CN115534741A - 充电装置用集成式pcm模块及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种充电装置用集成式PCM模块，包括：直流主回路正极部分，所述直流主回路正极部分连接充电枪的正极，直流主回路负极部分，所述直流主回路负极部分连接充电枪的负极，功率切换回路正极部分，所述功率切换回路正极部分与所述直流主回路正极部分电连接；功率切换回路负极部分，所述功率切换回路负极部分与所述功率切换回路正极部分电连接，所述功率切换回路正极部分与所述功率切换回路负极部分电连接PCM控制盒。本发明通过PCM模块将充电设备中的电路和电器元件进行集成和模块化，当设备出现故障时，工作人员可以直接将PCM模块进行拆卸更换，损坏的PCM模块可以返还厂家进行维修，不会影响设备的正常运行。

Description

充电装置用集成式PCM模块及控制方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车充电领域，具体地，涉及一种充电装置用集成式PCM模块及控制方法。
背景技术
伴随社会经济的发展，民众的机动车保有量在飞速的增长之中。据公安部统计，截至2020年6月，全国机动车保有量达3.6亿辆，其中汽车2.7亿辆。但燃油汽车造成的有害气体排放和碳排放已经成为了严重的污染源，故社会各界在近些年来大力倡导新能源汽车的发展和普及。
充电装置是新能源汽车普及最为重要的基础设施，设备种类上一般包括充电桩、充电堆等，充电方式分为交流充电（慢充）和直流充电（快充）。而为了克服大众对于电车的里程焦虑，优化直流充电是重要的技术研发方向。直流充电的原理是通过接入电网以获取交流电源，然后通过整流电路将交流电转化为直流电，再根据车辆需求，调整直流电的功率输出，并完成对车辆的充电。
但现有的直流充电设备中电路复杂、电子元器件众多，在实际使用中一旦出现电气故障，其排查和维修难度都非常高。特别是大型充电堆出现故障时，需要将整体充电堆停运进行故障排查，造成充电堆的多把充电枪都无法使用，大大降低了充电堆的运营效率。
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种充电装置用集成式PCM模块及控制系统。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供充电装置用集成式PCM模块及控制系统。
根据本发明提供的：一种充电装置用集成式PCM模块，包括：
直流主回路正极部分，所述直流主回路正极部分连接充电枪的正极；
直流主回路负极部分，所述直流主回路负极部分连接充电枪的负极；
功率切换回路正极部分，所述功率切换回路正极部分与所述直流主回路正极部分电连接；
功率切换回路负极部分，所述功率切换回路负极部分与所述功率切换回路正极部分电连接；
所述功率切换回路正极部分与所述功率切换回路负极部分电连接PCM控制盒；
优选地，所述直流主回路正极部分，具体为：通过直流输入正极母排与直流熔断器的一端相连，直流熔断器的另一端连接主回路输出正极继电器的一端，主回路输出正极继电器的另一端连接直流输出正极母排，并通过延伸电缆与充电枪的DC+相连；
优选地，所述直流主回路负极部分，具体为：通过直流输入负极母排与计量分流器的一端相连，计量分流器的另一端连接主回路输出负极继电器的一端，主回路输出负极继电器的另一端连接直流输出负极母排，并通过延伸电缆与充电枪的DC-相连；
优选地，所述功率切换回路正极部分，具体为：功率分配输入正极母排接入功率切换正极继电器的一端，功率切换正极继电器的另一端连接至直流输入正极母排；
优选地，功率切换回路负极部分，具体为：功率分配输入负极母排接入功率切换负极继电器的一端，功率切换负极继电器的另一端连接至直流输入负极母排；
根据本发明提供的：一种充电装置用控制方法，该方法应用于上述任意一种充电装置用集成式PCM模块，包括如下步骤：
S1：充电枪插入电动汽车充电插后，PCM控制模块对进行设备自检，并反馈自检信息至主控制板CCU判断设备是否正常；
S2：基于设备正常，PCM控制模块检测车辆是否进入充电状态；
S3：检测车辆充电状态后，PCM控制模块对设备进行绝缘检测；
S4：绝缘检测后，主控制板CCU获取车辆功率需求，并调整功率进行充电；
S5：充电完成后，PCM控制模块生成充电业务数据，并推送至车主；
优选地，所述步骤S1具体包括：
S1.1：当充电枪插入电动汽车充电插口，主控制板CCU检测到CC1的电压变化判定充电枪的正确插入；
S1.2：基于充电枪的正确插入，PCM控制模块进行自检，如果设备处于故障状态，反馈故障信息至主控制板CCU，车辆无法充电；
优选地，所述步骤S2具体包括：
S2.1：若设备正常主控制板CCU控制KA1继电器闭合，车辆与设备进行交互数据信息；
S2.2：基于车辆与设备的交互数据信息，PCM控制模块识别车辆状态信息，当车辆未准备就绪，车辆未就绪状态信息将反馈至车主；
优选地，所述步骤S3具体包括：
S3.1：车辆状态正常，主控制板CCU控制设备输出电流，并进行充电枪与设备端的绝缘检测；
优选地，所述步骤S4具体包括：
S4.1：基于绝缘检测通过后，主控制板CCU获取车辆车辆电池管理系统BMS的需求电压、电流参数信息，主控制板CCU通过控制设备输出电流匹配车辆电池管理系统BMS的需求；
S4.2：充电过程中，主控制板CCU动态根据车辆电池管理系统BMS发出的需求信息，进行动态调整K3\K4切入切出进行功率切换；
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、通过PCM模块将充电设备中的电路和电器元件进行集成和模块化，当设备出现故障时，工作人员可以直接将PCM模块进行拆卸更换，损坏的PCM模块可以返还厂家进行维修，不会影响设备的正常运行；
2、模块化的结构设计便于进行充电设备的储存和运输，且更加便于充电设备在后期的扩展；
3、PCM模块可以进行功率的分配和控制，可以优化多辆汽车的同时充电；
4、PCM模块的内部结构设计，可以优化空间分配，避免集成式设计带来的设备发热的问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的PCM模块结构示意图；
图2为本发明的PCM系统框图；
图3为本发明的PCM模块电路示意图；
1、主控制板；2、直流电表；3、直流输入正极母排；4、直流输入负极母排；5、功率分配输入正极母排；6、功率分配输入负极母排；7、功率切换正极继电器；8、功率切换负极继电器；9、直流熔断器；10、计量分流器；11、主回路输出正极继电器；12、主回路输出负极继电器；13、直流输出正极母排；14、直流输出负极母排。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了如图1和图3中所示的一种充电装置用集成式PCM模块，包括：
直流主回路正极部分，直流主回路正极部分连接充电枪的正极；
具体为：通过直流输入正极母排3与直流熔断器9的一端相连，直流熔断器9的另一端连接主回路输出正极继电器11的一端，主回路输出正极继电器11的另一端连接直流输出正极母排13，并通过延伸电缆与充电枪的DC+相连；
直流主回路负极部分，直流主回路负极部分连接充电枪的负极；
具体为：通过直流输入负极母排4与计量分流器10的一端相连，计量分流器10的另一端连接主回路输出负极继电器12的一端，主回路输出负极继电器12的另一端连接直流输出负极母排14，并通过延伸电缆与充电枪的DC-相连
功率切换回路正极部分，功率切换回路正极部分与直流主回路正极部分电连接；
具体为：功率分配输入正极母排5接入功率切换正极继电器7的一端，功率切换正极继电器7的另一端连接至直流输入正极母排3；
功率切换回路负极部分，功率切换回路负极部分与功率切换回路正极部分电连接；
具体为：功率分配输入负极母排6接入功率切换负极继电器8的一端，功率切换负极继电器8的另一端连接至直流输入负极母排4；
功率切换回路正极部分与功率切换回路负极部分电连接PCM控制盒；
在上述实施例中，需要补充的是，充电堆中有多把枪并对应多个PCM模块时，多个PCM模块进行连接，由CCU通过控制K3/K4来调控线路的通断。从而实现不同PCM模块之间功率的分配和调控；
PCM模块中还通过隔板进行了分区，分区原则基于各电器元件的发热和工作环境温度进行，降低了集成带来的发热问题。
本实施例中：如图2所示一种充电装置用控制方法，该方法应用与上述的充电装置用集成式PCM模块，包括如下步骤：
S1：充电枪插入电动汽车充电插后，PCM控制模块对进行设备自检，并反馈自检信息至主控制板CCU判断设备是否正常；
步骤S1具体为：S1.1：当充电枪插入电动汽车充电插口，主控制板CCU检测到CC1的电压变化判定充电枪的正确插入；
S1.2：基于充电枪的正确插入，PCM控制模块进行自检，如果设备处于故障状态，反馈故障信息至主控制板CCU，车辆无法充电；
S2：基于设备正常，PCM控制模块检测车辆是否进入充电状态；
步骤S2具体为：S2.1：若设备正常主控制板CCU控制KA1继电器闭合，车辆与设备进行交互数据信息；
S2.2：基于车辆与设备的交互数据信息，PCM控制模块识别车辆状态信息，当车辆未准备就绪，车辆未就绪状态信息将反馈至车主；
S3：检测车辆充电状态后，PCM控制模块对设备进行绝缘检测；
步骤S3具体为：
S3.1：车辆状态正常，主控制板CCU控制设备输出电流，并进行充电枪与设备端的绝缘检测；
S4：绝缘检测后，主控制板CCU获取车辆功率需求，并调整功率进行充电；
步骤S4具体为：S4.1：基于绝缘检测通过后，主控制板CCU获取车辆车辆电池管理系统BMS的需求电压、电流参数信息，主控制板CCU通过控制设备输出电流匹配车辆电池管理系统BMS的需求；
S4.2：充电过程中，主控制板CCU动态根据车辆电池管理系统BMS发出的需求信息，进行动态调整K3\K4切入切出进行功率切换；
S5：充电完成后，PCM控制模块生成充电业务数据，并推送至车主。
本充电装置用集成式PCM模块及控制方法设计目的，通过PCM模块将充电设备中的电路和电器元件进行集成和模块化，设备出现故障时，工作人员可以直接将PCM模块进行拆卸更换，损坏的PCM模块可以返还厂家进行维修，不会影响设备的正常运行，模块化的结构设计便于进行充电设备的储存和运输，PCM模块可以进行功率的分配和控制，可以优化多辆汽车的同时充电，PCM模块的内部结构设计，可以优化空间分配，避免集成式设计带来的设备发热的问题，模块化的结构设计更加便于充电设备在后期的扩展。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种充电装置用集成式PCM模块，其特征在于，包括：
直流主回路正极部分，所述直流主回路正极部分连接充电枪的正极；
直流主回路负极部分，所述直流主回路负极部分连接充电枪的负极；
功率切换回路正极部分，所述功率切换回路正极部分与所述直流主回路正极部分电连接；
功率切换回路负极部分，所述功率切换回路负极部分与所述功率切换回路正极部分电连接；
所述功率切换回路正极部分与所述功率切换回路负极部分电连接PCM控制盒。
2.根据权利要求1所述的一种充电装置用集成式PCM模块，其特征在于，所述直流主回路正极部分，具体为：通过直流输入正极母排（3）与直流熔断器（9）的一端相连，直流熔断器（9）的另一端连接主回路输出正极继电器（11）的一端，主回路输出正极继电器（11）的另一端连接直流输出正极母排（13），并通过延伸电缆与充电枪的DC+相连。
3.根据权利要求1所述的一种充电装置用集成式PCM模块，其特征在于，所述直流主回路负极部分，具体为：通过直流输入负极母排（4）与计量分流器（10）的一端相连，计量分流器（10）的另一端连接主回路输出负极继电器（12）的一端，主回路输出负极继电器（12）的另一端连接直流输出负极母排（14），并通过延伸电缆与充电枪的DC-相连。
4.根据权利要求1所述的一种充电装置用集成式PCM模块，其特征在于，所述功率切换回路正极部分，具体为：功率分配输入正极母排（5）接入功率切换正极继电器（7）的一端，功率切换正极继电器（7）的另一端连接至直流输入正极母排（3）。
5.根据权利要求4所述的一种充电装置用集成式PCM模块，其特征在于，功率切换回路负极部分，具体为：功率分配输入负极母排（6）接入功率切换负极继电器（8）的一端，功率切换负极继电器（8）的另一端连接至直流输入负极母排（4）。
6.一种充电装置用控制方法，其特征在于，该方法应用与权利要求1至5任意一项所述的充电装置用集成式PCM模块，包括如下步骤：
S1：充电枪插入电动汽车充电插后，PCM控制模块对进行设备自检，并反馈自检信息至主控制板CCU判断设备是否正常；
S2：基于设备正常，PCM控制模块检测车辆是否进入充电状态；
S3：检测车辆充电状态后，PCM控制模块对设备进行绝缘检测；
S4：绝缘检测后，主控制板CCU获取车辆功率需求，并调整功率进行充电；
S5：充电完成后，PCM控制模块生成充电业务数据，并推送至车主。
7.根据权利要求6所述的一种充电装置用控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S1.1：当充电枪插入电动汽车充电插口，主控制板CCU检测到CC1的电压变化判定充电枪的正确插入；
S1.2：基于充电枪的正确插入，PCM控制模块进行自检，如果设备处于故障状态，反馈故障信息至主控制板CCU，车辆无法充电。
8.根据权利要求6所述的一种充电装置用控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
S2.1：若设备正常主控制板CCU控制KA1继电器闭合，车辆与设备进行交互数据信息；
S2.2：基于车辆与设备的交互数据信息，PCM控制模块识别车辆状态信息，当车辆未准备就绪，车辆未就绪状态信息将反馈至车主。
9.根据权利要求6所述的一种充电装置用控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
S3.1：车辆状态正常，主控制板CCU控制设备输出电流，并进行充电枪与设备端的绝缘检测。
10.根据权利要求6所述的一种充电装置用控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
S4.1：基于绝缘检测通过后，主控制板CCU获取车辆车辆电池管理系统BMS的需求电压、电流参数信息，主控制板CCU通过控制设备输出电流匹配车辆电池管理系统BMS的需求；
S4.2：充电过程中，主控制板CCU动态根据车辆电池管理系统BMS发出的需求信息，进行动态调整K3\K4切入切出进行功率切换。
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