[发明专利]基于双向能量缓存的充电桩功率提升系统及方法

权利要求书

1.一种基于双向能量缓存的充电桩功率提升系统，其特征在于：

在交流慢充桩相连有提供交流电源的慢充接口，所述慢充接口连接有AC/DC变换器；

所述AC/DC变换器通过直流母线连接有第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器；其中，所述AC/DC变换器用于为所述直流母线提供电能；

所述第一DC/DC变换器连接有能量缓存控制器，所述电能通过所述第一DC/DC变换器在所述直流母线和所述能量缓存控制器间双向流动；

所述第二DC/DC变换器连接直流快充接口，所述第二DC/DC变换器用于将由直流母线提供的电能转换为直流快充标准电压，通过所述直流快充接口为电动汽车充电；

所述能量缓存控制器连接有多个可移动储能装置，所述能量缓存控制器用于通过优化各个MOSFET开关管的开关状态实现所有可移动储能装置的最优拓扑连接；能量缓存控制器内通过动态控制MOSFET开关的断开和闭合实现多个可移动储能装置的连接拓扑的改变，实现不同移动储能装置串联或并联方式的改变；

所述可移动储能装置可根据各个充电桩的使用情况进行移动调度，实现能量的流动；

所述能量缓存控制器控制所述MOSFET开关管的最优开关状态同时满足条件一、条件二和条件三；其中，

条件一：能量缓存控制器下的所有可移动储能装置的总电量E大于负载消耗电量E₀的α倍，其中α为能量缓存的电量冗余系数；

条件二：能量缓存控制器下的所有可移动储能装置的总电压V大于充电桩功率提升系统直流母线电压V₀的β倍，其中β为能量缓存的电压冗余系数；

条件三：能量缓存控制器下的所有可移动储能装置的总最大放电功率P大于充电桩负载消耗功率P₀的γ倍，其中γ为能量缓存的功率冗余系数。

2.一种利用如权利要求1所述的基于双向能量缓存的充电桩功率提升系统的充电桩功率提升方法，其特征在于，包括如下流程步骤：

步骤S110：确定所有可移动储能装置的大于负载消耗电量E₀的α倍的总电量E；其中，α为能量缓存的电量冗余系数；

步骤S120：确定所有可移动储能装置的大于直流母线电压V₀的β倍的总电压V；其中，β为能量缓存的电压冗余系数；

步骤S130：确定所有可移动储能装置的大于负载消耗功率P₀的γ倍的总最大放电功率P；其中，γ为能量缓存的功率冗余系数；

步骤S140：根据E、V和P，结合非线性优化算法求解各个MOSFET开关管的最优开关状态，实现各个可移动储能装置连接拓扑的动态改变。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S110中，所述总电量E满足：

其中，SOC_i为第i个可移动储能装置的电池荷电状态，C_i为第i个可移动储能装置的电池容量，U为当前充电桩中所有可移动储能装置的集合。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述α的取值范围为1.2-1.5。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S120中，所述总电压V满足：

其中，V_i为第i个可移动储能装置的开路电压。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述β的取值范围为2-3。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S130中，所述总最大放电功率P满足：

其中，P_i为第i个可移动储能装置的最大放电功率。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述γ的取值范围为2-5。