[发明专利]一种多汇流母线型充电堆功率分配装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种多汇流母线型充电堆功率分配装置及其控制方法，该装置包括若干功率模块、若干充电电压相同的充电桩、若干压降相同的开关以及5条公共母线，其中各个充电桩的最大功率相同，功率模块数和充电桩的数量相同；多个将功率模块、充电桩以及公共母线连接的开关组成多汇流母线型开关矩阵，充电控制器根据第三方获得车辆待充功率需求和车辆BMS，综合信息计算后按照给定的柔性直流充电堆策略，进行功率模块群的输出控制以及多汇流母线型矩阵的开关切换。本发明能够提高充电设备利用率、能量转换效率、车辆兼容性，还能够满足未来电池发展的超大功率需求。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体是一种多汇流母线型充电堆功率分配装置及其控制方法。

背景技术

随着社会的进步以及环保意识的增强，电动汽车由于以车载电源为动力，能够解决燃油汽车尾气排放污染环境，高能耗等问题而逐步受到青睐。而电动汽车的充电问题是人们非常关注的问题，其关系到电动汽车的普及和推广。充电设施的飞速发展，当前充电技术又有了越来越多的新要求。当前的柔性充电发展的技术上主要有以下三种解决方法：GGFW供充柔性充电技术，CMS主动柔性智能充电系统，柔性矩阵充电堆技术。现有技术存在设备利用率低、能量转换效率低、车辆兼容性差等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多汇流母线型充电堆功率分配装置及其控制方法，解决了现有技术中存在的设备利用率低、能量转换效率低、车辆兼容性差的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种多汇流母线型充电堆功率分配装置，包括若干功率模块、若干充电电压相同的充电桩、若干压降相同的开关以及5条公共母线，其中各个充电桩的最大功率相同，功率模块数和充电桩的数量相同；

多个将功率模块、充电桩以及公共母线连接的开关组成多汇流母线型开关矩阵，其中10个功率模块从a到j命名，10个充电桩从1到10命名，5条公共母线从A到E命名，功率模块通过开关与充电桩一一对应连接，A号母线与1、2、3、6、7、8号充电桩通过开关连接，B号母线连接与2、3、4、7、8、9号充电桩通过开关连接，C号母线与3、4、5、8、9、10号充电桩通过开关连接，D号母线与4、5、6、9、10、1号充电桩通过开关连接，E号母线与5、6、7、10、1、2号充电桩通过开关连接，使用开关数量为40个。

进一步的，每一柔性充电堆配置一个母线共线型开关矩阵，柔性充电堆通过CAN网络实时上传功率模块的工作状态至充电控制器进行相应的柔性充电计算，充电控制器计算得出柔性充电堆的切换控制方法并下传至继电器阵列以控制切换母线共线型开关矩阵中的开关，所述充电控制器通过控制切换母线共线型开关矩阵实现充电站内充电功率的动态分配。

进一步的，所述充电控制器的CAN总线接口包括CAN-C与m个CAN接口，接口CAN-C与功率模块相连，第m个接口CANm与第m辆汽车的BMSm相连，其中m为大于1的整数。

一种上述多汇流母线型开关矩阵功率分配装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a，首先充电控制器发送一个状态指令，指示系统当前处于初始化状态，母线共线型开关矩阵上的开关都处于断开状态；

步骤b，每个功率模块的自检测器将功率模块的状态信息上传至充电控制器；

步骤c，充电控制器根据第三方云平台获得充电站内所有车辆的充电需求信息、车辆的电池管理系统(BMS)信息以及功率模块工作信息计算后，按照给定的柔性直流充电堆策略，进行功率模块的输出控制以及母线共线型开关矩阵的开关切换；

步骤d，充电控制器获取实时上传的功率模块工作信息以及车辆充电状态信息，当满足车辆充电需求后充电控制器发送一个结束指令，对应该车辆充电桩的功率模块以及母线共线型开关矩阵的开关将重新处于断开状态。