智能充电设备的控制方法和智能充电设备与流程

本发明涉及充电，尤其涉及一种基于智能充电设备的控制方法和智能充电设备。

背景技术：

1、由于电动车可以充分利用清洁能源，因此得到了大力发展，投入使用的电动车也越来越多。为了可以方便地为这些电动车充电，也随之配置了越来越多的充电设备。现有技术中为了可以同时为多台电动车充电，目前的充电设备往往设置了多个充电枪，并为每个充电枪都配置了一个充电模块，这类充电模块可以将电网提供的交流电转化为符合电动车充电要求的稳定的直流电。虽然现有技术中的充电设备具有多个充电模块，但是每个电动枪所配置的充电模块数量是固定的，无法根据实际需求进行调整。例如当充电设备在为多台电动车进行充电时，一些电动车需要充电的功率较高以满足快速充电的需求，当为这些电动车充电的充电枪所配置的充电模块所提供的充电功率不能满足要求，而另一些电动车充电功率要求不高，导致为其充电的充电枪的充电模块没有得到充分利用，或者同时充电的电动车数量较少，导致一些没有接入电动车的充电枪所配置的充电模块处于空闲状态。因此现有技术无法根据自身充电资源的配置情况和用户的充电需求实时地灵活调整充电模块与充电枪的配置，造成充电设备不能根据电动车用户充电需求和充电设备配置情况为电动车提供适合的充电方式。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种智能充电设备的控制方法和智能充电设备，用于解决现有技术无法根据电动车用户充电需求和充电设备的充电资源配置情况来为电动车提供合理的充电方案的技术问题。

2、本发明采用的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供了一种智能充电设备的控制方法，所述智能充电设备包括控制电路、至少一组包括多个充电模块的充电模块组、多个组内接触器和与所述充电模块一一对应的充电枪输出端，所述充电模块的输出端与对应的充电枪输出端连接，设一组充电模块中充电模块的数量为n，且n≥2，设组内接触器的数量为m，则m=n（n-1）/2，m和n均为正整数，每个组内接触器包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端和第二连接端中之一与电源的正极连接，另一与电源的负极连接，设pij为用于将同一组充电模块中的第j个充电模块连接到第i个充电枪的输出端或者将第i个充电模块连接到第j个充电枪输出端的组内接触器，其中i和j为正整数，且i＜j，j≤n，则组内接触器pij的第一端与第i个充电模块的输出端连接，第二端与第j个充电模块的输出端连接，所述控制电路与所述组内接触器连接，所述控制电路用于控制组内接触器的通断，所述方法包括：

4、获取各个充电枪输出端所接入的电动车的充电需求信息；

5、获取各个充电模块的供电信息；

6、根据各个充电枪输出端所接入的电动车的充电需求信息和各个充电模块的供电信息为各个充电枪分配用于供电的充电模块；

7、根据各个充电枪分配的充电模块确定各个接触器的目标通断状态；

8、根据所述各个接触器的目标通断状态控制各个接触器的通断。

9、优选地，所述根据各个充电枪分配的充电模块确定各个接触器的目标通断状态还包括以下步骤：

10、获取为充电枪所分配的充电模块中与所有接入了电动车的充电枪输出端均不对应的充电模块作为待连接充电模块；

11、根据所述待连接充电模块和与充电枪输出端所对应的充电模块确定待接通的组内接触器，设与充电枪输出端所对应的充电模块为第k个充电模块，待连接的充电模块为第h个充电模块，其中k≤n ，h≤n ，k≠h ,k和h取正整数，若k＜h则待接通的组内接触器为组内接触器pkh，若h＜k则待接通的组内接触器为组内接触器phk；

12、将待接通的接触器的目标通断状态确定为接通状态，其余接触器的目标通断状态确定为断开状态。

13、优选地，所述电动车的充电需求信息包括充电功率需求，所述充电模块的供电信息包括充电模块的理想放电曲线，所述根据各个充电枪输出端所接入的电动车的充电需求信息和各个充电模块的供电信息为各个充电枪分配用于供电的充电模块还包括以下步骤：

14、获取当前与充电枪输出端连接的电动车的数量；

15、如果当前与充电枪输出端连接的电动车的数量等于充电模块的数量，则为每个电动车所连接的充电枪输出端分配一个充电模块；

16、如果当前与充电枪连接输出端的电动车的数量小于充电模块的数量则将与电动车所连接的充电枪输出端对应的充电模块分配给该充电枪；

17、获取与电动车所连接的充电枪输出端对应的充电模块的理想放电曲线作为第一理想放电曲线；

18、根据第一理想放电曲线获取与电动车所连接的充电枪输出端对应的充电模块的所能提供的理想充电功率；

19、获取空闲的充电模块的理想放电曲线作为第二理想放电曲线；

20、根据第二理想放电曲线获取空闲的充电模块的所能提供的理想充电功率；

21、判断当前所分配的充电模块可以提供的理想电功率是否满足连接了对应充电枪输出端的电动车的充电功率需求；

22、如果满足则保持当前所分配的充电模块不变，如果不满足则根据理想充电功率和充电功率需求获取电动车的充电功率差额，所述充电功率差额为充电功率需求和理想充电功率的差值；

23、根据充电功率差额和所述空闲的充电模块的所能提供的理想充电功率将空闲的充电模块中的至少一部分充电模块分配给不满足电动车的充电功率需求的充电枪。

24、优选地，在所述根据充电功率差额和所述空闲的充电模块的所能提供的理想充电功率将空闲的充电模块分配给中的至少一部分充电模块分配给不满足电动车的充电功率需求的充电枪之后还包括以下步骤：

25、获取分配了空闲模块后仍然不满足电动车的充电功率需求的充电枪作为目标充电枪；

26、获取目标充电枪的充电功率差额，并根据目标充电枪的充电功率差额获取对应的放电功率差额pa；

27、获取预设的充电模块放电功率梯度值dp，并根据放电功率差额pa和放电功率梯度值dp确定放电功率增加的梯级r，r=⌈pa/dp⌉，其中⌈⌉表示向上取整，r为大于等于1的整数；

28、获取目标充电枪所分配的充电模块作为目标充电模块；

29、根据各个目标充电模块对应的理想放电曲线和放电功率梯度值dp获取各个目标充电模块的各个梯级的放电功率；

30、根据各个目标充电模块的理想放电曲线和各个梯级的放电功率获取各个目标充电模块的各个梯级放电功率对应的电池寿命的减少量；

31、根据各个目标充电模块的理想放电曲线和各个梯级的放电功率获取各个梯级的放电功率对应的放电曲线；

32、根据各个目标充电模块的各个梯级的放电功率对应的放电曲线获取各个梯级的放电功率对应的电池寿命的减少量；

33、从各个目标充电模块的各个梯级的放电功率中选取r个梯级连续且对应的电池寿命的减少量最小的目标充电模块的梯级放电功率作为目标梯级放电功率；

34、根据目标梯级放电功率调整各个目标充电模块的理想放电曲线，使调整后目标充电模块的放电曲线的放电功率等于目标梯级放电功率。

35、优选地，所述电动车的充电需求信息包括充电功率需求，所述充电模块的供电信息包括充电模块可以提供的最大充电功率，所述根据各个充电枪输出端所接入的电动车的充电需求信息和各个充电模块的供电信息为各个充电枪分配用于供电的充电模块还包括以下步骤：

36、获取当前与充电枪输出端连接的电动车的数量；

37、如果当前与充电枪输出端连接的电动车的数量等于充电模块的数量，则为每个电动车所连接的充电枪输出端分配一个充电模块；

38、如果当前与充电枪连接输出端的电动车的数量小于充电模块的数量则将与电动车所连接的充电枪输出端对应的充电模块分配给该充电枪；

39、判断当前所分配的充电模块可以提供的最大充电功率是否满足连接了对应充电枪输出端的电动车的充电功率需求，如果满足则保持当前所分配的充电模块不变；如果不满足则根据电动车的充电功率需求缺口将空闲的充电模块中的至少一部分充电模块分配给不满足电动车的充电功率需求的充电枪，所述充电功率需求缺口为电动车的充电功率需求与充电模块可以提供的最大充电功率的差值。

40、优选地，所述如果不满足则根据电动车的充电功率需求缺口将空闲的充电模块中的至少一部分充电模块分配给不满足电动车的充电功率需求的充电枪还包括以下步骤：

41、获取不满足充电功率需求的电动车接入充电枪的先后顺序；

42、根据不满足充电功率需求的电动车中最先接入的电动车的充电功率需求缺口将空闲的充电模块中的至少一部分充电模块分配给所述最先接入的电动车所连接的充电枪，并使分配后最先接入的电动车的充电功率需求缺口最小；

43、判断是否还存在空闲的充电模块，若是则重复前述步骤，若否则完成对充电模块的分配。

44、第二方面本发明提供一种智能充电设备，包括控制电路、至少一组包括多个充电模块的充电模块组、多个组内接触器和与所述充电模块一一对应的充电枪输出端，所述充电模块的输出端与对应的充电枪输出端连接，设一组充电模块中充电模块的数量为n，且n≥2，设组内接触器的数量为m，则m=n（n-1）/2，m和n均为正整数，每个组内接触器包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端和第二连接端中之一与电源的正极连接，另一与电源的负极连接，设pij为用于将同一组充电模块中的第j个充电模块连接到第i个充电枪的输出端或者将第i个充电模块连接到第j个充电枪输出端的组内接触器，其中i和j为正整数，且i＜j，j≤n，则组内接触器pij的第一端与第i个充电模块的输出端连接，第二端与第j个充电模块的输出端连接，所述控制电路与所述组内接触器连接，所述控制电路用于控制组内接触器的通断。

45、优选地，所述智能充电设备包括至少两组充电模块组和与充电模块组一一对应的组间接触器，所述组间接触器具有第一连接端和第二连接端，所述组间接触器的第一连接端与另一组充电模块组的组件接触器相连，所述第二连接端与同一组充电模块组中的第n个充电模块的输出端连接，所述控制电路与所述组间接触器连接，所述控制电路还用于控制组间接触器的通断。

46、优选地，所述一组充电模块组的充电模块的数量为6个；

47、一组充电模块组的组内接触器的数量为15个，分别为第一组内接触器，第二组内接触器，第三组内接触器，第四组内接触器，第五组内接触器，第六组内接触器，第七组内接触器，第八组内接触器，第九组内接触器，第十组内接触器，第十一组内接触器，第十二组内接触器，第十三组内接触器，第十四组内接触器，第十五组内接触器；

48、一组充电模块组的组间接触器的数量为1个；

49、所述组内接触器和所述组间接触器呈4×4矩阵排列，所述第一组内接触器，第二组内接触器，第三组内接触器，第四组内接触器依次排列在矩阵的一排，所述第五组内接触器，第六组内接触器，第七组内接触器，第八组内接触器依次排列在矩阵的第二排，所述第九组内接触器，第十组内接触器，第十一组内接触器，第十二组内接触器依次排列在矩阵的第三排，所述组间接触器、第十三组内接触器，第十四组内接触器，第十五组内接触器排在矩阵的第四排；

50、所述第一组内接触器，第二组内接触器，第三组内接触器，第四组内接触器和第十二组内接触器的第一端与充电模组内的第一个充电模块的输出端连接；

51、所述第五组内接触器，第六组内接触器，第七组内接触器，第八组内接触器的第一端与充电模组内的第二个充电模块的输出端连接；

52、所述第九组内接触器，第十组内接触器和第十一组内接触器的第一端与充电模组内的第三个充电模块的输出端连接；

53、所述第十三组内接触器，第十四组内接触器的第一端与充电模组内的第四个充电模块的输出端连接；

54、所述第十五组内接触器的第一端与充电模组内的第五个充电模块的输出端连接；

55、所述第一组内接触器的第二端与充电模组内的第二个充电模块的输出端连接；

56、所述第二组内接触器，第五组内接触器的第二端与充电模组内的第三个充电模块的输出端连接；

57、所述第三组内接触器，第六组内接触器，第九组内接触器的第二端与充电模组内的第四个充电模块的输出端连接；

58、所述第四组内接触器，第七组内接触器，第十组内接触器，第十三组内接触器的第二端与充电模组内的第五个充电模块的输出端连接；

59、所述第八组内接触器，第十一组内接触器，第十二组内接触器，组间接触器，第十四组内接触器，第十五组内接触器的第二端与充电模组内的第六个充电模块的输出端连接，所述组间接触器的第一端与另一组充电模组连接。

60、优选地，所述充电模块包括输入emi电路，三相有源pfc电路，dc/dc变换器，输出emi电路，第一数字信号处理器和第二数字信号处理器，所述输入emi电路的输入端接交流电输入，所述输入emi电路的输出端与dc/dc变换器的输入端连接，所述dc/dc变换器的输出端与输出emi电路的输入端连接，所述输出emi电路的输出端输出供电动车充电的直流电，所述第一数字信号控制器分别与输入emi电路、三相有源pfc电路和第二数字信号处理器连接，所述第二数字信号处理器与dc/dc变换器连接，所述第一数字数字信号处理器用于根据输入电压控制三相有源pfc电路对输入电流的相位进行校正，并调整输入电流的大小后输入到dc/dc变换器，所述第二数字信号处理器用于向dc/dc变换器输出脉宽调制信号以控制dc/dc变换器将三相有源pfc电路输出的直流电压转换成为电动车充电的直流电压，所述充电模块还包括输入检测保护电路，输出检测保护及温度检测电路，所述输入检测保护电路用于检测输入到emi电路中的交流电的电流和电压，并将检测到的数据传送给第一数字信号处理器，所述输出检测保护电路用于检测输出emi电路所输出的电流和电压，并将检测到的数据传送给第二数字信号处理器；

61、所述充电模块还包括通讯电路，所述通讯电路与第二数字信号处理器连接，所述通讯电路与can通信总线连接；

62、所述智能充电设备还包括交流输入接触器，所述交流输入接触器的第一端与充电模块连接，第二端与交流输入电源连接，所述控制电路与所述交流接触器连接，所述控制电路用于在停止充电或者出现紧急情况或者出现严重故障时控制交流接触器断开以切断交流输入电源与充电模块的连接，并在故障解除后控制交流接触器闭合以恢复流输入电源与充电模块的连接。

63、有益效果：本发明的智能充电设备的控制方法和智能充电设备一方面获取进入到充电枪输出端的用户的充电需求，一方面获取智能充电设备的充电模块的供电信息，从而可以根据用户的实际充电需求和设备本身的资源情况来为各个充电枪灵活调配智能充电设备中的充电模块，优化了充电设备的充电模块的分配，契合了用户的充电需求，这样不仅让智能充电设备的充电资源得到了充分的利用，也尽量满足了用户的需求。本发明通过使组内接触器pij的第一端与第i个充电模块输出端连接，第二端与第j个充电模块的输出端连接从而通过最少数量的接触器来实现不同充电枪之间充电模块的任意并联，从而以较低的成本为智能充电设备实现根据用户需求灵活分配充电资源提供支持。