一种充电系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着电动汽车的广泛应用，充电桩得到了快速发展。
3.目前，通过交流电网为充电桩供电，充电桩将交流电转换后为电动汽车充电。但是，当交流电网为多个充电桩供电时，交流电网输出至一台充电桩的功率较低，无法满足电动汽车的充电需求。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种充电系统及其控制方法，以解决交流电网为充电桩提供功率不足，无法满足电动汽车充电需求的问题。
5.根据本发明的一方面，提供了一种充电系统，充电系统包括：至少两个充电装置和控制装置；所述充电装置包括第一充电模块、第二充电模块、第一开关和第二开关；
6.所述第一充电模块的输入端连接交流电网，所述第一充电模块的输出端通过所述第一开关与负载连接；
7.所述第二充电模块的输入端连接直流电网，所述第二充电模块的输出端通过所述第二开关与所述负载连接；
8.所述控制装置与所述第一开关的控制端连接，所述控制装置用于在第一预设时间控制所述第一开关闭合，并在第二预设时间控制所述第一开关断开，以控制所述交流电网在谷电价时为所述负载充电；
9.所述控制装置与所述第二开关的控制端连接，所述控制装置用于在所述交流电网的输出功率小于目标功率，或在所述第一开关断开时，控制所述第二开关闭合，以控制所述直流电网为所述负载充电。
10.可选地，所述充电装置还包括第三开关和储能模块；
11.所述交流电网通过所述第三开关与所述储能模块的输入端电连接；
12.所述控制装置与所述第三开关的控制端连接，所述控制装置用于在所述交流电网的输出功率大于所述目标功率时，控制所述第三开关闭合，以使所述交流电网为所述储能模块充电。
13.可选地，所述充电装置还包括第四开关；
14.所述储能模块的输出端通过所述第四开关与所述直流电网电连接；
15.所述控制装置与所述第四开关的控制端连接，所述控制装置用于在所述交流电网的输出功率小于目标功率，或在所述第一开关断开时，控制所述第四开关闭合，以使所述储能模块通过所述直流电网为所述负载供电。
16.可选地，所述充电系统还包括至少一个移动充电装置，所述移动充电装置包括第五开关和动力电池；
17.所述动力电池通过所述第五开关与所述直流电网电连接，所述控制装置与所述第五开关的控制端连接，所述控制装置用于控制空闲的移动充电装置中的所述第五开关闭合，以使空闲的移动充电装置通过所述直流电网为使用中的充电装置补电。
18.可选地，所述第一充电模块为交流输入充电模块；所述第二充电模块为直流输入充电模块。
19.可选地，所述第一充电模块为交流直流双输入充电模块，所述第二充电模块为交流直流双输入充电模块；
20.所述第一充电模块复用为所述第二充电模块。
21.可选地，所述充电装置还包括检测模块；
22.所述检测模块的第一端与所述交流电网电连接，所述检测模块的第二端与所述控制装置连接，所述检测模块用于获取所述交流电网的参数信息，所述控制装置用于根据所述参数信息确定所述交流电网的输出功率。
23.根据本发明的另一方面，提供了一种充电系统的控制方法，充电系统的控制方法用于控制本发明任一实施例所述的充电系统；所述充电系统包括：至少两个充电装置和控制装置；所述充电装置包括第一充电模块、第二充电模块、第一开关和第二开关；所述第一充电模块的输入端连接交流电网，所述第一充电模块的输出端通过所述第一开关与负载连接；所述第二充电模块的输入端连接直流电网，所述第二充电模块的输出端通过所述第二开关与所述负载连接；所述控制装置与所述第一开关的控制端连接，所述控制装置与所述第二开关的控制端连接；
24.所述控制方法包括：
25.在第一预设时间控制所述第一开关闭合，并在第二预设时间控制所述第一开关断开，以控制所述交流电网在谷电价时为所述负载充电；
26.在所述交流电网的输出功率小于目标功率，或在所述第一开关断开时，控制所述第二开关闭合，以控制所述直流电网为所述负载充电。
27.可选地，所述充电装置还包括第三开关和储能模块；所述交流电网通过所述第三开关与所述储能模块的输入端电连接；所述控制装置与所述第三开关的控制端连接；
28.所述控制方法还包括：
29.在所述交流电网的输出功率大于所述目标功率时，控制所述第三开关闭合，以使所述交流电网为所述储能模块充电。
30.可选地，所述充电装置还包括第五开关和动力电池；所述动力电池通过所述第五开关与所述直流电网电连接，所述控制装置与所述第五开关的控制端连接；
31.所述控制方法还包括：
32.控制空闲的移动充电装置中的所述第五开关闭合，以使空闲的移动充电装置通过所述直流电网为使用中的充电装置补电。
33.本发明实施例的技术方案，通过设置直流电网与第二充电模块，当交流电网的输出功率小于负载所需的目标功率时，控制装置控制直流电网通过第二充电模块为负载充电，即交流电网和直流电网一起为负载充电，使得交流电网的输出功率小于目标功率时，通过直流电网进行补电，可以满足负载的充电需求，还可以提高为负载充电的速度，减小充电时间，提高充电效率。并且，控制装置控制交流电网在第一预设时间为负载充电，即交流电
网在谷电价时间为负载充电；在第二预设时间，即不在谷电价时间时，控制直流电网为负载充电，可以减小充电成本，提升用户体验。本发明实施例的技术方案解决了交流电网为充电桩提供功率不足，无法满足电动汽车充电需求的问题，达到了满足负载的充电需求的效果，还提高了为负载充电的速度，减小充电时间，提高了充电效率；还实现了减小充电成本，提升用户体验的效果。
34.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本发明实施例提供的一种充电系统的结构示意图；
37.图2是本发明实施例提供的又一种充电系统的结构示意图；
38.图3是本发明实施例提供的又一种充电系统的结构示意图；
39.图4是本发明实施例提供的一种充电系统的控制方法的流程图；
40.图5是本发明实施例提供的又一种充电系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
41.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
42.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
43.图1是本发明实施例提供的一种充电系统的结构示意图，参考图1，充电系统包括：至少一个充电装置100和控制装置200；充电装置100包括至少一个第一充电模块101、至少一个第二充电模块102、至少一个第一开关103和至少一个第二开关104；第一充电模块101的输入端连接交流电网l1，第一充电模块101的输出端通过第一开关103与负载300连接；第二充电模块102的输入端连接直流电网l2，第二充电模块102的输出端通过第二开关104与负载300连接；控制装置200与第一开关103的控制端连接，控制装置200用于在第一预设时间控制第一开关103闭合，并在第二预设时间控制第一开关103断开，以控制交流电网l1在
谷电价时为负载300充电；控制装置200与第二开关104的控制端连接，控制装置200用于在交流电网l1的输出功率小于目标功率，或在第一开关103断开时，控制第二开关104闭合，以控制直流电网l2为负载300充电。
44.其中，充电装置100例如为充电桩，控制装置200为充电桩的主控系统，可以与充电桩进行通信，也可以与负载300进行通信；负载300例如为电动汽车，也可以为电动自行车，也可以为其他待供电设备。
45.具体地，当负载300需要充电时，如果当前时间处于第一预设时间，第一预设时间例如为谷电价时间，则控制装置200控制第一开关103闭合，交流电网l1通过第一充电模块101为负载供电；控制装置200与负载300通信可以获知负载充电所需的目标功率，控制装置200与充电装置100通信，可以获知交流电网l1的输出功率；当交流电网l1的输出功率小于负载300所需的目标功率时，控制装置200控制第二开关104闭合，直流电网l2通过第二充电模块102为负载300充电，即交流电网l1和直流电网l2一起为负载300充电，使得交流电网l1的输出功率小于目标功率时，通过直流电网l2进行补电，从而满足负载300的充电需求，从而可以提高为负载300充电的速度，减小充电时间，提高充电效率。并且，当负载300需要充电时，如果当前时间处于第二预设时间，即不在谷电价时间，则控制装置200控制第一开关103断开，控制第二开关104闭合，直流电网l2通过第二充电模块102为负载300充电，可以减小充电成本，提升用户体验。
46.需要说明的是，图1中的负载300可以是不同的负载，图1中只示出了每个充电模块单独连接负载300的情况，但并不进行限定。
47.本实施例的技术方案，通过设置直流电网与第二充电模块，当交流电网的输出功率小于负载所需的目标功率时，控制装置控制直流电网通过第二充电模块为负载充电，即交流电网和直流电网一起为负载充电，使得交流电网的输出功率小于目标功率时，通过直流电网进行补电，可以满足负载的充电需求，还可以提高为负载充电的速度，减小充电时间，提高充电效率。并且，控制装置控制交流电网在第一预设时间为负载充电，即交流电网在谷电价时间为负载充电；在第二预设时间，即不在谷电价时间时，控制直流电网为负载充电，可以减小充电成本，提升用户体验。本实施例的技术方案解决了交流电网为充电桩提供功率不足，无法满足电动汽车充电需求的问题，达到了满足负载的充电需求的效果，还提高了为负载充电的速度，减小充电时间，提高了充电效率；还实现了减小充电成本，提升用户体验的效果。
48.图2是本发明实施例提供的又一种充电系统的结构示意图，可选地，参考图2，充电装置100还包括至少一个第一充电枪410和至少一个第二充电枪420；第一开关103通过第一充电枪410与负载300连接，第二开关104通过第二充电枪420与负载300连接；可选地，参考图2，充电装置100还包括至少一个第一连接开关431、至少一个第二连接开关432和至少一个第三连接开关433；相邻的两个第一开关103通过第一连接开关431连接，相邻的两个第二开关104通过第二连接开关432连接，相邻的第一开关103与第二开关104通过第三连接开关433连接。
49.具体地，当负载300连接第一充电枪410时，如果当前时间处于第一预设时间，控制装置200控制第一开关103闭合，交流电网l1输出电压至第一充电模块101，第一充电模块101通过第一充电枪410为负载300充电；交流电网l1输出功率小于目标功率时，控制装置
200控制第二开关104和第三连接开关433闭合；直流电网l2输出电压至第二充电模块102，第二充电模块102通过第二开关104和第三连接开关433输出电压至第一充电枪410，则交流电网l1和直流电网l2一起通过第一充电枪410为负载300充电。
50.当负载300连接第二充电枪420时，如果当前时间处于第一预设时间，控制装置200控制第一开关103和第三连接开关433闭合，交流电网l1输出电压至第一充电模块101，第一充电模块101通过第一开关103和第三连接开关433输出电压至第二充电枪420，第一充电模块101通过第二充电枪420为负载300充电；交流电网l1输出功率小于目标功率时，控制装置200控制第二开关1040闭合；直流电网l2输出电压至第二充电模块102，第二充电模块102通过第二开关104输出电压至第二充电枪420，则交流电网l1和直流电网l2一起通过第二充电枪420为负载300充电。
51.示例性的，当需要多个第一充电模块101为一个充电枪供电时，控制装置200控制多个第一充电模块101之间的第一连接开关431闭合；当需要多个第二充电模块102为一个充电枪供电时，控制装置200控制多个第二充电模块102之间的第二连接开关432闭合。
52.可选地，参考图2，充电装置100还包括第三开关105和储能模块106；交流电网l1通过第三开关105与储能模块106的输入端电连接；控制装置200与第三开关105的控制端连接，控制装置200用于在交流电网l1的输出功率大于目标功率时，控制第三开关105闭合，以使交流电网l1为储能模块106充电。
53.具体地，当交流电网l1的输出功率大于目标功率时，控制交流电网l1为储能模块106充电，储能模块106可以存储电能，从而可以存储交流电网l1多余的能量，实现了节能的效果；在交流电网l1输出功率不足，或交流电网l1故障时，可以控制储能模块106为负载300充电，从而保证对负载300正常充电。
54.需要说明的是，在其他一些实施方式中，也可以通过其他供电设备为储能模块106充电。
55.可选地，参考图2，充电装置100还包括第四开关107；储能模块106的输出端通过第四开关107与直流电网l2电连接；控制装置200与第四开关107的控制端连接，控制装置200用于在交流电网l1的输出功率小于目标功率，或在第一开关103断开时，控制第四开关107闭合，以使储能模块106通过直流电网l1为负载300供电。
56.具体地，当交流电网l1的输出功率小于目标功率时，控制储能模块106为直流电网l1放电，使得储能模块106通过直流电网l1为负载300供电，交流电网l1和直流电网l2一起为负载300充电，使得交流电网l1的输出功率小于目标功率时，通过直流电网l2进行补电，从而可以提高为负载300充电的速度，减小充电时间，提高充电效率。在第一开关103断开时，控制储能模块106为直流电网l1放电，使得储能模块106通过直流电网l1为负载300供电，实现了节能、节约成本的效果。
57.需要说明的是，直流电网l2的电可以来源于供电站，也可以来源于储能模块106，控制装置200与储能模块106连接，可以获取储能模块106的电量；当储能模块106的电量大于或等于预设电量时，可以控制储能模块106通过直流电网l1为负载300供电；当储能模块106的电量小于预设电量时，控制直流电网l2从供电站取电。
58.可选地，参考图2，充电系统还包括至少一个移动充电装置400，移动充电装置包括第五开关108和动力电池109；动力电池109通过第五开关108与直流电网l2电连接，控制装
置200与第五开关108的控制端连接，控制装置200用于控制空闲的移动充电装置400中的第五开关108闭合，以使空闲的移动充电装置400通过直流电网l2为使用中的充电装置100补电。
59.具体地，移动充电装置400例如为移动充电桩，移动充电桩可以移动；移动充电桩可以为负载供电，也可以在空闲时为其他充电装置100进行补电。当移动充电桩空闲，且有充电装置100在使用时，如果控制装置200判断使用中的充电装置100的交流电网l2输出功率小于负载300的目标功率，控制装置200控制空闲的移动充电装置400中的第五开关108闭合，并控制空闲的移动充电装置400移动至使用中的充电装置100附近，则空闲的移动充电装置400的动力电池109向直流电网l2供电，使得空闲的移动充电装置400通过直流电网l2为使用中的充电装置100补电，从而满足负载300的充电需求，从而可以提高为负载300充电的速度，减小充电时间，提高充电效率。
60.可选地，参考图2，第一充电模块101为交流输入充电模块；第二充电模块102为直流输入充电模块。
61.具体地，第一充电模块101为交流输入充电模块，第一充电模块101的输出可以为交流输出，也可以为直流输出；第二充电模块102为直流输入充电模块，可以为交流输出，也可以为直流输出。
62.图3是本发明实施例提供的又一种充电系统的结构示意图，可选地，参考图3，第一充电模块101为交流直流双输入充电模块，第二充电模块102为交流直流双输入充电模块；第一充电模块101复用为第二充电模块102。
63.具体地，第一充电模块101和第二充电模块102均为交流直流双输入充电模块，交流直流双输入充电模块的输出可以为交流输出，也可以为直流输出。当第一充电模块101和第二充电模块102均为交流直流双输入充电模块时，第一充电模块101复用为第二充电模块102，可以减少充电模块的数量，降低成本。
64.可选地，参考图2和图3，充电装置100还包括检测模块110；检测模块110的第一端与交流电网l1电连接，检测模块110的第二端与控制装置200连接，检测模块110用于获取交流电网l1的参数信息，控制装置200用于根据参数信息确定交流电网l1的输出功率。
65.具体地，参数信息例如包括电压信息和电流信息，则控制装置200可以根据电压信息和电流信息计算交流电网l1的输出功率，从而可以判断交流电网l1的输出功率是否满足负载300的充电需求。
66.可选地，参考图2和图3，充电装置100还包括第六开关120和第七开关130；第一充电模块101的输入端通过第六开关120与交流电网l1电连接；第二充电模块102的输入端通过第七开关130与直流电网l2电连接；控制装置200与第六开关120的控制端连接，控制装置200与第七开关130的控制端连接。
67.具体地，通过设置第六开关120和第七开关130，当需要交流电网l1为负载300充电时，控制装置200控制第六开关120闭合；当不需要交流电网l1为负载300充电时，控制装置200控制第六开关120断开。当需要直流电网l2为负载300充电时，控制装置200控制第七开关130闭合；当不需要直流电网l2为负载300充电时，控制装置200控制第七开关断开。
68.示例性的，当负载300需要充电时，如果当前时间处于第一预设时间，第一预设时间例如为谷电价时间，则控制装置200控制第一开关103和六开关120闭合，交流电网l1通过
第一充电模块101为负载供电；当交流电网l1的输出功率小于负载300所需的目标功率时，控制装置200控制第二开关104和第七开关130闭合，直流电网l2通过第二充电模块102为负载300充电，即交流电网l1和直流电网l2一起为负载300充电，使得交流电网l1的输出功率小于目标功率时，通过直流电网l2进行补电，从而满足负载300的充电需求，从而可以提高为负载300充电的速度，减小充电时间，提高充电效率。当负载300需要充电时，如果当前时间处于第二预设时间，即不在谷电价时间，则控制装置200控制第一开关103和六开关120断开，控制第二开关104和第七开关130闭合，直流电网l2通过第二充电模块102为负载300充电，可以减小充电成本，提升用户体验。
69.需要说明的是，参考图2和图3，控制装置200与各个开关之间的连接表示控制装置200可以对各个开关进行控制，并不表示控制装置200通过一条线连接多个开关。
70.图4是本发明实施例提供的一种充电系统的控制方法的流程图，充电系统的控制方法用于控制本发明任意实施例提供的充电系统；参考图1和图4，充电系统的控制方法包括：
71.s401、在第一预设时间控制第一开关闭合，并在第二预设时间控制第一开关断开，以控制交流电网在谷电价时为负载充电。
72.具体地，当负载300需要充电时，如果当前时间处于第一预设时间，第一预设时间例如为谷电价时间，则控制装置200控制第一开关103闭合，交流电网l1通过第一充电模块101为负载供电；当负载300需要充电时，如果当前时间处于第二预设时间，即不在谷电价时间，则控制装置200控制第一开关103断开，使得交流电网l1在谷电价时为负载300充电，可以减小充电成本，提升用户体验。
73.s402、在交流电网的输出功率小于目标功率，或在第一开关断开时，控制第二开关闭合，以控制直流电网为负载充电。
74.具体地，控制装置200与负载300通信可以获知负载充电所需的目标功率，控制装置200与充电装置100通信，可以获知交流电网l1的输出功率；当交流电网l1的输出功率小于负载300所需的目标功率时，控制装置200控制第二开关104闭合，直流电网l2通过第二充电模块102为负载300充电，即交流电网l1和直流电网l2一起为负载300充电，使得交流电网l1的输出功率小于目标功率时，通过直流电网l2进行补电，从而满足负载300的充电需求，从而可以提高为负载300充电的速度，减小充电时间，提高充电效率。并且，当负载300需要充电时，如果当前时间处于第二预设时间，即不在谷电价时间，则控制装置200控制第一开关103断开，控制第二开关104闭合，直流电网l2通过第二充电模块102为负载300充电，可以减小充电成本，提升用户体验。
75.图5是本发明实施例提供的又一种充电系统的控制方法的流程图，参考图2和图5，充电系统的控制方法包括：
76.s501、在第一预设时间控制第一开关闭合，并在第二预设时间控制第一开关断开，以控制交流电网在谷电价时为负载充电。
77.s502、在交流电网的输出功率小于目标功率，或在第一开关断开时，控制第二开关闭合，以控制直流电网为负载充电。
78.s503、在交流电网的输出功率大于目标功率时，控制第三开关闭合，以使交流电网为储能模块充电。
79.具体地，当交流电网l1的输出功率大于目标功率时，控制交流电网l1为储能模块106充电，储能模块106可以存储电能，从而可以存储交流电网l1多余的能量，实现了节能的效果；在交流电网l1输出功率不足，或交流电网l1故障时，可以控制储能模块106为负载300充电，从而保证对负载300正常充电。
80.s504、在交流电网的输出功率小于目标功率，或在第一开关断开时，控制第四开关闭合，以使储能模块通过直流电网为负载供电。
81.具体地，当交流电网l1的输出功率小于目标功率时，控制储能模块106为直流电网l1放电，使得储能模块106通过直流电网l1为负载300供电，交流电网l1和直流电网l2一起为负载300充电，使得交流电网l1的输出功率小于目标功率时，通过直流电网l2进行补电，从而可以提高为负载300充电的速度，减小充电时间，提高充电效率。在第一开关103断开时，控制储能模块106为直流电网l1放电，使得储能模块106通过直流电网l1为负载300供电，实现了节能、节约成本的效果。
82.s505、控制空闲的移动充电装置中的第五开关闭合，以使空闲的移动充电装置通过直流电网为使用中的充电装置补电。
83.具体地，移动充电装置400例如为移动充电桩，移动充电桩可以移动；移动充电桩可以为负载供电，也可以在空闲时为其他充电装置100进行补电。当移动充电桩空闲，且有充电装置100在使用时，如果控制装置200判断使用中的充电装置100的交流电网l2输出功率小于负载300的目标功率，控制装置200控制空闲的移动充电装置400中的第五开关108闭合，并控制空闲的移动充电装置400移动至使用中的充电装置100附近，则空闲的移动充电装置400的动力电池109向直流电网l2供电，使得空闲的移动充电装置400通过直流电网l2为使用中的充电装置100补电，从而满足负载300的充电需求，从而可以提高为负载300充电的速度，减小充电时间，提高充电效率。
84.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
85.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。