一种分体柔性充电堆功率动态分配方法与流程

1.本发明属于电动汽车充电技术领域，具体涉及一种分体柔性充电堆功率动态分配方法


背景技术：

随着国家为建设低碳环保型经济和新能源战略的发展以及电动汽车技术的日益成熟，目前各大城市正在加大对电动汽车的推广应用，而如何使电动汽车能够方便快捷的充电就成为其推广应用的一个决定性的重要环节。
2.现有一体式充电设备存在最大功率受限，且闲置功率无法利用的痛点，故不能高效率的为运营车辆提供充电服务，因此，要开发一套集中控制的充电系统，在该系统内，功率模块可根据一定的策略，分配给系统内的任意充电桩终端，使得单枪充电功率可调，闲置功率可以被充分利用。
3.因此，提供一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，实现动态分配给充电枪的输出功率，最大限度地利用设备充电容量，提升充电的稳定性、效率以及安全性，是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.针对上述提出的技术问题，本发明提供一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，旨在实现动态分配给充电枪的输出功率，有效利用闲置功率，保证充电效率。
5.第一方面，本发明提供了一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，该方法包括如下步骤：步骤1、功率控制模块pcu基于电源地址为各个充电终端分配功率模块，并创建分配表，将分配表存储在功率控制模块pcu；步骤2、充电终端a握手成功后，充电终端a的充电控制模块ccu向功率控制模块pcu发送充电请求；步骤3、功率控制模块pcu基于充电请求根据功率分配调度策略生成控制指令，将控制指令发送给开关模块pdu动态调整充电功率给电动汽车充电。
6.具体地，电源地址为功率模块的唯一编号。
7.具体地，充电请求包括充电终端a的编号、电动汽车的实际需求功率。
8.具体地，开关模块pdu采用全矩阵切换的方式，将每一个功率模块与每一个充电终端连接，根据控制指令决定功率模块与充电终端之间的切换逻辑。
9.具体地，分配表包括默认功率模块组、可用功率模块组序列、动作继电器序号，其中，动作继电器序号用于保存充电终端要借用其他功率模块组时要动作的继电器通道号。
10.具体地，当功率模块组包含多个功率模块时，多个功率模块的直流输出是并联在一起的。
11.具体地，功率分配调度策略为：
当功率控制模块pcu接收到充电请求时，基于分配表判断分配给充电终端a的第一功率模块组的输出功率是否小于电动汽车的实际需求功率；若小于电动汽车的实际需求功率，则从可用功率模块组序列中检索一个可用的空闲功率模块组给电动汽车充电；若第一功率模块组或空闲功率模块组的输出功率大于电动汽车的实际需求功率，则退出n组功率模块。
12.具体地，根据可用功率模块组序列中空闲功率模块组的剩余电量或先到先得的原则为充电终端a选择空闲功率模块组。
13.具体地，单个功率模块的额定输出功率为20kw。
14.具体地，充电结束后，功率控制模块pcu回收功率模块资源，将用于充电终端a的功率模块组标记为空闲。
15.具体地，功率模块与充电终端连通进行充电时，将电能转换为对电动汽车充电的能量再进行充电。
16.具体地，开关模块pdu通过can总线的方式与功率控制模块pcu进行交互。
17.具体地，充电终端包括壳体、显示屏、充电计量模块。
18.第二方面，本发明还提供了一种分体柔性充电堆功率动态分配系统，该系统包括：充电终端、功率控制模块pcu、功率模块、开关模块pdu；充电终端，握手成功后，充电终端的充电控制模块ccu向功率控制模块pcu发送充电请求；功率控制模块pcu，基于电源地址为各个充电终端分配功率模块，创建分配表，将分配表存储在功率控制模块pcu，并基于充电请求根据功率分配调度策略生成控制指令，将控制指令发送给开关模块pdu动态调整充电功率给电动汽车充电。
19.具体地，电源地址为功率模块的唯一编号。
20.具体地，充电请求包括充电终端a的编号、电动汽车的实际需求功率。
21.具体地，开关模块pdu采用全矩阵切换的方式，将每一个功率模块与每一个充电终端连接，根据控制指令决定功率模块与充电终端之间的切换逻辑。
22.具体地，分配表包括默认功率模块组、可用功率模块组序列、动作继电器序号，其中，动作继电器序号用于保存充电终端要借用其他功率模块组时要动作的继电器通道号。
23.具体地，当功率模块组包含多个功率模块时，多个功率模块的直流输出是并联在一起的。
24.具体地，功率分配调度策略为：当功率控制模块pcu接收到充电请求时，基于分配表判断分配给充电终端a的第一功率模块组的输出功率是否小于电动汽车的实际需求功率；若小于电动汽车的实际需求功率，则从可用功率模块组序列中检索一个可用的空闲功率模块组给电动汽车充电；若第一功率模块组或空闲功率模块组的输出功率大于电动汽车的实际需求功率，则退出n组功率模块。
25.具体地，根据可用功率模块组序列中空闲功率模块组的剩余电量或先到先得的原则为充电终端a选择空闲功率模块组。
26.具体地，单个功率模块的额定输出功率为20kw。
27.具体地，充电结束后，功率控制模块pcu回收功率模块资源，将用于充电终端a的功率模块组标记为空闲。
28.具体地，功率模块与充电终端连通进行充电时，将电能转换为对电动汽车充电的能量再进行充电。
29.具体地，开关模块pdu通过can总线的方式与功率控制模块pcu进行交互。
30.具体地，充电终端包括壳体、显示屏、充电计量模块。
31.本发明公开的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，在对电动汽车进行充电时，考虑电动汽车连接的充电终端对应的功率模块的剩余电量，实时动态地调整对该电动汽车进行充电的功率模块和充电功率，能够有效地平衡功率模块的电流输出能力，提高功率模块有效利用率。
附图说明
32.图1为本发明的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法的流程图；图2为本发明的一种分体柔性充电堆功率动态分配系统的结构示意图。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明经行进一步的详细说明。显然，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术普通人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
ꢀ“
第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.图1所示是本发明提供的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法的一个实施例的流程图，该流程图具体包括如下步骤：步骤1、功率控制模块pcu基于电源地址为各个充电终端分配功率模块，并创建分配表，将分配表存储在功率控制模块pcu。
36.具体地，电源地址为功率模块的唯一编号。
37.示例性地，可以将一个功率模块分配给多个充电终端；每个充电终端可以被分配到多个功率模块，形成一个功率模块组。
38.具体地，单个功率模块的额定输出功率为20kw。
39.具体地，分配表包括默认功率模块组、可用功率模块组序列、动作继电器序号，其中，动作继电器序号用于保存充电终端要借用其他功率模块组时要动作的继电器通道号。
40.该通道号是系统约定的一个相对序号，程序内部会根据序号跟开关模块pdu地址和开关模块pdu通道进行对应。
41.分配表的配置如表1所示。
42.表1
枪号默认组可用模块组序列动作继电器序号111,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,121,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12222,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1333,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,23,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2444,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,34,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3555,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,45,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4666,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,56,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5可用模块组序列是指枪通过开关模块高压继电器的切换可以分到的功率模块组，全矩阵模型中每一组功率模块都可以被每一把枪用到。
43.功率模块组可以包含一个功率模块，也可以包含多个功率模块。
44.具体地，当功率模块组包含多个功率模块时，多个功率模块的直流输出是并联在一起的。
45.具体地，充电终端包括壳体、显示屏、充电计量模块。
46.步骤2、充电终端a握手成功后，充电终端a的充电控制模块ccu向功率控制模块pcu发送充电请求。
47.具体地，充电请求包括充电终端a的编号、电动汽车的实际需求功率。
48.步骤3、功率控制模块pcu基于充电请求根据功率分配调度策略生成控制指令，将控制指令发送给开关模块pdu动态调整充电功率给电动汽车充电。
49.具体地，开关模块pdu采用全矩阵切换的方式，将每一个功率模块与每一个充电终端连接，根据控制指令决定功率模块与充电终端之间的切换逻辑。
50.pdu每一个通道的正负极继电器都有辅助触点采样，当检测到有继电器粘连时，会将故障信息上报给pcu，pcu禁止对应的功率模块进行充电。
51.具体地，功率分配调度策略为：当功率控制模块pcu接收到充电请求时，基于分配表判断分配给充电终端a的第一功率模块组的输出功率是否小于电动汽车的实际需求功率；若小于电动汽车的实际需求功率，则从可用功率模块组序列中检索一个可用的空闲功率模块组给电动汽车充电；若第一功率模块组或空闲功率模块组的输出功率大于电动汽车的实际需求功率，则退出n组功率模块。
52.具体地，根据可用功率模块组序列中空闲功率模块组的剩余电量或先到先得的原则为充电终端a选择空闲功率模块组。
53.优先为充电终端分配剩余电量最多的空闲功率模块组。
54.具体地，功率模块与充电终端连通进行充电时，将电能转换为对电动汽车充电的能量再进行充电。
55.具体地，开关模块pdu通过can总线的方式与功率控制模块pcu进行交互。
56.具体地，充电结束后，功率控制模块pcu回收功率模块资源，将用于充电终端a的功率模块组标记为空闲。
57.充电结束后，先关闭功率模块，待确定功率模块关闭后再断开功率分配继电器，以确保每次继电器的断开都是无电流的。
58.图2所示是本发明提供的一种分体柔性充电堆功率动态分配系统的一个实施例的结构示意图。如图2所示，该系统包括：充电终端、功率控制模块pcu、功率模块、开关模块pdu。
59.充电终端，握手成功后，充电终端的充电控制模块ccu向功率控制模块pcu发送充电请求。
60.功率控制模块pcu，基于电源地址为各个充电终端分配功率模块，创建分配表，将分配表存储在功率控制模块pcu，并基于充电请求根据功率分配调度策略生成控制指令，将控制指令发送给开关模块pdu动态调整充电功率给电动汽车充电。
61.具体地，电源地址为功率模块的唯一编号。
62.具体地，充电请求包括充电终端a的编号、电动汽车的实际需求功率。
63.具体地，开关模块pdu采用全矩阵切换的方式，将每一个功率模块与每一个充电终端连接，根据控制指令决定功率模块与充电终端之间的切换逻辑。
64.具体地，分配表包括默认功率模块组、可用功率模块组序列、动作继电器序号，其中，动作继电器序号用于保存充电终端要借用其他功率模块组时要动作的继电器通道号。
65.具体地，当功率模块组包含多个功率模块时，多个功率模块的直流输出是并联在一起的。
66.具体地，功率分配调度策略为：当功率控制模块pcu接收到充电请求时，基于分配表判断分配给充电终端a的第一功率模块组的输出功率是否小于电动汽车的实际需求功率；若小于电动汽车的实际需求功率，则从可用功率模块组序列中检索一个可用的空闲功率模块组给电动汽车充电；若第一功率模块组或空闲功率模块组的输出功率大于电动汽车的实际需求功率，则退出n组功率模块。
67.具体地，根据可用功率模块组序列中空闲功率模块组的剩余电量或先到先得的原则为充电终端a选择空闲功率模块组。
68.具体地，单个功率模块的额定输出功率为20kw。
69.具体地，充电结束后，功率控制模块pcu回收功率模块资源，将用于充电终端a的功率模块组标记为空闲。
70.具体地，功率模块与充电终端连通进行充电时，将电能转换为对电动汽车充电的能量再进行充电。
71.具体地，开关模块pdu通过can总线的方式与功率控制模块pcu进行交互。
72.具体地，充电终端包括壳体、显示屏、充电计量模块。
73.以上上述的实施例仅表达了本发明的实施优选方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、功率控制模块pcu基于电源地址为各个充电终端分配功率模块，并创建分配表，将所述分配表存储在所述功率控制模块pcu；步骤2、充电终端a握手成功后，所述充电终端a的充电控制模块ccu向所述功率控制模块pcu发送充电请求；步骤3、所述功率控制模块pcu基于所述充电请求根据功率分配调度策略生成控制指令，将所述控制指令发送给开关模块pdu动态调整充电功率给电动汽车充电。2.根据权利要求1所述的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，所述电源地址为所述功率模块的唯一编号。3.根据权利要求1所述的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，所述充电请求包括所述充电终端a的编号、所述电动汽车的实际需求功率。4.根据权利要求1所述的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，所述开关模块pdu采用全矩阵切换的方式，将每一个功率模块与每一个充电终端连接，根据所述控制指令决定功率模块与充电终端之间的切换逻辑。5.根据权利要求3所述的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，所述分配表包括默认功率模块组、可用功率模块组序列、动作继电器序号，其中，所述动作继电器序号用于保存充电终端要借用其他功率模块组时要动作的继电器通道号。6.根据权利要求5所述的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，当功率模块组包含多个功率模块时，所述多个功率模块的直流输出是并联在一起的。7.根据权利要求6所述的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，所述功率分配调度策略为：当所述功率控制模块pcu接收到所述充电请求时，基于所述分配表判断分配给所述充电终端a的第一功率模块组的输出功率是否小于所述电动汽车的实际需求功率；若小于所述电动汽车的实际需求功率，则从所述可用功率模块组序列中检索一个可用的空闲功率模块组给所述电动汽车充电；若所述第一功率模块组或所述空闲功率模块组的输出功率大于所述电动汽车的实际需求功率，则退出n组功率模块。8.根据权利要求7所述的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，根据所述可用功率模块组序列中空闲功率模块组的剩余电量或先到先得的原则为所述充电终端a选择空闲功率模块组。9.根据权利要求1所述的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，单个功率模块的额定输出功率为20kw。10.根据权利要求1所述的一种分体柔性充电堆功率动态分配方法，其特征在于，充电结束后，所述功率控制模块pcu回收功率模块资源，将用于所述充电终端a的功率模块组标记为空闲。

技术总结
本发明属于电动汽车充电技术领域，公开了一种分体柔性充电堆功率动态分配方法：功率控制模块PCU基于电源地址为各个充电终端分配功率模块，并创建分配表，将分配表存储在功率控制模块PCU；充电终端A握手成功后，充电终端A的充电控制模块CCU向功率控制模块PCU发送充电请求；功率控制模块PCU基于充电请求根据功率分配调度策略生成控制指令，将控制指令发送给开关模块PDU动态调整充电功率给电动汽车充电。本发明解决了现有的一体式充电设备存在最大功率受限、闲置功率无法利用，不能高效地为运营车辆提供充电服务的问题。运营车辆提供充电服务的问题。运营车辆提供充电服务的问题。


技术研发人员：孙志伟 方延 张弛
受保护的技术使用者：迅捷能源（武汉）有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/6/27