电压。

可选的，S620的执行过程可以参照图1所示实施例中S120实现，此处不再赘述。

S630、根据各实测端口电压与总输出电压之间的大小关系，判断各切换单元是否发生粘连或断连。

如果各实测端口电压之和与总输出电压相等，判定各切换单元正常；如果各实测端口电压之和与总输出电压不相等，判定至少一个切换单元发生粘连或断连。

结合图6和图7所示实施例，需要说明的是，在上述两个检测方法中，对于判定具体哪一个开关故障，可参照前述实施例提供的判定过程实现，此处不再展开。而对于开关故障的具体类型，即判断属于粘连还是断连，则需要结合切换单元的具体动作过程判定，如果是无法响应断开信号，则为粘连，如果是无法响应闭合信号，则为断连。

综上所述，图6和图7分别提供了一种结合充电桩工作过程的切换单元状态检测方法，可以将检测过程与工作过程相结合，同时，对切换单元的检测更为灵活，可实现对部分切换单元或部分工作过程的检测。

可选的，前述任一实施例提供的检测方法中，在判定至少一个切换单元发生粘连的情况下，还可发送表征切换单元故障的报警信息，并控制充电桩停机。

可选的，在实际应用中，充电桩在停机后，与各个LLC输出端相连的切换单元大都处于断开状态，为了进一步确保检测过程的安全，前述任一实施例提供的检测方法中，在控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压之前，还包括：

控制充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元断开，即在充电桩启动前，先向各切换单元发送断开控制信号，控制切换单元断开。

需要说明的是，如果不在充电桩启动前向各切换单元断开，由于各实施例中各LLC输出的均是预设端口电压，通过选择合理的预设端口电压，同样可以保证检测过程的安全。

还需要强调说明的是，针对上述任一实施例提供的切换单元状态检测方法，都涉及获取实测端口电压和总输出电压的过程，在实际应用中，电压采集值不可避免的会与理论值存在一定差异，比如，前述内容中在向各切换单元发送断开信号后，如果VT＝VA+VB，会判定K3发生粘连，如果严格按照实测值进行判断，这一等式是很难得到的，因此，在本发明上述各个实施例中提及的实测端口电压和总输出电压，均可以理解为忽略采样误差或线缆传输过程的电压损耗的情况下得到的。

可选的，本发明实施例还提供一种充电桩，包括：接入电路、功率因数校正电路PFC、多个谐振电路LLC、多个切换单元和充电控制器，其中，

所述接入电路的输入端与交流电网相连，所述接入电路的输出端与所述PFC的输入端相连；

所述PFC的输出端分别与各所述LLC的输入端相连；

各所述LLC的输出端与各所述切换单元相连；

所述充电控制器分别与所述接入电路、所述PFC、各所述LLC以及各所述切换单元的控制端相连；

所述充电控制器用于在上电启动完成后，执行本发明上述任一项所述的切换单元状态检测方法，以及，控制充电过程。

可选的，所述切换单元包括继电器。

可选的，本发明实施例还提供一种充电站，包括：变压器、系统控制器，以及至少一台上述任一项实施例提供的充电桩，其中，

所述变压器的输入侧与交流电网相连，所述变压器的输出侧分别与各所述充电桩相连；

所述系统控制器分别与各所述充电桩相连，所述系统控制器用于控制各所述充电桩的工作状态。

本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (15)

1.一种切换单元状态检测方法，其特征在于，包括：

控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压；

控制所述充电桩内与各所述LLC的输出端相连的切换单元动作；

获取各所述LLC的实测端口电压和所述充电桩的总输出电压；

根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述切换单元是否发生粘连或断连；其中，若各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系不满足粘连检测条件，判定至少一个所述切换单元发生粘连；

所述充电桩包括第一LLC和第二LLC；

所述若各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系不满足粘连检测条件，判定至少一个所述切换单元发生粘连，包括：

若VT＝VB≠VA，判定K1发生粘连；

若VT＝VA≠VB，判定K2发生粘连；

若VT＝VB>VA，判定K1和K3发生粘连；

若VT＝VA>VB，判定K2和K3发生粘连；

若VA＝VB＝VT<K，判定K1、K2和K3发生粘连；

若VT＝VA+VB，判定K3发生粘连；

若VT＝VA＝VB＞M，判定K1和K2发生粘连；

其中，VT表示所述总输出电压；

K1表示串联于所述第一LLC的正极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间的切换单元；

VA表示所述第一LLC的实测端口电压；

K2表示串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的负极输出端之间的切换单元；

VB表示所述第二LLC的实测端口电压；

K3表示串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间的切换单元；

K表示第一电压阈值；

M表示第二电压阈值。

2.根据权利要求1所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，所述控制所述充电桩内与各所述LLC的输出端相连的切换单元动作，包括：

控制所述充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元断开。

3.根据权利要求2所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，所述根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述切换单元是否发生粘连，包括：

若各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系满足粘连检测条件，判定各所述切换单元正常断开；

其中，所述粘连检测条件包括：各所述实测端口电压相等，且均大于所述总输出电压。

4.根据权利要求3所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，在所述判定各所述切换单元正常之后，还包括：

按照所述充电桩内的各LLC的输出端并联连接的运行模式，控制目标切换单元闭合；

获取各所述实测端口电压与所述总输出电压，并根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述目标切换单元是否发生断连。

5.根据权利要求4所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，所述根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述目标切换单元是否发生断连，包括：

若各所述实测端口电压与所述总输出电压相等，判定各所述切换单元正常闭合；

若任一所述实测端口电压与所述总输出电压不相等，判定至少一个所述目标切换单元发生断连。

6.根据权利要求5所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，

所述若任一所述实测端口电压与所述总输出电压不相等，判定至少一个所述目标切换单元发生断连，包括：

若VA＝VB>VT，判定K1和K2发生断连；

若VT＝VA≠VB，判定K1发生断连；

若VT＝VB≠VA，判定K2发生断连；

其中，VT表示所述总输出电压；

K1表示目标切换单元，串联于所述第一LLC的正极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间；

VA表示所述第一LLC的实测端口电压；

K2表示目标切换单元，串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的负极输出端之间；

VB表示所述第二LLC的实测端口电压；

K3表示目标切换单元，串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间。

7.根据权利要求3所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，在所述判定各所述切换单元正常之后，还包括：

按照所述充电桩内的各LLC的输出端串联连接的运行模式，控制目标切换单元闭合；

获取各所述实测端口电压与所述总输出电压，并根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述目标切换单元是否发生断连。

8.根据权利要求7所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，所述根据各所述实测端口电压与所述总输出电压之间的大小关系，判断各所述目标切换单元是否发生断连，包括：

若各所述实测端口电压之和与所述总输出电压相等，判定各所述目标切换单元正常闭合；

若各所述实测端口电压之和与所述总输出电压不相等，判定至少一个所述目标切换单元发生断连。

9.根据权利要求8所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，

所述若各所述实测端口电压之和与所述总输出电压不相等，判定至少一个所述目标切换单元发生断连，包括：

若VA+VB≠VT，判定K3发生断连；

其中，VT表示所述总输出电压；

VA表示所述第一LLC的实测端口电压；

VB表示所述第二LLC的实测端口电压；

K3表示目标切换单元，串联于所述第一LLC的负极输出端与所述第二LLC的正极输出端之间。

10.根据权利要求1所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，所述控制所述充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元动作，包括：

按照所述充电桩内的各LLC的输出端并联连接的运行模式，控制所述充电桩内与各所述LLC的输出端相连的切换单元动作。

11.根据权利要求1所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，所述控制所述充电桩内与各所述LLC的输出端相连的切换单元动作，包括：

按照所述充电桩内的各LLC的输出端串联连接的运行模式，控制所述充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元动作。

12.根据权利要求1-11任一项所述的切换单元状态检测方法，其特征在于，在所述控制充电桩内各谐振电路LLC输出预设端口电压之前，还包括：

控制所述充电桩内与各谐振电路LLC的输出端相连的切换单元断开。

13.一种充电桩，其特征在于，包括：接入电路、功率因数校正电路PFC、多个谐振电路LLC、多个切换单元和充电控制器，其中，

所述接入电路的输入端与交流电网相连，所述接入电路的输出端与所述PFC的输入端相连；

所述PFC的输出端分别与各所述LLC的输入端相连；

各所述LLC的输出端与各所述切换单元相连；

所述充电控制器分别与所述接入电路、所述PFC、各所述LLC以及各所述切换单元的控制端相连；

所述充电控制器用于在上电启动完成后，执行权利要求1-12任一项所述的切换单元状态检测方法，以及，控制充电过程。

14.根据权利要求13所述的充电桩，其特征在于，所述切换单元包括继电器。

15.一种充电站，其特征在于，包括：变压器、系统控制器，以及至少一台权利要求13-14任一项所述的充电桩，其中，

所述变压器的输入侧与交流电网相连，所述变压器的输出侧分别与各所述充电桩相连；

所述系统控制器分别与各所述充电桩相连，所述系统控制器用于控制各所述充电桩的工作状态。