直流充电系统、充电桩和充电控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种直流充电系统、充电桩和充电控制方法，直流充电系统包括：第一至第N电源模块，每个电源模块用于输出直流电；第一至第M充电接口，每个充电接口用于连接待充电车辆；第一开关电路，第一开关电路连接于第一至第N电源模块与第一至第M充电接口之间的连接线上，第一开关电路用于实现任意多个电源模块的串联；第二开关电路，第二开关电路连接于第一至第N电源模块与第一至第M充电接口之间的连接线上，第二开关电路用于实现多组串联后的电源模块的并联，并实现多组串联后的电源模块与相应充电接口的接通；控制器，控制器分别与第一开关电路和第二开关电路相连，控制器用于对第一开关电路和第二开关电路进行控制。第一开关电路和第二开关电路进行控制。第一开关电路和第二开关电路进行控制。

【技术实现步骤摘要】
直流充电系统、充电桩和充电控制方法


[0001]本专利技术涉及充电
，具体涉及一种直流充电系统、一种充电桩和一种充电控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源行业的发展，市场上电动汽车种类越来越多，不同的电动汽车充电需要充电的电压、电流均不完全一样。如普通乘用车充电需求电压一般在300V～400V之间，大巴车的充电需求电压一般在550V～650V之间。充电电流需求范围更宽，一般几十安培到两百多安培。为了适应市场上各种不同电动汽车的充电需求，充电桩的输出电压、电流的范围需要很宽。随着超级充电标准的推广，充电电压有望提高至1500V，充电电流提高至600A，这对充电桩输出宽电压范围、宽电流范围提出了更迫切的需求。
[0003]目前市场上能达到宽电压、电流范围输出的电源模块种类很少，即使有，单个电源模块的功率也很大，成本较高。单个电源模块功率大，不利于其功率的有效使用，会导致部分功率闲置。电源模块内部包含功率切换电路，且单个电源模块的功率也不能满足电动汽车充电的功率需求，还需要电源模块外部再增加功率切换电路相结合，系统复杂，维护成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种直流充电系统、充电桩和充电控制方法，能够实现宽电压、宽电流范围的充电输出，从而能够适应不同车辆的充电电压、充电电流需求，提高系统功率的利用率，并且，对于电源模块的要求较低，电路结构简单，体积小，成本低。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种直流充电系统，包括：第一至第N电源模块，每个所述电源模块用于输出直流电；第一至第M充电接口，每个所述充电接口用于连接待充电车辆，其中，N和M均为大于1的整数；第一开关电路，所述第一开关电路连接于第一至第N电源模块与第一至第M充电接口之间的连接线上，所述第一开关电路用于实现任意多个所述电源模块的串联；第二开关电路，所述第二开关电路连接于第一至第N电源模块与第一至第M充电接口之间的连接线上，所述第二开关电路用于实现多组串联后的电源模块的并联，并实现多组串联后的电源模块与相应充电接口的接通；控制器，所述控制器分别与所述第一开关电路和所述第二开关电路相连，所述控制器用于对所述第一开关电路和所述第二开关电路进行控制。
[0007]第一开关电路包括N*(N
‑
1)/2个第一开关，其中，第i电源模块的负极输出端通过N
‑
i个第一开关一一对应地与第i+1至第N电源模块的正极输出端相连，其中，1≤i＜N，i为整数。
[0008]第二开关电路包括2N*M个第二开关，其中，每个电源模块的正极输出端与每个充电接口的正极端通过唯一对应的第二开关相连，每个电源模块的负极输出端与每个充电接
口的负极端通过唯一对应的第二开关相连。
[0009]所述的直流充电系统还包括：第三开关电路，所述第三开关电路连接于第一至第N电源模块与公共母线之间的连接线上，所述第三开关电路与所述控制器相连，所述控制器还用于对所述第三开关电路进行控制。
[0010]所述第三开关电路包括N个第三开关，其中，每个电源模块的输入端通过唯一对应的第三开关连接到所述公共母线。
[0011]一种充电桩，包括上述直流充电系统。
[0012]一种基于上述直流充电系统的充电控制方法，包括以下步骤：获取所述待充电车辆的需求电压和需求电流；根据所述待充电车辆的需求电压和需求电流计算需要工作的电源模块的数量，并确定电源模块的分组数和每个分组中电源模块的数量；对所述第一开关电路进行控制，实现每个分组中多个电源模块的串联；对所述第二开关电路进行控制，实现多组串联后的电源模块的并联；根据所述待充电车辆的需求电压和需求电流、电源模块的分组数和每个分组中电源模块的数量，计算需要工作的电源模块中每个电源模块的输出电压和输出电流，并控制需要工作的电源模块中每个电源模块以相应的输出电压和输出电流工作。
[0013]所述的充电控制方法还包括：获取第一至第N电源模块中可用的电源模块的数量，其中，结合第一至第N电源模块中可用的电源模块的数量确定电源模块的分组数和每个分组中电源模块的数量。
[0014]所述的充电控制方法还包括：获取可用的电源模块中每个电源模块的总工作时长；根据可用的电源模块中每个电源模块的总工作时长选择需要工作的电源模块。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术通过设置第一开关电路实现任意多个电源模块的串联升压，并通过设置第二开关电路实现多组串联后的电源模块的并联增流，由此，能够实现宽电压、宽电流范围的充电输出，从而能够适应不同车辆的充电电压、充电电流需求，提高系统功率的利用率，并且，对于电源模块的要求较低，电路结构简单，体积小，成本低。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的直流充电系统的方框示意图；
[0018]图2为本专利技术一个实施例的直流充电系统的方框示意图；
[0019]图3为本专利技术一个具体实施例的直流充电系统的结构示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例的充电控制方法的流程图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]如图1所示，本专利技术实施例的直流充电系统包括第一至第N电源模块10、第一至第M充电接口20、第一开关电路30、第二开关电路40和控制器50，其中，N和M均为大于1的整数。
每个电源模块10用于输出直流电；每个充电接口20用于连接待充电车辆；第一开关电路30连接于第一至第N电源模块10与第一至第M充电接口20之间的连接线上，第一开关电路30用于实现任意多个电源模块10的串联；第二开关电路40连接于第一至第N电源模块10与第一至第M充电接口20之间的连接线上，第二开关电路40用于实现多组串联后的电源模块10的并联，并实现多组串联后的电源模块10与相应充电接口20的接通；控制器50分别与第一开关电路30和第二开关电路40相连，控制器50用于对第一开关电路30和第二开关电路40进行控制。
[0023]进一步地，如图2所示，本专利技术实施例的直流充电系统还可包括第三开关电路60，第三开关电路60连接于第一至第N电源模块10与公共母线之间的连接线上，第三开关电路60与控制器50相连，控制器50还用于对第三开关电路60进行控制。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，电源模块10可包含电压变化单元和整流单元，能够将公共母线的交流电进行变压和整流后输出直流电，以供向所连接的充电接口20，为待充电车辆充电。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，第三开关电路60可包括N个第三开关，其中，每个电源模块10的输入端通过唯一对应的第三开关连接到公共母线。此处的唯一对应是指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流充电系统，其特征在于，包括：第一至第N电源模块，每个所述电源模块用于输出直流电；第一至第M充电接口，每个所述充电接口用于连接待充电车辆，其中，N和M均为大于1的整数；第一开关电路，所述第一开关电路连接于第一至第N电源模块与第一至第M充电接口之间的连接线上，所述第一开关电路用于实现任意多个所述电源模块的串联；第二开关电路，所述第二开关电路连接于第一至第N电源模块与第一至第M充电接口之间的连接线上，所述第二开关电路用于实现多组串联后的电源模块的并联，并实现多组串联后的电源模块与相应充电接口的接通；控制器，所述控制器分别与所述第一开关电路和所述第二开关电路相连，所述控制器用于对所述第一开关电路和所述第二开关电路进行控制。2.根据权利要求1所述的直流充电系统，其特征在于，第一开关电路包括N*(N
‑
1)/2个第一开关，其中，第i电源模块的负极输出端通过N
‑
i个第一开关一一对应地与第i+1至第N电源模块的正极输出端相连，其中，1≤i＜N，i为整数。3.根据权利要求2所述的直流充电系统，其特征在于，第二开关电路包括2N*M个第二开关，其中，每个电源模块的正极输出端与每个充电接口的正极端通过唯一对应的第二开关相连，每个电源模块的负极输出端与每个充电接口的负极端通过唯一对应的第二开关相连。4.根据权利要求3所述的直流充电系统，其特征在于，还包括：第三开关电路，所述第三开关电路连接于第一至第N电源模块与公共母线之间的连接线上，所述第三开关电路与所述控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张育铭，许波，孙昌顺，
申请(专利权)人：万帮星星充电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：