一种充电系统及其充电方法与流程

本发明涉及充电技术领域，具体涉及本发明涉及一种充电系统及其充电方法。

背景技术：

伴随着新能源汽车产业的高速发展，市场对于充电系统的配套建设越来越迫切，尤其是以直流充电为主的快冲系统。目前市场上的直流充电系统，大部分以单枪或者双枪的一体机为主，该系列产品发展较快，较快的满足的市场的部分需求。但在现场运营的过程中发现该类产品存在一下缺陷：

（1）充电桩与车位的距离比较近，每个或每两个车位需要安装一台充电桩；

（2）充电桩使用效率低，由于车位和充电系统的对应关系，造成车位被占用后，相应的充电桩只能闲置，无法使用；

（3）建站成本高，由于车位和充电系统的对应关系，如果站点的车位较多，那么需要巨大的投入来进行充电桩安装。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供本发明涉及一种充电系统及其充电方法，通过在一个充电柜扩展出多个充电终端，每个充电终端均能对车辆进行充电，扩大了充电范围，无需在每个或每两个车位都安装充电桩；上述充电系统对充电终端进行智能分配及充电，合理利用资源，高效的对充电终端进行充电管理。

一种充电系统，包括主控制器模块、分别连接到主控制器模块的多个充电终端、电源模块、充电模块、信息采集模块、存储模块，所述主控制器模块用于通过所述信息采集模块采集车辆的信息，并控制所述电源模块、所述充电模块通过所述充电终端对车辆进行充电；所述信息采集模块用于采集车辆的电池电量信息、排队车辆数量信息并将采集的信息存储到所述存储模块；所述电源模块用于通过所述充电模块对车辆进行充电；所述主控制器模块根据所述信息采集模块采集的车辆信息对车辆的优先级进行排序，并通过所述电源模块、所述充电模块按优先级对车辆进行充电。

进一步地，所述充电终端包括连接到所述主控制器模块的副控制器模块、分别连接到副控制器模块的信息采集模块、开关控制模块，所述开关控制模块用于控制充电终端本身电流通断，所述副控制器模块用于通过所述信息采集模块采集的车辆信息并将车辆信息上传至所述主控制器模块的所述存储模块。

进一步地，所述充电系统还包括充电端口、连接到充电端口的充电枪以及充电枪检测模块，所述主控制器模块、所述副控制器模块均设有所述充电端口、所述充电枪检测模块，所述充电枪检测模块用于对所述充电枪与车辆连接进行检测；所述信息采集模块通过所述充电枪采集车辆的信息并上传至所述存储模块。

进一步地，所述信息采集模块包括车辆信息采集模块、电池信息采集模块，所述车辆信息采集模块用于通过与车辆连接的所述充电枪采集排队车辆的数量及位置信息，所述电池信息采集模块用于通过与车辆连接的所述充电枪采集车辆的电池电量及充电时间；所述主控制器模块、所述副控制器模块均分别连接有所述车辆信息采集模块和所述电池信息采集模块，所述车辆信息采集模块和所述电池信息采集模块通过所述充电枪采集车辆的数量及位置信息、电池电量及充电时间信息并上传至所述存储模块。

进一步地，所述充电系统还包括读卡器、触摸屏、软件模块，所述主控制器模块和所述副控制器模块均分别连接有所述读卡器、所述触摸屏、所述软件模块，所述触摸屏用于通过所软件模块进行查询操作及充电模式的选择操作并通过所述读卡器读卡确认。

进一步地，所述软件模块包括按查询模块、按时间充电模块、按金额充电模块、按电量充电模块，所述触摸屏通过所述软件模块的所述查询模块访问所述存储模块的车辆的数量和位置信息、电池电量及充电时间信息，并通过所述时间充电模块、所述金额充电模块、所述电量充电模块中的任一种充电模块控制所述主控制器模块或所述副控制器模块对车辆进行充电。

进一步地，所述充电枪检测模块包括绝缘检测模块、充电枪温度和输出电压检测模块、电池电压以及输出电流的检测模块。

进一步地，所述充电系统还包括用于指示充电状态的指示灯，所述主控制器模块、所述副控制器模块分别连接有所述指示灯；所述电源模块包括充电柜和电能表，所述充电柜、所述电能表、所述主控制器模块依次连接；所述充电模块包括多个终端充电模块，每个所述终端充电模块都能通过并机接触器扩展连接到与之对应的所述充电终端，所述终端充电模块通过所述并机接触器对所述充电终端的进行充电输出。

进一步地，所述充电模块还包括均分模式输出模块、轮询模式输出模块，所述均分模式输出模块用于同时向两个充电优先级较高的所述终端充电模块进行双路充电输出，所述轮询模式输出模块用于单独向一个充电优选级最高所述终端充电模块进行单路充电输出。

一种充电系统的充电方法，其包括以下步骤：

步骤a,主控制器模块或副控制器模块通过充电枪采集车辆排队充电的时间和位置信息并将采集到的信息存储至存储模块，同时也对每个充电车辆的充电模式进行存储；

步骤b,主控制器模块按照排队时间的长短对排队充电车辆的充电优先级进行排配，并将车辆的充电优先级与充电端口、充电枪一一对应起来；

步骤c,主控制器模块按优先级从高到低依次向车辆发送充电指令，并在进行充电前通过充电枪检测模块的绝缘检测模块对充电枪与充电车辆的连接绝缘性进行检测；

步骤d,主控制器模块在车辆通过连接绝缘性检测后控制充电枪对车辆进行充电，并在充电过程中通过充电检测模块的充电枪温度和输出电压检测模块、电池电压以及输出电流的检测模块对充电枪的温度、输出电压、电池电压、电池输出电流进行检测监控；

步骤e,主控器模块在车辆完成充电后停止向充电枪供电并将充电枪锁起，然后进入充电结算流程，完成对车辆的充电结算。

上述充电系统中，通过采用一个充电柜拓展多个充电终端的方式，使每个充电终端都能通过充电枪对车辆进行充电，无需每个充电枪均对应设置一个充电桩；同时，为了合理利用充电资源，上述充电系统可以选择不同的方式对充电终端进行充电，主控制器模块既可以打开两个充电优先级最高的终端充电模块来对与其对应的充电终端进行充电，也可以只打开充电优先级最高的一个终端充电端口来对与其对应的充电终端进行充电输出，其余充电终端按优先级从高到低依次排队充电。上述充电系统通过连接到车辆的充电枪采集车辆的数量信息、充电时间信息并将上述信息实时更新并显示到触摸屏，让用户通过触摸屏获取自己车辆排队所在位置、排队所需时间以及自己车辆充电完所需时间等信息；用户还可以通过触摸屏选择不同的充电模式，以快速完成充电，简单方便。

附图说明

图1是本发明实施例的充电系统的结构框图。

图2是本发明实施例的充电终端的结构框图。

图3是本发明实施例的充电系统的控制流程图。

图4是本发明实施例的充电终端的控制流程图。

图5是本发明实施例的充电系统充电输出示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。

请参阅图1~图5，示出本发明的一种充电系统，包括主控制器模块100、分别连接到主控制器模块100的多个充电终端200、电源模块103、充电模块、信息采集模块、存储模块106，所述主控制器模块100用于通过所述信息采集模块采集车辆的信息，并控制所述电源模块、所述充电模块通过所述充电终端200对车辆进行充电；所述信息采集模块用于采集车辆的电池电量信息、排队车辆数量信息并将采集的信息存储到所述存储模块106；所述电源模块103用于通过所述充电模块对车辆进行充电；所述主控制器模块100根据所述信息采集模块采集的车辆信息对车辆的优先级进行排序，并通过所述电源模块103、所述充电模块按优先级对车辆进行充电。

进一步地，所述充电终端200包括连接到所述主控制器模块100的副控制器模块201、分别连接到副控制器模块201的信息采集模块、开关控制模块202，所述开关控制模块202用于控制充电终端200的充电枪109的电流通断，所述副控制器模块201用于通过所述信息采集模块采集的车辆信息并将车辆信息上传至所述主控制器模块100的所述存储模块106。

进一步地，所述充电模块包括多个终端充电模块111，每个所述终端充电模块11都能通过并机接触器扩展连接到与之对应的所述充电终端200，所述终端充电模块11通过所述并机接触器对所述充电终端200的进行充电输出。

在本实施例中，优先的，电源模块103选用相互连接的电能表、充电柜，所述充电柜、所述电能表、所述主控制器模块100依次连接。与主控制器模块100连接的充电模块包括至少64个终端充电模块111，每个终端充电模块111对应扩展一个充电终端200，而每个充电终端200设有的两个充电端口110能连接两个充电枪109，并且充电柜本身也设有充电端口110及充电枪109，因此充电柜及充电终端200的充电覆盖的范围极广。

进一步地，充电柜、充电终端200分别同时设有充电枪检测模块107、信息采集模块、读卡器104、触摸屏105、用于指示充电柜和充电终端200工作状态的指示灯，所述信息采集模块包括车辆信息采集模块101、电池信息采集模块102，所述车辆信息采集模块101用于通过与车辆连接的所述充电枪109采集排队车辆的数量及其对应的充电终端200的编号，所述电池信息采集模块102用于通过与车辆连接的所述充电枪109采集车辆的电池电量并计算该车辆完成充电所需时间，车辆信息采集模块101和电池信息采集模块102将采集车辆的数量及位置信息、电池电量及完成充电时间信息上传至主控制器模块100并存储到存储模块106中。

进一步地，所述存储模块106安装有用于管理上述充电系统硬件的软件模块108，所述软件模块108包括查询模块、按时间充电模块、按金额充电模块、按电量充电模块，查询模块用于查询排队车辆的排队位置信息、电池电量以及充电时间信息等，按时间充电模块用于按照设定的时间对车辆充电，按金额充电模块用于按照设定的金额对车辆充电，按电量充电模块用于按照设定的电量对车辆充电。用户通过触摸屏105操作并通过查询模块访问所述存储模块106的以获知用户自己车辆的排队位置信息、电池电量及完成充电所需时间信息，并通过所述时间充电模块、所述金额充电模块、所述电量充电模块中的任一种充电模块控制所述主控制器模块100或所述副控制器模块201对车辆进行充电。

进一步地，所述充电枪检测模块107包括绝缘检测模块、充电枪温度和输出电压检测模块、电池电压以及输出电流的检测模块，绝缘检测模块用于充电之前检测充电枪109与车辆充电接口的绝缘性，充电枪温度和输出电压检测模块用于在充电过程中对充电枪109的温度、输出电压进行检测并在充电枪109的温度、电压超出设定值时向主控制器模块100或副控制器模块201报警，电池电压以及输出电流的检测模块用于在充电过程中对车辆电池的电压、电流进行检测与监控并在电池的电压、电流超出设定值时向主控制器模块100或副控制器模块201报警。

参照图1、图2，一种充电系统的充电方法包括步骤a～步骤e，在步骤a中, 充电枪109插入车辆的充电接口时，触摸屏105立即弹出操作界面，用户在操作界面对充电模式进行选择，从按时间充电模式、按金额充电模式、按电量充电模式中选择一种充电模式并通过读卡器104刷卡确认，主控制器模块100便将该车辆的充电模式及其对应的充电端口110、充电枪109对应起来并存储到存储模块106，同时开始对该车辆的排队时间开始计算并将车辆排队时间信息也存储到存储模块106。

在步骤b中,主控制器模块100调用存储模块106中的车辆排队信息并按照排队时间长短对每辆车的充电优先级进行排序，并将车辆的充电优先级与充电端口110、充电枪109一一对应起来，同时车辆的优先级信息及其对应的充电端口110和充电枪110信息也一并存储到存储模块106中，用户用过触摸屏105可查询到上述信息。

在步骤c中,主控制器模块100按优先级从高到低依次向车辆发送充电指令，并在进行充电前通过充电枪检测模块107的绝缘检测模块对充电枪109与充电车辆的连接绝缘性进行检测，确保充电的安全性。

在步骤d中,主控制器模块100在车辆通过连接绝缘性检测后控制充电枪109对车辆进行充电，并在充电过程中通过充电检测模块107的充电枪温度和输出电压检测模块、电池电压以及输出电流的检测模块对充电枪的温度、输出电压、电池电压、电池输出电流进行检测和监控，确保充电枪109在一个安全的充电条件下对车辆进行充电；

在步骤e中,主控器模块100在车辆完成充电后停止向充电枪109供电并将充电枪109锁起，然后进入充电结算流程，完成对车辆的充电结算。

在上述充电系统及其充电方法中，充电柜和充电终端200均可通过充电枪109对车辆充电，但是两者的充电过程略有不同，区别如下：

请参照图3，充电柜通过本身的充电枪109对车辆进行充电时，充电柜上自带的充电枪109插入到准备充电的车辆的充电接口上时，主控制器模块100立即通过充电枪检测模块107进行自检，查看充电枪109与车辆是否连接好，在确认连接好后，主控制器模块100会让用户通过充电柜的触摸屏105进入充电操作流程，用户可以在此过程中选择相应的充电方式和设置相关的充电参数，比如按时间充电模式、按金额充电模式或按电量充电模式。完成以上步骤后，用户通过充电柜的读卡器104刷卡并成功扣费后，主控制器模块100再次启动自检，确认充电枪109对应的充电端口110是否被占用，如果该充电端口110被占用，则该充电端口110进入排队等待状态；如果该充电端口110没有被占用，主控制器模块100通过充电枪检测模块107对充电枪109与车辆的绝缘连接性进行检测，并在检测通过后启动充电。在排队过等待过程中，如果该充电枪109对应的充电端口110处于空闲时，主控制器模块100会依据相关算法，判断在排队等待的多个充电端口110中，该充电枪109对应的充电端口110充电的优先级是否是最高，如果是，则主控制器模块100控制充电枪检测模块107对该充电端口110进行自检，并在自检通过后立即充电；如果不是，则启动在排队中优先级最高的充电端口110自检，并自检通过后立即充电。

请参照图4，充电终端200通过本身的充电枪109对车辆进行充电时，充电终端200上自带的充电枪109插入到准备充电的车辆的充电接口上时，副控制器模块201立即通过充电枪检测模块107进行自检，查看充电枪109与车辆是否连接好，在确认连接好后，副控制器模块201会让用户通过充电终端200的触摸屏105进入充电操作流程，用户可以在此过程中选择相应的充电方式和设置相关的充电参数。完成以上步骤后，用户通过充电终端200的读卡器104刷卡并成功扣费后，副控制器模块201向充电柜的主控制器模块100发送准备启动命令。主控制器模块100收到该指令后，会立即对该充电终端200对应的终端充电模块111进行扫描，如果扫描发现该充电终端200对应的终端充电模块111已经被占用，则该充电终端200进入排队等待状态。直到主控制器模块100扫描发现该充电终端200对应的终端充电模块111空闲时，主控制器模块101会依据相关算法，判断该充电终端200是否是在所有排队充电终端200中优先级是不是最高的，如果是，则通知该充电终端200做好充电准备；如果不是，则通知优先级最高的充电终端200做好充电准备。优先级最高的充电终端200收到主控制器模块100的充电准备指令后，该充电终端200通过充电枪检测模块107对充电枪109进行绝缘检测，并在绝缘检测通过后，该充电终端200通过副控制器模块201向主控制器模块100发出请求启动指令，主控制器模块100收到该请求指令后立即开启该充电终端200对应的终端充电模块111。该终端充电模块111启动成功后，主控制器模块100向副控器模块201发送充电启动指令，充电终端200收到该指令后，立即通过该充电终端200的充电枪109对车辆进行充电。充电终端200需要停止充电时，副控制器模块201首先向主控制器模块100发送请求停止充电指令，主控制器模块100在收到该指令并立即停止向该充电终端200对应的终端充电模块111供电，终端充电模块111停止运行后，主控制器模块100向充电终端200告知与其对应的终端充电模块111已经停止供电，充电终端200收到该回复后，立即进入充电结算流程。

无论是充电柜自身充电还是充电终端200自身充电，在充电过程中，充电枪检测模块107的充电枪温度和输出电压检测模块、电池电压以及输出电流的检测模块都会对充电枪109的温度、输出电压和车辆电池的电压、输出电流进行检测与监控，并在上述检测参数超出设定值时向主控制器模块100或副控制器模块201报警，主控制器模块100或副控制器模块201在接到报警后立即停止充电，避免上述参数异常酿成火灾或其他安全事故。在完成充电后，充电枪检测模块107都会对充电枪109执行锁枪动作，避免出现漏电、触电等事故。

进一步地，所述充电模块还包括均分模式输出模块、轮询模式输出模块，所述均分模式输出模块用于同时向两个充电优先级较高的所述终端充电模块111进行双路充电输出，所述轮询模式输出模块用于单独向一个充电优选级最高所述终端充电模块111进行单路充电输出。参照图1、图5，终端充电模块111与充电终端200之间设有并机接触器，充电终端200本身也设有用于控制充电枪109通断的开关控制模块，优选的，开关控制模块选用输出接触器。主控制器模块100对充电终端200供电时有两种方式，一种是均分模式输出充电，另一种是轮询模式输出充电，当采用均分模式时，均分模式输出模块控制终端充电模块111与充电终端200之间的并机接触器保持断开状态，并按优先级从高到低依次对排队的充电终端200进行供电；当采用轮询模式输出充电时，轮询模式输出模块控制终端充电模块111与充电终端200之间的并机接触器保持闭合状态，只有一个终端充电模块111对与之对应的充电终端200供电，其他充电终端200需排队进行充电。

上述充电系统中，通过采用一个充电柜拓展多个充电终端的方式，使每个充电终端200都能通过充电枪109对车辆进行充电，无需每个充电枪109均对应设置一个充电桩；同时，为了合理利用充电资源，上述充电系统可以选择不同的方式对充电终端200进行充电，主控制器模块100既可以打开两个充电优先级最高的终端充电模块111来对与其对应的充电终端200进行充电，也可以只打开充电优先级最高的一个终端充电端口111来对与其对应的充电终端200进行充电输出，其余充电终端200按优先级从高到低依次排队充电。上述充电系统通过连接到车辆的充电枪109采集车辆的数量信息、充电时间信息并将上述信息实时更新并显示到触摸屏105，让用户通过触摸屏105获取自己车辆排队所在位置、排队所需时间以及自己车辆充电完所需时间等信息；用户还可以通过触摸屏105选择不同的充电模式，以快速完成充电，简单方便。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。