充电系统和充电方法与流程

本技术涉及充电领域，并且更具体地，涉及一种充电系统和充电方法。

背景技术：

1、充电站作为电动汽车的基础服务设施，能够为各种电动汽车提供运行所需的电能。充电站中的充电设备通过从电网获取电能，以对电动汽车进行充电。随着电动汽车的普及率越来越高，充电设备需要从电网获取电能也越来越多，导致电网的负荷压力随之增大。

2、当前，为了缓解电网压力，一些充电站开始增设储能设备，利用储能设备向充电设备提供电能，以减少充电设备从电网取电。同时，为了满足更多电动汽车的充电需求，充电站中需要布设更多的充电设备。然而在目前的实际应用中，充电站中的储能设备无法较灵活地向多个充电设备分配功率，导致充电站中的储能资源的利用率较低。

技术实现思路

1、本技术提供一种充电系统和充电方法，能够使充电系统中的各个储能设备向多个充电设备灵活分配功率，从而提高充电系统中的储能资源的利用率。

2、第一方面，提供了一种充电系统，该充电设备包括：多个充电设备、多个储能设备和至少一个开关模组；每个所述充电设备包括交流转直流ac-dc转换装置、直流母线和直流转直流dc-dc转换装置，所述ac-dc转换装置用于将交流电转换为直流电并输出至所述直流母线，所述dc-dc转换装置用于从所述直流母线获取直流电，并对所述直流电进行功率转换后输出至负载；每个所述储能设备通过所述至少一个开关模组与每个所述充电设备的直流母线连接；所述至少一个开关模组用于，断开或导通每个所述储能设备与每个所述充电设备的直流母线的连接，以使每个所述储能设备与每个所述充电设备的直流母线之间进行功率传输。

3、在上述技术方案中，通过使充电系统中的多个储能设备通过至少一个开关模组与各个充电设备的直流母线连接，使得充电系统中的任一储能设备能够和任一充电设备的直流母线之间进行功率传输。进而在实际应用时，充电系统中的各个储能设备能够向充电系统中的多个充电设备灵活分配功率，以使各储能设备的功率在多个充电设备之间实现共享。这既能够提高充电系统中的各充电设备的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率，也能够提高充电系统中的储能资源的利用率、以及各储能设备之间soc的均衡性。

4、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，至少一个开关模组包括至少一个第一开关模组和多个第二开关模组，每个储能设备通过同一个第一开关模组与每个第二开关模组的一端连接，多个第二开关模组的另一端与多个充电设备的直流母线一一对应连接；或者，每个储能设备与多个第一开关模组中的每个第一开关模组的一端连接，多个第一开关模组的另一端与多个第二开关模组的一端一一对应连接，多个第二开关模组的另一端与多个充电设备的直流母线一一对应连接。

5、在上述技术方案中，充电系统中的多个开关模组设置为包括至少一个第一开关模组和多个第二开关模组在内的两级开关模组，其中通过第一开关模组来控制各个储能设备是否接入充电系统以能够与指定的充电设备的直流母线进行功率传输，通过第二开关模组来控制已接入充电系统的储能设备与指定充电设备的直流母线进行功率传输。由此，能够实现充电系统中的任一储能设备与任一充电设备的直流母线进行功率传输，从而有利于使充电系统中的各个储能设备向多个充电设备灵活分配功率。

6、此外，由于多个第二开关模组与多个充电设备的直流母线一一对应连接，因此多个第二开关模组能够分别设置在对应连接的充电设备中，从而有利于使各个第二开关模组与对应充电设备的直流母线的连接更符合对应充电设备的安规要求，进而提高充电系统整体的安全性。

7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，当一个充电设备向负载充电，响应于一个充电设备的输出功率小于负载的充电需求功率，至少一个第一开关模组用于导通多个储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接，一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组用于导通经至少一个第一开关模组导通的储能设备与一个充电设备的直流母线的连接。

8、在上述技术方案中，当充电系统中的任一充电设备的输出功率不满足负载的充电需求功率时，利用第一开关模组和第二开关模组导通充电系统中的多个储能设备和该任一充电设备的直流母线之间的连接，使得该多个储能设备能够该任一充电设备的直流母线传输功率，以提高该任一充电设备的输出功率，从而有利于满足负载的充电需求功率。

9、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，至少一个第一开关模组用于导通多个储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接，包括：响应于两个储能设备的荷电状态soc之间的差值大于预设soc差值，至少一个第一开关模组用于导通两个储能设备中的soc最大的储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接；或者，响应于两个储能设备的荷电状态soc之间的差值小于或等于预设soc差值，至少一个第一开关模组用于导通两个储能设备中的每个储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接。

10、可以理解的是，上述两个储能设备的soc之间的差值大于预设soc差值可以指该两个储能设备之间的剩余电量相差较大。上述两个储能设备的soc之间的差值小于或等于预设soc差值可以该两个储能设备之间的剩余电量相等或相差较小。

11、在上述技术方案中，当充电系统中的两个储能设备之间的剩余电量相差较大时，利用设置的第一开关模组和第二开关模组导通两个储能设备中soc最大的储能设备与充电设备的直流母线的连接，使得两个储能设备中剩余电量较多的储能设备优先向充电设备传输功率。进而，既能够提高充电设备的输出功率，以满足负载的充电需求功率，也能够降低两个储能设备之间剩余电量的差值，从而有利于提高该两个储能设备之间soc的均衡性。

12、并且，当充电系统中的两个储能设备之间的剩余电量相差较小时，利用设置的第一开关模组和第二开关模组导通两个储能设备中的每个储能设备与充电设备的直流母线的连接，使得两个储能设备均向充电设备传输功率。进而，既能够提高充电设备的输出功率，以满足负载的充电需求功率，也能够确保该两个储能设备之间的剩余电量继续保持相等或相差较小，从而有利于提高该两个储能设备之间soc的均衡性。

13、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，当一个充电设备和另一个充电设备分别向负载充电，响应于一个充电设备的输出功率和另一个充电设备的输出功率小于负载的充电需求功率，至少一个第一开关模组用于导通多个储能设备中的一部分储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接，并导通另一部分储能设备与另一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接。

14、在上述技术方案中，当充电系统中的任意两个充电设备分别向负载充电时，利用设置的第一开关模组将多个储能设备的一部分储能设备导通至其中一个充电设备的直流母线，将另一部分储能设备导通至其中另一个充电设备的直流母线，使得多个储能设备中的任意一个储能设备只向一个充电设备的直流母线传输功率。这既能够提高上述两个充电设备的输出功率，以满足负载的充电功率需求，也能够避免由于多个储能设备中的同一个储能设备同时向上述两个充电设备的直流母线传输功率而导致充电系统中产生环流的问题，进而有利于提高充电系统整体运行的安全性。

15、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，当一个充电设备的输出功率与负载的充电需求功率之间的差值大于另一个充电设备的输出功率与负载的充电需求功率之间的差值，一部分储能设备的soc的平均值大于另一部分储能设备的soc的平均值。

16、可以理解的是，当一个充电设备的输出功率与负载的充电需求功率之间的差值大于另一个充电设备的输出功率与负载的充电需求功率之间的差值，则为了满足充电的充电需求功率，该一个充电设备需要的输出功率大于该一个充电设备需要的输出功率。

17、在上述技术方案中，当为了满足负载充电需求功率，一个充电设备需要的输出功率大于另一个充电设备需要的输出功率时，通过在充电系统的多个储能设备中选择剩余电量相对较多的一部分储能设备向该一个充电设备的直流母线传输功率，选择剩余电量相对较少的另一部分储能设备向该另一个充电设备的直流母线传输功率，既有利于使两个充电设备的输出功率均满足负载的充电需求功率，也有利于提高多个储能设备的soc之间的均衡性。

18、第二方面，提供了一种充电方法，该充电方法包括：当充电系统中的一个充电设备向负载充电，获取负载的充电需求功率；响应于一个充电设备的输出功率小于负载的充电需求功率，控制充电系统中的至少一个开关模组导通充电系统中的多个储能设备与一个充电设备的直流母线的连接，其中，一个充电设备的直流母线用于汇集一个充电设备中的交流转直流ac-dc转换装置输出的直流电，并将汇集的直流电通过直流转直流dc-dc转换装置输出至负载。

19、在上述技术方案中，充电系统中的多个储能设备通过至少一个开关模组与充电系统中的任一充电设备的直流母线连接，进而当该任一充电设备的输出功率不满足负载的充电需求功率时，能够通过控制至少一个开关模组导通多个储能设备与该任一充电设备的直流母线的连接，使得多个储能设备的功率可以共享至该任一充电设备的直流母线，以提高该任一充电设备的输出功率，从而有利于满足负载的充电需求功率。

20、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，控制充电系统中的至少一个开关模组导通多个储能设备与一个充电设备的直流母线的连接，包括：控制至少一个第一开关模组导通多个储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接，控制一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组导通经至少一个第一开关模组导通的储能设备与一个充电设备的直流母线的连接，其中，至少一个第一开关模组和一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组属于至少一个开关模组。

21、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，控制至少一个第一开关模组导通多个储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接，包括：响应于多个储能设备中的两个储能设备的荷电状态soc之间的差值大于预设soc差值，控制至少一个第一开关模组导通两个储能设备中的soc最大的储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接；或者，响应于两个储能设备的荷电状态soc之间的差值小于或等于预设soc差值，控制至少一个第一开关模组导通两个储能设备中的每个储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接。

22、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，充电方法还包括：当一个充电设备和充电系统中的另一个充电设备分别向负载充电，响应于一个充电设备的输出功率和另一个充电设备的输出功率小于负载的输出功率，控制至少一个第一开关模组导通多个储能设备中的一部分储能设备与一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接，并导通另一部分储能设备与另一个充电设备的直流母线对应的第二开关模组的连接。

23、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，当一个充电设备的输出功率与负载的充电需求功率之间的差值大于另一个充电设备的输出功率与负载的充电需求功率之间的差值，一部分储能设备的soc的平均值大于另一部分储能设备的soc的平均值。

24、关于第二方面未详尽的有益效果可以参见上述第一方面该的有益效果，此处不再赘述。