[发明专利]充电系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及电力系统技术领域，尤其涉及充电系统及其控制方法。

背景技术

随着电动汽车等类似用电设备的快速发展，为其提供电能的充电桩也随之需求迫切。为满足电动汽车等类似用电设备的充电需求，需要建设大量的大功率充电桩。

然而充电桩的建设受到城市建设及电网的限制，一方面大功率充电桩造成电网的峰值功率大幅度增加，需要电网线路的改造，另一方面充电桩间断的使用造成对电网的冲击，降低电网电能质量。在现有城市建设和电网的限制下，为充分满足对充电桩的使用需求，人们提出了一些使用储能装置与充电机相结合的方法。使用储能装置在用电低峰期存储能量，用电高峰期释放能量，降低了电网的峰值功率也减缓了充电桩间断的使用对电网的冲击。因此，可以在电网线路不需要大幅改造的情况下，实现充电桩的建设。

在现有技术中，储能装置与直流母线之间的双向DC/DC变换器不仅增加了成本，也会导致对储能装置充放电的控制过程过于复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的至少一个目的在于通过简化充电系统的结构，降低硬件成本，简化对储能装置充放电的控制过程。

根据本发明的一方面，提供一种充电系统，包括：AC/DC变换器，包括输入端和输出端，所述AC/DC变换器的输入端接收交流电，输出端与直流母线连接，以提供直流输出电压；至少一个充电机，与所述直流母线连接，用于为外部设备充电；以及储能装置，与所述直流母线连接，用于在充电状态下存储电能和在供电状态提供电能，其中，所述AC/DC变换器控制所述储能装置的充电状态和供电状态的切换。

优选地，所述AC/DC变换器通过改变直流输出电压来控制所述储能装置的充电状态和供电状态。

优选地，所述AC/DC变换器的最大输出功率设置为小于等于电网可用功率和自身的额定功率中的任一个，所述电网可用功率根据电网的配电容量和昼夜负荷差异来确定。

优选地，在所述AC/DC变换器的最大输出功率大于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述AC/DC变换器向所述至少一个充电机供电以及向所述储能装置充电，在所述AC/DC变换器的最大输出功率小于等于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述AC/DC变换器和所述储能装置一起向所述至少一个充电机供电。

优选地，所述充电系统根据供电能力进行所述至少一个充电机的动态功率分配，所述供电能力为所述AC/DC变换器的最大输出功率和所述储能装置在供电状态的最大输出功率之和。

优选地，所述充电系统仅向所述至少一个充电机中处于工作状态的充电机分配功率。

优选地，在所述供电能力小于所述至少一个充电机的充电功率之和时，所述至少一个充电机的充电功率分别受到限制。

优选地，在受到限制的情形下，所述充电系统平均分配所述至少一个充电机的充电功率。

优选地，所述储能装置包括：储能管理模块，用于执行以下动作中的至少一种：监测所述储能装置的储能状态、充放电状态和绝缘状态；控制所述储能装置上电、下电；诊断所述储能装置的故障；以及经由通信总线与所述AC/DC变换器、所述至少一个充电机和连接于所述通信总线的远程终端中的一个或多个进行通信。

优选地，所述充电系统还包括：预充电电路，连接在所述直流母线和所述储能装置之间，用于在储能装置上电过程中预充电。

优选地，所述充电系统还包括：远程终端，经由通信总线与所述AC/DC变换器、所述至少一个充电机和所述储能装置连接，用于实现彼此之间的通信以及外部通信，所述外部通信用于监控所述充电系统。

优选地，所述通信总线包括以下之一：RS485总线、CAN总线和以太网总线。

优选地，所述储能装置包括以下至少之一：锂电池、铅酸电池和超级电容。

优选地，所述至少一个充电机分别为选自以下充电机中的任一种：直流充电机和交流充电机。

优选地，所述外部设备包括选自电动汽车、电动自行车、电动滑板车、电动工具、笔记本电脑、手机中的至少一种。

根据本发明的另一方面，提供一种用于充电系统的控制方法，包括：将交流电变换为直流电；采用所述直流电，在储能装置中存储电能；采用所述直流电和所述储能装置的电能至少之一为外部设备充电；其中，所述储能装置在充电状态下存储电能，在供电状态下提供电能，所述直流电的输出电压用于控制所述储能装置的充电状态和供电状态的切换。