CN112373342A - 一种功率分配系统、充电方法及充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电技术领域，具体涉及一种功率分配系统、充电方法及充电系统。一种功率分配系统包括电源模块、充电终端和通道选择模块，所述电源模块为M个，M≥2，所述充电终端为N个，所述通道选择模块包括M组输入通道、N组输出通道以及M个通道选择器，M组所述输入通道分别通过半导体开关与M个所述电源模块一一对应电连接，N组所述输出通道分别与N个所述充电终端一一对应电连接，M个所述通道选择器分别沿着M组所述输入通道滑动。本发明的功率分配系统可实现智慧分配，且可实现可靠分断、无电弧风险，同时可扩展性高、工艺性好。

Description

一种功率分配系统、充电方法及充电系统

技术领域

本发明涉及充电技术领域，具体涉及一种功率分配系统、充电方法及充电系统。

背景技术

目前，电动汽车充电设备进行充电功率分配主要存在以下三种方案：

1、专利号为“CN201510124712.9”，名称为“矩阵式柔性充电堆及动态分配功率的充电方法”的发明专利公开了一种功率分配系统，通过划分固定功率区和动态功率区，以接触器为基本器件，对动态功率进行智能分配；

2、专利号为“CN201510926580.1”，名称为“一种控制电池充电的方法、装置及系统”的发明专利公开了一种充电系统，以接触器或者低压继电器为基本器件，通过控制基本器件的导通、关断时间，在零电压、零电流条件下对基本器件实时闭合分断；

3、专利号为“CN201721110451.6”，名称为“一种电动汽车充电的智能功率分配系统”的实用新型专利公开了一种功率分配系统，采用基于半导体器件的功率分配单元和具备带电流切除能力的接触器构成智能功率分配系统进行柔性功率分配。

其中，第一种方案和第二种方案主要存在以下问题：

1.继电器等基本器件可能会带负荷操作，降低寿命，有安全隐患；

2.第一种方案中，固定功率区无法动态分配，造成功率浪费；第二种方案中，分时复用，功率需要根据一定的顺序进行流水线式分配，无法解决大功率充电需求同时共存问题；

3.PDU分配方式，虽然可以实现功率的智能分配，避免上述问题，但PDU一般采用继电器方式，成本较大，电气配线非常繁琐，经济性和工艺性较差，可维护性也不高；

4.采用继电器方案进行功率切换，需要在所在回路的电源模块均降流后才能投切主回路继电器，投切完毕后再升流至回路负载所需。

第三种方案采用功率半导体器件进行智能功率分配，此系统在解决功率智能分配时，存在以下问题：

(1)采用半导体器件进行柔性功率分配，M个充电模块N路输出就需要配置2×M×N只半导体器件，增加一路输出需要增加很多只半导体器件，扩展性差；

(2)增加半导体器件，还需要相应地考虑增加散热器件，空间会增大，成本会增多；

(3)半导体器件进行扩展后，使得整体线路很复杂，工艺繁琐。

发明内容

本发明为解决现有技术中功率分配系统扩展性差、线路复杂的技术问题，提出了一种功率分配系统，可扩展性好，成本低，同时无需复杂的线路，工艺性好。

本发明的技术方案：

本发明的一方面，提供一种功率分配系统，包括：

电源模块，所述电源模块为M个，M≥2；

充电终端，所述充电终端为N个；

通道选择模块，所述通道选择模块包括M组输入通道、N组输出通道以及M个通道选择器，M组所述输入通道分别通过半导体开关与M个所述电源模块一一对应电连接，N组所述输出通道分别与N个所述充电终端一一对应电连接，M个所述通道选择器分别沿着M组所述输入通道滑动，当其中一个所述通道选择器滑动到工作位置时，电连接一组所述输入通道和一组对应的所述输出通道。

进一步地，所述功率分配系统还包括主控模块，所述主控模块用于控制所述半导体开关的通断以及用于控制所述通道选择器滑动。

进一步地，所述输出通道排布在所述输入通道的一侧，且所述输入通道和所述输出通道呈垂直排布。

进一步地，所述通道选择模块还包括M个被配置为固定安装的导轨，所述通道选择器滑动安装在所述导轨上，所述导轨的一侧还设有与所述导轨平行的齿条，所述通道选择器上设有与所述齿条配合的齿轮以及驱动所述齿轮的驱动模块。

进一步地，所述通道选择器包括：

导电件，所述导电件包括活动连接的输入导电件和输出导电件，所述输入导电件与所述输入通道搭接，所述输出导电件与对应的所述输出通道搭接；

移动载体，所述移动载体内配置所述输入导电件和输出导电件，所述移动载体内还设有驱动组件，所述驱动组件驱动所述输出导电件移动去与所述输入导电件建立电连接。

进一步地，所述通道选择器还包括弹性件，所述弹性件的第一端固定在所述移动载体内，所述弹性件的第二端与所述输入导电件固定连接。

进一步地，所述驱动组件包括：

丝杆电机，所述丝杆电机的输出端螺纹连接有驱动块；

驱动块，所述驱动块与所述输出导电件固定连接。

本发明的另一方面，提供一种充电方法，包括以下步骤:

接收输出通道功率输出指令；

检测当前连接到所述输出通道的总功率；

如果所述输出通道的总功率低于阈值则重新分配功率输出，将空闲电源模块连接至当前连接的所述输出通道；

如果所述输出通道的最低功率高于阈值则对当前连接的电源模块的输入通道降压降流。

进一步地，在所述充电方法中，如果所述输出通道的总功率低于阈值且不存在空闲电源模块，则全部重新分配功率输出。

本发明的又一方面，提供一种充电系统，包括：

接收模块，用于接收输出通道功率输出指令；

检测模块，用于检测当前连接到所述输出通道的总功率；

判断模块，用于判断所述输出通道的总功率是否低于阈值或者判断所述输出通道的最低功率是否高于阈值；

执行模块，用于对输出功率进行分配。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的功率分配系统通过通道选择器滑动去连接输入通道和输出通道，大大节约了半导体器件的数量，扩展性强，且相比较于现有技术，无需过多的散热器件，也就无需增加过多的空间，整体空间小、结构紧凑、成本低，同时无需复杂的线路，工艺性好；

(2)本发明采用半导体开关在通道选择器滑动之前断开充电回路，在通道选择器滑动到工作位置并连接对应的输入通道和输出通道后闭合充电回路，可以保护通道选择器，防止通道选择器直接进行搭接，产生电火花影响使用寿命，带来安全隐患；

(3)本发明采用半导体开关进行充电回路的通断，由于半导体开关的高耐压、大电流和高可靠性，使得本实施例的功率分配系统不存在电弧风险，可实现可靠分断且使用寿命长，同时可以直接带载投切，极大的增加了效率；

(4)本发明的充电方法，将充电功率需求和当前连接的输出通道上电源模块的总功率进行比较判断，对电源模块进行合理分配，实现了柔性智慧分配，且使得电源模块的利用率最大化；

(5)本发明通过设置弹性件，使得输出导电件可以移动去顶紧输入导电件，保证了输入导电件和输入通道的可靠连接，同时避免了输入导电件在移动过程中摩擦着与输入通道搭接，导致输入铜排的磨损，继而导致载流量变小、损耗变大的问题。

附图说明

图1为本发明的应用场景示意图；

图2为实施例一的功率分配系统的系统框图；

图3为实施例二的充电方法的流程图；

图4为实施例三的充电系统的流程图；

图5为实施例四的通道选择模块在第一视角下的结构示意图；

图6为实施例四的通道选择模块在第二视角下的结构示意图；

图7为实施例四的通道选择器在初始状态下的结构示意图；

图8为实施例四的通道选择器在充电状态下的结构示意图；

图9为实施例四的第一光电开关和第一感应片的安装位置示意图；

图10为实施例四的第二光电开关和第二感应片的安装位置示意图；

图11为实施例四的电流路径示意图；

图12为实施例四的功率分配系统的工作流程图；

图13为图12中的A处放大图；

图14为图12中的B处放大图；

图15为图12中的C处放大图；

图16为图12中的D处放大图。

其中，

充电设备1’，功率分配系统2’，电动汽车3’；

输入通道1，第一输入铜排11，第二输入铜排12，输出通道2，第一输出铜排21，第二输出铜排22，通道选择器3，输入导电件311，第一输入导电件3111，第二输入导电件3112，导向斜面3113，输出导电件312，第一输出导电件3121，第二输出导电件3122，滑动斜面3123，移动载体32，丝杆电机331，丝杆3311，驱动块332，第一弹性件341，第二弹性件342，直线轴承35，滑动套36，齿轮37，驱动模块38，第一光电开关391，第一感应片392，第二光电开关393，第二感应片394，半导体开关4，导轨5，齿条51。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明的目的是提供一种可集成在充电设备1’内的功率分配系统2’，通过半导体开关与通道选择器配合，在给不同的电动汽车3’进行充电时，实现柔性功率分配，具备长寿命、低成本、智慧分配、无电弧风险、空间小、扩展性好、工艺简单的特点，有效解决了现有技术中电动汽车充电设备的功率分配系统中存在的充电功率分配利用率低、设备带电流分断时的直流拉弧风险、设备寿命短、工艺复杂等问题，提供更可靠的设备与最优的功率分配系统，下面通过具体实施例进行具体说明。

实施例一：

如图2所示，本实施例的功率分配系统包括电源模块、充电终端和通道选择模块，通道选择模块电连接不同的电源模块和充电终端以实现功率的柔性分配，具体地，电源模块为M个，M为正整数且M≥2，充电终端为N个，N为正整数；通道选择模块包括M组输入通道1、N组输出通道2以及M个通道选择器3，M组输入通道1分别通过半导体开关4与M个电源模块一一对应电连接，N组输出通道2分别与N个充电终端一一对应电连接，M个通道选择器3可分别沿着M组输入通道1滑动，当其中一个通道选择器3滑动到工作位置时，电连接一组输入通道1和一组对应的输出通道2，然后与该输入通道1连接的半导体开关4闭合，此时与该输入通道1连接的电源模块便可对与该输出通道2连接的充电终端进行功率输出。

进一步地，本实施例的功率分配系统还包括主控模块，主控模块用于控制半导体开关4的通断以及用于控制通道选择器3滑动，并且，主控模块还与各电源模块以及各充电终端电性连接，在检测到某一充电终端有充电需求时，主控模块控制一个或多个通道选择器3滑动，继而将一组或多组输入通道1与该充电终端对应的输出通道2连接，在连接之前，主控模块控制与上述一组或多组输入通道1连接的半导体开关4断开，在电连接之后，控制这些半导体开关4导通，形成导通回路。本实施例中的半导体开关4采用IGBT，IGBT开关的电流密度大、击穿电压高，不产生拉弧，当然，在其他实施例中也可以采用MOSFET或晶闸管。

作为本实施例的一种实施方式，电源模块为两个，半导体开关4为两个，充电终端为两个，输入通道1和输出通道2均为两组，通道选择器3为两个，当其中任意一个充电终端需要充电时，主控模块根据充电终端所需的充电功率选择一个或者两个电源模块与该充电终端电连接，电源模块与充电终端的电连接由半导体开关4配合通道选择器3滑动来实现。

作为本实施例的另外一种实施方式，电源模块为三个，半导体开关4为三个，充电终端为三个，输入通道1和输出通道2均为三组，通道选择器3为三个，当其中任意一个充电终端需要充电时，主控模块根据充电终端所需的充电功率选择一个、两个或者三个电源模块与该充电终端电连接，电源模块与充电终端的电连接由半导体开关4配合通道选择器3滑动来实现。

由此可见，在对本实施例的功率分配系统进行扩展时，仅需要相应的增加输入通道1、输出通道2以及通道选择器3的数量，当扩展至M个电源模块、N个充电终端时，仅需要M个通道选择器3和M个半导体开关4，而现有技术中，M个充电模块N路输出需要配置2×M×N只半导体器件，可见，本实施例的功率分配系统大大节约了半导体开关4器件的数量，扩展性强，且相比较于现有技术，半导体数量很少，无需过多的散热器件，也就无需增加过多的空间，整体空间小、结构紧凑、成本低，同时没有复杂的连接线路，工艺性好。

另外，本实施例采用半导体开关4在通道选择器3滑动之前断开充电回路，在通道选择器3滑动到工作位置并连接对应的输入通道1和输出通道2后闭合充电回路，可以保护通道选择器3，防止通道选择器3直接进行搭接，产生电火花影响使用寿命，带来安全隐患。同时，由于半导体开关4的高耐压、大电流和高可靠性，使得本实施例的功率分配系统不存在电弧风险，可实现可靠分断且使用寿命长，同时可以直接带载投切，极大的增加了效率。

由上述内容可知，本实施例的功率分配系统有效地解决了现有技术中的功率分配系统存在的设备带负荷分断时的直流拉弧风险、设备寿命低、工艺复杂等问题，实现了智慧分配，且实现可靠分断、无电弧风险，同时可扩展性高、工艺性好。

实施例二：

如图3所示，本实施例提供一种充电方法，可实现功率的柔性分配，具体包括以下步骤:

S1：接收输出通道功率输出指令；

在主控模块检测到充电终端和待充电车辆连接完成后，主控模块接收车辆BMS发出的功率输出指令；

S2：检测当前连接到该输出通道的总功率；

可通过定位传感器检测出当前停靠在该输出通道上的所有通道选择器的数量，并计算这些通道选择器对应的电源模块的额定功率之和，即为当前连接到该输出通道的总功率。

S3：如果输出通道的总功率低于阈值，则重新分配功率输出，将空闲电源模块连接至当前连接的输出通道；

此处阈值可以是车辆BMS反馈的充电需求值，也可以是其他设定值，如果输出通道的总功率低于该阈值，即目前连接到该输出通道的电源模块的额定功率之和不能满足充电需求，此时需要计算并选取合适数量的空闲电源模块，将其连接至当前连接的输出通道。其中，可以先通过定位传感器判断未连接到该输出通道的通道选择器的数量，然后根据这些通道选择器内的位置传感器的信号判断其是否处于导通状态，如处于断开状态则与这些通道选择器对应的电源模块即为空闲电源模块，选取合适数量的通道选择器连接至当前输出通道以满足充电需求；

S4：如果输出通道的总功率低于阈值且不存在空闲电源模块，则全部重新分配功率输出。

如果输出通道的总功率低于该阈值，且不存在空闲电源模块，也就是说所有的电源模块都处于工作状态，那么此时全部重新分配功率输出。具体地，对该输出通道之外的其他采用多个电源模块的输出通道进行柔性分配，从这些输出通道中调度出可以给当前的输出通道进行充电的电源模块，这些输出通道的充电功率可有所降低；进一步地，可优先调度利用效率低的输出通道上的电源模块，例如，存在某一输出通道a，其对应的功率需求为35KW，假定每个电源模块的额定功率为30KW，采用了两个电源模块给输出通道a供电；又，存在另一输出通道b，其功率需求为50KW，每个电源模块的额定功率为30KW，同样也是需要两个电源模块给其充电，此时，由于输出通道a对电源模块的利用率低，优先调度出输出通道a中的两个电源模块中的一个。

如果输出通道的总功率高于阈值，则分离出多余的电源模块。

S5：如果输出通道的最低功率高于阈值则对当前连接的电源模块的输入通道降压降流。

如果输出通道的最低功率高于阈值，也就是说一个电源模块的额定功率就已经高于充电需求功率，那么可对当前连接的电源模块的输入通道降压降流，电源模块具备该功能，或者可以通过在电源模块和输入通道之间设置相应的调节电路，使其输出功率等于需求的功率。

综上所述，本实施例的充电方法可实现功率的柔性智慧分配，并且使得电源模块的利用率最大化。

实施例三：

如图4所示，本实施例提供一种充电系统，该充电系统包括与实施例二的方法对应的功能模块，具体包括：

接收模块，用于接收输出通道功率输出指令，接收模块在充电终端检测到和待充电车辆连接完成后，接收充电终端发出的功率输出指令；

检测模块，用于检测当前连接到输出通道的总功率，检测模块可通过定位传感器检测出当前停靠在该输出通道上的所有通道选择器的数量，并计算这些通道选择器对应的电源模块的额定功率之和，即为当前连接到该输出通道的总功率。

判断模块，用于判断输出通道的总功率是否低于阈值或者判断输出通道的最低功率是否高于阈值，判断模块在判断出输出通道的总功率低于阈值时，将空闲电源模块连接至当前连接的输出通道，如果不存在空闲电源模块，则全部重新分配功率输出，如果输出通道的总功率高于阈值，则将多余的电源模块分离。

执行模块，用于对输出功率进行分配，执行模块根据判断模块的判断结果进行相应的功率分配。

实施例四：

本实施例提供一种功率分配系统的具体结构，并详细阐述其工作过程，具体地，本实施例的功率分配系统包括六个电源模块，六个半导体开关，六个充电终端以及通道选择模块，本实施例的通道选择模块包括六组输入通道1、六组输出通道2以及六个通道选择器3，六组输入通道1分别通过半导体开关与六个电源模块连接，六组输出通道2分别与六个充电终端连接，本实施例通过六个通道选择器3滑动进行柔性功率分配。

如图5-6所示，本实施例的输出通道2排布在输入通道1的一侧，且输入通道1和输出通道2呈异面垂直排布，具体地，输入通道1和输出通道2均为铜排，每组输入通道1包括横向排布的第一输入铜排11和第二输入铜排12，第一输入铜排11平行排布在第二输入铜排12的一侧；第二输入铜排12的另外一侧设有竖向排布的输出通道2，每组输出通道2包括第一输出铜排21和第二输出铜排22。本实施例中第一输入铜排11连接电源模块的正极，第二输入铜排12连接电源模块的负极，第一输出铜排21连接充电终端的正极，第二输出铜排22连接充电终端的负极。

进一步地，本实施例的通道选择模块还包括与输入通道1一一对应的导轨5，如图5-6所示，导轨5为六个，分别被固定安装在与其对应的输入通道1的下方。每个导轨5上均滑动安装有一个通道选择器3，每个导轨5的一侧还设有与导轨5平行的齿条51，具体地，如图7-8所示，通道选择器3上设置有和导轨5滑动配合的直线轴承35，在通道选择器3两端配置有和齿条51滑动配合的滑动套36，直线轴承35和滑动套36一方面可以减小摩擦力，使得通道选择器3的滑动更加顺畅，另一方面，形成三点支撑，防止通道选择器3发生偏转。进一步地，通道选择器3上设有与齿条51配合的齿轮37以及驱动齿轮37的驱动模块38，驱动模块38为固定安装在通道选择器3上的驱动电机，驱动电机带动齿轮37转动，使得通道选择器3可以沿着导轨5的方向即输入通道1的方向滑动，从而去连接输入通道1和输出通道2。

如图7-8所示，本实施例的通道选择器3还包括导电件，导电件包括活动连接的输入导电件311和输出导电件312，输入导电件311与一组输入通道1搭接，输出导电件312与对应的一组输出通道2搭接。具体地，输入导电件311包括与第一输入铜排11搭接的第一输入导电件3111以及与第二输入铜排12搭接的第二输入导电件3112，输出导电件312包括与第一输出铜排21搭接的第一输出导电件3121以及与第二输出铜排22搭接的第二输出导电件3122。

进一步地，本实施例的通道选择器3还包括移动载体32，移动载体32内配置上述输入导电件311和输出导电件312，移动载体32内还设有驱动组件，驱动组件驱动输出导电件312移动去与输入导电件311建立电连接。具体地，如图7-10所示，移动载体32内固定有驱动组件，驱动组件包括丝杆电机331以及与丝杆电机331的丝杆3311螺纹连接的驱动块332，驱动块332的第一端固定连接上述第一输出导电件3121，驱动块332的第二端固定连接上述第二输出导电件3122，这样，丝杆电机331工作时可以带动驱动块332、第一输出导电件3121和第二输出导电件3122做直线运动。

进一步地，本实施例的通道选择器3还包括弹性件，弹性件的第一端固定在移动载体32内，弹性件的第二端形成为自由端且与输入导电件311固定连接，具体地，弹性件包括第一弹性件341和第二弹性件342，两者均为Z字形板簧，在驱动块332的一侧设置有第一弹性件341，驱动块332的另外一侧设置有第二弹性件342，第一弹性件341上远离丝杆电机331的一端与移动载体32固定连接，靠近丝杆电机331的一端形成为自由端且与第一输入导电件3111固定连接；第二弹性件342上靠近丝杆电机331的一端与移动载体32固定连接，远离丝杆电机331的一端形成为自由端且与第二输入导电件3112固定连接，由于Z字形板簧具有一定的韧性，第一输入导电件3111和第二导电件3112便可作上下弹性运动。

在初始状态下，通道选择器3和输入通道1、输出通道2均断开，如图7所示，此时驱动块332停靠在丝杆电机331的输出端位置，此时第一输入导电件3111和第一输出导电件3121不接触，第二输入导电件3112和第二输出导电件3122也不接触，且第一输入导电件3111的下表面低于第一输出导电件3121的上表面，第二输入导电件3112的下表面低于第二输出导电件3122的上表面；如图8所示，在需要充电时，该通道选择器3工作，驱动块332朝向输出通道2的方向移动，移动一定距离时，第一输出导电件3121与第一输入导电件3111开始接触并逐渐抬高第一输入导电件3111，同时，第二输出导电件3122与第二输入导电件3112也开始接触并逐渐抬高第二输入导电件3112，继续移动至最终位置时，第一输出导电件3121顶紧第一输入导电件3111使得第一输入导电件3111上的触指和第一输入铜排11充分接触，第二输出导电件3122顶紧第二输入导电件3112使得第二输入导电件3112上的触指和第二输入铜排12充分接触，形成如图11所示的通路，电流路径为电源模块(正极)-半导体开关4-第一输入铜排11-第一输入导电件3111-第一输出导电件3121-第一输出铜排21-充电终端(充电车辆)-第二输出铜排22-第二输出导电件3122-第二输入导电件3112-第二输入铜排12-电源模块(负极)。

可选地，如图9所示，本实施例在第二输入导电件3112的底部设置有导向斜面3113，第二输出导电件3122的顶部设置有与导向斜面3113配合的滑动斜面3123，滑动斜面3123沿着导向斜面3113滑动，在第二输出导电件3122完全移动到第二输入导电件3112的下方时，第二输入导电件3112顶紧第二输入铜排12。同样，本实施例在第一输入导电件3111的底部也设置有导向斜面，第二输入导电件3112的顶部也设置有对应的滑动斜面。

由上述内容可知，本实施例通过设置弹性件，使得输出导电件312可以移动去顶紧输入导电件311，保证了输入导电件311和输入通道1的可靠连接，同时避免了输入导电件311在移动过程中摩擦着与输入通道1搭接，导致输入铜排的磨损，继而导致载流量变小、损耗变大的问题。

进一步地，本实施例通过位置传感器来限定驱动块332和导电件的行程，具体地，如图9-10所示，本实施例的位置传感器为光电开关，包括第一光电开关391和第二光电开关393，第一光电开关391固定在驱动块332的一侧，且远离丝杆电机331设置，对应地，第一输出导电件3121的中部固定有第一感应片392；第二光电开关393固定在驱动块332的另外一侧，且靠近丝杆电机331设置，对应地，第二输出导电件3122上固定有第二感应片394。当丝杆电机331工作时，驱动块332运动到第一感应片392进入第一光电开关391的感应区域时，丝杆电机331停止运行，此时输入导电件311和输入铜排搭接，输出导电件312和输出铜排搭接，为充电工作状态；当驱动块332运动到第二感应片394进入第二光电开关393的感应区域时，丝杆电机331停止运行，此时输入导电件311和输入铜排完全分离，输出导电件312和输出铜排完全分离，为初始状态。当然，在其它实施例中，位置传感器也可以采用微动开关或者接近开关等。

如图12-16所示，本实施例的功率分配系统的工作过程如下:

步骤1：开始，然后进入步骤2；

软件启动，开始流程控制。

步骤2：状态信息监测，然后进入步骤3；

对功率分配系统各个状态信息监测，收集传感器数据，如可以收集各通道选择器内位置传感器的数据，确定各通道选择器的工作状态，如可以收集用于确定通道选择器位置的定位传感器的数据，确定各通道选择器的位置状态。

步骤3：是否收到通路功率输出指令，是则进入步骤4，否则进入步骤24；

监测是否收到充电终端的功率输出指令，具体可以在充电终端和待充电车辆连接完成后，由主控模块和车辆BMS通讯，接收车辆BMS发出的功率输出指令，此处通路是指当前需要充电的充电终端所对应的输出通道。

步骤4：该通路输出功率需求是否有提升，是则进入步骤5，否则进入步骤17；

判断该充电终端所在的输出通道功率需求是否有提升，在车辆充电完成后，该输出通道上的一个或多个通道选择器仍然停留在上一次充电时的位置，因此在给下一辆车进行充电时，需要对该输出通道对应的充电终端的功率需求进行判断。在某些情况下，车辆BMS也会有功率升降的需求，需要对该需求进行判断。

步骤5：是否当前连接到该通路的电源模块总功率已不能满足需求，是则进入步骤6，否则进入步骤23；

判断是否当前连接到该输出通道的总功率已不能满足需求，具体可以是通过定位传感器采集该输出通道上的通道选择器的数量，并将这些通道选择器的功率相加得到总功率，然后比较该总功率和需求功率。

步骤6：是否有空闲电源模块且数量可以满足需求，是则进入步骤7，否则进入步骤12；

空闲电源模块的定义和判断方法可参照实施例二。

步骤7：计算需要使用的空闲电源模块数量并选取，然后进入步骤8；

各电源模块的额定功率相同，但是可以控制输出电压和输出电流使其输出不同的功率，电源模块具备该功能，或者可以通过在电源模块和输入通道之间设置相应的调节电路。

步骤8：被选取空闲电源模块的半导体开关断开，各空闲电源模块升压至需求电压，然后进入步骤9；

与被选取的空闲电源模块连接的半导体开关均断开，以及与该输出通道上已有电源模块连接的半导体开关也均断开，然后这些被选取的空闲电源模块和该输出通道上已有的电源模块均升压至需求电压。

步骤9：通道选择器移动到位并连接，然后进入步骤10；

与各被选取的空闲电源模块对应的通道选择器均移动到相应的工作位置，并将这些电源模块与当前输出通道连接。

步骤10：被选取的空闲电源模块半导体开关闭合，然后进入步骤11；

与被选取的空闲电源模块连接的半导体开关闭合，以及与原本已经和当前输出通道连接的电源模块连接的半导体开关闭合，整个电路导通。

步骤11：该通路各电源模块电流升流至(需求电流/该通路总模块数)，然后进入步骤24；

连接到该输出通道上的所有电源模块电流均升流至平均需求电流，平均需求电流等于总需求电流除以连接到该输出通道上的总电源模块数。

步骤12：柔性分配所有电源模块，计算出调度给本通路的电源模块，然后进入步骤13；

具体实施方式可参照实施例二。

步骤13：需要调度的电源模块的半导体开关断开，同时电源模块输出开始降流至0，电压调整到目标输出通道需求电压，然后进入步骤14；

具体地，与需要调度的电源模块连接的半导体开关均断开，以及与该输出通道上已有的电源模块连接的半导体开关均断开，同时需要调度的电源模块输出开始降流至0，电压调整到该输出通道的需求电压。

步骤14：该几路通道选择器移动到当前需要输出的回路并连接，然后进入步骤15；

与需要调度的电源模块对应的通道选择器全部移动到工作位置，并将这些电源模块和该输出通道连接。

步骤15：该几路电源模块半导体开关闭合；

与需要调度的电源模块连接的半导体开关闭合，以及与通路上原本已有的电源模块连接的半导体开关闭合，然后进入步骤16。

步骤16：该通路各电源模块电流升流至(需求电流/该通路总模块数)，然后进入步骤24；

该输出通道上连接的各电源模块电流均升流至平均需求电流，平均需求电流等于总需求电流除以该输出通道上连接的总电源模块数。

步骤17：该通路需求功率是否下降，是则进入步骤18，否则进入步骤24；

判断充电终端所在的输出通道的需求功率是否下降。

步骤18：判断是否可以减少电源模块支持该通路运行，是则进入步骤19，否则进入步骤23；

判断是否可以减少该输出通道上的电源模块支持通路运行。

步骤19：计算可以减少的电源模块数量并选择出将要分离的电源模块，然后进入步骤20；

步骤20：断开与将要分离的电源模块连接的半导体开关，并将这些电源模块输出降压降流至0，然后进入步骤21；

步骤21：通道选择器分离，然后进入步骤22；

与将要分离的电源模块对应的通道选择器分离。

步骤22：该通路剩余电源模块输出电流调整至(该通路总电流需求/该通路剩余模块数)，然后进入步骤24；

该输出通道上剩余电源模块即当前连接的所有电源模块输出电流调整至平均需求电流，平均需求电流等于总电流需求除以该输出通道上剩余模块总数。

步骤23：按需求调整该通路电压电流输出值，然后进入步骤24；

步骤24：故障检测处理，然后返回步骤2。

综上所述，本实施例的功率分配系统可实现柔性智慧分配，成本低，无需复杂的线路，工艺性好，并且可有效保护通道选择器和输入、输出铜排，延长使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率分配系统，其特征在于，包括：

电源模块，所述电源模块为M个，M≥2；

充电终端，所述充电终端为N个；

通道选择模块，所述通道选择模块包括M组输入通道(1)、N组输出通道(2)以及M个通道选择器(3)，M组所述输入通道(1)分别通过半导体开关(4)与M个所述电源模块一一对应电连接，N组所述输出通道(2)分别与N个所述充电终端一一对应电连接，M个所述通道选择器(3)分别沿着M组所述输入通道(1)滑动，当其中一个所述通道选择器(3)滑动到工作位置时，电连接一组所述输入通道(1)和一组对应的所述输出通道(2)。

2.根据权利要求1所述的一种功率分配系统，其特征在于，所述功率分配系统还包括主控模块，所述主控模块用于控制所述半导体开关(4)的通断以及用于控制所述通道选择器(3)滑动。

3.根据权利要求1所述的一种功率分配系统，其特征在于，所述输出通道(2)排布在所述输入通道(1)的一侧，且所述输入通道(1)和所述输出通道(2)呈垂直排布。

4.根据权利要求3所述的一种功率分配系统，其特征在于，所述通道选择模块还包括M个被配置为固定安装的导轨(5)，所述通道选择器(3)滑动安装在所述导轨(5)上，所述导轨(5)的一侧还设有与所述导轨(5)平行的齿条(51)，所述通道选择器(3)上设有与所述齿条(51)配合的齿轮(37)以及驱动所述齿轮(37)的驱动模块(38)。

5.根据权利要求3所述的一种功率分配系统，其特征在于，所述通道选择器(3)包括：

导电件，所述导电件包括活动连接的输入导电件(311)和输出导电件(312)，所述输入导电件(311)与所述输入通道(1)搭接，所述输出导电件(312)与对应的所述输出通道(2)搭接；

移动载体(32)，所述移动载体(32)内配置所述输入导电件(311)和输出导电件(312)，所述移动载体(32)内还设有驱动组件，所述驱动组件驱动所述输出导电件(312)移动去与所述输入导电件(311)建立电连接。

6.根据权利要求5所述的一种功率分配系统，其特征在于，所述通道选择器(3)还包括弹性件，所述弹性件的第一端固定在所述移动载体(32)内，所述弹性件的第二端与所述输入导电件(311)固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种功率分配系统，其特征在于，所述驱动组件包括：

丝杆电机(331)，所述丝杆电机(331)的输出端螺纹连接有驱动块(332)；

驱动块(332)，所述驱动块(332)与所述输出导电件(312)固定连接。

8.一种充电方法，其特征在于，包括以下步骤:

接收输出通道功率输出指令；

检测当前连接到所述输出通道的总功率；

如果所述输出通道的总功率低于阈值则重新分配功率输出，将空闲电源模块连接至当前连接的所述输出通道；

如果所述输出通道的最低功率高于阈值则对当前连接的电源模块的输入通道降压降流。

9.根据权利要求8所述的一种充电方法，其特征在于，如果所述输出通道的总功率低于阈值且不存在空闲电源模块，则全部重新分配功率输出。

10.一种充电系统，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收输出通道功率输出指令；

检测模块，用于检测当前连接到所述输出通道的总功率；

判断模块，用于判断所述输出通道的总功率是否低于阈值或者判断所述输出通道的最低功率是否高于阈值；

执行模块，用于对输出功率进行分配。

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