一種充電系統及其充電方法與流程

本發明涉及充電技術領域，具體涉及本發明涉及一種充電系統及其充電方法。

背景技術：

伴隨著新能源汽車產業的高速發展，市場對于充電系統的配套建設越來越迫切，尤其是以直流充電為主的快沖系統。目前市場上的直流充電系統，大部分以單槍或者雙槍的一體機為主，該系列產品發展較快，較快的滿足的市場的部分需求。但在現場運營的過程中發現該類產品存在一下缺陷：

（1）充電樁與車位的距離比較近，每個或每兩個車位需要安裝一臺充電樁；

（2）充電樁使用效率低，由于車位和充電系統的對應關系，造成車位被占用后，相應的充電樁只能閑置，無法使用；

（3）建站成本高，由于車位和充電系統的對應關系，如果站點的車位較多，那么需要巨大的投入來進行充電樁安裝。

技術實現要素：

有鑒于此，有必要提供本發明涉及一種充電系統及其充電方法，通過在一個充電柜擴展出多個充電終端，每個充電終端均能對車輛進行充電，擴大了充電范圍，無需在每個或每兩個車位都安裝充電樁；上述充電系統對充電終端進行智能分配及充電，合理利用資源，高效的對充電終端進行充電管理。

一種充電系統，包括主控制器模塊、分別連接到主控制器模塊的多個充電終端、電源模塊、充電模塊、信息采集模塊、存儲模塊，所述主控制器模塊用于通過所述信息采集模塊采集車輛的信息，并控制所述電源模塊、所述充電模塊通過所述充電終端對車輛進行充電；所述信息采集模塊用于采集車輛的電池電量信息、排隊車輛數量信息并將采集的信息存儲到所述存儲模塊；所述電源模塊用于通過所述充電模塊對車輛進行充電；所述主控制器模塊根據所述信息采集模塊采集的車輛信息對車輛的優先級進行排序，并通過所述電源模塊、所述充電模塊按優先級對車輛進行充電。

進一步地，所述充電終端包括連接到所述主控制器模塊的副控制器模塊、分別連接到副控制器模塊的信息采集模塊、開關控制模塊，所述開關控制模塊用于控制充電終端本身電流通斷，所述副控制器模塊用于通過所述信息采集模塊采集的車輛信息并將車輛信息上傳至所述主控制器模塊的所述存儲模塊。

進一步地，所述充電系統還包括充電端口、連接到充電端口的充電槍以及充電槍檢測模塊，所述主控制器模塊、所述副控制器模塊均設有所述充電端口、所述充電槍檢測模塊，所述充電槍檢測模塊用于對所述充電槍與車輛連接進行檢測；所述信息采集模塊通過所述充電槍采集車輛的信息并上傳至所述存儲模塊。

進一步地，所述信息采集模塊包括車輛信息采集模塊、電池信息采集模塊，所述車輛信息采集模塊用于通過與車輛連接的所述充電槍采集排隊車輛的數量及位置信息，所述電池信息采集模塊用于通過與車輛連接的所述充電槍采集車輛的電池電量及充電時間；所述主控制器模塊、所述副控制器模塊均分別連接有所述車輛信息采集模塊和所述電池信息采集模塊，所述車輛信息采集模塊和所述電池信息采集模塊通過所述充電槍采集車輛的數量及位置信息、電池電量及充電時間信息并上傳至所述存儲模塊。

進一步地，所述充電系統還包括讀卡器、觸摸屏、軟件模塊，所述主控制器模塊和所述副控制器模塊均分別連接有所述讀卡器、所述觸摸屏、所述軟件模塊，所述觸摸屏用于通過所軟件模塊進行查詢操作及充電模式的選擇操作并通過所述讀卡器讀卡確認。

進一步地，所述軟件模塊包括按查詢模塊、按時間充電模塊、按金額充電模塊、按電量充電模塊，所述觸摸屏通過所述軟件模塊的所述查詢模塊訪問所述存儲模塊的車輛的數量和位置信息、電池電量及充電時間信息，并通過所述時間充電模塊、所述金額充電模塊、所述電量充電模塊中的任一種充電模塊控制所述主控制器模塊或所述副控制器模塊對車輛進行充電。

進一步地，所述充電槍檢測模塊包括絕緣檢測模塊、充電槍溫度和輸出電壓檢測模塊、電池電壓以及輸出電流的檢測模塊。

進一步地，所述充電系統還包括用于指示充電狀態的指示燈，所述主控制器模塊、所述副控制器模塊分別連接有所述指示燈；所述電源模塊包括充電柜和電能表，所述充電柜、所述電能表、所述主控制器模塊依次連接；所述充電模塊包括多個終端充電模塊，每個所述終端充電模塊都能通過并機接觸器擴展連接到與之對應的所述充電終端，所述終端充電模塊通過所述并機接觸器對所述充電終端的進行充電輸出。

進一步地，所述充電模塊還包括均分模式輸出模塊、輪詢模式輸出模塊，所述均分模式輸出模塊用于同時向兩個充電優先級較高的所述終端充電模塊進行雙路充電輸出，所述輪詢模式輸出模塊用于單獨向一個充電優選級最高所述終端充電模塊進行單路充電輸出。

一種充電系統的充電方法，其包括以下步驟：

步驟a,主控制器模塊或副控制器模塊通過充電槍采集車輛排隊充電的時間和位置信息并將采集到的信息存儲至存儲模塊，同時也對每個充電車輛的充電模式進行存儲；

步驟b,主控制器模塊按照排隊時間的長短對排隊充電車輛的充電優先級進行排配，并將車輛的充電優先級與充電端口、充電槍一一對應起來；

步驟c,主控制器模塊按優先級從高到低依次向車輛發送充電指令，并在進行充電前通過充電槍檢測模塊的絕緣檢測模塊對充電槍與充電車輛的連接絕緣性進行檢測；

步驟d,主控制器模塊在車輛通過連接絕緣性檢測后控制充電槍對車輛進行充電，并在充電過程中通過充電檢測模塊的充電槍溫度和輸出電壓檢測模塊、電池電壓以及輸出電流的檢測模塊對充電槍的溫度、輸出電壓、電池電壓、電池輸出電流進行檢測監控；

步驟e,主控器模塊在車輛完成充電后停止向充電槍供電并將充電槍鎖起，然后進入充電結算流程，完成對車輛的充電結算。

上述充電系統中，通過采用一個充電柜拓展多個充電終端的方式，使每個充電終端都能通過充電槍對車輛進行充電，無需每個充電槍均對應設置一個充電樁；同時，為了合理利用充電資源，上述充電系統可以選擇不同的方式對充電終端進行充電，主控制器模塊既可以打開兩個充電優先級最高的終端充電模塊來對與其對應的充電終端進行充電，也可以只打開充電優先級最高的一個終端充電端口來對與其對應的充電終端進行充電輸出，其余充電終端按優先級從高到低依次排隊充電。上述充電系統通過連接到車輛的充電槍采集車輛的數量信息、充電時間信息并將上述信息實時更新并顯示到觸摸屏，讓用戶通過觸摸屏獲取自己車輛排隊所在位置、排隊所需時間以及自己車輛充電完所需時間等信息；用戶還可以通過觸摸屏選擇不同的充電模式，以快速完成充電，簡單方便。

附圖說明

圖1是本發明實施例的充電系統的結構框圖。

圖2是本發明實施例的充電終端的結構框圖。

圖3是本發明實施例的充電系統的控制流程圖。

圖4是本發明實施例的充電終端的控制流程圖。

圖5是本發明實施例的充電系統充電輸出示意圖。

具體實施方式

以下將結合具體實施例和附圖對本發明進行詳細說明。

請參閱圖1~圖5，示出本發明的一種充電系統，包括主控制器模塊100、分別連接到主控制器模塊100的多個充電終端200、電源模塊103、充電模塊、信息采集模塊、存儲模塊106，所述主控制器模塊100用于通過所述信息采集模塊采集車輛的信息，并控制所述電源模塊、所述充電模塊通過所述充電終端200對車輛進行充電；所述信息采集模塊用于采集車輛的電池電量信息、排隊車輛數量信息并將采集的信息存儲到所述存儲模塊106；所述電源模塊103用于通過所述充電模塊對車輛進行充電；所述主控制器模塊100根據所述信息采集模塊采集的車輛信息對車輛的優先級進行排序，并通過所述電源模塊103、所述充電模塊按優先級對車輛進行充電。

進一步地，所述充電終端200包括連接到所述主控制器模塊100的副控制器模塊201、分別連接到副控制器模塊201的信息采集模塊、開關控制模塊202，所述開關控制模塊202用于控制充電終端200的充電槍109的電流通斷，所述副控制器模塊201用于通過所述信息采集模塊采集的車輛信息并將車輛信息上傳至所述主控制器模塊100的所述存儲模塊106。

進一步地，所述充電模塊包括多個終端充電模塊111，每個所述終端充電模塊11都能通過并機接觸器擴展連接到與之對應的所述充電終端200，所述終端充電模塊11通過所述并機接觸器對所述充電終端200的進行充電輸出。

在本實施例中，優先的，電源模塊103選用相互連接的電能表、充電柜，所述充電柜、所述電能表、所述主控制器模塊100依次連接。與主控制器模塊100連接的充電模塊包括至少64個終端充電模塊111，每個終端充電模塊111對應擴展一個充電終端200，而每個充電終端200設有的兩個充電端口110能連接兩個充電槍109，并且充電柜本身也設有充電端口110及充電槍109，因此充電柜及充電終端200的充電覆蓋的范圍極廣。

進一步地，充電柜、充電終端200分別同時設有充電槍檢測模塊107、信息采集模塊、讀卡器104、觸摸屏105、用于指示充電柜和充電終端200工作狀態的指示燈，所述信息采集模塊包括車輛信息采集模塊101、電池信息采集模塊102，所述車輛信息采集模塊101用于通過與車輛連接的所述充電槍109采集排隊車輛的數量及其對應的充電終端200的編號，所述電池信息采集模塊102用于通過與車輛連接的所述充電槍109采集車輛的電池電量并計算該車輛完成充電所需時間，車輛信息采集模塊101和電池信息采集模塊102將采集車輛的數量及位置信息、電池電量及完成充電時間信息上傳至主控制器模塊100并存儲到存儲模塊106中。

進一步地，所述存儲模塊106安裝有用于管理上述充電系統硬件的軟件模塊108，所述軟件模塊108包括查詢模塊、按時間充電模塊、按金額充電模塊、按電量充電模塊，查詢模塊用于查詢排隊車輛的排隊位置信息、電池電量以及充電時間信息等，按時間充電模塊用于按照設定的時間對車輛充電，按金額充電模塊用于按照設定的金額對車輛充電，按電量充電模塊用于按照設定的電量對車輛充電。用戶通過觸摸屏105操作并通過查詢模塊訪問所述存儲模塊106的以獲知用戶自己車輛的排隊位置信息、電池電量及完成充電所需時間信息，并通過所述時間充電模塊、所述金額充電模塊、所述電量充電模塊中的任一種充電模塊控制所述主控制器模塊100或所述副控制器模塊201對車輛進行充電。

進一步地，所述充電槍檢測模塊107包括絕緣檢測模塊、充電槍溫度和輸出電壓檢測模塊、電池電壓以及輸出電流的檢測模塊，絕緣檢測模塊用于充電之前檢測充電槍109與車輛充電接口的絕緣性，充電槍溫度和輸出電壓檢測模塊用于在充電過程中對充電槍109的溫度、輸出電壓進行檢測并在充電槍109的溫度、電壓超出設定值時向主控制器模塊100或副控制器模塊201報警，電池電壓以及輸出電流的檢測模塊用于在充電過程中對車輛電池的電壓、電流進行檢測與監控并在電池的電壓、電流超出設定值時向主控制器模塊100或副控制器模塊201報警。

參照圖1、圖2，一種充電系統的充電方法包括步驟a～步驟e，在步驟a中, 充電槍109插入車輛的充電接口時，觸摸屏105立即彈出操作界面，用戶在操作界面對充電模式進行選擇，從按時間充電模式、按金額充電模式、按電量充電模式中選擇一種充電模式并通過讀卡器104刷卡確認，主控制器模塊100便將該車輛的充電模式及其對應的充電端口110、充電槍109對應起來并存儲到存儲模塊106，同時開始對該車輛的排隊時間開始計算并將車輛排隊時間信息也存儲到存儲模塊106。

在步驟b中,主控制器模塊100調用存儲模塊106中的車輛排隊信息并按照排隊時間長短對每輛車的充電優先級進行排序，并將車輛的充電優先級與充電端口110、充電槍109一一對應起來，同時車輛的優先級信息及其對應的充電端口110和充電槍110信息也一并存儲到存儲模塊106中，用戶用過觸摸屏105可查詢到上述信息。

在步驟c中,主控制器模塊100按優先級從高到低依次向車輛發送充電指令，并在進行充電前通過充電槍檢測模塊107的絕緣檢測模塊對充電槍109與充電車輛的連接絕緣性進行檢測，確保充電的安全性。

在步驟d中,主控制器模塊100在車輛通過連接絕緣性檢測后控制充電槍109對車輛進行充電，并在充電過程中通過充電檢測模塊107的充電槍溫度和輸出電壓檢測模塊、電池電壓以及輸出電流的檢測模塊對充電槍的溫度、輸出電壓、電池電壓、電池輸出電流進行檢測和監控，確保充電槍109在一個安全的充電條件下對車輛進行充電；

在步驟e中,主控器模塊100在車輛完成充電后停止向充電槍109供電并將充電槍109鎖起，然后進入充電結算流程，完成對車輛的充電結算。

在上述充電系統及其充電方法中，充電柜和充電終端200均可通過充電槍109對車輛充電，但是兩者的充電過程略有不同，區別如下：

請參照圖3，充電柜通過本身的充電槍109對車輛進行充電時，充電柜上自帶的充電槍109插入到準備充電的車輛的充電接口上時，主控制器模塊100立即通過充電槍檢測模塊107進行自檢，查看充電槍109與車輛是否連接好，在確認連接好后，主控制器模塊100會讓用戶通過充電柜的觸摸屏105進入充電操作流程，用戶可以在此過程中選擇相應的充電方式和設置相關的充電參數，比如按時間充電模式、按金額充電模式或按電量充電模式。完成以上步驟后，用戶通過充電柜的讀卡器104刷卡并成功扣費后，主控制器模塊100再次啟動自檢，確認充電槍109對應的充電端口110是否被占用，如果該充電端口110被占用，則該充電端口110進入排隊等待狀態；如果該充電端口110沒有被占用，主控制器模塊100通過充電槍檢測模塊107對充電槍109與車輛的絕緣連接性進行檢測，并在檢測通過后啟動充電。在排隊過等待過程中，如果該充電槍109對應的充電端口110處于空閑時，主控制器模塊100會依據相關算法，判斷在排隊等待的多個充電端口110中，該充電槍109對應的充電端口110充電的優先級是否是最高，如果是，則主控制器模塊100控制充電槍檢測模塊107對該充電端口110進行自檢，并在自檢通過后立即充電；如果不是，則啟動在排隊中優先級最高的充電端口110自檢，并自檢通過后立即充電。

請參照圖4，充電終端200通過本身的充電槍109對車輛進行充電時，充電終端200上自帶的充電槍109插入到準備充電的車輛的充電接口上時，副控制器模塊201立即通過充電槍檢測模塊107進行自檢，查看充電槍109與車輛是否連接好，在確認連接好后，副控制器模塊201會讓用戶通過充電終端200的觸摸屏105進入充電操作流程，用戶可以在此過程中選擇相應的充電方式和設置相關的充電參數。完成以上步驟后，用戶通過充電終端200的讀卡器104刷卡并成功扣費后，副控制器模塊201向充電柜的主控制器模塊100發送準備啟動命令。主控制器模塊100收到該指令后，會立即對該充電終端200對應的終端充電模塊111進行掃描，如果掃描發現該充電終端200對應的終端充電模塊111已經被占用，則該充電終端200進入排隊等待狀態。直到主控制器模塊100掃描發現該充電終端200對應的終端充電模塊111空閑時，主控制器模塊101會依據相關算法，判斷該充電終端200是否是在所有排隊充電終端200中優先級是不是最高的，如果是，則通知該充電終端200做好充電準備；如果不是，則通知優先級最高的充電終端200做好充電準備。優先級最高的充電終端200收到主控制器模塊100的充電準備指令后，該充電終端200通過充電槍檢測模塊107對充電槍109進行絕緣檢測，并在絕緣檢測通過后，該充電終端200通過副控制器模塊201向主控制器模塊100發出請求啟動指令，主控制器模塊100收到該請求指令后立即開啟該充電終端200對應的終端充電模塊111。該終端充電模塊111啟動成功后，主控制器模塊100向副控器模塊201發送充電啟動指令，充電終端200收到該指令后，立即通過該充電終端200的充電槍109對車輛進行充電。充電終端200需要停止充電時，副控制器模塊201首先向主控制器模塊100發送請求停止充電指令，主控制器模塊100在收到該指令并立即停止向該充電終端200對應的終端充電模塊111供電，終端充電模塊111停止運行后，主控制器模塊100向充電終端200告知與其對應的終端充電模塊111已經停止供電，充電終端200收到該回復后，立即進入充電結算流程。

無論是充電柜自身充電還是充電終端200自身充電，在充電過程中，充電槍檢測模塊107的充電槍溫度和輸出電壓檢測模塊、電池電壓以及輸出電流的檢測模塊都會對充電槍109的溫度、輸出電壓和車輛電池的電壓、輸出電流進行檢測與監控，并在上述檢測參數超出設定值時向主控制器模塊100或副控制器模塊201報警，主控制器模塊100或副控制器模塊201在接到報警后立即停止充電，避免上述參數異常釀成火災或其他安全事故。在完成充電后，充電槍檢測模塊107都會對充電槍109執行鎖槍動作，避免出現漏電、觸電等事故。

進一步地，所述充電模塊還包括均分模式輸出模塊、輪詢模式輸出模塊，所述均分模式輸出模塊用于同時向兩個充電優先級較高的所述終端充電模塊111進行雙路充電輸出，所述輪詢模式輸出模塊用于單獨向一個充電優選級最高所述終端充電模塊111進行單路充電輸出。參照圖1、圖5，終端充電模塊111與充電終端200之間設有并機接觸器，充電終端200本身也設有用于控制充電槍109通斷的開關控制模塊，優選的，開關控制模塊選用輸出接觸器。主控制器模塊100對充電終端200供電時有兩種方式，一種是均分模式輸出充電，另一種是輪詢模式輸出充電，當采用均分模式時，均分模式輸出模塊控制終端充電模塊111與充電終端200之間的并機接觸器保持斷開狀態，并按優先級從高到低依次對排隊的充電終端200進行供電；當采用輪詢模式輸出充電時，輪詢模式輸出模塊控制終端充電模塊111與充電終端200之間的并機接觸器保持閉合狀態，只有一個終端充電模塊111對與之對應的充電終端200供電，其他充電終端200需排隊進行充電。

上述充電系統中，通過采用一個充電柜拓展多個充電終端的方式，使每個充電終端200都能通過充電槍109對車輛進行充電，無需每個充電槍109均對應設置一個充電樁；同時，為了合理利用充電資源，上述充電系統可以選擇不同的方式對充電終端200進行充電，主控制器模塊100既可以打開兩個充電優先級最高的終端充電模塊111來對與其對應的充電終端200進行充電，也可以只打開充電優先級最高的一個終端充電端口111來對與其對應的充電終端200進行充電輸出，其余充電終端200按優先級從高到低依次排隊充電。上述充電系統通過連接到車輛的充電槍109采集車輛的數量信息、充電時間信息并將上述信息實時更新并顯示到觸摸屏105，讓用戶通過觸摸屏105獲取自己車輛排隊所在位置、排隊所需時間以及自己車輛充電完所需時間等信息；用戶還可以通過觸摸屏105選擇不同的充電模式，以快速完成充電，簡單方便。

需要說明的是，本發明并不局限于上述實施方式，根據本發明的創造精神，本領域技術人員還可以做出其他變化，這些依據本發明的創造精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。