CN217515001U - 一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电桩技术领域，公开了一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，通过充电管理平台服务器通讯连接主控功率分配单元，通过控制主控功率分配单元对若干充电负载进行多枪充电模式，主控功率分配单元的控制端分别经若干充电终端与若干充电负载的插枪连接，改变传统单双抢充电模式，多枪自适应灵活配组，满足大功率快充需求。本实用新型通过主控功率分配单元控制若干充电终端有效的实现了多枪同充简化功率模块分配策略，合理满足电动载具的充电需求；其中本实用新型兼容单枪、双枪乃至多枪同充的充电管理。

Description

一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***

技术领域

本实用新型涉及充电桩技术领域，具体为一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***。

背景技术

随着新能源电动载具的发展，新能原电动汽车、新能源电动公交、电动重卡、电动船等各种由新能源锂电为动力核心的载具逐步在各行各业中普及应用。相应的充电设施需求越来越大，对充电桩的充电功率也随着载具动力电池的容量增大要求越来高，传统充电由于抢线载流能力限制，单枪充电已经无法满足大型载具对充电电流的需求，于是双充电接口或多充电接口的电动载具也大量出现。

目前新能源电动载具多个充电接口的应用，对充电桩的充电的灵活性提出了考验。充电桩对车充电，首先是桩与车载BMS通讯，充电桩根据BMS需求进行调压、限流输出，即充电桩与BMS之间是一对一关系。然而车端多个充电接口的出现对桩端提出多对一进行配组分流充电。车端一个BMS拥有多个充电接口与桩端多个充电终端链接，BMS需求只有一个，要求桩端自动分配到各个充电终端进行充电。来满足车端BMS的总功率需求。对于一体式直流充电桩一般只有两个充电终端，通常做法一桩将两终端区分主抢与副抢可以满足一个BMS两个充电接口的充电需求。但超出两个充电接口就要求必须对桩与桩之间进行功率分配和通讯链接。满足超出两个充电接口充电，对一体式充电桩带来更复杂的结构接线和功率分配要求。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，该***结构简单，操作方便，可以有效的解决对一体式充电桩带来更复杂的结构接线和功率分配要求的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，包括充电管理平台服务器、主控功率分配单元、若干充电终端和充电负载；所述充电管理平台服务器的控制端与主控功率分配单元的传输端通讯连接；所示主控功率分配单元的控制端分别经若干充电终端与若干充电负载的插枪连接，所述充电负载内设有电池管理***BMS。

优选的，主控功率分配单元的控制端连接通讯总线CAN，通讯总线CAN分支若干通讯总线CAN1对应连接至若干充电终端，若干充电终端通过通讯总线CAN2连对应连接至若干充电负载的电池管理***BMS内。

优选的，主控功率分配单元与若干充电终端分别通过功率传输线连接，功率传输线上对应设有输出接触器。

优选的，充电负载的电池管理***BMS内可与若干个充电终端4通过通讯总线CAN2连接。

优选的，充电终端通过多条通讯总线CAN2可连接多个充电负5载的电池管理***BMS。

优选的，主控功率分配单元包括功率分配接触器、主控板CMU和直流功率模块；所述主控板CMU上设有通讯总线CAN0接口端和通讯总线CAN1的接口端，所述功率分配接触器内设有接触器驱动管理单元；功率分配接触器经直流功率模块连接至通讯总线CAN0上，所述接触器驱动管理单元接入通讯总线CAN0上，通讯总线CAN0接入通讯总线CAN0接口端，主控板CMU的通讯总线CAN1分布对应连接至充电终端的CAN1接口端，充电终端的CAN2接口端通过通讯总线CAN2对应连接充电负载；所述功率分配接触器与若干充电终端之间对应设有输出接触器。

进一步的，主控板CMU还连接远程数据收发与本地人机交互单元TCU；所述连接远程数据收发与本地人机交互单元TCU与主控板CMU的数据交互在同一条通讯总线CAN1上连接。

进一步的，接触器驱动管理单元包括正极IO板和负极IO板，所述正极IO板和负极IO板分别接入通讯总线CAN0上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供了一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，通过充电管理平台服务器通讯连接主控功率分配单元，通过控制主控功率分配单元对若干充电负载进行多枪充电模式，主控功率分配单元的控制端分别经若干充电终端与若干充电负载的插枪连接，改变传统单双抢充电模式，多枪自适应灵活配组，满足大功率快充需求。

进一步的，主控功率分配单元的控制端连接通讯总线CAN，通讯总线CAN分支若干通讯总线CAN1对应连接至若干充电终端，若干充电终端通过通讯总线CAN2连对应连接至若干充电负载的电池管理***BMS内，通过通讯总线CAN以及分支的若干通讯总线CAN1，合理的分配充电终端，提高设备利用率。

进一步的，充电负载的电池管理***BMS内可与若干个充电终端通过通讯总线CAN2连接，充电终端通过多条通讯总线CAN2可连接多个充电负5载的电池管理***BMS，有效的满足了多个充电接口充电的方式。

进一步的，主控功率分配单元通过功率分配接触器、主控板CMU和直流功率模块有效的对充电终端进行功率分配，提高了对充电负载进行单充、双充以及多充的充电功能。

附图说明

图1为本实用新型中分体式直流充电堆多枪配组充电管理***的结构示意图；

图2为本实用新型中主控功率分配单元的通讯结构示意图；

图3为本实用新型中分布式直流充电堆多枪配组充电管理***的整体数据通讯拓扑图。

图中：1-充电管理平台服务器；2-主控功率分配单元；3-输出接触器；4-充电终端；5-充电负载。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型提供一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，该***结构简单，操作方便，可以有效的解决对一体式充电桩带来更复杂的结构接线和功率分配要求的问题。

具体的，该分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，其特征在于，包括充电管理平台服务器1、主控功率分配单元2、若干充电终端4和充电负载5；所述充电管理平台服务器1的控制端与主控功率分配单元2的传输端通讯连接；所示主控功率分配单元2的控制端分别经若干充电终端4与若干充电负载5的插枪连接，所述充电负载5内设有电池管理***BMS。

充电管理平台服务器1包含设备管理，数据统计，充电订单管理，充电费用计量等的云服务平台。主控功率分配单元2控制每个充电终端4的充电启停，主控功率分配单元2通过充电终端4的充电请求需求为各充电终端4分配功率模块，管理各个支路的接触器动作以及互锁，统计充电终端的充电信息，电量计量信息等，统一报送充电管理平台。充电终端则负责检测充电设备的接入，交互辨识主副抢关系，主枪终端与充电负载5的BMS充电流程交互，获取充电需求并分配给在同一BMS_CAN线上的充电终端，各个充电终端分别向主控功率分配单元发起充电请求，由主枪向主控功率分配单元报送多枪同充的配组信息，用于主控功率分配单元进行充电电量的统计。这里所述的配组终端是指不同充电终端接入同一条BMS_CAN中，通过终端辨识识别后的主枪与多个副抢信息，后续不再赘述。主控功率分配单元内部调用模块输出到各充电终端支路，并控制输出接触器控制终端的功率输出。

具体的，主控功率分配单元2的控制端连接通讯总线CAN，通讯总线CAN分支若干通讯总线CAN1对应连接至若干充电终端4，若干充电终端4通过通讯总线CAN2连对应连接至若干充电负载5的电池管理***BMS内。

具体的，主控功率分配单元2与若干充电终端4分别通过功率传输线连接，功率传输线上对应设有输出接触器3。

具体的，充电负载5的电池管理***BMS内可与若干个充电终端4通过通讯总线CAN2连接。

具体的，充电终端4通过多条通讯总线CAN2可连接多个充电负5载的电池管理***BMS。

具体的，根据图2所示，主控功率分配单元2由内部CAN总线与直流充电模块进行数据交互和控制，外部CAN总线分别与各充电终端的CAN1相连接，进行数据汇总以及数据交互，充电终端与充电负载的BMS_CAN分别链接，这里充电负载同一个BMS有多各充电接口时，要求同一个BMS多个充电接口的BMS_CAN线在同一条总线上，用于各充电终端通过BMS_CAN线进行配组设别。

具体的，根据图3所示，主控功率分配单元2包括功率分配接触器、主控板CMU和直流功率模块；所述主控板CMU上设有通讯总线CAN0接口端和通讯总线CAN1的接口端，所述功率分配接触器内设有接触器驱动管理单元；功率分配接触器经直流功率模块连接至通讯总线CAN0上，所述接触器驱动管理单元接入通讯总线CAN0上，通讯总线CAN0接入通讯总线CAN0接口端，主控板CMU的通讯总线CAN1分布对应连接至充电终端的CAN1接口端，充电终端4的CAN2接口端通过通讯总线CAN2对应连接充电负载5；所述功率分配接触器与若干充电终端4之间对应设有输出接触器3。

其中，主控板CMU还连接远程数据收发与本地人机交互单元TCU；所述连接远程数据收发与本地人机交互单元TCU与主控板CMU的数据交互在同一条通讯总线CAN1上连接。

接触器驱动管理单元包括正极IO板和负极IO板，所述正极IO板和负极IO板分别接入通讯总线CAN0上。

CMU为所述功率分配单元的主控板，正极IO板和负极IO板为接触器驱动管理单元，DC1到DC12为直流功率模块，以上单元共同组成了功率分配单元，数据通讯在同一条总线CAN0上。

TMU1到TMU12组成充电终端，TCU为远程数据收发与本地人机交互单元，充电终端、TCU与CMU的数据交互在同一条通讯总线CAN1上连接。充电终端的CAN2则作为与充电负载BMS的数据交互接口。

本实用新型一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，在使用时：

充电终端4在检测到插枪接入后通过电池管理***BMS至通讯总线CAN周期广播发送终端识别报文；

充电终端4接收并解析电池管理***BMS至通讯总线CAN线上广播的终端设别报文，进行多枪同充的充电终端配组；

每个充电终端4默认都为主***式，在比较广播的终端设别报文中当充电终端的设备ID号小于自身ID后转换为副抢模式；

主枪充电终端向主控功率分配单元报送统计到的主、副枪充电终端的配组信息，副抢充电终端则至报文自身副抢标记以及终端信息；

主控功率分配单元2发起充电开启指令后充电终端停止充电配组，由最终配组结果的主枪充电终端与BMS进行充电交互流程，获取充电负载5的充电需求信息；

主枪充电终端根据已配组的充电终端4数进行需求分配，并通过电池管理***BMS至通讯总线CAN发送到已配组的充电终端，并指令控制已配组的充电终端开始充电；

各充电终端4通过CAN1向主控功率分配单元2请求各自输出需求电压和电流；

功率分配单元根据已配组的充电终端需求进行直流模块调用并分配到各充电终端4；

已配组的副枪终端将各自支路的输出电压、电流以及电量信息通过电池管理***BMS至通讯总线CAN报送到主枪充电终端，主枪充电终端将汇总信息报送到主控功率分配单元3进行充电电量统计后报送充电管理平台服务器1。

在分布式直流充电堆主控功率分配单元多枪同充处理流程中，相比一体式充电桩，分布式直流充电堆将直流功率模块单独集中在一处进行功率分配，通过对不同充电终端的通路接触器协调统一管理，可将任意直流功率模块分配到所需充电支路，更好的提高了功率模块的利用率，并且可以更加灵活的对多枪配组充电进行功率分配。

对于多枪配组充电，主控功率分配单元获取终端的插枪接入信息。获取充电终端的配组信息，确认插枪接入的主枪与副抢关系。主控功率分配单元等待获取到集控开始充电指令后对主枪充电终端发送充电开启指令。主控功率分配单元获取在充电的各终端充电需求，并根据该需求协调分配直流功率模块输出到各充电终端。主控功率分配单元汇总获取各终端的充电信息。

在充电终端多枪同充处理流程中，相较于一体式充电桩，所述分布式直流充电堆充电终端不需要再对直流充电模块进行控制和交互，只需负责和BMS充电流程管理，多枪辨识，协同充电。大大降低了同时两把以上的充电抢终端同时对同一电动载具充电的复杂程度。

所述充电终端实时检测插枪接入信号，判断充电载具接入后开始周期广播充电终端辨识报文。所述充电终端接收到BMS_CAN总线上的广播辨识报文后自动识别判断出当前的主枪以及副抢设备并将当前配组信息实时报送给主控功率分配单元。充电终端在主枪接收到主控功率分配单元下发的充电指令后停止充电终端的配组更新。由主枪充电终端开启BMS握手充电流程。主枪充电终端根据BMS的充电需求，对已配组的副抢终端分配充电需求，并控制副抢终端的充电开始和停止指令。所述充电终端各自向主控功率分配单元请求功率分配，并实时更新和反馈充电过程信息。

在充电负载一般性查抢充电流程中传统充电载具的BMS与充电接口是一对一关系，但随着载具的体积和功率的加大，动力电池的容量也随之匹配增大。对充电功率要求也变大。所以BMS与充电接口出现了一对二，甚至一对多，来满足大容量动力电池的充电需求。

对于电动载具上一个BMS多个充电接口的要求，多个充电接口的BMS_CAN在同一条总线上。对于电动载具有多个BMS的，BMS之间的BMS_CAN要求各自分离，属于独立的充电BMS。

综上所述，本实用新型提供了一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，通过充电管理平台服务器通讯连接主控功率分配单元，通过控制主控功率分配单元对若干充电负载进行多枪充电模式，主控功率分配单元的控制端分别经若干充电终端与若干充电负载的插枪连接，改变传统单双抢充电模式，多枪自适应灵活配组，满足大功率快充需求。本实用新型改变传统单双抢充电模式，多枪自适应灵活配组，满足大功率快充需求；配合分布式直流充电堆拓扑结构，合理分配充电终端，提高设备利用率；多枪同充简化功率模块分配策略，合理满足电动载具的充电需求；兼容单枪、双枪乃至多枪同充的充电管理。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，其特征在于，包括充电管理平台服务器(1)、主控功率分配单元(2)、若干充电终端(4)和充电负载(5)；所述充电管理平台服务器(1)的控制端与主控功率分配单元(2)的传输端通讯连接；所示主控功率分配单元(2)的控制端分别经若干充电终端(4)与若干充电负载(5)的插枪连接，所述充电负载(5)内设有电池管理***BMS。

2.根据权利要求1所述的一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，其特征在于，所述主控功率分配单元(2)的控制端连接通讯总线CAN，通讯总线CAN分支若干通讯总线CAN1对应连接至若干充电终端(4)，若干充电终端(4)通过通讯总线CAN2连对应连接至若干充电负载(5)的电池管理***BMS内。

3.根据权利要求1所述的一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，其特征在于，主控功率分配单元(2)与若干充电终端(4)分别通过功率传输线连接，功率传输线上对应设有输出接触器(3)。

4.根据权利要求1所述的一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，其特征在于，所述充电负载(5)的电池管理***BMS内可与若干个充电终端(4)通过通讯总线CAN2连接。

5.根据权利要求1所述的一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，其特征在于，所述充电终端(4)通过多条通讯总线CAN2可连接多个充电负5载的电池管理***BMS。

6.根据权利要求1所述的一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，其特征在于，所述主控功率分配单元(2)包括功率分配接触器、主控板CMU和直流功率模块；所述主控板CMU上设有通讯总线CAN0接口端和通讯总线CAN1的接口端，所述功率分配接触器内设有接触器驱动管理单元；功率分配接触器经直流功率模块连接至通讯总线CAN0上，所述接触器驱动管理单元接入通讯总线CAN0上，通讯总线CAN0接入通讯总线CAN0接口端，主控板CMU的通讯总线CAN1分布对应连接至充电终端的CAN1接口端，充电终端(4)的CAN2接口端通过通讯总线CAN2对应连接充电负载(5)；所述功率分配接触器与若干充电终端(4)之间对应设有输出接触器(3)。

7.根据权利要求6所述的一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，其特征在于，所述主控板CMU还连接远程数据收发与本地人机交互单元TCU；所述连接远程数据收发与本地人机交互单元TCU与主控板CMU的数据交互在同一条通讯总线CAN1上连接。

8.根据权利要求6所述的一种分体式直流充电堆多枪配组充电管理***，其特征在于，所述接触器驱动管理单元包括正极IO板和负极IO板，所述正极IO板和负极IO板分别接入通讯总线CAN0上。

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