充电终端数量为3个，对应的直流母线为3条。每台终端对应的固定功率区充电模块数量为2台，动态功率区模块数量为6台，单台充电模块额定功率为15kW。
[0045]当各个充电终端处于空闲状态时，所有充电模块处于待机状态，动态分配阵列中的各高压直流接触器均处于断开状态，即“动态功率区的所有充电模块均与各直流母线断开”，当2#充电终端与电动汽车相连，接收到的充电功率需求值为84kW(或电压、电流值)时，充电终端将计算需再投入本段直流母线的充电模块数量为4(总需求充电模块数为6)，并下发到矩阵控制器。矩阵控制器自动控制动态分配阵列中的1KM2 (+)、2KM2 (+)、3KM2 (+)、4KM2 (+)投入到直流母线2 (+)，控制动态分配阵列中的1KM2㈠、2KM2㈠、3KM2㈠、4KM2(-)投入到直流母线2(-)，并同步将模块通讯线投切到对应的通讯总线；
[0046]2#充电终端将实时接收电动汽车需求信息，自动调整本段直流母线上各充电模块的输出功率值为14kW(或电压电流值)，并根据检测的实际输出反馈值对其进行调整；如电动汽车需求值调整为78kW，充电终端将自动将每个模块输出功率限制为13kW。在充电过程中如电动汽车需求值加大到98kW时，终端将重新计算所需增加模块数量为I，并通知矩阵控制器，控制动态分配阵列中的5KM2 (+)和5KM2 (-)分别投入到直流母线2 (+)和直流母线
2(-)，充电终端将各模块输出功率调整为14kW。电动汽车充电需求值降低时同理。
[0047]如果在2#充电终端充电的过程中，3#充电终端与电动汽车相连，启动充电。如果电动汽车发出的充电需求值为24kW，则矩阵控制器不需要任何动作，直接利用固定功率区的两台充电模块为其充电，3#充电终端控制每台模块输出功率为12kW。如果电动汽车充电需求值为33kW时，按上述步骤将6KM3 (+)和6KM3 (-)分别投入直流母线3 (+)和直流母线
3(_)，3#充电终端将自动调整各充电模块输出功率值为llkW。若果电动汽车充电需求值为56kW时，由于动态功率区所有模块已经分配完毕，矩阵控制器将不再动作，3#充电终端将自动调整各充电模块输出功率为15kW。如在3#充电过程中，2#充电终端有充电模块退出，矩阵控制器将通知3#充电终端，3#充电终端将重新计算需再投入模块数量，通知矩阵控制器控制相应模块投入。
[0048]2#充电终端充电结束后，2#充电终端通知矩阵控制器将投入本段直流母线的动态功率区所有充电模块退出。此时，动态分配阵列中对应的可控开关为断开状态。其他终端同理。
[0049]图1至图2还示出了本实用新型中的一种动态分配功率的充电方法，该方法能够根据不同类型电动汽车的实际需要自动从动态功率区中提供不同功率，从而既满足了不同储能容量、不同充电倍率的电动汽车充电需求，又能进一步提升了充电设备的转换效率和利用率。
[0050]如图1所示，该动态分配功率的充电方法包括如下步骤:
[0051]S10、将每个充电终端与对应的电动汽车相连；
[0052]S20、充电终端接收电动汽车的充电功率需求，并将充电功率需求与充电终端对应的固定功率区的模块总功率进行比较；
[0053]S30、若充电功率需求超过固定功率区的模块总功率，充电终端计算需再投入本段直流母线的充电模块数量，并下发到矩阵控制器；
[0054]S40、矩阵控制器按所需的充电模块数量，将动态功率区中所需数量的充电模块投入对应的直流母线上，并同步将模块通讯线投切到对应的通讯总线。
[0055]如图2所示，在一些实施例中，该动态分配功率的充电方法还可包括如下步骤:
[0056]S10、将每个充电终端与对应的电动汽车相连；
[0057]S20、充电终端接收电动汽车的充电功率需求，并将充电功率需求与充电终端对应的固定功率区的模块总功率进行比较；
[0058]S30、若充电功率需求超过固定功率区的模块总功率，充电终端计算需再投入本段直流母线的充电模块数量，并下发到矩阵控制器；
[0059]S40、矩阵控制器按所需的充电模块数量，将动态功率区中所需数量的充电模块投入对应的直流母线上，并同步将模块通讯线投切到对应的通讯总线；
[0060]S50、充电终端实时接收电动汽车的需求信息，并自动调整直流母线上各个充电模块的输出电压电流值，并根据检测到的实际输出反馈值对其进行调整；
[0061]S60、充电终端检测到电动汽车的需求值加大时，充电终端重新计算所需增加充电模块数量，并下发到矩阵控制器；
[0062]S70、矩阵控制器根据动态功率区中可分配的充电模块数量，将需增加数量的充电模块投入对应的直流母线，并将信息反馈给充电终端。
[0063]S80、充电终端检测到充电结束后，充电终端通知矩阵控制器将投入本段直流母线的动态功率区中的所有充电模块退出。
[0064]其中，步骤S30还包括如下步骤:
[0065]S30-1、若充电功率需求未超过固定功率区的模块总功率，矩阵控制器不动作。
[0066]步骤S60还包括如下步骤:
[0067]S60-1、充电终端检测到电动汽车的需求值降低时，充电终端计算可以退出的充电模块数量，并下发到矩阵控制器；
[0068]S60-2、矩阵控制器控制相应数量的充电模块退出，退出的充电模块自动恢复为功率可动态分配状态。
[0069]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改、组合和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【主权项】
1.一种矩阵式柔性充电堆，其特征在于，包括: 充电终端，用于接收电动汽车发出的充电需求值，并计算所需的充电模块数量，通知矩阵控制器进行功率分配，并根据所述电动汽车的需求动态调整实际输出电压、电流； 固定功率区，包括不参与功率动态分配的充电模块，所述充电模块固定接入对应充电终端，用于满足所述充电终端的基本充电功能； 动态功率区，包括参与功率动态分配的充电模块和动态分配阵列，所述充电模块通过动态分配阵列投入所述充电终端对应的直流母线上； 矩阵控制器，与所述充电终端通讯连接，用于接收所述充电终端的需求信息，并根据所述需求信息提供对应的充电模块的数量，并控制所述动态功率区中的所需数量的充电模块投切到所述充电终端对应的直流母线上，以及闭锁所述充电模块投切到其他直流母线上。
2.根据权利要求1所述的矩阵式柔性充电堆，其特征在于，还包括: 动态分配阵列，用于电性连接所述动态功率区中的所有充电模块与对应的所述充电终端的直流母线。
3.根据权利要求2所述的矩阵式柔性充电堆，其特征在于，所述动态分配阵列由可控开关器件组成；所述可控开关器件包括多个高压直流接触器； 所述动态分配阵列中的各个可控开关器件受所述矩阵控制器的控制。
4.根据权利要求3所述的矩阵式柔性充电堆，其特征在于，还包括: 保护装置，用于防止因所述动态分配阵列中的所述可控开关器件误动作或故障引发的安全事故； 所述保护装置包括设置在每个所述充电终端的直流输出侧的直流二极管，所述直流二极管安装于直流+端和/或反向安装于直流一端。
【专利摘要】本实用新型公开了一种矩阵式柔性充电堆，其包括：充电终端，用于接收电动汽车发出的充电需求值，并计算所需的充电模块数量，通知矩阵控制器进行功率分配，并根据电动汽车的需求动态调整实际输出电压、电流；固定功率区，包括不参与功率动态分配的充电模块，充电模块固定接入对应充电终端，用于满足充电终端的基本充电功能；动态功率区，包括参与功率动态分配的充电模块和动态分配阵列，充电模块通过动态分配阵列投入充电终端对应的直流母线上；矩阵控制器，与充电终端通讯连接，用于接收充电终端的需求信息，并根据需求信息提供对应的充电模块的数量。该矩阵式柔性充电堆能满足不同储能容量、不同充电倍率的电动汽车的充电需求。
【IPC分类】H02J7-00, H01M10-44
【公开号】CN204538735
【申请号】CN201520163212
【发明人】李志刚, 万新航, 张文勇, 靳权
【申请人】深圳奥特迅电力设备股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月20日