一種矩陣式功率分配充電系統(tǒng)的功率匹配方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種矩陣式功率分配充電系統(tǒng)的功率匹配方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著社會(huì)的進(jìn)步以及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，電動(dòng)汽車由于以車載電源為動(dòng)力，能夠解決燃油汽車尾氣排放污染環(huán)境，高能耗等問題而逐步受到青睞。而電動(dòng)汽車的充電問題是人們非常關(guān)注的問題，其關(guān)系到電動(dòng)汽車的普及和推廣。
[0003]在實(shí)際使用過程中，當(dāng)充電方式采用矩陣式結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于直流模塊檢修導(dǎo)致直流模塊在柜體內(nèi)的位置發(fā)生變換，充電柜一般會(huì)包括多個(gè)直流模塊，當(dāng)各模塊位置變換后，會(huì)導(dǎo)致PDU (功率分配單元)中的多個(gè)開關(guān)裝置無法正確與實(shí)際應(yīng)該對應(yīng)的電源模塊對應(yīng)，無法完成正常充電，最終不得不需要技術(shù)人員手動(dòng)檢測和調(diào)整功率分配單元與各直流模塊的連接關(guān)系，影響充電站正常充電。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的是提供一種矩陣式功率分配充電系統(tǒng)的功率匹配方法，解決了矩陣式功率分配充電系統(tǒng)中功率分配單元與直流模塊無法正確匹配，導(dǎo)致無法正常充電的問題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種矩陣式功率分配充電系統(tǒng)的功率匹配方法，矩陣式功率分配充電系統(tǒng)包括至少兩個(gè)直流模塊和若干個(gè)功率分配單元，各直流模塊和功率分配單元分別與系統(tǒng)控制單元連接，每個(gè)功率分配單元中設(shè)置有與直流模塊數(shù)量相同的開關(guān)裝置，所有直流模塊分別通過兩個(gè)開關(guān)裝置接入同一個(gè)功率分配單元，每個(gè)功率分配單元對應(yīng)一個(gè)停車位，功率分配單兀輸出作為充電電源；
[0007]充電系統(tǒng)運(yùn)行開始后，通過系統(tǒng)控制單元給各直流模塊組下發(fā)命令，使各直流模塊輸出不同的特定電壓值，同時(shí)功率分配單元通過采樣電路采集其各路開關(guān)裝置前端的電壓并發(fā)送給系統(tǒng)控制單元；而后系統(tǒng)控制單元將得到的各路開關(guān)裝置前端電壓和每個(gè)直流模塊的輸出特定電壓值進(jìn)行對比，確定各路開關(guān)裝置與每個(gè)直流模塊的對應(yīng)關(guān)系；最后，系統(tǒng)控制單元根據(jù)實(shí)際車位功率大小需求進(jìn)行邏輯計(jì)算，下發(fā)控制信號(hào)給功率分配單元，對功率分配單元的多路開關(guān)裝置進(jìn)行打開與閉合操作，實(shí)現(xiàn)特定直流模塊輸出組合，達(dá)到功率分配單元正確輸出特定功率的目的。
[0008]進(jìn)一步，具體包括以下步驟:
[0009](I)首先系統(tǒng)控制單元廣播一個(gè)狀態(tài)指令，指示系統(tǒng)當(dāng)前處于開關(guān)裝置和直流模塊開始匹配狀態(tài)；
[0010](2)系統(tǒng)控制單元給系統(tǒng)中每個(gè)直流模塊輪流發(fā)送消息，指示直流模塊輸出特定的電壓值，同時(shí)系統(tǒng)中所有功率分配單元會(huì)接收到該消息，會(huì)知道每個(gè)直流模塊將要輸出的特定電壓值；
[0011](3)直流模塊根據(jù)系統(tǒng)控制單元下發(fā)的消息各自輸出對應(yīng)的特定電壓值；
[0012](4)功率分配單元中采樣電路采集每路開關(guān)裝置的前端電壓值，然后采樣值和每個(gè)直流模塊輸出的電壓值進(jìn)行對比，找出每路開關(guān)裝置和哪個(gè)直流模塊輸出電壓值接近，然后建立對應(yīng)關(guān)系；
[0013](5)系統(tǒng)中每個(gè)功率分配單元確定各路開關(guān)裝置和直流模塊建立關(guān)系之后，如果匹配成功則向系統(tǒng)控制單元發(fā)送本功率分配單元開關(guān)裝置匹配成功消息，如果匹配失敗則向系統(tǒng)控制單元發(fā)送匹配失敗消息；
[0014](6)系統(tǒng)控制單元收到所有功率分配單元匹配結(jié)束消息后，向系統(tǒng)廣播本次匹配結(jié)束狀態(tài)。
[0015]進(jìn)一步，所述開關(guān)裝置采用開關(guān)繼電器，功率分配單元包括還包括AD采樣電路和微控制器MCU，通過微控制器MCU控制各開關(guān)繼電器打開與閉合狀態(tài)，通過AD采樣電路采集開關(guān)繼電器前端電壓。
[0016]進(jìn)一步，各直流模塊和功率分配單元分別通過CAN總線與系統(tǒng)控制單元連接通訊。
[0017]進(jìn)一步，所述系統(tǒng)控制單元采用MCU。
[0018]本發(fā)明的目的是提供一種矩陣式開關(guān)地址分配方式，解決了矩陣式充電方式中開關(guān)地址分配的問題。
[0019]本發(fā)明的有益效果如下:
[0020](I)本發(fā)明矩陣式功率分配充電系統(tǒng)包括至少兩個(gè)直流模塊和若干個(gè)功率分配單元，各直流模塊和功率分配單元分別與系統(tǒng)控制單元連接，借助系統(tǒng)已有資源，功率分配單元rou的各路開關(guān)裝置和每個(gè)直流模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)匹配，無需專門采用其他資源(如撥碼開關(guān))實(shí)現(xiàn)匹配操作。
[0021 ] (2)這種自動(dòng)匹配方式是以結(jié)果為導(dǎo)向，對直流模塊和功率分配單元之間的接線沒有嚴(yán)格要求，即使接線錯(cuò)位也能正確匹配工作。
[0022](3)這種矩陣式開關(guān)連接方式，充電車位通過對應(yīng)開關(guān)裝置和每個(gè)直流模塊都能連接，可以實(shí)現(xiàn)直流模塊資源和充電位之間功率的寬幅度柔性分配。
【【附圖說明】】
[0023]圖1為本發(fā)明矩陣式功率分配充電系統(tǒng)的原理框圖
[0024]圖2為本發(fā)明矩陣式功率分配充電系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖
[0025]圖3為本發(fā)明中PDU控制系統(tǒng)的示意圖
【【具體實(shí)施方式】】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]如圖1-3所示，從供電電網(wǎng)輸入三相交流電壓，進(jìn)入充電箱轉(zhuǎn)化為直流電壓，接入直流模塊組，直流模塊組中設(shè)置多個(gè)直流模塊，從直流模塊組輸出多路直流功率支路，接入功率分配單元組。各直流模塊和功率分配單元分別與系統(tǒng)控制單元連接，每個(gè)功率分配單元中設(shè)置有與直流模塊數(shù)量相同的開關(guān)裝置，所有直流模塊分別通過兩個(gè)開關(guān)裝置接入同一個(gè)功率分配單元，每個(gè)功率分配單元對應(yīng)一個(gè)停車位，功率分配單元輸出作為充電電源。
[0028]本方法中]3DU(PowerDistribut1n Unit)指功率分配單元。
[0029]本方法中CQJ(Charge Control Unit)指系統(tǒng)控制單元。
[0030]本方法中直流模塊組輸出直流正極，分別與功率分配單元組并聯(lián)連接，分別有對應(yīng)的開關(guān)繼電器進(jìn)行控制控制打開和閉合狀態(tài)。
[0031]如圖2所示，本方法中直流模塊組最少是2個(gè)直流模塊，可以是更多的直流模塊組合，功率分配單元PDU最少是2個(gè)，可以是更多的組合，但要和直流模塊組數(shù)量一致。
[0032]如圖3所示，開關(guān)裝置采用開關(guān)繼電器，功率分配單元包括還包括AD采樣電路和微控制器MCU，通過微控制器MCU控制各開關(guān)繼電器打開與閉合狀態(tài)，通過AD采樣電路采集開關(guān)繼電器前端電壓。
[0033]系統(tǒng)控制單元采用微控制單元MCU。
[0034]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程是運(yùn)行開始通過CCU給直流模塊組下發(fā)命令，使直流模塊輸出不同的特定電壓值，同時(shí)PDU控制系統(tǒng)通過控制采樣電路，采集各路繼電器開關(guān)前端的電壓(每個(gè)直流模塊的輸出電壓)，而后CCU將采集到的各路電壓和每個(gè)直流模塊的特定輸出電壓值進(jìn)行對比，從而確定繼電器開關(guān)繼電器與每個(gè)直流模塊的對應(yīng)關(guān)系。
[0035]繼而，PDU控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際車位功率大小需求進(jìn)行邏輯計(jì)算，下發(fā)控制信號(hào)