[发明专利]一种直流充电设备功率模块动态切换系统及方法

说明书

本发明提供了一种直流充电设备功率模块动态切换系统，包括控制模块、若干功率模块、若干切换模块、切换策略算法；每一切换模块与若干功率模块电连接，每一功率模块与唯一切换模块电连接，控制模块分别与每一功率模块和切换模块信号连接，控制模块与每一切换模块电连接，切换模块和每一充电口电连接。统一协议后，本系统可以便捷地接入直流充电设备的主控系统中。本发明能够提高直流充电设备功率模块的利用率，从而提高充电设备的充电效率。

技术领域

本发明涉及一种电动车充电技术，特别是一种直流充电设备功率模块动态切换系统。

背景技术

目前，市场上的直流充电设备依靠功率模块将输入的三相交流电经过整流、滤波和稳压后输出直流电流来提供充电车辆所需的电流，通过改变功率模块的数量来调节直流充电设备的功率等级，以此适用于多种类型的电动汽车。为了保证能够输出足够大的充电电流，充电设备内采用多台功率模块并联的方式进行电流输出，所需电流均分到每台功率模块。

大功率一体式多枪直流充电设备大多采用轮充或均充两种充电方式。轮充指的是当多辆电动汽车预约充电时，首先以最大功率给第一辆车充电，其余预约车辆排队等待充电，等前一辆车充电完成才能给下一辆汽车充电，即同一时间只能给一辆电动汽车充电。这种充电方式的优点就是能够全速地为一辆电动汽车充电，但在充电后期输出电流较小，功率模块的利用率低。

均充是能满足多辆车同时充电的模式，当只有一辆车充电时，与轮充方式类似，所有功率模块全速输出为车辆充电，如果有多台车充电时功率模块均分到多个充电口，实现多辆车同时充电。均充方式具有简单的功率分配功能，但仍无法避免充电后期功率模块利用率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流充电设备功率模块动态切换系统及方法，能够提高直流充电设备功率模块的利用率，从而提高充电设备的充电效率。

实现本发明目的的技术方案为：一种直流充电设备功率模块动态切换系统，包括控制模块、若干功率模块、若干切换模块、切换策略算法；每一切换模块与若干功率模块电连接，每一功率模块与唯一切换模块电连接，控制模块分别与每一功率模块和切换模块信号连接，控制模块与每一切换模块电连接，切换模块和每一充电口电连接；切换策略算法部分根据外部充电终端BMS返回的电压电流要求，决定功率模块的分组及充电功率输出，一个或多个功率模块与同一外部终端电池连接为该终端供电，切换模块切换功率模块从与一个外部终端电池连接变为与另一个外部终端电池连接，充电主控系统中设置充电优先级列表，充电优先级列别中记录外部终端电池获得功率模块充电的顺序，控制模块根据BMS返回的电流电压指标，对比空闲的功率模块可提供的功率，产生分配功率模块的指令。

一种直流充电设备功率模块动态切换方法，包括：

充电主控系统生成充电优先级；

控制模块根据最高优先级的外部终端BMS返回的充电需求，即电流和电压，为其分配功率模块，保证其充电功率；

切换策略算法实时比较外部终端的充电需求和功率模块的满载输出，并根据充电优先级适时为次优先级的外部终端电池分配所需的充电功率；

按充电优先级分配功率模块，上一级优先级的电池按照其所需充电功率分配功率模块，若有剩余则将剩余功率模块切出分配给下一级优先级的电池。

本发明与现有的技术相比，其优点在于：(1)根据外部终端电池适时所需的功率状态调整功率模块的数量，实现充电过程中功率模块的动态切换，提高了直流充电设备在充电后期功率模块的利用率；(2)切换模块可以根据需求并联扩展，控制模块支持不同规模的切换模块，实现一块控制电路稳定控制多个切换模块。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明系统原理框图。