[發明專利]一種功率柔性分配充電堆及分配方法

有效

• 申請號: 201911167116.3
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN110994584B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 李瑫;張福家;劉帥;黃浩
• 申請（專利權）人: 湖南紅太陽新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J7/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

本發明公開了一種功率柔性分配充電堆及分配方法，包括多個充電終端和多個功率模塊組；各功率模塊組均包括多個功率模塊、第一直流母線、第二直流母線、第一開關和第二開關，各功率模塊組中的多個功率模塊均通過第一開關與第一直流母線相連，且通過第二開關與第二直流母線相連，第一直流母線與對應的充電終端相連；各功率模塊組的第一直流母線之間通過第三開關依次相連形成閉環，且第二直流母線通過第四開關連接至相間布置的功率模塊組的第一直流母線上形成閉環，通過控制各開關的通斷以實現充電終端對應功率模塊組中各功率模塊的調度以及其它功率模塊組中功率模塊的調度，實現功率的柔性分配。本發明具有開關數量少、成本低、控制簡便等優點。

技術領域

本發明主要涉及直流充電樁技術領域，特指一種功率柔性分配充電堆及分配方法。

背景技術

近年來，直流充電樁的數量越來越多，且多數采用一樁雙槍的分布形式，每個樁布置固定數量的功率模塊，但是不能與其他樁共享功率，造成了功率容量的浪費。雖然目前存在相應通過開關實現不同功率模塊之間共享，如專利CN106033904B提出了一種矩陣式柔性充電堆，其所用開關數量較多(其所需開關數為模塊數量與充電終端數量的乘積)，控制復雜。專利CN110380464A公開的充電樁電量分配系統采用一個功率模塊對應一個充電終端的配置方式，多個充電模塊間通過繼電器串聯成組。這種方式的柔性不夠，即單個功率模塊不能分配到任意個充電終端，且單個功率模塊的使用時間，不能通過調度得到主動均衡。在目前的充電功率分配方法上，也存在如下不足：1、柔性不足，即單個功率模塊不能分配到任意個充電終端；2、單個功率模塊的使用頻率不能通過調度得到較好的主動均衡；3、功率模塊與充電終端1:1的配置，降低了充電堆的靈活性，后期隨著充電終端功率需求增大或充電站利用率提高，增加充電堆的功率比較困難。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種開關數量少、控制簡便的功率柔性分配充電堆及分配方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種功率柔性分配充電堆，包括多個充電終端和多個功率模塊組，各所述充電終端與所述功率模塊組一一對應；各所述功率模塊組均包括多個功率模塊、第一直流母線、第二直流母線、第一開關和第二開關，各所述功率模塊組中的多個功率模塊均通過第一開關與所述第一直流母線相連，且通過第二開關與所述第二直流母線相連，所述第一直流母線與對應的充電終端相連；各所述功率模塊組的第一直流母線之間通過第三開關依次相連形成閉環，且第二直流母線通過第四開關連接至相間布置的功率模塊組的第一直流母線上形成閉環。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述第一開關、第二開關、第三開關和第四開關均為機械開關或者電子開關。

所述充電終端和功率模塊組的數量不小于四個。

各所述功率模塊組中的功率模塊數量不小于兩個。

本發明還公開了一種基于如上所述的功率柔性分配充電堆的分配方法，包括步驟：

S01、當電動汽車連接至充電終端時，釋放此充電終端對應的功率模塊組，獲取電動汽車的需求功率和當前功率模塊組的功率；

S02、如當前功率模塊組的功率不小于電動汽車的需求功率，則通過此功率模塊組中的相應功率模塊為電動汽車進行充電；如當前功率模塊組的功率小于電動汽車的需求功率，則通過調用方式或/和占用方式獲取其它功率模塊組的功率；

所述調用方式指接通當前功率模塊組中的第四開關，所調用的功率模塊組中的功率模塊通過第四開關連接至當前功率模塊組的第一直流母線上；

所述占用方式是指接通當前功率模塊組與相鄰功率模塊組之間的第三開關，所占用的功率模塊組中的功率模塊通過第三開關連接到當前功率模塊組的第一直流母線上。

作為上述技術方案的進一步改進：