CN110682804A - 一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法 - Google Patents

一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110682804A
CN110682804A CN201911183724.3A CN201911183724A CN110682804A CN 110682804 A CN110682804 A CN 110682804A CN 201911183724 A CN201911183724 A CN 201911183724A CN 110682804 A CN110682804 A CN 110682804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
power
direct current
power distribution
output terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911183724.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110682804B (zh
Inventor
刘帅
袁昭岚
李韬
黄浩
谢建国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUNAN HONGTAIYANG NEW ENERGY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
HUNAN HONGTAIYANG NEW ENERGY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HUNAN HONGTAIYANG NEW ENERGY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical HUNAN HONGTAIYANG NEW ENERGY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201911183724.3A priority Critical patent/CN110682804B/zh
Publication of CN110682804A publication Critical patent/CN110682804A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110682804B publication Critical patent/CN110682804B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y02T90/167—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/12—Remote or cooperative charging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法，包括功率分配控制单元、分体式输出终端、检测单元和主电路单元；主电路单元包括多个直流充电模块、功率分配模块和直流充电母线，多个直流充电模块的输出端均连接至直流充电母线；各功率调节模块的输入端均连接至直流充电母线，输出端与各分体式输出终端相连；分体式输出终端用于反馈充电需求以及对车辆进行充电；检测单元用于检测各分体式输出终端的充电信息；功率分配控制单元用于根据充电需求以及充电信息，控制各直流充电模块的工作，再通过功率调节模块进行功率调节以实现各分体式输出终端的自动功率分配输出。本发明具有自动功率分配、充分利用充电容量、维护简便等优点。

Description

一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法
技术领域
本发明主要涉及新能源技术领域，特指一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法。
背景技术
随着新能源电动汽车的发展，电动汽车的规格型号和品牌多种多样，各类品牌及车型对充电的需求多样化，电动汽车充电的功率、电压、电流等需求各不相同，且在充电过程中同一台车在不同的充电过程状态中充电需求也是实时变化的(电流、功率)，充电过程中常出现充电装置充电容量的闲置的问题。如某些小型汽车直流充电的最大功率仅为30kW，而常见的家用汽车直流充电最大功率为60kW，电动公交车充电功率能超过150kW，电动渣土车充电功率需求甚至超过240kW；采用大功率充电桩兼容小功率电动汽车充电，将会造成大量闲置充电容量的浪费，另一方面大功率电动汽车的充电需求得不到满足，现有的单桩已经不能够充分满足所有车型的充电需求。另外，现有的充电***存在以下问题：
1)现有的分体式直流充电桩充电站不能实现自动功率分配，大多采用固定额定功率输出，电动汽车充电时不能充分利用整个充电站的容量；
2)市场上常采用集群式充电装置来实现单桩功率的动态扩展，在充电前通过多个开关切换实现多个充电装置的并联输出，从而实现单枪的功率扩展；但若每个充电枪同时使用，将无法通过并联充电装置来实现单个充电枪的输出功率扩展；
3)现有电动汽车充电不能充分利用充电装置的功率容量，电动汽车充电过程大多分为涓流充电、恒流充电、恒压充电，在涓流充电和恒压充电阶段充电速度较慢，不能充分利用充电装置的充电容量，此时无法将充电装置的多余容量分配出去供其他充电设备利用；
4)现有的充电装置大多采用固定直流充电模块，而靠近出入口处的充电桩由于便捷的位置，其使用的频率远远高于远离出入口的充电桩，常导致经常使用的充电桩的充电模块的寿命要远低于不常使用的充电桩。
现在的解决方案是提出分体式的自动功率分配充电***，通过接触器开关矩阵实现各充电模块与输出单元的逻辑组合，从而实现一定程度的充电功率分配输出。如发明专利申请号201710064305.2“一种电动汽车自动功率分配直流快速充电机及其控制方法”，该发明公开一种电动汽车自动功率分配直流快速充电机及其控制方法，由第一充电桩、第二充电桩、充电机柜、控制***等组成，采用在充电机柜内设置有两组自动分配单元，每组自动分配单元内含多个充电模块分别通过继电器与第一充电桩和第二充电桩相连，控制***通过继电器控制各个充电模块输出至第一充电桩或第二充电桩，根据充电过程中状态信息，产生充电功率自动分配，从而实现充电机的各个充电模块在第一充电桩和第二充电桩实现自动功率分配，优化负荷利用率。发明专利申请号201711329803.1“一种电动汽车分体式自动功率分配充电***”，公开一种电动汽车分体式自动功率分配充电***，集中控制器通过CAN总线控制充电电力模块启停，功率分配单元根据充电电流请求计算配置充电电力模块数量，多个模块通过直流接触器共用多个输出母线，继电器控制相应的高压直流接触器动作输出电力模块直流电至相应的充电需求输出端，从而实现充电的功率自动分配和减少闲置电力模块。
现有的解决思路为采用分体式自动功率分配充电***，利用开关矩阵来切换各直流充电模块与充电输出终端的连接逻辑，从而实现各充电输出终端的直流充电模块的功率容量分配，但这种解决方法存在如下问题：
1)矩阵式切换电路线路复杂，不能实现动态的功率调节，且功率分配不是连续的；
2)不能实时动态连续的实现充电功率容量的自动调节，且负载的矩阵式切换电路增加***的故障率，不能充分利用充电容量；
3)充电站靠靠近入口的停车位接触的充电顾客几率较大，其对应的设备使用频率也较多，因此其最终的使用寿命随着使用次数的增大而最短，造成整个充电站的各直流充电模块是使用寿命参差不齐；
4)只能实现局部的功率分配，并不能实现全局的所有功率模块的自动功率分配，并且在充电的过程中并不能实现功率的自动切换分配；若要实现全局式的所有充电模块在每个充电终端的功率分配则需要配备特别复杂的矩阵式开关阵列，增加***成本及故障点。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种自动功率分配、充分利用充电容量的自动功率分配的直流充电装置及控制方法
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种自动功率分配的直流充电装置，包括功率分配控制单元、多个分体式输出终端、检测单元和主电路单元；
所述主电路单元包括多个直流充电模块、功率分配模块和直流充电母线，所述功率分配模块包括多个功率调节模块；多个直流充电模块的输出端均连接至直流充电母线，用于将输入的交流电转化为直流电共同输出至直流充电母线；各所述功率调节模块的输入端均连接至直流充电母线，输出端与各分体式输出终端一一对应相连；
所述分体式输出终端，用于反馈充电需求至功率分配控制单元以及对待充电车辆进行充电；
所述检测单元，用于检测各所述分体式输出终端的充电信息并发送至功率分配控制单元；
所述功率分配控制单元，用于根据各分体式输出终端的充电需求以及充电信息，控制主电路单元中各直流充电模块的工作，再通过主电路单元中的功率调节模块进行功率调节以实现各分体式输出终端的自动功率分配输出。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述功率调节模块包括功率调节开关，所述功率调节开关的一端与所述直流充电母线相连，另一端与所述分体式输出终端相连；通过控制所述功率调节开关的PWM波的占空比以实现功率调节。
所述功率调节模块还包括电感、二极管和电容，所述功率调节开关的另一端连接二极管的正极，二极管的负极连接至分体式输出终端的正极；所述电感的一端与所述二极管的正极相连，另一端与分体式输出终端的负极和直流充电母线的负极相连；所述电容的一端与二极管的负极相连，另一端与分体式输出终端的负极和直流充电母线的负极相连。
所述分体式输出终端包括充电枪和充电枪控制器，所述充电枪用于对待充电车辆进行充电，所述充电枪控制器用于接收充电需求及反馈充电状态。
所述分体式输出终端的充电信息包括充电电压、充电电流或充电温度中的一种或多种。
所述功率分配控制单元还连接有远程监控平台，用于远程监控监测各分体式输出终端的运行状态以及向功率分配控制单元下达远程运营管理命令及数据。
本发明还公开了一种基于如上所述的自动功率分配的直流充电装置的控制方法，包括步骤：
S01、功率分配控制单元获取各个分体式输出终端的充电需求功率Pi和需求电流Ii，计算总体充电需求功率
Figure BDA0002291921570000031
S02、通过总体充电需求功率Pt计算需要启动的直流充电模块的数量
Figure BDA0002291921570000032
并启动M个直流充电模块，其中Pe为单个直流充电模块的额定输出功率，k为经验值；
S03、主电路单元中的功率调节模块进行功率调节以实现各分体式输出终端的自动功率分配输出。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S03中，计算功率调节模块中的功率调节开关的导通占空比
Figure BDA0002291921570000033
计算功率调节开关的导通相位角
Figure BDA0002291921570000034
依据ηi和
Figure BDA0002291921570000035
调制输出PWM波控制各功率调节开关的导通，从而自动调节各分体式输出终端的充电容量和输出功率，实现实时自动功率分配。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S02中，其中k取值为0.7～0.8，确保每个直流充电模块的工作输出功率为其额定功率70％～80％范围内而使得充电效率最高。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S02中，启动工作时间最少的M个直流充电模块以使得各个直流充电模块的使用率相同。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明自动功率分配的直流充电装置，采用直流充电模块共用直流充电母线，通过功率调节模块从共用直流充电母线获取电能，通过功率调节模块实时自动调节输出至分体式输出终端的功率和电能容量，实现各个分体式输出终端之间动态自动功率分配，能够充分利用充电容量，而且整体结构简单且控制简便。
(2)本发明中每个功率调节模块依据分体式充电终端需求而计算功率调节开关导通占空比和导通相位，功率调节开关导通期间储能电感存储大量电能，各功率调节模块的功率调节开关的导通相位不同从而实现了分时复用，即共用直流充电母线此时只向该路功率调节模块输送电能，各分体式输出终端之间并不会产生耦合而互相干扰，从而实现实时自动功率调节；采用此种自动功率分配方法，能够实时调节各分体式输出终端的输出功率的占用充电容量，且各分体式输出终端间并不会产生耦合干扰，能够实时的充分利用充电容量。
(3)本发明采用估算总体需求容量，从而计算出需开启的直流充电模块的数量，再启动工作使用时间最少的直流充电模块，从根本上保证了所有的直流充电模块的使用时间基本一致，从而使得各直流充电模块的维护周期和最终的报废时间基本一致，有利于充电装置的整体运行维护和保养。
附图说明
图1为本发明的充电装置在实施例的方框结构图。
图2为本发明的主电路单元在实施例的方框结构图。
图例说明：1、功率分配控制单元；2、分体式输出终端；3、远程监控平台；4、检测单元；5、主电路单元；501、直流充电模块；502、直流充电母线；503、功率分配模块；5031、功率调节模块。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本实施例的自动功率分配的直流充电装置，包括功率分配控制单元1、多个分体式输出终端2、检测单元4和主电路单元5；
其中主电路单元5包括多个直流充电模块501、功率分配模块503和直流充电母线502，功率分配模块503包括多个功率调节模块5031；多个直流充电模块501的输出端均连接至直流充电母线502，用于将输入的交流电转化为直流电共同输出至直流充电母线502；各功率调节模块5031的输入端均连接至直流充电母线502，输出端与各分体式输出终端2一一对应相连；
分体式输出终端2，用于反馈充电需求至功率分配控制单元1以及对待充电车辆(如电动汽车)进行充电；
检测单元4，用于检测各分体式输出终端2的充电信息并发送至功率分配控制单元1；
功率分配控制单元1，用于根据各分体式输出终端2的充电需求以及充电信息，控制主电路单元5中各直流充电模块501的工作，再通过主电路单元5中的功率调节模块5031进行功率调节以实现各分体式输出终端2的自动功率分配输出。
本发明的自动功率分配的直流充电装置，采用直流充电模块501共用直流充电母线502，通过功率调节模块5031从共用直流充电母线502获取电能，通过功率调节模块5031实时自动调节输出至分体式输出终端2的功率和电能容量，实现各个分体式输出终端2之间动态自动功率分配，能够充分利用充电容量，而且整体结构简单且控制简便。
如图2所示，本实施例中，多个直流充电模块501为U1-Um；功率分配模块503包括多个功率调节模块5031(图2中的T1、T2……Tn)，各功率调节模块5031的结构相同，现以T1进行说明，具体包括功率调节开关G1、电感L1、二极管D1和电容C1；功率调节开关G1的一端连接至直流充电母线502的正极DC+，另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接至分体式输出终端2的正极(Uo1的+端)；电感L1的一端与二极管D1的正极相连，另一端与分体式输出终端2的负极(Uo1的-端)和直流充电母线502的负极DC-相连；电容C1的一端与二极管D1的负极相连，另一端与分体式输出终端2的负极(Uo1的-端)和直流充电母线502的负极DC-相连，通过控制功率调节开关G1的PWM波的占空比以实现功率调节；其中功率调节开关可以为MOSFET、IGBT或者其他全控型开关器件；储能电感可由储能电感和储能电容串联组合或其他储能元器件组合代替。其它功率调节模块5031的具体结构以及工作原理均与T1相同，在此不再赘述。
本实施例中，分体式输出终端2包括分体式输出充电枪和充电枪控制器，充电枪控制器用于与待充电车辆进行交互，接收充电需求和反馈充电状态，并通过分电式输出充电枪对待充电车辆进行充电。其中检测单元4则检测充电枪的充电信息并发送至功率分配控制单元1，其中充电信息包括充电电压、充电电流或充电温度中的一种或多种。另外，功率分配控制单元1还连接有远程监控平台3，用于远程监控监测各分体式输出终端2的运行状态以及向功率分配控制单元1下达远程运营管理命令及数据。
本发明还公开了一种基于如上所述的自动功率分配的直流充电装置的控制方法，包括步骤：
S01、功率分配控制单元1获取各个分体式输出终端2的充电需求功率Pi和需求电流Ii，计算总体充电需求功率
Figure BDA0002291921570000061
S02、通过总体充电需求功率Pt计算需要启动的直流充电模块501的数量
Figure BDA0002291921570000062
并启动M个直流充电模块501，其中Pe为单个直流充电模块501的额定输出功率，k为经验值；当然，可以通过对k值进行适当选择，以使
Figure BDA0002291921570000063
即M取整数；
S03、主电路单元5中的功率调节模块5031进行功率调节以实现各分体式输出终端2的自动功率分配输出。
本实施例中，在步骤S03中，计算各功率调节模块5031中的功率调节开关的导通占空比
Figure BDA0002291921570000064
计算功率调节开关的导通相位角
Figure BDA0002291921570000065
依据ηi和调制输出PWM波控制各功率调节开关的导通，从而自动调节各分体式输出终端2的充电容量和输出功率，实现实时自动功率分配。本发明中每个功率调节模块5031依据分体式输出终端2需求而计算功率调节开关导通占空比和导通相位，功率调节开关导通期间储能电感存储大量电能，各功率调节模块5031的功率调节开关的导通相位不同从而实现了分时复用，即直流充电母线502此时只向该路功率调节模块5031输送电能，各分体式输出终端2之间并不会产生耦合而互相干扰，从而实现实时自动功率调节；采用此种自动功率分配方法，能够实时调节各分体式输出终端2的输出功率的占用充电容量，且各分体式输出终端2间并不会产生耦合干扰，能够实时的充分利用充电容量。
本实施例中，在步骤S02中，其中k取值为0.7～0.8，确保每个直流充电模块501的工作输出功率为其额定功率70％～80％范围内而使得充电效率最高。
本实施例中，在步骤S02中，启动工作时间最少的M个直流充电模块501以使得各个直流充电模块501的使用率相同。本发明采用估算总体需求容量，从而计算出需开启的直流充电模块501的数量，再启动工作使用时间最少的直流充电模块501，从根本上保证了所有的直流充电模块501的使用时间基本一致，从而使得各直流充电模块501的维护周期和最终的报废时间基本一致，有利于充电装置的整体运行维护和保养。
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的情况下，都可利用上述揭示的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，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种自动功率分配的直流充电装置，其特征在于，包括功率分配控制单元(1)、多个分体式输出终端(2)、检测单元(4)和主电路单元(5)；
所述主电路单元(5)包括多个直流充电模块(501)、功率分配模块(503)和直流充电母线(502)，所述功率分配模块(503)包括多个功率调节模块(5031)；多个直流充电模块(501)的输出端均连接至直流充电母线(502)，用于将输入的交流电转化为直流电共同输出至直流充电母线(502)；各所述功率调节模块(5031)的输入端均连接至直流充电母线(502)，输出端与各分体式输出终端(2)一一对应相连；
所述分体式输出终端(2)，用于反馈充电需求至功率分配控制单元(1)以及对待充电车辆进行充电；
所述检测单元(4)，用于检测各所述分体式输出终端(2)的充电信息并发送至功率分配控制单元(1)；
所述功率分配控制单元(1)，用于根据各分体式输出终端(2)的充电需求以及充电信息，控制主电路单元(5)中各直流充电模块(501)的工作，再通过主电路单元(5)中的功率调节模块(5031)进行功率调节以实现各分体式输出终端(2)的自动功率分配输出。
2.根据权利要求1所述的自动功率分配的直流充电装置，其特征在于，所述功率调节模块(5031)包括功率调节开关，所述功率调节开关的一端与所述直流充电母线(502)相连，另一端与所述分体式输出终端(2)相连；通过控制所述功率调节开关的PWM波的占空比以实现功率调节。
3.根据权利要求2所述的自动功率分配的直流充电装置，其特征在于，所述功率调节模块(5031)还包括电感、二极管和电容，所述功率调节开关的另一端连接二极管的正极，二极管的负极连接至分体式输出终端(2)的正极；所述电感的一端与所述二极管的正极相连，另一端与分体式输出终端(2)的负极和直流充电母线(502)的负极相连；所述电容的一端与二极管的负极相连，另一端与分体式输出终端(2)的负极和直流充电母线(502)的负极相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的自动功率分配的直流充电装置，其特征在于，所述分体式输出终端(2)包括充电枪和充电枪控制器，所述充电枪用于对待充电车辆进行充电，所述充电枪控制器用于接收充电需求及反馈充电状态。
5.根据权利要求1或2或3所述的自动功率分配的直流充电装置，其特征在于，所述分体式输出终端(2)的充电信息包括充电电压、充电电流或充电温度中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2或3所述的自动功率分配的直流充电装置，其特征在于，所述功率分配控制单元(1)还连接有远程监控平台(3)，用于远程监控监测各分体式输出终端(2)的运行状态以及向功率分配控制单元(1)下达远程运营管理命令及数据。
7.一种基于权利要求1至6中任意一项所述的自动功率分配的直流充电装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：
S01、功率分配控制单元(1)获取各个分体式输出终端(2)的充电需求功率Pi和需求电流Ii，计算总体充电需求功率
Figure FDA0002291921560000021
S02、通过总体充电需求功率Pt计算需要启动的直流充电模块(501)的数量
Figure FDA0002291921560000022
并启动M个直流充电模块(501)，其中Pe为单个直流充电模块(501)的额定输出功率，k为经验值；
S03、主电路单元(5)中的功率调节模块(5031)进行功率调节以实现各分体式输出终端(2)的自动功率分配输出。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在步骤S03中，计算功率调节模块(5031)中的功率调节开关的导通占空比
Figure FDA0002291921560000023
计算功率调节开关的导通相位角
Figure FDA0002291921560000024
依据ηi和
Figure FDA0002291921560000025
调制输出PWM波控制各功率调节开关的导通，从而自动调节各分体式输出终端(2)的充电容量和输出功率，实现实时自动功率分配。
9.根据权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，在步骤S02中，其中k取值为0.7～0.8，确保每个直流充电模块(501)的工作输出功率为其额定功率70％～80％范围内而使得充电效率最高。
10.根据权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，在步骤S02中，启动工作时间最少的M个直流充电模块(501)以使得各个直流充电模块(501)的使用率相同。
CN201911183724.3A 2019-11-27 2019-11-27 一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法 Active CN110682804B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911183724.3A CN110682804B (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911183724.3A CN110682804B (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110682804A true CN110682804A (zh) 2020-01-14
CN110682804B CN110682804B (zh) 2021-09-10

Family

ID=69117646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911183724.3A Active CN110682804B (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110682804B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113246784A (zh) * 2021-06-16 2021-08-13 西安星源博睿新能源技术有限公司 电动车辆充电设备、***及方法
CN113437765A (zh) * 2021-06-24 2021-09-24 恩吉（福建）工业装备有限公司 功率分配***、功率供给***及功率分配方法
CN113525133A (zh) * 2021-07-03 2021-10-22 山东明大电器股份有限公司 一种随变压器容量动态分配的柔性直流充电***
CN114228552A (zh) * 2021-12-17 2022-03-25 华为数字能源技术有限公司 一种充电***、充电站、供电方法及计算机可读存储介质
WO2022205149A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 浙江吉利控股集团有限公司 一种充电控制***和充电场站

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106058990A (zh) * 2016-07-04 2016-10-26 李文杰 一种可自动分配充电电流的充电器
US20170141610A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-18 Seyed Ali Nabavi Niaki System and Method for Intelligent Static Transfer Switch with Smart Home Power Management
CN106877463A (zh) * 2017-04-21 2017-06-20 云杉智慧新能源技术有限公司 一种多枪自动功率分配的充电桩及方法
CN106945539A (zh) * 2017-04-18 2017-07-14 中天昱品科技有限公司 一种电动汽车自动功率分配直流快速充电机及其控制方法
CN207283228U (zh) * 2017-10-26 2018-04-27 深圳驿普乐氏科技有限公司 一种充电桩及其功率分配电路
CN108081986A (zh) * 2017-12-13 2018-05-29 富顺光电科技股份有限公司 一种电动汽车分体式自动功率分配充电***
CN110380489A (zh) * 2019-08-08 2019-10-25 珠海英集芯半导体有限公司 一种可以自动调节功率的快充电路及方法
JP2019193531A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社日立製作所 配電系統の電圧調整装置、電圧調整システム、電圧調整方法及び配電設備設計支援システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170141610A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-18 Seyed Ali Nabavi Niaki System and Method for Intelligent Static Transfer Switch with Smart Home Power Management
CN106058990A (zh) * 2016-07-04 2016-10-26 李文杰 一种可自动分配充电电流的充电器
CN106945539A (zh) * 2017-04-18 2017-07-14 中天昱品科技有限公司 一种电动汽车自动功率分配直流快速充电机及其控制方法
CN106877463A (zh) * 2017-04-21 2017-06-20 云杉智慧新能源技术有限公司 一种多枪自动功率分配的充电桩及方法
CN207283228U (zh) * 2017-10-26 2018-04-27 深圳驿普乐氏科技有限公司 一种充电桩及其功率分配电路
CN108081986A (zh) * 2017-12-13 2018-05-29 富顺光电科技股份有限公司 一种电动汽车分体式自动功率分配充电***
JP2019193531A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社日立製作所 配電系統の電圧調整装置、電圧調整システム、電圧調整方法及び配電設備設計支援システム
CN110380489A (zh) * 2019-08-08 2019-10-25 珠海英集芯半导体有限公司 一种可以自动调节功率的快充电路及方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022205149A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 浙江吉利控股集团有限公司 一种充电控制***和充电场站
CN113246784A (zh) * 2021-06-16 2021-08-13 西安星源博睿新能源技术有限公司 电动车辆充电设备、***及方法
CN113437765A (zh) * 2021-06-24 2021-09-24 恩吉（福建）工业装备有限公司 功率分配***、功率供给***及功率分配方法
CN113525133A (zh) * 2021-07-03 2021-10-22 山东明大电器股份有限公司 一种随变压器容量动态分配的柔性直流充电***
CN114228552A (zh) * 2021-12-17 2022-03-25 华为数字能源技术有限公司 一种充电***、充电站、供电方法及计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN110682804B (zh) 2021-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110682804B (zh) 一种自动功率分配的直流充电装置及控制方法
JP6188120B2 (ja) エネルギー貯蔵要素を備えた統合発電システム制御方法及び関連装置
CN101239591B (zh) 车辆用双压型电源装置
US7869913B2 (en) Vehicle-use electric generator apparatus
CN110654263A (zh) 一种多枪充电桩群充功率控制装置及控制方法
US20110001361A1 (en) Method for supplying a load with electrical power
CN106114270B (zh) 一种充电***及充电控制方法
US20100244778A1 (en) High efficiency adaptive power conversion system and method of operation thereof
CN108462217B (zh) 充电堆供电单元调度算法及充电桩供电***
CN112421740A (zh) 一种充电桩***及充电桩功率分配控制方法
CN112236917A (zh) 车辆用电源装置
CN115833289A (zh) 电池管理方法及装置、电池***、计算机可读存储介质
CN209795243U (zh) 直流充电桩一机多枪功率自动分配***
CN112550072B (zh) 用于电驱动车辆的能量***
CN113794218A (zh) 一种基于升降压电路的电动车退役电池二次利用***
KR20180099279A (ko) 에너지 저장 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템
US20230068561A1 (en) Power supply system
CN218733252U (zh) 一种扩展充电车位的装置
CN109586370A (zh) 一种高集成度的充电储能***及一种动力***
CN112003313B (zh) 一种功率调节方法、装置及充电设备
CN209738859U (zh) 一种电动汽车充电岛控制***
EP3640175B1 (en) Decentralized power management in an elevator system
US11223211B2 (en) Method for operating a charging device
JP7518237B1 (ja) 充電システム
EP4335686A1 (en) Fast charging system for electric vehicles with power dynamic distribution function

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant