[发明专利]充电系统及充电方法

说明书

本发明公开了一种充电系统及充电方法，该充电系统包括:功率分配单元、至少一个功率基本单元、控制单元及充电终端；功率基本单元包括：至少两个功率模块，用于将交流电转化为直流电；电压转换模块，用于转换至少两个功率模块的输出电压；功率分配单元用于根据待充电设备的充电请求分配至少一个功率基本单元的输出功率；其中，外接电源、至少一个功率基本单元、功率分配单元及充电终端依次连接用于；控制单元分别连接至至少一个功率基本单元、功率分配单元及充电终端，用于获取待充电设备的充电请求，并根据充电请求控制电压转换模块转换输出电压，以及控制功率分配单元分配输出功率。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种充电系统及充电方法。

背景技术

近年来随着电动车汽车保有量的快速增长，电动汽车长距离出行越来越多，同时电池容量逐渐增大，现有60kW甚至120kW充电桩已无法满足用户对充电时长的要求(例如用户希望在半小时内充80％的电量)；另一方面，从提高充电桩使用效率，降低充电站综合成本的角度来看，大功率超快充电(例如200kW以上)是一个重要的推进方向。

然而目前市场上的大功率充电桩或设备存在以下问题：

1、绝大多数充电桩使用的功率模块功率都在15-20kW，用来搭建200kW以上的充电桩需要功率模块数多，系统可靠性下降，整体性能指标(如电流精度，电压纹波环流控制等)也会有所下降，效率提升空间也小。

2、随着充电功率的提高，电池电压也逐渐开始向高电压发展。市场对宽电压充电桩的需求开始扩大。现有充电桩虽然有一些已经可以支持宽电压范围，但由于传统功率模块电路拓扑的原因，其恒流区或恒功率区一般偏小，只能做到为一个电压等级优化(如充电功率较大，电流大，效率高)，而另一个电压等级性能不足(虽然可以工作，但充电功率下降较多，充电电流偏小)。例如某公司的模块在750V下可以做到20kW输出，但工作在350V时只能输出10kW左右，远低于标称的20kW。

3、模块功率密度(kWh/kg或kWh/L)低，损耗5％以上，热管理困难；

4、现有充电桩的功率模块一般采用两级变换(APFC+LLC电路)，整桩效率(除交流侧变压器外)一般在95％以下，且由于依赖小功率模块搭建，提升空间不大。

4、电流大(400A以上)，枪线截面积大，重量大，柔软度不够，使用困难；

5、端子和枪线发热严重，热管理难度高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种充电系统及充电方法，通过电压转化模块来保证至少两个功率模块的输出电压满足待充电设备充电电压需求的同时，通过功率分配单元分配至少一个功率基本单元的输出功率能够满足待充电设备的充电需求，进而满足大功率充电过程的充电效率及稳定性。

为了解决上述技术问题，根据本发明一方面，提供了一种充电系统，包括:功率分配单元、至少一个功率基本单元、控制单元及充电终端；

所述功率基本单元包括：至少两个功率模块，用于将交流电转化为直流电；电压转换模块，用于转换所述至少两个功率模块的输出电压；

其中，所述至少一个功率基本单元的一侧连接至外接电源，另一侧连接至所述功率分配单元的一侧；

所述功率分配单元的另一侧连接至所述充电终端，用于根据待充电设备的充电请求分配所述至少一个功率基本单元的输出功率；

所述控制单元分别连接至所述至少一个功率基本单元、所述功率分配单元及所述充电终端，用于获取所述待充电设备的充电请求，并根据所述充电请求控制所述电压转换模块转换所述输出电压，以及控制所述功率分配单元分配所述输出功率。