CN115742820A - 一种直流充电桩及控制器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种直流充电桩及其控制器，直流充电桩包括：第一充电模块、第二充电模块、开关模块、第一充电枪、第二充电枪和控制器；第一充电模块、第二充电模块分别连接开关模块的两个输入端；第一充电枪和第二充电枪分别连接开关模块的两个输出端；第一充电模块和第二充电模块均输出直流电，第一充电模块的输出功率大于第二充电模块的输出功率；控制器，用于当第一充电模块连接第一充电枪、第二充电模块连接第二充电枪，且第一充电枪满足预设条件时，控制开关模块使第一充电模块连接第二充电枪且第二充电模块连接第一充电枪。本申请实施例中的直流充电桩能充分利用充电桩中的大功率充电模块，在直流充电桩成本较低的前提下实现较高的充电效率。
Description
技术领域
本申请涉及电动汽车领域，尤其涉及一种直流充电桩及控制器。
背景技术
随着电动车辆的普及，对电动汽车及时充电提出了更高的要求，在大型城市电动乘用车数量较多以及电动商用车及电动公共交通工具的充电地点。目前的充电桩包括直流充电桩和交流充电桩，交流充电桩造价便宜，但由于依赖于车载OBC，交流充电桩的功率较低充电缓慢，充电效率较低。直流充电桩中可以包括大功率的直流充电模块，大功率的直流充电模块的充电效率较高，但大功率的直流充电模块的成本也较高。因此，本领域急需一种充电效率较高，但成本较低的充电桩。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种直流充电桩及其控制器，该直流充电桩用于在成本较低的前提下实现较高的充电效率。
为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：
本申请实施例提供一种直流充电桩，包括：第一充电模块、第二充电模块、开关模块、第一充电枪、第二充电枪和控制器；第一充电模块、第二充电模块分别连接开关模块的两个输入端；第一充电枪和第二充电枪分别连接开关模块的两个输出端；第一充电模块和第二充电模块均输出直流电，第一充电模块的输出功率大于第二充电模块的输出功率；控制器，用于当第一充电模块连接第一充电枪、第二充电模块连接第二充电枪，且第一充电枪和第二充电枪满足预设条件时，控制开关模块，使第一充电模块连接第二充电枪且第二充电模块连接第一充电枪。
作为一种可能的实施方式，预设条件包括第一充电枪的输出功率小于功率阈值，且第二充电枪的输出功率大于或等于功率阈值，功率阈值由第二充电模块的输出功率确定。
作为一种可能的实施方式，预设条件包括第一充电枪连接的车辆的电池电量大于或等于电量阈值，且第二充电桩连接的车辆的电池电量小于电量阈值。
作为一种可能的实施方式，控制器，用于当第一充电枪连接车辆，且第二充电枪未连接车辆时，控制开关模块使第一充电模块与第一充电枪连接。
作为一种可能的实施方式，控制器，用于在第一充电枪连接车辆后，若第二充电枪连接车辆，控制开关模块使第二充电模块与第二充电枪连接。
作为一种可能的实施方式，直流充电桩还包括：N个充电枪和M个充电模块，其中N和M均为正整数，M大于等于N；M个充电模块分别连接开关模块的M个输入端；N个充电枪分别连接开关模块的N个输出端。
根据上述的直流充电桩，本申请还提供了一种直流充电桩的控制器，控制器应用于直流充电桩，直流充电桩还包括：第一充电模块、第二充电模块、开关模块、第一充电枪、第二充电枪和控制器；第一充电模块、第二充电模块分别连接开关模块的两个输入端；第一充电枪和第二充电枪分别连接开关模块的两个输出端；第一充电模块和第二充电模块均输出直流电，第一充电模块的输出功率大于第二充电模块的输出功率；
控制器，用于当第一充电模块连接第一充电枪、第二充电模块连接第二充电枪，且第一充电枪和第二充电枪满足预设条件时，控制开关模块，使第一充电模块连接第二充电枪且第二充电模块连接第一充电枪。
作为一种可能的实施方式，预设条件包括第一充电枪的输出功率小于功率阈值，且第二充电枪的输出功率大于或等于功率阈值，功率阈值由第二充电模块的输出功率确定。
作为一种可能的实施方式，预设条件包括第一充电枪连接的车辆的电池电量大于或等于电量阈值，且第二充电桩连接的车辆的电池电量小于电量阈值。
作为一种可能的实施方式，控制器，用于当第一充电枪连接车辆，且第二充电枪未连接车辆时，控制开关模块使第一充电模块与第一充电枪连接。
通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：
本申请实施例提供了一种直流充电桩，包括：第一充电模块、第二充电模块、开关模块、第一充电枪、第二充电枪和控制器；第一充电模块、第二充电模块分别连接开关模块的两个输入端；第一充电枪和第二充电枪分别连接开关模块的两个输出端；第一充电模块和第二充电模块均输出直流电，第一充电模块的输出功率大于第二充电模块的输出功率；控制器，用于当第一充电模块连接第一充电枪、第二充电模块连接第二充电枪，且第一充电枪满足预设条件时，控制开关模块，使第一充电模块连接第二充电枪且第二充电模块连接第一充电枪。
需要说明的是，在车辆的电池充电过程中随着电池电量的变化，该电池实际的充电功率也会变化。本申请实施例提供的直流充电桩中的控制器在检测到第一充电枪和第二充电枪满足预设条件时，说明此时第一充电枪连接的车辆的电池与输出功率较大的第一充电模块的匹配性较差，此时将第一充电枪连接至第二充电模块，能在一定程度上保持第一充电枪的输出功率，同时将输出功率较大的第一充电模块连接至第二充电枪，能够增大第二充电枪的输出功率，保证直流充电桩的整体输出功率较高。如此，本申请实施例中的直流充电桩能充分利用充电桩中的大功率充电模块，在直流充电桩成本较低的前提下实现较高的充电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种直流充电桩的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种直流充电桩的电路图；
图3为本申请实施例提供的一种直流充电桩的控制器的示意图。
具体实施方式
为了帮助更好地理解本申请实施例提供的方案，在介绍本申请实施例提供的方法之前，先介绍本申请实施例方案的应用的场景。
随着电动车辆的普及，对电动汽车及时充电提出了更高的要求，在大型城市电动乘用车数量较多以及电动商用车及电动公共交通工具的充电地点。目前的充电桩包括直流充电桩和交流充电桩，交流充电桩造价便宜，但由于依赖于车载OBC，交流充电桩的功率较低充电缓慢，充电效率较低。直流充电桩中可以包括大功率的直流充电模块，大功率的直流充电模块的充电效率较高，但大功率的直流充电模块的成本也较高。因此，本领域急需一种充电效率较高，但成本较低的充电桩。
为了解决上述的技术问题，本申请实施例提供了一种直流充电桩，能充分利用充电桩中的大功率充电模块，在直流充电桩成本较低的前提下实现较高的充电效率。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种直流充电桩的示意图。
如图1所示，本申请实施例提供的直流充电桩包括：第一充电模块100、第二充电模块200、开关模块300、第一充电枪400、第二充电枪500和控制器600。
其中，第一充电模块100、第二充电模块200分别连接开关模块300的两个输入端；第一充电枪400和第二充电枪500分别连接开关模块300的两个输出端；第一充电模块100和第二充电模块200均输出直流电，第一充电模块100的输出功率大于第二充电模块200的输出功率。
控制器600，用于当第一充电模块100连接第一充电枪400、第二充电模块200连接第二充电枪500，且第一充电枪400和第二充电枪500满足预设条件时，控制开关模块300，使第一充电模块100连接第二充电枪500且第二充电模块200连接第一充电枪400。
需要说明的是，本申请实施例中的第一充电模块和第二充电模块可以为AC/DC(交流/直流)转换模块。开关模块可以包括多个开关和其对应的驱动板，本申请实施例在此不做限定。
如果直流充电桩中较大功率的第一充电模块给第一充电枪连接的车辆进行充电，如果该车辆的电池电量小于电量阈值，此时第一充电枪的输出功率可以约等于第一充电模块的额定输出功率。直至该车辆的电池电量大于或等于电量阈值，接下来第一充电枪的输出功率会逐渐降低，最后第一充电枪采取小电流涓流浮充对电池进行充电。由此可知，在第一充电枪连接的车辆的电量大于等于电量阈值后，第一充电模块的输出功率将会小于额定功率，即第一充电模块没有得到充分的利用。作为一个示例，电量阈值可以在电池总电量的80％-85％之间。
为了解决上述的技术问题，本申请在检测到第一充电枪和第二充电枪满足预设条件时，说明此时第一充电枪连接的车辆的电池与第一充电模块的匹配性较差，第一充电枪的实际输出功率较小。此时将第一充电枪连接至第二充电模块，第二充电模块的输出功率小于第一充电模块，但由于第一充电枪的实际输出功率较小，第二输出模块仍能在一定程度上保持第一充电枪的输出功率；然后将输出功率较大的第一充电模块连接至第二充电枪，能够增大第二充电枪的输出功率，从而使得直流充电桩的整体输出功率较高。如此，本申请实施例中的直流充电桩能充分利用充电桩中的大功率充电模块，在直流充电桩成本较低的前提下实现较高的充电效率。
作为一种可能的实施方式，本申请中的预设条件可以为第一充电枪的输出功率小于功率阈值，且第二充电枪的输出功率大于等于功率阈值，功率阈值由第二充电模块的输出功率确定。需要说明的是，本申请实施例中的第一充电枪的输出功率可以由在第一充电枪上的传感器测得，也可以由车辆中的电池管理系统(BMS，Battery Management System)测量得到，本申请实施例在此不做限定。作为另一种可能的实施方式，本申请中的预设条件可以为第一充电枪连接的车辆的电池电量大于电量阈值，且第二充电桩连接的车辆的电池电量小于电量阈值。车辆的电池电量通常由车辆的BMS测得，并通过充电枪中的信息通道传输给充电桩的控制器。
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种直流充电桩的电路图。
如图2所示，本申请实施例提供的直流充电桩包括大功率AC/DC模块(第一充电模块)、小功率AC/DC模块(第二充电模块)、多个开关和其对于的驱动板(开关模块)、A枪(第一充电枪)和B枪(第二充电枪)。
作为一种可能的实施方式，当开关1、开关3、开关6和开关8闭合，开关2、开关4、开关5和开关7断开时，A枪与大功率AC/DC模块连接，B枪与小功率AC/DC模块连接。若A枪和B枪满足上述的预设条件，此时控制器通过驱动板控制开关1、开关3、开关6和开关8断开，开关2、开关4、开关5和开关7闭合，使得B枪与大功率AC/DC模块连接，A枪与小功率AC/DC模块连接。
在本申请实施例的充电桩中，若只有一个充电枪连接车辆，为了保证该车辆的充电效率，控制器可以将功率较大的第一充电模块连接该充电枪。具体地，控制器用于当第一充电枪连接车辆，且第二充电枪未连接车辆时，控制开关模块使第一充电模块与第一充电枪连接。
本申请实施例中的控制器，还用于在第一充电枪连接车辆后，若第二充电枪连接车辆，控制开关模块使第二充电模块与第二充电枪连接。当第一充电枪和第二充电枪均连接车辆后，将保持上述的连接方式，直到第一充电枪和第二充电枪满足预设条件，则调换第一充电枪和第二充电枪连接的充电模块。
具体的实施步骤包括：采集充电桩充电枪连接完成信号；充电枪信号(A,B枪)，从充电桩与BMS的CAN总线交互中采集动力电池充电信息、充电桩自检完成、充电中止、充电结束等信息，并将上述信息发送至中控单元处理，发送驱动场景配置完成至充电桩自检系统；中控单元接收来自信号处理单元的信息，根据信息按照图二中流程对信息进行处理，并将最终驱动场景命令发送到驱动执行单元。包括驱动板及分配电路的驱动执行单元，驱动板驱动不同功率开关的通断，实现中控单元目标驱动场景从而达到最后充电源的分配。
在本申请实施例中，直流充电桩至少包括两个充电枪和两个充电模块。即直流充电桩可以包括多个充电枪和多个充电模块。例如，直流充电桩还可以包括：N个充电枪和M个充电模块，其中N和M均为正整数，M大于等于N；M个充电模块分别连接开关模块的M个输入端；N个充电枪分别连接开关模块的N个输出端。作为一种可能的实施方式，当N个充电枪中的任意两个充电枪满足预设条件时，控制器可以通过开关模块将这两个充电枪连接的充电模块互换。
根据上述实施例提供的直流充电桩，本申请实施例还提供了一种直流充电桩的控制器。
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种直流充电桩的控制器的示意图。
如图3所示，本申请中的控制器应用于直流充电桩，直流充电桩还包括：第一充电模块、第二充电模块、开关模块、第一充电枪、第二充电枪和控制器；第一充电模块、第二充电模块分别连接开关模块的两个输入端；第一充电枪和第二充电枪分别连接开关模块的两个输出端；第一充电模块和第二充电模块均输出直流电，第一充电模块的输出功率大于第二充电模块的输出功率；控制器，用于当第一充电模块连接第一充电枪、第二充电模块连接第二充电枪，且第一充电枪和第二充电枪满足预设条件时，控制开关模块，使第一充电模块连接第二充电枪且第二充电模块连接第一充电枪。
作为一种可能的实施方式，预设条件包括第一充电枪的输出功率小于功率阈值，且第二充电枪的输出功率大于等于功率阈值，功率阈值由第二充电模块的输出功率确定。作为一种可能的实施方式，预设条件包括第一充电枪连接的车辆的电池电量大于电量阈值，且第二充电桩连接的车辆的电池电量小于电量阈值。作为一种可能的实施方式，控制器，用于当第一充电枪连接车辆，且第二充电枪未连接车辆时，控制开关模块使第一充电模块与第一充电枪连接。
综上所述，本申请在检测到第一充电枪和第二充电枪满足预设条件时，说明此时第一充电枪连接的车辆的电池与第一充电模块的匹配性较差，第一充电枪的实际输出功率较小。此时控制器控制第一充电枪连接至第二充电模块，第二充电模块的输出功率小于第一充电模块，但由于第一充电枪的实际输出功率较小，第二输出模块仍能在一定程度上保持第一充电枪的输出功率；然后将输出功率较大的第一充电模块连接至第二充电枪，能够增大第二充电枪的输出功率，从而使得直流充电桩的整体输出功率较高。如此，本申请实施例中的直流充电桩能充分利用充电桩中的大功率充电模块，在直流充电桩成本较低的前提下实现较高的充电效率。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
需要说明的是，本说明书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。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种直流充电桩，其特征在于，包括：第一充电模块、第二充电模块、开关模块、第一充电枪、第二充电枪和控制器；
所述第一充电模块、所述第二充电模块分别连接所述开关模块的两个输入端；所述第一充电枪和所述第二充电枪分别连接所述开关模块的两个输出端；所述第一充电模块和所述第二充电模块均输出直流电，所述第一充电模块的输出功率大于所述第二充电模块的输出功率；
所述控制器，用于当所述第一充电模块连接所述第一充电枪、所述第二充电模块连接所述第二充电枪，且所述第一充电枪和所述第二充电枪满足预设条件时，控制开关模块，使所述第一充电模块连接所述第二充电枪且所述第二充电模块连接所述第一充电枪。
2.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述预设条件包括所述第一充电枪的输出功率小于功率阈值，且所述第二充电枪的输出功率大于或等于所述功率阈值，所述功率阈值由所述第二充电模块的输出功率确定。
3.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述预设条件包括所述第一充电枪连接的车辆的电池电量大于或等于电量阈值，且第二充电桩连接的车辆的电池电量小于所述电量阈值。
4.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述控制器，用于当所述第一充电枪连接车辆，且所述第二充电枪未连接车辆时，控制开关模块使所述第一充电模块与所述第一充电枪连接。
5.根据权利要求4所述的充电桩，其特征在于，所述控制器，用于在所述第一充电枪连接车辆后，若所述第二充电枪连接车辆，控制开关模块使所述第二充电模块与所述第二充电枪连接。
6.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述直流充电桩还包括：N个充电枪和M个充电模块，其中N和M均为正整数，M大于等于N；
所述M个充电模块分别连接所述开关模块的M个输入端；所述N个充电枪分别连接所述开关模块的N个输出端。
7.一种直流充电桩的控制器，其特征在于，所述控制器应用于直流充电桩，所述直流充电桩还包括：第一充电模块、第二充电模块、开关模块、第一充电枪、第二充电枪和控制器；所述第一充电模块、所述第二充电模块分别连接所述开关模块的两个输入端；所述第一充电枪和所述第二充电枪分别连接所述开关模块的两个输出端；所述第一充电模块和所述第二充电模块均输出直流电，所述第一充电模块的输出功率大于所述第二充电模块的输出功率；
所述控制器，用于当所述第一充电模块连接所述第一充电枪、所述第二充电模块连接所述第二充电枪，且所述第一充电枪和所述第二充电枪满足预设条件时，控制开关模块，使所述第一充电模块连接所述第二充电枪且所述第二充电模块连接所述第一充电枪。
8.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述预设条件包括所述第一充电枪的输出功率小于功率阈值，且所述第二充电枪的输出功率大于等于所述功率阈值，所述功率阈值由所述第二充电模块的输出功率确定。
9.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述预设条件包括所述第一充电枪连接的车辆的电池电量大于或等于电量阈值，且第二充电桩连接的车辆的电池电量小于所述电量阈值。
10.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述控制器，用于当所述第一充电枪连接车辆，且所述第二充电枪未连接车辆时，控制开关模块使所述第一充电模块与所述第一充电枪连接。
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