充电控制装置、方法和充电桩与流程

1.本发明涉及充电控制装置、方法和充电桩。


背景技术：

2.随着新能源汽车的日益推广及其市场占有率的逐渐增高，充电桩建设成为必不可少的环节。但是各地区用电条例或规则差异较大，因此对充电桩进行充电控制管理成为与节能减排相关的重要方面。
3.传统充电桩的直流电力的输出功率通常根据被充电车辆反馈以最大功率输出。例如，某交流充电桩的输入电压为220v，峰值电流为32a，最大输出功率为7千瓦；当该充电桩接入车辆充电口对车辆充电时，若车辆反馈可输入最大输出功率，则充电桩输出7千瓦最大输出功率；若车辆反馈已充满，则充电桩的输出功率降为0千瓦；这种功率输出方式称为被动式功率输出。
4.因此，如何提供一种充电桩，以增加输出功率控制，优化能耗，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供充电控制装置、方法和充电桩，增加了输出功率控制，优化了能耗。
6.本发明公开了一种充电控制装置，所述装置包括：
7.功率调整部，用于接收功率调整参数，并且基于所述功率调整参数而生成功率调整指令；
8.功率可控的交流
‑
直流变换器，用于将交流电力变换为直流电力，并且基于所述功率调整指令而控制所述直流电力的输出功率。
9.可选地，所述功率调整部包括：
10.参数接收部，用于接收当前时段、当前用电总量以及当前入户电流；
11.参数比较部，用于比较所述当前时段与限流时段、所述当前用电总量与用电总量阈值以及所述当前入户电流与入户电流阈值；
12.指令生成部，用于基于比较结果，生成所述功率调整指令。
13.可选地，所述功率可控的交流
‑
直流变换器包括：
14.交流电力输入部，用于输入所述交流电力；
15.交流
‑
直流变换部，用于将所述交流电力变换为所述直流电力；
16.直流电力输出部，用于输出所述直流电力；
17.功率控制部，用于基于所述功率调整指令而控制所述直流电力的输出功率。
18.可选地，所述参数比较部比较所述当前时段与限流时段，如果所述当前时段不是限流时段，则所述指令生成部生成所述功率调整指令，以调整所述直流电力的输出功率为最大输出功率，否则所述参数比较部比较所述当前用电总量与用电总量阈值；
19.如果所述当前用电总量不大于用电总量阈值，则所述指令生成部生成所述功率调整指令，以调整所述直流电力的输出功率为最大输出功率，否则所述参数比较部比较所述当前入户电流与入户电流阈值；
20.如果所述当前入户电流大于入户电流阈值，则所述指令生成部生成所述功率调整指令，以逐步减小所述直流电力的输出功率，直到所述当前入户电流等于入户电流阈值，并且维持所述直流电力的输出功率；
21.如果所述当前入户电流等于入户电流阈值，则所述指令生成部生成所述功率调整指令，以维持所述直流电力的输出功率；
22.如果所述当前入户电流小于入户电流阈值，则所述指令生成部生成所述功率调整指令，以逐步增大所述直流电力的输出功率，直到所述当前入户电流等于入户电流阈值，并且维持所述直流电力的输出功率。
23.可选地，所述功率调整部还接收远程指令，并且基于所述远程指令和/或所述功率调整参数而生成所述功率调整指令。
24.本发明公开了一种用于充电控制装置的充电控制方法，所述充电控制装置为上面所述的充电控制装置，并且所述方法包括：
25.接收功率调整参数，并且基于所述功率调整参数而生成功率调整指令；
26.将交流电力变换为直流电力，并且基于所述功率调整指令而控制所述直流电力的输出功率。
27.可选地，接收功率调整参数，并且基于所述功率调整参数而生成功率调整指令包括：
28.接收当前时段、当前用电总量以及当前入户电流；
29.比较所述当前时段与限流时段、所述当前用电总量与用电总量阈值以及所述当前入户电流与入户电流阈值；
30.基于比较结果，生成所述功率调整指令。
31.可选地，将交流电力变换为直流电力，并且基于所述功率调整指令而控制所述直流电力的输出功率包括：
32.输入所述交流电力；
33.将所述交流电力变换为所述直流电力；
34.输出所述直流电力；
35.基于所述功率调整指令而控制所述直流电力的输出功率。
36.可选地，比较所述当前时段与限流时段，如果所述当前时段不是限流时段，则生成所述功率调整指令，以调整所述直流电力的输出功率为最大输出功率，否则比较所述当前用电总量与用电总量阈值；
37.如果所述当前用电总量不大于用电总量阈值，则生成所述功率调整指令，以调整所述直流电力的输出功率为最大输出功率，否则比较所述当前入户电流与入户电流阈值；
38.如果所述当前入户电流大于入户电流阈值，则生成所述功率调整指令，以逐步减小所述直流电力的输出功率，直到所述当前入户电流等于入户电流阈值，并且维持所述直流电力的输出功率；
39.如果所述当前入户电流等于入户电流阈值，则生成所述功率调整指令，以维持所
述直流电力的输出功率；
40.如果所述当前入户电流小于入户电流阈值，则生成所述功率调整指令，以逐步增大所述直流电力的输出功率，直到所述当前入户电流等于入户电流阈值，并且维持所述直流电力的输出功率。
41.可选地，所述方法还包括：
42.接收远程指令，并且基于所述远程指令和/或所述功率调整参数而生成所述功率调整指令。
43.本发明公开了一种充电桩，所述充电桩包括上面所述的充电控制装置。
44.本发明与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
45.本发明通过功率调整部接收功率调整参数，并且基于功率调整参数而生成功率调整指令，以及通过功率可控的交流
‑
直流变换器将交流电力变换为直流电力，并且基于功率调整指令而控制直流电力的输出功率，从而增加了输出功率自动控制，优化了能耗。
46.本发明考虑到家庭用电或企业用电存在用电总量限制的规则，将用电总量及入户电流与限流时段相结合，在限流时段期间，当用电总量大于用电总量阈值时，保证入户电流不大于入户电流阈值，同时保证输出功率为允许的最大功率，从而确保用户不会缴纳额外的能源消费税。
47.本发明除了接收功率调整参数，并且基于功率调整参数而生成功率调整指令，另外地或替代地，接收远程指令，并且基于远程指令而生成功率调整指令，从而增加了输出功率手动控制，优化了能耗。
48.本发明实现充电桩的主动式功率输出，用户可通过手动调节和/或自动闭环调节算法来实现用电负荷均衡，不会因使用充电桩而导致用电费用额外增高。
附图说明
49.图1是根据本发明的充电控制装置的框图；
50.图2是根据本发明的充电控制方法的流程图；
51.图3是根据本发明的功率调整部的框图；
52.图4是根据本发明的功率调整方法的流程图；
53.图5是根据本发明的功率可控的交流
‑
直流变换器的框图；
54.图6是根据本发明的功率可控的交流
‑
直流变换方法的流程图；
55.图7是根据本发明的功率调整部的另一框图；
56.图8是根据本发明的充电控制方法的另一流程图；
57.图9是根据本发明的充电桩的示意图。
具体实施方式
58.为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
59.图1是根据本发明的充电控制装置的框图。图2是根据本发明的充电控制方法的流
程图。下面结合图1和图2进行详细说明。
60.充电控制装置10包括功率调整部11和功率可控的交流
‑
直流变换器12。
61.在步骤s21，功率调整部11接收功率调整参数，并且基于功率调整参数而生成功率调整指令；
62.在步骤s22，功率可控的交流
‑
直流变换器12将交流电力变换为直流电力，并且基于功率调整指令而控制直流电力的输出功率。
63.本发明通过功率调整部接收功率调整参数，并且基于功率调整参数而生成功率调整指令，以及通过功率可控的交流
‑
直流变换器将交流电力变换为直流电力，并且基于功率调整指令而控制直流电力的输出功率，从而增加了输出功率自动控制，优化了能耗。
64.图3是根据本发明的功率调整部的框图。图4是根据本发明的功率调整方法的流程图。下面结合图3和图4进行详细说明。
65.功率调整部11包括参数接收部111、参数比较部112和指令生成部113。
66.在步骤s41，参数接收部111接收当前时段、当前用电总量以及当前入户电流；
67.在步骤s421～s424，参数比较部112比较当前时段与限流时段、当前用电总量与用电总量阈值以及当前入户电流与入户电流阈值；
68.在步骤s431～s434，指令生成部113基于比较结果，生成功率调整指令。
69.具体地，在步骤s421，参数比较部111比较当前时段与限流时段，如果当前时段不是限流时段，则转到步骤s431，指令生成部113生成功率调整指令，以调整直流电力的输出功率为最大输出功率，否则转到步骤s422，参数比较部111比较当前用电总量与用电总量阈值；
70.如果当前用电总量不大于用电总量阈值，则转到步骤s431，指令生成部113生成功率调整指令，以调整直流电力的输出功率为最大输出功率，否则转到步骤s423，参数比较部111比较当前入户电流与入户电流阈值；
71.如果当前入户电流大于入户电流阈值，则转到步骤s432，指令生成部113生成功率调整指令，以逐步减小直流电力的输出功率，直到当前入户电流等于入户电流阈值，并且转到步骤s433，维持直流电力的输出功率；
72.如果当前入户电流等于入户电流阈值，则转到步骤s433，指令生成部113生成功率调整指令，以维持直流电力的输出功率；
73.如果当前入户电流小于入户电流阈值，则转到步骤s434，指令生成部113生成功率调整指令，以逐步增大直流电力的输出功率，直到当前入户电流等于入户电流阈值，并且转到步骤s433，维持直流电力的输出功率。
74.更具体地，如果当前入户电流大于入户电流阈值，则转到步骤s432，指令生成部113生成功率调整指令，以减小直流电力的输出功率，并且参数接收部111再次接收当前入户电流，转到步骤s423，参数比较部112再次比较当前入户电流是否大于入户电流阈值；
75.如果当前入户电流依然大于入户电流阈值，则转到步骤s432，指令生成部113生成功率调整指令，以继续减小直流电力的输出功率，并且参数接收部111继续接收当前入户电流，转到步骤s423，参数比较部112继续比较当前入户电流是否大于入户电流阈值，直到当前入户电流不大于入户电流阈值；
76.此时转到步骤s424，参数比较部112比较当前入户电流是否小于入户电流阈值，如
果当前入户电流小于入户电流阈值，则转到步骤s434，指令生成部113生成功率调整指令，以增大直流电力的输出功率，并且参数接收部111再次接收当前入户电流，转到步骤s424，参数比较部112再次比较当前入户电流是否小于入户电流阈值；
77.如果当前入户电流依然小于入户电流阈值，则转到步骤s434，指令生成部113生成功率调整指令，以继续增大直流电力的输出功率，并且参数接收部111继续接收当前入户电流，转到步骤s424，参数比较部112继续比较当前入户电流是否小于入户电流阈值，直到当前入户电流不小于入户电流阈值；
78.如果当前入户电流不小于入户电流阈值，即表示当前入户电流等于入户电流阈值，则转到步骤s433，指令生成部113生成功率调整指令，以维持直流电力的输出功率。
79.本发明考虑到家庭用电或企业用电存在用电总量限制的规则，将用电总量及入户电流与限流时段相结合，在限流时段期间，当用电总量大于用电总量阈值时，保证入户电流不大于入户电流阈值，同时保证输出功率为允许的最大功率，从而确保用户不会缴纳额外的能源消费税。
80.图5是根据本发明的功率可控的交流
‑
直流变换器的框图。图6是根据本发明的功率可控的交流
‑
直流变换方法的流程图。下面结合图5和图6进行详细说明。
81.功率可控的交流
‑
直流变换器12包括交流电力输入部121、交流
‑
直流变换部122、直流电力输出部123和功率控制部124。
82.在步骤s61，交流电力输入部121输入交流电力；
83.在步骤s62，交流
‑
直流变换部122将交流电力变换为直流电力；
84.在步骤s63，直流电力输出部123输出直流电力；
85.在步骤s64，功率控制部124基于功率调整指令而控制直流电力的输出功率。
86.图7是根据本发明的功率调整部的另一框图。图8是根据本发明的充电控制方法的另一流程图。下面结合图7和图8进行详细说明。
87.除了上面结合图1至图6进行详细说明的内容，另外地或替代地，功率调整部11还接收远程指令，并且基于远程指令和/或功率调整参数而生成功率调整指令。具体地，功率调整部11还包括远程指令接收部114，用于接收远程指令。
88.在步骤s81，功率调整部11接收远程指令和/或功率调整参数，并且基于远程指令和/或功率调整参数而生成功率调整指令；
89.在步骤s82，功率可控的交流
‑
直流变换器12将交流电力变换为直流电力，并且基于功率调整指令而控制直流电力的输出功率。
90.本发明除了接收功率调整参数，并且基于功率调整参数而生成功率调整指令，另外地或替代地，接收远程指令，并且基于远程指令而生成功率调整指令，从而增加了输出功率手动控制，优化了能耗。
91.图9是根据本发明的充电桩的示意图。下面结合图1至图9进行详细说明。
92.充电桩包括上面结合图1至图8进行详细说明的充电控制装置10，充电控制装置10包括功率调整部11和功率可控的交流
‑
直流变换器12。可选地，功率调整部11包括参数接收部111、参数比较部112和指令生成部113。可选地，功率可控的交流
‑
直流变换器12包括交流电力输入部121、交流
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直流变换部122、直流电力输出部123和功率控制部124。另外地或替代地，功率调整部11还包括远程指令接收部114。
93.用户的总路进线可以经由入户电表连接充电桩和其他用电器以提供交流电力，入户电表可以经由wifi、蓝牙或rs232/rs485等将功率调整参数(例如，当前时段、当前用电总量和/或当前入户电流)输送到充电桩，并且另外地或替代地，充电桩可以接收远程指令，充电桩将交流电力变换为直流电力，并且将直流电力输送到车辆等用电器进行充电。
94.当前存在一种用电规则，当用户的用电总量(例如，当日、当月、当季度或当年用电总功率)大于用电总量阈值p_max时，需要将入户电流降低到入户电流阈值i_max以下，否则将对用户征收额外的能源消费税。但是该规则在例如每日0:00
‑
5:00时段内无效，其余时段为限流时段ti。
95.充电桩接收功率调整参数，并且基于功率调整参数而生成功率调整指令。具体地，充电桩接收当前时段、当前用电总量和当前入户电流；比较当前时段与限流时段ti，如果当前时段不是限流时段ti，则调整直流电力的输出功率p为最大输出功率c_pmax，如果当前时段是限流时段ti，则进一步比较当前用电总量与用电总量阈值p_max；如果当前用电总量不大于用电总量阈值p_max，则调整直流电力的输出功率p为最大输出功率p_max，如果当前用电总量大于用电总量阈值p_max，则进一步比较当前入户电流与入户电流阈值i_max；如果当前入户电流大于入户电流阈值i_max，则以单次功率调整步长delta逐步减小直流电力的输出功率p，直到当前入户电流等于入户电流阈值i_max，并且维持直流电力的输出功率p；如果当前入户电流等于入户电流阈值i_max，则维持直流电力的输出功率p；如果当前入户电流小于入户电流阈值i_max，则以单次功率调整步长delta逐步增大直流电力的输出功率p，直到当前入户电流等于入户电流阈值i_max，并且维持直流电力的输出功率p。
96.更具体地，如果当前入户电流大于入户电流阈值i_max，则以单次功率调整步长delta减小直流电力的输出功率p，并且再次接收当前入户电流，再次比较当前入户电流是否大于入户电流阈值i_max；如果当前入户电流依然大于入户电流阈值i_max，则以单次功率调整步长delta继续减小直流电力的输出功率p，并且继续接收当前入户电流，继续比较当前入户电流是否大于入户电流阈值i_max，直到当前入户电流不大于入户电流阈值i_max；此时比较当前入户电流是否小于入户电流阈值i_max，如果当前入户电流小于入户电流阈值i_max，则以单次功率调整步长delta增大直流电力的输出功率p，并且再次接收当前入户电流，再次比较当前入户电流是否小于入户电流阈值i_max；如果当前入户电流依然小于入户电流阈值i_max，则以单次功率调整步长delta继续增大直流电力的输出功率p，并且继续接收当前入户电流，继续比较当前入户电流是否小于入户电流阈值i_max，直到当前入户电流不小于入户电流阈值i_max；如果当前入户电流不小于入户电流阈值i_max，即表示当前入户电流等于入户电流阈值i_max，则维持直流电力的输出功率p。
97.另外地或替代地，充电桩还接收远程指令，并且基于远程指令和/或功率调整参数而生成功率调整指令。
98.本发明实现充电桩的主动式功率输出，用户可通过手动调节和/或自动闭环调节算法来实现用电负荷均衡，不会因使用充电桩而导致用电费用额外增高。
99.需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者
设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
100.在附图中，可以以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可能不需要这样的特定布置和/或排序。而是，在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或者可以对这些特征进行变型或者可以与其他特征组合。
101.虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。