CN117922347A - 功率分配装置、充电设备、储能设备和充电系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种功率分配装置、充电设备、储能设备和充电系统。其中，功率分配装置包括至少一个功率分配单元，每个功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵。每个电源端口用于连接充电设备中的功率模块，每个负载端口用于连接负载。开关矩阵用于断开或导通每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个之间的连接。功率分配装置的至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，第一功率分配单元的一个连接端口用于连接其他充电设备的功率分配单元。本申请实施例能够灵活调整功率分配装置的负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率。

Description

功率分配装置、充电设备、储能设备和充电系统

技术领域

本申请涉及充电领域，并且更具体地，涉及一种功率分配装置、充电设备、储能设备和充电系统。

背景技术

随着新能源车的快速普及，作为配套设施的电动汽车充电设备的应用也越来越广泛。在目前的实际应用中，不同电动汽车需要充电设备提供的充电功率一般并不相同。例如，随着用户对充电时间的要求越来越高，一些电动汽车开始向超充车型的方向发展，相应的，需要充电设备提供的充电功率也随之不断提高。而对于普通车型的电动汽车而言，需要充电设备提供的充电功率相对较小。

然而，现有的充电设备输出功率的方式较为固定，无法较灵活地满足不同电动汽车的充电需求功率。

发明内容

本申请提供一种功率分配装置、以及包括该功率分配装置的充电设备、储能设备和充电系统，能够灵活调整功率分配装置用于与负载连接的负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率。

第一方面，提供了一种功率分配装置，应用于充电设备，该充电设备包括功率模块；功率分配装置包括至少一个功率分配单元，每个功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵，每个电源端口用于连接功率模块，每个负载端口用于连接负载，每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个通过开关矩阵连接；开关矩阵用于，断开或导通每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个之间的连接；至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，第一功率分配单元的一个连接端口用于连接其他充电设备的功率分配单元，以使第一功率分配单元和其他充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

可以理解的是，当功率分配装置应用于充电设备，第一功率分配单元的至少一个连接端口与其他充电设备中的功率分配单元连接。其中，功率分配装置中的第一功率分配单元的数量可以是一个或多个。

在本申请实施例中，当功率分配装置应用于充电设备，功率分配装置中的第一功率分配单元可以通过设置的连接端口与其他充电设备的功率分配单元进行功率传输，以实现不同充电设备的功率模块之间的功率共享。进而在实际应用时，第一功率分配单元的连接端口可以将其他充电设备的功率分配单元输出的功率传输至第一功率分配单元的负载端口，从而灵活调整负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率。

此外，由于功率分配装置中的第一功率分配单元能够利用设置的连接端口灵活调整负载端口的输出功率，因此功率分配装置所属的充电设备中的功率模块可以按照小功率设计。这有利于降低充电设备的设计复杂度、降低充电设备的生产成本，且有利于减小充电设备的体积。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，功率模块包括交流转直流AC-DC转换装置、直流转直流DC-DC转换装置和直流母线；AC-DC转换装置通过直流母线与DC-DC转换装置的输入端连接；AC-DC转换装置用于，将交流电转换为第一直流电后输出至直流母线；DC-DC转换装置用于，通过直流母线接收第一直流电，将第一直流电进行功率转换并输出；电源端口用于连接DC-DC转换装置的输出端，以接收DC-DC转换装置输出的第二直流电。

在上述技术方案中，当功率分配装置应用于充电设备，功率分配装置中的第一功率分配单元能够通过设置的连接端口与其他充电设备的功率分配单元进行功率传输，从而实现不同充电设备中的AC-DC转换装置之间的功率共享。这既有利于灵活调整第一功率分配单元的负载端口的输出功率，也有利于实现充电设备中的AC-DC转换装置的小功率设计，从而降低AC-DC转换装置的设计复杂度、降低充电设备的生产成本，且有利于减小充电设备的体积。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，功率分配装置还包括功率共享母线；第一功率分配单元的一个连接端口用于通过功率共享母线与其他充电设备的功率分配单元连接；功率共享母线用于连接光伏设备和储能设备中的至少一个，以汇集储能设备和光伏设备中的至少一个、以及第一功率分配单元、其他充电设备的功率分配单元输出的直流电。

在上述技术方案中，当功率分配装置应用于充电设备，第一功率分配单元的连接端口可以通过功率共享母线获取其他充电设备的功率分配单元、以及储能设备和/或光伏设备输出的功率，并将获取的功率传输至负载端口。这更有利于提高负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率，也能够提高光伏、储能等绿色资源的利用率，为负载提供更为丰富的电能。

此外，若在功率模块中的直流母线上进行叠光叠储，易导致直流母线后级连接的DC-DC转换装置需要按照较大功率设计。而在本申请实施例中，储能设备和/或光伏设备输出的功率直接通过第一功率分配单元的连接端口传输至第一功率分配单元的负载端口，更有利于实现功率模块的小功率设计，特别是更利于实现功率模块中与直流母线后级连接的DC-DC转换装置的小功率设计，从而降低功率模整体的设计复杂度，降低充电设备的生产成本，且有利于减小充电设备的体积。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，至少一个功率分配单元还包括第二功率分配单元，第一功率分配单元的另一个连接端口与第二功率分配单元的一个连接端口连接，以使第一功率分配单元和第二功率分配单元之间进行功率传输。

可以理解的是，当功率分配装置应用于充电设备，第二功率分配单元的所有连接端口均未与其他充电设备的功率分配单元连接。

在上述技术方案中，当功率分配装置应用于充电设备时，第一功率分配单元既能够通过设置的连接端口与其他充电设备的功率分配单元进行功率传输，也能够通过设置的连接端口与所属功率分配装置包括的第二功率分配单元进行功率传输。进而在实际应用时，第一功率分配单元的连接端口可以将其他充电设备的功率分配单元输出的功率、以及所属功率分配装置中的第二功率分配单元输出的功率传输至负载端口。这既能够灵活调整第一功率分配单元的负载端口的输出端功率，以满足不同负载的充电需求功率，也能够提高与功率分配装置连接的功率模块的功率利用率。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一功率分配单元的一个连接端口通过开关矩阵与第一功率分配单元的另一个连接端口连接；开关矩阵还用于，断开或导通第一功率分配单元的一个连接端口和第一功率分配单元的另一个连接端口之间的连接。

在上述技术方案中，当功率分配装置应用于充电设备，通过开关矩阵导通第一功率分配单元的两个连接端口之间的连接，可以使与两个连接端口连接的第二功率分配单元和其他充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。由此，即使第二功率分配单元的连接端口未与其他充电设备的功率分配单元，第二功率分配单元的连接端口也能够接收其他充电设备的功率分配单元输出的功率。进而，能够灵活调整第二功率分配单元的负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率，并提高功率分配装置向负载输出功率的灵活性。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，每个功率分配单元的开关矩阵包括第一开关单元和第二开关单元；每个电源端口通过第一开关单元和第二开关单元与每个连接端口连接，每个电源端口通过第一开关单元与每个负载端口连接，每个连接端口通过第二开关单元与每个负载端口连接。

在上述技术方案中，通过使功率分配单元的每个电源端口通过第一开关单元与每个负载端口连接，每个连接端口通过第二开关单元与每个负载端口连接，使得功率分配单元的电源端口和连接端口可以分别独立地向负载端口传输功率，从而有利于提高功率分配单元的每个负载端口输出功率的灵活性。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，每个功率分配单元的开关矩阵还包括第三开关单元；每个功率分配单元的多个电源端口中的两个电源端口通过第三开关单元连接，和/或，每个功率分配单元的多个连接端口中的两个连接端口通过第三开关单元连接。

在上述技术方案中，通过使功率分配单元中的两个电源端口和/或两个连接端口通过第三开关单元连接，可以使一个电源接口利用另一个电源端口连接的开关矩阵中的各开关实现与功率分配单元的每个连接端口、以及每个负载端口的连接，或者可以使一个连接端口利用另一个连接端口连接的开关矩阵中的各开关与功率分配单元的每个电源端口、以及每个负载端口的连接。由此，有利于提高开关矩阵中的开关利用率，减少开关矩阵所需开关的数量，从而降低功率分配装置的体积、降低功率分配装置的成本。

第二方面，提供了一种充电设备，该充电设备包括功率模块和功率分配装置；功率分配装置包括至少一个功率分配单元，每个功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵，每个电源端口与功率模块连接，每个负载端口用于连接负载，每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个通过开关矩阵连接；开关矩阵用于，断开或导通每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个之间的连接；至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，第一功率分配单元的一个连接端口用于连接其他充电设备的功率分配单元，以使第一功率分配单元和其他充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，功率模块包括交流转直流AC-DC转换装置、直流转直流DC-DC转换装置和直流母线；AC-DC转换装置通过直流母线与DC-DC转换装置的输入端连接，DC-DC转换装置的输出端与每个电源端口连接；AC-DC转换装置用于，将交流电转换为第一直流电后输出至直流母线；DC-DC转换装置用于，通过直流母线接收第一直流电，将第一直流电转换为第二直流电并输出至每个电源端口。

第三方面，提供了一种储能设备，该储能设备包括多个电池包、直流转直流DC-DC转换装置和功率分配装置；功率分配装置包括至少一个功率分配单元，每个功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵；电池包通过DC-DC转换装置与每个电源端口连接，每个负载端口用于连接负载，每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个通过开关矩阵连接；DC-DC转换装置用于，将电池包输出的直流电进行功率转换后输出至每个电源端口，或者，将每个电源端口输出的直流电进行功率转换后输出至电池包；开关矩阵用于，断开或导通每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个之间的连接；至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，第一功率分配单元的一个连接端口用于连接充电设备的功率分配单元，以使第一功率分配单元和充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

可以理解的是，在储能设备的功率分配装置中，第一功率分配单元的至少一个连接端口与充电设备中的功率分配单元连接。其中，在储能设备的功率分配装置中，第一功率分配单元的数量可以是一个或多个。

在上述技术方案中，电池包输出的直流电功率通过DC-DC转换装置输出后，能够通过功率分配装置中的负载端口直接传输至电动车辆，从而可以实现储能设备单独向电动车辆充电。这能够提高储能资源的利用率，并有利于减少使用充电设备向电动车辆充电时从电网接收的电量，从而降低电动车辆充电时的花费。

并且，在储能设备的功率分配装置，第一功率分配单元可以通过设置的连接端口与充电设备的功率分配单元进行功率传输，以实现储能设备和充电设备之间的功率共享。进而在实际应用时，第一功率分配单元的连接端口可以将充电设备的功率分配单元输出的功率传输至第一功率分配单元的负载端口，从而灵活调整负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率。

第四方面，提供了一种光伏设备，该光伏设备包括光伏组件、直流转直流DC-DC转换装置和功率分配装置；功率分配装置包括至少一个功率分配单元，每个功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵；光伏组件通过DC-DC转换装置与每个电源端口连接，每个负载端口用于连接负载，每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个通过开关矩阵连接；DC-DC转换装置用于，将光伏组件输出的直流电进行功率转换后输出至每个电源端口；开关矩阵用于，断开或导通每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个之间的连接；至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，第一功率分配单元的一个连接端口用于连接充电设备的功率分配单元，以使第一功率分配单元和充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

可以理解的是，在光伏设备的功率分配装置中，第一功率分配单元的至少一个连接端口与充电设备中的功率分配单元连接。其中，在光伏设备的功率分配装置中，第一功率分配单元的数量可以是一个或多个。

在上述技术方案中，光伏组件输出的直流电功率通过DC-DC转换装置输出后，能够通过功率分配装置中的负载端口直接传输至电动车辆，从而可以实光伏设备单独向电动车辆充电。这能够提高光伏资源的利用率，并有利于减少使用充电设备向电动车辆充电时从电网接收的电量，从而降低电动车辆充电时的花费。

并且，在光伏设备的功率分配装置，第一功率分配单元可以通过设置的连接端口与充电设备的功率分配单元进行功率传输，以实现光伏设备和充电设备之间的功率共享。进而在实际应用时，第一功率分配单元的连接端口可以将充电设备的功率分配单元输出的功率传输至第一功率分配单元的负载端口，从而灵活调整负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率。

第五方面，提供了一种充电系统，该充电系统包括多个充电设备；充电设备包括功率模块和功率分配装置，功率分配装置包括至少一个功率分配单元，每个功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵；每个电源端口与功率模块连接，每个负载端口用于连接负载，每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个通过开关矩阵连接；开关矩阵用于，断开或导通每个电源端口、每个负载端口和每个连接端口中的任意两个之间的连接；每个充电设备的至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，一个充电设备的第一功率分配单元的一个连接端口与另一个充电设备的第一功率分配单元的一个连接端口连接，以使一个充电设备的第一功率分配单元和另一个充电设备的第一功率分配单元之间进行功率传输。

在上述技术方案中，充电系统中的任一充电设备的第一功率分配单元能够通过设置的连接端口与其他充电设备的第一功率分配单元之间进行功率传输，以实现充电系统中的不同充电设备的功率模块之间的功率共享。进而在实际应用时，该任一充电设备的第一功率分配单元的连接端口可以将其他充电设备的第一功率分配单元输出的功率传输至负载端口，从而灵活调整负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率。

此外，由于该任一充电设备的第一功率分配单元能够利用设置的连接端口灵活调整负载端口的输出功率，因此该任一充电设备中的功率模块可以按照小功率设计。这有利于降低充电设备的设计复杂度、降低充电设备的生产成本，且有利于减小充电设备的体积。

结合第五方面，在第五方面的某些实现方式中，功率模块包括交流转直流AC-DC转换装置、直流转直流DC-DC转换装置和直流母线；AC-DC转换装置通过直流母线与DC-DC转换装置的输入端连接，DC-DC转换装置的输出端与每个电源端口连接；AC-DC转换装置用于，将交流电转换为第一直流电后输出至直流母线；DC-DC转换装置用于，通过直流母线接收第一直流电，将第一直流电转换为第二直流电并输出至每个电源端口。

结合第五方面，在第五方面的某些实现方式中，充电系统还包括储能设备和光伏设备中的至少一个、以及多个功率共享母线；储能设备和光伏设备中的至少一个、以及每个充电设备的每个功率分配单元的一个连接端口通过一个功率共享母线连接；一个功率母线用于，汇集储能设备和光伏设备中的至少一个、以及每个充电设备的每个功率分配单元输出的直流电。

可以理解的是，由于充电系统中的每个充电设备的每个功率分配单元均通过功率共享母线与其他充电设备的功率分配单元连接，因此充电系统中的每个充电设备的每个功率分配单元均可以理解为第一功率分配单元。

在上述技术方案中，充电系统中的任一充电设备的任一功率分配单元的连接端口均可以通过功率共享母线获取其他充电设备的功率分配单元、以及储能设备和/或光伏设备输出的功率，并将获取的功率传输至该任一功率分配单元负载端口。这有利于提高该任一功率分配单元负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率，也能够提高光伏、储能等绿色资源的利用率，为负载提供更为丰富的电能。

关于第二方面至第五方面未详尽的有益效果可以参见上述第一方面该的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种充电系统的场景示意图。

图2和图3分别是图1所示的充电系统的结构示意图。

图4是本申请实施例提供的一例功率分配装置的结构示意图。

图5是本申请实施例提供的一种充电系统的结构示意图。

图6是本申请实施例提供的另一种充电系统的结构示意图。

图7是本申请实施例提供的一种充电设备的结构示意图。

图8是本申请实施例提供的一种充电设备的结构示意图。

图9是本申请实施例提供的另一种充电设备的结构示意图。

图10是本申请实施例提供的又一种充电设备的结构示意图。

图11至图14分别是本申请实施例提供的一种功率分配单元的拓扑结构示意图。

图15是本申请实施例提供的一种储能设备的结构示意图。

图16是本申请实施例提供的一种光伏设备的结构示意图。

图17至图19分别是本申请实施例提供的一种充电系统的结构示意图。

具体实施方式

为便于理解本申请实施例，在介绍本申请实施例以前，先作出以下几点说明。

在本申请实施例的描述中，“连接”可以指电连接，电连接可以理解为两个电学元件之间通过直接电连接或间接电连接的方式来实现信号的传输。例如，A与B连接，可以理解为A与B直接电连接，也可以理解为A与B之间通过一个或多个其他电学元件间接电连接。

本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明智或者隐含地包括一个或者更多个特征。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个，“至少一个”和“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。

在本申请实施例中，“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

首先为便于理解本申请实施例提供的技术方案，下面先介绍本申请实施例适用的应用场景。

图1示例性示出了本申请实施例提供的一种充电系统100的结构示意图。

参阅图1，充电系统100可以包括充电设备10和电动车辆20。其中，充电设备10可以用于接收外部电网200输出的交流电，并将该交流电转换为稳定的直流电后输送至电动车辆20，以向电动车辆20充电。或者，电动车辆20也可以通过充电设备10向外部电网200反向输出电能。

充电设备10可以包括充电主机11、至少一个充电终端12和至少一个充电枪13，即是说，充电设备10可以分体式充电桩。其中，充电主机11与至少一个充电终端12连接，至少一个充电终端12与至少一个充电枪13连接，每个充电枪13用于与电动车辆20连接。在具体实施时，一个充电终端12可以与一个或多个充电枪13连接。

其中，充电主机11可以包括多个功率转换装置，多个功率转换装置可以将来自外部电网200的交流电转换为稳定的直流电后输送至充电终端12。充电终端12可以通过连接的充电枪13将该稳定的直流电输送至电动车辆20，以向电动车辆20充电。

充电终端12可以包括外壳、人机交互界面、充电控制单元和计量计费单元等，并用于与电动车辆20进行信息交互、能量传输和计量计费等。

电动车辆20可以是一种以电能驱动行驶的交通工具。电动车辆20可以是纯电动汽车(pure electric vehicle/battery electric vehicle，pure EV/battery EV)、混合动力汽车(hybrid electric vehicle，HEV)、增程式电动汽车(range extended electricvehicle，REEV)或插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle，PHEV)等。

图2和图3示例性示出了图1所示的充电系统100的连接结构示意图。

结合图2和图3，充电主机11可以包括功率模块111和功率分配装置112。

在一些实施例中，参阅图2，功率模块111可以包括多个交流电转直流电(alternating current-direct current，AC-DC)转换装置1111，多个AC-DC转换装置1111的输入端与外部电网200连接，多个AC-DC转换装置1111的输出端与功率分配装置112的输入端连接。功率分配装置112的输出端通过充电终端12与充电枪13连接。

其中，多个AC-DC转换装置1111用于接收来自外部电网200的交流电，并将该交流电转换为电动车辆20适用的直流电后传输至功率分配装置112。功率分配装置112用于将多个AC-DC转换装置1111输出的直流电按照电动车辆20实际所需的充电功率进行动态分配，并将分配后的充电功率传输至充电终端12，并进一步通过与充电终端12连接的充电枪13传输至电动车辆20，以向电动车辆20充电。

在另一些实施例中，功率模块111可以包括多个AC-DC转换装置1111、多个直流电转直流电(direct current-direct current，DC-DC)转换装置1112和直流母线1113。多个AC-DC转换装置1111的输入端与外部电网200连接，多个AC-DC转换装置1111的输出端通过直流母线1113与多个DC-DC转换装置1112的输入端连接，多个DC-DC转换装置1112的输出端与功率分配装置112的输入端连接。功率分配装置112的输出端通过充电终端12与充电枪13连接。

其中，多个AC-DC转换装置1111用于接收来自外部电网200的交流电，并将该交流电转换为直流电后传输至直流母线1113。即是说，直流母线1113可以汇集多个AC-DC转换装置1111输出的第一直流电。多个DC-DC转换装置1112用于通过直流母线1113接收多个AC-DC转换装置1111输出的直流电，并将该直流电进一步转换为电动车辆20适用的直流电后传输至功率分配装置112。功率分配装置112用于将多个DC-DC转换装置1112输出的直流电按照电动车辆20实际所需的充电功率进行动态分配，并将分配后的充电功率传输至充电终端12，并进一步通过与充电终端12连接的充电枪13传输至电动车辆20，以向电动车辆20充电。

图4是本申请实施例提供的一例与图3所示的多个DC-DC转换装置1112连接的功率分配装置112的结构示意图。

参阅图4，功率分配装置112包括多个功率分配单元1121，每个功率分配单元1121包括一个输入端和多个输出端，每个功率分配单元1121的输入端通过一组开关器件与多个输出端连接。其中，多个功率分配单元1121的输入端作为功率分配装置112的多个输出端，用于与多个DC-DC转换装置1112的输出端一一对应连接。多个功率分配单元1121中的每个功率分配单元1121的一个输出端连接，从而形成功率分配装置112的多个输出端，即形成输出端1、输出端2…输出端n。在具体实施时，功率分配装置112的多个输出端与多把充电枪13一一对应连接，以用于与电动车辆20连接。

如上述背景技术部分所述，在目前的实际应用中，不同电动车辆20需要充电设备10提供的充电功率一般并不相同。例如，对于超充车型的电动车辆20而言，其需要充电设备20提供的充电功率相对较高，即需要功率分配装置112的输出端输出的功率相对较高。而对于普通车型的电动车辆20而言，其需要充电设备20提供的充电功率相对较小，即需要功率分配装置112的输出端输出的功率相对较小。

由于功率分配装置112的输出端的输出功率多取决于功率模块111的功率，而目前功率模块111的设计方式较为固定，从而导致功率分配装置112的输出端输出功率的方式也较为固定。例如，为满足超充车型的电动车辆20的大功率超充需求，功率模块111多直接按照大功率设计，相应的，功率分配装置112的输出端输出的功率通常较大。若直接使用该大功率设计的功率模块111通过功率分配装置112对普通车型的电动车辆20充电，则容易造成功率资源的浪费。此外，大功率的功率模块111通常造价成本较高，且尺寸较大，在停车场等特殊场景存在安装空间受限、安装灵活性不足的问题。或者，为了满足普通车型的电动车辆20的小功率充电需求，例如快充需求，功率模块111多直接按照小功率设计，相应的，功率分配装置112的输出端的输出功率相对较小。若直接使用该小功率设计的功率模块111通过功率分配装置112对超充车型的电动车辆20进行充电，则可能无法满足电动车辆进行大功率超充的需求。

因此，如何灵活满足不同电动车辆的充电需求功率，是亟需解决的问题。

基于上述内容，本申请实施例提供一种功率分配装置、以及包括该功率分配装置的充电设备、储能设备和充电系统，能够灵活调整功率分配装置用于与负载连接的负载端口的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率。

以下结合附图对本申请实施例提供的功率分配装置、充电设备、储能设备和充电系统分别做详细介绍。

图5是本申请实施例提供的一种充电系统300的结构示意图。

参阅图5，充电系统300可以包括多个充电设备400。每个充电设备400包括功率模块410和功率分配装置420。

其中，功率分配装置420包括至少一个功率分配单元421，每个功率分配单元421包括至少一个电源端口4211、至少一个连接端口4213、多个负载端口4214和开关矩阵4212。每个电源端口4211与功率模块410连接，每个负载端口4214用于连接负载。每个功率分配单元421中的每个电源端口4211、每个连接端口4213和每个负载端口4214中的任意两个通过开关矩阵4212连接。开关矩阵4212用于断开或导通每个电源端口4211、每个连接端口4213和每个负载端口4214中的任意两个之间的连接。

可以理解的是，在本申请实施例中，功率模块410能够提供充电所需的直流电功率，功率模块410例如可以是上述图2或图3所示的功率模块111。负载例如可以是上述图1所示的电动车辆20。

还可以理解的是，在本申请实施例中，功率分配单元421的每个连接端口4213可以用于连接所属功率分配单元421以外的能够提供直流电功率和接收直流电功率的外部装置。例如，功率分配单元421的每个连接端口4213可以用于连接所属充电设备400以外的另一个充电设备400中的功率分配单元421的连接端口4213。或者，功率分配单元421的每个连接端口4213也可以用于连接所属功率分配装置420包括的其他功率分配单元421的连接端口4213。进而，功率分配单元421的每个连接端口4213能够接收连接的外部装置输出的直流电功率，或者向连接的外部装置输出直流电功率。

在具体实施时，功率分配单元421的每个电源端口4211可以用于接收功率模块410输出的直流电功率，并将接收的直流电功率通过开关矩阵4212传输至每个负载端口4214，以向与负载端口4214连接的负载充电，或者将直流电功率通过开关矩阵4212传输至每个连接端口4213。功率分配单元421的每个连接端口4213可以用于将电源端口4211传输的直流电功率输出至连接的外部装置，或者用于接收连接的外部装置输出的直流电功率，并将接收的直流电功率通过开关矩阵4212传输至每个负载端口4214，以向与负载端口4214连接的负载充电。

继续参阅图5，在充电系统300的每个充电设备400中，功率分配装置420的至少一个功率分配单元421包括第一功率分配单元421a。其中，一个充电设备400的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213与另一个充电设备400的第一功率分配单元421a的一个连接端口421a连接，以使该两个充电设备400的第一功率分配单元421a之间进行功率传输。

可以理解的是，在本申请实施例中，第一功率分配单元421a的至少一个连接端口4213与所属充电设备400以外的其他充电设备的功率分配单元连接。其中，功率分配装置420中的第一功率分配单元421a的数量可以是一个或多个。

在具体实施时，在充电系统300中，任一充电设备400的第一功率分配单元421a的连接端口4213与其他充电设备400的第一功率分配单元421a的连接端口4213连接，从而该任一充电设备400的第一功率分配单元421a能够和该其他充电设备400的第一功率分配单元421a之间进行功率传输。

例如，以图5所示的充电系统300包括两个充电设备400(即充电设备400a和充电设备400b)，充电设备400a和充电设备400b的功率分配装置420分别包括一个第一功率分配单元421a，第一功率分配单元421a包括一个连接端口4213为例，充电设备400a中的第一功率分配单元421a的连接端口4213与充电设备400b中的第一功率分配单元421a的连接端口4213连接，以在充电设备400a的第一功率分配单元421a和充电设备400b的第一功率分配单元421a之间形成功率共享传输线路。

由此，充电设备400a的第一功率分配单元421a和充电设备400b的第一功率分配单元421a之间可以通过该功率共享传输线路进行功率传输，从而实现与充电设备400a的第一功率分配单元421a连接的功率模块410和与充电设备400b的第一功率分配单元421a连接的功率模块410之间的功率共享。

当充电设备400a的第一功率分配单元421a的一个负载端口4214与电动车辆连接，若该负载端口4214当前的输出功率大于或等于电动车辆的充电需求功率，即是说，充电设备400a的功率模块410当前通过该负载端口4214输出的功率满足电动车辆的充电需求功率，充电设备400a的第一功率分配单元421a可以选择以独立运行的方式向电动车辆充电。

若该负载端口4214当前的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，即是说，充电设备400a的功率模块410当前通过该负载端口4214输出的功率无法满足电动车辆的充电需求功率，则充电设备400a的第一功率分配单元421a可以通过连接端口4213接收充电设备400b的第一功率分配单元421a输出的直流电功率，并将接收的直流电功率传输该负载端口4214，以提高该负载端口4214的输出功率。

具体而言，充电设备400b的功率模块410输出的功率可以通过充电设备400b中的第一功率单元421a的连接端口4213传输至充电设备400a中的第一功率分配单元421a的连接端口4213。由此，充电设备400a的第一功率分配单元421a不仅可以将所属充电设备400a中的功率模块410输出的功率通过开关矩阵4212传输至与电动车辆连接的负载端口4214，也可以将连接端口4213接收的充电设备400b中的第一功率分配单元421a输出的功率通过开关矩阵4212传输至与电动车辆连接的负载端口4214。即是说，充电设备400a的第一功率分配单元421a可以同时将充电设备400a的功率模块410和充电设备400b的功率模块410输出的功率传输至与电动车辆连接的负载端口4214，从而提高与电动车辆连接的负载端口4214的输出功率，以满足电动车辆的充电需求功率。

在本申请实施例提供的充电系统300中，任一充电设备400的第一功率分配单元421a能够通过设置的连接端口4213与其他充电设备400的第一功率分配单元421a的连接端口4213连接，进而该任一充电设备400的第一功率分配单元421a能够和其他充电设备400中的第一功率分配单元421a的连接端口4213之间进行功率传输，以实现不同充电设备400的功率模块410之间的功率共享。进而在实际应用时，该任一充电设备400中的第一功率分配单元421a的连接端口4213可以将其他充电设备400中的第一功率分配单元421a输出的功率传输至负载端口4214，从而灵活调整该任一充电设备400中的第一功率分配单元421a的负载端口4214的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率。

例如，当充电系统300应用于全液冷超充场站，任一充电设备400中的第一功率分配单元421a可以通过设置的连接端口4213，将多个其他充电设备400中的第一功率分配单元421a的连接端口4213输出的功率传输至负载端口4214，以提高负载端口4214向电动车辆输出的功率，从而有利于满足对电动车辆进行大功率超充的需求。这有利于实现一秒一公里的充电速度，即有利于实现1秒钟对电动车辆充进行驶1公里的电能，为用户带来“一杯咖啡，满电出发”的充电体验。

可以理解的是，当充电系统300应用于全液冷超充场站，充电系统300中的每个充电设备400中的充电主机、充电终端以及充电枪均采用液冷方式进行散热，且每个充电设备400的单枪的最大输出功率大于或等于预设功率阈值。该预设功率阈值例如可以为250kW。

此外，由于充电系统300中的任一充电设备400的第一功率分配单元421a均能够通过设置的连接端口4213接收其他充电设备400的第一功率分配单元421a输出的功率，因此充电系统300中的每个充电设备400的功率模块410可以按照小功率设计。

在实际应用时，当为小功率电动车辆充电时，第一功率分配单元421a可以只将所属充电设备400中的功率模块410输出的功率传输至负载端口4214，以使负载端口4214的输出功率满足小功率电动车辆的充电需求。当为大功率电动车辆充电时，第一功率分配单元421a可以将所属充电设备400中的功率模块410输出的功率、以及连接端口4213接收的其他充电设备400中的第一功率分配单元421a输出的功率一同传输至负载端口4214，以提负载端口4214的输出功率，从而有利于满足大功率电动车辆的充电需求，例如超充需求。

在上述技术方案中，相比于将功率模块410按照大功率设计，小功率设计的功率模块410更有利于降低充电设备400的设计复杂度、降低充电设备400的生产成本，且有利于减小充电设备400的体积。

图6是本申请实施例提供的另一种充电系统300的结构示意图。

参阅图6，在一些实施例中，每个充电设备400的功率模块410可以包括AC-DC转换装置411、DC-DC转换装置412和直流母线413。其中，AC-DC转换装置411通过直流母线413与DC-DC转换装置412的输入端连接，DC-DC转换装置412的输出端与功率分配装置420中的每个功率分配单元421的每个电源端口4211连接。AC-DC转换装置411用于将交流电转换为第一直流电后输出至直流母线413，DC-DC转换装置412用于通过直流母线413接收该第一直流电，并将该第一直流电转换为第二直流电后输出至连接的电源端口4211。

可以理解的是，AC-DC转换装置411和DC-DC转换装置412的数量可以分别是一个或多个。在具体实施时，功率分配装置420中的每个功率分配单元421的每个电源端口4211可以各连接一个DC-DC转换装置412。

在另一些实施例中，每个充电设备400的功率模块410可以只包括AC-DC转换装置411，功率分配装置420中的每个功率分配单元421的每个电源端口4211可以各连接一个AC-DC转换装置411。

关于功率模块410中的AC-DC转换装置411、DC-DC转换装置412和直流母线413的具体描述可以参见上述图2和图3所示的实施例，此处不再赘述。

继续参阅图6，在一些实施例中，充电系统300还可以包括储能设备500和光伏设备600中的至少一个。其中，储能设备500和光伏设备600可以分别与任一充电设备400中的功率分配单元421的一个连接端口4213连接，以使储能设备500和光伏设备600可以分别与连接的任一充电设备400的功率分配单元421之间进行功率传输。

在具体实施时，储能设备500和光伏设备600可以与充电系统300中的同一充电设备400的功率分配单元421的连接端口4213连接，也可以与充电系统300中的不同充电设备400的功率分配单元421的连接端口4213连接。

例如，以图6所示的充电系统300包括两个充电设备400(即充电设备400a、充电设备400b)、一个储能设备500和一个光伏设备600，充电设备400a和充电设备400b的功率分配装置420分别包括一个第一功率分配单元421a，第一功率分配单元421a包括两个连接端口4213为例，充电设备400a中的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213和充电设备400b中的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213连接。充电设备400a中的第一功率分配单元421a的另一个连接端口4213与储能设备500连接，充电设备400b中的第一功率分配单元421a的另一个连接端口4213与光伏设备600连接，以在充电设备400a的第一功率分配单元421a和充电设备400b的第一功率分配单元421a之间、充电设备400a的第一功率分配单元421a和储能设备500之间、以及充电设备400b的第一功率分配单元421a和光伏设备600之间共形成三条功率共享传输线路。

由此，充电设备400a的第一功率分配单元421a、充电设备400b的第一功率分配单元421a、储能设备500和光伏设备600之间可以通过上述功率共享传输线路进行功率传输，从而实现与充电设备400a的第一功率分配单元421a连接的功率模块410、与充电设备400b的第一功率分配单元421a连接的功率模块410、储能设备500和光伏设备600之间的功率共享。

当充电设备400a的第一功率分配单元421a的一个负载端口4214与电动车辆连接，若该负载端口4214当前的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，充电设备400a的第一功率分配单元421a既可以将一个连接端口4213接收的充电设备400b的第一功率分配单元421a输出的直流电功率传输至该负载端口4214，也可以将另一个连接端口4213接收的储能设备500输出的直流电功率传输至该负载端口4214。由此，能够提高该负载端口4214的输出功率，以满足电动车辆的充电需求功率。

类似的，当充电设备400b的第一功率分配单元421a的一个负载端口4214与电动车辆连接，若该负载端口4214当前的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，则充电设备400b的第一功率分配单元421a既可以将一个连接端口4213接收的充电设备400a的第一功率分配单元421a输出的直流电功率传输至该负载端口4214，也可以将另一个连接端口4213接收的光伏设备600输出的直流电功率传输至该负载端口4214。由此，能够提高该负载端口4214的输出功率，以满足电动车辆的充电需求功率。

在本申请实施例提供的充电系统300中，任一充电设备400的第一功率分配单元421a的连接端口4213既可以将其他充电设备400的功率分配单元421输出的功率传输至负载端口4213，也可以将储能设备500和/或光伏设备600输出的功率传输至负载端口4213。这不仅能够灵活调整该任一充电设备400中的功率分配单元421的负载端口4214的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率，也能够提高光伏、储能等绿色资源的利用率，为负载提供更为丰富的电能。

此外，若将储能设备500和/或光伏设备600直接连接在功率模块410的直流母线413上，即在功率模块410的直流母线413上进行叠光叠储，虽然可以提高直流母线413汇集的直流电功率，使得后级连接的DC-DC转换装置412通过直流母线接收的直流电功率随之提高，进而可以提高DC-DC转换装置412通过负载端口421输出的输出功率。但由于功率模块410中的DC-DC转换装置412的总额定输出功率通常需要大于直流母线413汇集的最大功率，因此在上述提高负载端口4214的输出功率的方式中，随着直流母线413汇集的直流电功率提高，功率模块410中的DC-DC转换装置412通常也需要按更大的功率池设计。

而在本申请实施例中，通过将储能设备500和/或光伏设备600与充电设备400中的功率分配单元421的连接端口4213连接，使得储能设备500和/或光伏设备600输出的功率可以直接通过功率分配单元421的连接端口4213传输至功率分配单元421的负载端口4214。由此，在提高负载端口4214的输出功率的同时，也更有利于实现功率模块410的小功率设计，特别是更利于实现功率模块410中的DC-DC转换装置412的小功率设计，从而降低功率模块410整体的设计复杂度，利于降低充电设备400的生产成本，并减小充电设备400的体积。

下面以上述充电系统300中的充电设备400a为例，对本申请实施例提供的充电设备400、及充电设备400中的功率分配装置420作进一步具体介绍。应理解，下述对充电设备400a的相关描述适用于充电系统300中的任一充电设备400。

图7和图8分别是本申请实施例提供的一种充电设备400a的结构示意图。

结合图7和图8，充电设备400a可以包括功率模块410和功率分配装置420。

功率分配装置420包括至少一个功率分配单元421，每个功率分配单元421包括至少一个电源端口4211、至少一个连接端口4213、多个负载端口4214和开关矩阵4212。每个电源端口4211用于连接功率模块410，每个负载端口4214用于连接负载。每个电源端口4211、每个连接端口423和每个负载端口424中的任意两个通过开关矩阵4212连接。开关矩阵4212用于断开或导通每个电源端口4211、每个连接端口423和每个负载端口424中的任意两个之间的连接。

其中，功率分配装置420中的至少一个功率分配单元421包括第一功率分配单元421a，第一功率分配单元421a的一个连接端口4213用于连接其他充电设备的功率分配单元，例如用于连接图5所示的充电设备400b中的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213，以使第一功率分配单元421a和其他充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

可以理解的是，功率分配装置420中的第一功率分配单元421a的数量可以是一个或多个。多个第一功率分配421a之间可以通过各自设置的连接端口4213连接。

例如，在一些实施例中，如图7所示，充电设备400a的功率分配装置420包括一个第一功率分配单元421a，第一功率分配单元421a包括两个连接端口4213。示例性地，该两个连接端口4213可以与图5所示的充电设备400b中的第一功率分配单元421a的两个连接端口4213一一对应连接，从而充电设备400a的第一功率分配单元421a和充电设备400b的第一功率分配单元421a之间形成功率共享传输线路。

在另一些实施例中，如图8所示，充电设备400a的功率分配装置420包括两个第一功率分配单元421a，每个第一功率分配单元421a包括两个连接端口4213。示例性地，该两个第一功率分配单元421a各自的一个连接端口4213连接，该两个功率分配单元421a各自的另一个连接端口4213可以与图5所示的充电设备400b中的第一功率分配单元421a的两个连接端口4213一一对应连接，从而充电设备400a的第一功率分配单元421a和充电设备400b的第一功率分配单元421a之间形成功率共享传输线路。

由此，充电设备400a的第一功率分配单元421a和充电设备400b的第一功率分配单元421a之间可以通过上述功率共享传输线路进行功率传输，从而实现与充电设备400a的第一功率分配单元421a连接的功率模块410和与充电设备400b的第一功率分配单元421a连接的功率模块410之间的功率共享。

关于充电设备400a的第一功率分配单元421a和充电设备400b的第一功率分配单元421a之间进行功率传输的相关描述可以参见上述图5和图6所示的实施例，此处不再赘述。

在本申请实施例提供的充电设备400a中，功率分配装置420的第一功率分配单元421a可以通过设置的连接端口4213与其他充电设备的功率分配单元之间进行功率传输，以实现充电设备400a的功率模块410和其他充电设备的功率模块之间的功率共享。进而在实际应用时，第一功率分配单元421a的连接端口4213可以将其他充电设备中的功率分配单元输出的功率传输至第一功率分配单元421a的负载端口4214，从而灵活调整负载端口4214的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率。

此外，由于充电设备400a中的功率分配装置420的第一功率分配单元421a能够利用设置的连接端口4213灵活调整负载端口4214的输出功率，因此充电设备400a中与功率分配装置420连接的功率模块410可以按照小功率设计，从而有利于降低功充电设备400a的设计复杂度、降低充电设备400a的生产成本，且有利于减小充电设备400a的体积。

图9是本申请实施例提供的另一种充电设备400a的结构示意图。

参阅图9，与图7和图8所示实施例不同的，在充电设备400a中，功率分配装置420的至少一个功率分配单元421可以包括第一功率分配单元421a和第二功率分配单元421b。其中，第一功率分配单元421a可以包括多个连接端口4213，例如包括连接端口4213a1、4213a2。第二功率分配单元421b可以包括多个连接端口4213，例如包括连接端口4213b1和连接端口4213b2。

第一功率分配单元421a的一个连接端口4213a1用于连接其他充电设备的功率分配单元连接，例如用于连接图6所示的充电设备400b中的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213。第一功率分配单元421a的另一个连接端口4213a2与第二功率分配单元421b的一个连接端口4213b1连接。由此，第一功率分配单元421a既可以与其他充电设备的功率分配单元进行功率传输，也可以与第二功率分配单元421b进行功率传输。

可以理解的是，在本申请实施例中，第二功率分配单元421b的所有连接端口4213均未与所属充电设备400a以外的其他充电设备的功率分配单元连接。

例如，第二功率分配单元421b中的每个连接端口4213可以均与所属功率分配装置420包括的其他功率分配单元421的连接端口4213连接；或者，第二功率分配单元421b的一部分连接端口4213可以与所属功率分配装置420包括的其他功率分配单元421的连接端口4213连接，另一部分连接端口4213用于连接储能设备和/或光伏设备。

其中，图9示例性示出了第二功率分配单元421b的一个连接端口4213b1与第一功率分配单元421a的另一个连接端口4213a2连接，第二功率分配单元421b的另一个连接端口4213b2用于连接储能设备和光伏设备，例如用于连接图6所示的储能设备500和光伏设备600。

在具体实施时，在一些实施例中，功率分配装置420还可以包括至少一个功率共享母线422。第一功率分配单元421a和第二功率分配单元421b中的每个连接端口4213各通过一个功率共享母线422与其他装置连接。

例如，如图9所示，功率分配装置420包括三个功率共享母线422，即包括功率共享母线422a、422b和422c。其中，第一功率分配单元421a的一个连接端口4213a1与功率共享母线422a连接，并通过功率共享母线422a与图6所示的充电设备400b中的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213连接。第一功率分配单元421a的另一个连接端口4213a2通过功率共享母线422b与第二功率分配单元421b的一个连接端口4213b1连接。第二功率分配单元421b的另一个连接端口4213b2通过功率共享母线422c与图6所示的储能设备500和光伏设备600连接。

由此，充电设备400a的第一功率分配单元421a可以通过功率共享母线422a和充电设备400b的第一功率分配单元421a之间进行功率传输，以实现充电设备400a的功率模块410与充电设备400b的功率模块410之间的功率共享。并且，充电设备400a的第一功率分配单元421a也可以通过功率共享母线422b和充电设备400a的第二功率分配单元421b之间进行功率传输，以实现同一功率分配装置420内的不同功率分配单元421之间的功率共享。

类似的，充电设备400a的第二功率分配单元421b可以通过功率共享母线422c和储能设备500、光伏设备600之间进行功率传输，以实现与充电设备400a的第二功率分配单元421b连接的功率模块410、储能设备500和光伏设备600之间的功率共享。

当充电设备400a中的第一功率分配单元421a的一个负载端口4214与电动车辆连接，若该负载端口4214当前的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，充电设备400a的第一功率分配单元421a不仅可以将一个连接端口4213a1接收的充电设备400b的第一功率分配单元421a输出的功率传输至该负载端口4214，也可以将另一个连接端口4213a2接收的第二功率分配单元421b输出的功率传输至该负载端口4214。

由此，既能够提高该负载端口4214的输出功率，以满足电动车辆的充电需求功率，也能够提高充电设备400a中与第二功率分配单元421b连接的DC-DC转换装置412的利用率，进而有利于提高充电设备400a中的功率模块410的整体利用率。

类似的，当充电设备400a的第二功率分配单元421b的一个负载端口4214与电动车辆连接，若该负载端口4214当前的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，第二功率分配单元421b不仅可以将另一个连接端口4213b2接收的储能设备500和光伏设备600输出的功率传输至该负载端口4214，也可以将一个连接端口4213b1接收的第一功率分配单元421a输出的功率传输至该负载端口4214。

由此，既能够提高该负载端口4214的输出功率，以满足电动车辆的充电需求功率，也能够提高充电设备400a中与第一功率分配单元421a连接的DC-DC转换装置412的利用率，进而有利于提高充电设备400a中的功率模块410的整体利用率。

可以理解的是，上述实施例是以功率分配装置420包括一个第一功率分配单元421a和一个第二功率分配单元421b进行的介绍。在本申请实施例中，功率分配装置420中的第一功率分配单元421a和第二功率分配单元421b的数量可以分别为一个或多个，且第一功率分配单元421a和第二功率分配单元421b中的连接端口4213的数量也可以分别为一个或多个。

在本申请实施例提供的充电设备400a中，功率分配装置420的第一功率分配单元421a既可以通过设置的连接端口4213与其他充电设备的功率分配单元进行功率传输，也可以通过设置的连接端口4213与所属功率分配装置420中的第二功率分配单元421b的连接端口4213进行功率传输。进而在实际应用时，第一功率分配单元421a的连接端口4213可以将其他充电设备中的功率分配单元输出的功率、以及所属功率分配装置420中的第二功率分配单元421b输出的功率传输至负载端口4214。这既能够灵活调整第一功率分配单元421a的负载端口4214的输出功率，以满足不同负载的充电需求功率，也能够提高与功率分配装置420连接的功率模块410的整体利用率。

进一步地，在一些示例中，继续参阅图9，当充电设备400a中的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213a1通过功率共享母线422a与充电设备400b中的第一功率分配421a的一个连接端口4213连接时，功率共享母线422a还可以用于连接储能设备和/或光伏设备，例如用于连接图6所示的储能设备500和光伏设备600。其中，功率共享母线422a可以用于汇集充电设备400a的第一功率分配单元421a和充电设备400b的第一功率分配单元400b输出的功率、以及储能设备500和光伏设备600输出的功率，从而在功率共享母线422a上形成较大的功率池。

在实际应用时，充电设备400a中的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213a1能够从功率共享母线422a获取更多的功率，并将获取的功率传输至第一功率分配单元421a的负载端口4214，从而更利于提高第一功率分配单元421a的负载端口4214的输出功率，以更好地满足不同负载的充电需求功率。

继续参阅图9，在一些实施例中，在充电设备400a的功率分配装置420中，当第一功率分配单元421a的一个连接端口4213a1用于连接其他充电设备的功率分配单元，另一个连接端口4213a2与第二功率分配单元421b的一个连接端口4213b1连接时，该一个连接端口4213a1和该另一个连接端口4213a2之间也可以通过开关矩阵4212连接。其中，开关矩阵4212用于断开或导通该一个连接端口4213a1和该另一个连接端口4213a2之间的连接。

当开关矩阵4212导通该一个连接端口4213a1和该另一个连接端口4213a2之间的连接，与该一个连接端口4213a1连接的其他充电设备的功率分配单元和与该另一个连接端口4213a2连接的第二功率分配单元421b之间也可以进行功率传输。具体而言，当开关矩阵4212导通该一个连接端口4213a1和该另一个连接端口4213a2之间的连接，第一功率分配单元421a的一个连接端口4213a1可以将充电设备400b的第一功率分配单元421a输出的功率传输至另一个连接端口4213a2，进而通过该另一个连接端口4213a2传输至第二功率分配单元421b的一个连接端口4213b1。

由此，第二功率分配单元421b的一个连接端口4213b1既可以将与该一个连接端口4213b1连接的充电设备400a的第一功率分配单元421a输出的功率传输至负载端口4214，也可以将未与该一个连接端口4213b1连接的充电设备400b中的第一功率分配单元421a输出的功率传输至负载端口4214。这有利于提高第二功率分配单元421b的负载端口4214的输出功率，从而有利于提高功率分配装置420对负载分配输出功率的灵活性，以更好地满足不同负载的充电需求功率。

进一步地，在一些示例中，在充电设备400a的功率分配装置420中，每个功率分配单元421的任意两个连接端口4213之间均通过开关矩阵4212连接，以便于在每个功率分配单元421的任意两个连接端口4213之间均能够进行功率传输。

以上结合附图介绍了充电设备400a中的功率分配装置420的结构，以下以图9所示的充电设备400a中的第一功率分配单元421a为例，对本申请实施例提供的功率分配单元421中的开关矩阵4212的具体拓扑结构做示例性说明。应理解，下述对于第一功率分配单元421a中的开关矩阵4212的相关描述适用于充电系统300中的任一充电设备400中的任一功率分配单元421。

图10是本申请实施例提供的一例功率分配单元421a的拓扑结构示意图。

参阅图10，第一功率分配单元421a的开关矩阵4212可以包括第一开关单元(switch unit，SU)1和第二开关单元SU2，第一开关单元SU1包括多个第一开关，第二开关单元SU2包括多个第二开关。

在第一功率分配单元421a中，每个电源端口4211通过第一开关单元SU1与每个连接端口4213连接，每个电源端口4211通过第二开关单元SU2与每个负载端口4214连接，每个连接端口4213通过第一开关单元SU1和第二开关单元SU2与每个负载端口4214连接。

具体而言，以第一功率分配单元421a包括两个电源端口4211(即电源端口4211a1、4211a2)、两个连接端口4213(即连接端口4213a1、4213a2)和两个负载端口4214(即负载端口4213a1、4213a2)为例，第一开关单元SU1包括四个第一开关(即第一开关S11、S12、S13、S14)，第二开关单元SU2包括四个第二开关(即第二开关S21、S22、S23、S24)。

其中，电源端口4211a1通过第一开关S11与连接端口4213a1连接，通过第二开关S21与负载端口4214a1连接，并依次类推。连接端口4213a1既可以通过第一开关S11和第二开关S21与负载端口4214a1连接，也可以通过第一开关S13和第二开关S23与负载端口4214a1连接，并依次类推。

此外，连接端口4213a1既可以通过第一开关S12与连接端口4213a2连接，也可以通过第一开关S14与连接端口4213a2连接。

在具体实施时，结合图9和图10，以第一功率分配单元421a的负载端口4214a1与电动车辆连接，并向电动车辆充电为例，闭合第二开关S21和第二开关S23，以导通电源端口4211a1和负载端口4214a1之间、以及电源端口4211a2和负载端口4214a1之间的连接。在这种情况下，电源端口4211a1接收的功率模块410输出的功率通过第二开关S21传输至负载端口4214a1，电源端口4211a2接收的功率模块410输出的功率通过第二开关S23传输至负载端口4214a1，以向电动车辆充电。

若电源端口4211a1和电源端口4211a2传输至负载端口4214a1的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，闭合第一开关S11，以导通连接端口4213a1和负载端口4214a1之间的连接。在这种情况下，连接端口4213a1接收的充电设备400b中的第一功率分配单元421a输出的功率可以依次通过第一开关S11和第二开关S21传输至负载端口4214a1，从而提高负载端口4214a1的输出功率，以满足电动车辆的充电需求功率。

图11是本申请实施例提供的又一例功率分配单元421a的拓扑结构示意图。

参阅图11，与图10所示实施例不同的是，在图11所示的实施例中，第一功率分配单元421a的开关矩阵4212除了包括第一开关单元SU1和第二开关单元SU2以外，还包括第三开关单元SU3，第三开关单元SU3包括至少一个第三开关。

在第一功率分配单元421a中，多个电源端口4211中的两个电源端口4211之间可以通过第三开关单元SU3连接，以使两个电源端口4211中的一个电源端口4211可以通过第三开关单元SU3投切到另一个电源端口4211，从而利用另一个电源端口4211连接的开关矩阵4212中的各开关与每个连接端口4213、以及每个负载端口4214连接。

具体而言，继续以第一功率分配单元421a包括电源端口4211a1、4211a2，连接端口4213a1、4213a2，负载端口4213a1、4213a2为例，第一开关单元SU1包括两个第一开关(即第一开关S11、S14)，第二开关单元SU2包括两个第二开关(即第二开关S21、S22)，第三开关单元U3包括一个第三开关(即第三开关S31)。

其中，电源端口4211a1通过第一开关S11与连接端口4213a1连接，通过第二开关S21与负载端口4214a1连接。由于电源端口4211a2通过第三开关S31与电源端口4211a1连接，因此电源端口4211a2可以通过第三开关S31切换到电源端口4211a1，并利用与电源端口4211a1连接的第一开关S11与连接端口4213a1连接，利用与电源端口4211a1连接的第二开关S21与负载端口4214a1连接，并依次类推。

相应的，连接端口4213a1可以通过第一开关S11和第二开关S21与负载端口4214a1连接，连接端口4213a2可以通过第一开关S14、第三开关S31和第二开关S21与负载端口4214a1连接，并依次类推。

在具体实施时，结合图9和图11，继续以第一功率分配单元421a的负载端口4214a1与电动车辆连接，并向电动车辆充电为例，闭合第二开关S21和第三开关S31，以导通电源端口4211a1和负载端口4214a1之间、以及电源端口4211a2和负载端口4214a1之间的连接。在这种情况下，电源端口4211a1接收的功率模块410输出的功率通过第二开关S21传输至负载端口4214a1，电源端口4211a2接收的功率模块410输出的功率通过第三开关S31和第二开关S21传输至负载端口4214a1，以向电动车辆充电。

当电源端口4211a1和电源端口4211a2传输至负载端口4214a1的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，闭合第一开关S11，以导通连接端口4213a1和负载端口4214a1之间的连接。在这种情况下，连接端口4213a1接收的充电设备400b中的第一功率分配单元421a输出的功率可以依次通过第一开关S11和第二开关S21传输至负载端口4214a1，从而提高负载端口4214a1的输出功率，以满足电动车辆的充电需求功率。

可以理解的是，上述实施例是以第一功率分配单元421a包括两个电源端口4211为例进行的说明。在其他的一些实施例中，第一功率分配单元421a可以包括三个或三个以上的电源端口4211，且任意两个电源端口4211之间均可以通过第三开关单元SU3连接。

在本申请实施例中，相比于图10所示实施例中的开关矩阵4212的第一开关单元SU1包括四个第一开关，第二开关单元SU2包括四个第二开关，上述技术方案利用第三开关S31连接第一功率分配单元421a的电源端口4211a2和电源端口4211a2，能够在减少第一开关单元SU1和第二开关单元SU2中的开关数量的情况下，实现电源端口4211a1和电源端口4211a2与第一功率分配单元421a的每个连接端口4213、以及每个负载端口4214的连接。进而，有利于提高开关矩阵4212中的开关利用率，减少开关矩阵4212中所需的开关数量，从而降低第一功率分配单元421a的体积，降低第一功率分配单元421a的成本。

图12是本申请实施例提供的另一例功率分配单元421的拓扑结构示意图。

参阅图12，在一些实施例中，第一功率分配单元421a的开关矩阵4212可以包括第一开关单元SU1和第二开关单元SU3，第一开关单元SU1包括多个第一开关，第二开关单元SU2包括多个第二开关。

在第一功率分配单元421a中，每个电源端口4211通过第一开关单元SU1和第二开关单元SU2与每个连接端口4213连接，每个电源端口4211通过第一开关单元SU1与每个负载端口4214连接，每个连接端口4213通过第二开关单元SU2与每个负载端口4214连接。

具体而言，继续以第一功率分配单元421a包括两个电源端口4211(即电源端口4211a1、4211a2)、两个连接端口4213(即连接端口4213a1、4213a2)和两个负载端口4214(即负载端口4213a1、4213a2)为例，第一开关单元SU1包括四个第一开关(即第一开关S11、S12、S13、S14)，第二开关单元SU2包括四个第二开关(即第二开关S21、S22、S23、S24)。

其中，电源端口4211a1通过第一开关S11与负载端口4214a1连接，连接端口4213a1通过第二开关S21与负载端口4214a1连接，并依次类推。并且，电源端口4211a1既可以通过第一开关S11和第二开关S21与连接端口4213al连接，也可以通过第一开关S12和第二开关S22与连接端口4213al连接，并依次类推。

此外，连接端口4213a1既可以通过第二开关S21和第二开关S23与连接端口4213a2连接，也可以通过第二开关S22和第二开关S24与连接端口4213a2连接。

在具体实施时，结合图9和图12，继续以第一功率分配单元421a的负载端口4214a1与电动车辆连接，并向电动车辆充电为例，闭合第一开关S11和第一开关S13，以导通电源端口4211a1和负载端口4214a1之间、以及电源端口4211a2和负载端口4214a1之间的连接。在这种情况下，电源端口4211a1接收的功率模块410输出的功率通过第一开关S11传输至负载端口4214a1，电源端口4211a2接收的功率模块410输出的功率通过第一开关S13传输至负载端口4214a1，以向电动车辆充电。

当电源端口4211a1和电源端口4211a2传输至负载端口4214a1的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，闭合第二开关S21，以导通连接端口4213a1和负载端口4214a1之间的连接。在这种情况下，连接端口4213a1接收的充电设备400b中的第一功率分配单元421a输出的功率可以通过第二开关S21传输至负载端口4214a1，从而提高负载端口4214a1的输出功率，以满足电动车辆的充电需求功率。

在本申请实施例中，第一功率分配单元421a的每个电源端口4211通过第一开关单元SU1与每个负载端口4214连接，每个连接端口4213通过第二开关单元SU2与每个负载端口4214连接。由此，第一功率分配单元421a的连接端口4213和电源端口4211可以分别独立的向负载端口4214传输功率。

例如，在一种可能的场景中，第一功率分配单元421a的连接端口4213a1可以将其他充电设备的功率分配单元输出的功率传输至负载端口4214a1，电源端口4211a1、4211a2可以将功率模块410输出的功率传输至负载端口4214a2。即是说，负载端口4214a1可以仅输出其他充电设备的功率分配单元共享的功率，从而有利于提高第一功率分配单元421a的负载端口4214输出功率的灵活性。

图13是本申请实施例提供的另一例功率分配单元421的拓扑结构示意图。

参阅图13，继续以图9所示的充电设备400a的功率分配装置420中的第一功率分配单元421a为例，与图12所示实施例不同的是，在图13所示的实施例中，第一功率分配单元421a的开关矩阵4212除了包括第一开关单元SU1和第二开关单元SU2以外，还包括第三开关单元SU3，第三开关单元SU3包括至少一个第三开关。

在第一功率分配单元421a中，多个电源端口4211中的两个电源端口4211之间可以通过第三开关单元SU3连接，和/或，第一功率分配单元421a中的多个连接端口4213中的两个连接端口4213之间可通过第三开关单元SU3连接。由此，两个电源端口4211中的一个电源端口4211可以通过第三开关单元SU3投切到另一个电源端口4211，从而利用另一个电源端口4211连接的开关矩阵4212中的各开关与每个连接端口4213、以及每个负载端口4214连接。或者，两个连接端口4213中的一个连接端口4213可以通过第三开关单元SU3投切到另一个连接端口4213，从而利用另一个连接端口4213连接的开关矩阵4212中的各开关与每个电源端口4211、以及每个负载端口4214连接。

具体而言，继续以第一功率分配单元421a包括电源端口4211a1、4211a2，连接端口4213a1、4213a2，负载端口4213a1、4213a2为例，第一开关单元SU1包括两个第一开关(即第一开关S11、S12)，第二开关单元SU2包括两个第二开关(即第二开关S21、S22)，第三开关单元U3包括两个第三开关(即第三开关S31和第三开关S32)。

其中，电源端口4211a1通过第一开关S11与负载端口4214a1连接，连接端口4213a1通过第二开关S21与负载端口4214a1。由于电源端口4211a2通过第三开关S31与电源端口4211a1连接，因此电源端口4211a2可以通过第三开关S31切换到电源端口4211a1，并利用与电源端口4211a1连接的第一开关S11与负载端口4214a1连接。类似的，由于连接端口4213a2通过第三开关S32与连接端口4213a1连接，因此连接端口4213a2可以通过第三开关S32切换到连接端口4213a1，并利用与连接端口4213a2连接的第二开关S21与负载端口4214a1连接

相应的，电源端口4211a1可以通过第一开关S11和第二开关S21与连接端口4213al连接，通过第一开关S11、第二开关S21和第三开关S32与连接端口4213a2连接，并依次类推。

在具体实施时，结合图9和图13，继续以第一功率分配单元421a的负载端口4214a1与电动车辆连接，并向电动车辆充电为例，闭合第一开关S11和第三开关S31，以导通电源端口4211a1和负载端口4214a1之间、以及电源端口4211a2和负载端口4214a1之间的连接。在这种情况下，电源端口4211a1接收的功率模块410输出的功率通过第一开关S11传输至负载端口4214a1，电源端口4211a2接收的功率模块410输出的功率通过第三开关S31和第一开关S11传输至负载端口4214a1，以向电动车辆充电。

当电源端口4211a1和电源端口4211a2传输至负载端口4214a1的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，闭合第二开关S21，以导通连接端口4213a1和负载端口4214a1之间的连接。在这种情况下，连接端口4213a1接收的充电设备400b中的第一功率分配单元421a输出的功率可以通过第二开关S21传输至负载端口4214a1，从而提高负载端口4214a1的输出功率，以满足电动车辆的充电需求功率。

可以理解的是，上述实施例是以第一功率分配单元421a包括两个电源端口4211和两个连接端口4213为例进行的说明。在其他的一些实施例中，第一功率分配单元421a可以包括三个或三个以上的电源端口4211，且任意两个电源端口4211之间均可以通过第三开关单元SU3连接，或者，第一功率分配单元421a可以包括三个或三个以上的连接端口4213，且任意两个连接端口4213之间也均可以通过第三开关单元SU3连接。

在本申请实施例中，相比于图12所示实施例中的开关矩阵4212的第一开关单元SU1包括四个第一开关，第二开关单元SU2包括四个第二开关，上述技术方案利用第三开关S31连接第一功率分配单元421a的电源端口4211a2和电源端口4211a2，利用第三开关S32连接第一功率分配单元421a的连接端口4213a1和连接端口4213a2，能够在减少第一开关单元SU1和第二开关单元SU2中的开关数量的情况下，实现电源端口4211a1和电源端口4211a2与第一功率分配单元421a的每个连接端口4213、以及每个负载端口4214的连接。进而，有利于提高开关矩阵4212中的开关利用率，减少开关矩阵4212中所需的开关数量，从而降低第一功率分配单元421a的体积，降低第一功率分配单元421a的成本。

以上以充电系统300中的充电设备400a为例，介绍了本申请实施例提供的充电设备400。下面结合附图对充电系统300中的储能设备500和光伏设备600作进一步具体介绍。

图14是本申请实施例提供的一种储能设备500的结构示意图。

参阅图14，储能设备500可以包括电池包510、DC-DC转换装置520和功率分配装置530。功率分配装置530包括至少一个功率分配单元531，每个功率分配单元531包括至少一个电源端口5311、至少一个连接端口5313、多个负载端口5314和开关矩阵5312。

其中，电池包510通过DC-DC转换装置520与每个电源端口5311连接，每个负载端口5314用于连接负载。每个功率分配单元531中的每个电源端口5311、每个连接端口5213和每个负载端口5314中的任意两个通过开关矩阵5312连接。开关矩阵5312用于断开或导通每个电源端口5311、每个连接端口5213和每个负载端口5314中的任意两个之间的连接。

电池包510可以用于存储电能或输出电能。DC-DC转换装置520可以用于将电池包510输出的直流电进行功率转换后输出至每个电源端口5311，或者也可以用于将每个电源端口5311输出的直流电进行功率转换后输出至电池包510，以对电池包510充电，也称作存储电能。即是说，DC-DC转换装置520可以是双向DC-DC转换装置。

可以理解的是，在本申请实施例中，电池包510和DC-DC转换装置520的数量可以分别是一个或多个，多个电池包510可以串联和/或并联后与一个或多个DC-DC转换装置520的输入端连接。每个DC-DC转换装置520的输出端可以分别连接一个DC-DC电源端口5311。

还可以理解的是，在本申请实施例中，在功率分配装置530中，功率分配单元531的每个连接端口5313可以用于连接所属功率分配单元531以外的能够提供直流电功率和接收直流电功率的外部装置。例如，功率分配单元531的每个连接端口5311可以用于连接图7所示的充电设备400a中的功率分配单元421的连接端口4211。又或者，功率分配单元531的每个连接端口5311可以用于连接所属功率分配装置530包括的其他功率分配单元531的连接端口5313。

在具体实施时，功率分配单元531的每个电源端口5313可以用于将DC-DC转换装置520输出的直流电功率通过开关矩阵5312传输至每个负载端口5314，以向与负载端口5314连接的负载充电，或通过开关矩阵5312传输至每个连接端口5314，以向与每个连接端口5314连接的外部装置输出直流电功率。

功率分配单元531的每个连接端口5314可以用于将电源端口5311传输的直流电功率输出至连接的装置，或者用于接收连接的外部装置输出的直流电功率，并将接收的直流电功率通过开关矩阵5312传输至每个负载端口5314，以向与负载端口5314连接的负载充电，或将接收的直流电功率通过开关矩阵5312传输至每个电源端口5311，以通过DC-DC转换装置520对电池包510充电。

继续参阅图14，功率分配装置530的至少一个功率分配单元531包括第一功率分配单元531a，第一功率分配单元531a的一个连接端口5313用于连接充电设备的功率分配单元，例如用于连接图7所示的充电设备400a的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213，以使第一功率分配单元531a和充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

可以理解的是，在本申请实施例中，第一功率分配单元531a的至少一个连接端口5313与充电设备的功率分配单元连接。其中，功率分配装置530中的第一功率分配单元531a的数量可以是一个或多个。

还可以理解的是，在本申请实施例中，第一功率分配单元531a中用于连接充电设备的功率分配单元的连接端口5313的数量可以是一个或多个。

例如，以图14所示的储能设备500的功率分配装置530包括一个第一功率分配单元531a，第一功率分配单元531a包括两个连接端口5313为例，第一功率分配单元531a的两个连接端口5313可以与图7所示的充电设备400a中的第一功率分配单元421a的两个连接端口4213一一对应连接。由此，储能设备500中的第一功率分配单元531a和充电设备400a中的第一功率分配单元421a之间可以进行功率传输，从而实现储能设备500和充电设备400a之间的功率共享。

当储能设备500中的第一功率分配单元531a的一个负载端口5314与电动车辆连接，第一功率分配单元531a可以通过设置的连接端口5314接收充电设备400a的第一功率分配单元421a输出的直流电功率，并将接收的直流电功率传输该负载端口5314，以灵活该负载端口5314的输出功率，从而满足电动车辆的不同充电需求功率。

关于储能设备500和充电设备400a之间实现功率共享的具体描述可以参见上述充电设备400a和充电设备400b之间实现功率共享的相关描述，此处不再赘述。

关于储能设备500中的功率分配装置530的未详尽之处可以参见上述充电设备400a中的功率分配装置420的相关描述，此处不再赘述。

在本申请实施例提供的储能设备500中，电池包510输出的直流电功率通过DC-DC转换装置520输出后，能够通过功率分配装置530中的负载端口5314直接传输至电动车辆，从而实现储能设备500单独向电动车辆充电。这能够提高储能资源的利用率，并有利于减少使用充电设备向电动车辆充电时从电网接收的电量，从而降低电动车辆充电时的花费。

并且，功率分配装置530的第一功率分配单元531a可以通过设置的连接端口5313与充电设备的功率分配单元进行功率传输，以实现储能设备500和充电设备之间的功率共享。进而在实际应用时，第一功率分配单元531a的连接端口5313可以将充电设备中的功率分配单元输出的功率传输至负载端口5314，从而灵活调整负载端口5314的输出功率，以满足不同负载的充电需求。

图15是本申请实施例提供的一种光伏设备600的结构示意图。

参阅图15，光伏设备600可以包括光伏组件610、DC-DC转换装置620和功率分配装置630。功率分配装置630包括至少一个功率分配单元631，每个功率分配单元631包括至少一个电源端口6311、至少一个连接端口6313、多个负载端口6314和开关矩阵6312。

其中，光伏组件610通过DC-DC转换装置620与每个电源端口6311连接，每个负载端口6314用于连接负载。每个功率分配单元631中的每个电源端口6311、每个连接端口6313和每个负载端口6314中的任意两个通过开关矩阵6312连接。开关矩阵6312用于断开或导通每个电源端口6311、每个连接端口6312和每个负载端口6314中的任意两个之间的连接。

光伏组件610可以用于将光能转换为电能后输出至DC-DC转换装置620。DC-DC转换装置620可以用于将光伏组件610输出的直流电进行功率转换后输出至每个电源端口6311。

可以理解的是，在本申请实施例中，光伏组件610和DC-DC转换装置620的数量可以分别是一个或多个。每个DC-DC转换装置620的输出端可以分别连接一个电源端口6311。

还可以理解的是，在本申请实施例中，在功率分配装置630中，功率分配单元631的每个连接端口6313可以用于连接所属功率分配单元631以外的能够提供直流电功率和接收直流电功率的外部装置。具体描述可以参见上述储能设备500中的连接端口6313的相关描述，此处不再赘述。

在具体实施时，功率分配单元631的每个电源端口6313可以用于将DC-DC转换装置620输出的直流电功率通过开关矩阵6312传输至每个负载端口6314，以向与负载端口6314连接的负载充电，或通过开关矩阵6312传输至每个连接端口6314，以向与每个连接端口6314连接的外部装置输出直流电功率。功率分配单元631的每个连接端口6314可以用于接收连接的外部装置输出的直流电功率，并将接收的直流电功率通过开关矩阵6312传输至每个负载端口6314，以向与负载端口6314连接的负载充电。

继续参阅图15，功率分配装置630的至少一个功率分配单元631包括第一功率分配单元631a，第一功率分配单元631a的一个连接端口6313用于连接充电设备的功率分配单元，例如用于连接图7所示的充电设备400a的第一功率分配单元421a的一个连接端口4213，以使第一功率分配单元631a和充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

可以理解的是，在本申请实施例中，第一功率分配单元631a的至少一个连接端口6313与充电设备的功率分配单元连接。其中，功率分配装置630中的第一功率分配单元631a的数量可以是一个或多个。

例如，以图15所示的光伏设备600的功率分配装置630包括一个第一功率分配单元631a，第一功率分配单元631a包括两个连接端口6313为例，第一功率分配单元631a的两个连接端口6313可以与图7所示的充电设备400a中的第一功率分配单元421a的两个连接端口4213一一对应连接。由此，光伏设备600中的第一功率分配单元631a和充电设备400a中的第一功率分配单元421a之间可以进行功率传输，从而实现光伏设备600和充电设备400a之间的功率共享。

当光伏设备600中的第一功率分配单元631a中的一个负载端口6314与电动车辆连接，第一功率分配单元631a可以通过设置的连接端口6313接收充电设备400a的第一功率分配单元421a输出的直流电功率，并将接收的直流电功率传输该负载端口6314，以灵活该负载端口6314的输出功率，从而满足电动车辆的不同充电需求功率。

关于光伏设备600和充电设备400a之间实现功率共享的具体描述可以参见上述充电设备400a和充电设备400b之间实现功率共享的相关描述，此处不再赘述。

关于光伏设备600中的功率分配装置630的未详尽之处可以参见上述充电设备400中的功率分配装置420和储能设备500中的功率分配装置520的相关描述，此处不再赘述。

在本申请实施例提供的光伏设备600中，光伏组件610输出的直流电功率通过DC-DC转换装置620输出后，能够通过功率分配装置630中的负载端口6314直接传输至电动车辆，从而实现光伏设备600单独向电动车辆充电。这能够提高光伏绿色资源的利用率，并有利于减少使用充电设备向电动车辆充电时从电网接收的电量，从而降低电动车辆充电时的花费。

并且，功率分配装置630的第一功率分配单元631a可以通过设置的连接端口6313与充电设备的功率分配单元进行功率传输，以实现光伏设备600和充电设备之间的功率共享。在实际应用时，第一功率分配单元631a的连接端口6313可以将充电设备中的功率分配单元输出的功率传输至负载端口6314，从而灵活调整负载端口6314的输出功率，以满足不同负载的充电需求。

以上结合附图分别对本申请实施例提供的充电系统300中的充电设备400、储能设备500和光伏设备600的结构作了进一步具体介绍。以下对充电系统300中的各设备的功率分配装置中的连接端口的不同连接方式做示例性说明。

图16是本申请实施例提供的一例充电系统300的结构示意图。

参阅图16，充电系统300包括多个充电设备400和功率共享母线310，每个充电设备400中的每个功率分配单元421的一个连接端口4213均与功率母线310连接。功率共享母线310可以用于汇集充电系统300中的每个充电设备400的每个功率分配单元421输出的功率，从而在功率共享母线310上形成较大的功率池。

可以理解的是，由于每个充电设备400中的每个功率分配单元421均通过功率共享母线310与充电系统300中的其他充电设备400的功率分配单元421连接，因此每个充电设备400中的每个功率分配单元均可以是上文所述的第一功率分配单元421a。

在一些实施例中，为便于使充电系统300中的每个充电设备400的功率分配单元421之间通过功率共享母线310连接，充电系统300的每个充电设备400中的每个功率分配单元421的连接端口4213的数量可以相等，且功率共享母线310的数量与每个功率分配单元421的连接端口4213的数量相等。

在具体实施时，任一充电设备400中的任一功率分配单元421的连接端口4213均可以通过功率共享母线310获取充电系统300中其余所有充电设备400包括的所有功率分配单元421的连接端口4213输出的功率。进一步地，该任一功率分配单元421的连接端口4213可以将获取的功率传输至该任一功率分配单元421的负载端口4214，从而更有利于提高该任一功率分配单元421的负载端口4214的输出功率，以更好地满足不同负载的充电需求功率。

例如，以图16所示的充电系统300包括两个充电设备400，每个充电设备400的功率分配装置420包括两个功率分配单元421，每个功率分配单元421包括两个连接端口4213和两个负载端口4214为例，即以充电系统300包括充电设备400a和充电设备400b，充电设备400a的功率分配装置420包括功率分配单元421#1、421#2，功率分配单元421#1包括连接端口4213#1、4213#2，功率分配单元421#2包括连接端口4213#3、4213#4，充电设备400b的功率分配装置420包括功率分配单元421#3、421#4，功率分配单元421#3包括连接端口4213#5、4213#6，功率分配单元421#4包括连接端口4213#7、4213#8为例，充电系统300可以包括两个功率共享母线310，即包括功率共享母线310a、310b。

其中，连接端口4213#1、连接端口4213#3、连接端口4213#5和连接端口4213#7与功率共享母线310a连接，连接端口4213#2、连接端口4213#4、连接端口4213#6和连接端口4213#8与功率共享母线310b连接。由此，通过功率共享母线310a、310b在充电系统300中形成两条功率共享传输线路。充电设备400a和充电设备400b中的任一功率分配单元421可以通过任一上述功率共享传输线路获取充电设备400a和充电设备400b中剩余所有功率分配单元421输出的功率。

在一种可能的应用场景中，当充电设备400a中的功率分配单元421#1的一个负载端口4214与电动车辆连接，若该负载端口4214当前的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，功率分配单元421#1的连接端口4213#1可以通过功率共享母线310a获取功率分配单元421#2～421#4输出的功率，并将获取的功率传输至该负载端口4214，从而有利于满足电动车辆的充电需求功率。

在另一种可能的应用场景中，当充电设备400a中的功率分配单元421#1的两个负载端口4214与两辆电动车辆分别连接，若充电设备400b未向电动车辆充电，即充电设备400b中的功率分配单元421#3和功率分配单元421#4处于空闲状态，功率分配单元421#1的连接端口4213#1可以通过功率共享母线310a获取功率分配单元421#3和功率分配单元421#4输出的功率，并将获取的功率传输至两个负载端口4214。

在本申请实施例提供的充电系统300中，通过将充电设备400b中处于空闲状态的功率分配单元421#3、421#4的功率共享至充电设备400a的功率分配单元421#1，不仅有利于使功率分配单元421#1的负载端口4214的输出功率满足电动车辆的充电需求功率，而且有利于提高充电设备400b中功率资源的利用率，避免充电设备400a长期单独运行所造成的设备老化，从而提高充电系统300的整体运行效率、提高充电系统300中的各充电设备400的工作寿命。

图17是本申请实施例提供的另一例充电系统300的结构示意图。

参阅图17，与图16所示实施例不同的是，在充电系统300的多个充电设备400中，相邻两个功率分配单元421的连接端口4213通过一个功率共享母线310连接。

例如，如图17所示，继续以图16所示的充电系统300包括充电设备400a和充电设备400b为例，充电系统300还包括四个功率共享母线310，即包括功率共享母线310a、310b、310c和310d。其中，连接端口4213#1和连接端口4213#8通过功率共享母线310a连接，连接端口4213#2和连接端口4213#3通过功率共享母线310b连接，连接端口4213#4和连接端口4213#5通过功率共享母线310c连接，连接端口4213#6和连接端口4213#7通过功率共享母线310d连接。由此，通过功率共享母线310a、310b、310c和310d在充电系统300中形成四条功率共享传输线路。充电设备400a和充电设备400b中的任一功率分配单元421可以通过连接的功率共享母线310获取相邻功率分配单元421输出的功率。

可以理解的是，在具体实施时，当充电设备400a和充电设备400b包括的每个功率分配单元421中的两个连接端口4213之间通过开关矩阵4212连接时，与同一功率分配单元421的两个连接端口4213分别连接的功率共享母线310之间也可以进行功率传输，进而能够实现充电设备400a和充电设备400b中的任一功率分配单元421通过连接的功率共享母线310获取充电设备400a和充电设备400b中剩余所有功率分配单元421输出的功率。

例如，以功率分配单元421#1的连接端口4213#2通过连接的功率共享母线310b获取功率分配单元421#2～421#4输出的功率为例，在功率分配单元421#2中的开关矩阵4212导通连接端口4213#3、4213#4之间的连接，功率分配单元421#3中的开关矩阵4212导通连接端口4213#5、4213#6之间的连接的情况下，功率共享母线420d汇集的功率分配单元421#3、421#4输出的功率可以通过连接端口4213#6传输至连接端口4213#5，之后通过连接端口4213#5传输至功率共享母线420c。进而，功率共享母线420c可以将汇集的功率分配单元421#2～421#4输出的功率通过连接端口4213#4传输至连接端口4213#3，之后通过连接端口4213#3、功率共享母线420b传输至功率分配单元421#1的连接端口4213#2。由此，连接端口4213#2可以将汇集的功率分配单元421#2～421#4输出的功率传输与电动车辆连接的负载端口4214，以提高该负载端口4214的输出功率，满足电动车辆的充电需求功率。

在本申请实施例提供的充电系统300中，通过将多个充电设备400中的相邻两个功率分配单元421的连接端口4213通过一个功率共享母线310连接，能够在充电系统300中形成较多的功率共享传输线路，从而提高充电系统300中不同充电设备400的功率分配单元421之间功率传输的灵活性，以使充电系统300中的各充电设备400包括的功率分配单元420能够更好地满足不同负载的充电需求功率。

图18和图19分别是本申请实施例提供的又一例充电系统300的结构示意图。

结合图18和图19，与图16和图17所示实施例不同的是，充电系统300除了包括多个充电设备400和功率共享母线310以外，还包括储能设备500和/或光伏设备600。其中，储能设备500和/或光伏设备600、以及每个充电设备400中的每个功率分配单元421的一个连接端口4213均与功率共享母线310连接。功率共享母线310可以用于汇集充电系统300中的储能设备500和/或光伏设备600、以及每个充电设备400中的每个功率分配单元421输出的功率。

在具体实施时，在一些实施例中，如图18所示，储能设备500包括功率分配装置530，光伏设备600包括功率分配装置630。其中，功率分配装置530中的每个功率分配单元531的一个连接端口5313、功率分配装置630中的每个功率分配单元631中的一个连接端口6313、以及每个充电设备400中的每个功率分配单元421的一个连接端口4213均与功率共享母线310连接。由此，充电系统300中的任一设备的任一功率分配单元的连接端口均可以通过功率共享母线310获取充电系统300中剩余所有功率分配单元的连接端口输出的功率。

例如，如图18所示，继续以图16所示的充电系统300包括充电设备400a、充电设备400b、功率共享母线310a和功率共享母线310b为例，充电系统300还包括储能设备500、光伏设备600，储能设备500的功率分配装置530包括功率分配单元531#1，功率分配单元531#1包括连接端口5313#1、5313#2，光伏设备600的功率分配装置630包括功率分配单元631#1，功率分配单元631#1包括连接端口6313#1、6313#2。

其中，连接端口4213#1、连接端口4213#3、连接端口4213#5、连接端口4213#7、连接端口5313#1、连接端口6313#1与功率共享母线310a连接，连接端口4213#2、连接端口4213#4、连接端口4213#6、连接端口4213#8、连接端口5313#2、连接端口6313#2与功率共享母线310b连接。由此，通过功率共享母线310a、310b在充电系统300中形成两条功率共享传输线路。

在一种可能的应用场景中，当储能设备500中的功率分配单元531#1的一个负载端口5314与电动车辆连接，若该负载端口5314当前的输出功率小于电动车辆的充电需求功率，功率分配单元531#1的连接端口5313#1可以通过功率共享母线310a获取功率分配单元421#1～421#4、以及功率分配单元631#1输出的功率，并将获取的功率传输至该负载端口5314，从而有利于满足电动车辆的充电需求功率。

在本申请实施例提供的充电系统300中，储能设备500和光伏设备600通过各自设置的功率分配装置可以单独向电动车辆充电，有利于使充电系统300能够为更多的电动车辆同时充电，提高充电系统300整体向电动车辆充电的效率。并且，储能设备500和光伏设备600还可以通过各自设置的功率分配装置与充电设备400的功率分配单元421之间进行功率传输，从而在实际应用时，当电网价格处于较低电价时，充电设备400的功率分配单元421可以将从电网接收的电量传输至储能设备500，使得储能设备500存储尽可能存储更多的电量。当电网价格处于较高电价时，优先通过储能设备500向电动车辆充电，以减少使用充电设备400向电动车辆充电时从电网接收的电量，从而降低电动车辆充电时的花费。

在另一些实施例中，如图19所示，与图18所示实施例不同的是，储能设备500可以不包括功率分配装置530，而是直接通过储能设备500中的DC-DC转换装置520的输出端与功率共享母线310连接。类似的，光伏设备600也可以不包括功率分配装置630，而是直接通过光伏设备600中的DC-DC转换装置630的输出端与功率共享母线310连接。由此，储能设备500和光伏设备600通过功率共享母线与充电设备400的功率分配单元421之间进行功率传输，从而灵活调整功率分配单元421的负载端口4214的输出功率，以满足不同电动车辆的充电需求功率。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种功率分配装置，其特征在于，应用于充电设备，所述充电设备包括功率模块；

所述功率分配装置包括至少一个功率分配单元，所述功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵，

所述电源端口用于连接所述功率模块，所述负载端口用于连接负载，所述电源端口、所述负载端口和所述连接端口中的任意两个通过所述开关矩阵连接；

所述开关矩阵用于，断开或导通所述电源端口、所述负载端口和所述连接端口中的任意两个之间的连接；

所述至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，所述第一功率分配单元的一个连接端口用于连接其他充电设备的功率分配单元，以使所述第一功率分配单元和所述其他充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

2.根据权利要求1所述的功率分配装置，其特征在于，所述功率模块包括交流转直流AC-DC转换装置、直流转直流DC-DC转换装置和直流母线；

所述AC-DC转换装置通过所述直流母线与所述DC-DC转换装置的输入端连接；

所述AC-DC转换装置用于，将交流电转换为第一直流电后输出至所述直流母线；

所述DC-DC转换装置用于，通过所述直流母线接收所述第一直流电，将所述第一直流电转换为第二直流电并输出；

所述电源端口用于连接所述DC-DC转换装置的输出端，以接收所述DC-DC转换装置输出的所述第二直流电。

3.根据权利要求1或2所述的功率分配装置，其特征在于，所述功率分配装置还包括功率共享母线；

所述第一功率分配单元的一个连接端口用于通过所述功率共享母线与所述其他充电设备的功率分配单元连接；

所述功率共享母线用于连接光伏设备和储能设备中的至少一个，以汇集所述储能设备和所述光伏设备中的至少一个、以及所述第一功率分配单元、所述其他充电设备的功率分配单元输出的功率。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率分配装置，其特征在于，所述至少一个功率分配单元还包括第二功率分配单元，

所述第一功率分配单元的另一个连接端口与所述第二功率分配单元的一个连接端口连接，以使所述第一功率分配单元和所述第二功率分配单元之间进行功率传输。

5.根据权利要求4所述的功率分配装置，其特征在于，所述第一功率分配单元的一个连接端口通过所述开关矩阵与所述第一功率分配单元的另一个连接端口连接；

所述开关矩阵还用于，断开或导通所述第一功率分配单元的一个连接端口和所述第一功率分配单元的另一个连接端口之间的连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的功率分配装置，其特征在于，所述功率分配单元的开关矩阵包括第一开关单元和第二开关单元；

所述电源端口通过所述第一开关单元和所述第二开关单元与所述连接端口连接，所述电源端口通过所述第一开关单元与所述负载端口连接，所述连接端口通过所述第二开关单元与所述负载端口连接。

7.根据权利要求6所述的功率分配装置，其特征在于，所述功率分配单元的开关矩阵还包括第三开关单元；

所述功率分配单元的多个所述电源端口中的两个电源端口通过所述第三开关单元连接，和/或，所述功率分配单元的多个所述连接端口中的两个连接端口通过所述第三开关单元连接。

8.一种充电设备，其特征在于，包括：功率模块和功率分配装置；

所述功率分配装置包括至少一个功率分配单元，所述功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵，

所述电源端口与所述功率模块连接，所述负载端口用于连接负载，所述电源端口、所述负载端口和所述连接端口中的任意两个通过所述开关矩阵连接；

所述开关矩阵用于，断开或导通所述电源端口、所述负载端口和所述连接端口中的任意两个之间的连接；

所述至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，所述第一功率分配单元的一个连接端口用于连接其他充电设备的功率分配单元，以使所述第一功率分配单元和所述其他充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

9.根据权利要求8所述的充电设备，其特征在于，所述功率模块包括交流转直流AC-DC转换装置、直流转直流DC-DC转换装置和直流母线；

所述AC-DC转换装置通过所述直流母线与所述DC-DC转换装置的输入端连接，所述DC-DC转换装置的输出端与所述电源端口连接；

所述AC-DC转换装置用于，将交流电转换为第一直流电后输出至所述直流母线；

所述DC-DC转换装置用于，通过所述直流母线接收所述第一直流电，将所述第一直流电转换为第二直流电并输出至所述电源端口。

10.一种储能设备，其特征在于，包括：电池包、直流转直流DC-DC转换装置和功率分配装置；

所述功率分配装置包括至少一个功率分配单元，所述功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵；

所述电池包通过所述DC-DC转换装置与所述电源端口连接，所述负载端口用于连接负载，所述电源端口、所述负载端口和所述连接端口中的任意两个通过所述开关矩阵连接；

所述DC-DC转换装置用于，将所述电池包输出的直流电进行功率转换后输出至所述电源端口，或者，将所述电源端口输出的直流电进行功率转换后输出至电池包；

所述开关矩阵用于，断开或导通所述电源端口、所述负载端口和所述连接端口中的任意两个之间的连接；

所述至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，所述第一功率分配单元的一个连接端口用于连接充电设备的功率分配单元，以使所述第一功率分配单元和所述充电设备的功率分配单元之间进行功率传输。

11.一种充电系统，其特征在于，包括：多个充电设备；

所述充电设备包括功率模块和功率分配装置，所述功率分配装置包括至少一个功率分配单元，所述功率分配单元包括至少一个电源端口、多个负载端口、至少一个连接端口和开关矩阵；

所述电源端口与所述功率模块连接，所述负载端口用于连接负载，所述电源端口、所述负载端口和所述连接端口中的任意两个通过所述开关矩阵连接；

所述开关矩阵用于，断开或导通所述电源端口、所述负载端口和所述连接端口中的任意两个之间的连接；

每个所述充电设备的至少一个功率分配单元包括第一功率分配单元，一个所述充电设备的第一功率分配单元的一个连接端口与另一个所述充电设备的第一功率分配单元的一个连接端口连接，以使所述一个充电设备的第一功率分配单元和所述另一个充电设备的第一功率分配单元之间进行功率传输。

12.根据权利要求11所述的充电系统，其特征在于，所述功率模块包括交流转直流AC-DC转换装置、直流转直流DC-DC转换装置和直流母线；

所述AC-DC转换装置通过所述直流母线与所述DC-DC转换装置的输入端连接，所述DC-DC转换装置的输出端与所述电源端口连接；

所述AC-DC转换装置用于，将交流电转换为第一直流电后输出至所述直流母线；

所述DC-DC转换装置用于，通过所述直流母线接收所述第一直流电，将所述第一直流电转换为第二直流电并输出至所述电源端口。

13.根据权利要求11或12所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括储能设备和光伏设备中的至少一个、以及功率共享母线；

所述储能设备和所述光伏设备中的至少一个、以及每个所述充电设备的每个功率分配单元的一个连接端口与所述功率共享母线连接；

所述功率母线用于，汇集所述储能设备和所述光伏设备中的至少一个、以及每个所述充电设备的每个功率分配单元输出的功率。