CN110474356A - 基于复用双向dcdc变换器的充储一体方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法和系统，该方法包括以下步骤：A、搭建直流母线，在交流母线与直流母线之间设置储能PCS，储能电池挂接到直流母线，充电枪挂在开关矩阵上；B、在充电枪的开关矩阵与直流母线之间设置双向DCDC变换器；C、通过开关器件使充电桩和储能电池复用一套双向DCDC变换器；D、充电总控系统根据电动汽车充电的功率需求，控制开关矩阵分配使用的双向DCDC变换器的单元数，用于电动汽车的充电；剩余的双向DCDC变换器，将DCDC输出端口的开关切换到电池单元，用于给储能电池充电。本发明微网内储能和充电桩可以通过直流母线直接进行能量交互，并通过复用的DCDC与直流母线进行。

Description

基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法和系统
技术领域
本发明涉及储能技术，特别涉及储能系统和充电桩领域。
背景技术
储能技术，特别是电化学储能技术，凭借着峰谷调节、提升电力系统稳定性等特点，近年来得到了快速发展。储能系统一定程度上可以解决光伏、风电等新能源发电输出功率不稳定所带来的问题，扩大新能源的并网性。
随着新能源汽车保有量持续快速增长，一方面对电动汽车充电桩的需求越来越大，另一方面退役动力电池的处理已成为政府和行业关注的焦点。由于储能系统对电池的电性能要求相对较低，退役的动力电池完全满足储能系统的电性能要求，而退役的动力电池价格更低，因而在储能系统中选择退役动力电池，既有助于充分发挥动力电池的价值，响应对电池梯度利用的要求，又可以降低储能系统的投入成本，增大储能系统的收益。
在储能系统中当前的主流应用方案有储能系统+充电桩共用交流母线方案、直流母线方案等。
储能系统+充电桩共用交流母线方案：为当前应用较多的一种方案，储能系统和充电桩作为一个并联支路连接到交流母线上，是相对独立的两个系统。充电桩从交流电网吸取能量，用于电动汽车的充电。储能系统电价低谷时存储能量，电价高峰时释放能量。储能系统和充电桩是独立的两个支路，本质上是挂接在交流电网上的两套设备，针对充电桩，其通过交流变直流，以及直流变直流的两级变换，存在较大的能量损耗。而针对储能系统，其存储能量时，由交流变为直流，存储在储能电池中，放电时，再降电池中的能量变换为交流。能量从储能系统到充电桩经过了多级变换，造成较大的能量损耗，降低了了储能系统的收益。此外，该方案的扩展性较差，如需接入光伏发电系统，同储能系统一样，光伏阵列输出的直流电需要经光伏逆变器并入交流电网，同样存在较大的能量损耗。
直流母线方案：通过储能PCS搭建直流母线，储能电池通过双向DCDC变换器挂接到直流母线上，其他直流设备诸如光伏逆变器、直流充电桩也可直接挂接到直流母线上。虽然建立直流母线，但储能电池、充电桩均配置了电力电子变换器，一定程度上增加了损耗，且增加了成本。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法，可以利用储能PCS实现能量的双向流动以及直流母线电压的稳定来实现大功率范围的充储一体。
本发明的另一目的在于提供一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体系统，可以利用储能PCS实现能量的双向流动以及直流母线电压的稳定来实现大功率范围的充储一体。
本发明的目的可以这样实现，设计一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法，包括以下步骤：
A、搭建直流母线，在交流母线与直流母线之间设置储能PCS，储能电池挂接到直流母线，充电枪挂在开关矩阵上；
B、在充电枪的开关矩阵与直流母线之间设置双向DCDC变换器；
C、通过开关器件使充电桩和储能电池复用一套双向DCDC变换器；
D、在电价谷时，储能PCS运行在稳压模式，维持直流母线电压的稳定，当直流侧需要功率时，储能PCS从交流母线侧抽取能量；充电总控系统根据电动汽车充电的功率需求，控制开关矩阵分配使用的双向DCDC变换器的单元数，用于电动汽车的充电；剩余的双向DCDC变换器，将输出端口的开关切换到电池单元，用于给储能电池充电，BMS实时监控电池单元的充电信息，直到所有的电池单元完成充电；
在电价平时，该阶段双向DCDC变换器从直流母线抽取电量，用于电动汽车的充电，电池单元处于静置状态；
在电价峰时，此时优先使用电池单元储存的电量给电动汽车充电，当电池单元的功率不满足电动汽车的充电功率时，切换双向DCDC变换器从直流母线抽取电量；当电池单元电量放到指定SOC时，将电池单元切除，并将双向DCDC单元切换到直流母线上。
进一步地，直流母线允许分布式光伏发电系统接入，并复用双向DCDC变换器。
进一步地，储能电池使用电动汽车退役电池搭建充储一体的电池梯度利用，对退役的电动汽车动力电池进行检测，将充放电倍率、容量、电芯内阻、一致性指标满足储能要求的动力电池用于储能部分。
进一步地，根据充电桩的功率需求、储能系统的功率需求动态调节分配双向DCDC的功率分配。
进一步地，通过开关器件的切换开关实现功率变换双向DCDC变换器的复用。
本发明的另一目的可以这样实现，设计一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体系统，包括储能PCS、双向DCDC变换器、储能电池、BMS系统、充电总控系统以及开关器件；
储能PCS，负责直流母线的电压稳定以及直流母线和交流电网之间的能量交互；既可以从交流母线抽取能量，也可以将直流母线中多余的能量回馈到电网中；
双向DCDC变换器，负责电池单元的充放电和负责充电桩的电压变换，从而给电动汽车充电；
储能电池，用于能量的存储和释放，在电价谷时从系统抽取能量存储起来，在电压峰时释放电量供充电桩或者其他负载使用；
BMS系统，负责电池单元的监控以及和充电总控系统、双向DCDC的信息交互；
充电总控系统，负责开关矩阵的控制以及电动汽车充电的控制、储能充放电的控制；当电动汽车具备反向充电能力时，该系统也可实现电动汽车向直流系统的反向充电；
开关器件包括开关矩阵、电池切换开关；开关矩阵通过开关的切换，动态分配双向DCDC变换器的功率，保证任一个充电枪满足电动汽车充电的功率需求；电池切换开关，根据电池充放电的需要，控制储能电池和双向DCDC变换器直接的连接。
进一步地，充电总控系统包括充电桩控制系统、储能控制系统以及开关矩阵控制系统和电池切换开关控制系统，监控当前相关器件的状态，并按照功率分配需求进行调节、控制。
进一步地，双向DCDC变换器是功率变换的核心部分，基于功率半导体器件，通过有效的控制实现电压、功率的变换；双向DCDC变换器为隔离型双向DCDC变换器。
进一步地，BMS包括底层电池管理单元、中间层汇总单元以及上层管理系统，负责电池的管理；
储能电池由各个电池包按照系统需求进行串联、并联，从而达到电压和功率需求；
储能PCS包括PCS本体以及隔离变压器，负责交直流侧的能量传递。
本发明通过储能PCS实现微网系统和交流电网的能量交互，微网内储能和充电桩可以通过直流母线直接进行能量交互，此外微网系统内具备扩展光伏发电的能力，并通过复用的双向DCDC变换器与直流母线进行。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法，包括以下步骤：
A、搭建直流母线，在交流母线与直流母线之间设置储能PCS，储能电池挂接到直流母线，充电枪挂在开关矩阵(多个开关构成的开关组合)上；
B、在充电枪的开关矩阵与直流母线之间设置双向DCDC变换器；
C、通过开关器件使充电桩和储能电池复用一套双向DCDC变换器；
D、在电价谷时，储能PCS(储能变流器)运行在稳压模式，维持直流母线电压的稳定，当直流侧需要功率时，储能PCS从交流母线侧抽取能量；充电总控系统根据电动汽车充电的功率需求，控制开关矩阵分配使用的双向DCDC变换器的单元数，用于电动汽车的充电；剩余的双向DCDC变换器，将DCDC输出端口的开关切换到电池单元，用于给储能电池充电，BMS系统(电池管理系统)实时监控电池单元的充电信息，直到所有的电池单元完成充电；
在电价平时，该阶段双向DCDC变换器从直流母线抽取电量，用于电动汽车的充电，电池单元处于静置状态；
在电价峰时，此时优先使用电池单元储存的电量给电动汽车充电，当电池单元的功率不满足电动汽车的充电功率时，切换双向DCDC变换器从直流母线抽取电量；当电池单元电量放到指定SOC(荷电状态)时，将电池单元切除，并将双向DCDC变换器切换到直流母线上。
直流母线允许分布式光伏发电系统接入，并复用双向DCDC变换器。
储能电池可使用电动汽车的退役电池搭建充储一体的电池梯度利用。对退役的电动汽车动力电池进行检测，将充放电倍率、容量、电芯内阻、一致性等指标满足储能要求的动力电池用于本发明中的储能部分。电动汽车动力电池的性能远高于一般的储能电池。在电动汽车动力电池性能不能满足电动汽车的要求而退役后，对退役的动力电池进行检测，要求其充放电倍率、内阻、一致性等指标满足储能系统要求仍可用于储能项目。
规格一致的电池，可以不区分储能电池或者检测合格的汽车动力电池直接混用。当然也可以完全分开来用，比如完全使用储能电池，或者完全使用退役电池。本发明对将来退役电池消耗具有的重要意义。
根据充电桩的功率需求、储能系统的功率需求动态调节分配双向DCDC变换器的功率分配。具体的功率分配方案可根据实际项目需求来确定，例如，可选择完全复用方案，即当充电桩功率需求较大时，允许将全部双向DCDC变换器功率用作充电需求，而无充电需求时可将全部功率用作储能需求。也可以根据需求选择部分复用原则，即有一定部分的功率DCDC固定用作充电或者储能使用，一部分功率DCDC按照系统需求动态分配给储能部分或者充电部分。功率的具体分配方案没有固定要求，可按照实际应用的需求来分配。
复用DCDC变换器一方面可以降低充电、储能对DCDC总功率的配置需求，另一方面，可以在短时间内实现更大功率的输出。举例：以500KW充电、500KW储能系统为例，采用复用方案后可按照70％配置功率部分，即实际配置充电350KW、储能350KW，在完全复用方案下功率部分根据需求动态调整可最大实现700KW的充电，或者700KW的储能。而在部分复用方案下，可以将功率配置为充电部分固定分配功率DCDC100kW，储能部分固定分配功率DCDC100kW，复用功率500KW，在此种情况下，最大可实现600KW功率充电，或者600KW的储能。此外，如系统中配置有分布式光伏发电系统，分布式发电中的功率DCDC部分也可以实现复用。
如图1所示，一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体系统，包括储能PCS、双向DCDC变换器、储能电池、BMS系统、充电总控系统以及开关器件。
储能PCS，负责直流母线的电压稳定以及直流母线和交流电网之间的能量交互；既可以从交流母线抽取能量，也可以将直流母线中多余的能量回馈到电网中。储能PCS包括PCS本体以及隔离变压器，负责交直流侧的能量传递。
双向DCDC变换器，一是负责电池单元的充放电，二是负责充电桩的电压变换，从而给电动汽车充电。双向DCDC变换器是功率变换的核心部分，基于功率半导体器件，通过有效的控制实现电压、功率的变换。本实施例中，双向DCDC变换器为隔离型双向DCDC变换器。
储能电池，用于能量的存储和释放，在电价谷时从系统抽取能量存储起来，在电压峰时释放电量供充电桩或者其他负载使用。储能电池由各个电池包按照系统需求进行串联、并联，从而达到电压和功率需求。
BMS系统，负责电池单元的监控以及和充电总控系统、双向DCDC的信息交互。BMS系统包括底层电池管理单元、中间层汇总单元以及上层管理系统，负责电池的管理。
充电总控系统，负责开关矩阵的控制以及电动汽车充电的控制、储能系统充放电控制等。充电总控系统包括充电桩控制系统、储能控制系统以及开关矩阵控制系统和电池切换开关控制系统，监控当前相关器件的状态，并按照功率分配需求进行调节、控制。
开关器件包括开关矩阵、电池切换开关。开关矩阵通过开关的切换，动态分配双向DCDC变换器的功率，保证任一个充电枪满足电动汽车充电的功率需求。
电池切换开关，根据电池充放电的需要，控制储能电池和双向DCDC变换器直接的连接。
本发明利用储能PCS实现能量的双向流动以及直流母线电压的稳定，可以将系统容量做大，实现大功率范围的充储一体。
本发明建立了直流母线，可以方便其他类型负荷或者电源接入，比如在此系统内直接接入光伏发电系统。
本发明的DCDC和电池单元的容量配合灵活，既可以选择大容量的储能电池和大容量DCDC，也可以选择电动汽车退役的动力电池和小功率的DCDC模块，充分利用退役电池梯度利用的价值。
本发明，通过开关器件复用了双向DCDC变换器，使得充电系统和储能系统只需共用一组双向DCDC变换器，减少了在DCDC模块方面的成本投入。同时DCDC数量的减少，一定程度上可以降低装置的故障率。

Claims (9)

1.一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、搭建直流母线，在交流母线与直流母线之间设置储能PCS，储能电池挂接到直流母线，充电枪挂在开关矩阵上；
B、在充电枪的开关矩阵与直流母线之间设置双向DCDC变换器；
C、通过开关器件使充电桩和储能电池复用一套双向DCDC变换器；
D、在电价谷时，储能PCS运行在稳压模式，维持直流母线电压的稳定，当直流侧需要功率时，储能PCS从交流母线侧抽取能量；充电总控系统根据电动汽车充电的功率需求，控制开关矩阵分配使用的双向DCDC变换器的单元数，用于电动汽车的充电；剩余的双向DCDC变换器，将双向DCDC变换器输出端口的开关切换到电池单元，用于给储能电池充电，BMS实时监控电池单元的充电信息，直到所有的电池单元完成充电；
在电价平时，该阶段双向DCDC变换器从直流母线抽取电量，用于电动汽车的充电，电池单元处于静置状态；
在电价峰时，此时优先使用电池单元储存的电量给电动汽车充电，当电池单元的功率不满足电动汽车的充电功率时，切换双向DCDC变换器从直流母线抽取电量；当电池单元电量放到指定SOC时，将电池单元切除，并将双向DCDC变换器切换到直流母线上。
2.根据权利要求1所述的基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法，其特征在于：直流母线允许分布式光伏发电系统接入，并复用双向DCDC变换器。
3.根据权利要求1所述的基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法，其特征在于：储能电池使用电动汽车退役电池搭建充储一体的电池梯度利用，对退役的电动汽车动力电池进行检测，将充放电倍率、容量、电芯内阻、一致性指标满足储能要求的动力电池用于储能部分。
4.根据权利要求1所述的基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法，其特征在于：根据充电桩的功率需求、储能系统的功率需求动态调节分配双向DCDC变换器的功率分配。
5.根据权利要求1所述的基于复用双向DCDC变换器的充储一体方法，其特征在于：通过开关器件的切换开关实现功率变换双向DCDC变换器的复用。
6.一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体系统，其特征在于：包括储能PCS、双向DCDC变换器、储能电池、BMS系统、充电总控系统以及开关器件；
储能PCS，负责直流母线的电压稳定以及直流母线和交流电网之间的能量交互；既可以从交流母线抽取能量，也可以将直流母线中多余的能量回馈到电网中；
双向DCDC变换器，负责电池单元的充放电和负责充电桩的电压变换，从而给电动汽车充电；
储能电池，用于能量的存储和释放，在电价谷时从系统抽取能量存储起来，在电压峰时释放电量供充电桩或者其他负载使用；
BMS系统，负责电池单元的监控以及和充电总控系统、双向DCDC变换器的信息交互；
充电总控系统，负责开关矩阵的控制以及电动汽车充电的控制、储能充放电的控制；当电动汽车具备反向充电能力时，该系统也可实现电动汽车向直流系统的反向充电；
开关器件包括开关矩阵、电池切换开关；开关矩阵通过开关的切换，动态分配双向DCDC变换器的功率，保证任一个充电枪满足电动汽车充电的功率需求；电池切换开关，根据电池充放电的需要，控制储能电池和双向DCDC变换器直接的连接。
7.根据权利要求6所述的基于复用双向DCDC变换器的充储一体系统，其特征在于：充电总控系统包括充电桩控制系统、储能控制系统以及开关矩阵控制系统和电池切换开关控制系统，监控当前相关器件的状态，并按照功率分配需求进行调节、控制。
8.根据权利要求6所述的基于复用双向DCDC变换器的充储一体系统，其特征在于：双向DCDC变换器是功率变换的核心部分，基于功率半导体器件，通过有效的控制实现电压、功率的变换；双向DCDC变换器为隔离型双向DCDC变换器。
9.根据权利要求6所述的基于复用双向DCDC变换器的充储一体系统，其特征在于：BMS系统包括底层电池管理单元、中间层汇总单元以及上层管理系统，负责电池的管理；
储能电池由各个电池包按照系统需求进行串联、并联，从而达到电压和功率需求；
储能PCS包括PCS本体以及隔离变压器，负责交直流侧的能量传递。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111497670A (zh) * 2020-04-29 2020-08-07 西安特锐德智能充电科技有限公司 一种充电装置、系统及方法
CN111559266A (zh) * 2020-06-10 2020-08-21 南京工程学院 一种电动汽车充电装置
CN112519620A (zh) * 2020-11-25 2021-03-19 湖北追日电气股份有限公司 一种电动汽车柔性充电系统及控制方法
CN112653165A (zh) * 2020-12-23 2021-04-13 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于高压直流微网的灵活复用型光储充智慧充电站
CN112671018A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于直流微网的站网互动型光储充智慧充电站及控制方法
CN112937342A (zh) * 2021-03-10 2021-06-11 上海电机学院 一种电动汽车功率共享群充系统及其方法
CN112937343A (zh) * 2021-03-16 2021-06-11 杭州富特科技股份有限公司 一种移动式储能充电桩系统
CN112993418A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 比亚迪股份有限公司 储能系统
CN112994089A (zh) * 2021-02-22 2021-06-18 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 可站网互动的高压交流共磁场型光储充智慧充电站及控制方法
CN113619428A (zh) * 2021-09-15 2021-11-09 阳光电源股份有限公司 一种电动汽车能源站
CN114123157A (zh) * 2021-11-11 2022-03-01 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 分布式柔性互联与储能一体化充电桩
CN114148207A (zh) * 2021-10-15 2022-03-08 万帮数字能源股份有限公司 充电桩系统
CN114566991A (zh) * 2022-03-09 2022-05-31 博雷顿科技有限公司 一种基于能量管理ems系统的电气系统及多用途补电车
CN114696349A (zh) * 2020-12-30 2022-07-01 长园深瑞继保自动化有限公司 功率可调配的光储充一体的方法和系统
CN114844030A (zh) * 2022-06-09 2022-08-02 国网湖北综合能源服务有限公司 直流微网母线管理方法及能源供给系统
CN115122972A (zh) * 2022-03-28 2022-09-30 北京奇稳新能源科技有限公司 一种基于公共直流母线的充电系统和充放电控制方法
CN116137940A (zh) * 2021-09-18 2023-05-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种动力电池的充电方法、充电装置和充电系统
CN116512967A (zh) * 2023-06-12 2023-08-01 西安图为电气技术有限公司 充电系统
CN117833192A (zh) * 2024-03-01 2024-04-05 福建时代星云科技有限公司 一种充电系统及其运行方法
CN117977661A (zh) * 2024-03-28 2024-05-03 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 一种磁耦合型光储充放集成装置以及经济运行控制方法
TWI846346B (zh) * 2023-01-17 2024-06-21 台達電子工業股份有限公司 充電系統
CN118472993A (zh) * 2024-07-09 2024-08-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 充电控制方法、装置、储充一体机系统、介质及产品

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106505644A (zh) * 2016-12-16 2017-03-15 北京索英电气技术有限公司 一种基于双母线微网架构的光储充一体化系统
WO2018010185A1 (zh) * 2016-07-15 2018-01-18 深圳市科列技术股份有限公司 一种电池管理系统的动态均衡电路及其动态均衡方法
CN109725262A (zh) * 2018-12-21 2019-05-07 长园深瑞继保自动化有限公司 基于储能pcs+bms的电池充放电测试方法和系统
CN210468814U (zh) * 2019-09-15 2020-05-05 长园深瑞继保自动化有限公司 基于复用双向dcdc变换器的充储一体装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018010185A1 (zh) * 2016-07-15 2018-01-18 深圳市科列技术股份有限公司 一种电池管理系统的动态均衡电路及其动态均衡方法
CN106505644A (zh) * 2016-12-16 2017-03-15 北京索英电气技术有限公司 一种基于双母线微网架构的光储充一体化系统
CN109725262A (zh) * 2018-12-21 2019-05-07 长园深瑞继保自动化有限公司 基于储能pcs+bms的电池充放电测试方法和系统
CN210468814U (zh) * 2019-09-15 2020-05-05 长园深瑞继保自动化有限公司 基于复用双向dcdc变换器的充储一体装置

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112993418B (zh) * 2019-12-18 2023-07-14 比亚迪股份有限公司 储能系统
CN112993418A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 比亚迪股份有限公司 储能系统
CN111497670A (zh) * 2020-04-29 2020-08-07 西安特锐德智能充电科技有限公司 一种充电装置、系统及方法
CN111559266B (zh) * 2020-06-10 2021-10-26 南京工程学院 一种电动汽车充电装置
CN111559266A (zh) * 2020-06-10 2020-08-21 南京工程学院 一种电动汽车充电装置
CN112519620A (zh) * 2020-11-25 2021-03-19 湖北追日电气股份有限公司 一种电动汽车柔性充电系统及控制方法
CN112653165A (zh) * 2020-12-23 2021-04-13 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于高压直流微网的灵活复用型光储充智慧充电站
CN112671018A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于直流微网的站网互动型光储充智慧充电站及控制方法
CN112671018B (zh) * 2020-12-23 2023-05-12 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于直流微网的站网互动型光储充智慧充电站及控制方法
CN114696349A (zh) * 2020-12-30 2022-07-01 长园深瑞继保自动化有限公司 功率可调配的光储充一体的方法和系统
CN112994089A (zh) * 2021-02-22 2021-06-18 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 可站网互动的高压交流共磁场型光储充智慧充电站及控制方法
CN112937342A (zh) * 2021-03-10 2021-06-11 上海电机学院 一种电动汽车功率共享群充系统及其方法
CN112937343A (zh) * 2021-03-16 2021-06-11 杭州富特科技股份有限公司 一种移动式储能充电桩系统
CN113619428B (zh) * 2021-09-15 2023-08-15 阳光电源股份有限公司 一种电动汽车能源站
CN113619428A (zh) * 2021-09-15 2021-11-09 阳光电源股份有限公司 一种电动汽车能源站
CN116137940B (zh) * 2021-09-18 2024-02-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种动力电池的充电方法、充电装置和充电系统
CN116137940A (zh) * 2021-09-18 2023-05-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种动力电池的充电方法、充电装置和充电系统
CN114148207A (zh) * 2021-10-15 2022-03-08 万帮数字能源股份有限公司 充电桩系统
CN114123157A (zh) * 2021-11-11 2022-03-01 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 分布式柔性互联与储能一体化充电桩
CN114566991A (zh) * 2022-03-09 2022-05-31 博雷顿科技有限公司 一种基于能量管理ems系统的电气系统及多用途补电车
CN115122972A (zh) * 2022-03-28 2022-09-30 北京奇稳新能源科技有限公司 一种基于公共直流母线的充电系统和充放电控制方法
CN114844030A (zh) * 2022-06-09 2022-08-02 国网湖北综合能源服务有限公司 直流微网母线管理方法及能源供给系统
CN114844030B (zh) * 2022-06-09 2024-04-09 国网湖北综合能源服务有限公司 直流微网母线管理方法及能源供给系统
TWI846346B (zh) * 2023-01-17 2024-06-21 台達電子工業股份有限公司 充電系統
US12068632B2 (en) 2023-01-17 2024-08-20 Delta Electronics, Inc. Charging system
CN116512967A (zh) * 2023-06-12 2023-08-01 西安图为电气技术有限公司 充电系统
CN117833192B (zh) * 2024-03-01 2024-05-28 福建时代星云科技有限公司 一种充电系统及其运行方法
CN117833192A (zh) * 2024-03-01 2024-04-05 福建时代星云科技有限公司 一种充电系统及其运行方法
CN117977661A (zh) * 2024-03-28 2024-05-03 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 一种磁耦合型光储充放集成装置以及经济运行控制方法
CN118472993A (zh) * 2024-07-09 2024-08-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 充电控制方法、装置、储充一体机系统、介质及产品

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