一种星环形功率调度系统的制作方法

1.本技术涉及充电技术领域，特别是涉及一种星环形功率调度系统。


背景技术：

2.随着我国经济社会发展水平的不断提高，可持续发展理念的不断深入推进,大力发展新能源成为新时代发展的主要方向，特别是电动汽车、电动公交车等电力交通工具的推广对减少汽车尾气排放、防止大气污染有重要意义。而充电基础设施的建设是加快电力交通普及的重要保障，大力推进充电设施建设是当前推进新能源革命的一项重要战略举措。
3.在当前的充电设施中，大部分充电系统采用单环形拓扑结构,调用了充电系统中一部分充电功率单元输出功率进行充电。然而采用该结构的充电系统还是存在空闲的充电功率单元的调度功率有限、充电功率单元的使用效率低下的问题。


技术实现要素：

4.基于上述问题，本技术提供了一种星环形功率调度系统，目的是更加充分地调用充电系统中空闲的充电模块组，提升充电设施功率的使用效率。本技术实施例提供了一种星环形功率调度系统，技术方案如下：
5.一种星环形功率调度系统，所述系统包括：多个充电模块组、星环形功率调度单元和充电枪；
6.所述充电模块组用于提供功率；
7.所述星环形功率调度单元，包括多个内外层层分布的环形结构，所述环形结构部署有多个直流接触器，多个环形结构具有共同的中心点，由所述中心点向外发散通过直流接触器与所述多层环形结构连接，经过所述环形结构连接到充电模块组；所述星环形功率调度单元用于调度空闲充电模块组的功率，将空闲充电模块组的功率传输到充电枪；
8.所述充电枪用于将所述星环形功率调度单元调度的功率输出。
9.可选地，在需要功率调度的充电枪与空闲充电模块组未通过环形结构中的直流接触器直接连接时，闭合所述星环形功率调度单元中直接连接空闲充电模块组和所述中心点的直流接触器，通过该闭合的直流接触器将所述空闲充电模块组的功率汇集到中心点；
10.闭合所述星环形功率调度单元中直接连接所述需要功率调度的充电枪和所述中心点的直流接触器，通过该闭合的直流接触器将中心点汇集的功率传输到相应需要功率调度的充电枪。
11.可选地，所述星环形功率调度单元，具体用于判断当前使用的充电模块组是否满足正在使用的充电枪的功率需求，在当前使用的充电模块组无法满足正在使用的充电枪的功率需求时，调用空闲充电模块组。
12.可选地，所述星环形功率调度单元处于循环工作状态，所述星环形功率调度单元周期性的对充电枪是否因充电功率的需求减少，释放空闲充电模块组进行检测，如果检测
到有空闲充电模块组释放，所述星环形功率调度单元根据其他充电枪的充电功率需求，闭合对应的直流接触器，调用释放的所述空闲充电模块组。
13.可选地，述星环形功率调度单元中的直流接触器包括：
14.一级直流接触器，位于充电枪和充电模块组的连线上，用于连接所述充电枪和所述充电模块组；
15.二级直流接触器，位于所述环形结构的最外层连线上，用于连接相邻的充电模块组；
16.三级直流接触器，位于所述环形结构的内部两层连线上，用于相隔的充电模块组；
17.四级直流接触器，位于中心点和多个充电模块组的连线上，用于所述中心点连接充电模块组。
18.可选地，其所述星环形功率调度单元具体用于调度充电枪的相邻充电模块组，在当前充电模块组不满足充电枪的功率需求时，所述星环形功率调度单元判断所述充电枪相邻的充电模块组是否空闲，如果是，闭合连接充电枪的二级直流接触器调用该充电枪相邻的空闲充电模块组。
19.可选地，所述星环形功率调度单元具体用于调度充电枪的相隔充电模块组，如果当前充电模块组仍不满足充电枪的功率需求，所述星环形功率调度单元判断所述充电枪相隔的充电模块组是否空闲，如果是，闭合连接充电枪的三级直流接触器调用与该充电枪相隔的空闲充电模块组。
20.可选地，所述星环形功率调度单元具体用于调度其他空闲充电模块组，所述其他空闲充电模块组不与所述充电枪相邻或相隔，如果当前充电模块组仍不满足充电枪的功率需求，所述星环形功率调度单元闭合与所述充电枪连接的四级直流接触器，调用其他空闲充电模块组汇集到中心点的功率。
21.可选地，所述星环形功率调度单元按照如下顺序调用空闲充电模块组：
22.所述星环形功率调度单元优先调用所述充电枪相邻的充电模块组；
23.如果使用的充电模块组仍不满足所述充电枪的功率需求时，调用所述充电枪相隔的充电模块组；
24.如果使用的充电模块组仍不满足所述充电枪的功率需求时调用其他充电模块组。
25.可选地，所述环形结构最外层包括的二级直流接触器将相邻的充电模块组连接，连接线的结点位于所述充电模块组和中心点的连接线上；
26.所述环形结构内部两层包括的三级直流接触器将相隔的充电模块组连接，连接线的结点位于所述充电模块组和中心点的连接线上。
27.可选地，所述充电模块组和中心点的连接线上包括：最外层环形结构的连接线上的结点、内部两层环形结构的其中一层连接线上的结点和四级直流接触器。
28.相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：本技术通过采用星环形拓扑结构，增加多个直流接触器呈多层环形连接充电模块组，同时采用直流接触器将多层环形结构与所述环形结构共同的中心点连接，将各个充电模块组的功率汇集到中心点，由中心点输出到充电枪，增强了充电模块组调度的灵活度，通过充分调用空闲的充电模块组，提升了充电设施功率的使用效率，同时加快了充电速度。
附图说明
29.为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
30.图1为本技术实施例提供的星环形功率调度系统的一种电气拓扑图；
31.图2为本技术实施例提供的星环形功率调度系统的一种星环形拓扑结构示意图；
32.图3为本技术实施例提供的星环形功率调度系统的一种具体结构示意图；
33.图4为本技术实施例提供的一种应用星环形功率调度系统的进行功率调度的流程图。
具体实施方式
34.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术任务在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.当前的充电领域，充电系统主要采用单环形拓扑结构网络，将充电功率单元、充电枪、直流接触器组合为一个单环形结构，调用相连或相隔的充电模块组，然而采用这种结构的充电系统只能调用充电模块组的能力有限，严重影响了整个充电系统的输出功率，充电模块组的使用效率低下，无法达到快速补点的目的。基于上述问题，本技术的目的在于，提供一种星环形功率调度系统，增强了空闲充电模块组调用的灵活度，通过调用多个空闲的充电模块组，提升充电模块组的使用效率，同时也增加了充电系统的充电速度。
36.本技术实施例提供的系统由充电桩中具体的充电设备执行，用于充电设备采用的充电系统中。
37.参见图1，图1为本技术实施例提供的星环形功率调度系统的一种电气拓扑图；其中，所述星环形功率调度单元可以用于如下充电系统中：
38.充电系统包括：交流电网，充电模块组，星环形功率调度单元和多个充电枪。
39.其中，多个充电模块组(如图1中的充电模块组1至充电模块组6)的输入端与交流电网连接，输出端与星环形功率调度单元连接；星环形功率调度单元的输入端与多个充电模块组连接，输出端与多个充电枪(如图1中的枪一至枪十)连接。
40.下面结合参考附图与实施方式来对本方案的申请进行详细说明。
41.参见图2，图2为本技术实施例提供的星环形功率调度系统的一种星环形拓扑结构示意图，所述星环形功率调度系统包括：多个充电模块组6、星环形功率调度单元和充电枪7；
42.所述充电模块组6，用于提供功率。
43.其中，所述充电模块组6由一个或多个充电模块组成，在为充电系统扩容时，可以增加所述充电模块组中充电模块的数量。
44.其中，所述充电模块组的其中一端与交流电网连接，另一端与所述星环形功率调度单元连接，用于为所述星环形功率调度单元提供电能功率。
45.所述星环形功率调度单元，包括多个内外层层分布的环形结构，所述环形结构部署有多个直流接触器，多个环形结构具有共同的中心点5，由所述中心点向外发散通过直流接触器与所述多层环形结构连接，经过所述环形结构连接到充电模块组6；所述星环形功率调度单元用于调度空闲充电模块组的功率，将空闲充电模块组的功率传输到充电枪。
46.其中，所述直流接触器是指铁芯为直流线圈控制的接触器，主要用来控制直流电路，如主电路、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。
47.其中，所述直流接触器包括：连接充电枪和充电模块组的一级直流接触器1，连接相邻充电模块组的二级直流接触器2，连接相隔充电模块组的三级直流接触器3和连接充电模块组和中心点的四级直流接触器4等等，所述相隔充电模块组具体指之间相隔一个充电模块的充电模块组。当然，所述直流接触器还可以包括其他直流接触器，如将相隔两个充电模块组的充电模块组连接起来的直流接触器，也在本技术实施例的保护范围内。
48.所述充电枪7用于将所述星环形功率调度单元调度的功率输出。
49.本实施例中，通过直流接触器连接多个充电模块组和中心点，可以将多个充电模块组的功率汇集到中心点。相较于现有技术中采用的单环形拓扑结构只能调用数量有限的充电模块组，所述星环形功率调度单元不仅可以调用相邻或相隔的充电模块组，还能调用充电系统中余下的其他充电模块组，增强了功率调度的灵活度，提升了充电模块组的使用效率，也加快了整个充电系统的充电速度。
50.在本技术实施例中，上述图2所述的星环形功率调度系统中星环形功率调度单元存在多种可能的连接方式，下面只对所述星环形功率调度单元包含有三层环形结构进行具体介绍。需要说明的是，下文介绍中给出的实现方式仅作为示例性的说明，并不代表本技术实施例的全部实现方式。
51.参见图3，该图为本技术实施例提供的星环形功率调度系统的一种具体结构示意图。具体来讲，如图3所示，直流接触器可以包括：
52.一级直流接触器，位于充电枪和充电模块组的连线上，用于连接所述充电枪和所述充电模块组。
53.其中，所述充电模块组在图中可以包括：mk1、mk2、mk3、mk4、mk4、mk5、mk6、mk7、mk8、mk9、mk10。
54.其中，所述充电枪和所述充电模块组是对应连接的，如充电枪枪1和充电模块组mk1对应连接。
55.其中，一级直流接触器在图中包括：km101、km102、km103、km104、km105、km106、km107、km108、km109、km110。
56.二级直流接触器，位于所述环形结构的最外层连线上，用于连接相邻的充电模块组。
57.其中，二级直流接触器在图中包括km201、km202、km203、km204、km205、km206、km207、km208、km209、km210。
58.三级直流接触器，位于所述环形结构的内部两层连线上，用于相隔的充电模块组。
59.其中，三级直流接触器在图中包括km301、km302、km303、km304、km305、km306、km307、km308、km309、km310。
60.四级直流接触器，位于中心点和多个充电模块组的连线上，用于所述中心点连接充电模块组。
61.其中，四级直流接触器在图中包括km401、km402、km403、km404、km405、km406、km407、km408、km409、km410。
62.当然，所述星环形功率调度单元也可以包括其他直流接触器，均不影响本技术实施例的正常实现。
63.具体来讲，所述星环形功率调度单元可以用如下方式连接：
64.所述星环形功率调度单元包括三个内外层层分布的环形结构，所述环形结构部署有多个直流接触器。
65.所述环形结构最外层包括的二级直流接触器将相邻的充电模块组连接，连接线的结点位于所述充电模块组和中心点的连接线上。
66.所述环形结构内部两层包括的三级直流接触器将相隔的充电模块组连接，连接线的结点位于所述充电模块组和中心点的连接线上。
67.所述环形结构具有共同的中心点，由四级直流接触器将充电模块组和中心点连接，且连接线上还包括最外层环形结构的连接线上的结点和内部两层环形结构的其中一层连接线上的结点。
68.其中，所述星环形功率调度单元在调用空闲充电模块组前可以判断当前使用的充电模块组是否满足充电枪的功率需求，如果不满足，调用空闲充电模块组。
69.其中，所述星环形功率调度单元处于循环工作状态，会周期性地对充电枪是否因充电功率的需求减少，释放空闲充电模块组进行检测，如果检测到有空闲充电模块组释放，所述星环形功率调度单元根据其他充电枪的充电功率需求，闭合对应的直流接触器，调用释放的所述空闲充电模块组。
70.在本技术实施例中，对所述星环形功率调度单元中环形结构的连接方式不做具体限定，本技术实施例中也可以通过增加充电模块组、充电枪和直流接触器，扩充设备的充电枪数量和输出功率。所述星环形功率调度单元，通过使用多个直流接触器构成多层环形结构，将环形结构共同的中心点，与充电模块组连接，能够将空闲充电模块组的功率汇集到中心点。经过中心点功率快速传输到任意一把需要功率调度的充电枪，实现了空闲充电模块组功率的充分调度，提升了充电模块组的使用效率。
71.上面介绍了本技术实施例提供的星环形功率调度系统中星环形功率调度单元，下面结合具体的应用场景，对应用该星环形功率调度系统的具体流程做示例性的说明。
72.参见图4，图4为本技术实施例提供的应用星环形功率调度系统的进行功率调度的流程图。所述星环形功率调度系统可以采用如下流程进行功率调度：
73.s101、充电枪开始对外充电，闭合对应的一级直流接触器，连接的充电模块组输出功率。
74.其中，所述对应的一级直流接触器，用于连接充电枪和该充电枪对应的充电模块组，如图3中的枪1和充电模块组mk1是由一级直流接触器km101连接的。
75.s102、星环形功率调度单元判断当前使用的充电模块组是否满足充电枪的功率需
求，如果是，星环形功率调度单元结束功率调度；如果否，进入步骤s103。
76.当然，也可以不进行当前使用的充电模块组是否满足充电枪的功率需求的判断，直接进行功率调度，不影响本技术实施例的正常进行。
77.s103、星环形功率调度单元判断与所述充电模块组相邻的充电模块组是否空闲，如果是，闭合对应的二级直流接触器，调用相邻的充电模块组输出功率，进入步骤s104；如果否，进入步骤s105。
78.s104、星环形功率调度单元判断当前使用的充电模块组是否满足充电枪的功率需求，如果是，星环形功率调度单元结束功率调度；如果否，进入步骤s105。
79.s105、星环形功率调度单元判断与所述充电模块组相隔的充电模块组是否空闲，如果是，闭合对应的三级直流接触器，调用相隔的充电模块组的功率，进入步骤s106；如果否，进入步骤s107；
80.其中，所述与所述充电模块组相隔的充电模块组具体可以指相隔的充电模块组与所述充电枪对应的充电模块组之间相隔一组充电模块组。
81.s106、星环形功率调度单元判断当前使用的充电模块组是否满足充电枪的功率需求，如果是，星环形功率调度单元结束功率调度；如果否，进入步骤s107。
82.s107、星环形功率调度单元判断四级直流接触器是否存在闭合，如果是，星环形功率调度单元结束调度；如果否，进入步骤s108；
83.其中，所述判断四级直流接触器是否闭合，目的是为了判断是否有其他充电枪正在调用其余的充电模块组。当然，如果不判断四级直流接触器是否闭合，直接判断其余充电模块组是否空闲，也不影响本技术实施例的正常进行。
84.s108、星环形功率调度单元判断其余充电模块组是否空闲，如果是，闭合相应的四级直流接触器，调用其余的空闲充电模块组；如果否，星环形功率调度单元结束调度。
85.其中，其余的空闲充电模块组具体可以指与所述充电枪对应的充电模块组既不相邻也不相隔的充电模块组。
86.其中，闭合相应的四级直流接触器，可以将多个空闲充电模块组的功率汇集到中心点，经过中心点传输到所述充电枪。
87.在本实施例中，可以通过定义直流接触器的优先级，规定直流接触器的优先级先后，来确定调用空闲充电模块组的顺序，可以先调用与所述充电枪对应的充电模块组距离近的空闲充电模块组，节省调用时间。本技术实施例中可以通过一、二、三级直流接触器将空闲充电模块组的功率汇集到充电枪；也可以通过四级直流接触器将空闲模块组功率集到中心点，由中心点传输到所述充电枪，提升了充电模块组的使用效率，同时也加快了充电系统的充电速度。
88.对本技术实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。