一种功率分配智能柔性充电系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于电动汽车充电方案，具体是一种功率分配智能柔性充电系统。

背景技术：

目前，充电桩提供给汽车充电，都是以固定的功率、容量，或者进行功率分配之后固定的双枪、四枪等，建设运营商在前期建设考虑到当前使用场景，但如果使用场景或者使用习惯改变，比如充电功率不足，或者多车的时候充电功率分配不合理，影响用户使用体验，如果要解决这些问题，或许需要建设运营商重新新增或者更换充电桩，与之前的充电桩就无法形成功率分配；从用户角度来讲，枪不够，或者枪输出的功率小，需要花更多时间等待充电，有的用户汽车使用功率不多，但却配置了更多的功率给他，形成功率浪费。

本实用新型提供了一种智能充电的解决方案，从建设运营商的使用便利，到用户的使用便利，完全满足智能功率分配，而且可以实现无限扩容，在系统功能上，可靠的硬件保护，确保大功率智能系统可靠运行。

技术实现要素：

为实现上述目的，本实用新型提供了一种功率分配智能柔性充电系统，包括人机交互终端、后台主站、充电功率池模块，所述人机交互终端与后台主站通过通讯连接，后台主站与充电桩通讯连接，所述充电功率池模块包括若干相互通讯连接的充电桩；

或，所述充电功率池模块包括若干充电桩以及充电堆模块，所述充电堆模块分别与各充电桩之间以及后台主站之间通讯连接，所述充电堆模块包括中央控制器、人机交互平台、后台通讯主机和功率模块，所述中央控制器包括通讯终端和功率切换单元。

作为本实用新型进一步的方案：所述中央控制器采用基于ARM9内核的32位处理器，

作为本实用新型进一步的方案：所述功率分配智能柔性充电系统设置正负极判断绝缘性能电路。

作为本实用新型进一步的方案：所述功率分配智能柔性充电系统设置比较基准电压控制电路。

作为本实用新型进一步的方案：所述功率分配智能柔性充电系统设置汽车充电枪硬件关联保护电路。

作为本实用新型进一步的方案：所述功率分配智能柔性充电系统设置功率控制互斥电路。

作为本实用新型进一步的方案：所述功率分配智能柔性充电系统设置汽车辅助电源电压切换电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1. 从经济上，建设运营商在满足同等用户增量时，可以减少购桩和建设成本；

2. 从品质上，模块的智能功率分配，没有过度使用某个元件，或者过度老化某个元

件，延长了产品使用寿命；

3. 从用户角度，合适的功率智能分配，减少了不合理功率充电所付出的时间成本；

4. 从充电桩生产商角度，产品种类少，两个产品可以组合出不同需求，减少多种类

型产品定制需求，在生产时质量控制和成本控制相对更容易，产品的出厂价格竞争力强，产商企业运营轻量化。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中的一种不带充电堆的整体功率池工作示意图。

图2为本实用新型中单充电桩系统电气图。

图3为本实用新型另一实施例中的一种带充电堆的整体功率池工作示意图。

图4为本实用新型中充电堆系统电气图。

图5为本实用新型中正负极判断绝缘性能电路。

图6为本实用新型中系统比较基准电压控制电路。

图7为本实用新型中汽车充电枪硬件关联保护电路。

图8为本实用新型中功率控制互斥电路。

图9为本实用新型中汽车辅助电源电压切换电路。

图10为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2，在一些实施例中，一种不带充电堆的整体功率池，包括人机交互终端1、后台主站2、充电功率池模块3，所述充电功率池模块3设置若干充电桩，所述人机交互终端1与后台主站2通过通讯连接，后台主站2与充电桩也通过通讯连接，充电桩之间相互通讯连接，充电桩在人机交互终端1开启时，通过后台主站2开始与汽车通讯，获取汽车需求电压电流，计算汽车需要配置的功率，根据汽车所需功率给对应充电桩进行功率分配，可选任意一个充电桩作为通讯终端，可以对该桩进行设置，由它来统一跟后台主站2进行通讯。

如果使用单个充电桩，假如每个桩为60Kw,可以当作60Kw单桩使用，如果使用两个充电桩，两个充电桩中间可以进行功率分配，分配最小单位为60Kw,即每个桩都可以根据汽车需要功率的不同实现60Kw和120Kw切换,如果三个或者四个充电桩，则以最小功率分辨率为60Kw，每个桩最高限制180Kw的功率，根据汽车需求进行分配功率，充电桩之间相互通讯进行功率分配形成功率池，运营商可以随意扩展充电桩数量。

如图3-4，在另一些实施例中，一种带充电堆的整体功率池，与前实施例相比，还包括充电堆模块4，且充电堆模块与各充电桩之间通讯连接，充电堆模块4包括中央控制器、人机交互平台、后台通讯主机和功率模块，所述中央控制器采用基于ARM9内核的32位处理器，作为充电系统和中央控制系统的主控制器，系统并行处理数据，满足充电桩以及后台数据和相互通讯之间的实时处理能力，所述中央控制器包括通讯终端和功率切换单元，所述通讯终端实现充电桩之间相互通讯，实时进行监控，所述功率切换单元采用硬件互斥方式，对功率分配的有效性进行实时保护，并对车辆数据进行实时监控，通过逻辑算法进行实时的功率平衡分配。

充电堆跟充电桩一起配置使用，充电堆和充电桩内部都有功率模块，单个充电桩如果为60Kw，充电堆可以在每个充电桩有功率需求时给充电桩增加功率，比如，根据汽车需求，充电桩可以输出60、75、90、105，最高180Kw的功率，即带充电堆的功率分配分辨率为15Kw，这种配置可以更有效率的使用功率池分配功能，使每个汽车都能达到最优化的功率选择，提高整体充电效率。

如图5为本实用新型中正负极判断绝缘性能电路，此电路用于对正负极任意出现的绝缘故障进行判断，通过硬件驱动，判断IO信号，可靠性高。

如图6为本实用新型中系统比较基准电压控制电路，该电路通过硬件电路来判断系统状态，提高系统可靠性。

如图7为本实用新型中汽车充电枪硬件关联保护电路，在充电过程中，插枪或拔枪都由硬件检测，发送信号给软件的同时，硬件进行高压部分关联保护。

如图8为本实用新型中功率控制互斥电路，用于在功率分配过程中，确保系统故障或者意外情况下，输出不同的线路之间短路，此电路用硬件确保相关联的输出主功率线路之间形成互斥，在发生非正常情况下的故障不会导致关联线路之间短路。

如图9为本实用新型中汽车辅助电源电压切换电路，用于在汽车电压等级不同的情况下，自适应汽车辅助电源，可以智能切换，满足所有新老国标汽车的充电需求。

如图10，本实用新型工作原理是：充电桩在人机交互终端1界面开启充电时，在确认与汽车连接之后，开始与汽车通讯，获取汽车需求电压电流，计算汽车需要配置的功率，然后判断本机的功率是否被其他充电桩分配出去，如果被分配出去，程序要求本充电桩的功率优先满足本机充电使用，所以会要求被占用的本机功率优先释放，然后再判断汽车需求的功率，是否会大于本机功率，如果大于本机功率会再次发出通讯请求，看是否可以释放外置功率，此外置功率优先级以先占用为先，如果外置功率全部被其他充电桩占用，则本机以本机功率开始给汽车充电，在充电过程中会定时询问是否能释放外置功率，如果能释放则开启增加功率流程；如果汽车需求小于本机功率，则直接开启本机功率充电，不再询问是否有外置功率空闲，直到本次充电完成。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。