多充电桩级联系统的制作方法

1.本说明书涉及新能源汽车充电技术领域，特别涉及一种多充电桩级联系统。


背景技术：

2.目前充电站的建设以一体式充电桩和分体式充电桩为主。由于分体式充电桩的建设占地面积大、电力线缆用量多、施工费用高，目前市面上的充电站建设多采用流程化的一体式充电桩，具有占地面积小、整站建设费用较低的优势。然而，各个一体式充电桩是相互独立的，常常存在当有的充电桩在充电时而旁边的充电桩却闲置没有利用的情况，造成充电时间长以及资源利用率低的问题。
3.针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本说明书实施例提供了一种多充电桩级联系统，以解决现有技术中一体式充电桩充电时间长以及资源利用率低的问题。
5.本说明书实施例提供了一种多充电桩级联系统，包括第一充电桩和第二充电桩；
6.所述第一充电桩和所述第二充电桩包括：第一直流母线、第二直流母线、第一级联接口、第二级联接口和主控制器；所述第一充电桩还包括第一级联控制接触器和第二级联控制接触器；
7.所述第一充电桩的第一直流母线与所述第二充电桩的第一直流母线通过所述第一充电桩的第一级联控制接触器、经由所述第一充电桩的第一级联接口、经由所述第二充电桩的第一级联接口连接；所述第一充电桩的第一直流母线与所述第二充电桩的第二直流母线经由所述第一充电桩的第一级联接口、经由所述第二充电桩的第二级联接口、通过所述第二充电桩的第二级联控制接触器连接；所述第一充电桩的第二直流母线与所述第二充电桩的第一直流母线经由所述第一充电桩的第二级联接口、经由所述第二充电桩的第一级联接口、通过所述第二充电桩的第一级联控制接触器连接；所述第一充电桩的第二直流母线与所述第二充电桩的第二直流母线通过所述第一充电桩的第二级联控制接触器、经由所述第一充电桩的第二级联接口、经由所述第二充电桩的第二级联接口连接；所述第一充电桩的主控制器与所述第二充电桩的主控制器之间通过can总线通信连接。
8.在一个实施例中，所述第一充电桩还包括：第一功率模块组、第二功率模块组、第一充电枪、第二充电枪、第一充电控制接触器、第二充电控制接触器；
9.所述第一功率模块组经由所述第一直流母线通过所述第一充电控制接触器连接至所述第一充电枪；所述第二功率模块组经由所述第二直流母线通过所述第二充电控制接触器连接至所述第二充电枪。
10.在一个实施例中，所述第一充电桩还包括：中间控制接触器；
11.所述第一充电桩的第一直流母线与第二直流母线通过中间控制接触器连接。
12.在一个实施例中，所述第一充电桩还包括：第一充电控制器和第二充电控制器；
13.所述第一充电控制器和所述第二充电控制器均通过can总线与所述主控制器通信连接；所述第一充电控制器在利用第一充电枪为第一车辆充电时与所述第一车辆的bms通信连接；所述第二充电控制器在利用第二充电枪为第二车辆充电时与所述第二车辆的bms通信连接。
14.在一个实施例中，还包括第三充电桩；所述第三充电桩包括：第一直流母线、第二直流母线、第一级联接口、第二级联接口和主控制器；所述第二充电桩还包括第一级联控制接触器和第二级联控制接触器；
15.所述第二充电桩的第一直流母线与所述第三充电桩的第一直流母线通过所述第二充电桩的第一级联控制接触器、经由所述第二充电桩的第一级联接口、经由所述第三充电桩的第一级联接口连接；
16.所述第二充电桩的第一直流母线与所述第三充电桩的第二直流母线经由所述第二充电桩的第一级联接口、通过所述第三充电桩的第二级联控制接触器、经由所述第三充电桩的第二级联接口连接；
17.所述第二充电桩的第二直流母线与所述第三充电桩的第一直流母线经由所述第二充电桩的第一级联接口、通过所述第二充电桩的第一级联控制接触器、经由所述第三充电桩的第一级联接口连接；
18.所述第二充电桩的第二直流母线与所述第三充电桩的第二直流母线通过所述第二充电桩的第二级联控制接触器、经由所述第二充电桩的第二级联接口、经由所述第三充电桩的第二级联接口连接；
19.所述第二充电桩的主控制器与所述第三充电桩的主控制器之间通过can总线通信连接。
20.在一个实施例中，所述第一充电桩的主控制器包括：
21.启动单元，用于在第一充电桩的第一充电枪连接至第一车辆的情况下，启动所述第一充电桩的第一充电枪对应的第一功率模块组进行充电；
22.判断单元，用于在所述第一功率模块组的充电功率不满足所述第一车辆的充电需求的情况下，依次判断所述第一充电桩的第二功率模块组、第二充电桩的第一功率模块组和第二功率模块组是否正在工作；
23.确定单元，用于将未工作的功率模块组依次投切至正在充电的直流母线上，并逐次确定投切后的功率模块组的充电功率是否满足所述第一车辆的充电需求；
24.充电单元，用于在确定投切后的功率模块组的充电功率满足所述第一车辆的充电需求的情况下，按照所述第一车辆的充电需求对所述第一车辆进行充电。
25.在一个实施例中，所述充电单元还用于在确定投切后的功率模块组的充电功率不满足所述第一车辆的充电需求的情况下，按照投切后的功率模块组的最大功率对所述第一车辆进行充电。
26.在本说明书实施例中，提供了一种多充电桩级联系统，包括第一充电桩和第二充电桩，所述第一充电桩和所述第二充电桩包括：第一直流母线、第二直流母线、第一级联接口、第二级联接口和主控制器；所述第一充电桩还包括第一级联控制接触器和第二级联控制接触器，所述第一充电桩的第一直流母线与所述第二充电桩的第一直流母线通过所述第一充电桩的第一级联控制接触器、经由所述第一充电桩的第一级联接口、经由所述第二充
电桩的第一级联接口连接；所述第一充电桩的第一直流母线与所述第二充电桩的第二直流母线经由所述第一充电桩的第一级联接口、经由所述第二充电桩的第二级联接口、通过所述第二充电桩的第二级联控制接触器连接；所述第一充电桩的第二直流母线与所述第二充电桩的第一直流母线经由所述第一充电桩的第二级联接口、经由所述第二充电桩的第一级联接口、通过所述第二充电桩的第一级联控制接触器连接；所述第一充电桩的第二直流母线与所述第二充电桩的第二直流母线通过所述第一充电桩的第二级联控制接触器、经由所述第一充电桩的第二级联接口、经由所述第二充电桩的第二级联接口连接；所述第一充电桩的主控制器与所述第二充电桩的主控制器之间通过can总线通信连接。上述方案中，通过级联接口和级联控制接触器将第一充电桩与第二充电桩进行级联，在一个充电桩的功率模块组不能满足充电需求时，可以将当前功率模块组与相邻充电桩的功率模块组联合进行充电，以满足车辆的充电需求。此外，上述方案中，将两个充电桩的主控制器进行通信连接，便于对充电桩的充电进行联合控制。通过上述方案解决了现有技术中一体式充电桩充电时间长以及资源利用率低的技术问题，达到了有效减少充电时间、提高资源利用率的技术效果。
附图说明
27.此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，并不构成对本说明书的限定。在附图中：
28.图1示出了本说明书一实施例中多充电桩级联系统的电路示意图；
29.图2示出了本说明书一实施例中的主控制器的结构示意图；
30.图3示出了本说明书一实施例中的充电控制方法的流程图。
具体实施方式
31.下面将参考若干示例性实施方式来描述本说明书的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本说明书，而并非以任何方式限制本说明书的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本说明书公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
32.本说明书实施例提供了一种多充电桩级联系统，包括第一充电桩和第二充电桩。第一充电桩和第二充电桩为一体式充电桩。
33.所述第一充电桩和所述第二充电桩可以包括：第一直流母线、第二直流母线、第一级联接口、第二级联接口、第一级联控制接触器、第二级联控制接触器和主控制器。
34.所述第一充电桩的第一直流母线与所述第二充电桩的第一直流母线可以通过所述第一充电桩的第一级联控制接触器、经由所述第一充电桩的第一级联接口、经由所述第二充电桩的第一级联接口连接。
35.所述第一充电桩的第一直流母线与所述第二充电桩的第二直流母线可以经由所述第一充电桩的第一级联接口、经由所述第二充电桩的第二级联接口、通过所述第二充电桩的第二级联控制接触器连接。
36.所述第一充电桩的第二直流母线与所述第二充电桩的第一直流母线可以经由所述第一充电桩的第二级联接口、经由所述第二充电桩的第一级联接口、通过所述第二充电桩的第一级联控制接触器连接。
37.所述第一充电桩的第二直流母线与所述第二充电桩的第二直流母线可以通过所述第一充电桩的第二级联控制接触器、经由所述第一充电桩的第二级联接口、经由所述第二充电桩的第二级联接口连接。
38.所述第一充电桩的主控制器与所述第二充电桩的主控制器之间可以通过can总线通信连接。
39.请参考图1，示出了本说明书实施例中的多充电桩级联系统的电路示意图。如图1所示，多充电桩级联系统可以包括第一充电桩（1#充电桩）和第二充电桩（2#充电桩）。第一充电桩可以包括第一直流母线a1、第二直流母线b1、第一级联接口ja1、第二级联接口jb1、主控制器mc1、第一级联控制接触器1km3和1km4、第二级联控制接触器1km7和1km8。第二充电桩可以包括第一直流母线a2、第二直流母线b2、第一级联接口ja2、第二级联接口jb2、主控制器mc2。
40.如图1所示，直流母线a1（a1+和a1-）经由级联控制接触器1km3和1km4、通过级联接口ja1和级联接口ja2连接至直流母线a2（a2+和a2-）。直流母线a1（a1+和a1-）通过级联接口ja1、经由级联接口jb2、经由级联控制接触器2km7和2km8连接至直流母线b2（b2+和b2-）。直流母线b1（b1+和b1-）通过级联接口jb1、经由级联接口jb2、经由级联控制接触器2km7和2km8连接至直流母线b2（b2+和b2-）。直流母线b1（b1+和b1-）经由级联控制接触器1km7和1km8、通过级联接口jb1和级联接口jb2连接至直流母线b2（b2+和b2-）。主控制器mc1与主控制器mc2经由can6总线通信连接。
41.上述实施例中，通过级联接口和级联控制接触器将第一充电桩与第二充电桩进行级联，在一个充电桩的功率模块组不能满足充电需求时，可以将当前功率模块组与相邻充电桩的功率模块组联合进行充电，以满足车辆的充电需求。此外，上述方案中，将两个充电桩的主控制器进行通信连接，便于对充电桩的充电进行联合控制，提高资源利用率，减少充电时间。
42.在本说明书一些实施例中，所述第一充电桩还可以包括：第一功率模块组、第二功率模块组、第一充电枪、第二充电枪、第一充电控制接触器、第二充电控制接触器；所述第一功率模块组经由所述第一直流母线通过所述第一充电控制接触器连接至所述第一充电枪；所述第二功率模块组经由所述第二直流母线通过所述第二充电控制接触器连接至所述第二充电枪。
43.具体地，如图1所示，1#充电桩还可以包括功率模块组pa1、功率模块组pb1、充电枪qa1、充电枪qb1、充电控制接触器1km1和1km2、充电控制接触器1km9和1km10。功率模块组pa1经由充电控制接触器1km1和1km2连接至充电枪qa1。功率模块组pb1经由充电控制接触器1km9和1km10连接至充电枪qb1。
44.同样的，如图1所示，2#充电桩还可以包括功率模块组pa2、功率模块组pb2、充电枪qa2、充电枪qb2、充电控制接触器2km1和2km2、充电控制接触器2km9和2km10。功率模块组pa2经由充电控制接触器2km1和2km2连接至充电枪qa2。功率模块组pb2经由充电控制接触器2km9和2km10连接至充电枪qb2。上述方案中，可以通过主控制器控制充电控制接触器的开关来控制功率模块组是否为充电枪供电。
45.在本说明书一些实施例中，所述第一充电桩还可以包括：中间控制接触器；所述第一充电桩的第一直流母线与第二直流母线通过中间控制接触器连接。
46.具体地，如图1所示，1#充电桩还可以包括中间控制接触器1km5和1km6。直流母线a1（a1+和a1-）经由中间控制接触器1km5和1km6连接至直流母线b1（b1+和b1-）。
47.同样的，如图1所示，2#充电桩还可以包括中间控制接触器2km5和2km6。直流母线a2（a2+和a2-）经由中间控制接触器2km5和2km6连接至直流母线b2（b2+和b2-）。上述方案中，可以通过主控制器控制是否将同一充电桩的功率模块组级联。
48.在本说明书一些实施例中，所述第一充电桩还可以包括：第一充电控制器和第二充电控制器；所述第一充电控制器和所述第二充电控制器均通过can总线与所述主控制器通信连接；所述第一充电控制器在利用第一充电枪为第一车辆充电时与所述第一车辆的bms通信连接；所述第二充电控制器在利用第二充电枪为第二车辆充电时与所述第二车辆的bms通信连接。
49.具体地，如图1所示，1#充电桩还可以包括充电控制器ca1和充电控制器ca2。充电控制器ca1通过1can3总线连接至主控制器mc1。充电控制器cb1通过1can4总线连接至主控制器mc1。充电控制器ca1通过1can1总线连接至与充电枪qa1连接的va1车辆的bms（battery managing system，电池管理系统）。充电控制器ca2通过1can5总线连接至与充电枪qb1连接的vb1车辆的bms。上述方案中，可以通过主控制器控制充电控制器，通过充电控制器与车辆bms通信。
50.上述实施例中给出的是两个充电桩级联的情况。本实施例中的多充电桩级联系统可以包括两个以上的充电桩。本实施例中以三个充电桩为例进行说明。具体地，在本说明书一些实施例中，多充电桩级联系统还可以包括第三充电桩；所述第三充电桩可以包括：第一直流母线、第二直流母线、第一级联接口、第二级联接口、第一级联控制接触器、第二级联控制接触器和主控制器。所述第二充电桩的第一直流母线与所述第三充电桩的第一直流母线可以通过所述第二充电桩的第一级联控制接触器、经由所述第二充电桩的第一级联接口、经由所述第三充电桩的第一级联接口连接。所述第二充电桩的第一直流母线与所述第三充电桩的第二直流母线可以经由所述第二充电桩的第一级联接口、经由所述第三充电桩的第二级联接口、通过所述第三充电桩的第二级联控制接触器连接。所述第二充电桩的第二直流母线与所述第三充电桩的第一直流母线可以经由所述第二充电桩的第二级联接口、经由所述第三充电桩的第一级联接口、通过所述第三充电桩的第一级联控制接触器连接。所述第二充电桩的第二直流母线与所述第三充电桩的第二直流母线可以通过所述第二充电桩的第二级联控制接触器、经由所述第二充电桩的第二级联接口、经由所述第三充电桩的第二级联接口连接。所述第二充电桩的主控制器与所述第三充电桩的主控制器之间可以通过can总线通信连接。通过上述方案，可以实现更多充电桩之间的级联，进一步提高资源利用率和充电效率。
51.请参考图2，示出了本说明书一实施例中的主控制器的结构示意图。如图2所示，在本说明书一些实施例中，所述第一充电桩的主控制器可以包括：启动单元201、判断单元202、确定单元203和充电单元204。
52.启动单元201用于在第一充电桩的第一充电枪连接至第一车辆的情况下，启动所述第一充电桩的第一充电枪对应的第一功率模块组进行充电。
53.判断单元202，用于在所述第一功率模块组的充电功率不满足所述第一车辆的充电需求的情况下，依次判断所述第一充电桩的第二功率模块组、第二充电桩的第一功率模
块组和第二功率模块组是否正在工作。
54.确定单元203，用于将未工作的功率模块组依次投切至正在充电的直流母线上，并逐次确定投切后的功率模块组的充电功率是否满足所述第一车辆的充电需求。
55.充电单元204，用于在确定投切后的功率模块组的充电功率满足所述第一车辆的充电需求的情况下，按照所述第一车辆的充电需求对所述第一车辆进行充电。
56.在第一充电桩的第一充电枪连接至第一车辆的情况下，主控制器的启动单元以最快速度启动第一充电桩的第一充电请对应的第一功率模块组进行充电。第一充电控制器的启动单元可以控制充电控制接触器闭合来启动第一功率模块组。在启动第一功率模块组之后，判断单元可以判断第一功率模块组的充电功率是否满足第一车辆的充电需求。例如，充电控制器可以从车辆bms获取车辆的充电需求，并传送给主控制器的判断单元。主控制器的判断单元与第一功率模块组通过can总线通信连接，获取当前第一功率模块组的功率状态。主控制器的判断单元可以根据充电需求和第一功率模块组的功率状态来判断第一功率模块组是否满足第一车辆的充电需求。在所述第一功率模块组的充电功率不满足所述第一车辆的充电需求的情况下，判断单元依次判断所述第一充电桩的第二功率模块组、第二充电桩的第一功率模块组和第二功率模块组是否正在工作。确定单元可以将未工作的功率模块组依次投切至正在充电的直流母线上。例如，主控制器可以通过控制中间控制接触器和级联控制接触器的开闭状态来将未工作的功率模块组投切至正在充电的直流母线上。之后，确定单元可以逐次确定投切后的功率模块组的总充电功率是否满足第一车辆的充电需求。在确定投切后的功率模块组的总充电功率满足第一车辆的充电需求的情况下，充电单元可以按照第一车辆的充电需求进行充电。
57.本说明书实施例中，在功率模块组不满足充电需求时，判断本充电桩的功率模块组以及级联的其他充电桩的功率模块组是否正在工作，并将未工作的功率模块组投切到正在充电的母线上，可以提高充电桩的资源利用率，提高充电效率。
58.在本说明书一些实施例中，所述充电单元还用于在确定投切后的功率模块组的充电功率不满足所述第一车辆的充电需求的情况下，按照投切后的功率模块组的最大功率对所述第一车辆进行充电。
59.上述实施例以第一充电桩的主控制器为例进行说明，本领域技术人员可以理解的是，第二充电桩的主控制器也可以实现上述操作。
60.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。 具体的可以参照前述相关处理相关实施例的描述，在此不做一一赘述。
61.上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
62.下面结合一个具体实施例对上述实施例中的主控制器的充电控制过程进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。
63.请参考图3，示出了本具体实施例中的充电控制方法的流程图。下面步骤中的标识为图1中的标识。如图3所示，本具体实施例中的充电控制方法可以包括以下步骤：
64.步骤一：1#充电桩的充电枪qa1连接车辆va1。
65.步骤二：判断充电枪qa1对应的功率模块组pa1是否正在工作，若正在工作，则将该功率模块组pa1停止工作并断开其母线上所有直流接触器的连接，然后转至步骤三，否则直接转至步骤三。
66.步骤三：按照充电流程以最快速度启动充电。
67.步骤四：启动充电后，判断功率模块组pa1的充电功率是否满足车辆va1的充电需求，若满足则转至步骤五，否则转至步骤六。
68.步骤五：按车辆功率需求进行充电。
69.步骤六：依次判断其余功率模块组pa2、pb1、pb2是否正在充电，若均正在充电则转至步骤五，否则转至步骤七。
70.步骤七：将没有正在工作的功率模块组依次投切至正在充电的相应母线上。
71.步骤八：逐次判断投切后功率模块组的充电功率是否满足车辆需求，若满足则转至步骤五，否则转至步骤九。
72.步骤九：按投切后功率模块组的最大功率进行充电，同时按照步骤四判断功率模块组的充电功率是否满足车辆va1的充电需求，直到车辆va1充电完成。
73.相对于现有充电技术，本实施例中的方法不仅可以解决有的充电桩闲置造成资源浪费问题，而且可以最快启动充电，同时在充电过程中各个功率模块组能够根据现场车辆充电需求任意自动组合投切，缩短了车辆充电时间，使得充电灵活性和模块组利用率更高，从而提高运营利润。
74.从以上的描述中，可以看出，本说明书实施例实现了如下技术效果：通过级联接口和级联控制接触器将第一充电桩与第二充电桩进行级联，在一个充电桩的功率模块组不能满足充电需求时，可以将当前功率模块组与相邻充电桩的功率模块组联合进行充电，以满足车辆的充电需求。此外，上述方案中，将两个充电桩的主控制器进行通信连接，便于对充电桩的充电进行联合控制。通过上述方案解决了现有技术中一体式充电桩充电时间长以及资源利用率低的技术问题，达到了最快启动充电、有效减少充电时间、提高资源利用率的技术效果。
75.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本说明书的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。
76.以上所述仅为本说明书的优选实施例而已，并不用于限制本说明书，对于本领域的技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的保护范围之内。