CN110676917A - 充电系统及充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电系统及充电方法，该充电系统包括:功率分配单元、至少一个功率基本单元、控制单元及充电终端；功率基本单元包括：至少两个功率模块，用于将交流电转化为直流电；电压转换模块，用于转换至少两个功率模块的输出电压；功率分配单元用于根据待充电设备的充电请求分配至少一个功率基本单元的输出功率；其中，外接电源、至少一个功率基本单元、功率分配单元及充电终端依次连接用于；控制单元分别连接至至少一个功率基本单元、功率分配单元及充电终端，用于获取待充电设备的充电请求，并根据充电请求控制电压转换模块转换输出电压，以及控制功率分配单元分配输出功率。

Description

充电系统及充电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种充电系统及充电方法。
背景技术
近年来随着电动车汽车保有量的快速增长，电动汽车长距离出行越来越多，同时电池容量逐渐增大，现有60kW甚至120kW充电桩已无法满足用户对充电时长的要求(例如用户希望在半小时内充80％的电量)；另一方面，从提高充电桩使用效率，降低充电站综合成本的角度来看，大功率超快充电(例如200kW以上)是一个重要的推进方向。
然而目前市场上的大功率充电桩或设备存在以下问题：
1、绝大多数充电桩使用的功率模块功率都在15-20kW，用来搭建200kW以上的充电桩需要功率模块数多，系统可靠性下降，整体性能指标(如电流精度，电压纹波环流控制等)也会有所下降，效率提升空间也小。
2、随着充电功率的提高，电池电压也逐渐开始向高电压发展。市场对宽电压充电桩的需求开始扩大。现有充电桩虽然有一些已经可以支持宽电压范围，但由于传统功率模块电路拓扑的原因，其恒流区或恒功率区一般偏小，只能做到为一个电压等级优化(如充电功率较大，电流大，效率高)，而另一个电压等级性能不足(虽然可以工作，但充电功率下降较多，充电电流偏小)。例如某公司的模块在750V下可以做到20kW输出，但工作在350V时只能输出10kW左右，远低于标称的20kW。
3、模块功率密度(kWh/kg或kWh/L)低，损耗5％以上，热管理困难；
4、现有充电桩的功率模块一般采用两级变换(APFC+LLC电路)，整桩效率(除交流侧变压器外)一般在95％以下，且由于依赖小功率模块搭建，提升空间不大。
4、电流大(400A以上)，枪线截面积大，重量大，柔软度不够，使用困难；
5、端子和枪线发热严重，热管理难度高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种充电系统及充电方法，通过电压转化模块来保证至少两个功率模块的输出电压满足待充电设备充电电压需求的同时，通过功率分配单元分配至少一个功率基本单元的输出功率能够满足待充电设备的充电需求，进而满足大功率充电过程的充电效率及稳定性。
为了解决上述技术问题，根据本发明一方面，提供了一种充电系统，包括:功率分配单元、至少一个功率基本单元、控制单元及充电终端；
所述功率基本单元包括：至少两个功率模块，用于将交流电转化为直流电；电压转换模块，用于转换所述至少两个功率模块的输出电压；
其中，所述至少一个功率基本单元的一侧连接至外接电源，另一侧连接至所述功率分配单元的一侧；
所述功率分配单元的另一侧连接至所述充电终端，用于根据待充电设备的充电请求分配所述至少一个功率基本单元的输出功率；
所述控制单元分别连接至所述至少一个功率基本单元、所述功率分配单元及所述充电终端，用于获取所述待充电设备的充电请求，并根据所述充电请求控制所述电压转换模块转换所述输出电压，以及控制所述功率分配单元分配所述输出功率。
进一步的，所述电压转换模块的一侧分别连接所述至少两个功率模块的直流侧，所述电压转换模块的另一侧连接至所述功率分配单元的所述一侧，所述至少两个功率模块的交流侧连接至所述外接电源；或者
所述电压转换模块的一侧连接至所述外接电源，所述电压转换模块的另一侧分别连接至所述至少两个功率模块的所述交流侧，所述至少两个功率模块的所述直流侧连接至所述功率分配单元的所述一侧。
进一步的，所述功率基本单元还包括：至少一个隔离模块，用于将发生故障的所述功率模块进行电气隔离；
当所述电压转换模块处于所述至少两个功率模块的直流侧时，所述至少一个隔离模块分别连接至所述外接电源和所述至少两个功率模块的所述交流侧；或者
所述至少一个隔离模块分别连接至所述至少两个功率模块的直流侧和所述电压转换模块的所述一侧；
当所述电压转换模块处于所述至少两个功率模块的交流侧时，所述至少一个隔离模块分别连接至所述外接电源和所述电压转换模块的所述一侧。
进一步的，当所述电压转换模块处于所述至少两个功率模块的直流侧时，所述电压转换模块为串并联投切开关矩阵或可调节电压变比的DC/DC模块；
所述控制单元根据所述充电请求控制所述串并联投切开关矩阵，使得所述至少两个功率模块切换为并联或串联，以根据所述充电请求转换所述输出电压；
在所述各所述功率模块的所述直流侧的正负极之间还设置有反向二极管或故障开关，以使得在所述功率模块发生故障时，所述反向二极管导通或所述故障开关闭合；或
所述控制单元根据所述充电请求调节所述可调节电压变比的DC/DC模块输入与输出的绕组变比，以根据所述充电请求转换所述输出电压；
当所述电压转换模块处于所述至少两个功率模块的交流侧时，所述电压转换模块为变压器或多抽头电抗器；
所述控制单元根据所述充电请求控制所述变压器的连接方式切换为星接或角接，以根据所述充电请求转换所述输出电压；或
所述控制单元根据所述充电请求控制所述多抽头电抗器，以根据所述充电请求转换所述输出电压。
进一步地，当所述隔离模块的处于所述至少两个功率模块的所述直流侧时，所述隔离模块为高频变压器，所述功率模块为AC/DC模块和DC/DC模块；
当所述隔离模块处于所述至少两个功率模块的交流侧时，所述隔离模块为多绕组变压器，所述多绕组变压器连接所述至少两个功率模块；或者
所述隔离模块为隔离变压器，所述隔离变压器连接一个所述功率模块；
所述功率模块为并网逆变器。
进一步地，所述功率模块还设置有带分接头的电抗器，用于调整交流电压。
根据本发明另一方面，提供一种充电方法，用于上述任一项所述的充电系统，该方法包括：获取连接至充电终端的待充电设备的充电请求，所述充电请求包括充电电压和充电功率；
根据所述充电电压控制电压转换模块，以使得所述电压转换模块将充电系统的输出电压转化为所述充电电压；
根据所述充电功率控制功率分配单元，以使所述功率分配单元将所述充电系统的输出功率分配为所述充电功率。
进一步地，所述电压转换模块为串并联投切开关矩阵；以及
所述根据所述充电电压控制电压转换模块，以使得所述电压转换模块将充电系统的输出电压转化为所述充电电压的步骤包括:
根据所述充电电压控制所述串并联投切开关矩阵，使得所述至少两个功率模块切换为并联或串联，以使得所述充电系统的输出输出电压为所述充电电压。
进一步的，各所述功率模块的直流侧的正负极之间还设置有反向二极管或故障开关；以及
所述充电方法还包括：
当检测到至少两个功率模块中的至少一个发生故障时，控制所述至少一个功率模块的反向二极管导通或控制所述故障开关闭合，并停止发生故障的所述至少一个功率模块运行。
进一步的，所述电压转换模块为可调节电压变比的DC/DC模块、变压器或多抽头电抗器；以及
所述根据所述充电电压控制电压转换模块，以使得所述电压转换模块将充电系统的输出电压转化为所述充电电压的步骤包括:
根据所述充电电压调节所述可调节电压变比的DC/DC模块输入与输出的绕组变比，以使得所述充电系统的输出输出电压为所述充电电压；或
根据所述充电电压将所述电压器的连接方式切换为星接或角接，以使得所述充电系统的输出输出电压为所述充电电压；或
根据所述充电电压控制所述多抽头电抗器，以使得所述充电系统的输出输出电压为所述充电电压。
根据本发明另一方面，提供一种控制器，其包括存储器与处理器，存储器存储有计算机程序，程序在被处理器执行时能够实现所述充电方法的步骤。
根据本发明另一方面，提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，程序在由一计算机或处理器执行时实现所述充电方法的步骤。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种充电系统及充电方法可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
(1)功率基本单元包括至少两个功率模块，因此仅需同一电压等级的功率模块，并通过电压转换模块，即可覆盖至少两个电压等级，保证了充电系统的电压覆盖范围。
(2)功率基本单元包括至少两个功率模块，因此在宽电压范围下，充电系统仍能够维持较高的输出功率。
(3)通过功率分配单元，可将多个功率基本单元进行并联，进而保证大功率的输出，提升充电系统的充电效率。
(4)功率分配单元根据待充电设备的充电请求，自动选择匹配的电压等级，并对多个功率基本单元进行组合，以满足待充电设备对充电功率的要求。
(5)多种方式实现电压转换模块的电压转换功能，实现充电系统配置的灵活性。
(6)当功率模块发生故障时，反向二极管或故障开关动作，实现功率模块的旁路，剩余功率模块提供充电所需的电压及功率，保证了充电系统在充电过程中的稳定性。
(7)功率基本单元还设置有隔离模块，进而减少多个功率模块之间的干扰，保证充电系统的稳定性。
(8)当待充电设备的充电功率需求较小时，可以实现一个功率模块运行，进而较少充电系统自身的能量消耗，并且提升充电系统对电压及电流的精准控制。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例的充电系统的示意框图；
图2为本发明第二实施例的充电系统的示意框图；
图3为本发明第三实施例的充电系统的示意框图；
图4为本发明第四实施例的充电系统的示意框图；
图5为本发明第五实施例的充电系统的示意框图；
图6为本发明第一实施例的充电系统的电路示意图；
图7为本发明第二实施例的充电系统的电路示意图；
图8为本发明第三实施例的充电系统的电路示意图；
图9为本发明第一实施例的功率切换模块的电路示意图；
图10为本发明第二实施例的功率切换模块的电路示意图；
图11为本发明第三实施例的功率切换模块的电路示意图；
图12为本发明第四实施例的功率切换模块的电路示意图；
图13为本发明一实施例的充电方法的流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种充电系统及充电方法的具体实施方式及其功效，详细说明如后。
本发明实施例提供了一种充电系统，如图1-3所示，包括:功率分配单元1、至少一个功率基本单元2、控制单元3及充电终端4。
其中，功率分配单元1用于根据待充电设备的充电请求，分配至少一个功率基本单元2的输出功率，以满足待充电设备的充电需求。当待充电设备需要大功率进行充电时，则功率分配单元1将多个功率基本单元2进行并联，以满足大功率充电的需求。
在一个具体实施例中，功率分配单元1(PDU)为开关矩阵，通过多个开关的开启与闭合来实现多个功率基本单元2的并联。
该功率基本单元2包括有至少两个功率模块21及电压转换模块22。
其中，至少两个功率模块21用于将外接电源传输的交流电转换为直流电，可根据实际需求设置不同数量的功率模块21。该功率模块21可以选择传统充电桩的功率模块21，例如，Vienna或APFC作为前级电路，加LLC或移相全桥作为后级电路；也可以使用能量可以双向流动的大功率液冷PWM整流电路，例如三相并网逆变器或电动汽车的驱动变频器，可以极大地降低功率模块21每千瓦造价进而降低运营成本。
进一步地，为了减少各功率模块21之间的相互干扰，该功率基本单元2还包括有至少一个隔离模块23。
该电压转换模块22则是用于将至少两个功率模块21输出电压转换为待充电设备充电时所需的充电电压。
该控制单元3分别连接至至少两个功率模块21、电压转换模块22、功率分配单元1及充电终端4。
具体地，控制单元3通过充电终端4的充电线及充电枪来获取待充电设备发送的充电请求，该充电请求至少包括有充电电压及充电功率(或者充电电流)，其中充电电压为待充电设备的电池的电压等级。进而根据该充电电压控制电压切换装置切换到相应的输出电压，并根据充电功率配置功率分配单元1的控制参数，包括但不限于控制模式(电流模式或电压模式，电流或电压指令，保护门限等)，进而功率分配单元1根据所述控制参数进行输出功率的分配。
在一些实施例中，电压转换模块22与隔离模块23既可以设置于功率模块21的交流侧，也可以设置与功率模块21的直流侧。具体地，充电系统的各组成的连接关系的实施例如下：
实施例一
如图1所示，隔离模块23的一侧连接外接电源，另一侧分别连接至少两个功率模块21的交流侧(即隔离模块23处于交流侧)，至少两个功率模块21的直流侧连接至电压转换模块22的一侧(即电压转换模块22处于直流侧)，电压转换模块22的另一侧连接至功率分配单元1的一侧，功率分配单元1的另一侧连接至充电终端4。
在一具体实施例中，当充电系统为电动汽车的充电桩时，该充电终端4还设置有充电枪及充电线。
实施例二
如图2所示，至少两个功率模块21的交流侧连接至外接电源，直流侧连接于隔离模块23的一侧(即隔离模块23处于直流侧)，隔离模块23的另一侧连接至电压转换模块22的一侧(即电压转换模块22处于直流侧)，电压转换模块22的另一侧连接至功率分配单元1，功率分配单元1的另一侧连接至充电终端4。
实施例三
如图3所示，隔离模块23的一侧连接至外接电源(即隔离模块23处于交流侧)，另一侧连接至电压转换模块22的一侧，电压转换模块22的另一侧连接至功率模块21的交流侧(即电压转换模块22处于交流侧)，功率模块21的直流侧连接至功率分配单元1的一侧，功率分配单元1的另一侧连接至充电终端4。
进一步地，如图4和5所示，每一个功率模块21均可设置一个隔离模块23，当然，也可多个功率模块21设置一个隔离模块23，此处不以隔离模块23的数量为限。
在一具体实施例中，如图6所示，隔离模块23为高频变压器，设置在功率模块21的直流侧。具体地，当功率模块21采用传统的AC/DC模块和DC/DC模块时，该AC/DC模块和DC/DC模块自身设置有高频变压器进行电气隔离，因此可将该高频变压器作为隔离模块23。
另外，当AC/DC模块采用双向模块时，可以实现充电系统的电网回馈功能，即，充电系统可以对待充电设备进行充电，也可以将待充电设备中存储的电能通过充电系统回馈至电网。
同时，多个AC/DC模块可以工作在不同的模式下，以实现效率和性能的最优(如损耗最小、输出波纹最小等)。例如，当一个功率基本单元2中包括两个AC/DC模块(即，两个功率模块21)时，当电压转换模块22运行在串联模式下(即两个AC/DC模块串联)，则其中一个AC/DC模块可以工作在不控整流状态，另一个AC/DC模块工作在电流或电压控制模式，以最大限度的减少损耗，或者一个AC/DC模块电压控制模式下，另一个AC/DC模块工作在电压/电流控制模式下。
在一实施例中，当功率基本单元2中的功率模块21为至少两个AC/DC模块时，至少两个AC/DC模块可以是不同类型的模块，可以按照工况切入或切出，以满足不同的充电功率和充电电压的需求。在此以一个功率基本单元2包括两个AC/DC模块为例进行说明，当电压转换模块22运行在并联状态时(即两个AC/DC模块并联)，如待充电设备的充电功率的需求降低时，可以让一个AC/DC模块停止运行，由一个功率相对较小的AC/DC模块为待充电设备进行充电，进而可以有效的改善充电系统的损耗，并提高小功率工况下的电压/电流的控制精度。
如图6所示，功率分配单元1为两进两出的开关矩阵，因此可以将两个功率基本单元2的输出功率分配至一个或两个充电枪中，以实现充电功率的灵活分配。当然功率分配单元1并不以此为限，其还可以是多进多出的开关矩阵，进而能够实现更加灵活的功率分配。
在另一具体实施例中，隔离模块23为多绕组变压器，该多绕组变压器连接至至少两个功率模块21。具体地，如图7所示，隔离模块23为三绕组变压器T1，设置于功率模块21的交流侧。具体地，当采用有源前端作为作为功率模块21，例如，并网逆变器UV(PWM整流电路)。而其隔离模块23则可以采用三绕组变压器T1，当采用三绕组变压器T1作为隔离模块23时，其一端作为输入端，另两端作为输出端，即可实现一个三绕组变压器T1可以同时实现两个功率模块21的电气隔离。当然，也可以每一个功率模块21采用一个隔离变压器作为隔离模块23。
进一步地，如图8所示，当采用并网逆变器UV作为功率模块21时，该并网逆变器UV的交流滤波电感可以采用带分接头的电抗器L，这样隔离变压器T2可以采用标准的变比(如10kV/380V)，交流电压的调整(图380V/180V)可通过带分接头的电抗器L进行调整，进而降低了配电变压器的定制成本。
为了能够实现充电系统输出电压的转换，进而实现充电系统输出的宽电压，电压转换模块22可以为如下各实施例的电路：
实施例四
如图1和图2所示，当电压转换模块22处于直流侧时，该电压转换模块22可以是如图9所示的串并联投切开关矩阵，该实施例是以功率基本单元2包括三个功率模块21为例，其中，输入端Vdc1、Vdc2及Vdc3分别直接或间接连接于各功率模块21的直流侧，输出端Vdc连接于功率分配单元1。其通过控制开关K11、K12、K13、K14、K15、K16、K17及K18的开闭状态，来改变三个功率模块21的串联或者并联状态，进而来改变三个功率模块21的输出电压。
具体地，当K11、K12、K13、K14、K15及K16闭合，K17及K18断开时，则三个功率模块21处于并联状态，当K11、K16、K17及K18闭合，而K12、K13、K14及K15断开时，则三个功率模块21处于串联状态。
如图9所示，在各输入端Vdc1、Vdc2及Vdc3的正负极之间均连接有反向二极管(可以为等效二极管)，当其中一个或多个功率模块21发生故障时，其对应的反向二极管导通，电流续流，则功率基本单元2的输出电压则将由未发生故障的功率模块21承担，实现容错运行，保证充电系统运行的稳定性。
当然，还可以在各输入端Vdc1、Vdc2及Vdc3的正负极之间设置为故障开关(图中未示出)，当其中一个或多个功率模块21发生故障时，则控制其对应的故障开关闭合，以此来实现电流续流。
实施例五
当电压转换模块22处于直流侧时，该电压转换模块22还可以是如图10所示的可调变压比的DC/DC模块，该实施例中以功率基本单元2包括两个功率模块21为例。其中，输入端Vdc4及Vdc5分别直接或间接连接至两个功率模块21的直流侧，输出端Vdc连接于功率分配单元1，其通过控制开关K21、K22、K23及K24的开闭状态，来改变输入端与输出端的绕组变比，进而来改变两个功率模块21的输出电压。
具体地，当K21及K23闭合，K22及K24断开时，输入端与输出端的绕组变比为1:1，则输出电压不变；而当K21及K23断开，K22及K24闭合时，则输入端与输出端的绕组变比为1:2，进而输出电压则为原输出电压的两倍。以此来满足待充电设备高充电电压的需求。
实施例六
如图3所示，当电压转换模块22处于交流侧时，该电压转换模块22可以为如图11所示的变压器，其中A1、B1及C1为输入端，a1、b1及c1为输出端，通过改变K31、K32、K33、K34、K35及K36的开闭状态来改变该变压器副边的连接方式(如，由星接变为角接或者有角接变为星接)来改变输入功率模块21交流侧的交流电的电压，进而来改变功率模块21的输出电压。
具体地，当K31、K32及K33断开、K34、K35及K36闭合时，则变压器处于星接状态，而当K31、K32及K33闭合、K34、K35及K36断开时，则变压器处于交接状态，在变压器副边的连接方式由星接改为角接，则可实现电压变比1.732:1的变化，以此来改变输入功率模块21交流侧的交流电的电压，进而改变功率模块21的输出电压。
实施例七
当电压转换模块22处于交流侧时，该电压转换模块22可以为如图12所示的多抽头电抗器，其中，A2、B2及C2为输入端，a2、b2及c2为输出端，通过改变K41、K42、K43、K44、K45及K46的开闭状态来切换高电压档或低电压档。
具体地，当K41、K43及K45闭合，K42、K44及K46断开时，为高压档；当K41、K43及K45断开，K42、K44及K46闭合时，为低压档，以此来改变输入功率模块21交流侧的交流电的电压，进而来改变功率模块21的输出电压。
本发明实施例还提供了一种充电方法，该方法用于上述任一项所述的充电系统，如图13所示，该充电方法包括：
步骤S10，获取连接至充电终端的待充电设备的充电请求。
具体地，在待充电设备通过充电线及充电枪连接至充电终端后，控制单元通过充电终端获取单待充电设备发送的充电请求，其中，充电请求至少包括充电电压和充电功率，当然充电请求也可以包括充电电压及充电电流，该充电电压为待充电设备的电池的电压等级。
步骤S20，根据充电电压控制电压转换模块，以使得电压转换模块将充电系统的输出电压转化为充电电压。
具体地，控制单元根据充电请求中的充电电压(即待充电设备的电池的电压等级)，进而控制单元控制电压转换模块转换到相应的输出电压。
实现电压转换的具体方案，在上述实施例四至实施例七中以进行了详细介绍，此处不再进行赘述。
步骤S30，根据所述充电功率控制功率分配单元，以使所述功率分配单元将所述充电系统的输出功率分配为所述充电功率。
具体地，控制单元根据充电功率配置功率分配单元的控制参数，包括但不限于控制模式(电流模式或电压模式，电流或电压指令，保护门限等)，进而功率分配单元根据所述控制参数进行输出功率的分配。
本发明实施例还提供一种控制器，其包括存储器与处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述程序在被所述处理器执行时能够实现所述一种充电方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述程序在由一计算机或处理器执行时实现所述充电方法的步骤。
在本发明的一个实施例中，充电系统优选的为充电桩，待充电设备优选地为电动汽车。
上述实施例的充电系统及充电方法，通过将大功率并网逆变器作为功率模块，能够便于实现充电系统的大功率化，并且降低了充电系统的配置成本。通过至少两个功率模块及电压转换模块的配置，可以实现充电系统支持多个电压等级，扩大充电系统的应用场景。通过功率分配单元，可将多个功率基本单元进行并联，进而实现大功率的输出，满足当下对待充电设备的大充电功率的要求。通过反向二极管或故障开关的设置，在功率模块发生故障时，能够多故障的功率模块进行隔离，而剩余功率模块可继续为待充电设备进行充电，保证了充电系统的稳定性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种充电系统，其特征在于，包括:功率分配单元、至少一个功率基本单元、控制单元及充电终端；
所述功率基本单元包括：至少两个功率模块，用于将交流电转化为直流电；电压转换模块，用于转换所述至少两个功率模块的输出电压；
其中，所述至少一个功率基本单元的一侧连接至外接电源，另一侧连接至所述功率分配单元的一侧；
所述功率分配单元的另一侧连接至所述充电终端，用于根据待充电设备的充电请求分配所述至少一个功率基本单元的输出功率；
所述控制单元分别连接至所述至少一个功率基本单元、所述功率分配单元及所述充电终端，用于获取所述待充电设备的充电请求，并根据所述充电请求控制所述电压转换模块转换所述输出电压，以及控制所述功率分配单元分配所述输出功率。
2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述电压转换模块的一侧分别连接所述至少两个功率模块的直流侧，所述电压转换模块的另一侧连接至所述功率分配单元的所述一侧，所述至少两个功率模块的交流侧连接至所述外接电源；或者
所述电压转换模块的一侧连接至所述外接电源，所述电压转换模块的另一侧分别连接至所述至少两个功率模块的所述交流侧，所述至少两个功率模块的所述直流侧连接至所述功率分配单元的所述一侧。
3.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，所述功率基本单元还包括：至少一个隔离模块，用于将发生故障的所述功率模块进行电气隔离；
当所述电压转换模块处于所述至少两个功率模块的直流侧时，所述至少一个隔离模块分别连接至所述外接电源和所述至少两个功率模块的所述交流侧；或者
所述至少一个隔离模块分别连接至所述至少两个功率模块的直流侧和所述电压转换模块的所述一侧；
当所述电压转换模块处于所述至少两个功率模块的交流侧时，所述至少一个隔离模块分别连接至所述外接电源和所述电压转换模块的所述一侧。
4.根据权利要求2或3所述的充电系统，其特征在于，当所述电压转换模块处于所述至少两个功率模块的直流侧时，所述电压转换模块为串并联投切开关矩阵或可调节电压变比的DC/DC模块；
所述控制单元根据所述充电请求控制所述串并联投切开关矩阵，使得所述至少两个功率模块切换为并联或串联，以根据所述充电请求转换所述输出电压；
在所述各所述功率模块的所述直流侧的正负极之间还设置有反向二极管或故障开关，以使得在所述功率模块发生故障时，所述反向二极管导通或所述故障开关闭合；或
所述控制单元根据所述充电请求调节所述可调节电压变比的DC/DC模块输入与输出的绕组变比，以根据所述充电请求转换所述输出电压；
当所述电压转换模块处于所述至少两个功率模块的交流侧时，所述电压转换模块为变压器或多抽头电抗器；
所述控制单元根据所述充电请求控制所述变压器的连接方式切换为星接或角接，以根据所述充电请求转换所述输出电压；或
所述控制单元根据所述充电请求控制所述多抽头电抗器，以根据所述充电请求转换所述输出电压。
5.根据权利要求3所述的充电系统，其特征在于，当所述隔离模块处于所述至少两个功率模块的所述直流侧时，所述隔离模块为高频变压器，所述功率模块为AC/DC模块和DC/DC模块；
当所述隔离模块处于所述至少两个功率模块的交流侧时，所述隔离模块为多绕组变压器，所述多绕组变压器连接所述至少两个功率模块；或者
所述隔离模块为隔离变压器，所述隔离变压器连接一个所述功率模块；
所述功率模块为并网逆变器。
6.一种充电方法，其特征在于，用于如权利要求1所述的充电系统，所述充电方法包括：
获取连接至充电终端的待充电设备的充电请求，所述充电请求包括充电电压和充电功率；
根据所述充电电压控制电压转换模块，以使得所述电压转换模块将充电系统的输出电压转化为所述充电电压；
根据所述充电功率控制功率分配单元，以使所述功率分配单元将所述充电系统的输出功率分配为所述充电功率。
7.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于，所述电压转换模块为串并联投切开关矩阵；以及
所述根据所述充电电压控制电压转换模块，以使得所述电压转换模块将充电系统的输出电压转化为所述充电电压的步骤包括:
根据所述充电电压控制所述串并联投切开关矩阵，使得所述至少两个功率模块切换为并联或串联，以使得所述充电系统的输出输出电压为所述充电电压。
8.根据权利要求7所述的充电方法，其特征在于，各所述功率模块的直流侧的正负极之间还设置有反向二极管或故障开关；以及
所述充电方法还包括：
当检测到至少两个功率模块中的至少一个发生故障时，控制所述至少一个功率模块的反向二极管导通或控制所述故障开关闭合，并停止发生故障的所述至少一个功率模块运行。
9.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于，所述电压转换模块为可调节电压变比的DC/DC模块、变压器或多抽头电抗器；以及
所述根据所述充电电压控制电压转换模块，以使得所述电压转换模块将充电系统的输出电压转化为所述充电电压的步骤包括:
根据所述充电电压调节所述可调节电压变比的DC/DC模块输入与输出的绕组变比，以使得所述充电系统的输出输出电压为所述充电电压；或
根据所述充电电压将所述电压器的连接方式切换为星接或角接，以使得所述充电系统的输出输出电压为所述充电电压；或
根据所述充电电压控制所述多抽头电抗器，以使得所述充电系统的输出输出电压为所述充电电压。
10.一种控制器，其包括存储器与处理器，其特征在于：所述存储器存储有计算机程序，所述程序在被所述处理器执行时能够实现权利要求6至9中任意一项权利要求所述的充电方法的步骤。
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