[发明专利]一种充电桩、充电系统和充电方法

说明书

提供了一种充电桩、充电系统和充电方法，该充电桩包括：N个充电支路，每个充电支路包括：充电枪、用于为充电枪供电的电源模块和连接于充电枪和电源模块之间的支路内开关；K个充电控制器，每个充电控制器连接于至少一个支路内开关，每个充电控制器用于控制所连接的至少一个支路内开关的导通与断开，N≥K≥1，N、K为整数；M个接口，用于连接除该充电桩以外的一个或多个充电桩，N≥M≥1，M为整数；接口开关，用于连接M个接口中的每两个接口；N个充电支路中的每个充电支路通过外接开关连接于M个接口中的一个。通过控制不同位置的开关的通断，实现充电系统的功率的灵活共享。

技术领域

本申请涉及新能源汽车领域，更为具体地，涉及一种充电桩、充电系统和充电方法。

背景技术

随着国家大力扶持新能源汽车行业发展，新能源车的产销量越来越高。大部分新能源车为纯电动汽车(battery electric vehicle，BEV)和插电式混合动力汽车(plug-inhybrid electric vehicle，PHEV)，搭载的电池包电量普遍在40千瓦时至100千瓦时的范围。市面常见的交流慢充方式的功率为3千瓦至11千瓦，远远满足不了车主快速充电的需求，所以需要充电桩或充电堆提供大功率的直流充电。

以往建造的直流一体式充电桩无论是高压充电回路还是充电控制系统，充电桩与充电桩之间基本独立，所以无法实现充电桩与充电桩之间的功率共享，造成充电桩的高功率配比，非充电时间功率闲置。目前，一种能够提供功率柔性分配的充电桩通过“节点式”串联共享的方式，实现互联和功率共享。但这种充电桩只能实现相邻桩之间的功率共享，功率的共享不够灵活。

发明内容

本申请提供了一种充电桩、充电系统和充电方法，以期通过控制充电桩中不同位置的开关的闭合与断开，实现充电桩的功率的灵活共享。

第一方面，本申请提供了一种充电桩，该充电桩包括：N个充电支路，N个充电支路中的每个充电支路包括：充电枪、用于为充电枪供电的电源模块，以及连接于充电枪和电源模块之间的支路内开关；K个充电控制器，K个充电控制器中的每个充电控制器连接于至少一个支路内开关，每个充电控制器用于控制所连接的至少一个支路内开关的导通与断开，N≥K≥1，N、K为整数；M个接口，用于连接除充电桩以外的一个或多个充电桩，N≥M≥1，M为整数；接口开关，用于连接M个接口中的每两个接口的；其中，N个充电支路中的每个充电支路通过外接开关连接于M个接口中的一个接口。

基于上述设计，在充电桩内设置多个开关，这些开关可设置在充电桩中不同的位置，实现不同的功能，例如可以实现充电桩内的不同的充电支路的连通，还可以实现当前充电桩与其他充电桩的连通，等等。通过控制这些不同功能的开关的闭合与断开，使得充电桩内和充电桩之间可以形成不同的充电回路，从而可以当充电桩的某个充电支路中的充电枪接收到车辆的充电请求，但该充电支路的剩余功率小于车辆的需求功率时，通过控制充电桩不同位置的开关的闭合与断开，实现充电桩内或充电桩之间功率的灵活共享，进而满足车辆的充电需求。

结合第一方面，在某些可能的设计中，N≥2，且N个充电支路中的每两个充电支路之间通过支路间开关连接，且支路间开关受控于K个充电控制器中的一个。

基于上述设计，充电桩中可以包括至少两个充电支路，在该充电枪所连接的电源模块的功率小于车辆的需求功率，但该充电桩中其他充电支路中的电源模块处于空闲状态时，可以优先考虑该充电桩内的充电支路之间功率共享，通过控制相关的充电支路之间的支路间开关的闭合，可以导通该充电支路与其他充电支路之间的电路，使得其他充电支路中的电源模块与该充电支路中的电源模块可以同时为该充电枪供电，从而实现该充电桩内不同支路之间的功率共享，由此可以实现充电系统中各个充电桩内不同充电支路之间功率的灵活共享。

结合第一方面，在某些可能的设计中，N＝M。

也就是说，充电支路的数量与接口的数量相同。每个充电支路可连接于一个接口，以通过接口与外部的其他充电桩相连。

可选地，N＝M＝2。