充电系统及其控制方法技术方案

本申请公开了充电系统及其控制方法。所述充电系统包括：AC/DC变换器，包括输入端和输出端，所述AC/DC变换器的输入端接收交流电，输出端与直流母线连接，以提供直流输出电压；至少一个充电机，与所述直流母线连接，用于为外部设备充电；以及储能装置，与所述直流母线连接，用于在充电状态下存储电能和在供电状态提供电能，其中，所述AC/DC变换器控制所述储能装置的充电状态和供电状态的切换。该充电系统实现了储能装置和充电机之间的功率分配，简化储能装置的控制电路和控制方法，并且降低硬件成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及电力系统
，尤其涉及充电系统及其控制方法。
技术介绍
随着电动汽车等类似用电设备的快速发展，为其提供电能的充电桩也随之需求迫切。为满足电动汽车等类似用电设备的充电需求，需要建设大量的大功率充电桩。然而充电桩的建设受到城市建设及电网的限制，一方面大功率充电桩造成电网的峰值功率大幅度增加，需要电网线路的改造，另一方面充电桩间断的使用造成对电网的冲击，降低电网电能质量。在现有城市建设和电网的限制下，为充分满足对充电桩的使用需求，人们提出了一些使用储能装置与充电机相结合的方法。使用储能装置在用电低峰期存储能量，用电高峰期释放能量，降低了电网的峰值功率也减缓了充电桩间断的使用对电网的冲击。因此，可以在电网线路不需要大幅改造的情况下，实现充电桩的建设。在现有技术中，储能装置与直流母线之间的双向DC/DC变换器不仅增加了成本，也会导致对储能装置充放电的控制过程过于复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的至少一个目的在于通过简化充电系统的结构，降低硬件成本，简化对储能装置充放电的控制过程。根据本专利技术的一方面，提供一种充电系统，包括：AC/DC变换器，包括输入端和输出端，所述AC/DC变换器的输入端接收交流电，输出端与直流母线连接，以提供直流输出电压；至少一个充电机，与所述直流母线连接，用于为外部设备充电；以及储能装置，与所述直流母线连接，用于在充电状态下存储电能和在供电状态提供电能，其中，所述AC/DC变换器控制所述储能装置的充电状态和供电状态的切换。优选地，所述AC/DC变换器通过改变直流输出电压来控制所述储能装置的充电状态和供电状态。优选地，所述AC/DC变换器的最大输出功率设置为小于等于电网可用功率和自身的额定功率中的任一个，所述电网可用功率根据电网的配电容量和昼夜负荷差异来确定。优选地，在所述AC/DC变换器的最大输出功率大于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述AC/DC变换器向所述至少一个充电机供电以及向所述储能装置充电，在所述AC/DC变换器的最大输出功率小于等于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述AC/DC变换器和所述储能装置一起向所述至少一个充电机供电。优选地，所述充电系统根据供电能力进行所述至少一个充电机的动态功率分配，所述供电能力为所述AC/DC变换器的最大输出功率和所述储能装置在供电状态的最大输出功率之和。优选地，所述充电系统仅向所述至少一个充电机中处于工作状态的充电机分配功率。优选地，在所述供电能力小于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述至少一个充电机的充电功率分别受到限制。优选地，在受到限制的情形下，所述充电系统平均分配所述至少一个充电机的充电功率。优选地，所述储能装置包括：储能管理模块，用于执行以下动作中的至少一种：监测所述储能装置的储能状态、充放电状态和绝缘状态；控制所述储能装置上电、下电；诊断所述储能装置的故障；以及经由通信总线与所述AC/DC变换器、所述至少一个充电机和连接于所述通信总线的远程终端中的一个或多个进行通信。优选地，所述充电系统还包括：预充电电路，连接在所述直流母线和所述储能装置之间，用于在储能装置上电过程中预充电。优选地，所述充电系统还包括：远程终端，经由通信总线与所述AC/DC变换器、所述至少一个充电机和所述储能装置连接，用于实现彼此之间的通信以及外部通信，所述外部通信用于监控所述充电系统。优选地，所述通信总线包括以下之一：RS485总线、CAN总线和以太网总线。优选地，所述储能装置包括以下至少之一：锂电池、铅酸电池和超级电容。优选地，所述至少一个充电机分别为选自以下充电机中的任一种：直流充电机和交流充电机。优选地，所述外部设备包括选自电动汽车、电动自行车、电动滑板车、电动工具、笔记本电脑、手机中的至少一种。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于充电系统的控制方法，包括：将交流电变换为直流电；采用所述直流电，在储能装置中存储电能；采用所述直流电和所述储能装置的电能至少之一为外部设备充电；其中，所述储能装置在充电状态下存储电能，在供电状态下提供电能，所述直流电的输出电压用于控制所述储能装置的充电状态和供电状态的切换。优选地，采用AC/DC变换器将交流电变换为直流电，以及采用至少一个充电机为所述外部设备充电，在所述AC/DC变换器的最大输出功率大于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述AC/DC变换器向所述至少一个充电机供电以及向所述储能装置充电，在所述AC/DC变换器的最大输出功率小于等于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述AC/DC变换器和所述储能装置一起向所述至少一个充电机供电。在本专利技术实施例的充电系统中，采用AC/DC变换器控制储能装置的充电状态和放电状态的切换。该充电系统实现了储能装置和充电机之间的功率分配。该充电系统可有效降低充电站的峰值负荷，充分利用电网昼夜负荷差异，在比较有限的配电容量的情况下，发挥充电系统的负荷能力。进一步地，在该充电系统中，于无需采用双向DC/DC变换器便能实现储能装置与直流母线之间的双向电能传输，因此可以简化储能装置的控制电路和控制方法，并且降低硬件成本。在优选的实施例中，采用远程终端监控充电系统，便于及时发现异常并监控相关数值保证充电系统的正常运作。AC/DC变换器的最大输出功率根据多个因素确定，保护电网不受冲击。将所述充电机的输出功率限制在充电系统的供电能力以下，从而即使在电能供应不足的情况下，也可以平均分配充电功率，从而维持良好的用户体验。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出根据本专利技术第一实施例的充电系统的示意性框图；图2示出根据本专利技术第二实施例的充电系统的控制方法的流程图；图3示出在图1所示的充电系统中储能装置的充电状态和放电状态随时间的变化；图4示出在图2所示的控制方法中的功率分配示意图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1示出根据本专利技术第一实施例的充电系统的示意性框图。充电系统100包括：AC/DC变换器101、至少一个充电机102、储能装置103、远程终端104、断路器105和预充电电路106。该充电系统100例如用作充电站，用于为以下至少一种外部设备充电：电动汽车、电动自行车、电动滑板车、电动工具、笔记本电脑、手机。AC/DC变换器101用于将来自所述电网的交流电转换为直流电输送给直流母线。AC/DC变换器101的输入端接收交流电，所述电网可以是民用供电系统也可以是工业供电系统，输出端与直流母线连接以提供直流母线电压。AC/DC变换器101的直流输出电压值能够在预定取值范围内进行调节，从而控制储能装置103的充放电。在一些实施例中，AC/DC变换器101可以根据预设的充放电策略调节自身的直流输出电压值，从而控制储能装置103的充电状态和供电状态之间的切换，以及控制充电状态下的充电功率。AC/DC变换器101的最大输出功率可以设置为小于等于电网可用功率和自身的额定功率中的任一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电系统，包括：AC/DC变换器，包括输入端和输出端，所述AC/DC变换器的输入端接收交流电，输出端与直流母线连接，以提供直流输出电压；至少一个充电机，与所述直流母线连接，用于为外部设备充电；以及储能装置，与所述直流母线连接，用于在充电状态下存储电能和在供电状态提供电能，其中，所述AC/DC变换器控制所述储能装置的充电状态和供电状态的切换。

【技术特征摘要】
1.一种充电系统，包括：AC/DC变换器，包括输入端和输出端，所述AC/DC变换器的输入端接收交流电，输出端与直流母线连接，以提供直流输出电压；至少一个充电机，与所述直流母线连接，用于为外部设备充电；以及储能装置，与所述直流母线连接，用于在充电状态下存储电能和在供电状态提供电能，其中，所述AC/DC变换器控制所述储能装置的充电状态和供电状态的切换。2.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述AC/DC变换器通过改变直流输出电压来控制所述储能装置的充电状态和供电状态。3.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述AC/DC变换器的最大输出功率设置为小于等于电网可用功率和自身的额定功率中的任一个，所述电网可用功率根据电网的配电容量和昼夜负荷差异来确定。4.根据权利要求3所述的充电系统，其中，在所述AC/DC变换器的最大输出功率大于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述AC/DC变换器向所述至少一个充电机供电以及向所述储能装置充电，在所述AC/DC变换器的最大输出功率小于等于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述AC/DC变换器和所述储能装置一起向所述至少一个充电机供电。5.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述充电系统根据供电能力进行所述至少一个充电机的动态功率分配，所述供电能力为所述AC/DC变换器的最大输出功率和所述储能装置在供电状态的最大输出功率之和。6.根据权利要求5所述的充电系统，其中，所述充电系统仅向所述至少一个充电机中处于工作状态的充电机分配功率。7.根据权利要求5所述的充电系统，其中，在所述供电能力小于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述至少一个充电机的充电功率分别受到限制。8.根据权利要求7所述的充电系统，其中，在受到限制的情形下，所述充电系统平均分配所述至少一个充电机的充电功率。9.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述储能装置包括：储能管理模块，用于执行以下动作中的至少一种：监测所述储能装置的储能状态、充放电状态和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹东，付亚涛，
申请(专利权)人：常州普莱德新能源电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32