被测储能单元(应用对象)通过母线连接一个双向DC-DC。被测储能单元采用单个电池或单个电容，或者采用由多个电池或多个电容构成的储能单元组，或者采用其它具有储能作用的元件。被测储能单元与本发明的系统连接后，完成电荷的储存或泄放，从而作为被测试对象，测试内容为被测储能单元的储存电荷和泄放电荷的相关的电压、电流和功率。
[0038]本发明的充放电控制系统中各部分的具体设置如下:
[0039]双向DC-DC:本发明中的双向DC-DC与开关电源技术领域里常见的双向DC-DC开关电源没有本质区别，仅在常见的双向DC-DC上增加了模数转换器、直流转换单元以及数据和地址接口。其中，模数转换器与被测储能单元相连接，用于采集双向DC-DC输入和输出端的电压和电流，以及被测储能单元的电压、电流参数，并上报给能量存储控制器和相序控制单元。直流转换单元用于将母线的直流电压和电流转换为模数转换器、数据和地址接口需要的工作电压，直流转换单元可由工作电压较低的降压型转换器构成，例如Ti的工作电压为5V的TPS65051实现。数据和地址接口与能量存储控制器相连接。一方面用于相序控制单元对双向DC-DC是否在位的判断，实现相序控制单元对双向DC-DC工作状态开和关配置的功能。另一方面用于接收能量存储控制器的指令、与能量存储控制器进行指令交互、数据传输。除了上述功能外，双向DC-DC用于将母线的直流电压和电流转换为被测储能单元需要的工作电压和电流，或者将被测储能单元的电压转换为母线的工作电压，也即用于为被测储能单元提供充放电直流变换功能。
[0040]相序控制单元:采用数字信号处理器或嵌入式处理器，在其上设置有地址和数据接口电路，可以检测双向DC-DC的在位情况。相序控制单元用于接收能量存储控制器的指令，根据指令调整各双向DC-DC的工作状态是属于打开或关闭，以及处于打开的状态时是处于充电还是放电状态；同时，保证各双向DC-DC在相位上错开，从而确保系统中所有被测储能单元的充放电有序进行，达到动态平衡。双向DC-DC的状态包括充电状态、放电状态和或关闭状态。同时它也通过控制总线控制电荷泄放单元以及储能单元的工作状态。
[0041]储能单元，由一个或一组储能电容构成，用于稳定级联系统在充电或放电过程中带来的对总线电压的冲击，起到滤波平滑作用。
[0042]能量存储控制器:采用单片机或微控制器，在其上设置有地址和数据接口电路。用于控制双向DC-DC、储能单元和相序控制单元。具体是:能量存储控制器用于接收双向DC-DC上报的双向DC-DC输入端和输出端的电流和电压值，并由此判断在充放电过程中是否需要打开双向AC-DC，以向电网释放电荷，或者是系统经一定时间的充放电后，由于能量损耗是否需要给级联系统补充电荷，以维持系统在预设的电压和电流条件下充放电的动态平衡；同时，根据判断结果向相序控制单元发出指令以对双向DC-DC的状态做出控制。
[0043]电荷泄放单元:由一个或多个电阻类器件构成，用于在系统中作为负载吸收多余的电荷，避免多余的电荷向电网释放。
[0044]双向AC-DC:本发明中的双向AC-DC与开关电源技术领域里常见的开关电源没有本质区别，其区别仅仅在于其集成了数字接口功能，并连接在地址和数据总线上，能够接收能量存储控制器的指令，完成直流到交流和交流到直流的转换，是级联系统与电网进行能量交换的门户。
[0045]如图3所示，本发明的充放电控制方法具体包括如下步骤:
[0046]步骤1:系统上电；
[0047]步骤2:相序控制单元根据双向DC-DC的地址接口的地址信息检测每个双向DC-DC是否安装在位，如果双向DC-DC未安装在位(即其地址信息和安装前一致)，则关闭对应的双向DC-DC;如果至少一个在位，则相序控制单元向能量存储控制器发出指令；
[0048 ]步骤3:能量存储控制器根据接收到的指令，控制双向D C-D C对被测储能单元的电压进行采样，当被测储能单元的电压低于其自身工作要求时，表明被测储能单元此时需要进行充电，反之表明需要放电；能量存储控制器将各被测储能单元的状态告知相序控制单元，相序控制单元根据各被测储能单元的状态来对各双向DC-DC的工作状态进行设置:如果被测储能单元需要进行充电，则根据被测储能单元的要求设置其对应的双向DC-DC的工作状态为充电状态，充电状态包括充电电流、充电电压;如果被测储能单元需要放电，则设置其对应的双向DC-DC的工作状态为放电状态，放电状态包括放电电流、放电电压；同时，相序控制单元还对所有双向DC-DC的之间的电压、电流的相位关系进行设定，以确保其开或关的状态和其它DC-DC不发生冲突；
[0049]步骤4:能量存储控制器实时采样监控母线电压和电流的大小，判断其电压是否满足要求，如果不符合要求，相序控制单元根据判断结果，在充放电过程中，调整处于充电状态的双向DC-DC数量以及处于放电状态的双向DC-DC数量直至符合要求;如果符合要求，执行步骤5。具体如下:
[0050]步骤41:能量存储控制器实时采样监控母线电压和电流的大小，如果母线电压比被测储能单元要求的对应值高，执行步骤4 2;如果母线电压比被测储能单元要求的对应值低，执行步骤45 ；如果母线电压符合被测储能单元要求，执行步骤5。
[0051 ]步骤42:判断各路处于充电状态的双向DC-DC对应的被测储能单元的电容总和是否不小于最小电容值，是则返回步骤41;否则，相序控制单元设置各路双向DC-DC的工作状态，使得处于充电状态的双向DC-DC充电电容总和不小于存储母线上减少的电荷所需要的最小电容值，然后执行步骤43。所述否则的具体操作如下:
[0052]由相序控制单元根据母线当前的电压和电流以及双向DC-DC的输入电流、输入电压、输出电压、输出电流、被测储能单元的耐压范围，估算需要打开的处于充电状态的双向DC-DC数量。为方便估算，以各被测储能单元的电容Co、耐压范围均相同为例进行说明。根据母线中损失的电荷数与被测单元中电容储存的电荷数相等，各双向DC-DC的效率、输入电压、输入电流、输出电压、输出电流分别相同。
[0053]设母线当前的电压为U1、电流为II;双向DC-DC的输出电压为U2、输出电流为12、输入电流为I1、效率为a;经过At时间后，母线的电压正常值Ut、电流为It，则母线由当前电流II经过时间At后，减少的电荷Qm为:
[0054]Qm=(Il-1t)X At(1)
[0055]双向DC-DC的效率公式为:
[0056]U2XI2/(UtxIl)=a(2)
[0057]当母线电压为U1时，被测储能单元初始的电压值为Uc1、当母线电压正常值Ut时，被测储能单元的电压为Uc2，电容C储存的电荷为Qc，则有如下关系式成立:
[0058]Qc = (Uc2-Ud)XC(3)
[0059]Uc2=U2(4)
[0000]根据母线减少的电荷数与被测储能单元存储的电荷数相等即Qm=Qc，由(1)-(4)，求出存储母线上减少的电荷所需要的最小电容值Cmin:[0061 ] Cmin=I2X Δ tX(Il-1t)/(UtXIlXa-UciXI2)(5)
[0062]式中，Ut、It、At、a都是已知量，其它电压和电流的值都通过双向DC-DC中的模数转换器采集得到;为了计算最小电容值Cmin，其工作电压U2取电容最大耐压值。
[0063]相序控制单元打开至少η个双向DC-DC向其对应的被测储能单元充电(即设置这些双向DC-DC处于充电状态)，进入步骤43;
[0064]n = Cmin/Co(6)
[0065]其中，Co为被测储能单元的电容值，各被测储能单元的电容均相等;Cmin为存储母线上减少的电荷所需要的的最小电容值。
[0066]步骤43:判断所有被测储能单元电容值的总和是否小于式(5)得到的最小电容值，如果不小于，则进入步骤42;如果小于，则说明所有在位的双向DC-DC即使全部处于充电状态，被测储能单元也无法完全吸收多余的电荷(即母线的电压不能有效降低)。此时，能量存储控制器监控母线电压并判断母线电压是否高于式7所示的安全电压，如果高于安全电压，相序控制单元通过控制总线控制电荷泄放单元泄放部分电荷来降低母线电压，直至母线电压到达安全电压Uh时，关闭电荷泄放单元，执行步骤44。对于电阻负载来说，多余的电荷转换为热能消耗从而降低母线电压。
[0067]根据能量守恒定律得到:CX(U『UT)X(UH-UT)/2 = NX3600/a，由此可得式7:
[0068]Uh = (Ux+7200 X N/ (a X C))1/2(7)
[0069]其中，(:为被测储能单元与储能单元的电容量总和;Uh为母线回馈电网的安全电压;UT为母线正常电压;N为要求节约的电能，单位:度;双向AC-DC的转换效率为a; 3600代表3600秒；
[0070]例如，电动汽车充放电设备在给电池组做放电实验时，Ut为540V，要求节能100度电，对于电池组和充放电设备的输出电容等效的总电容为0.8f，双向AC-DC的效率为0.9，则根据(7)式，可计算出:
[0071]Uh= (U...