电动汽车充电桩的功率分配方法和系统与流程

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及电动汽车充电桩的功率分配方法和系统。

背景技术：

随着新能源电动汽车行业的迅猛发展，越来越多的场合需要布置直流充电桩，而由于场地及供电功率的限制，需要对充电功率进行及时且合理的分配，从而最大效率地利用场地及供电功率。

目前市场上大多的直流充电桩采用双枪同充的结构，功率分配仅在同一台桩上充电的两辆车之间进行，功率分配的效率比较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供电动汽车充电桩的功率分配方法和系统，可以充分利用充电桩及充电功率，并根据车载实际的需求功率，实时地进行功率分配，从而提高功率的分配效率。

第一方面，本发明实施例提供了电动汽车充电桩的功率分配方法，应用于整流柜，所述方法包括：

接收充电桩发送的参数信息，所述参数信息包括需求功率；

根据所述需求功率选择当前分配方式；

判断所述当前分配方式与前一分配方式是否相同；

如果不同，则控制所述整流柜内模块组停止输出；

判断电流是否达到预设电流以及电压是否达到预设电压；

如果达到，则控制所述整流柜内的继电器组关闭，并根据所述当前分配方式查找对应的所述继电器组的开关状态、所述继电器组对应的所述模块组和实际分配功率；

按照所述继电器组的开关状态进行切换，并控制所述模块组按照所述实际分配功率输出。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据所述当前分配方式查找对应的所述继电器组的开关状态、所述继电器组对应的所述模块组和实际分配功率包括：

根据所述需求功率的大小确定所述需求功率对应的状态；

将所述需求功率对应的状态根据查表公式，得到索引号；

根据所述索引号从列表中查找所述索引号对应的所述实际分配功率和所述继电器组的开关状态；

根据所述继电器组的开关状态获取对应的所述模块组。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述充电桩包括第一充电桩、第二充电桩、第三充电桩和第四充电桩，所述将所述需求功率对应的状态根据查表公式，得到索引号包括：

根据下式计算所述索引号：

D＝P₁×27+P₂×9+P₃×3+P₄

其中，D为索引号，P₁为所述第一充电桩的所述需求功率对应的状态，P₂为所述第二充电桩的所述需求功率对应的状态，P₃为所述第三充电桩的所述需求功率对应的状态，P₄为所述第四充电桩的所述需求功率对应的状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述判断所述当前分配方式与前一分配方式是否相同还包括：

如果相同，则重新接收所述充电桩发送的参数信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述判断电流是否达到预设电流以及电压是否达到预设电压还包括：

如果没有达到，则清除所述当前分配方式。

第二方面，本发明实施例还提供电动汽车充电桩的功率分配系统，所述系统包括车载系统、整流柜和充电桩，所述整流柜包括主控板、多个辅板、继电器组和模块组；

所述充电桩，用于接收所述车载系统发送的参数信息；

所述主控板，用于接收所述充电桩发送的所述参数信息，所述参数信息包括需求功率；根据所述需求功率选择当前分配方式；判断所述当前分配方式与前一分配方式是否相同；如果不同，则控制所述模块组停止输出；判断电流是否达到预设电流以及电压是否达到预设电压；如果达到，则控制所述继电器组关闭，并根据所述当前分配方式查找对应的所述继电器组的开关状态、所述继电器组对应的所述模块组和实际分配功率；

所述继电器组，用于按照所述继电器组的开关状态进行切换

所述模块组，用于根据所述主控板或多个所述辅板的指令以所述实际分配功率输出。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述主控板，还用于根据所述需求功率的大小确定所述需求功率对应的状态；将所述需求功率对应的状态根据查表公式，得到索引号；根据所述索引号从列表中查找所述索引号对应的所述实际分配功率和所述继电器组的开关状态；根据所述继电器组的开关状态获取对应的所述模块组。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述充电桩包括第一充电桩、第二充电桩、第三充电桩和第四充电桩，所述主控板包括：

根据下式计算所述索引号：

D＝P₁×27+P₂×9+P₃×3+P₄

其中，D为索引号，P₁为所述第一充电桩的所述需求功率对应的状态，P₂为所述第二充电桩的所述需求功率对应的状态，P₃为所述第三充电桩的所述需求功率对应的状态，P₄为所述第四充电桩的所述需求功率对应的状态。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述主控板，还用于在所述当前分配方式与所述前一分配方式相同的情况下，重新接收所述充电桩发送的所述参数信息。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述主控板，还用于在所述电流没有达到所述预设电流以及所述电压没有达到所述预设电压的情况下，清除所述当前分配方式。

本发明实施例提供了电动汽车充电桩的功率分配方法和系统，包括：接收充电桩发送的参数信息，参数信息包括需求功率；根据需求功率选择当前分配方式；判断当前分配方式与前一分配方式是否相同；如果不同，则控制整流柜内模块组停止输出；判断电流是否达到预设电流以及电压是否达到预设电压；如果达到，则控制整流柜内的继电器组关闭，并根据当前分配方式查找对应的继电器组的开关状态、继电器组对应的模块组和实际分配功率；按照继电器组的开关状态进行切换，并控制模块组按照实际分配功率输出，可以充分利用充电桩及充电功率，并根据车载实际的需求功率，实时地进行功率分配，从而提高功率的分配效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的电动汽车充电桩的功率分配方法流程图；

图2为本发明实施例一提供的电动汽车充电桩的功率分配方法中步骤S108的流程图；

图3为本发明实施例二提供的电动汽车充电桩的充电方法流程图；

图4为本发明实施例三提供的电动汽车充电桩的功率分配系统示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的电动汽车充电桩的功率分配方法流程图。

参照图1，执行主体为整流柜，该方法包括以下步骤：

步骤S101，硬件初始化；

步骤S102，接收充电桩发送的参数信息，所述参数信息包括需求功率；

这里，参数信息还包括需求电压和需求电流。

步骤S103，根据所述需求功率选择当前分配方式；

这里，需求功率包括三个区间，第一个区间是无需求，即表明充电桩无车或车未充电，该区间对应的状态用0表示；第二个区间是小于45KW，该区间对应的状态用1表示；第三个区间是大于45KW且小于等于90KW，即分配的最大需求功率为90KW，该区间对应的状态用2表示，另外，如果需求功率大于90KW，则充电桩实际输出的功率限制为90KW。

由上可知，需求功率对应的区间不同，所选择的分配方式就不同。

步骤S104，判断当前分配方式与前一分配方式是否相同，如果不同，则执行步骤S105；如果相同，则执行步骤S102；

具体地，如果当前所需的需求功率为30KW，而前一所需的需求功率为60KW，则当前所需的需求功率对应的当前分配方式与前一所需的需求功率对应的前一分配方式不相同。

步骤S105，控制所述整流柜内模块组停止输出；

这里，在当前分配方式与前一分配方式不同的情况下，需要使整流柜内的模块组都停止输出，然后再重新进行分配，以确保安全。

步骤S106，判断电流是否达到预设电流以及电压是否达到预设电压；如果达到，则执行步骤S108；如果没有达到，则执行步骤S107；

这里，电流与电压是指整流柜内残余的电流和电压，在进行重新分配的情况下，需要先检测整流柜内列余的电流和电压是否达到预设电流和预设电压，如果达到，再进行重新分配，以确保安全。

步骤S107，清除当前分配方式；

步骤S108，控制所述整流柜内的继电器组关闭，并根据所述当前分配方式查找对应的所述继电器组的开关状态、所述继电器组对应的所述模块组和实际分配功率；

步骤S109，按照所述继电器组的开关状态进行切换，并控制所述模块组按照所述实际分配功率输出。

这里，在进行重新分配的情况下，先将整流柜内的继电器组关闭，然后再将继电器组按照对应的开关状态进行切换，这样可以为模块组的输出提供通道，最后模块组再按照实际分配功率进行输出。

进一步的，步骤S108包括以下步骤：

步骤S201，根据需求功率的大小确定需求功率对应的状态；

步骤S202，将需求功率对应的状态根据查表公式，得到索引号；

步骤S203，根据索引号从列表中查找索引号对应的实际分配功率和继电器组的开关状态；

步骤S204，根据继电器组的开关状态获取对应的模块组。

进一步的，所述充电桩包括第一充电桩、第二充电桩、第三充电桩和第四充电桩，步骤S202包括：

根据公式(1)计算所述索引号：

D＝P₁×27+P₂×9+P₃×3+P₄ (1)

其中，D为索引号，P₁为所述第一充电桩的需求功率对应的状态，P₂为第二充电桩的需求功率对应的状态，P₃为第三充电桩的需求功率对应的状态，P₄为第四充电桩的需求功率对应的状态。

具体地，需求功率对应的状态包括0、1和2，需求功率的大小不同对应的状态就不同。继电器组的开关状态为0和1，0表示继电器组中的继电器断开，1表示继电器组中的继电器闭合。

当第三充电桩上有一辆车正在充电时，车当前的需求功率为30KW，那么所对应的状态为1，将1代入公式(1)中，可得索引号为3，在列表1中查找索引号为3对应的实际分配功率和继电器组的开关状态(具体可参照表1)，实际分配功率为(0 0 1 0)，所有继电器组的开关状态为(000，000，010，000)(即只有C1闭合，其余均断开)；

如果此时第四充电桩上新来了一辆车，车当前的需求功率为80KW，那么所对应的状态为2，将2以及在第三充电桩上对应的状态1均代入公式(1)中，可得索引号为5，在列表1中查找索引号为5对应的实际分配功率和继电器组的开关状态(具体可参照表1)，实际分配功率为(0 0 1 2)，所有继电器组的开关状态为(100，000，010，010)(即A0、C1和D1闭合，其余均断开)；

如果此时四个充电桩上均有车在充电，每辆车的需求功率为90KW，则它们对应的状态为2，将2代入公式(1)中，可得索引号为80，在列表1中查找索引号为80对应的实际分配功率和继电器组的开关状态(具体可参照表1)，实际分配功率为(1 1 1 1)，即每辆车只能分配到45KW的功率，所有继电器组的开关状态为(010，010，010，010)。

在继电器组的状态切换过程中，先将所有的模块组停止输出，等模块组输出降至预设电流(2A)以下的时候，断开所有继电器，按新的继电器状态进行切换，然后将控制模块组按新的实际分配功率进行分配输出。

表1

由表1可知，索引号17、23、25、26、35、41、43、44、47、49、50、51、52、53、59、61、62、65、67、68、69、70、71、73、74、75、76、77、78、79和80对应的实际分配功率，表明车的充电需求已经超过整个充电系统的最大输出能力，需要对桩进行降功率输出。

在上述索引号对应的实际分配功率灰色标记的部分，表明车的需求功率大于45KW，但在实际分配功率的时候会有所下降。

本发明实施例提供了电动汽车充电桩的功率分配方法，包括：接收充电桩发送的参数信息，参数信息包括需求功率；根据需求功率选择当前分配方式；判断当前分配方式与前一分配方式是否相同；如果不同，则控制整流柜内模块组停止输出；判断电流是否达到预设电流以及电压是否达到预设电压；如果达到，则控制整流柜内的继电器组关闭，并根据当前分配方式查找对应的继电器组的开关状态、继电器组对应的模块组和实际分配功率；按照继电器组的开关状态进行切换，并控制模块组按照实际分配功率输出，可以充分利用充电桩及充电功率，并根据车载实际的需求功率，实时地进行功率分配，从而提高功率的分配效率。

实施例二：

图3为本发明实施例二提供的电动汽车充电桩的充电方法流程图。

参照图3，该方法包括以下步骤：

步骤S301，硬件初始化；

步骤S302，用户通过手机APP登录充电桩的系统；

步骤S303，充电桩判断充电枪是否与电动汽车的接口相连接，如果相连接，则执行步骤S305；如果没有连接，则执行步骤S304；

步骤S304，退出登录；

步骤S305，请求启动；

步骤S306，充电桩判断是否允许启动，如果允许，则执行步骤S307；如果不允许，则执行步骤S304；

步骤S307，打开充电桩上的BMS辅助电源；

这里，通过打开充电桩上的BMS辅助电源，为车上的BMS(battery management sysytem，电池管理系统)提供电能。

步骤S308，充电桩判断车上的BMS是否允许启动，如果允许启动，则执行步骤S309；如果不允许启动，则执行步骤S304；

步骤S309，充电桩进行绝缘检测；

步骤S310，充电桩判断绝缘检测是否通过，如果通过，则执行步骤S311；如果不通过，则执行步骤S304；

步骤S311，开始泄放；

步骤S312，泄放完成；

步骤S313，电池反接检测；

步骤S314，判断电池反接检测是否通过，如果通过，则执行步骤S315；如果不通过，则执行步骤S304；

步骤S315，开始充电；

步骤S316，定时上传参数信息；

步骤S317，充电桩从BMS获取参数信息，参数信息包括电压值和电流值；

步骤S318，判断有无停止条件，如果有，则执行步骤S319；如果没有，则执行步骤S315；

这里，如果用户不想充电或电池已充满，则通过手机APP点击停止充电；或者，充电桩在充电过程中检测到有故障，则执行步骤S319。

步骤S319，向整流柜申请停止输出电压与电流；

步骤S320，判断电流是否降至安全值，如果有，则执行步骤S321；如果没有，则执行步骤S324；

步骤S321，停止输出，开始泄放；

步骤S322，泄放完成；

步骤S323，关闭BMS辅助电源，关泄放电阻，并执行步骤S304；

步骤S324，判断是否超时，如果没有，则执行步骤S320；如果超时，则执行步骤S325；

步骤S325，停止输出，关闭BMS电源，并执行步骤S304。

实施例三：

图4为本发明实施例三提供的电动汽车充电桩的功率分配系统示意图。

参照图4，该系统包括车载系统、整流柜和充电桩，整流柜包括主控板、多个辅板、继电器组和模块组；辅板包括辅板1、辅板2和辅板3，、整流柜中15KW的模块共有12个(共180KW)，分为四组，每个模块组含有3个模块(共45KW)，每个模块组对应一组开关，用于控制该组模块的输出方向。整流柜与充电桩之间采用CAN总线进行数据交互；每个桩可以分配的功率为45KW和90KW两档，根据现场使用情况具体分配。

具体地，主控板分别与辅板1、辅板2、辅板3和模块组A相连接，主控板直接控制模块组A，而辅板1控制模块组B，辅板2控制模块组C，辅板3控制模块组C；与模块组A相连的继电器组控制第一充电桩(充电桩1)，与模块组B相连的继电器组控制第二充电桩(充电桩2)，与模块组C相连的继电器组控制第三充电桩(充电桩3)，与模块组D相连的继电器组控制第四充电桩(充电桩4)；各个充电桩通过CAN总线与BMS进行通信。

需要说明的是，继电器组均由主控板控制，而辅板在接收到主控板的指令后，控制相应的模块组的输出。

充电桩，用于接收车载系统发送的参数信息；

主控板，用于接收充电桩发送的所述参数信息，所述参数信息包括需求功率；根据所述需求功率选择当前分配方式；判断所述当前分配方式与前一分配方式是否相同；如果不同，则控制所述模块组停止输出；判断电流是否达到预设电流以及电压是否达到预设电压；如果达到，则控制所述继电器组关闭，并根据所述当前分配方式查找对应的所述继电器组的开关状态、所述继电器组对应的所述模块组和实际分配功率；

继电器组，用于按照所述继电器组的开关状态进行切换

模块组，用于根据所述主控板或多个所述辅板的指令以所述实际分配功率输出。

进一步的，主控板还用于根据所述需求功率的大小确定所述需求功率对应的状态；将所述需求功率对应的状态根据查表公式，得到索引号；根据所述索引号从列表中查找所述索引号对应的所述实际分配功率和所述继电器组的开关状态；根据所述继电器组的开关状态获取对应的所述模块组。

进一步的，充电桩包括第一充电桩、第二充电桩、第三充电桩和第四充电桩，所述主控板包括：根据公式(1)计算索引号。

进一步的，主控板还用于在所述当前分配方式与所述前一分配方式相同的情况下，重新接收所述充电桩发送的所述参数信息。

进一步的，主控板还用于在所述电流没有达到所述预设电流以及所述电压没有达到所述预设电压的情况下，清除所述当前分配方式。

本发明实施例提供了电动汽车充电桩的功率分配系统，包括：接收充电桩发送的参数信息，参数信息包括需求功率；根据需求功率选择当前分配方式；判断当前分配方式与前一分配方式是否相同；如果不同，则控制整流柜内模块组停止输出；判断电流是否达到预设电流以及电压是否达到预设电压；如果达到，则控制整流柜内的继电器组关闭，并根据当前分配方式查找对应的继电器组的开关状态、继电器组对应的模块组和实际分配功率；按照继电器组的开关状态进行切换，并控制模块组按照实际分配功率输出，可以充分利用充电桩及充电功率，并根据车载实际的需求功率，实时地进行功率分配，从而提高功率的分配效率。

本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。