矩陣式柔性充電堆及動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種矩陣式柔性充電堆及動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法，該方法包括如下步驟：S1、將每個(gè)充電終端與對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車(chē)相連；S2、充電終端接收電動(dòng)汽車(chē)的充電功率需求，并將充電功率需求與充電終端對(duì)應(yīng)的固定功率區(qū)的模塊總功率進(jìn)行比較；S3、若充電功率需求超過(guò)固定功率區(qū)的模塊總功率，充電終端計(jì)算需再投入本段直流母線的充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；S4、矩陣控制器按所需的充電模塊數(shù)量，將動(dòng)態(tài)功率區(qū)中所需數(shù)量的充電模塊投入對(duì)應(yīng)的直流母線上，并同步將模塊通訊線投切到對(duì)應(yīng)的通訊總線。實(shí)施該動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法既滿(mǎn)足了不同儲(chǔ)能容量、不同充電倍率的電動(dòng)汽車(chē)充電需求，又進(jìn)一步提升了充電設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率和利用率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
矩陣式柔性充電堆及動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種矩陣式柔性充電堆及動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能電池容量和充電倍率各不相同，對(duì)充電機(jī)輸出功率要求差異較大，為了滿(mǎn)足社會(huì)上各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)的充電需求，充電機(jī)的輸出功率被設(shè)計(jì)得很大， 在給儲(chǔ)能容量較小的電電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，將造成充電能力的浪費(fèi)，充電機(jī)的利用率較低；如果充電機(jī)的輸出功率設(shè)計(jì)得較小，雖然可以提高充電機(jī)的利用率，但是在給儲(chǔ)能容量較大的電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，又延長(zhǎng)了充電時(shí)間，給車(chē)主帶來(lái)不便。而且，隨著動(dòng)力電池技術(shù)的快速發(fā)展，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)對(duì)充電系統(tǒng)的功率需求越來(lái)越大，如何在適當(dāng)增加投資的情況下，利用現(xiàn)有充電設(shè)施適應(yīng)未來(lái)大功率充電需求，一直是業(yè)內(nèi)充電設(shè)施建設(shè)的困惑之一。
[0003]圖3給出了現(xiàn)有充電機(jī)的原理圖。現(xiàn)有充電機(jī)的所有充電模塊集中控制，與充電機(jī)終端一一對(duì)應(yīng)，雖然可以根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)的需求值動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出功率，但無(wú)法解決電動(dòng)汽車(chē)需求功率過(guò)低時(shí)充電設(shè)備利用率低和電動(dòng)汽車(chē)需求功率過(guò)高時(shí)充電能力不足的矛盾。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種矩陣式柔性充電堆及動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法，包括如下步驟:
[0006]S1、將每個(gè)充電終端與對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車(chē)相連；
[0007]S2、所述充電終端接收所述電動(dòng)汽車(chē)的充電功率需求，并將所述充電功率需求與所述充電終端對(duì)應(yīng)的固定功率區(qū)的模塊總功率進(jìn)行比較；
[0008]S3、若所述充電功率需求超過(guò)所述固定功率區(qū)的模塊總功率，所述充電終端計(jì)算需再投入本段直流母線的充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；
[0009]S4、所述矩陣控制器按所需的充電模塊數(shù)量，將動(dòng)態(tài)功率區(qū)中所需數(shù)量的充電模塊投入對(duì)應(yīng)的所述直流母線上，并同步將模塊通訊線投切到對(duì)應(yīng)的通訊總線。
[0010]本發(fā)明的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法中，所述步驟S3還包括如下步驟:
[0011]S3-1、若所述充電功率需求未超過(guò)所述固定功率區(qū)的模塊總功率，所述矩陣控制器不動(dòng)作。
[0012]本發(fā)明的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法中，還包括如下步驟:
[0013]S5、所述充電終端實(shí)時(shí)接收所述電動(dòng)汽車(chē)的需求信息，并自動(dòng)調(diào)整所述直流母線上各個(gè)充電模塊的輸出電壓電流值，并根據(jù)檢測(cè)到的實(shí)際輸出反饋值對(duì)其進(jìn)行調(diào)整；
[0014]S6、所述充電終端檢測(cè)到所述電動(dòng)汽車(chē)的需求值加大時(shí)，所述充電終端重新計(jì)算所需增加充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；
[0015]S7、所述矩陣控制器根據(jù)所述動(dòng)態(tài)功率區(qū)中可分配的充電模塊數(shù)量，將需增加數(shù)量的充電模塊投入對(duì)應(yīng)的所述直流母線，并將信息反饋給所述充電終端。
[0016]本發(fā)明的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法中，所述步驟S6還包括如下步驟:
[0017]S6-1、所述充電終端檢測(cè)到所述電動(dòng)汽車(chē)的需求值降低時(shí)，所述充電終端計(jì)算可以退出的充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；
[0018]S6-2、所述矩陣控制器控制相應(yīng)數(shù)量的充電模塊退出，退出的所述充電模塊自動(dòng)恢復(fù)為功率可動(dòng)態(tài)分配狀態(tài)。
[0019]本發(fā)明的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法中，還包括如下步驟:
[0020]S8、所述充電終端檢測(cè)到充電結(jié)束后，所述充電終端通知所述矩陣控制器將投入本段所述直流母線的所述動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所有充電模塊退出。[0021 ]本發(fā)明的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法中，所述動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所有充電模塊通過(guò)一動(dòng)態(tài)分配陣列與對(duì)應(yīng)的所述充電終端的直流母線電性連接；
[0022]所述矩陣控制器分別控制所述動(dòng)態(tài)分配陣列中的各個(gè)可控開(kāi)關(guān)。
[0023]本發(fā)明還構(gòu)造了一種矩陣式柔性充電堆，包括:
[0024]充電終端，用于接收電動(dòng)汽車(chē)發(fā)出的充電需求值，并計(jì)算所需的充電模塊數(shù)量，通知矩陣控制器進(jìn)行功率分配，并根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē)的需求動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)際輸出電壓、電流；
[0025]固定功率區(qū)，包括不參與功率動(dòng)態(tài)分配的充電模塊，所述充電模塊固定接入對(duì)應(yīng)充電終端，用于滿(mǎn)足所述充電終端的基本充電功能；
[0026]動(dòng)態(tài)功率區(qū)，包括參與功率動(dòng)態(tài)分配的充電模塊和動(dòng)態(tài)分配陣列，所述充電模塊通過(guò)動(dòng)態(tài)分配陣列投入所述充電終端對(duì)應(yīng)的直流母線上；
[0027]矩陣控制器，與所述充電終端通訊連接，用于接收所述充電終端的需求信息，并根據(jù)所述需求信息提供對(duì)應(yīng)的充電模塊的數(shù)量，并控制所述動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所需數(shù)量的充電模塊投切到所述充電終端對(duì)應(yīng)的直流母線上，以及閉鎖所述充電模塊投切到其他直流母線上。
[0028]本發(fā)明的矩陣式柔性充電堆中，還包括:
[0029]動(dòng)態(tài)分配陣列，用于電性連接所述動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所有充電模塊與對(duì)應(yīng)的所述充電終端的直流母線。
[0030]本發(fā)明的矩陣式柔性充電堆中，所述動(dòng)態(tài)分配陣列由可控開(kāi)關(guān)器件組成；所述可控開(kāi)關(guān)器件包括多個(gè)高壓直流接觸器；[0031 ]所述動(dòng)態(tài)分配陣列中的各個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件受所述矩陣控制器的控制。
[0032]本發(fā)明的矩陣式柔性充電堆中，還包括:
[0033]保護(hù)裝置，用于防止因所述動(dòng)態(tài)分配陣列中的所述可控開(kāi)關(guān)器件誤動(dòng)作或故障引發(fā)的安全事故；
[0034]所述保護(hù)裝置包括設(shè)置在每個(gè)所述充電終端的直流輸出側(cè)的直流二極管，所述直流二極管安裝于直流+端和/或反向安裝于直流一端。
[0035]實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，至少具有以下的有益效果:采用動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法可根據(jù)不同類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)際需要自動(dòng)從動(dòng)態(tài)功率區(qū)中提供不同功率，既滿(mǎn)足了不同儲(chǔ)能容量、不同充電倍率的電動(dòng)汽車(chē)充電需求，又進(jìn)一步提升了充電設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率和利用率?！靖綀D說(shuō)明】
[0036]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0037]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例中的一種分配功率的充電方法的流程示意圖；
[0038]圖2是本發(fā)明的另一實(shí)施例中的一種分配功率的充電方法的流程示意圖；
[0039]圖3是常規(guī)電動(dòng)汽車(chē)的充電機(jī)原理圖；
[0040]圖4是本發(fā)明的一實(shí)施例中的矩陣式柔性充電堆的主回路控制原理圖；
[0041]圖5是本發(fā)明的一實(shí)施例中的矩陣式柔性充電堆的通訊回路控制原理圖；
[0042]圖6是本發(fā)明的另一實(shí)施例中的矩陣式柔性充電堆的主回路控制原理圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0043]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0044]圖1至圖2示出了本發(fā)明中的一種動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法，該方法能夠根據(jù)不同類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)際需要自動(dòng)從動(dòng)態(tài)功率區(qū)中提供不同功率，從而既滿(mǎn)足了不同儲(chǔ)能容量、不同充電倍率的電動(dòng)汽車(chē)充電需求，又能進(jìn)一步提升了充電設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率和利用率。
[0045]如圖1所示，該動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法包括如下步驟:
[0046]S10、將每個(gè)充電終端與對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車(chē)相連；
[0047]S20、充電終端接收電動(dòng)汽車(chē)的充電功率需求，并將充電功率需求與充電終端對(duì)應(yīng)的固定功率區(qū)的模塊總功率進(jìn)行比較；
[0048]S30、若充電功率需求超過(guò)固定功率區(qū)的模塊總功率，充電終端計(jì)算需再投入本段直流母線的充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；
[0049]S40、矩陣控制器按所需的充電模塊數(shù)量，將動(dòng)態(tài)功率區(qū)中所需數(shù)量的充電模塊投入對(duì)應(yīng)的直流母線上，并同步將模塊通訊線投切到對(duì)應(yīng)的通訊總線。
[0050]如圖2所示，在一些實(shí)施例中，該動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法還可包括如下步驟:
[0051]S10、將每個(gè)充電終端與對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車(chē)相連；
[0052]S20、充電終端接收電動(dòng)汽車(chē)的充電功率需求，并將充電功率需求與充電終端對(duì)應(yīng)的固定功率區(qū)的模塊總功率進(jìn)行比較；
[0053]S30、若充電功率需求超過(guò)固定功率區(qū)的模塊總功率，充電終端計(jì)算需再投入本段直流母線的充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；
[0054]S40、矩陣控制器按所需的充電模塊數(shù)量，將動(dòng)態(tài)功率區(qū)中所需數(shù)量的充電模塊投入對(duì)應(yīng)的直流母線上，并同步將模塊通訊線投切到對(duì)應(yīng)的通訊總線；
[0055]S50、充電終端實(shí)時(shí)接收電動(dòng)汽車(chē)的需求信息，并自動(dòng)調(diào)整直流母線上各個(gè)充電模塊的輸出電壓電流值，并根據(jù)檢測(cè)到的實(shí)際輸出反饋值對(duì)其進(jìn)行調(diào)整；
[0056]S60、充電終端檢測(cè)到電動(dòng)汽車(chē)的需求值加大時(shí)，充電終端重新計(jì)算所需增加充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；
[0057]S70、矩陣控制器根據(jù)動(dòng)態(tài)功率區(qū)中可分配的充電模塊數(shù)量，將需增加數(shù)量的充電模塊投入對(duì)應(yīng)的直流母線，并將信息反饋給充電終端。
[0058]S80、充電終端檢測(cè)到充電結(jié)束后，充電終端通知矩陣控制器將投入本段直流母線的動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所有充電模塊退出。
[0059]其中，步驟S30還包括如下步驟:
[0060]S30-1、若充電功率需求未超過(guò)固定功率區(qū)的模塊總功率，矩陣控制器不動(dòng)作。[0061 ]步驟S60還包括如下步驟:
[0062]S60-1、充電終端檢測(cè)到電動(dòng)汽車(chē)的需求值降低時(shí)，充電終端計(jì)算可以退出的充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；
[0063]S60-2、矩陣控制器控制相應(yīng)數(shù)量的充電模塊退出，退出的充電模塊自動(dòng)恢復(fù)為功率可動(dòng)態(tài)分配狀態(tài)。
[0064]圖4至圖6還示出了本發(fā)明中的一種矩陣式柔性充電堆，該矩陣式柔性充電堆可根據(jù)不同類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)際需要自動(dòng)從“充電堆”提取不同功率，既滿(mǎn)足了不同儲(chǔ)能容量、不同充電倍率的電動(dòng)汽車(chē)充電需求，又進(jìn)一步提升了充電設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率和利用率，解決了目前業(yè)界要確定目標(biāo)用車(chē)才能建設(shè)充電設(shè)施的困惑，避免了由于電池技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的重復(fù)建設(shè)浪費(fèi)。
[0065]該一種矩陣式柔性充電堆包括:
[0066]充電終端，用于接收電動(dòng)汽車(chē)發(fā)出的充電需求值，并計(jì)算所需的充電模塊數(shù)量，通知矩陣控制器進(jìn)行功率分配，并根據(jù)該電動(dòng)汽車(chē)的需求動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)際輸出電壓、電流；
[0067]固定功率區(qū)，由不參與功率動(dòng)態(tài)分配的充電模塊組成，所述充電模塊固定接入對(duì)應(yīng)充電終端，用于滿(mǎn)足所述充電終端的基本充電功能；
[0068]動(dòng)態(tài)功率區(qū)，由參與功率動(dòng)態(tài)分配的充電模塊和動(dòng)態(tài)分配陣列組成，所述充電模塊通過(guò)動(dòng)態(tài)分配陣列投入所述充電終端對(duì)應(yīng)的直流母線上，實(shí)現(xiàn)充電功率動(dòng)態(tài)分配的目的；
[0069]矩陣控制器，與該充電終端通訊連接，用于接收該充電終端的需求信息，并根據(jù)該需求信息提供對(duì)應(yīng)的充電模塊的數(shù)量，并控制該動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所需數(shù)量的充電模塊投切到該充電終端對(duì)應(yīng)的直流母線上，以及閉鎖該充電模塊投切到其他直流母線上。
[0070]在一些實(shí)施例中，該矩陣式柔性充電堆還包括:
[0071]動(dòng)態(tài)分配陣列，用于電性連接該動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所有充電模塊與對(duì)應(yīng)的該充電終端的直流母線。
[0072]進(jìn)一步地，該動(dòng)態(tài)分配陣列由可控開(kāi)關(guān)器件組成；該可控開(kāi)關(guān)器件包括多個(gè)高壓直流接觸器；且該動(dòng)態(tài)分配陣列中的各個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件受該矩陣控制器的控制。
[0073]在一些實(shí)施例中，該矩陣式柔性充電堆還包括:
[0074]保護(hù)裝置，用于防止因該動(dòng)態(tài)分配陣列中的該可控開(kāi)關(guān)器件誤動(dòng)作或故障引發(fā)的安全事故；
[0075]該保護(hù)裝置包括設(shè)置在每個(gè)該充電終端的直流輸出側(cè)的直流二極管，該直流二極管安裝于直流+端和/或反向安裝于直流一端。
[0076]具體的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體特征如下:參照?qǐng)D4至圖6,以3個(gè)充電終端為例:
[0077]①固定功率區(qū):固定功率區(qū)為滿(mǎn)足充電終端基本充電功能所需的最小數(shù)量模塊， 其固定接入所對(duì)應(yīng)充電終端的直流母線，該區(qū)域內(nèi)的模塊不具備功率動(dòng)態(tài)分配功能。實(shí)施例中1MK1?m、2MK1?m、3MK1?m分別連接1#、2#、3#充電終端對(duì)應(yīng)的直流母線1、直流母線2、直流母線3。其中，不同終端對(duì)應(yīng)的固定功率區(qū)模塊數(shù)量可不相同。以三個(gè)終端對(duì)應(yīng)2個(gè)固定功率區(qū)15kW充電模塊為例。
[0078]②動(dòng)態(tài)功率區(qū):動(dòng)態(tài)功率區(qū)是實(shí)現(xiàn)功率動(dòng)態(tài)分配的主要部分，該區(qū)域的模塊可通過(guò)動(dòng)態(tài)分配陣列投切到不同終端對(duì)應(yīng)的直流母線上，以實(shí)現(xiàn)功率的動(dòng)態(tài)分配。以動(dòng)態(tài)功率區(qū)共配置6臺(tái)15kW充電模塊為例，分別記為DMK-1?DMK6。
[0079]③動(dòng)態(tài)分配陣列:該部分主要由可控制的開(kāi)關(guān)器件組成，是將動(dòng)態(tài)功率區(qū)模塊投切到不同終端對(duì)應(yīng)直流母線的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本例中的可控開(kāi)關(guān)器件選用高壓直流接觸器，動(dòng)態(tài)功率區(qū)每臺(tái)充電模塊分別配置6只直流接觸器，將充電模塊輸出(+)分別投入直流母線1 (+)、直流母線2 (+)、直流母線3 (+)，將充電模塊輸出(_)分別投入直流母線1 (_)、直流母線2 (_)、直流母線3 (_)，投入同一段直流母線(+)、(_)的兩只接觸器同步動(dòng)作。
[0080]④矩陣控制器:其主要作用是接收充電終端的需求的充電模塊數(shù)量，并控制動(dòng)態(tài)分配陣列將所需數(shù)量的模塊投切到該充電終端對(duì)應(yīng)的直流母線上，并同時(shí)閉鎖該模塊投切到其他直流母線的功能。主要由DSP、單片機(jī)或PLC等控制單元組成，通過(guò)RS485、CAN通訊總線與充電終端通訊，并通過(guò)繼電器接點(diǎn)控制動(dòng)態(tài)分配陣列的直流接觸器的分合。
[0081]⑤充電終端:是充電堆與電動(dòng)汽車(chē)互動(dòng)的接口，其接收電動(dòng)汽車(chē)發(fā)出的充電需求值，并計(jì)算所需的充電模塊數(shù)量，通知矩陣控制器進(jìn)行功率分配，并根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)際輸出電壓、電流。本例中充電終端由充電控制器、人機(jī)界面、測(cè)控裝置、充電接口等組成，其分別與電動(dòng)汽車(chē)、矩陣控制器、充電模塊進(jìn)行數(shù)字通訊。
[0082]另外，此圖4至圖6示出的實(shí)施例中，充電終端數(shù)量為3個(gè)，對(duì)應(yīng)的直流母線為3 條。每臺(tái)終端對(duì)應(yīng)的固定功率區(qū)充電模塊數(shù)量為2臺(tái)，動(dòng)態(tài)功率區(qū)模塊數(shù)量為6臺(tái)，單臺(tái)充電模塊額定功率為15kW。
[0083]當(dāng)各個(gè)充電終端處于空閑狀態(tài)時(shí)，所有充電模塊處于待機(jī)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)分配陣列中的各高壓直流接觸器均處于斷開(kāi)狀態(tài)，即“動(dòng)態(tài)功率區(qū)的所有充電模塊均與各直流母線斷開(kāi)”，當(dāng)2#充電終端與電動(dòng)汽車(chē)相連，接收到的充電功率需求值為84kW(或電壓、電流值) 時(shí)，充電終端將計(jì)算需再投入本段直流母線的充電模塊數(shù)量為4(總需求充電模塊數(shù)為6)， 并下發(fā)到矩陣控制器。矩陣控制器自動(dòng)控制動(dòng)態(tài)分配陣列中的1KM2 (+)、2KM2 (+)、3KM2 (+)、 4KM2 (+)投入到直流母線2 (+)，控制動(dòng)態(tài)分配陣列中的1KM2 (-)、2KM2 (-)、3KM2 (-)、 4KM2(_)投入到直流母線2 (-)，并同步將模塊通訊線投切到對(duì)應(yīng)的通訊總線；
[0084]2#充電終端將實(shí)時(shí)接收電動(dòng)汽車(chē)需求信息，自動(dòng)調(diào)整本段直流母線上各充電模塊的輸出功率值為14kW(或電壓電流值)，并根據(jù)檢測(cè)的實(shí)際輸出反饋值對(duì)其進(jìn)行調(diào)整；如電動(dòng)汽車(chē)需求值調(diào)整為78kW，充電終端將自動(dòng)將每個(gè)模塊輸出功率限制為13kW。在充電過(guò)程中如電動(dòng)汽車(chē)需求值加大到98kW時(shí)，終端將重新計(jì)算所需增加模塊數(shù)量為1，并通知矩陣控制器，控制動(dòng)態(tài)分配陣列中的5KM2 (+)和5KM2 (-)分別投入到直流母線2 (+)和直流母線2(_)，充電終端將各模塊輸出功率調(diào)整為14kW。電動(dòng)汽車(chē)充電需求值降低時(shí)同理。
[0085]如果在2#充電終端充電的過(guò)程中，3#充電終端與電動(dòng)汽車(chē)相連，啟動(dòng)充電。如果電動(dòng)汽車(chē)發(fā)出的充電需求值為24kW，則矩陣控制器不需要任何動(dòng)作，直接利用固定功率區(qū)的兩臺(tái)充電模塊為其充電，3#充電終端控制每臺(tái)模塊輸出功率為12kW。如果電動(dòng)汽車(chē)充電需求值為33kW時(shí)，按上述步驟將6KM3 (+)和6KM3 (-)分別投入直流母線3 (+)和直流母線3(_)，3#充電終端將自動(dòng)調(diào)整各充電模塊輸出功率值為1 lkW。若果電動(dòng)汽車(chē)充電需求值為 56kW時(shí)，由于動(dòng)態(tài)功率區(qū)所有模塊已經(jīng)分配完畢，矩陣控制器將不再動(dòng)作，3#充電終端將自動(dòng)調(diào)整各充電模塊輸出功率為15kW。如在3#充電過(guò)程中，2#充電終端有充電模塊退出， 矩陣控制器將通知3#充電終端，3#充電終端將重新計(jì)算需再投入模塊數(shù)量，通知矩陣控制器控制相應(yīng)模塊投入。
[0086]2#充電終端充電結(jié)束后，2#充電終端通知矩陣控制器將投入本段直流母線的動(dòng)態(tài)功率區(qū)所有充電模塊退出。此時(shí)，動(dòng)態(tài)分配陣列中對(duì)應(yīng)的可控開(kāi)關(guān)為斷開(kāi)狀態(tài)。其他終端同理。
[0087]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改、組合和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法，其特征在于，包括如下步驟:51、將每個(gè)充電終端與對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車(chē)相連；52、所述充電終端接收所述電動(dòng)汽車(chē)的充電功率需求，并將所述充電功率需求與所述 充電終端對(duì)應(yīng)的固定功率區(qū)的模塊總功率進(jìn)行比較；53、若所述充電功率需求超過(guò)所述固定功率區(qū)的模塊總功率，所述充電終端計(jì)算需再 投入本段直流母線的充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；54、所述矩陣控制器按所需的充電模塊數(shù)量，將動(dòng)態(tài)功率區(qū)中所需數(shù)量的充電模塊投 入對(duì)應(yīng)的所述直流母線上，并同步將模塊通訊線投切到對(duì)應(yīng)的通訊總線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法，其特征在于，所述步驟S3還包括 如下步驟:S3-1、若所述充電功率需求未超過(guò)所述固定功率區(qū)的模塊總功率，所述矩陣控制器不 動(dòng)作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法，其特征在于，還包括如下步驟:55、所述充電終端實(shí)時(shí)接收所述電動(dòng)汽車(chē)的需求信息，并自動(dòng)調(diào)整所述直流母線上各 個(gè)充電模塊的輸出電壓電流值，并根據(jù)檢測(cè)到的實(shí)際輸出反饋值對(duì)其進(jìn)行調(diào)整；56、所述充電終端檢測(cè)到所述電動(dòng)汽車(chē)的需求值加大時(shí)，所述充電終端重新計(jì)算所需 增加充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；57、所述矩陣控制器根據(jù)所述動(dòng)態(tài)功率區(qū)中可分配的充電模塊數(shù)量，將需增加數(shù)量的 充電模塊投入對(duì)應(yīng)的所述直流母線，并將信息反饋給所述充電終端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法，其特征在于，所述步驟S6還包括 如下步驟:S6-1、所述充電終端檢測(cè)到所述電動(dòng)汽車(chē)的需求值降低時(shí)，所述充電終端計(jì)算可以退 出的充電模塊數(shù)量，并下發(fā)到矩陣控制器；S6-2、所述矩陣控制器控制相應(yīng)數(shù)量的充電模塊退出，退出的所述充電模塊自動(dòng)恢復(fù) 為功率可動(dòng)態(tài)分配狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法，其特征在于，還包括如下步驟:58、所述充電終端檢測(cè)到充電結(jié)束后，所述充電終端通知所述矩陣控制器將投入本段 所述直流母線的所述動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所有充電模塊退出。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的動(dòng)態(tài)分配功率的充電方法，其特征在于，所述動(dòng)態(tài) 功率區(qū)中的所有充電模塊通過(guò)一動(dòng)態(tài)分配陣列與對(duì)應(yīng)的所述充電終端的直流母線電性連 接；所述矩陣控制器分別控制所述動(dòng)態(tài)分配陣列中的各個(gè)可控開(kāi)關(guān)。7.—種矩陣式柔性充電堆，其特征在于，包括:充電終端，用于接收電動(dòng)汽車(chē)發(fā)出的充電需求值，并計(jì)算所需的充電模塊數(shù)量，通知矩 陣控制器進(jìn)行功率分配，并根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē)的需求動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)際輸出電壓、電流；固定功率區(qū)，包括不參與功率動(dòng)態(tài)分配的充電模塊，所述充電模塊固定接入對(duì)應(yīng)充電 終端，用于滿(mǎn)足所述充電終端的基本充電功能；動(dòng)態(tài)功率區(qū)，包括參與功率動(dòng)態(tài)分配的充電模塊和動(dòng)態(tài)分配陣列，所述充電模塊通過(guò) 動(dòng)態(tài)分配陣列投入所述充電終端對(duì)應(yīng)的直流母線上；矩陣控制器，與所述充電終端通訊連接，用于接收所述充電終端的需求信息，并根據(jù)所 述需求信息提供對(duì)應(yīng)的充電模塊的數(shù)量，并控制所述動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所需數(shù)量的充電模塊 投切到所述充電終端對(duì)應(yīng)的直流母線上，以及閉鎖所述充電模塊投切到其他直流母線上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的矩陣式柔性充電堆，其特征在于，還包括:動(dòng)態(tài)分配陣列，用于電性連接所述動(dòng)態(tài)功率區(qū)中的所有充電模塊與對(duì)應(yīng)的所述充電終 端的直流母線。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的矩陣式柔性充電堆，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)分配陣列由可控 開(kāi)關(guān)器件組成；所述可控開(kāi)關(guān)器件包括多個(gè)高壓直流接觸器；所述動(dòng)態(tài)分配陣列中的各個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件受所述矩陣控制器的控制。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的矩陣式柔性充電堆，其特征在于，還包括:保護(hù)裝置，用于防止因所述動(dòng)態(tài)分配陣列中的所述可控開(kāi)關(guān)器件誤動(dòng)作或故障引發(fā)的 安全事故；所述保護(hù)裝置包括設(shè)置在每個(gè)所述充電終端的直流輸出側(cè)的直流二極管，所述直流二 極管安裝于直流十端和/或反向安裝于直流一端。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK106033904SQ201510124712
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日
【發(fā)明人】李志剛, 萬(wàn)新航, 張文勇, 靳權(quán)
【申請(qǐng)人】深圳奧特迅電力設(shè)備股份有限公司