充电设备和功率分配装置的制作方法

本技术涉及新能源，尤其涉及一种充电设备和功率分配装置。

背景技术：

1、随着新能源技术的快速发展，电动车辆的市场占有率率节节攀升，作为电动车辆的能量补充装置，充电桩的数量也在不断增加。当前市面上的电动车辆品牌众多，车型众多，导致不同的电动车辆的电池电量不相同，充电所需的电压电流的大小也不相同。为了保证车辆在充电时可以最大化地使用充电桩的功率，功率分配技术必不可少。

技术实现思路

1、本技术提供一种充电设备和功率分配装置，该充电设备不仅可以灵活地分配每个充电接口连接的功率模块的数量，同时需要的开关器件数量较少，可以大大减小充电设备的体积且降低成本。

2、第一方面，本技术实施例提供一种充电设备，充电设备包括m组并联功率模块、多个并联开关、第一开关矩阵、第二开关矩阵和多个充电接口，m为正整数且为2的倍数。其中，每组并联功率模块包括第一功率模块和第二功率模块，第一功率模块和第二功率模块的输出端之间连接有并联开关。第一开关矩阵包括m个输入端和m个输出端，第一开关矩阵的每个输入端用于与每组并联功率模块的第一功率模块一一对应连接，第二开关矩阵包括m个输入端和m个输出端，第二开关矩阵的每个输入端用于与每组并联功率模块的第二功率模块一一对应连接，第一开关矩阵的输出端和第二开关矩阵的输出端与充电接口一一对应连接，充电接口用于连接待充电设备。

3、基于这样的设置方式，在并联开关闭合时，并联功率模块中的第一功率模块和第二功率模块并联输出电能，第一开关矩阵的输入端或第二开关矩阵的输入端可以接收第一功率模块和第二功率模块输出的电能之和；在并联开关断开时，并联功率模块中的第一功率模块和第二功率模块分别输出电能，第一开关矩阵的输入端可以接收第一功率模块输出的电能，第二开关矩阵的输入端可以接收第二功率模块输出的电能，因此无需在第一开关矩阵和第二开关矩阵中分别设置并联开关，节省了至少一半开关的数量。而且，在并联开关断开时，第一开关矩阵接收第一功率模块输出的电能，第二开关矩阵接收来第二功率模块输出的电能，因此能够使第一开关矩阵的输入端和第二开关矩阵的输入端均能接收到功率模块输出的电能，从而使每个充电接口均能输出电能为待充电设备充电，增加了充电设备分配电能的灵活性，提高了用户体验。并且，第一开关矩阵的输入端的数量和第二开关矩阵的输入端的数量相同，第一开关矩阵的输出端的数量和第二开关矩阵的输出端的数量相同，可以使开关矩阵的设计归一化，降低充电设备装配的复杂度。比如，可以将第一开关矩阵和第二开关矩阵分别设置成两个矩阵，该两个矩阵的输入端和输出端数量相同，从而可以将两个矩阵的尺寸设置一致，在对充电设备进行装配时，可以降低装配难度，有利于充分利用充电设备内的空间。

4、在一种可能的实施方式中，m为大于2的整数且为2的倍数，充电设备包括第一功率单元和第二功率单元，第一功率单元和第二功率单元均包括n组并联功率模块，n*2＝m。第一开关矩阵的m个输入端包括n个第一输入端和n个第二输入端，第一输入端连接第一功率单元的第一功率模块，第二输入端连接第二功率单元的第一功率模块。其中，第一开关矩阵的m个输入端与第一开关矩阵的m个输出端之间一一对应连接，第一开关矩阵包括第一开关组件，n个第一输入端和n个第二输入端之间通过第一开关组件一一对应连接。

5、在一种可能的实施方式中，第二开关矩阵的m个输入端包括n个第三输入端和n个第四输入端，第三输入端连接第一功率单元的第二功率模块，第四输入端连接第二功率单元的第二功率模块。其中，第二开关矩阵的m个输入端与第二开关矩阵的m个输出端之间一一对应连接，第二开关矩阵包括第二开关组件，n个第三输入端和n个第四输入端通过第二开关组件一一对应连接。

6、通过这样的设置方式，第一方面，可以减少使用的开关的数量。假设每个功率模块的额定功率为60kw，当充电设备包括m组并联功率模块时，仅需通过2*m对开关即可使每个充电接口的最大输出功率为240kw；相同数量的输出端的情况下，若按照全矩阵的方案，则需要8*m对开关(每个输出端通过4对开关连接到4个功率模块上)才能使每个充电接口的最大输出功率为240kw。第二方面，本技术提供的技术方案可以将m个充电接口分为n组，每组充电接口连接不同的功率模组，这样当其中一组充电接口工作时，不会影响其他组的充电接口输出功率的大小，因此，在多个充电接口均连接了待充电设备时，增加了每个充电接口输出大功率电能的可能性，提高了充电接口输出功率的灵活性，改善了用户体验。

7、在一种可能的实施方式中，m为大于2的整数且为2的倍数，充电设备包括n个功率单元，每个功率单元包括2组并联功率模块，n*2＝m，不同的功率单元通过第一开关矩阵或第二开关矩阵连接不同的充电接口，其中，第一开关矩阵连接每个功率单元的输入端包括第一输入端和第二输入端，第一输入端和第二输入端连接第一开关矩阵的同一个输出端。

8、在一种可能的实施方式中，第一开关矩阵还包括第一开关组件，第一输入端直接连接第一开关矩阵的一个输出端，第二输入端通过第一开关组件连接第一开关矩阵的该一个输出端，且第一输入端通过第一开关组件连接第一开关矩阵的另一个输出端，第二输入端通过第一开关组件连接第一开关矩阵的该另一个输出端。

9、在一种可能的实施方式中，第二开关矩阵连接每个功率单元的输入端包括第三输入端和第四输入端，第三输入端和第四输入端连接第二开关矩阵的同一个输出端。

10、在一种可能的实施方式中，第二开关矩阵还包括第二开关组件，第三输入端直接连接第二开关矩阵的一个输出端，第四输入端通过第二开关组件连接第二开关矩阵的该一个输出端，且第三输入端通过第二开关组件连接第二开关矩阵的另一个输出端，第四输入端通过第二开关组件连接第二开关矩阵的该另一个输出端。

11、通过这样的设置方式，第一方面可以减少使用的开关的数量，例如，当充电设备包括m组并联功率模块时，仅需通过3*m对开关即可使每个充电接口的最大输出功率为240kw，若按照全矩阵的方案，则需要8*m对开关(每个充电接口通过4对开关连接到4个功率模块上)才能使每个充电接口的最大输出功率为240kw。第二方面，本技术提供的技术方案可以实现将m个充电接口分为n(n*2＝m)组，每组充电接口连接不同的功率模块，这样当其中一组充电接口工作时，不会影响其他组的充电接口输出功率的大小，因此，在多个充电接口均连接了待充电设备时，增加了每个充电接口输出大功率电能的可能性，提高了充电接口输出功率的灵活性，改善了用户体验。

12、第二方面，本技术实施例提供了一种功率分配装置，该功率分配装置包括多个并联开关、第一开关矩阵和第二开关矩阵，其中，每个并联开关用于连接两个功率模块的输出端，第一开关矩阵包括m个输入端和m个输出端，第一开关矩阵的每个输入端用于与每个并联开关连接的两个功率模块中的一个功率模块一一对应连接，m为正整数且为2的倍数。第二开关矩阵包括m个输入端和m个输出端，第二开关矩阵的每个输入端用于与每个并联连接开关连接的另外一个功率模块一一对应连接，第一开关矩阵的输出端和第二开关矩阵的输出端用于与充电接口一一对应连接，充电接口用于连接待充电设备。

13、在一种可能的实施方式中，m为大于2的整数且为2的倍数，第一开关矩阵的m个输入端包括n个第一输入端和n个第二输入端，n*2＝m，其中，第一开关矩阵的m个输入端与第一开关矩阵的m个输出端之间一一对应连接，第一开关矩阵包括第一开关组件，n个第一输入端与n个第二输入端之间通过第一开关组件一一对应连接。

14、在一种可能的实施方式中，第二开关矩阵的m个输入端包括n个第三输入端和n个第四输入端，其中，第二开关矩阵的m个输入端与第二开关矩阵的m个输出端之间一一对应连接，第二开关矩阵包括第二开关组件，n个第二输入端与n个第三输入端之间通过第二开关组件一一对应连接。

15、在一种可能的设置方式中，m为大于2的整数且为2的倍数，第一开关矩阵包括第一开关组件，第一开关矩阵的m个输入端中每两个输入端连接第一开关矩阵的同一个输出端，其中，第一开关矩阵的每两个输入端的其中一个输入端直接连接第一开关矩阵的一个输出端，第一开关矩阵的每两个输入端的另一个输入端通过第一开关组件连接第一开关矩阵的该一个输出端；且第一开关矩阵的每两个输入端的其中一个输入端通过第一开关组件连接第一开关矩阵的另一个输出端，第一开关矩阵的每两个输入端的另一个输入端直接连接第一开关矩阵的该另一个输出端。

16、在一种可能的实施方式中，第二开关矩阵包括第二开关组件，第二开关矩阵的m个输入端中每两个输入端连接第二开关矩阵的同一个输出端，其中，第二开关矩阵的每两个输入端的其中一个输入端直接连接第二开关矩阵的一个输出端，第二开关矩阵的每两个输入端的另一个输入端通过第二开关组件连接第二开关矩阵的该一个输出端；且第二开关矩阵的每两个输入端的其中一个输入端通过第二开关组件连接第二开关矩阵的另一个输出端，第二开关矩阵的每两个输入端的另一个所述输入端直接连接第二开关矩阵的该另一个输出端。

17、第二方面所带来的技术效果可以参见第一方面中不同设计所带来的技术效果，不再赘述。