[发明专利]矩阵式柔性充电堆及动态分配功率的充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及充电技术领域，尤其是涉及一种矩阵式柔性充电堆及动态分配功率的充电方法。

背景技术

目前，各类电动汽车的储能电池容量和充电倍率各不相同，对充电机输出功率要求差异较大，为了满足社会上各类电动汽车的充电需求，充电机的输出功率被设计得很大，在给储能容量较小的电电动汽车充电时，将造成充电能力的浪费，充电机的利用率较低；如果充电机的输出功率设计得较小，虽然可以提高充电机的利用率，但是在给储能容量较大的电动汽车充电时，又延长了充电时间，给车主带来不便。而且，随着动力电池技术的快速发展，未来电动汽车对充电系统的功率需求越来越大，如何在适当增加投资的情况下，利用现有充电设施适应未来大功率充电需求，一直是业内充电设施建设的困惑之一。

图3给出了现有充电机的原理图。现有充电机的所有充电模块集中控制，与充电机终端一一对应，虽然可以根据电动汽车的需求值动态调整输出功率，但无法解决电动汽车需求功率过低时充电设备利用率低和电动汽车需求功率过高时充电能力不足的矛盾。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种矩阵式柔性充电堆及动态分配功率的充电方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种动态分配功率的充电方法，包括如下步骤：

S1、将每个充电终端与对应的电动汽车相连；

S2、所述充电终端接收所述电动汽车的充电功率需求，并将所述充电功率需求与所述充电终端对应的固定功率区的模块总功率进行比较；

S3、若所述充电功率需求超过所述固定功率区的模块总功率，所述充电终端计算需再投入本段直流母线的充电模块数量，并下发到矩阵控制器；

S4、所述矩阵控制器按所需的充电模块数量，将动态功率区中所需数量的充电模块投入对应的所述直流母线上，并同步将模块通讯线投切到对应的通讯总线。

本发明的动态分配功率的充电方法中，所述步骤S3还包括如下步骤：

S3-1、若所述充电功率需求未超过所述固定功率区的模块总功率，所述矩阵控制器不动作。

本发明的动态分配功率的充电方法中，还包括如下步骤：

S5、所述充电终端实时接收所述电动汽车的需求信息，并自动调整所述直流母线上各个充电模块的输出电压电流值，并根据检测到的实际输出反馈值对其进行调整；

S6、所述充电终端检测到所述电动汽车的需求值加大时，所述充电终端重新计算所需增加充电模块数量，并下发到矩阵控制器；

S7、所述矩阵控制器根据所述动态功率区中可分配的充电模块数量，将需增加数量的充电模块投入对应的所述直流母线，并将信息反馈给所述充电终端。

本发明的动态分配功率的充电方法中，所述步骤S6还包括如下步骤：

S6-1、所述充电终端检测到所述电动汽车的需求值降低时，所述充电终端计算可以退出的充电模块数量，并下发到矩阵控制器；

S6-2、所述矩阵控制器控制相应数量的充电模块退出，退出的所述充电模块自动恢复为功率可动态分配状态。

本发明的动态分配功率的充电方法中，还包括如下步骤：

S8、所述充电终端检测到充电结束后，所述充电终端通知所述矩阵控制器将投入本段所述直流母线的所述动态功率区中的所有充电模块退出。

本发明的动态分配功率的充电方法中，所述动态功率区中的所有充电模块通过一动态分配阵列与对应的所述充电终端的直流母线电性连接；

所述矩阵控制器分别控制所述动态分配阵列中的各个可控开关。

本发明还构造了一种矩阵式柔性充电堆，包括：

充电终端，用于接收电动汽车发出的充电需求值，并计算所需的充电模块数量，通知矩阵控制器进行功率分配，并根据所述电动汽车的需求动态调整实际输出电压、电流；

固定功率区，包括不参与功率动态分配的充电模块，所述充电模块固定接入对应充电终端，用于满足所述充电终端的基本充电功能；

动态功率区，包括参与功率动态分配的充电模块和动态分配阵列，所述充电模块通过动态分配阵列投入所述充电终端对应的直流母线上；

矩阵控制器，与所述充电终端通讯连接，用于接收所述充电终端的需求信息，并根据所述需求信息提供对应的充电模块的数量，并控制所述动态功率区中的所需数量的充电模块投切到所述充电终端对应的直流母线上，以及闭锁所述充电模块投切到其他直流母线上。

本发明的矩阵式柔性充电堆中，还包括：