本發(fā)明涉及充電樁領域，具體的涉及一種電池加熱式充電樁及其充電控制方法。

背景技術(shù)：

由于燃油汽車對環(huán)境的污染以及國際石油價格的不斷攀高，純電動汽車作為綠色新能源技術(shù)的一個分支，具有零排放、噪聲低、結(jié)構(gòu)相對簡單、可以實現(xiàn)交通能源來源多元化等優(yōu)點，逐漸為人們所關注，市場份額也逐年增加。

目前純電動汽車仍有很多不如人意的缺點，如作為動力的電池的在零度以下充電效果差，容易損壞電池，無法保證電池的正常充電工作。

授權(quán)公告號cn102969743b的發(fā)明公開了一種電動汽車的充電樁裝置，包括：電池溫度檢測模塊，所述電池溫度檢測模塊用于檢測車載動力電池組件的溫度；加熱模塊，所述加熱模塊用于對所述車載動力電池組件加熱；充電模塊，所述充電模塊用于給所述車載動力電池組件充電；和控制模塊，所述控制模塊分別與所述電池溫度檢測模塊、充電模塊、加熱模塊相連以便在所述車載動力電池組件的溫度低于預設溫度時控制所述加熱模塊加熱所述車載動力電池組件且在所述車載動力電池組件的溫度到達所述預設溫度后控制所述充電模塊對所述車載動。但在寒冷的冬季，由其在高緯度地區(qū)，長時間對電動車電池進行加溫和保持電池溫度，也需要消耗大量的能量，這部分能量通常也是由市電電網(wǎng)實時提供，采用上述發(fā)明專利的技術(shù)方案，也是用市電電網(wǎng)實時提供加熱能源，而不能充分利用低電價時段的電力，造成充電成本提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于提供一種電池加熱式充電樁及其充電控制方法，使得能夠充分利用低電價時段的電力為電池提供加熱能量。

具體地，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種充電樁充電管理方法，所述充電樁為電池模塊充電，所述電池模塊還連接加熱模塊，所述充電樁包括多個充電模塊，儲電模塊和充電槍，所述方法包括步驟：

步驟1：充電槍與電池模塊成功連接；

步驟2：判斷所述電池模塊溫度是否達標，若否，則執(zhí)行步驟3，若是，則執(zhí)行步驟4；

步驟3：啟動儲電模塊對加熱模塊進行加熱，之后返回步驟2；

步驟4：啟動空閑充電模塊對電池模塊充電，若所述空閑充電模塊不足，則接入非空閑充電模塊對電池模塊充電；

步驟41：實時檢測所述儲電模塊是否需要充滿電，若是，則使用充電模塊為所述儲電模塊充電。

較佳的，所述步驟4包括：

判斷是否存在空閑充電模塊，若是，則執(zhí)行步驟5，若否，則執(zhí)行步驟6；

步驟5：判斷所有空閑充電模塊的滿負荷充電功率是否滿足充電需求，若是，則執(zhí)行步驟7，若否，則執(zhí)行步驟8；

步驟6：接入第一數(shù)量非空閑充電模塊為電池模塊進行充電；

步驟7：進行充電操作；

步驟8：調(diào)配第二數(shù)量非空閑充電模塊為電池模塊進行充電。

較佳的，所述步驟41包括：

步驟s1：判斷儲電模塊是否需要充滿電，若是，則執(zhí)行步驟s2，若否，則程序停止；

步驟s2：判斷是否存在空閑充電模塊，若是，則使用空閑充電模塊對儲電模塊進行充電，若否，則執(zhí)行步驟s3；

步驟s3：判斷是否存在第二優(yōu)先級充電模塊，若是，則執(zhí)行步驟s4，若否，則執(zhí)行步驟s5；

步驟s4：提升第二優(yōu)先級充電模塊功率，以至少大于儲電模塊的輸出功率；

步驟s5：估算在滿足當前充電需求的前提下，能否使部分處于第一優(yōu)先級的充電模塊改變?yōu)榈诙?yōu)先級的充電模塊，若是，則執(zhí)行步驟s6，若否，則發(fā)出報警提示；

步驟s6：將確定的第一優(yōu)先級充電模塊轉(zhuǎn)換為第二優(yōu)先級充電模塊，并提升相應第一優(yōu)先級充電模塊的充電功率。

較佳的，所述步驟s5包括：

步驟s51：計算為儲電模塊充電所需充電功率，確定需要使用的最少充電模塊數(shù)量；

步驟s52：根據(jù)所述最少充電模塊數(shù)量，確定每個充電槍中接出的充電模塊數(shù)量；

步驟s53：根據(jù)每個充電槍當前所需的充電功率和接出充電模塊之后的剩余充電模塊數(shù)量，確定每個剩余充電模塊所需提升的充電功率，并判斷提升后的充電功率是否大于充電模塊滿負荷功率，若是，則發(fā)出報警提示，若否，則執(zhí)行步驟s6。

較佳的，所述步驟s52包括：

步驟s521：計算所述最少充電模塊數(shù)量與充電槍總數(shù)的商值和余數(shù)，并將所述商值作為從每個充電槍中都要接出的充電模塊數(shù)量；

步驟s522：計算每個充電槍中剩余充電模塊的輸入功率，將輸入功率最小的前余數(shù)數(shù)量個充電模塊接出。

一種電池加熱式充電樁，所述充電樁包括：

多個充電模塊，儲電模塊和充電槍，每個充電模塊接收交流市電；所述充電模塊能夠?qū)﹄娔K進行充電，也能夠?qū)﹄姵啬K充電；所述儲電模塊能夠?qū)訜崮K供能。

較佳的，在所述充電模塊與儲電模塊之間設置第一分配開關組，所述儲電模塊用于通過第一分配開關組接收充電模塊輸入的電流；在充電模塊和儲電模塊與充電槍之間設置第二分配開關組，多個所述充電槍通過第一分配開關組和第二分配開關組的配合使用，接收充電模塊輸入的電流和儲電模塊輸入的電流。

較佳的，所述充電模塊的輸出功率可控。

較佳的，所述儲電模塊和電池模塊接收到的充電電流為接入其上的每個充電模塊輸入的電流之和。

較佳的，所述充電模塊被設計為不以滿負荷功率進行充電。

本發(fā)明的有益效果是：(1)能夠充分利用低電價時段的電力為電池提供加熱能量；(2)均衡分配充電模塊的充電壓力，有利于充電模塊壽命的延長。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種電池加熱式充電樁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種充電樁充電管理方法流程示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種對儲電模塊的充電管理方法流程示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的另一種對儲電模塊的充電管理方法流程示意圖。

附圖標記說明

為進一步清楚的說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和各部件之間的連接關系，給出了以下附圖標記，并加以說明。

1、電網(wǎng)模塊；2、充電模塊；3、儲電模塊；4、充電槍；5、第一分配開關組；6、第二分配開關組；7、電池模塊；8、加熱模塊。

通過上述附圖標記說明，結(jié)合本發(fā)明的實施例，可以更加清楚的理解和說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在本發(fā)明使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應當理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”是指并包含一個或多個相關聯(lián)的列出項目的任何或所有可能組合。

應當理解，盡管在本發(fā)明可能采用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種信息，但這些信息不應限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，第一信息也可以被稱為第二信息，類似地，第二信息也可以被稱為第一信息。取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時”或“當……時”或“響應于確定”。

以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。

一種具有電池加熱功能的充電樁，如圖1所示，包括多個充電模塊2，儲電模塊3和充電槍4，其中電網(wǎng)模塊1為由所述充電樁外部連接到充電樁上，用于為每個充電模塊2提供交流市電，在所述充電模塊2與儲電模塊3之間設置第一分配開關組5，所述儲電模塊3用于通過第一分配開關組5接收充電模塊2輸入的電流；在充電模塊2和儲電模塊3與充電槍4之間設置第二分配開關組6，多個所述充電槍4通過第一分配開關組5和第二分配開關組6的配合使用，接收充電模塊2輸入的電流和（或）儲電模塊3輸入的電流；所述充電槍4具有連接電池模塊7的充電接口，以及連接加熱模塊8的加熱接口，所述儲電模塊3通過充電槍4上的加熱接口連接到加熱模塊8，為加熱模塊8提供加熱能量。

進一步的，所述充電模塊2的輸出功率可控，其大小為從最小值到最大值之間，根據(jù)不同的情況而選擇每個充電模塊的輸出功率。由于長時期使一個充電模塊以大功率充電，會使充電模塊的使用壽命大大降低；在本發(fā)明實施例中，無論使用充電模塊對儲電模塊充電，還是通過充電槍對電池模塊充電，均可以采用多個充電模塊（可以不是全部充電模塊）進行，這樣也均衡使用了每個充電模塊，有利于充電模塊使用壽命的延長。例如，如圖1所示的充電樁具有3個充電模塊和3個充電槍（充電槍和充電模塊的個數(shù)可以不同），當只有一個充電槍對電動車的電池模塊充電，假設需要300單位的功率，則每個充電模塊提供100單元的功率，并通過第一分配開關組合和第二分配開關組合，將圖1中3個充電模塊輸出的功率全部接入到待用的充電槍上。

進一步的，所述充電模塊還通過第一分配開關組向儲電模塊充電。由于在冬季，由其是在寒冷的高緯度地區(qū)，將溫度很低（通?！?20℃）的電池加熱到適宜充電的溫度，并且在充電過程中（通常也是在戶外，且充電時長多為幾個小時）保持適宜充電溫度，也需要消耗大量的能量，在本發(fā)明實施例中，這部分用于加熱的能量由儲電模塊提供，所述儲電模塊也由充電模塊向其充電提供能量，而且，可以通過定時控制，選擇在電價較低的夜晚時間對所述儲電模塊進行充電，進而合理使用電力資源。所述儲電模塊可以包括造價成本更低而儲電能力更強的蓄電池。同時，所述儲電模塊也可以在突發(fā)情況下，如電網(wǎng)模塊停止工作時，向電動車充電。

所述加熱模塊可以為設置在電動車的電池模塊外圍的用于加熱電池的裝置，如附著在電池表面的加熱元件等。

所述充電樁還包括控制充電模塊輸出功率的功率控制模塊、控制第一分配開關組合第二分配開關組工作的開關控制模塊。調(diào)節(jié)充電模塊輸出功率為現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)容，本發(fā)明不再贅述。

所述第一分配開關和第二分配開關根據(jù)其內(nèi)部設置的開關結(jié)構(gòu)，能夠?qū)碜圆煌潆娔K的電流通過開關導通匯聚到一路并且輸出，且輸出功率為相應各充電模塊的輸出功率之和。

本發(fā)明還提供了一種充電樁充電管理方法，如圖2所示，包括步驟：

s101：充電槍與電池模塊成功連接。

s102：判斷所述電池模塊溫度是否達標，若否，則執(zhí)行s103，若是，則執(zhí)行s104。

可設置電池模塊的適宜充電溫度為20℃左右，可以通過在電池模塊上設置的溫度傳感器獲取電池模塊的溫度。

s103：啟動儲電模塊對加熱模塊進行加熱，之后執(zhí)行s102。

s104：判斷是否存在空閑充電模塊，若是，則執(zhí)行步驟s105，若否，則執(zhí)行步驟s106。

s105：判斷所有空閑充電模塊的滿負荷充電功率是否滿足充電需求，若是，則執(zhí)行s107，若否，則執(zhí)行s108。

s106：接入第一數(shù)量非空閑充電模塊為電池模塊進行充電。

執(zhí)行到步驟s106，即不存在空閑充電模塊，則意味著所有充電模塊此時正在為其他充電槍供電，或者在為儲電模塊供電，而本發(fā)明所使用的充電模塊在進行充電時，均設計為不以滿負荷功率充電，即充電模塊有1000功率單位充電的能力，在實際充電時可以只使用500功率單位進行充電，這樣，當從當前正在充電的設備（充電槍或者儲電模塊）中接出第一數(shù)量的非空閑充電模塊為當前充電槍供電時，相應被調(diào)出充電模塊的設備（之前正在充電的充電槍或者儲電模塊）的輸入功率會減小，這時，可以增大對應設備的其他充電模塊的輸出功率，以保證該設備的正常充電不受影響。其中，所述第一數(shù)量是根據(jù)當前充電槍所需的充電功率確定，可以以每個充電模塊的輸出功率都不大于滿負荷充電功率的70%為準來確定第一數(shù)量的數(shù)值。

例如，假設每個充電模塊的滿負荷輸出功率為1000功率單位，充電樁中有5個充電模塊，且全部接入充電槍a為其供電，每個充電模塊的輸出功率為100功率單位，即充電槍當前輸入功率為500功率單位，這時，又有新接入的充電槍b需要充電模塊提供600功率單位的功率，則可以從現(xiàn)有的為充電槍a供電的5個充電模塊中選擇一個充電模塊，以600功率單位（滿負荷輸出功率的60%）為充電槍b供電，則對于充電槍a來說，其輸入功率減少了100功率單位，為了使充電槍a的輸入功率依然為500功率單位，則可以將充電槍a依然在使用的其它充電模塊的輸出功率提高至125功率單位即可。相應的，在這個例子中，所述第一數(shù)量即為1。

s107：進行充電操作。

s108：接入第二數(shù)量非空閑充電模塊為電池模塊進行充電。

所述第二數(shù)量是根據(jù)當前充電槍所需的充電功率確定，可以以每個充電模塊的輸出功率都不大于滿負荷充電功率的70%為準來確定第二數(shù)量的數(shù)值。確定第二數(shù)量的方法與確定第一數(shù)量的方法相同，此處不再贅述。

s109：實時檢測所述儲電模塊是否需要充滿電，若是，則使用充電模塊為所述儲電模塊充電。

針對步驟s109，本發(fā)明實施例還提供了一種對儲電模塊的充電管理方法，如圖3所示，所述方法包括步驟：

s201：判斷儲電模塊是否需要充滿電，若是，則執(zhí)行s202，若否，則程序停止。

可以通過當前時刻進行判斷，即若當前時刻為夜間等電價較低的時刻，則應當盡量利用電價低廉的時間段將儲電模塊充滿電，或者判斷所述儲電模塊的剩余電量是否低于警戒值，若是，則啟動該充電管理方法。

s202：判斷是否存在空閑充電模塊，若是，則使用空閑充電模塊對儲電模塊進行充電，若否，則執(zhí)行s203。

進一步的，若當前為電價低廉時間段，且儲電模塊的剩余電量較少，則將接入到儲電模塊的所有充電模塊的輸出功率都設置為其滿負荷充電功率，以盡快完成儲電模塊的充電。

s203：判斷是否存在第二優(yōu)先級充電模塊，若是，則執(zhí)行s204，若否，則執(zhí)行s205。

s204：提升第二優(yōu)先級充電模塊功率，以至少大于儲電模塊的輸出功率。

在本發(fā)明中，定義第一優(yōu)先級充電模塊為通過充電槍向電池模塊充電的充電模塊，定義第一優(yōu)先級充電模塊為向儲電模塊充電的充電模塊。當執(zhí)行到步驟s203時，即意味著一部分充電模塊在為電池模塊充電，一部分充電模塊在為儲電模塊充電，由于對電池模塊充電為充電樁的第一要務，且根據(jù)前述步驟，每個第一優(yōu)先級充電模塊當前的充電功率已經(jīng)為較合理的充電功率，不宜進行改變，所以可以適當提升當前的第二優(yōu)先級充電模塊功率，以達到快速充滿儲電模塊的目的。

s205：估算在滿足當前充電需求的前提下，能否使部分處于第一優(yōu)先級的充電模塊改變?yōu)榈诙?yōu)先級的充電模塊，若是，則執(zhí)行s206，若否，則發(fā)出報警提示。

當執(zhí)行到步驟s205時，即意味著所有充電模塊都在為電動車的電池模塊充電，但此時又需要為儲電模塊充電，由于對電動車充電是充電樁首先要保證的工況，那么，此時充電樁要判斷能否轉(zhuǎn)用一些正在給電動車的電池模塊充電的充電模塊給儲電模塊充電，如圖4所示，判斷的具體方法可以為：

s2051：計算為儲電模塊充電所需充電功率，確定需要使用的最少充電模塊數(shù)量；

假設通過計算所需充電功率為1500功率單位，而已知每個充電模塊滿負荷輸出功率為1000功率單位，則可以計算得出需要使用的最少充電模塊數(shù)量為2。為了盡量減小充電模塊數(shù)量變化對正在充電設備的影響，所以盡量使充電模塊數(shù)量最少。

s2052：根據(jù)所述最少充電模塊數(shù)量，確定每個充電槍中接出的充電模塊數(shù)量；

具體的，當所需最少充電模塊數(shù)量較多時，盡量使每個充電槍中都有充電模塊接出，以避免出現(xiàn)某一充電槍中接出多個充電模塊，使該充電槍中剩余的充電模塊功率提升過高，進而造成壽命縮短和發(fā)熱不均?？梢园凑杖缦碌牟襟E來確定每個充電槍中接出的充電模塊：

1）計算所述最少充電模塊數(shù)量與充電槍總數(shù)的商值和余數(shù)，并將所述商值作為從每個充電槍中都要接出的充電模塊數(shù)量；

2）計算每個充電槍中剩余充電模塊的輸入功率，將輸入功率最小的前余數(shù)數(shù)量個充電模塊接出。

s2053，根據(jù)每個充電槍當前所需的充電功率和接出充電模塊之后的剩余充電模塊數(shù)量，確定每個剩余充電模塊所需提升的充電功率.

s2054，判斷提升后的充電功率是否大于充電模塊滿負荷功率，若是，則發(fā)出報警提示，若否，則執(zhí)行s206。

s206：將確定的第一優(yōu)先級充電模塊轉(zhuǎn)換為第二優(yōu)先級充電模塊，并提升相應第一優(yōu)先級充電模塊的充電功率。

具體的，可以將相應數(shù)量的充電模塊從充電槍中接出，并接入儲電模塊，并重新調(diào)節(jié)這些接入到儲電模塊的充電模塊的充電功率；并且，提升有充電模塊被接出的充電槍中其余的充電模塊的充電功率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。