本發(fā)明涉及電動車技術領域，并且更具體地，本發(fā)明涉及一種柔性充電控制系統(tǒng)及方法、柔性充電系統(tǒng)。

背景技術：

目前為電動汽車補充電能可以通過換電站和充電站完成。換電站是通過更換車載電池箱實現(xiàn)對電動汽車的快速補能，換下的電池箱在電池架上通過充電機完成充電，以便再次使用。而充電站一般是通過多個充電機組合，將電能輸出到多個分體式快充槍，從而實現(xiàn)對多輛電動汽車動態(tài)充電。

其中，換電站的補能時間更快，但由于換電設備的建設成本一般會更高，而且運行可靠性依賴于換電設備的可靠性。而充電站補能時間比換電站長，但由于無需換電設備，因此成本相對較低，運行時以插拔快充槍操作為主，穩(wěn)定性較好。因此考慮到不同的應用場景，換電站和充電站需要根據(jù)實際需求配置。而目前的控制系統(tǒng)不能同時應用于換電站和充電站，所以換電站和充電站的控制系統(tǒng)需要分別單獨設計，這無疑大大增加了開發(fā)和制作成本。

儲能電站可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的削峰填谷和可再生能源的有效利用。儲能電站的電氣回路與換電站的電氣回路基本相同，唯一的區(qū)別是儲能電站需要實現(xiàn)電能的雙向流動，因此要將電網(wǎng)到電池的單向充電機更換成雙向充放電機。因此本發(fā)明所述的換電站與充電站中的柔性充電控制系統(tǒng)及方法、柔性充電系統(tǒng)也能應用到儲能電站中。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有控制系統(tǒng)不能同時應用于換電站和充電站的問題。本發(fā)明提出了一種柔性充電控制系統(tǒng)，該柔性充電控制系統(tǒng)包括：中控模塊和柔性配置模塊；中控模塊，配置為獲取充電需求信息，并基于預先設定的控制策略生成充電機組和柔性配置模塊的控制信息；柔性配置模塊，配置為依據(jù)中控模塊的控制信息，對充電機組中不同充電機的輸出進行組配后供給待充電設備。

優(yōu)選地，中控模塊包括信息處理單元、需求信息接收單元、控制信息發(fā)送單元；需求信息接收單元，配置為接收充電需求信息；信息處理單元，配置為基于預先設定的控制策略，依據(jù)所接收的充電需求信息生成充電機組控制信息和柔性配置模塊的控制信息；控制信息發(fā)送單元，配置為用于向對應充電機組和柔性配置模塊發(fā)送控制信息。

優(yōu)選地，柔性配置模塊包括開關陣列、用于控制開關陣列的開關陣列控制器；開關陣列控制器，配置為接收控制信息發(fā)送單元發(fā)送的控制信息，并控制開關陣列輸入端接口和輸出端接口的組配關系；開關陣列，配置為依據(jù)開關陣列控制器的控制指令對輸入端接口和輸出端接口進行組配，開關陣列的輸入端接口用于分別與充電機組中各充電機的輸出端進行單一連接，開關陣列的輸出端接口用于分別與待充電設備連接。

優(yōu)選地，所述開關陣列輸入端接口和輸出端接口的組配關系為：依據(jù)所選定的開關陣列的輸出端接口、以及待充電設備的充電參數(shù)，所確定可行的開關陣列中為組成對應的電氣回路所需設置開關狀態(tài)的組合關系。

優(yōu)選地，通過所述開關狀態(tài)的組合關系，進行開關陣列的任一個或多個輸入端接口到任一輸出端接口的連接。

優(yōu)選地，控制系統(tǒng)還包括用于采集待充電設備充電信息的充電控制模塊；需求信息接收單元通過通信線路與充電控制模塊相連接，獲取待充電設備充電信息作為充電需求信息。

優(yōu)選地，中控模塊還包括用于輸入組配方式的輸入裝置，信息處理單元通過通信線路與輸入裝置相連接，獲取所輸入的組配方式。

優(yōu)選地，通信線路為CAN總線。

相應地，本發(fā)明還提供一種柔性充電控制方法，包括以下步驟：

步驟1，基于預先設定的控制策略，依據(jù)所獲取的充電需求信息，確定需要組配的充電機的數(shù)量N；步驟2，選定N個充電機進行組配輸出，對待充電設備進行充電。

優(yōu)選地，選定N個充電機進行組配輸出，其中組配輸出的方法為：通過開關陣列對所選定的N個充電機的輸出進行組配，并輸出組配后的電能。

優(yōu)選地，充電需求信息包括待充電設備的荷電狀態(tài)。

優(yōu)選地，待充電設備為電動汽車的動力電池或換電站或儲能電站中儲能電池。

同時，本發(fā)明還提供一種柔性充電系統(tǒng)，該充電系統(tǒng)包括上述的柔性充電控制系統(tǒng)以及由兩個或兩個以上充電機構成的充電機組；充電機的控制端與控制信息發(fā)送單元通過通信線路連接，接收控制信息發(fā)送單元發(fā)送的控制信息并執(zhí)行相應動作；充電機的輸出端與柔性配置模塊中所設置的電能輸入端口通過電連接的方式進行單一連接，通過柔性配置模塊中所配置的電氣回路，進行一個充電機或者多個組配后充電機的電能輸出。

優(yōu)選地，充電系統(tǒng)還包括充電接口；充電接口與柔性配置模塊中所設置的電能輸入端口通過電力線路單一連接，用于將開關陣列組配輸出的電能輸送至待充電設備。

優(yōu)選地，充電系統(tǒng)還包括用于傳輸待充電設備充電信息的充電信息采集接口，充電信息采集接口與充電接口集成為一個充電口接插件。

優(yōu)選地，充電口接插件配置為與待充電設備的電池及BMS分別進行電連接和通信線路連接。

優(yōu)選地，充電口接插件為符合GB/T 20234.3標準的快充插頭。

優(yōu)選地，充電系統(tǒng)還包括用于作為充電機輸入電源的充電機供電單元。

本發(fā)明通過基于預先設定的控制策略，依據(jù)所獲取的充電需求信息，確定需要組配的充電機的數(shù)量N；然后選定N個充電機進行組配輸出，對待充電設備進行充電。實現(xiàn)了對于不同的待充電設備，可以根據(jù)其充電需求信息的不同，以不同的方式組配充電機對其進行充電，可以通過調整所組配的充電機的數(shù)量來調整充電速度，可同時應用于電動車充電站、換電站和儲能電站，節(jié)約了充電站、換電站和儲能電站控制系統(tǒng)的開發(fā)和制作成本。

方案1、一種柔性充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括中控模塊和柔性配置模塊；

所述中控模塊，配置為獲取充電需求信息，并基于預先設定的控制策略生成充電機組和所述柔性配置模塊的控制信息；

所述柔性配置模塊，配置為依據(jù)中控模塊的控制信息，對充電機組中不同充電機的輸出進行組配后供給待充電設備。

方案2、根據(jù)方案1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述中控模塊包括信息處理單元、需求信息接收單元、控制信息發(fā)送單元；

所述需求信息接收單元，配置為接收充電需求信息；

所述信息處理單元，配置為基于預先設定的控制策略，依據(jù)所接收的充電需求信息生成充電機組控制信息和所述柔性配置模塊的控制信息；

所述控制信息發(fā)送單元，配置為用于向對應充電機組和所述柔性配置模塊發(fā)送控制信息。

方案3、根據(jù)方案2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性配置模塊包括開關陣列、用于控制所述開關陣列的開關陣列控制器；

所述開關陣列控制器，配置為接收所述控制信息發(fā)送單元發(fā)送的控制信息，并控制開關陣列輸入端接口和輸出端接口的組配關系；

所述開關陣列，配置為依據(jù)開關陣列控制器的控制指令對輸入端接口和輸出端接口進行組配，所述開關陣列的輸入端接口用于分別與充電機組中各充電機的輸出端進行單一連接，所述開關陣列的輸出端接口用于分別與待充電設備連接。

方案4、根據(jù)方案3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關陣列輸入端接口和輸出端接口的組配關系為：依據(jù)所選定的開關陣列的輸出端接口、以及待充電設備的充電參數(shù)，所確定的可行的開關陣列中為組成對應的電氣回路所需設置開關狀態(tài)的組合關系。

方案5、根據(jù)方案4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，通過所述開關狀態(tài)的組合關系，進行開關陣列的任一個或多個輸入端接口到任一輸出端接口的連接。

方案6、根據(jù)方案5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括用于采集待充電設備充電信息的充電控制模塊；所述需求信息接收單元通過通信線路與所述充電控制模塊相連接，獲取待充電設備充電信息作為充電需求信息。

方案7、根據(jù)方案6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述中控模塊還包括用于輸入組配方式的輸入裝置，所述信息處理單元通過通信線路與所述輸入裝置相連接，獲取所輸入的組配方式。

方案8、根據(jù)方案1～7中任一項所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信線路為CAN總線。

方案9、一種柔性充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電系統(tǒng)包括如方案1-8任一項所述的柔性充電控制系統(tǒng)、以及由兩個或兩個以上充電機構成的充電機組；

所述充電機的控制端與所述控制信息發(fā)送單元通過通信線路連接，接收所述控制信息發(fā)送單元發(fā)送的控制信息并執(zhí)行相應動作；

所述充電機的輸出端與柔性配置模塊中所設置的電能輸入端口通過電連接的方式進行單一連接，通過柔性配置模塊中所配置的電氣回路，進行一個充電機或者多個組配后充電機的電能輸出。

方案10、根據(jù)方案9所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電系統(tǒng)還包括充電接口；所述充電接口與柔性配置模塊中所設置的電能輸出端口通過電力線路單一連接，用于將開關陣列組配輸出的電能輸送至待充電設備。

方案11、根據(jù)方案10所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電系統(tǒng)還包括用于傳輸待充電設備充電信息的充電信息采集接口，所述充電信息采集接口與所述充電接口集成為一個充電口接插件。

方案12、根據(jù)方案11所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電口接插件配置為與待充電設備的電池及BMS分別進行電連接和通信線路連接。

方案13、根據(jù)方案11所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電口接插件為符合GB/T 20234.3標準的快充插頭。

方案14、根據(jù)方案9所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電系統(tǒng)還包括用于作為充電機輸入電源的充電機供電單元。

方案15、一種柔性充電控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，基于預先設定的控制策略，依據(jù)所獲取的充電需求信息，確定需要組配的充電機的數(shù)量N；

步驟2，選定N個充電機進行組配輸出，對待充電設備進行充電。

方案16、根據(jù)方案15所述的控制方法，其特征在于，所述選定N個充電機進行組配輸出，其中組配輸出的方法為：

通過開關陣列對所選定的N個充電機的輸出進行組配，并輸出組配后的電能。

方案17、根據(jù)方案16所述的控制方法，其特征在于，所述充電需求信息包括待充電設備的荷電狀態(tài)。

方案18、根據(jù)方案15-17中任一項所述的控制方法，其特征在于，所述的待充電設備為電動汽車的動力電池或換電站或儲能電站中儲能電池。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中的柔性充電控制系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明中的柔性充電系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明中的柔性充電控制方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用于解釋本發(fā)明的技術原理，并非旨在限制本發(fā)明的保護范圍。

請參閱圖1，圖1示出了本發(fā)明中的柔性充電控制系統(tǒng)的結構示意圖，具體結構包括：

中控模塊101和柔性配置模塊102。其中，中控模塊101包括信息處理單元1011、需求信息接收單元1012以及控制信息發(fā)送單元1013。需求信息接收單元1012，配置為接收充電需求信息；信息處理單元1011，配置為基于預先設定的控制策略，依據(jù)所接收的充電需求信息生成充電機組控制信息和柔性配置模塊102的控制信息；控制信息發(fā)送單元1013，配置為用于向對應充電機組和柔性配置模塊102發(fā)送控制信息。柔性配置模塊102，配置為依據(jù)中控模塊101的控制信息，對充電機組中不同充電機的輸出進行組配后供給待充電設備。

具體地，在本實施例中，充電需求信息包括待充電設備的荷電狀態(tài)，預先設定的控制策略所遵循的原則為，當待充電設備的荷電狀態(tài)較高時，對充電機組中不同充電機的輸出進行組配以較低的功率對待充電設備進行充電。當待充電設備的荷電狀態(tài)較低時，對充電機組中不同充電機的輸出進行組配以較高的功率對待充電設備進行充電。從而當待充電設備較多時，可根據(jù)具體需求對待充電設備充電，提高充電效率，并且降低充電機的投資成本。

對于充電需求信息的獲取，本實施例中是通過充電控制模塊103實現(xiàn)的。充電控制模塊103用于采集待充電設備充電信息。其中，需求信息接收單元1012通過通信線路與充電控制模塊103相連接，獲取待充電設備充電信息作為充電需求信息。

為了進一步提高該系統(tǒng)的可靠性，充電需求信息還可以包括待充電設備所允許的最大充電功率以及最小充電功率。在對充電機組中不同充電機的輸出進行組配后，需要保證其輸出功率在待充電設備所允許的最大充電功率以及最小充電功率之間。

對于組配方式，本實施例中是通過改變投入充電的充電機數(shù)量實現(xiàn)的。具體為，中控模塊101獲取到待充電設備的荷電狀態(tài)后，根據(jù)待充電設備的荷電狀態(tài)確定需要投入的充電機數(shù)量，其所遵循的原則為，當待充電設備的荷電狀態(tài)較高時投入較少的充電機，當待充電設備的荷電狀態(tài)較低時投入較多的充電機。

而為了實現(xiàn)對投入充電的充電機數(shù)量的改變，本實施例中，柔性配置模塊102包括開關陣列1021、用于控制開關陣列1021的開關陣列控制器1022；開關陣列1021的輸入端接口用于分別與充電機組中各充電機的輸出端進行單一連接，輸出端接口用于分別與待充電設備連接。開關陣列控制器1022，配置為接收控制信息發(fā)送單元1013發(fā)送的控制信息，并控制開關陣列1021輸入端接口和輸出端接口的組配關系；開關陣列1021，配置為依據(jù)開關陣列控制器1022的控制指令對輸入端接口和輸出端接口進行組配，實現(xiàn)以確定數(shù)量的充電機對待充電設備充電。本實施例中，依據(jù)所選定的開關陣列1021的輸出端接口、以及待充電設備的充電參數(shù)，所確定可行的開關陣列1021中為組成對應的電氣回路所需設置開關狀態(tài)的組合關系，通過所述開關狀態(tài)的組合關系，進行開關陣列1021的任一個或多個輸入端接口到任一輸出端接口的連接。

此外，為了進一步提高本系統(tǒng)的實用性，中控模塊101還包括用于輸入組配方式的輸入裝置1014，信息處理單元1011通過通信線路與輸入裝置1014相連接，獲取所輸入的組配方式。輸入裝置1014可以為觸摸屏式輸入裝置，也可以按鍵式輸入裝置。當然可以理解的是，本實施例并不限定輸入裝置1014的具體樣式。輸入裝置1014使得用戶可以根據(jù)具體需求，自己規(guī)定組配方式。例如，待充電設備的荷電狀態(tài)很高，此時按照默認組配方式會以較小的功率進行充電，而當用戶希望此種情況下依然以較大功率進行充電時，就可以通過輸入裝置1014輸入自己需要的組配方式，此時系統(tǒng)會按照用戶輸入的組配方式對充電機進行組配，實現(xiàn)對待充電設備的充電。

中控模塊101還可以通過監(jiān)控整個充電過程來計算充電過程中所消耗的電量，并根據(jù)消耗的電量計算充電過程所產(chǎn)生的具體費用。并且當將該充電控制系統(tǒng)布置到換電站中時，中控模塊101還可以用于操縱換電站中的換電設備對待換電車輛進行定位，并操縱換電設備對待換電車輛進行換電操作。

本實施例中，各模塊以及單元之間的通信線路為CAN總線。當然，也可以為無線通信線路等其他通信線路。當然可以理解的是，本實施例并不限定通信線路的具體類型。

本充電控制系統(tǒng)通過基于預先設定的控制策略，依據(jù)所獲取的充電需求信息，確定需要組配的充電機的數(shù)量N；然后選定N個充電機進行組配輸出，對待充電設備進行充電。實現(xiàn)了對于不同的待充電設備，可以根據(jù)其充電需求信息的不同，以不同的方式組配充電機對其進行充電，可同時應用于電動車充電站、換電站和儲能電站，節(jié)約了充電站、換電站和儲能電站控制系統(tǒng)的開發(fā)和制作成本。

請參閱圖2，圖2示出了本發(fā)明中的柔性充電系統(tǒng)的結構示意圖，具體結構包括上述的柔性充電控制系統(tǒng)以及由兩個或兩個以上充電機構成的充電機組201；充電機的控制端與控制信息發(fā)送單元1013通過通信線路連接，接收控制信息發(fā)送單元1013發(fā)送的控制信息并執(zhí)行相應動作；充電機的輸出端與開關陣列1021的輸入端接口通過電連接的方式進行單一連接。

本充電系統(tǒng)還包括充電接口2021和充電信息采集接口2022。其中充電接口2021與開關陣列1021的輸出端接口通過電力線路單一連接，用于將開關陣列1021組配輸出的電能輸送至待充電設備。充電信息采集接口2022用于傳輸待充電設備充電信息。充電信息采集接口2022與充電接口2021集成為一個充電口接插件202。

在實際使用中，當該充電系統(tǒng)被布置到換電站中時，充電口接插件202配置為與待充電設備的電池及BMS分別進行電連接和通信線路連接。此時充電口接插件202可以和電池及BMS連接。當該電氣控制系統(tǒng)被布置到充電站中時，充電口接插件202為符合GB/T 20234.3標準的快充插頭。此時充電口接插件202可以和待充電車輛連接。從而使得本充電系統(tǒng)可以同時應用于充電站、換電站和儲能電站。

此外，本充電系統(tǒng)還包括用于作為充電機輸入電源的充電機供電單元203。具體地，充電機供電單元203可以為外部供電線路，當然考慮到直接采用外部供電線路對電網(wǎng)的影響，充電機供電單元203還可以為蓄電池，這樣就可以在電網(wǎng)壓力小時，將電能提前儲存到蓄電池中，避免大規(guī)模充電時對電網(wǎng)的影響。同時充電機供電單元203也可以為外部供電線路和蓄電池的組合，當然可以理解的是，本實施例并不限定充電機供電單元203的具體類型。

本充電系統(tǒng)通過基于預先設定的控制策略，依據(jù)所獲取的充電需求信息，確定需要組配的充電機的數(shù)量N；然后選定N個充電機進行組配輸出，對待充電設備進行充電。實現(xiàn)了對于不同的待充電設備，可以根據(jù)其充電需求信息的不同，以不同的方式組配充電機對其進行充電，可同時應用于電動車充電站、換電站和儲能電站，節(jié)約了充電站、換電站和儲能電站控制系統(tǒng)的開發(fā)和制作成本。

請參閱圖3，圖3示出了本發(fā)明中的柔性充電控制方法的流程示意圖，具體步驟如下：

S301，基于預先設定的控制策略，依據(jù)所獲取的充電需求信息，確定需要組配的充電機的數(shù)量N。

具體地，在本實施例中，充電需求信息包括待充電設備的荷電狀態(tài)，預先設定的控制策略所遵循的原則為，當待充電設備的荷電狀態(tài)較高時投入較少的充電機，當待充電設備的荷電狀態(tài)較低時投入較多的充電機。從而當待充電設備較多時，可批量控制充電機的投入，根據(jù)具體需求對待充電設備充電，提高充電效率，并且降低充電機的投資成本。

此外，為了進一步提高該方法的可靠性，充電需求信息還可以包括待充電設備所允許的最大充電功率以及最小充電功率。在對充電機組中不同充電機的輸出進行組配后，需要保證其輸出功率在待充電設備的所允許的最大充電功率以及最小充電功率之間。

S302，選定N個充電機進行組配輸出，對待充電設備進行充電。

上述選定N個充電機進行組配輸出，其中組配輸出的方法為：通過開關陣列對所選定的N個充電機的輸出進行組配，并輸出組配后的電能。其中的待充電設備為電動汽車的動力電池或換電站或儲能電站中儲能電池。

本發(fā)明通過基于預先設定的控制策略，依據(jù)所獲取的充電需求信息，確定需要組配的充電機的數(shù)量N；然后選定N個充電機進行組配輸出，對待充電設備進行充電。實現(xiàn)了對于不同的待充電設備，可以根據(jù)其充電需求信息的不同，以不同的方式組配充電機對其進行充電，可同時應用于電動車充電站、換電站和儲能電站，節(jié)約了充電站、換電站和儲能電站控制系統(tǒng)的開發(fā)和制作成本。

至此，已經(jīng)結合附圖所示的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本發(fā)明的保護范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術方案都將落入本發(fā)明的保護范圍之內。