可擴展的充電單元控制系統的製作方法

2023-05-16 06:47:41

本發明涉及充電控制領域，尤其涉及一種可擴展的充電單元控制系統。

背景技術：

目前，電動汽車充換電設施技術研究及產業發展十分迅速，快速充電站及換電站項目建設加速，但是，現有換電站的充電單元和充電終端一般與正在充電的電池包是一一對應的，很難快速擴展充電終端的數量，而且電池充電不能實現統一管理。因此，本領域需要一種新的充電控制系統來解決上述問題。

技術實現要素：

技術問題

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中換電站充電功能單一、充電終端不容易擴展，充電功率固定的缺陷。

解決方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種可擴展的充電單元控制系統，所述充電單元控制系統包括主控制單元和多個充電控制單元，所述充電控制單元與所述主控制單元通信連接，並且所述充電控制單元與待充電對象對應連接，其中，每個所述充電控制單元在所述主控制單元上具有獨立的硬體地址。

在上述的可擴展的充電單元控制系統的優選實施例中，每個所述充電控制單元之間彼此通信連接。

在上述的可擴展的充電單元控制系統的優選實施例中，所述待充電對象是換電系統的電池包或電動車輛。

在上述的可擴展的充電單元控制系統的優選實施例中，所述待充電對象通過充電器連接到所述充電控制單元。

在上述的可擴展的充電單元控制系統的優選實施例中，所述充電單元控制系統還包括與所述主控制單元通信連接並且與所述充電控制單元電連接的充電復用模塊，所述充電復用模塊用於實現所述充電控制單元的復用，所述待充電對象通過所述充電復用模塊選擇性地電連接到所述充電控制單元。

在上述的可擴展的充電單元控制系統的優選實施例中，所述充電復用模塊是包括多個控制開關的控制模組，所述主控制單元通過控制所述多個控制開關來實現所述充電控制單元的復用。

在上述的可擴展的充電單元控制系統的優選實施例中，所述充電單元控制系統還包括設置在所述充電復用模塊與所述待充電對象之間或者所述充電復用模塊與所述充電控制單元之間的整流器，所述充電控制單元與所述整流器通信連接，用於調整所述整流器的輸出電壓和/或電流。

在上述的可擴展的充電單元控制系統的優選實施例中，所述充電單元控制系統還包括can集線器，所述充電控制單元與所述主控制單元通過所述can集線器以can總線的方式通信連接。

在上述的可擴展的充電單元控制系統的優選實施例中，所述充電控制單元與所述待充電對象通過can總線通信連接。

在上述的可擴展的充電單元控制系統的優選實施例中，所述充電控制單元與所述整流器通過can總線通信連接。

有益效果

本發明的可擴展的充電單元控制系統通過為每個充電控制單元賦予獨立的硬體地址，從硬體地址區分開每個充電控制單元，解決了因每個電池包的id相同而無法集中管理的問題，同時方便了充電控制單元的擴展；而且充電控制單元通過can總線通信連接主控制單元，不僅實現了充電控制單元與主控制單元之間的通信連接，而且使各個充電控制單元之間也實現了互相連接，解決了在充電控制單元之間傳輸信息時需要先傳輸給主控制單元，然後再下發給目標充電控制單元的問題，節省了傳遞時間；此外，通過充電復用模塊實現了充電控制單元和整流器的復用，提高了充電控制單元和整流器的使用效率，達到節約充電控制單元和整流器的使用數量的目的。

根據下面參考附圖對示例性實施例的詳細說明，本發明的其它特徵及方面將變得清楚。

附圖說明

附圖作為說明書的一部分，與說明書其餘部分一起示出了本發明的示例性實施例、特徵和方面，並且用於解釋本發明的原理。

圖1示出根據本發明的示例性實施例的可擴展的充電單元控制系統的示意圖。

具體實施方式

以下將參考附圖詳細說明本發明的各種示例性實施例、特徵和方面。附圖中相同的附圖標記表示功能相同或相似的元件。在這裡專用的詞「示例性」意為「用作例子、實施例或說明性」。這裡作為「示例性」所說明的任何實施例不必解釋為優於或好於其它實施例。另外，為了更好地解釋本發明，在下文的具體實施方式中給出了眾多的具體細節。但是，本領域技術人員應當理解，沒有某些具體細節，本發明同樣可以實施。在一些實例中，對於本領域技術人員熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明的核心原理。

如圖1所示，根據本發明的示例性實施例的可擴展的充電單元控制系統包括主控制單元、多個充電控制單元和can集線器。多個充電控制單元分別與主控制單元通信連接，每個充電控制單元之間彼此通信連接，並且充電控制單元與待充電對象對應連接。優選地，充電控制單元與主控制單元通過can總線通信連接。如圖1所示，當充電控制單元擴展數量較多時，主控制單元與充電控制單元通過can集線器通信連接，以便進一步擴展充電控制單元的數量。在本發明中，不僅充電控制單元通過can總線通信連接主控制單元，充電控制單元與主控制單元之間也通過can總線通信連接，從而解決了在充電控制單元之間傳輸信息時需要先傳輸給主控制單元，然後再下發到目標充電控制單元的問題，節省了傳遞時間。當然，充電控制單元與主控制單元之間以及充電控制單元之間也可以通過本領域技術人員已知的其它通信連接方式連接。

進一步，每個充電控制單元在主控制單元上具有獨立的硬體地址。主控制單元為每個充電控制單元分配獨立的硬體地址，即物理地址，該物理地址可以通過撥碼方式實現，從而從硬體地址上區分開每個充電控制單元，解決了因每個電池包的id相同而導致無法集中管理的問題，同時能夠根據換電站的需要方便地增加或減少充電控制單元，進而增加或減少充電終端以調整換電站的規模，實現了對充換電站的靈活管理和擴展。

特別地，待充電對象也通過can總線通信連接充電控制單元。在這裡，待充電對象包括但不限於換電系統的電池包。當然，待充電對象還包括電動汽車、電動自行車等其他用電設備。

電池包與充電控制單元相連接。當插接電池包時，電池包向充電控制單元發送關於電池包插接狀況的信號，尤其是發送電池包已插接就位的信號，充電控制單元在接收到電池包已插接就位的信號後，才向電池包充電。電池包還向充電控制單元反饋電池充電信息，對電池包進行充電管理。在這裡，電池充電信息包括電池的當前電荷量、已充電時間、預計剩餘充電時間、電池的當前充電循環次數等與電池充電相關的信息。由此，本發明不僅解決了電池包充電時的插接管理問題，還解決了與多臺車輛的電池管理系統(bms)通信的問題。

繼續參閱圖1，本發明的示例性實施例的充電單元控制系統還包括充電復用模塊。充電復用模塊與各個充電控制單元電連接，同時與主控制單元通信連接，待充電對象能夠通過充電復用模塊選擇性地電連接到充電控制單元，充電復用模塊用於實現充電控制單元的復用。特別地，充電復用模塊是包括多個控制開關的控制模組，主控制單元通過控制所述多個控制開關來實現所述充電控制單元的復用。在應用中，例如當某個電池包充滿電時，充電控制單元向主控制單元發送該充電控制單元可以復用的信號，主控制單元向充電復用模塊發送該充電控制單元可以復用的信號，促使充電復用模塊的控制模組閉合相應的控制開關，充電控制單元將電流輸送到待充電對象。本領域技術人員能夠理解的是，這種設置可以大幅度提高充電控制單元的利用率。

接著參閱圖1，本發明的示例性實施例的充電單元控制系統還包括整流器，整流器布置在充電復用模塊與待充電對象之間，分別與充電復用模塊和待充電對象相連接。充電控制單元與整流器通信連接，優選通過can總線通信連接，以便調整整流器的輸出電壓和/或電流，滿足待充電對象的要求。在圖1所示的實施例中，充電控制單元控制整流器向與整流器連接的待充電對象充電。通過對充電控制單元的復用，實現了與各充電控制單元連接的相應整流器的復用，從而在不增加充電控制單元和相應的整流器的個數的情形下實現了更高效地向待充電對象充電，同時提高了充電控制模塊和整流器的使用效率。

在替代性實施例中，整流器也可布置在充電控制單元與充電復用模塊之間，整流器分別與充電控制單元和充電復用模塊連接，整流器的輸出電流通過充電復用模塊輸送給待充電對象。

如圖1所示，待充電對象還可通過充電器連接到充電控制單元上，特別地，待充電對象通過充電器經由can總線通信連接充電控制單元。這樣，充電控制單元經由充電器對待充電對象充電，例如對電動汽車或電動自行車等充電，充電器例如可以是充電樁或充電槍的形式，於是，換電站具備了對外充電能力。從而通過充電器，例如充電樁集成到換電站中，實現了換電與充電的多功能統一管理。

至此，已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本發明的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本發明的保護範圍顯然不局限於這些具體實施方式。在不偏離本發明的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特徵做出等同的更改或替換，這些更改或替換之後的技術方案都將落入本發明的保護範圍之內。