CN115871505A - 功率聚合装置和功率聚合系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种功率聚合装置和功率聚合系统。功率聚合装置包括控制单元、充电枪、至少两个插座接口以及至少两个插枪检测控制电路；控制单元连接充电枪；控制单元通过插枪检测控制电路连接插座接口的CC1端；控制单元连接插枪检测控制电路的控制端；充电枪连接插座接口。利用本申请功率聚合装置可以将已经建设的充电桩的输出能力进行聚合形成大功率输出，通过聚合提升充电能力，满足快速充电的需求，而且由于使用本申请功率聚合装置无需对现有已经建设的充电桩进行升级改造，节省成本。进一步地，使用本申请功率聚合装置作为充电的过渡方案，等待足够的超级充电需求后建设超级充电站，可以节省充电基础建设的成本。

Description

功率聚合装置和功率聚合系统

技术领域

本申请涉及充电桩技术领域，特别是涉及一种功率聚合装置和功率聚合系统。

背景技术

对目前不断发展的电动汽车来说，能量补充最重要的方式就是依靠充电桩。目前，人们对于小功率直流快速充电桩的充电速度愈发不满足，寻求更快速的大功率充电设备。

目前，已经建设的直流快速充电桩功率小，改造难度大，而且浪费存量投资。在现有的充电桩的基础上改进，是最为经济环保的方案。当前直接建设超级充电站，成本高昂，然而当前超级充电车辆尚未形成规模，需求不足难以支撑直接建设超级充电站。而继续建设的快速充电站，与此同时超级充电车辆快速增加继而形成更大规模，已建设的快速充电站能否满足越来越多的超级充电车辆的需求，依然是未知数。关于充电桩的技术支撑，有充电桩升级困难、充电桩供电电缆升级困难、变压器出线端口功率升级困难以及充电堆的铜排和软件算法升级困难。因此，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统小功率直流快速充电桩不能满足快速充电的需求，而直接建设超级充电站成本高且无足够的超级充电需求。

发明内容

基于此，有必要针对传统小功率直流快速充电桩不能满足快速充电的需求，而直接建设超级充电站成本高且无足够的超级充电需求的问题，提供一种功率聚合装置和功率聚合系统。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种功率聚合装置，包括控制单元、充电枪、至少两个插座接口以及至少两个插枪检测控制电路；插枪检测控制电路包括检测电路和调压电路；

控制单元连接充电枪；控制单元通过插枪检测控制电路连接插座接口的CC1端；控制单元连接插枪检测控制电路的控制端；充电枪连接插座接口；其中，充电枪用于连接待充电对象；插座接口用于连接充电桩；检测电路用于受控制单元控制检测CC1端的电压，以判断插座接口与充电桩的连接状态，并将判断的连接状态发送给控制单元；调压电路用于受控制单元控制调整CC1端的电压，以变换插座接口与充电桩的连接状态。

在其中一个实施例中，充电枪包括充电通信端、直流电源端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端；插座接口还包括充电通信端、直流电源端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端；

充电枪的充电通信端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端和接地端分别连接控制单元；充电枪的直流电源端连接插座接口的直流电源端；插座接口的充电通信端、低压辅助电源端、接地端和CC2端分别连接控制单元。

另一方面，本申请实施例还提供了一种功率聚合系统，包括功率聚合装置以及至少两个充电桩；功率聚合装置包括控制单元、充电枪、至少两个插座接口以及至少两个插枪检测控制电路；插枪检测控制电路包括检测电路和调压电路；

控制单元连接充电枪；控制单元通过插枪检测控制电路连接插座接口的CC1端；控制单元连接插枪检测控制电路的控制端；充电枪连接插座接口；插座接口连接充电桩；充电枪用于连接待充电对象；检测电路受控制单元控制检测CC1端的电压，以判断插座接口与充电桩的连接状态，并将判断的连接状态发送给控制单元；调压电路受控制单元控制调整CC1端的电压，以变换插座接口与充电桩的连接状态；

控制单元在检测到充电枪与待充电对象连接时，控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压，并通过检测电路检测与充电桩的连接；控制单元与充电桩通信，获取充电桩的输出能力信息；控制单元与待充电对象通信，获取待充电对象的充电需求；控制单元基于充电需求和输出能力信息，分配对应数量的充电桩给待充电对象充电，并控制未分配的充电桩对应的调压电路调整CC1端的电压至第二电压。

在其中一个实施例中，控制单元与充电桩通过报文进行通信，控制单元解析充电桩发送的充电能力报文，获取输出能力信息，并将输出能力信息形成输出能力报文发送给待充电对象；输出能力信息包括充电桩的最小输出电流信息、充电桩的总输出电流信息、充电桩之间的最低输出电压信息以及充电桩的最高输出电压信息；

控制单元与待充电对象通过报文进行通信，控制单元解析待充电对象发送的充电需求报文，获取充电需求，并将充电需求拆解形成充电需求子报文，对应分发给已分配的充电桩；充电需求包括充电电压、充电电流以及充电模式；充电需求报文为待充电对象基于输出能力报文判断充电桩满足充电电压条件时向控制单元发送的报文。

在其中一个实施例中，控制单元在分配对应数量的充电桩后，控制单元基于充电需求控制已分配的充电桩调整输出电压和输出电流，以使已分配的充电桩之间的输出电压差在预设误差范围内。

在其中一个实施例中，预设误差范围为负5伏至正5伏。

在其中一个实施例中，控制单元将充电需求逐个与输出能力信息进行比较，若存在大于且最接近充电需求的输出能力信息，将大于且最接近充电需求的输出能力信息对应的充电桩分配给待充电对象；

若不存在大于且最接近充电需求的输出能力信息，将输出能力信息进行组合，将大于且最接近充电需求的组合对应地分配至充电桩；

或者

控制单元将充电需求按照输出能力信息之间比例进行拆解，获取充电子需求，将充电子需求一一对应地分配至充电桩。

在其中一个实施例中，在给待充电对象充电的过程中，控制单元监测已分配的充电桩的输出状态以及待充电对象的输入状态；输出状态包括输出电压状态和输出电流状态；

控制单元在接收到停止充电事件时，控制充电枪停止输出，控制已分配的充电桩对应的调压电路调整CC1端的电压至第一电压；停止充电事件包括用户发送的停止充电事件、待充电对象发送的停止充电事件、控制单元监测到充电桩的输出状态和/或待充电对象的输入状态为异常状态。

在其中一个实施例中，充电枪包括充电通信端、直流电源端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端；插座接口还包括充电通信端、直流电源端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端；

充电枪的充电通信端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端和接地端分别连接控制单元；充电枪的直流电源端连接插座接口的直流电源端；插座接口的充电通信端、低压辅助电源端、接地端和CC2端分别连接控制单元。

在其中一个实施例中，控制单元通过检测充电枪的CC1端的电压，以确认充电枪与待充电对象的连接状态；控制单元通过检测插座接口的CC1端的电压，以确认插座接口与充电桩的连接状态。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请各实施例提供的功率聚合装置，包括控制单元、充电枪、至少两个插座接口以及至少两个插枪检测控制电路。其中，控制单元连接充电枪。控制单元通过插枪检测控制电路连接插座接口的CC端；控制单元连接插枪检测控制电路的控制端。充电枪连接插座接口。检测电路用于受控制单元控制检测CC1端的电压，以判断插座接口与充电桩的连接状态；调压电路用于受控制单元控制调整CC1端的电压，以变换插座接口与充电桩的连接状态。在本申请功率聚合装置使用过程中，功率聚合装置的充电枪连接待充电对象，功率聚合装置的插座接口连接充电桩。利用本申请功率聚合装置可以将已经建设的充电桩的输出能力进行聚合形成大功率输出，通过聚合提升充电能力，满足快速充电的需求，而且由于使用本申请功率聚合装置无需对现有已经建设的充电桩进行升级改造，节省成本。进一步地，使用本申请功率聚合装置作为充电的过渡方案，等待足够的超级充电需求后建设超级充电站，同时可以节省充电基础建设的成本。

附图说明

图1为本申请实施提供的功率聚合系统的结构图。

图2为本申请实施提供的功率聚合系统的电路图。

图3为本申请实施提供的功率聚合系统的工作流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

传统技术中为了提升充电桩的充电能力，一般都是在现有充电桩的基础上进行改进，这是最为经济环保的方案。当然也有直接建设超级充电站，然而当前超级充电车辆尚未形成规模，超级充电需求不足难以支撑直接建设超级充电站，导致直接建设超级充电张造成资源的浪费。为了解决充电桩的充电能力传统技术中设计出手拉手功能，手拉手功能是通过在充电桩之间增加电缆和通讯线将相邻的直流充电桩连接起来，实现将充电桩的充电模块功率输出给相邻的充电桩，从而形成超大功率充电。但是手拉手功能只适用于特定厂商的充电桩，兼容性差。

因此，传统充电技术仍然至少存在以下重大问题：1）传统小功率直流快速充电桩不能满足快速充电的需求，而直接建设超级充电站成本高且无足够的超级充电需求；2）传统充电场站上虽然存在大量的小功率快速充电桩，但是已无法满足电动汽车大功率、快速充电的需求；3）传统充电场站上的充电桩，来自不同厂商的充电桩，由于结构差异大，无法实现聚合输出，而同一厂商的充电桩，由于设计的局限性，也无法实现聚合输出。

为了上述技术问题，如图1所示，提供了一种功率聚合装置1。需要说明的是，本申请功率聚合装置1用于将两个及两个以上的充电桩3的输出能力（即充电能力，充电桩3提供的额定输出功率）聚合形成大功率输出，换言之，本申请功率聚合装置1相当于一个大功率充电桩，本申请功率聚合装置1的输出功率由与本申请功率聚合装置1连接的充电桩3的输出功率决定，即由与本申请功率聚合装置1连接的充电桩3的输出功率汇聚而成。当然，本申请功率聚合装置1也可以只连接一个充电桩3，此种情况下，本申请功率聚合装置1的输出功率由该一个充电桩3决定。从而实现将小功率快速充电桩3的输出功率汇聚形成大功率输出，提升充电能力，满足电动汽车的大功率充电的需求。

在一个示例中，本申请功率聚合装置1包括控制单元11、充电枪13、至少两个插座接口15以及至少两个插枪检测控制电路17。其中，控制单元11为本申请功率聚合装置1的控制与计算中心，在一个示例中，控制单元11为微控制器、单片机或者可编程控制器。充电枪13用于连接待充电对象2，待充电对象2可以是电动汽车，当然可以理解的是，待充电对象2也可以是电动轮船、电动飞机等大型用电设备，也就是说，本申请功率聚合装置1可应用于多种用电设备，仅需将本申请功率聚合装置1上的充电枪13与用电设备进行适配。插座接口15用于连接充电桩3，插座接口15的数量根据实际需求而设定。

在一个示例中，插枪检测控制电路17包括检测电路和调压电路。其中，检测电路受控制单元11控制检测CC1端（CC1端为本申请聚合装置侧的检测端口）的电压，以判断插座接口与充电桩的连接状态，并将判断的连接状态发送给控制单元11；调压电路受控制单元11控制调整CC1端的电压，以变换插座接口与充电桩的连接状态。从而实现按需启动或停止充电桩的充电流程。在一个示例中，调压电路可利用开关实现。开关闭合CC1端的电压可调整至第一电压，开关断开CC1端的电压可以调整至第二电压。

本申请功率聚合装置1的具体连接方式：控制单元11连接充电枪13。控制单元11通过插枪检测控制电路17连接插座接口15，且控制单元11连接插枪检测控制电路17的控制端。充电枪13连接插座接口15。需要说明的是，插枪检测控制电路17连接在插座接口15与控制单元11之间，当插座接口15与充电桩3连接后，在控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压（第一电压为启动连接充电桩3的预设电压，换言之，在CC1端为第一电压时，可作为充电桩3与插座接口15正确连接的基础）时，控制单元11可通过检测电路所在线路检测充电桩3与本申请功率聚合装置1成功物理连接，在控制调压电路调整CC1端的电压至第二电压（第二电压为停止断开充电桩3的预设电压）时，控制单元11无法通过检测电路所在线路检测充电桩3与本申请功率聚合装置1物理连接，此时控制单元11向充电桩3发送信号控制充电桩3停止输出电能。其中，调压电路调整CC1端的电压受控制单元11控制，具体的，充电枪13与待充电对象2连接后，控制单元11控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压，在停止充电或未分配充电桩3输出时，控制单元11控制在控制调压电路调整CC1端的电压至第二电压。在一个示例中，插枪检测控制电路17的数量与插座接口15相同。在一个示例中，插枪检测控制电路17包括受控开关，受控开关的一端连接插座接口15，另一端连接控制单元11，受控端连接控制单元11，例如，受控开关为电磁开关，当然受控开关也可以是其他类型的受控的开关，电磁开关仅为示例作用，并不构成具体限定。

在一个示例中，如图2所示，充电枪13包括充电通信端、直流电源端、CC1（第一连接确认端）端、CC2端（第二连接确认端，充电枪13的CC2端为待充电对象侧的检测端口）、低压辅助电源端以及接地端（即图2所示的PE端）。插座接口15包括充电通信端、直流电源端、CC1端、CC2端（插座接口15的CC2端为充电桩侧的检测端口）、低压辅助电源端以及接地端。充电枪13的充电通信端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端和接地端分别连接控制单元11；充电枪13的直流电源端连接插座接口15的直流电源端；插座接口15的充电通信端、低压辅助电源端和接地端分别连接控制单元11；控制单元11通过插枪检测控制电路17连接插座接口15的CC1端。其中，充电通信端包括高位数据线端（即图2所示的CAN_H端）和低位数据线端（即图2所示的CAN_L端）。直流电源端包括直流电源正极端（即图2所示的DC+端）和直流电源负极端（即图2所示的DC-端）。低压辅助电源端包括低压辅助电源正极端（即图2所示的A+端）和低压辅助电源负极端（即图2所示的A-端）。在该示例中，控制单元11在控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压时，通过CC1端检测充电桩3与本申请功率聚合装置1成功物理连接，具体地，检测CC1端的电压。进一步的，制单元在控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压时，通过连接第一确认端检测充电桩3与本申请功率聚合装置1成功物理连接，具体的检测CC1端的电压。

本申请功率聚合装置1包括控制单元11、充电枪13、至少两个插座接口15以及至少两个插枪检测控制电路17。其中，控制单元11连接充电枪13。控制单元11通过插枪检测控制电路17连接插座接口15的CC1端；控制单元11连接插枪检测控制电路17的控制端。充电枪13连接插座接口15。在本申请功率聚合装置1使用过程中，功率聚合装置1的充电枪13连接待充电对象2，功率聚合装置1的插座接口15连接充电桩3。利用本申请功率聚合装置1可以将已经建设的充电桩3的输出能力进行聚合形成大功率输出，通过聚合提升充电能力，满足快速充电的需求，而且由于使用本申请功率聚合装置1无需对现有已经建设的充电桩3进行升级改造，节省成本。进一步地，使用本申请功率聚合装置1作为充电的过渡方案，等待足够的超级充电需求后建设超级充电站，同样可以节省充电基础建设的成本。另外，利用本申请功率聚合装置1可以连接不同厂商的充电桩3，从而提升兼容性，有利于充分利用已建设充电桩3的资源，提升充电能力。

在一个实施例中，如图1所示，还提供了一种功率聚合系统，包括功率聚合装置1以及至少两个充电桩3。

功率聚合装置1包括控制单元11、充电枪13、至少两个插座接口15以及至少两个插枪检测控制电路17。其中，控制单元11为本申请功率聚合装置1的控制与计算中心，在一个示例中，控制单元11为微控制器、单片机或者可编程控制器。充电枪13用于连接待充电对象2，待充电对象2可以是电动汽车，当然可以理解的是，待充电对象2也可以是电动轮船、电动飞机等大型用电设备，也就是说，本申请功率聚合装置1可应用于多种用电设备，仅需将本申请功率聚合装置1上的充电枪13与用电设备进行适配。插座接口15用于连接充电桩3，插座接口15的数量根据实际需求而设定，为了适用不同的充电桩3，功率聚合装置1上包括与各类充电桩3的充电枪13适配的插座接口15。

在一个示例中，插枪检测控制电路17包括检测电路和调压电路。其中，检测电路受控制单元11控制检测CC1端的电压，以判断插座接口与充电桩的连接状态，并将判断的连接状态发送给控制单元11；调压电路受控制单元11控制调整CC1端的电压，以变换插座接口与充电桩的连接状态。在一个示例中，调压电路可利用开关实现。开关闭合CC1端的电压可调整至第一电压，开关断开CC1端的电压可以调整至第二电压。

本申请功率聚合装置1的具体连接方式：控制单元11连接充电枪13。控制单元11通过插枪检测控制电路17连接插座接口15，且控制单元11连接插枪检测控制电路17的控制端。充电枪13连接插座接口15。需要说明的是，插枪检测控制电路17连接在插座接口15与控制单元11之间，当插座接口15与充电桩3连接后，在控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压时，控制单元11可通过插枪检测控制电路17所在线路检测充电桩3与本申请功率聚合装置1成功物理连接，在控制调压电路调整CC1端的电压至第二电压时，控制单元11无法通过检测电路所在线路检测充电桩3与本申请功率聚合装置1物理连接，此时控制单元11向充电桩3发送信号控制充电桩3停止输出电能。其中，调压电路调整CC1端的电压受控制单元11控制，具体的，充电枪13和待充电对象2连接后，控制单元11控制控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压，在停止充电或未分配充电桩3输出时，控制单元11控制控制调压电路调整CC1端的电压至第二电压。在一个示例中，插枪检测控制电路17的数量与插座接口15相同。

在一个示例中，如图2所示，充电枪13包括充电通信端、直流电源端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端（即图2所示的PE端）。插座接口15包括充电通信端、直流电源端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端。充电枪13的充电通信端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端和接地端分别连接控制单元11；充电枪13的直流电源端连接插座接口15的直流电源端；插座接口15的充电通信端、低压辅助电源端和接地端分别连接控制单元11；控制单元11通过插枪检测控制电路17连接插座接口15的CC1端。其中，充电通信端包括高位数据线端（即图2所示的CAN_H端）和低位数据线端（即图2所示的CAN_L端）。直流电源端包括直流电源正极端（即图2所示的DC+端）和直流电源负极端（即图2所示的DC-端）。低压辅助电源端包括低压辅助电源正极端（即图2所示的A+端）和低压辅助电源负极端（即图2所示的A-端）。在该示例中，控制单元11在控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压时，通过CC1端检测充电桩3与本申请功率聚合装置1成功物理连接，具体地，检测CC1端的电压。进一步的，制单元在控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压时，通过连接第一确认端检测充电桩3与本申请功率聚合装置1物理连接，具体的检测CC1端的电压。

充电桩3可为现有已经建设的充电桩3，当然，也可以是正在建设的充电桩3，也可以是设计中的充电桩3。充电桩3通过插座接口15连接功率聚合装置1，具体的，将充电桩3的充电枪13插入功率结合装置。为了使得功率聚合装置1适用于各类充电桩3，功率聚合装置1上包括与各类充电枪13适配的插座接口15。控制单元11在检测到充电枪13与待充电对象2连接时，控制控制调压电路调整CC1端的电压至第一电压，并通过检测电路检测与充电桩3的连接，具体的，通过检测插枪检测控制电路17所在线路的电压检测与充电桩3的连接。或者，在一个示例中，在充电桩3连接插座接口15时，电路调整CC1端的初始电压为第一电压。电路调整CC1端的初始电压的设置可有两种方式：一种方式，电路调整CC1端的初始电压在连接到插座接口15与控制单元11之间时，电路调整CC1端的初始电压为第一电压；第二种方式，控制单元11在充电枪13插入待充电对象2时，控制单元11控制处于第二电压的CC1端的电压至第一电压，维持处于第一电压CC1端的电压。或者，在另一个示例中，在充电桩3连接插座接口15时，在控制调压电路调整CC1端的初始电压至第二电压。调压电路调整CC1端的初始电压设置可有两种方式：第一种方式，调压电路调整CC1端的初始电压在连接到插座接口15与控制单元11之间时被配置为第二电压；第二种方式，控制单元11在充电枪13插入待充电对象2时，控制单元11控制调压电路调整处于第一电压的CC1端至第二电压，位置处于第二电压的CC1端的电压。

控制单元11与充电桩3通信，获取充电桩3的输出能力信息。在一个示例中，在充电桩3与插座接口15连接之后，充电桩3主动向控制单元11上报输出能力信息。在一个示例中，控制单元11与充电桩3通过报文进行通信，控制单元11解析充电桩3发送的充电能力报文，获取输出能力信息，并将输出能力信息形成输出能力报文发送给待充电对象2。控制单元11将获取的充电桩3的输出能力信息以报文的方式发送给待充电对象2，以告知待充电对象2当前功率聚合系统能够提供的充电能力。在一个示例中，输出能力信息包括充电桩的最小输出电流信息、充电桩的总输出电流信息、充电桩之间的最低输出电压信息以及充电桩的最高输出电压信息。

控制单元11与待充电对象2通信，获取待充电对象2的充电需求。在一个示例中，在待充电对象2与充电枪13连接之后，待充电对象2主动向控制单元11上报充电需求。具体的，控制单元11与待充电对象2的BMS（Battery Management System，电池管理系统）系统进行通信。在一个示例中，控制单元11与待充电对象2通过报文进行通信，控制单元11解析待充电对象2发送的充电需求报文，获取充电需求，并将充电需求拆解形成充电需求子报文，对应分发给已分配的充电桩3，由于功率聚合装置1连接有至少两个充电桩3，将待充电对象2的充电需求分配到各个充电桩3，以提升待充电对象2的充电速度。在一个示例中，充电需求包括充电电压、充电电流以及充电模式。需要说明的是，充电模式包括恒流充电模式和恒压充电模式，其中，恒流充电模式是指确保不超出充电安全的情况下，通过调节电压，保持充电电流不变。恒压充电模式是指电压保持不变，随着充电的进行，电流逐渐减小。需要说明的是，在一个示例中，充电需求报文为待充电对象基于输出能力报文判断充电桩满足充电电压条件时向控制单元11发送的报文，具体的，待充电对象对充电桩提供的充电电压有要求，只有在充电桩提供的充电电压大于或等于待充电对象的需求电压，待充电对象判断充电桩可以满足所需的充电需求，则会向充电桩发送充电需求报文，而在充电桩提供的充电电压小于待充电对象的需求电压，待电对象判断充电桩不能满足所需的充电需求，则不会向充电桩发送充电需求报文，向待充电对象的用户提示该充电桩不能满足要求，例如，向用户的移动终端发送提醒消息以提示。

控制单元11基于充电需求和输出能力信息，分配对应数量的充电桩3给待充电对象2充电，并控制未分配的充电桩3对应的调压电路调整CC1端的初始电压。控制单元11在获取到待充电对象2的充电需求，根据充电需求为待充电对象2分配充电桩3，以满足待充电对象2的充电需求。例如，充电需求中包含充电电流，输出能力信息包括输出电流，控制单元11根据充电电流和输出电流，分配对应数量的充电桩3给待充电对象2。控制单元11为待充电对象2分配充电桩3至少存在以下三种分配方式：

第一种方式：控制单元11将充电需求逐个与输出能力信息进行比较，若存在大于且最接近充电需求的输出能力信息，将大于且最接近充电需求的输出能力信息对应的充电桩3分配给待充电对象2。该方式中，说明待充电对象2的充电需求比较小，分配一个充电桩3即可满足充电需求，此时，将充电需求中包含的充电电流与输出能力信息中包含的输出电流进行比较，找到最接近且大于充电电流的输出电流，将该输出电流对应的充电桩3分配给待充电对象2。

第二种方式：控制单元11将充电需求逐个与输出能力信息进行比较，若不存在大于且最接近充电需求的输出能力信息，将输出能力信息进行组合，将大于且最接近充电需求的组合对应地分配至充电桩3。该方式中，说明待充电对象2的充电需求比较大，需要分配两个或多个充电桩3才能满足充电需求，此时，将充电桩3的输出能力信息进行组合，此时，将充电需求中包含的充电电流与组合后的输出能力信息中包含的组合输出电流进行比较，找到最接近且大于充电电流的组合输出电流，将该组合输出电流对应的充电桩3分配给待充电对象2。

第三种方式：控制单元11将充电需求按照输出能力信息之间比例进行拆解，获取充电子需求，将充电子需求一一对应地分配至充电桩3。该方式中无论待充电对象2何种充电需求，将所有与功率聚合装置1连接的充电桩3都分配给待充电对象2，以提升充电效力，此时，可按照输出能力信息中包含的输出电流的比例，将充电需求进行拆解，将拆解的充电需求发至对应的充电桩3。

为了保证充电的安全，在一个示例中，控制单元11在分配对应数量的充电桩3后，控制单元11基于充电需求控制已分配的充电桩3调整输出电压和输出电流，以使已分配的充电桩3之间的输出电压差在预设误差范围内，已分配的充电桩3之间的输出电流差在第二预设误差范围内。控制单元11在根据充电需求和输出能力信息为充电桩3分配充电桩3之后，控制单元11会向已分配的充电桩3发出控制信号，控制充电桩3调整输出电压和输出电流，使得充电桩3之间的输出电压和输出电流保持一致。即，将已分配的充电桩3之间的输出电压作差，要保证输出电压差在预设误差范围内，在一个示例中，预设误差范围为负5伏至正5伏，例如，预设误差范围为负4伏至正4伏，预设误差范围为负3伏至正3伏，预设误差范围为负2伏至正2伏，预设误差范围为负1伏至正1伏。

为了保证充电过程的安全，在一个示例中，在给待充电对象2充电的过程中，控制单元11监测已分配的充电桩3的输出状态以及待充电对象2的输入状态。其中，输出状态包括输出电压状态和输出电流状态。输入状态包括输入电压状态和输入电流状态。控制单元11通过插座接口15实时监测充电桩3的输出状态，在发现输出电流和/或输出电压过大，控制充电桩3降低输出电流和/或输出电压，或者切断相应数量的已分配的充电桩3，从而避免过流或过压；控制单元11通过充电枪13实时监测待充电对象2的输入状态，在发现输入电流和/或输入电压过大，控制切断充电枪13的输出，或者控制切断相应数量的已分配的充电桩3，从而避免过流或过压。同理，控制单元11通过插座接口15实时监测充电桩3的输出状态，在发现输出电流和/或输出电压过小，控制充电桩3增加输出电流和/或输出电压，或者导通相应数量的未分配的充电桩3，从而避免欠流或欠压；控制单元11通过充电枪13实时监测待充电对象2的输入状态，在发现输入电流和/或输入电压过小，控制充电桩3增加输出电流和/或输出电压，或者导通相应数量的未分配的充电桩3，从而避免欠流或欠压。

控制单元11在接收到停止充电事件时，控制充电枪13停止输出，控制已分配的充电桩3对应的调压电路调整CC1端的初始电压。控制单元11在待充电对象2充电过程中，实时检测是否有停止充电事件，从而快速切断功率聚合系统的输出，其中，停止充电事件包括用户发送的停止充电事件、待充电对象2发送的停止充电事件、控制单元11监测到充电桩3的输出状态和/或待充电对象2的输入状态为异常状态。需要说明的是，用户发送的停止充电事件可以是指用户在待充电对象2充完电或者临时结束充电，通过与功率聚合装置1网络连接的移动终端、直接通过功率聚合装置1或者通过待充电对象2向控制单元11发送停止充电信号。待充电对象2发送的停止充电事件可以是指待充电对象2监测到已充满电，待充电对象2通过充电枪13向控制单元11发送的停止充电信号。异常状态可以是指过压、过流、欠压或欠流，控制单元11实时监控充电桩3的输出状态和待充电对象2的输入状态，在其中任一者或两者为异常状态，控制单元11控制停止充电。

在为待充电对象2充电之前，需要做好充电准备，确认充电桩3、功率聚合装置1以及待充电对象2之间的连接状态。控制单元11通过检测充电枪13的CC1端的电压，以确认充电枪13与待充电对象2的连接状态。控制单元11通过检测插座接口15的CC1端的电压，以确认插座接口15与充电桩3的连接状态。

如图3所示，以功率聚合装置连接第一充电桩（对应的插枪检测控制电路调压电路为开关AK1）和第二充电桩（对应的插枪检测控制电路的调压电路为开关AK2）、待充电对象为例电动汽车为例，说明充电桩、功率聚合装置和电动汽车之间的交互动作：

1：在开始启动充电时，功率聚合装置在通过充电枪的CC1端检测到充电枪与电动汽车的物理连接，即完成检测到插枪动作，充电枪正确地插入电动汽车的充电接口；

2：功率聚合装置控制闭合开关AK1和开关AK2，第一充电桩和第二充电桩在通过插座接口的CC2端检测到充电枪与插座接口的物理连接，即第一充电桩和第二充电桩完成检测到插枪，第一充电桩和第二充电桩的充电枪正确地插入插座接口；

3：第一充电桩和第二充电桩启动充电阶段流程，与功率聚合装置的控制单元进行数据交互，并向功率聚合装置的控制单元发送充电能力报文；

4：功率聚合装置聚合解析第一充电桩和第二充电桩发送的充电能力报文，获取第一充电桩和第二充电桩的输出能力信息，对第一充电桩和第二充电桩的输出能力信息进行聚合，形成输出能力报文，并输出能力报文发送给电动汽车的BMS系统，电动汽车的BMS系统根据输出能力报文判断充电桩是否满足电动汽车的充电电压条件；

5：电动汽车向功率聚合装置发送充电需求报文，功率聚合装置解析充电需求报文，获取电动汽车的充电需求，功率聚合装置拆解充电需求，形成于第一充电桩和第二充电桩对应的充电需求子报文，并向第一充电桩和第二充电桩分发充电需求子报文；

6：功率聚合装置实时对第一充电桩、第二充电桩以及电动汽车进行充电监控，具体的，实时监控电动汽车的BMS系统的运行状态，第一充电桩和第二充电桩的运行状态，实时调整聚合功率输出；

7：功率聚合装置在检测到停止充电事件，执行停止充电流程；

8：在停止充电时，功率聚合装置控制断开开关AK1和开关AK2；

9：充电结束。

传统的直流快速充电桩功率小，所需充电时间较长。本申请功率聚合系统将几个小功率充电桩经由直流充电枪的插座接口与功率聚合装置连接在一起，经过功率聚合装置控制单元平衡电压、电流，汇聚提供大功率充电。待充电对象通过直流的充电枪与功率聚合装置连接在一起，功率聚合装置控制单元控制调压电路调整所述CC1端至第一电压。实现为待充电对象大功率充电。此装置节约成本，可在已建设的充电桩上直接使用。通过本申请功率聚合装置将小功率聚合成大功率，相同时间单位内输出更大功率，在较短时间内完成电动汽车的充电过程，减少充电等待时间，满足用户快速充电需求，增加充电桩的利用率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种功率聚合装置，其特征在于，包括控制单元、充电枪、至少两个插座接口以及至少两个插枪检测控制电路；所述插枪检测控制电路包括检测电路和调压电路；

所述控制单元连接所述充电枪；所述控制单元通过所述插枪检测控制电路连接所述插座接口的CC1端；所述控制单元连接所述插枪检测控制电路的控制端；所述充电枪连接所述插座接口；其中，所述充电枪用于连接待充电对象；所述插座接口用于连接充电桩；所述检测电路用于受所述控制单元控制检测所述CC1端的电压，以判断所述插座接口与所述充电桩的连接状态，并将判断的所述连接状态发送给所述控制单元；所述调压电路用于受所述控制单元控制调整所述CC1端的电压，以变换所述插座接口与所述充电桩的连接状态。

2.根据权利要求1所述的功率聚合装置，其特征在于，所述充电枪包括充电通信端、直流电源端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端；所述插座接口还包括充电通信端、直流电源端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端；

所述充电枪的充电通信端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端和接地端分别连接所述控制单元；所述充电枪的直流电源端连接所述插座接口的直流电源端；所述插座接口的充电通信端、低压辅助电源端、接地端和CC2端分别连接所述控制单元。

3.一种功率聚合系统，其特征在于，包括功率聚合装置以及至少两个充电桩；所述功率聚合装置包括控制单元、充电枪、至少两个插座接口以及至少两个插枪检测控制电路；所述插枪检测控制电路包括检测电路和调压电路；

所述控制单元连接所述充电枪；所述控制单元通过所述插枪检测控制电路连接所述插座接口的CC1端；所述控制单元连接所述插枪检测控制电路的控制端；所述充电枪连接所述插座接口；所述插座接口连接所述充电桩；所述充电枪用于连接待充电对象；所述检测电路受所述控制单元控制检测所述CC1端的电压，以判断所述插座接口与所述充电桩的连接状态，并将判断的所述连接状态发送给所述控制单元；所述调压电路受所述控制单元控制调整所述CC1端的电压，以变换所述插座接口与所述充电桩的连接状态；

所述控制单元在检测到所述充电枪与所述待充电对象连接时，控制所述调压电路调整所述CC1端的电压至第一电压，并通过所述检测电路检测与所述充电桩的连接；所述控制单元与所述充电桩通信，获取所述充电桩的输出能力信息；所述控制单元与所述待充电对象通信，获取所述待充电对象的充电需求；所述控制单元基于所述充电需求和所述输出能力信息，分配对应数量的所述充电桩给所述待充电对象充电，并控制未分配的所述充电桩对应的所述调压电路调整所述CC1端的电压至第二电压。

4.根据权利要求3所述的功率聚合系统，其特征在于，所述控制单元与所述充电桩通过报文进行通信，所述控制单元解析所述充电桩发送的充电能力报文，获取所述输出能力信息，并将所述输出能力信息形成输出能力报文发送给所述待充电对象；所述输出能力信息包括所述充电桩的最小输出电流信息、所述充电桩的总输出电流信息、所述充电桩之间的最低输出电压信息以及所述充电桩的最高输出电压信息；

所述控制单元与所述待充电对象通过报文进行通信，所述控制单元解析所述待充电对象发送的充电需求报文，获取所述充电需求，并将所述充电需求拆解形成充电需求子报文，对应分发给已分配的所述充电桩；所述充电需求包括充电电压、充电电流以及充电模式；所述充电需求报文为所述待充电对象基于所述输出能力报文判断所述充电桩满足充电电压条件时向所述控制单元发送的报文。

5.根据权利要求3所述的功率聚合系统，其特征在于，所述控制单元在分配对应数量的所述充电桩后，所述控制单元基于所述充电需求控制已分配的所述充电桩调整输出电压，以使已分配的所述充电桩之间的输出电压差在预设误差范围内。

6.根据权利要求5所述的功率聚合系统，其特征在于，所述预设误差范围为负5伏至正5伏。

7.根据权利要求3所述的功率聚合系统，其特征在于，所述控制单元将所述充电需求逐个与所述输出能力信息进行比较，若存在大于且最接近所述充电需求的所述输出能力信息，将大于且最接近所述充电需求的所述输出能力信息对应的所述充电桩分配给所述待充电对象；

若不存在大于且最接近所述充电需求的所述输出能力信息，将所述输出能力信息进行组合，将大于且最接近所述充电需求的组合对应地分配至所述充电桩；

或者

所述控制单元将所述充电需求按照所述输出能力信息之间比例进行拆解，获取充电子需求，将所述充电子需求一一对应地分配至所述充电桩。

8.根据权利要求3所述的功率聚合系统，其特征在于，在给所述待充电对象充电的过程中，所述控制单元监测已分配的所述充电桩的输出状态以及所述待充电对象的输入状态；所述输出状态包括输出电压状态和输出电流状态；

所述控制单元在接收到停止充电事件时，控制所述充电枪停止输出，控制已分配的所述充电桩对应的所述调压电路调整所述CC1端的电压至第一电压；所述停止充电事件包括用户发送的停止充电事件、所述待充电对象发送的停止充电事件、所述控制单元监测到所述充电桩的输出状态和/或所述待充电对象的输入状态为异常状态。

9.根据权利要求3至8任意一项所述的功率聚合系统，其特征在于，所述充电枪包括充电通信端、直流电源端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端；所述插座接口还包括充电通信端、直流电源端、CC2端、低压辅助电源端以及接地端；

所述充电枪的充电通信端、CC1端、CC2端、低压辅助电源端和接地端分别连接所述控制单元；所述充电枪的直流电源端连接所述插座接口的直流电源端；所述插座接口的充电通信端、低压辅助电源端和、接地端和CC2端分别连接所述控制单元。

10.根据权利要求9所述的功率聚合系统，其特征在于，所述控制单元通过检测所述充电枪的CC1端的电压，以确认所述充电枪与所述待充电对象的连接状态；所述控制单元通过检测所述插座接口的CC1端的电压，以确认所述插座接口与所述充电桩的连接状态。

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