一种矩阵式柔性充电系统、充电控制方法及装置与流程

本发明涉及充电技术领域，特别涉及一种矩阵式柔性充电系统、充电控制方法及装置。

背景技术：

随着现代社会科技的发展，电动汽车的使用越来越广泛，这就使得为电动汽车充电的充电桩的设置越来越受到人们的重视。

现有技术中，大多数充电桩厂商往往纯环状拓扑或者如图1所示的纯矩阵拓扑，或者在以上拓扑上进行小范围修改设置充电桩。在电力变换模块数量或者输出母线个数较少情况下，环状拓扑结构清晰，使用开关数量较少；但是在电力变换模块数量或者输出母线个数较多情况下，整个环状拓扑结构复杂，不利于生产且不利于模块化处理。而纯矩阵拓扑结构清晰，灵活性强，柔性度高且极易模块化处理，但是其开关数量较多带来较高成本高且为了保证多个电力变换模块在不同充电枪之间灵活切换，每次要进行大量的开关切换。虽然现在有的公司提出了利用mos管+继电器的方式来替代接触器，降低了由开关数量多造成的高生产成本劣势，但是大量切换开关的缺点确无法避免。大量切换开关时，一方面由于开关切换次数较多，在低功率需求切换模式(一般开关切换时系统所需功率较大，为了降低切换时所需功率，减小系统设计成本，一般采用逐次切换的方法)下，切换时间较长；另一方面，由于大量开关需要重复切换，若将切换开关次数换算成每个开关的平均切换次数，则单个开关切换次数较多，大大降低了开关的使用寿命和可靠性。

因此，如何能够提供一种结构清晰，灵活性强，柔性度高且极易模块化处理的充电桩结构，降低平均开关切换次数和切换时间，提升用户体验，是现今急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种矩阵式柔性充电系统、充电控制方法及装置，以降低平均开关切换次数和切换时间，提升用户体验。

为解决上述技术问题，本发明提供一种矩阵式柔性充电系统，包括：第一预设数量的电力变换模块、第二预设数量的充电枪、第三预设数量的跨接母线、初级矩阵和次级矩阵；

其中，所述跨接母线通过所述初级矩阵中的可控开关与所述电力变换模块连接，所述初级矩阵中的可控开关的数量为所述第一预设数量与所述第三预设数量之积，所述跨接母线通过所述次级矩阵中的可控开关与所述充电枪连接，所述次级矩阵中的可控开关的数量为所述第二预设数量与所述第三预设数量之积，所述第一预设数量大于或等于所述第二预设数量。

可选的，该系统还包括：第四预设数量的直连母线；

其中，每条所述直连母线均包括一个可控开关，每条所述直连母线的两端分别连接各自对应一个所述电力变换模块和一个所述充电枪，所述第四预设数量小于或等于所述第二预设数量。

可选的，所述第四预设数量等于所述第二预设数量，每个所述充电枪分别通过各自对应的一条所述直连母线与各自对应的一个所述电力变换模块一对一连接。

可选的，所述第三预设数量具体为1。

本发明还提供了一种充电控制方法，应用于如上述任一项所述的矩阵式柔性充电系统，包括：

获取当前充电枪充电所需的电力变换模块的充电数量；

判断空闲的电力变换模块的数量是否大于或等于所述充电数量；

若是，则选择一条空闲的跨接母线和所述充电数量的空闲的电力变换模块，分别控制所述初级矩阵和所述次级矩阵中对应的可控开关，使选择的跨接母线分别与选择的电力变换模块和所述当前充电枪连接；

在所述当前充电枪充电完成后，控制所述次级矩阵中对应的可控开关关断，断开选择的跨接母线与所述当前充电枪的连接。

可选的，若所述当前充电枪与对应的电力变换模块之间存在对应的直连母线，所述选择一条空闲的跨接母线和所述充电数量的空闲的电力变换模块，分别控制所述初级矩阵和所述次级矩阵中对应的可控开关，使选择的跨接母线分别与选择的电力变换模块和所述当前充电枪连接之前，还包括：

判断所述充电数量是否为1；

若否，则执行所述选择一条空闲的跨接母线和所述充电数量的空闲的电力变换模块，分别控制所述初级矩阵和所述次级矩阵中对应的可控开关，使选择的跨接母线分别与选择的电力变换模块和所述当前充电枪连接的步骤；

若是，则控制所述当前充电枪对应的直连母线中的可控开关导通，使所述当前充电枪与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接。

可选的，所述控制所述当前充电枪对应的直连母线中的可控开关导通，使所述当前充电枪与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接，包括：

判断所述当前充电枪对应的电力变换模块是否空闲；

若是，则控制所述当前充电枪对应的直连母线中的可控开关导通，使所述当前充电枪与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接；

可选的，所述选择一条空闲的跨接母线和所述充电数量的空闲的电力变换模块，分别控制所述初级矩阵和所述次级矩阵中对应的可控开关，使选择的跨接母线分别与选择的电力变换模块和所述当前充电枪连接，包括：

判断是否存在连接的空闲的电力变换模块的数量与所述充电数量相等的优选跨接母线；其中，所述优选跨接母线为选择过的空闲的跨接母线；

若是，则控制所述次级矩阵中对应的可控开关导通，使任一连接的空闲的电力变换模块的数量与所述充电数量相等的所述优选跨接母线与所述当前充电枪连接；

若否，则根据每条所述优选跨接母线连接的空闲的电力变换模块的数量与所述充电数量之差的绝对值，选择一条所述优选跨接母线和所述充电数量的空闲的电力变换模块，并分别控制所述初级矩阵和所述次级矩阵中对应的可控开关，使选择的所述优选跨接母线分别与选择的电力变换模块和所述当前充电枪连接。

可选的，所述根据每条所述优选跨接母线连接的空闲的电力变换模块的数量与所述充电数量之差的绝对值，选择一条所述优选跨接母线和所述充电数量的空闲的电力变换模块，包括：

判断是否存在对应的绝对值小于所述充电数量的所述优选跨接母线；

若是，选择对应的绝对值最小的所述优选跨接母线，并根据对应的绝对值最小的所述优选跨接母线所连接的空闲的电力变换模块，选择所述充电数量的空闲的电力变换模块。

此外，本发明还提供了一种充电控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的充电控制方法的步骤。

本发明所提供的一种矩阵式柔性充电系统，包括：第一预设数量的电力变换模块、第二预设数量的充电枪、第三预设数量的跨接母线、初级矩阵和次级矩阵；其中，跨接母线通过初级矩阵中的可控开关与电力变换模块连接，初级矩阵中的可控开关的数量为第一预设数量与第三预设数量之积，跨接母线通过次级矩阵中的可控开关与充电枪连接，次级矩阵中的可控开关的数量为第二预设数量与第三预设数量之积，第一预设数量大于或等于第二预设数量；

可见，本发明通过初级矩阵和次级矩阵中的可控开关的设置，可以在充电控制装置利用对应的充电控制方法控制对电池进行充电的过程中，减低平均开关切换次数和切换时间，提高了可控开关的使用寿命和可靠性，提升了用户体验。此外，本发明还提供了一种充电控制方法及装置，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中充电桩的纯矩阵拓扑结构的示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种矩阵式柔性充电系统的结构图；

图3为本发明实施例所提供的另一种矩阵式柔性充电系统的拓扑示意图；

图4为本发明实施例所提供的另一种矩阵式柔性充电系统的拓扑示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种充电控制方法的流程图；

图6为本发明实施例所提供的另一种充电控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种矩阵式柔性充电系统的结构图。该系统可以包括：第一预设数量的电力变换模块10、第二预设数量的充电枪20、第三预设数量的跨接母线30、初级矩阵40和次级矩阵50；

其中，跨接母线30通过初级矩阵40中的可控开关与电力变换模块10连接，初级矩阵40中的可控开关的数量为第一预设数量与第三预设数量之积，跨接母线30通过次级矩阵50中的可控开关与充电枪20连接，次级矩阵50中的可控开关的数量为第二预设数量与第三预设数量之积，第一预设数量大于或等于第二预设数量。

可以理解的是，本实施例中的电力变换模块10可以为将系统电源(如商用电源)得到的交流电变换为充电用的直流电的装置，本实施例中的充电枪20可以为与如电动汽车的需充电装置连接，为需充电装置的电池充电的装置，对于电力变换模块10和充电枪20的具体结构和类型，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如可以采用与现有技术相同或相似的方式设置，本实施例对此不做任何限制。

需要说明的是，本实施例中的初级矩阵40和次级矩阵50可以均为纯矩阵拓扑结构，如图2所示，初级矩阵40中电力变换模块10(模块)引出的纵向的母线与横向的跨接母线30通过交叉的可控开关连接；次级矩阵50中包含由充点枪20引出的纵向的母线与横向的跨接母线30通过交叉的可控开关连接。

对应的，对于本实施例中电力变换模块10和充电枪20的具体数量设置，即第一预设数量和第二预设数量的具体数值设置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，只要保证电力变换模块10的数量大于或等于充电枪20的数量，避免全部充电枪20无法同时使用的情况发生，本实施例对此不做任何限制。

具体的，以5个模块(电力变换模块10)输出5个枪(充电枪20)为例，若枪1在t1时刻需要五个模块输出，枪2在t2时刻需要五个模块输出，且充电开始时刻和结束时刻所有模块与所有枪均脱离，采用如图1所示的纯矩阵拓扑结构时，在t1时刻枪1需要五个模块输出，此时需要闭合开关1、2、3、4、5，假设闭合一个开关时间为ts，此时共需要时间为5ts，开关动作次数为5次；在t2时刻，枪2需要五个模块输出，此时首先需要断开开关1、2、3、4、5，且闭合开关6、7、8、9、10，此时共需要时间为10ts，开关动作次数为10次。充电结束，开关6、7、8、9、10断开，需要时间为5ts，开关动作次数为5次；在以上过程结束后，开关动作总次数和时间分别为20次和20ts。采用本实施例所提供的如图3所示的拓扑结构时，在t1时刻枪1需要五个模块输出，闭合初级矩阵中开关1、6、11、12、21和次级矩阵中的开关1，动作时间为6ts，动作次数为6；在t2时刻枪2需要五个模块输出，只需要断开次级矩阵中的开关1且闭合开关6，动作时间为2ts，动作次数为2次；充电结束后，断开次级矩阵中开关6，动作时间和动作次数分别为ts和1；在以上过程结束后，总动作时间和动作次数分别为9ts和9次。可见，本实施例所提供的结构相比于纯矩阵结构可以节省时间和开关次数为11ts和11次。上述仅是简单的切换过程，在实际充电过程中，切换过程往往更加复杂，因此本实施例所提供的结构在切换时间和切换次数上的优势十分明显。

进一步的，为了进一步减少本实施例所提供的系统在使用过程中的平均开关切换次数和切换时间，如图2所示，本实施例所提供的系统还可以包括：第四预设数量的直连母线60；其中，每条直连母线60均包括一个可控开关，每条直连母线60的两端分别连接各自对应一个电力变换模块10和一个充电枪20，第四预设数量小于或等于第二预设数量。

也就是说，在充电枪20仅需一个电力变换模块10的供电时，若该充电枪20存在对应的直连母线60，可以通过直连母线60中可控开关的导通，直接利用对应的电力变换模块10进行供电。进一步减少本实施例所提供的系统在使用过程中的平均开关切换次数和切换时间。

具体的，对于直连母线60的具体数量设置，即第四预设数量具体数值设置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，可以如图2所示，为每个充电枪20均设置一个对应的直连母线60时，第四预设数量与第二预设数量可以均为n，即第四预设数量与第二预设数量可以相等；也可以为部分充电枪20分别设置一个对应的直连母线60，即第四预设数量小于第二预设数量。本实施例对此不做任何限制。

对应的，对于本实施例中跨接母线30的具体数量设置，即第三预设数量具体数值设置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，可以设置与充电枪20数量相同的跨接母线30，使充电枪20可以同时使用跨接母线30获取电力变换模块10的供电，即第四预设数量与第二预设数量可以相等；也可以设置比充电枪20数量更大的跨接母线30，以方便选择不同的已连接电力变换模块10的跨接母线30，即第四预设数量可以大于第二预设数量；还可以设置比充电枪20数量小的跨接母线30，如图4所示，可以将跨接母线30的数量设置为1，以在特定充电环境下保证更大的成本和体积优势，如公交场站在白天采用单枪最大功率轮充，可以通过初次级矩阵中可控开关的变化可以最快满足需求；在晚上进行多枪均充，可以通过直连母线满足需求。本实施例对此不做任何限制。

具体的，对于本实施例中的可控开关的具体类型选择，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如可以设置为接触器，也可以设置为mos管与继电器的组合，本实施例对此不做任何限制。

对应的，本实施例所提供的系统还可以包括根据对应的充电控制方法，对系统中的可控开关进行控制的充电控制装置。

本实施例中，本发明实施例通过初级矩阵40和次级矩阵50中的可控开关的设置，可以在充电控制装置利用对应的充电控制方法控制对电池进行充电的过程中，减低平均开关切换次数和切换时间，提高了可控开关的使用寿命和可靠性，提升了用户体验。

基于上述实施例，请参考图5，图5为本发明实施例所提供的一种充电控制方法的流程图。该方法应用于上述实施例所提供的矩阵式柔性充电系统，可以包括：

步骤101：获取当前充电枪充电所需的电力变换模块的充电数量。

其中，本步骤中的当前充电枪可以为矩阵式柔性充电系统中的任一当前时刻需要对连接的电池进行充电的充电枪。

可以理解的是，本步骤中的充电数量可以为当前充电枪对当前需要充电的电池进行充电所需的电力变换模块的数量。对于本步骤中如cpu或单片机的处理器获取该充电数量的具体方式，可以由设计人员自行设置，如可以采用与现有技术相同或相似的方式设置，本实施例对此不做任何限制。

步骤102：判断空闲的电力变换模块的数量是否大于或等于充电数量；若是，则进入步骤103。

其中，本步骤的目的可以为通过未对充电枪进行供电的电力变换模块的数量与充电数量的比较，确定当前是否能够利用充电数量的电力变换模块对当前充电枪供电。

对于本步骤中空闲的电力变换模块的数量小于充电数量的情况，可以由设计人员根据实用场景和用户需求对应进行设置，如可以等待其他充电枪充电完成后，再进行本步骤的判断；也可以先使用当前空闲的全部电力变换模块对当前充电枪供电；还可以对应调节其他充电枪使用的电力变换模块。本实施例对此不做任何限制。

步骤103：选择一条空闲的跨接母线和充电数量的空闲的电力变换模块，分别控制初级矩阵和次级矩阵中对应的可控开关，使选择的跨接母线分别与选择的电力变换模块和当前充电枪连接。

可以理解的是，本步骤的目的可以为从之前未选择的跨接母线和之前已选择过的空闲的跨接母线中选择一个跨接母线并选择对应的充电数量的空闲的电力变换模块，以利用该跨接母线和对应的充电数量的空闲的电力变换模块对当前充电枪供电。

对应的，由于选择过的空闲的跨接母线在初级矩阵存在导通的可控开关，即选择过的空闲的跨接母线与一些空闲的电力变换模块已连接，若当前充电枪选择的跨接母线为选择过的空闲的跨接母线时，可以减少该跨接母线与已连接的电力变换模块之间的初级矩阵中的可控开关的切换动作和时间，因此，可以将选择过的空闲的跨接母线作为优选跨接母线，方便优选选择。

具体的，对于本步骤中选择一条空闲的跨接母线和充电数量的空闲的电力变换模块的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如可以根据每个优选跨接母线(选择过的空闲的跨接母线)连接的空闲的电力变换模块的数量和充电数量对应进行选择。只要可以选择出一条空闲的跨接母线和充电数量的空闲的电力变换模块，本实施例对此不做任何限制。

需要说明的是，若当前充电枪可以与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接，本步骤之前还可以包括判断充电数量是否为1的步骤，若否，则通过本步骤利用空闲的跨接母线对当前充电枪供电，若是，则控制当前充电枪对应的直连母线中的可控开关导通，使当前充电枪与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接。已使用更少的可控开关的切换动作和时间。

步骤104：在当前充电枪充电完成后，控制次级矩阵中对应的可控开关关断，断开选择的跨接母线与当前充电枪的连接。

可以理解的是，本步骤的目的可以为在当前选择的跨接母线充电完成后，仅利用次级矩阵中的可控开关断开该跨接母线与当前充电枪的连接，将该跨接母线作为选择过的空闲的跨接母线(优选跨接母线)，以在该跨接母线下一次被选择时减少可控开关的切换动作和时间。

具体的，以5个模块(电力变换模块10)输出5个枪(充电枪20)为例，采用如图3所示的拓扑结构时，在t1时刻枪1需要五个模块输出，闭合初级矩阵中开关1、6、11、12、21和次级矩阵中的开关1，充电结束后，断开次级矩阵中的开关1；在t2时刻枪2需要五个模块输出，只需要闭合开关6，，充电结束后，断开次级矩阵中开关6；在以上过程结束后，总动作时间和动作次数分别为9ts和9次。可以有效减少切换时间和切换次数。

本实施例中，本发明实施例通过在当前充电枪充电完成后，控制次级矩阵中对应的可控开关关断，断开选择的跨接母线与当前充电枪的连接，可以在下一次使用选择过的跨接母线对充电枪供电时，减低平均开关切换次数和切换时间，提高了可控开关的使用寿命和可靠性，提升了用户体验。

基于上一实施例，请参考图6，图6为本发明实施例所提供的另一种充电控制方法的流程图。该方法可以包括：

步骤201：获取当前充电枪充电所需的电力变换模块的充电数量。

步骤202：判断空闲的电力变换模块的数量是否大于或等于充电数量；若是，则进入步骤203。

其中，步骤201和步骤202与步骤101和步骤102相似，在此不再赘述。

步骤203：判断充电数量是否为1；若是，则进入步骤204；若否，则进入步骤205。

可以理解的是，本步骤的目的是在当前充电枪可以与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接时，通过充电数量是否为1的判断，确定是否使用对应的电力变换模块对当前充电枪供电。

需要说明的是，本步骤可以为在确定当前充电枪可以与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接后进行的步骤，如图3中每个充电枪均存在对应的直连母线和电力变换模块时，可以直接进行本步骤；若仅有部分充电枪存在对应的直连母线和电力变换模块，本步骤之前还可包括当前充电枪是否存在对应的直连母线和电力变换模块的判断步骤，如可以判断当前充电枪是否为存在对应的直连母线和电力变换模块的预设充电枪；若是，则进入本步骤；若否，则进入步骤205。本实施例对此不做任何限制。

步骤204：控制当前充电枪对应的直连母线中的可控开关导通，使当前充电枪与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接。

其中，本步骤的目的可以为在当前充电枪需要使用的电力变换模块为1时，且当前充电枪存在可以通过直连母线连接的对应的电力变换模块时，利用对应的电力变换模块对当前充电枪供电。

可以理解的是，本步骤之前还可以包括判断当前充电枪对应的电力变换模块是否空闲的步骤。若空闲，则可以直接控制当前充电枪对应的直连母线中的可控开关导通，使当前充电枪与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接。对于当前充电枪对应的电力变换模块不空闲的情况，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如为了避免跨接母线阻塞，在跨接母线数量小于充电枪数量时，可以控制初级矩阵中对应的可控开关，选择一个空闲的电力变换模块替换当前充电枪对应的电力变换模块，并控制当前充电枪对应的直连母线中的可控开关导通，使当前充电枪与对应的电力变换模块通过对应的直连母线连接；为了减少可控开关的切换动作和时间，在跨接母线数量大于或等于充电枪数量时，也可以直接进入步骤205，利用跨接母线对当前充电枪供电。本实施例对此不做任何限制。

步骤205：判断是否存在连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量相等的优选跨接母线；若是，则进入步骤206；若否，则进入步骤207。

其中，本步骤中的优选跨接母线为选择过的空闲的跨接母线。

可以理解的是，本步骤的目的可以为通过判断是否存在连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量相等的优选跨接母线，确定是否可以选择连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量相等的优选跨接母线。

其中，连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量相等的优选跨接母线，即该跨接母线连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量之差的绝对值为0。

步骤206：控制次级矩阵中对应的可控开关导通，使任一连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量相等的优选跨接母线与当前充电枪连接。

其中，本步骤可以为仅通过次级矩阵中对应的一个可控开关的导通，使连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量相等的优选跨接母线与当前充电枪连接，实现对当前充电枪的供电。

步骤207：根据充电数量和每条优选跨接母线连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量之差的绝对值，选择一条空闲的跨接母线和充电数量的空闲的电力变换模块，并分别控制初级矩阵和次级矩阵中对应的可控开关，使选择的跨接母线分别与选择的电力变换模块和当前充电枪连接。

可以理解的是，本步骤中每条优选跨接母线连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量之差的绝对值，可以为每条优选跨接母线若连接充电数量的空闲的电力变换模块所需的可控开关的切换次数，即需要增加或删减的电力变换模块数量。

需要说明的是，对于本步骤中根据充电数量和每条优选跨接母线连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量之差的绝对值，选择一条空闲的跨接母线和充电数量的空闲的电力变换模块的具体方式，可以直接选择每条优选跨接母线中连接的空闲的电力变换模块的数量与充电数量之差的绝对值最小的跨接母线，并根据该跨接母线已连接的空闲的电力变换模块选择充电数量的电力变换模块，即选择对应绝对值最小的优选跨接母线，并根据该跨接母线已连接的空闲的电力变换模块对应删除或增加空闲的电力变换模块，选择出充电数量的电力变换模块；还可以判断是否存在对应的绝对值小于充电数量的优选跨接母线，若是，则选择对应的绝对值最小的优选跨接母线，并根据对应的绝对值最小的优选跨接母线所连接的空闲的电力变换模块，选择充电数量的空闲的电力变换模块；若否，则在存在未选择过的空闲的跨接母线时，选择一个未选择过的空闲的跨接母线和充电数量的空闲的电力变换模块。本实施例对此不受任何限制。

具体的，对于如图2所示结构的矩阵式柔性充电系统，可以包括两种开关切换方式包括起始充电和交替充电。起始充电指未有充电枪充电情况下有充电枪开始充电；交替充电包括两种情况：1.充电枪a正在充电，中途充电枪b开始充电，充电枪a此时仍需充电；2.充电枪a正在充电，中途充电枪b开始充电，此时充电枪a停止充电。以枪1(充电枪)的起始充电为例，在充电枪1需求n(n≥2)个且有n个模块(电力变换模块)可用的情况下，从跨接母线中选择一条空闲的跨接母线k，在初级矩阵中闭合n个模块与跨接母线k交叉的可控开关，然后在次级矩阵中闭合枪1与跨接母线k的交叉的可控开关，最后启动模块，充电枪开始充电。充电完毕后，只需断开次级矩阵中枪1与跨接母线k的交叉的可控开关。在充电枪只需求1个模块且有1个空闲的模块时，若该模块与枪1通过直连母线相连，则可以直接闭合直连母线上的可控开关；若未相连，可以通过初次级矩阵中的可控开关组合，将该模块调度到对应充电枪，但是此种方式会阻塞跨接母线，在跨接母线数量小于充电枪数量时，该方案不推荐；也可以将正在使用中的与枪1通过直连母线相连的模块先退出充电后，再通过直连母线与枪1相连。

以枪1正在充电，枪2(充电枪)在中途开始充电的交替充电为例，情况1：枪2开始充电时，枪1停止充电。此时首先判断在枪1充电时刻所连跨接母线k上的充电模块数量n(n≥2)。若n满足枪2需要，可以直接将跨接母线k通过次级矩阵上的开关连接到枪2。若n不满足枪2要求，则判断需要在跨接母线k上增加(或删减)的模块数量n1与枪2需求模块数量n2的关系。若n1＞n2，则重新从空闲的跨接母线中选择跨接母线k1，并选择n2个空闲模块，通过初级矩阵的交叉的可控开关，将其与跨接母线k1连接，之后通过次级矩阵的交叉的可控开关，将跨接母线k1与枪2连接；若n1≤n2或没有空闲的跨接母线，则可以直接在跨接母线k上增加(或删减)n1个连接模块后，再通过次级矩阵将跨接母线k与枪2连接。情况2：枪2开始充电时，枪1仍需充电。首先按照模块功率，选择空闲的跨接母线k1，通过初级矩阵，将n3个空闲的模块与跨接母线k1相连接(n3可以小于或等于n1，具体模块个数取决于剩余的模块是否足够)，再通过次级矩阵将空闲的跨接母线k1与枪2相连。其中，模块一旦连接到跨接母线上，可以仅在其余跨接母线上需求功率不足且该母线上功率过剩时才将模块从一个跨接母线调度到另一跨接母线上，否则在整个充电桩的工作时间内不再将模块从跨接母线上切下。

本实施例中，本发明实施例通过在当前充电枪存在可以通过直连母线连接的对应的电力变换模块时，利用对应的电力变换模块对当前充电枪供电，进一步减少了平均开关切换次数和切换时间，提高了可控开关的使用寿命和可靠性，提升了用户体验。

此外，本发明实施例还提供了一种充电控制装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行该计算机程序时实现如上述任一实施例所提供的充电控制方法的步骤。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的矩阵式柔性充电系统、充电控制方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。