[发明专利]一种充电桩系统

说明书

本发明实施例提供一种充电桩系统，包括：系统输入母线、多个充电桩模块组、功率分配单元以及与所述多个充电桩模块组对应的多个充电终端；所述系统输入母线与所述多个充电桩模块组的输入端连接，所述多个充电桩模块组的输出端通过所述功率分配单元与所述多个充电终端的输入端连接；所述功率分配单元包括第一开关组、第二开关组、第三开关组和控制器，每一个所述开关组均包括多个开关器件；所述控制器用于对所述多个开关器件进行控制，以通过所述多个开关器件的组合将所述多个充电桩模块组以串联或并联的方式柔性配置给功率需求大于对应的充电桩模块组的充电终端。所述充电桩系统可以有效增大输出到各充电终端的输出电压、电流范围。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种充电桩系统。

背景技术

充电桩系统用于将电网(包含微电网)的电能转化成不同电压电流等级的直流电，进而通过充电连接装置给电动汽车的电池直接进行充电。如图1所示，典型的直流充电桩系统通常包括输入母线、系统控制单元，充电模块，输出直流母线，充电终端等组成部分。其中，输入母线用于将输入电源接入到充电模块，充电模块用于将母线输入的电能转化成电动车所需规格的直流电，再通过输出直流母线、充电终端给电动汽车电池进行充电。

由于电动车的应用场景非常繁多，对电池容量的需求也是大小不一，所以导致电动车的充电电压不尽相同，充电电流的需求范围也非常宽。目前来说，乘用车的电池额定电压一般为150～500V，大巴一般为400～700V；而随着电池及充电技术的发展，电动汽车电池容量会越来越大，充电速率也越来越高。为提高充电功率，只能提高充电电流或者充电电压，而由于充电电流的提高受限于充电电缆的载流能力，所以通过提高充电电压来提高充电速率也是业界公认的发展方向，目前已经有少数电动车的电压达到800～1000V。

图2是目前常见充电模块类型中输出功率特性最优的750V/15kW充电桩模块的输出特性图，由图2可看出，即使是最优输出功率特性的充电桩模块仍无法在全电压范围输出恒功率。充电桩通常由多个模块并联组成，例如，一个额定750V/60kW的充电桩(由4个具有图2输出特性的模块并联组成)在输出300V充电时，最大功率只有30kW，如果该充电桩要具有足够的功率为一辆充电电压300V充电电流200A的电动车充电，实际需要的充电功率为60kW，充电桩的额定功率却需要设计成120kW，才能保证系统在300V输出时能够输出200A电流，这样就会造成充电能力的浪费。因此，这种充电桩很难去适应不同充电电压、充电电流需求的电动车。

发明内容

本发明实施例提供一种充电桩系统，以实现对充电桩系统的输出电压和输出电流范围的灵活配置，满足不同负载的充电需求。

本发明实施例第一方面提供一种充电桩系统，包括：系统输入母线、多个充电桩模块组、功率分配单元以及与所述多个充电桩模块组对应的多个充电终端；所述系统输入母线与所述多个充电桩模块组的输入端连接，所述多个充电桩模块组的输出端通过所述功率分配单元与所述多个充电终端的输入端连接；所述功率分配单元包括第一开关组、第二开关组、第三开关组和控制器，每一个所述开关组均包括多个开关器件；所述第一开关组中的开关器件连接于所述多个充电桩模块组的输出端之间，用于将所述多个充电桩模块组中的至少两个空闲的充电桩模块组配置为串联或并联输出，所述第二开关组中的一个开关器件将所述多个充电桩模块组的输出端与对应的充电终端的输入端分别连接，所述第三开关组中的开关器件连接于所述多个充电终端的输入端之间，所述第二开关组和所述第三开关组用于导通所述串联或并联输出的充电桩模块组与任意一个所述充电终端的输入端之间的连接；

所述控制器与所述第一开关组、所述第二开关组和所述第三开关组分别电性连接，用于在所述多个充电终端中任意一个充电终端的功率需求大于对应的充电桩模块组的输出功率的情形下，对所述第一开关组、所述第二开关组和所述第三开关组中的多个开关器件进行控制，以通过将所述多个充电桩模块组中的至少两个空闲的充电桩模块组以串联或并联输出的方式配置给所述功率需求大于对应的充电桩模块组的充电终端。