充电堆、充电堆输出功率控制方法、装置、设备和介质与流程

本发明涉及的全反射透镜设计领域，特别是涉及一种充电堆、充电堆输出功率控制方法、装置、设备和介质。

背景技术：

随着新能源汽车的快速发展，配套充电设施开发和建设如火如荼，而各类电动汽车因电池容量和充电倍率的差异，其充电需求也各有差异，为兼顾各类车辆的充电需求，一般充电机的功率都配置得较大，导致在配电容量设计及充电桩功率选择方面出现大马拉小车或小马拉大车的现象较为普遍。这种配置上的不合理在一定程度上加大了充电服务商的建设投入，增加了充电场站的运营压力。

申请公布号为cn106033904b的专利中描述了一种矩阵式柔性充电堆及其动态分配功率的充电方法，该方法采用固定功率区+动态功率区的方式，通过实时计算需求功率来完成各输出回路上的动态功率区模块的分配。该方法满足了不同储能容量、不同放电倍率的电动汽车充电需求，提升了充电设备的转换效率和利用率。但该方法在功率需求较小时，动态功率区的模块均处于不工作状态，存在较大的浪费。输出回路上的投切电路成本昂贵，且控制逻辑复杂，实用性和经济性不高

申请公布号为cn105375552b的专利描述了一种矩阵式功率分配充电系统的功率匹配方法，该发明提出了一种功率分配单元，实现各直流模块的功率分配。

同样，该方法规避了矩阵式柔性充电堆的缺陷，可通过输出单元实现各功率转换模块灵活投切到任一输出回路上，保证了整个系统最大限度的功率动态调节。但该方式同样导致了高昂的成本，其充分的灵活性在实际中并不能得到充分的利用。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种充电堆、充电堆输出功率控制方法、装置、设备和介质，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种充电堆，所述充电堆包括：多个充电模块，各所述充电模块对应耦接一输出终端，以供待充电车辆充电；其中，各所述输出终端与对应的所述充电模块之间、及各所述输出终端之间设置有逻辑控制件；通信单元，用于获取所述待充电车辆的额定需求功率；控制单元，用于依据所获取的额定需求功率，调控一或多个所述逻辑控制件以使用于所述待充电车辆的所述输出终端输出与所述待充电车辆的所述额定需求功率相适配的最大输出功率。

于本申请的一实施例中，所述输出终端包括第一输出终端至第五输出终端；其中，各所述充电模块通过所述逻辑控制件可通断地连接至总线，并通过所述逻辑控制件可通断地连接至所述第一输出终端，以使所述第一输出终端所输出的所述最大输出功率为一个所述充电模块的额定功率或多个所述充电模块的额定功率之和；和/或，第二输出终端与第三输出终端之间通过所述逻辑控制件可通断地电性连接，以使所述第二输出终端或所述第三输出终端所输出的所述最大输出功率为一个所述充电模块的额定功率或两个所述充电模块的额定功率之和；和/或，第四输出终端与第五输出终端之间通过所述逻辑控制件可通断地电性连接，以使所述第四输出终端或所述第五输出终端所输出的所述最大输出功率为一个所述充电模块的额定功率或两个所述充电模块的额定功率之和。

于本申请的一实施例中，所述逻辑控制件为直流接触器，通过接收所述控制单元的控制指令以执行连通或断开动作。

于本申请的一实施例中，所述通信单元设置于各所述输出终端上，在其耦接至所述待充电车辆时与建立通信连接以获取所述待充电车辆的额定需求功率；和/或，所述通信单位为人机交互终端，通过所述人机交互终端或外部通信设备获取所述待充电车辆的额定需求功率。

于本申请的一实施例中，各所述充电模块的额定功率相同。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种充电堆输出功率控制方法，应用于包括一或多个输出终端的充电堆，所述方法包括：获取一或多个待充电车辆的交互信号以得到对应各所述带充电车辆的额定需求功率；调控耦接至所述待充电车辆的输出终端的最大输出功率，以适配所述带充电车辆的所述额定需求功率。

于本申请的一实施例中，所述调控耦接至所述待充电车辆的输出终端的最大输出功率，以适配所述带充电车辆的所述额定需求功率，包括：调控一或多个所述直流接触器的开/断以使与各所述待充电车辆分别耦接的所述输出终端实现输出不同的所述最大输出功率。

于本申请的一实施例中，所述方法还包括：当耦接的所述待充电车辆的数量变化时，与各所述待充电车辆耦接的所述输出终端所输出的所述最大输出功率进行相应调整。

于本申请的一实施例中，所述获取一或多个待充电车辆的交互信号以得到对应各所述带充电车辆的额定需求功率，包括：通过所述输出终端耦接至所述待充电车辆以建立通信连接，供获取所述待充电车辆的额定需求功率；和/或，通过所述充电堆的物理按键渠道或外部通信渠道获取所述待充电车辆的额定需求功率。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种电子装置，所述装置包括：获取模块，用于获取一或多个待充电车辆的交互信号以得到对应各所述带充电车辆的额定需求功率；处理模块，用于调控耦接至所述待充电车辆的输出终端的最大输出功率，以适配所述带充电车辆的所述额定需求功率。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机设备，所述设备包括：存储器、处理器、及通信器；所述存储器用于存储计算机指令；所述处理器运行计算机指令实现如上所述的方法；所述通信器用于与外部设备通信。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机指令，所述计算机指令被运行时执行如上所述的方法。

综上所述，本申请的一种充电堆、充电堆输出功率控制方法、装置、设备和介质，包括：多个充电模块，各所述充电模块对应耦接一输出终端，以供待充电车辆充电；其中，各所述输出终端与对应的所述充电模块之间、及各所述输出终端之间设置有逻辑控制件；通信单元，用于获取所述待充电车辆的额定需求功率；控制单元，用于依据所获取的额定需求功率，调控一或多个所述逻辑控制件以使用于所述待充电车辆的所述输出终端输出与所述待充电车辆的所述额定需求功率相适配的最大输出功率。

具有以下有益效果：

本申请在满足首先接入充电车辆功率需求的前提下，可以根据充电过程中功率需求变化，智能分配系统的富余功率，并提供给后接入的充电车辆；同时针对不同数量车辆接入，可动态调整各充电终端的输出功率。该方案在有效简化系统控制逻辑的同时，能以较低成本的方式，既能够满足日间大功率快速充电需求，又能满足夜间所有充电车位车辆同时充电的需求。

同时，因各直流模块相同，因此不会出现由于不同的直流模块在检修后导致直流模块在柜体内的位置发生变化，使得更换直流模块后造成位置发生变化后，造成错乱。

附图说明

图1显示为本申请于一实施例中的充电堆的模块示意图。

图2显示为本申请于一实施例中的逻辑控制件连接的电路示意图。

图3显示为本申请于一实施例中的充电堆输出功率控制方法的流程示意图。

图4显示为本申请于一实施例中的电子装置的模块示意图。

图5显示为本申请于一实施例中的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面以附图为参考，针对本申请的实施例进行详细说明，以便本申请所属技术领域的技术人员能够容易地实施。本申请可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。

本申请使用的专业术语只用于言及特定实施例，并非意在限定本申请。此处使用的单数形态，只要语句未明确表示出与之相反的意义，那么还包括复数形态。在说明书中使用的“包括”的意义是把特定特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份具体化，并非排除其它特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份的存在或附加。

承前所述，本申请基于现有电动商用车和电动乘用车的充电需求，考虑系统的可扩展性，本发明提出了一种更具实际使用意义的输出电路拓扑及控制策略。

如图1所示，展示为本申请一实施例中的充电堆的模块示意图。如图所示，所述充电堆100包括：

多个充电模块110，各所述充电模块110对应耦接一输出终端120，以供待充电车辆充电；其中，各所述输出终端120与对应的所述充电模块110之间、及各所述输出终端之间设置有逻辑控制件130；

通信单元140，用于获取所述待充电车辆的额定需求功率；

控制单元150，用于依据所获取的额定需求功率，调控一或多个所述逻辑控制件130以使用于所述待充电车辆的所述输出终端输出与所述待充电车辆的所述额定需求功率相适配的最大输出功率。

在一些实施例中，所述充电堆100中的所述充电模块110的数量可以是多个，所述输出终端120的数量可以是多个，而图1中均以一个为例。

优选地，本申请所述充电堆的充电模块110为直流电源模块，其相比于交流电源模块，不需要借助车载充电机来充电，另外，充电速度更快，如一辆纯电动汽车(普通电池容量)完全放电后通过交流充电桩充满需要8个小时，而通过直流快速充电桩仅需要2到3个小时。交流充电桩给电动汽车的充电机提供电力输入，由于车载充电机的功率并不大，所以不能实现快速充电。直流快速充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，可以为非车载电动汽车的动力电池提供直流电源的供电装置，直流充电桩可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的要求。

于本申请一实施例中，各所述充电模块110的额定功率相同。相比于其他现有充电堆设计中设置多个不同额定功率的充电装置来说，本申请所述的充电堆方案能够避免因维修进行替换时，未正确在对应位置放置对应充氮装置所带来的问题，减少维修时更换的出错。

另外，本申请通过线路的布设并借助多个所述逻辑控制件130，能够实现针对不同待充电车辆充电时提供不同的输出功率，即能够提供多倍于一充电装置额定功率的方案，其相应成本会大幅降低。

需说明的是，本申请中所述充电模块110及相应的输出终端130可以是多个，但考到所述充电堆100的实际应用及成本问题，因为如果过少，供应能力将不足，如果过多，会造成长时间限制，浪费资源，且投入成本大。所述充电模块110及相应的输出终端130分别优选地设置三个、四个或五个，但并限于所述数量。

如图2所示，展示为本身申请于一实施例中的逻辑控制件连接的电路示意图。如图所示，本申请选择以五个所述充电模块210及相应的输出终端220来进行充分说明及展示。

所述输出终端220包括第一输出终端221至第五输出终端225，即包括：第一输出终端221、第二输出终端222、第三输出终端223、第四输出终端224、及第五输出终端225。相应地，所述充电模块210包括：第一充电模块211、第二充电模块212、第三充电模块213、第四充电模块214、及第五充电模块215。

各所述输出终端210与对应的所述充电模块210之间设置有逻辑控制件130，如附图中，k1、km2、km3、km4、km5。

其中，各所述充电模块210通过所述逻辑控制件230(k1、k2、k3、k4、k5)可通断地连接至总线，并通过所述逻辑控制件230(k0)可通断地连接至所述第一输出终端221，以使所述第一输出终端221所输出的所述最大输出功率为一个所述充电模块210(第一充电模块211)的额定功率或多个所述充电模块210(如第一充电模块221至第五充电模块中的多个)的额定功率之和。

和/或，第二输出终端222与第三输出终端223之间通过所述逻辑控制件230(km23)可通断地电性连接，以使所述第二输出终端222或所述第三输出终端223所输出的所述最大输出功率为一个所述充电模块210(第二充电模块212或第三充电模块213)的额定功率或两个所述充电模块210(第二充电模块212和第三充电模块213)的额定功率之和。

和/或，第四输出终端224与第五输出终端225之间通过所述逻辑控制件230(km45)可通断地电性连接，以使所述第四输出终端224或所述第五输出终端225所输出的所述最大输出功率为一个所述充电模块210(第四充电模块214或第五充电模块215)的额定功率或两个所述充电模块210(第四充电模块214和第五充电模块215)的额定功率之和。

于本申请一实施例中，所述逻辑控制件230为直流接触器，通过接收如图1所述控制单元150的控制指令以执行连通或断开动作。需说明的是，图中只列出正极回路接触器，实际中，各支路上的正负极接触器采用同一开出同时控制。

所述直流接触器是指用在直流回路中的一种接触器，主要用来控制直流电路(主电路、控制电路和励磁电路等)。直流接触器的铁芯与交流接触器不同，它没有涡流的存在，因此一般用软钢或工业纯铁制成圆形。由于直流接触器的吸引线圈通以直流,所以没有冲击的启动电流，也不会产生铁芯猛烈撞击现象,因而它的寿命长，适用于频繁启停的场合。

举例来说，本申请所述的充电堆为一机五枪，单个充电单元为30kw的150kw分体式充电桩(即五个输出终端220)，当第一辆车需要充电时，可保证至少有一个输出终端220能够满功率150kw输出，其余充电车辆进站充电时能够分别实现30、60kw的充电功率。当所有充电枪(即五个输出终端220)同时使用时，则5个输出终端220均输出30kw。

具体充电控制策略描述如下：

(1)只有一个输出终端220充电时，按照输出终端220的最大输出功率能力进行充电；即：第一输出终端221可以输出150kw，第二输出终端222～第五输出终端225均可输出60kw。

(2)当第一输出终端221在充电时(最大可以输出150kw)，其它任意1个输出终端220加入充电，则该输出终端220可以输出60kw，而第一输出终端221的最大输出功率降为90kw。

(3)当第一输出终端221(90kw)和终端2～3中的任意一个终端(60kw)在充电时，终端4～5中的任意1个终端加入充电，则该终端可以输出60kw，而终端1的最大输出功率降为30kw，终端2或3维持输出60kw不变。

(4)当第一输出终端221(90kw)和第二输出终端222～第三输出终端223或第四输出终端224～第五输出终端225中的任意一个(60kw)在充电时，第二输出终端222～第三输出终端223或第四输出终端224～第五输出终端225中的另外一个终端加入充电，则该输出终端可以输出30kw，而之前的非第一输出终端的最大输出功率降为30kw，第一输出终端221维持输出90kw不变。

(5)当第一输出终端221(90kw)、第二输出终端222(30kw)和第三输出终端223(30kw)充电时，第四输出终端224～第五输出终端225中的任意1个输出终端加入充电，则该终端可输出60kw，而第一输出终端221的最大输出功率降为30kw，第二输出终端222和第三输出终端223维持输出30kw不变。

(6)当第一输出终端221(30kw)、第二输出终端222(60kw)和第四输出终端224(60kw)在充电时，第三输出终端223(或第五输出终端225)加入充电，则第三输出终端223(或第五输出终端225)可输出30kw，而第二输出终端222(或第四输出终端224)的最大输出功率降为30kw，其它终端维持不变。

(7)每个输出终端220可以同时输出30kw的充电功率。

具体各输出终端在不同数量车辆充电时的充电功率情况，见下表1。

表1各输出终端在不同数量车辆充电时的充电功率

于本申请一实施例中，图1中通信单元130，用于获取所述待充电车辆的额定需求功率。

在一实施例中，所述通信单元140设置于各所述输出终端130上，在其耦接至所述待充电车辆时与建立通信连接以获取所述待充电车辆的额定需求功率。

举例来说，所述输出终端130为充电枪，所述充电枪上设有通信端口，如can通信总线，在插入车辆时，能够自动与车辆建立通信连接，并可设置自动获取所述车辆的信息，如车辆的充电额定功率(额定需求功率)。

在另一实施例中，所述通信单位140为人机交互终端，通过所述人机交互终端或外部通信设备获取所述待充电车辆的额定需求功率。

再举例来说，所述通信单元140为人机交互终端，如包括触摸屏、读卡器、交流电表等，用户通过人机交互终端以向充电堆100提供相应车辆信息，如刷卡、输入车牌号或用户号等方式，以获取预先绑定的车辆所需额定功率信息。

于本申请一实施例中，如图1所示的控制单元150，用于依据所获取的额定需求功率，调控一或多个所述逻辑控制件130以使用于所述待充电车辆的所述输出终端120输出与所述待充电车辆的所述额定需求功率相适配的最大输出功率。

具体来说，参考图2所举实施例，与表1相应地，各所述逻辑控制件控制的逻辑表见表2所示。

表2各所述逻辑控制件控制的逻辑表

于上表所述，具体逻辑控制件的逻辑通断可参考各状态与表1结合进行理解。

如图3所示，展示为本申请于一实施例中的充电堆输出功率控制方法的流程示意图。所述方法应用于如图1所述的包括一或多个输出终端的充电堆。如图3所示，所述方法包括：

步骤s301：获取一或多个待充电车辆的交互信号以得到对应各所述带充电车辆的额定需求功率。

于本申请一实施例中，所述步骤s301具体包括：

a、通过所述输出终端耦接至所述待充电车辆以建立通信连接，供获取所述待充电车辆的额定需求功率；

举例来说，所述充电堆的充电枪，所述充电枪上设有通信端口，如can通信总线，在插入车辆时，能够自动与车辆建立通信连接，并可设置自动获取所述车辆的信息，如车辆的充电额定功率(额定需求功率)。

和/或，b、通过所述充电堆的物理按键渠道或外部通信渠道获取所述待充电车辆的额定需求功率。

再举例来说，如所述充电堆上设有人机交互终端，如包括触摸屏、读卡器、交流电表等，用户通过人机交互终端提供相应车辆信息，如刷卡、输入车牌号或用户号等方式，以获取预先绑定的车辆所需额定功率信息。

步骤s302：获取一或多个待充电车辆的交互信号以得到对应各所述带充电车辆的额定需求功率。

于本申请一实施例中，所述调控耦接至所述待充电车辆的输出终端的最大输出功率，以适配所述带充电车辆的所述额定需求功率，包括：

调控一或多个所述直流接触器的开/断以使与各所述待充电车辆分别耦接的所述输出终端实现输出不同的所述最大输出功率。

具体来说，可参考表2所展示的各所述逻辑控制件控制的逻辑控制情况，具体实时过程与图2中所举实施例内容相同，这里不再赘述。

于本申请一实施例中，所述方法还包括：

当耦接的所述待充电车辆的数量变化时，与各所述待充电车辆耦接的所述输出终端所输出的所述最大输出功率进行相应调整。

具体来说，可参考表1所展示的各输出终端在不同数量车辆充电时的充电功率情况，具体实时过程与图2中所举实施例内容相同，这里不再赘述。

如图4所示，展示为本申请于一实施例中的电子装置的模块示意图。如图所示，所述装置400包括：

获取模块401，用于获取一或多个待充电车辆的交互信号以得到对应各所述带充电车辆的额定需求功率；

处理模块402，用于调控耦接至所述待充电车辆的输出终端的最大输出功率，以适配所述带充电车辆的所述额定需求功率。

需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请所述方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本申请方法实施例相同，具体内容可参见本申请前述所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

还需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些单元可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，处理模块402可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上处理模块402的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)，或，一个或多个微处理器(digitalsignalprocessor，简称dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称soc)的形式实现。

如图5所示，展示为本申请于一实施例中的计算机设备的结构示意图。如图所示，所述计算机设备500包括：存储器501、处理器502、及通信器503；所述存储器501用于存储计算机指令；所述处理器502运行计算机指令实现如图3所述的方法。所述通信器503用于与外部设备通信。

举例来说，所述外部设备可以为待充电车辆，或与带充电车辆关联的用户移动终端或射频卡。

在一些实施例中，所述计算机设备500中的所述存储器501的数量均可以是一或多个，所述处理器502的数量均可以是一或多个，所述通信器503的数量均可以是一或多个，而图5中均以一个为例。

于本申请一实施例中，所述计算机设备500中的处理器502会按照如图3所述的步骤，将一个或多个以应用程序的进程对应的指令加载到存储器501中，并由处理器502来运行存储在存储器501中的应用程序，从而实现如图3所述的方法。

所述存储器501可以包括随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。所述存储器501存储有操作系统和操作指令、可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集，其中，操作指令可包括各种操作指令，用于实现各种操作。操作系统可包括各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。

所述处理器502可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

所述通信器503用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信连接。所述通信器503可包含一组或多组不同通信方式的模块，例如，与can总线通信连接的can通信模块。所述通信连接可以是一个或多个有线/无线通讯方式及其组合。通信方式包括：互联网、can、内联网、广域网(wan)、局域网(lan)、无线网络、数字用户线(dsl)网络、帧中继网络、异步传输模式(atm)网络、虚拟专用网络(vpn)和/或任何其它合适的通信网络中的任何一个或多个。例如：wifi、蓝牙、nfc、gprs、gsm、及以太网中任意一种及多种组合。

在一些具体的应用中，所述计算机设备500的各个组件通过总线系统耦合在一起，其中总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清除说明起见，在图5中将各种总线都成为总线系统。

于本申请的一实施例中，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如图3所述的方法。

所述计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述系统及各单元功能的实施例可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述系统及各单元功能的实施例；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本申请提供的一种充电堆、充电堆输出功率控制方法、装置、设备和介质，

本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中包含通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。