CN110492580B - 直流充电系统控制方法、直流充电系统及控制器 - Google Patents

直流充电系统控制方法、直流充电系统及控制器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了直流充电系统控制方法、直流充电系统及控制器，该方法通过检测直流充电系统的工作状态，依据不同的工作状态，控制同一整流拓扑处于相应的驱动损耗较低的整流模式下。该控制方法在未增加硬件成本的前提下，控制整流模块处于驱动能量消耗较低的整流模式下，即降低了整流模块的驱动信号所消耗的能量，因此，提高了系统的整体效率。

Description

直流充电系统控制方法、直流充电系统及控制器
技术领域
本发明属于直流充电技术领域，尤其涉及直流充电系统控制方法、直流充电系统及控制器。
背景技术
随着直流充电系统(例如，直流充电桩，实现为电动汽车快速充电)的广泛应用，对直流充电系统的要求越来越多，例如，直流充电系统要具备功率双向流通功能(Vehicle toGrid，V2G)、无功输出能力等。
但是，直流充电系统大部分时间处于充电状态或待机状态，只有部分时间需要工作于V2G或无功输出状态，直流充电系统内不同的工作状态主要由其内部的整流部分控制切换，而目前的直流充电系统内的整流部分的效率低导致整个直流充电系统的效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供直流充电系统控制方法、直流充电系统及控制器，以提高直流充电系统的效率，具体的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种直流充电系统的控制方法，所述充电系统包括至少一个充电模块，每个所述充电模块包括输入端连接三相交流电源、输出端连接至少一个DC/DC变换器的整流模块，所述方法包括：
确定所述直流充电系统的工作状态；
依据所述直流充电系统的工作状态，控制该直流充电系统内的整流模块处于与所述工作状态相对应且驱动能量消耗少的整流模式。
在一种可能的实现方式中，依据所述直流充电系统的工作状态，控制该直流充电系统内的整流模块处于与所述工作状态相对应且驱动能量消耗少的整流模式，包括：
当确定所述直流充电系统处于正常充电状态时，控制所述整流模块处于第一整流模式，在所述第一整流模式下所述整流模块输出有功功率；
当确定所述直流充电系统处于充电及无功补偿状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下所述整流模块输出有功功率和无功功率；
当确定所述直流充电系统处于馈电状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下所述整流模块接收所述DC/DC变换器反向传输的功率；
当确定所述直流充电系统处于待机状态时，控制所述整流模块处于第三整流模式，在所述第三整流模式下所述整流模块内的全部开关管都处于常闭状态。
在一种可能的实现方式中，所述确定所述直流充电系统的工作状态，包括：
当检测到所述直流充电系统处于充电状态且输出功率因数大于功率因数阈值后，确定所述直流充电系统处于正常充电状态；
当检测到所述直流充电系统处于充电状态且输出功率因数小于或等于所述功率因数阈值，或者，检测到无功指令后，确定所述直流充电系统处于充电及无功补偿状态；
当检测到馈电指令，或者，检测到所述无功指令和所述馈电指令后，确定所述直流充电系统处于馈电状态；
当检测到待机指令后，确定所述直流充电系统处于待机状态。
在一种可能的实现方式中，所述整流模块为有源中点箝位ANPC整流拓扑，所述ANPC整流拓扑包括三个整流桥臂，每个所述整流桥臂包括第一子桥臂和第二子桥臂；
所述第一子桥臂包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述第一开关管的第一端作为所述整流模块的一个输出端，所述第四开关管的第二端作为所述整流模块的另一个输出端，两个输出端之间连接输出电容支路，且所述输出电容支路的中点连接所述第二开关管和所述第三开关管的公共端；
所述第二子桥臂包括依次串联的第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第二开关管的公共端，所述第六开关管的第二端连接所述第三开关管和所述第四开关管的公共端，且第五开关管和第六开关管的公共端连接交流电源的一相；
其中，每个开关管内均有二极管；
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于常闭状态，以及控制所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的第二开关管和所述第三开关管处于常闭状态，以及，控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于开关状态；或者，在所述第二整流模式在，控制任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
在一种可能的实现方式中，所述整流模块为T型整流拓扑，所述T型整流拓扑包括三个T型整流桥臂，每个所述T型整流桥臂包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；
所述第一开关管的第一端作为该T型整流桥臂的一个输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端作为该整流桥臂的另一个输出端，且两个输出端之间连接输出电容支路；
所述第一开关管和所述第四开关管的公共端连接所述三相交流电源的一相；
所述第二开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第四开关管的公共端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第二端，所述第三开关管的第一端连接输出电容支路的中点；
其中，每个开关管的第一端和第二端之间均设置二极管；
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管和所述第四开关管处于常闭状态，所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
第二方面，本发明还提供了一种直流充电系统，包括：控制器和至少一个充电模块；其中，每个所述充电模块包括整流模块、至少一个DC/DC变换器；
所述整流模块的输入端连接三相交流电源；
所述至少一个DC/DC变换器的输入端并联连接至所述整流模块的输出端，所述至少一个DC/DC变换器的输出端为所述充电系统的输出端；
所述控制器，用于接收控制指令及所述充电系统的实际输出电信号，并依据所述控制指令控制所述整流模块和所述至少一个DC/DC变换器的工作状态，以使所述充电系统处于相应的工作状态；
所述控制器，还用于依据所述充电系统的工作状态，控制所述整流模块处于相应的整流状态，以使所述整流模块的整流模式满足所述充电系统的工作状态且降低驱动能量消耗。
在一种可能的实现方式中，所述控制器用于依据所述充电系统的工作状态，控制所述整流模块处于相应的整流状态时，具体用于：
当确定所述充电系统处于正常充电状态时，控制所述整流模块处于第一整流模式，在所述第一整流模式下所述整流模块输出有功功率；
当确定所述充电系统处于充电及无功补偿状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下所述整流模块输出有功功率和无功功率；
当确定所述充电系统处于馈电状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下所述整流模块接收所述DC/DC变换器反向传输的功率；
当确定所述充电系统处于待机状态时，控制所述整流模块处于第三整流模式，在所述第三整流模式下所述整流模块内的全部开关管都处于常闭状态。
在一种可能的实现方式中，所述整流模块为有源中点箝位ANPC整流拓扑；所述ANPC整流拓扑包括三个整流桥臂，每个整流桥臂均包括第一子桥臂和第二子桥臂；
所述第一子桥臂包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述第一开关管的第一端作为所述整流模块的一个输出端，所述第四开关管的第二端作为所述整流模块的另一个输出端，两个输出端之间连接输出电容支路，且所述输出电容支路的中点连接所述第二开关管和所述第三开关管的公共端；
所述第二子桥臂包括依次串联的第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第二开关管的公共端，所述第六开关管的第二端连接所述第三开关管和所述第四开关管的公共端，且第五开关管和第六开关管的公共端连接交流电源的一相；
其中，每个开关管的第一端和第二端之间均设置二极管；
所述控制器具体用于：
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于常闭状态，以及控制所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的第二开关管和所述第三开关管处于常闭状态，以及，控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于开关状态；或者，在所述第二整流模式在，控制任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
在一种可能的实现方式中，所述整流模块为T型整流拓扑，所述T型整流拓扑包括三个T型整流桥臂，每个T型整流桥臂包括一个第一子桥臂和一个第二子桥臂；
所述第一开关管的第一端作为该T型整流桥臂的一个输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端作为该整流桥臂的另一个输出端，且两个输出端之间连接输出电容支路；
所述第一开关管和所述第四开关管的公共端连接所述三相交流电源的一相；
所述第二开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第四开关管的公共端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第二端，所述第三开关管的第一端连接输出电容支路的中点；
其中，每个开关管内均有二极管；
所述控制器具体用于：
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管和所述第四开关管处于常闭状态，所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
第三方面，本发明还提供了一种控制器，应用于直流充电系统中，包括存储器和处理器；
所述存储器内存储有程序，所述处理器执行所述存储器中存储的程序以实现第一方面任一种可能的实现方式所述的直流充电系统控制方法。
本实施例提供的直流充电系统控制方法，检测直流充电系统的工作状态，依据不同的工作状态，控制同一整流拓扑处于相应的驱动损耗较低的整流模式下。该控制方法在未增加硬件成本的前提下，控制整流模块处于驱动能量消耗较低的整流模式下，即降低了整流模块的驱动信号所消耗的能量，因此，提高了系统的整体效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
图1是本发明提供的一种直流充电系统的电路拓扑图；
图2是本发明提供的另一种直流充电系统的电路拓扑图；
图3是图2所示系统处于整流模式1时的等效电路拓扑图；
图4是图2所示系统处于整流模式2时的等效电路拓扑图；
图5是图2所示系统处于整流模式4时的等效电路拓扑图；
图6是本发明提供的又一种直流充电系统的电路拓扑图；
图7是图6所示系统处于整流模式1时的等效电路拓扑图；
图8是图6所示系统处于整流模式3时的等效电路拓扑图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，示出了一种直流充电系统的电路拓扑图，图1所示的系统中，包括控制器和一个充电模块。其中，该充电模块包括整流模块1和至少一个DC/DC变换器2。
其中，整流模块1的输入端连接三相交流电源，DC/DC变换器2的输入端均连接整流模块1的输出端，DC/DC变换器2的输出端作为该充电模块的输出端。
需要说明的是，在直流充电系统包括多个DC/DC变换器的应用场景中，多个DC/DC变换器的输入端并联，同时，输出端并联。
在本发明的实施例中，整流模块1可以根据实际需求选择相应的电路拓扑，例如，有源中点箝位(Active Power Factor Correction，ANPC)整流拓扑、T型三电平整流拓扑或I型三电平整流拓扑及其变种拓扑。在其它实施例中，整流模块1还可以选择五电平整流拓扑及其变种拓扑，此处不再一一详述。
本发明提供的实施例中，为了提高直流充电系统的效率，依据直流充电系统的不同工作状态，分别控制其内部的整流模块工作于不同的整流模式，目的是降低整流模块的驱动损耗，进而提高系统的整体效率。
其中，直流充电系统的工作状态包括：正常充电状态、充电及无功补偿状态、馈电状态和待机状态。
在一种可能的实现方式中，当检测到直流充电系统处于充电状态且输出功率因数大于功率因数阈值PFth后，确定该直流充电系统处于正常充电状态。此种状态下，控制整流模块处于第一整流模式，在第一整流模式下整流模块1输出有功功率且驱动能量消耗较少。
其中，充电状态是指功率从三相交流侧流向DC/DC变换器侧；PFth可以根据三相交流电网对的要求设定，例如，PFth＝0.98。
当检测到直流充电系统处于充电状态且输出功率因数小于或等于PFth后，或者，接收到无功指令后，确定该直流充电系统处于充电及无功补偿状态。此种工作状态下，控制整流模块1处于第二整流模式，在第二整流模式下整流模块1既输出有功功率同时还能输出无功功率进行无功补偿。
当检测到馈电指令，或者检测到无功指令和馈电指令后，确定所述直流充电系统处于馈电状态；
其中，馈电状态是指功率从DC/DC变换器侧流向三相交流电网侧。此种工作状态下，整流模块1接收所述DC/DC变换器反向传输的功率。因此，控制整流模块1处于能够接收直流侧传输至交流侧的功率的第二整流模式。
当检测到待机指令后，确定所述直流充电系统处于待机状态。其中，待机状态是指直流充电系统内无功率输出，或者，输出功率小于功率阈值(如100W等)，或者，输出功率小于额定输出功率预设百分比(如0.5％)。此种工作状态下，控制整流模块1处于第三整流模式，该整流模式下整流模块1内的全部开关管均处于常闭状态。
需要说明的是，馈电指令、无功指令、待机指令均可以由控制器根据检测到的直流充电系统的参数及交流电网的参数生成。
本发明提供的直流充电系统中，在未增加硬件成本的前提下，控制整流模块处于驱动能量消耗较低的整流模式下，即降低了整流模块的驱动信号所消耗的能量，因此，提高了系统的整体效率。
在另一种应用场景下，要求直流充电系统的输出功率较大，此种应用场景下，一个直流充电系统可以包括输入/输出分别并联的多个充电模块，包含多个充电模块的直流充电系统的控制方式与只包含一个充电模块的直流充电系统相同，此处不再赘述。
实施例一：
以三电平整流拓扑中的ANPC整流拓扑为例说明整流模块的各个整流模式。
请参见图2，示出了本发明提供的一种直流充电系统的电路拓扑图，本实施例中，该直流充电系统中的整流模块采用ANPC整流拓扑实现。
如图2所示，该ANPC整流拓扑包括三个整流桥臂，三个整流桥臂的输入端分别连接三相交流电源的A、B、C三相；输出端连接至少一个DC/DC变换器。
其中，每个整流桥臂均包括第一子桥臂和第二子桥臂。
例如，与A相交流电源连接的整流桥臂中，第一子桥臂包括Ta1、Ta2、Ta3和Ta4；第二子桥臂包括Ta5和Ta6。
Ta1、Ta2、Ta3和Ta4依次串联，且Ta1的第一端作为该相整流桥臂的一个输出端，Ta4的第二端作为该相整流桥臂的另一个输出端；且Ta2和Ta3的公共端连接输出电容支路的中点。本实施例中，输出电容支路包括依次串联的第一电容C1和第二电容C2，该输出电容支路的中点即C1和C2的公共端。
Ta5和Ta6串联后并联在Ta2和Ta3串联形成的串联支路的两端，且Ta5和Ta6的公共端为该相整流桥臂的输入端连接A相交流电源。
如图2所示，其它两个整流桥臂的电路拓扑与A相连接的整流桥臂相同，此处不再赘述。
在本实施例中，该ANPC整流拓扑具有如下四种整流模式：
整流模式1(即，第一整流模式)：任意一相桥臂中，对于Tx1、Tx4、Tx5、Tx6这四个开关管，封闭驱动信号，即这四个开关管始终处于关闭状态，但这四个开关管的二极管可导通；同时，对于Tx2、Tx3这两个开关管，根据指令输出导通/关断的驱动信号。
其中，Txn中的x表示a、b、c任意一种，n表示开关管的编号，即n∈{1,2,3,4,5,6}；若x＝a，则表示A相整流桥臂上的开关管；若x＝b表示B相整流桥臂上的开关管；x＝c表示C相整流桥臂上的开关管。
每个开关管的第一端和第二端均设置二极管，该二极管可以是开关管的寄生二极管，或者，该二极管可以是并联于开关管两端的独立二极管，此处不做限定。
此外，开关管可以是MOS管、IGBT或其它具有开关作用的半导体管，以IGBT为例，IGBT的集电极为开关管的第一端，IGBT的发射极为开关管的第二端。
图2所示的ANPC整流拓扑在整流模式1下的等效电路拓扑如图3所示，此种整流模式下的ANPC整流拓扑相当于I型Vienna整流器拓扑。此种整流模式下，功率只能从交流侧流向直流侧。
此外，该整流模式下，每一相整流桥臂中的Tx1、Tx4、Tx5、Tx6都不需要驱动信号，因此，降低了驱动部分的损耗，提高了整流拓扑的效率。
整流模式2(即，第二整流模式)：任意一相整流桥臂中，对于Tx2、Tx3这两个开关管，封闭驱动信号，即这两个开关管始终处于关闭状态，这两个开关管的二极管可导通；同时，对于Tx1、Tx4、Tx5、Tx6这四个开关管，根据指令输出导通/关断的驱动信号。
在整流模式2下，ANPC整流拓扑相当于I型NPC整流拓扑，其等效电路拓扑如图4所示。此种模式下，功率可以双向传输，即功率可以从交流侧流向直流侧，也可以从直流侧流向交流侧。同时，在整流模式2下，该整流拓扑还能够输出无功功率。此种整流模式下，封闭了Tx2、Tx3的驱动信号，因此降低了驱动部分的损耗提高了整流拓扑的效率。
整流模式3(即，另一种第二整流模式)：任意一相整理与桥臂中的六个开关管根据指令输出导通/关断的驱动信号。
整流模式4(即，第三整流模式)：任意一相整流桥臂中的六个开关管的驱动信号封闭，即整个整流拓扑中的所有开关管均处于常闭状态，但对应的二极管可以导通。
在整流模式4下，ANPC整流拓扑相当于三相二极管全桥整流拓扑，其等效电路拓扑如图5所示。此种模式下，封闭了ANPC整流拓扑中的所有开关管的驱动信号，即此时的驱动部分的损耗最低。
当直流充电系统处于充电状态，且功率因数大于功率因数阈值PFth时，此种状态下，功率由交流侧流向直流侧，且该直流充电系统的功率因数较高，不需要进行无功补偿，因此，该直流充电系统中的控制器控制该整流拓扑工作于整流模式1。
当直流充电系统处于充电状态，但功率因数小于PFth，此种状态下，功率由交流侧流向直流侧，同时由于该直流充电系统的功率因数较低需要进行无功补偿，因此，控制该整流拓扑工作于整流模式2或整流模式3。其中，优选工作于整流模式2。
当直流充电系统处于馈电状态，即功率从直流侧流向交流侧，此种状态下，需要整流拓扑工作于能够双向传输功率的模式下，因此，控制该整流拓扑工作于整流模式2或整流模式3。其中，优选工作于整流模式2。
当直流充电系统处于待机状态，此种状态下整流拓扑中基于没有功率输出，因此，可以控制该整流拓扑工作于整流模式4，此时整流拓扑的驱动损耗最低。
本实施例提供的直流充电系统，整流模块采用ANPC整流拓扑，该ANPC整流拓扑具有四种不同的整流模式，依据直流充电系统的不同工作状态控制ANPC整流拓扑工作于不同的整流模式。由于直流充电系统大部分时间工作于正常充电状态或待机状态，即ANPC整流拓扑大部分时间工作于整流模式1和4，而整流模式1和4的驱动损耗均小于ANPC整流拓扑正常工作时的驱动损耗，因此，降低了直流充电系统的整体驱动损耗，提高了整体效率。
实施例二：
以T型三电平整流拓扑为例说明整流模块的各个整流模式。
请参见图6，示出了本发明提供的另一种直流充电系统的电路拓扑图，本实施例中的整流模块采用T型三电平整流拓扑实现。
如图6所示，该T型三电平整流拓扑包括三个整流桥臂，三个T型整流桥臂的输入端分别连接三相交流电源的A、B、C三相；输出端连接至少一个DC/DC变换器。
每个T型整流桥臂包括四个开关管，以A相为例，该T型整流桥臂包括Ta1、Ta2、Ta3和Ta4。
其中，Ta1与Ta4串联，且Ta1的第一端作为该T型整流桥臂的一个输出端，Ta4的第二端作为该T型整流桥臂的另一个输出端，Ta1与Ta4的公共端作为该T型整流桥臂的输入端连接A相交流电源。
Ta2和Ta3反向串联，即Ta2的第二端连接Ta3的第二端，Ta2的第一端连接Ta1和Ta4的公共端，Ta3的第一端连接输出电容支路的中点。其中，该T型三电平整流拓扑的输出电容支路包括串联的C1和C2。
其它两个T型整流桥臂的电路拓扑与A相的T型整流桥臂相同，此处不再赘述。
该T型三电平整流拓扑具有如下三种整流模式：
整流模式1：任意一相桥臂中，封闭Tx1、Tx4两个开关管的驱动信号，即Tx1、Tx4始终处于关闭状态，这两个开关管的二极管可以导通；对于Tx2、Tx3两个开关管，根据指令输出导通/关断的驱动信号。此模式下的T型三电平整流拓扑转换为T型Vienna整流器，其等效电路拓扑如图7所示。
整流模式2：任意一相桥臂中，Tx1～Tx4四个开关管，根据指令输出导通/关断的驱动信号。
整流模式3：任意一相桥臂中，Tx1～Tx4四个开关管的驱动信号均封闭，即四个开关管始终处于关闭状态，其等效电路拓扑如图8所示。此模式下的T型三电平整流拓扑转换为三相二极管全桥整流器。
若直流充电系统处于充电状态，且功率因数大于功率因数阈值PFth，此时，功率只从交流侧流向直流侧，且不需要进行无功补偿(即，不需要直流充电系统输出无功功率)。因此，此种工作状态下控制T型三电平整流拓扑工作于整流模式1。
若直流充电系统处于充电状态，且功率因数小于或等于PFth，此时，功率从交流侧流向直流侧，且需要进行无功补偿(即，需要直流充电系统输出无功功率)。因此，此种工作状态下控制T型三电平整流拓扑工作于整流模式2。
若直流充电系统处于馈电状态，即功率从直流侧流向交流侧，此种工作状态下控制T型三电平整流拓扑工作于整流模式2。
若直流充电系统处于待机状态，则控制T型三电平整流拓扑工作于整流模式3。
本实施例提供的直流充电系统，整流模块采用T型三电平整流拓扑，该整流拓扑具有三种整流模式，依据直流充电系统的不同工作状态控制T型三电平整流拓扑工作于不同的整流模式。由于直流充电系统大部分时间工作于正常充电状态或待机状态，即T型三电平整流拓扑大部分时间工作于驱动损耗较低的整流模式1和整流模式4，因此，降低了直流充电系统的驱动损耗，提高了系统的整体效率。
另一方面，本发明提供了应用于上述的直流充电系统的控制器，该控制器包括存储器和处理器；其中，存储器内存储有程序，处理器执行该存储器中存储的程序以实现以下步骤：
确定直流充电系统的工作状态；
依据直流充电系统的工作状态，控制该直流充电系统内的整流模块处于与工作状态相对应且驱动能量消耗少的整流模式。
在一种可能的实现方式中，依据所述直流充电系统的工作状态，控制该直流充电系统内的整流模块处于与所述工作状态相对应且驱动能量消耗少的整流模式，包括：
当确定所述直流充电系统处于正常充电状态时，控制所述整流模块处于第一整流模式，在所述第一整流模式下所述整流模块输出有功功率；
当确定所述直流充电系统处于充电及无功补偿状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下所述整流模块输出有功功率且输出无功功率；
当确定所述直流充电系统处于馈电状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下所述整流模块接收所述DC/DC变换器反向传输的功率；
当确定所述直流充电系统处于待机状态时，控制所述整流模块处于第三整流模式，在所述第三整流模式下所述整流模块内的全部开关管都处于常闭状态。
在一种可能的实现方式中，确定所述直流充电系统的工作状态，包括：
当检测到所述直流充电系统处于充电状态且输出功率因数大于功率因数阈值后，确定所述直流充电系统处于正常充电状态；
当检测到所述直流充电系统处于充电状态且输出功率因数小于或等于所述功率因数阈值后，或者，检测到无功指令后，确定所述直流充电系统处于充电及无功补偿状态；
当检测到馈电指令，或者，检测到无功指令和馈电指令后，确定所述直流充电系统处于馈电状态；
当检测到待机指令时，确定所述直流充电系统处于待机状态。
在一种可能的实现方式中，所述整流模块为ANPC整流拓扑，所述ANPC整流拓扑包括三个整流桥臂，每个所述整流桥臂包括第一子桥臂和第二子桥臂；
所述第一子桥臂包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述第一开关管的第一端作为所述整流模块的一个输出端，所述第四开关管的第二端作为所述整流模块的另一个输出端，两个输出端之间连接输出电容支路，且所述输出电容支路的中点连接所述第二开关管和所述第三开关管的公共端；
所述第二子桥臂包括依次串联的第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第二开关管的公共端，所述第六开关管的第二端连接所述第三开关管和所述第四开关管的公共端，且第五开关管和第六开关管的公共端连接交流电源的一相；
其中，每个开关管内均有二极管；
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于常闭状态，以及控制所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的第二开关管和所述第三开关管处于常闭状态，以及，控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于开关状态；或者，在所述第二整流模式在，控制任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
在一种可能的实现方式中，所述整流模块为T型整流拓扑，所述T型整流拓扑包括三个T型整流桥臂，每个所述T型整流桥臂包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；
所述第一开关管的第一端作为该T型整流桥臂的一个输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端作为该整流桥臂的另一个输出端，且两个输出端之间连接输出电容支路；
所述第一开关管和所述第四开关管的公共端连接所述三相交流电源的一相；
所述第二开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第四开关管的公共端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第二端，所述第三开关管的第一端连接输出电容支路的中点；
其中，每个开关管内均有二极管；
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管和所述第四开关管处于常闭状态，所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
其中，存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本申请各实施例中的装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种直流充电系统的控制方法，其特征在于，所述充电系统包括至少一个充电模块，每个所述充电模块包括输入端与三相交流电源连接、输出端与至少一个DC/DC变换器连接的整流模块，所述整流模块为有源中点箝位ANPC整流拓扑，所述ANPC整流拓扑包括三个整流桥臂，所述方法包括：
确定所述直流充电系统的工作状态；
当确定所述直流充电系统处于正常充电状态时，控制所述整流模块处于第一整流模式，在所述第一整流模式时，封闭每个所述整流桥臂中用于使功率从直流侧流向交流侧的开关管的驱动信号，使得功率只能从交流侧流向直流侧；
当确定所述直流充电系统处于充电、无功补偿状态或馈电状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下，封闭每个所述整流桥臂中目标开关管的驱动信号，使得所述整流模块能够传输双向有功功率和无功功率，其中，所述目标开关管是只有一个方向的电流流过，且电流方向与所连接的二极管的导通方向相同的开关管；
当确定所述直流充电系统处于待机状态时，控制所述整流模块处于第三整流模式，在所述第三整流模式下所述整流模块内的全部开关管都处于常闭状态。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定所述直流充电系统的工作状态，包括：
当检测到所述直流充电系统处于充电状态且输出功率因数大于功率因数阈值后，确定所述直流充电系统处于正常充电状态；
当检测到所述直流充电系统处于充电状态且输出功率因数小于或等于所述功率因数阈值，或者，检测到无功指令后，确定所述直流充电系统处于充电及无功补偿状态；
当检测到馈电指令，或者，检测到所述无功指令和所述馈电指令后，确定所述直流充电系统处于馈电状态；
当检测到待机指令后，确定所述直流充电系统处于待机状态。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述ANPC整流拓扑包括三个整流桥臂，每个所述整流桥臂包括第一子桥臂和第二子桥臂；
所述第一子桥臂包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述第一开关管的第一端作为所述整流模块的一个输出端，所述第四开关管的第二端作为所述整流模块的另一个输出端，两个输出端之间连接输出电容支路，且所述输出电容支路的中点连接所述第二开关管和所述第三开关管的公共端；
所述第二子桥臂包括依次串联的第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第二开关管的公共端，所述第六开关管的第二端连接所述第三开关管和所述第四开关管的公共端，且第五开关管和第六开关管的公共端连接交流电源的一相；
其中，每个开关管的第一端和第二端之间均设置有二极管；
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于常闭状态，以及控制所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的第二开关管和所述第三开关管处于常闭状态，以及，控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于开关状态；
或者，在所述第二整流模式下，控制任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
4.一种直流充电系统的控制方法，其特征在于，所述充电系统包括至少一个充电模块，每个所述充电模块包括输入端与三相交流电源连接、输出端与至少一个DC/DC变换器连接的整流模块，所述整流模块为T型整流拓扑，所述T型整流拓扑包括三个整流桥臂，所述方法包括：
确定所述直流充电系统的工作状态；
当确定所述直流充电系统处于正常充电状态时，控制所述整流模块处于第一整流模式，在所述第一整流模式时，封闭每个所述整流桥臂中用于使功率从直流侧流向交流侧的开关管的驱动信号，使得功率只能从交流侧流向直流侧；
当确定所述直流充电系统处于充电、无功补偿状态或馈电状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下，控制每个所述整流桥臂中的开关管均处于开关状态；
当确定所述直流充电系统处于待机状态时，控制所述整流模块处于第三整流模式，在所述第三整流模式下所述整流模块内的全部开关管都处于常闭状态。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述整流模块为T型整流拓扑，所述T型整流拓扑包括三个T型整流桥臂，每个所述T型整流桥臂包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；
所述第一开关管的第一端作为该T型整流桥臂的一个输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端作为该整流桥臂的另一个输出端，且两个输出端之间连接输出电容支路；
所述第一开关管和所述第四开关管的公共端连接所述三相交流电源的一相；
所述第二开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第四开关管的公共端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第二端，所述第三开关管的第一端连接输出电容支路的中点；
其中，每个开关管的第一端和第二端之间均设置二极管；
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管和所述第四开关管处于常闭状态，所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
6.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于，所述确定所述直流充电系统的工作状态，包括：
当检测到所述直流充电系统处于充电状态且输出功率因数大于功率因数阈值后，确定所述直流充电系统处于正常充电状态；
当检测到所述直流充电系统处于充电状态且输出功率因数小于或等于所述功率因数阈值，或者，检测到无功指令后，确定所述直流充电系统处于充电及无功补偿状态；
当检测到馈电指令，或者，检测到所述无功指令和所述馈电指令后，确定所述直流充电系统处于馈电状态；
当检测到待机指令后，确定所述直流充电系统处于待机状态。
7.一种直流充电系统，其特征在于，包括：控制器和至少一个充电模块；其中，每个所述充电模块包括整流模块、至少一个DC/DC变换器，所述整流模块为有源中点箝位ANPC整流拓扑，所述ANPC整流拓扑包括三个整流桥臂；
所述整流模块的输入端连接三相交流电源；
所述至少一个DC/DC变换器的输入端并联连接至所述整流模块的输出端，所述至少一个DC/DC变换器的输出端为所述充电系统的输出端；
所述控制器，用于接收控制指令及所述充电系统的实际输出电信号，并依据所述控制指令控制所述整流模块和所述至少一个DC/DC变换器的工作状态，以使所述充电系统处于相应的工作状态；
所述控制器，还用于依据所述充电系统的工作状态，控制所述整流模块处于相应的整流状态，当确定所述直流充电系统处于正常充电状态时，控制所述整流模块处于第一整流模式，在所述第一整流模式时，封闭每个所述整流桥臂中用于使功率从直流侧流向交流侧的开关管的驱动信号，使得功率只能从交流侧流向直流侧；当确定所述直流充电系统处于充电、无功补偿状态或馈电状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下，封闭每个所述整流桥臂中目标开关管的驱动信号，使得所述整流模块能够传输双向有功功率和无功功率，其中，所述目标开关管是只有一个方向的电流流过，且电流方向与所连接的二极管的导通方向相同的开关管；当确定所述直流充电系统处于待机状态时，控制所述整流模块处于第三整流模式，在所述第三整流模式下所述整流模块内的全部开关管都处于常闭状态。
8.根据权利要求7所述的直流充电系统，其特征在于，所述ANPC整流拓扑包括三个整流桥臂，每个整流桥臂均包括第一子桥臂和第二子桥臂；
所述第一子桥臂包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述第一开关管的第一端作为所述整流模块的一个输出端，所述第四开关管的第二端作为所述整流模块的另一个输出端，两个输出端之间连接输出电容支路，且所述输出电容支路的中点连接所述第二开关管和所述第三开关管的公共端；
所述第二子桥臂包括依次串联的第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第二开关管的公共端，所述第六开关管的第二端连接所述第三开关管和所述第四开关管的公共端，且第五开关管和第六开关管的公共端连接交流电源的一相；
其中，每个开关管的第一端和第二端之间均设置二极管；
所述控制器具体用于：
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于常闭状态，以及控制所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的第二开关管和所述第三开关管处于常闭状态，以及，控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管处于开关状态；或者，在所述第二整流模式下，控制任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
9.一种直流充电系统，其特征在于，包括：控制器和至少一个充电模块；其中，每个所述充电模块包括整流模块、至少一个DC/DC变换器，所述整流模块为T型整流拓扑，所述T型整流拓扑包括三个整流桥臂，
所述整流模块的输入端连接三相交流电源；
所述至少一个DC/DC变换器的输入端并联连接至所述整流模块的输出端，所述至少一个DC/DC变换器的输出端为所述充电系统的输出端；
所述控制器，用于接收控制指令及所述充电系统的实际输出电信号，并依据所述控制指令控制所述整流模块和所述至少一个DC/DC变换器的工作状态，以使所述充电系统处于相应的工作状态；
所述控制器，还用于依据所述充电系统的工作状态，控制所述整流模块处于相应的整流状态，当确定所述直流充电系统处于正常充电状态时，控制所述整流模块处于第一整流模式，在所述第一整流模式时，封闭每个所述整流桥臂中用于使功率从直流侧流向交流侧的开关管的驱动信号，使得功率只能从交流侧流向直流侧；当确定所述直流充电系统处于充电、无功补偿状态或馈电状态时，控制所述整流模块处于第二整流模式，在所述第二整流模式下，控制每个所述整流桥臂中的开关管均处于开关状态；当确定所述直流充电系统处于待机状态时，控制所述整流模块处于第三整流模式，在所述第三整流模式下所述整流模块内的全部开关管都处于常闭状态。
10.根据权利要求9所述的直流充电系统，其特征在于，所述T型整流拓扑包括三个T型整流桥臂，每个T型整流桥臂包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；
所述第一开关管的第一端作为该T型整流桥臂的一个输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端作为该整流桥臂的另一个输出端，且两个输出端之间连接输出电容支路；
所述第一开关管和所述第四开关管的公共端连接所述三相交流电源的一相；
所述第二开关管的第一端连接所述第一开关管和所述第四开关管的公共端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第二端，所述第三开关管的第一端连接输出电容支路的中点；
其中，每个开关管的第一端和第二端之间均设置有二极管；
所述控制器具体用于：
在所述第一整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的所述第一开关管和所述第四开关管处于常闭状态，所述第二开关管和所述第三开关管处于开关状态；
在所述第二整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于开关状态；
在所述第三整流模式下，控制所述整流模块中任意一相桥臂中的全部开关管均处于常闭状态。
11.一种控制器，应用于直流充电系统中，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器内存储有程序，所述处理器执行所述存储器中存储的程序以实现权利要求1-6任一项所述的直流充电系统控制方法。
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