[发明专利]一种功率柔性分配充电堆及分配方法

说明书

本发明公开了一种功率柔性分配充电堆及分配方法，包括多个充电终端和多个功率模块组；各功率模块组均包括多个功率模块、第一直流母线、第二直流母线、第一开关和第二开关，各功率模块组中的多个功率模块均通过第一开关与第一直流母线相连，且通过第二开关与第二直流母线相连，第一直流母线与对应的充电终端相连；各功率模块组的第一直流母线之间通过第三开关依次相连形成闭环，且第二直流母线通过第四开关连接至相间布置的功率模块组的第一直流母线上形成闭环，通过控制各开关的通断以实现充电终端对应功率模块组中各功率模块的调度以及其它功率模块组中功率模块的调度，实现功率的柔性分配。本发明具有开关数量少、成本低、控制简便等优点。

技术领域

本发明主要涉及直流充电桩技术领域，特指一种功率柔性分配充电堆及分配方法。

背景技术

近年来，直流充电桩的数量越来越多，且多数采用一桩双枪的分布形式，每个桩布置固定数量的功率模块，但是不能与其他桩共享功率，造成了功率容量的浪费。虽然目前存在相应通过开关实现不同功率模块之间共享，如专利CN106033904B提出了一种矩阵式柔性充电堆，其所用开关数量较多(其所需开关数为模块数量与充电终端数量的乘积)，控制复杂。专利CN110380464A公开的充电桩电量分配系统采用一个功率模块对应一个充电终端的配置方式，多个充电模块间通过继电器串联成组。这种方式的柔性不够，即单个功率模块不能分配到任意个充电终端，且单个功率模块的使用时间，不能通过调度得到主动均衡。在目前的充电功率分配方法上，也存在如下不足：1、柔性不足，即单个功率模块不能分配到任意个充电终端；2、单个功率模块的使用频率不能通过调度得到较好的主动均衡；3、功率模块与充电终端1:1的配置，降低了充电堆的灵活性，后期随着充电终端功率需求增大或充电站利用率提高，增加充电堆的功率比较困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种开关数量少、控制简便的功率柔性分配充电堆及分配方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种功率柔性分配充电堆，包括多个充电终端和多个功率模块组，各所述充电终端与所述功率模块组一一对应；各所述功率模块组均包括多个功率模块、第一直流母线、第二直流母线、第一开关和第二开关，各所述功率模块组中的多个功率模块均通过第一开关与所述第一直流母线相连，且通过第二开关与所述第二直流母线相连，所述第一直流母线与对应的充电终端相连；各所述功率模块组的第一直流母线之间通过第三开关依次相连形成闭环，且第二直流母线通过第四开关连接至相间布置的功率模块组的第一直流母线上形成闭环。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关均为机械开关或者电子开关。

所述充电终端和功率模块组的数量不小于四个。

各所述功率模块组中的功率模块数量不小于两个。

本发明还公开了一种基于如上所述的功率柔性分配充电堆的分配方法，包括步骤：

S01、当电动汽车连接至充电终端时，释放此充电终端对应的功率模块组，获取电动汽车的需求功率和当前功率模块组的功率；

S02、如当前功率模块组的功率不小于电动汽车的需求功率，则通过此功率模块组中的相应功率模块为电动汽车进行充电；如当前功率模块组的功率小于电动汽车的需求功率，则通过调用方式或/和占用方式获取其它功率模块组的功率；

所述调用方式指接通当前功率模块组中的第四开关，所调用的功率模块组中的功率模块通过第四开关连接至当前功率模块组的第一直流母线上；

所述占用方式是指接通当前功率模块组与相邻功率模块组之间的第三开关，所占用的功率模块组中的功率模块通过第三开关连接到当前功率模块组的第一直流母线上。

作为上述技术方案的进一步改进：