本發(fā)明涉及電動汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種充電樁系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

充電樁系統(tǒng)用于將電網(wǎng)(包含微電網(wǎng))的電能轉(zhuǎn)化成不同電壓電流等級的直流電，進而通過充電連接裝置給電動汽車的電池直接進行充電。如圖1所示，典型的直流充電樁系統(tǒng)通常包括輸入母線、系統(tǒng)控制單元，充電模塊，輸出直流母線，充電終端等組成部分。其中，輸入母線用于將輸入電源接入到充電模塊，充電模塊用于將母線輸入的電能轉(zhuǎn)化成電動車所需規(guī)格的直流電，再通過輸出直流母線、充電終端給電動汽車電池進行充電。

由于電動車的應(yīng)用場景非常繁多，對電池容量的需求也是大小不一，所以導(dǎo)致電動車的充電電壓不盡相同，充電電流的需求范圍也非常寬。目前來說，乘用車的電池額定電壓一般為150～500V，大巴一般為400～700V；而隨著電池及充電技術(shù)的發(fā)展，電動汽車電池容量會越來越大，充電速率也越來越高。為提高充電功率，只能提高充電電流或者充電電壓，而由于充電電流的提高受限于充電電纜的載流能力，所以通過提高充電電壓來提高充電速率也是業(yè)界公認的發(fā)展方向，目前已經(jīng)有少數(shù)電動車的電壓達到800～1000V。

圖2是目前常見充電模塊類型中輸出功率特性最優(yōu)的750V/15kW充電樁模塊的輸出特性圖，由圖2可看出，即使是最優(yōu)輸出功率特性的充電樁模塊仍無法在全電壓范圍輸出恒功率。充電樁通常由多個模塊并聯(lián)組成，例如，一個額定750V/60kW的充電樁(由4個具有圖2輸出特性的模塊并聯(lián)組成)在輸出300V充電時，最大功率只有30kW，如果該充電樁要具有足夠的功率為一輛充電電壓300V充電電流200A的電動車充電，實際需要的充電功率為60kW，充電樁的額定功率卻需要設(shè)計成120kW，才能保證系統(tǒng)在300V輸出時能夠輸出200A電流，這樣就會造成充電能力的浪費。因此，這種充電樁很難去適應(yīng)不同充電電壓、充電電流需求的電動車。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種充電樁系統(tǒng)，以實現(xiàn)對充電樁系統(tǒng)的輸出電壓和輸出電流范圍的靈活配置，滿足不同負載的充電需求。

本發(fā)明實施例第一方面提供一種充電樁系統(tǒng)，包括：系統(tǒng)輸入母線、多個充電樁模塊組、功率分配單元以及與所述多個充電樁模塊組對應(yīng)的多個充電終端；所述系統(tǒng)輸入母線與所述多個充電樁模塊組的輸入端連接，所述多個充電樁模塊組的輸出端通過所述功率分配單元與所述多個充電終端的輸入端連接；所述功率分配單元包括第一開關(guān)組、第二開關(guān)組、第三開關(guān)組和控制器，每一個所述開關(guān)組均包括多個開關(guān)器件；所述第一開關(guān)組中的開關(guān)器件連接于所述多個充電樁模塊組的輸出端之間，用于將所述多個充電樁模塊組中的至少兩個空閑的充電樁模塊組配置為串聯(lián)或并聯(lián)輸出，所述第二開關(guān)組中的一個開關(guān)器件將所述多個充電樁模塊組的輸出端與對應(yīng)的充電終端的輸入端分別連接，所述第三開關(guān)組中的開關(guān)器件連接于所述多個充電終端的輸入端之間，所述第二開關(guān)組和所述第三開關(guān)組用于導(dǎo)通所述串聯(lián)或并聯(lián)輸出的充電樁模塊組與任意一個所述充電終端的輸入端之間的連接；

所述控制器與所述第一開關(guān)組、所述第二開關(guān)組和所述第三開關(guān)組分別電性連接，用于在所述多個充電終端中任意一個充電終端的功率需求大于對應(yīng)的充電樁模塊組的輸出功率的情形下，對所述第一開關(guān)組、所述第二開關(guān)組和所述第三開關(guān)組中的多個開關(guān)器件進行控制，以通過將所述多個充電樁模塊組中的至少兩個空閑的充電樁模塊組以串聯(lián)或并聯(lián)輸出的方式配置給所述功率需求大于對應(yīng)的充電樁模塊組的充電終端。

所述充電樁系統(tǒng)通過所述控制器控制所述第一開關(guān)組、所述第二開關(guān)組和所述第三開關(guān)組中的多個開關(guān)器件改變閉合與斷開的組合方式，從而使得所述多個充電樁模塊組之間形成串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)組合的連接方式，進而根據(jù)連接方式的不同為所述多個充電終端中的至少一個終端提供具有不同輸出特性的充電電流和充電電壓，可以有效增大所述充電樁系統(tǒng)的充電電流和充電電壓的配置范圍，使得所述充電樁系統(tǒng)可以滿足不同容量、不同充電倍率、不同充電電壓的各類電動車的充電需求。

在一種實施方式中，每一個所述充電樁模塊組的正極輸出端通過所述第一開關(guān)組中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電樁模塊組的正極輸出端，每一個所述充電樁模塊組的正極輸出端還通過所述第一開關(guān)組中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電樁模塊組的負極輸出端；其中，所有與所述充電樁模塊組的負極輸出端連接的開關(guān)器件的連接點位于所述充電樁模塊組的負極輸出端與所述第二開關(guān)組中對應(yīng)的開關(guān)器件之間。

在一種實施方式中，所述充電樁系統(tǒng)包括N個充電樁模塊組和對應(yīng)的N個充電終端，所述N個充電樁模塊組中的任意一個充電樁模塊組的正極輸出端通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電樁模塊組的正極輸出端，所述N個充電樁模塊組中的任意一個充電樁模塊組的正極輸出端還通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電樁模塊組130的負極輸出端。

在一種實施方式中，每一個所述充電樁模塊組的負極輸出端通過所述第二開關(guān)組中的一個開關(guān)器件連接至與所述充電樁模塊組對應(yīng)的充電終端的負極輸入端。

在一種實施方式中，每一個所述充電終端的負極輸入端通過所述第三開關(guān)組中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電終端的負極輸入端；其中，所述開關(guān)器件的連接點位于所述充電終端的負極輸入端與所述第二開關(guān)組中對應(yīng)的開關(guān)器件之間。

在一種實施方式中，若任意一個所述充電終端需要多個所述充電樁模塊組串聯(lián)輸出，則將第一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的正極作為串聯(lián)輸出的正極輸出端，并將最后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的負極作為串聯(lián)輸出的負極輸出端，并通過所述控制器控制連接于前一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的負極輸出端與后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的正極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，并控制連接于最后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的負極輸出端與對應(yīng)的充電終端的負極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，以及控制連接于串聯(lián)輸出的負極輸出端與所述需要串聯(lián)輸出的充電終端的負極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，并控制與所述參與串聯(lián)的多個充電樁模塊組連接的其余開關(guān)器件均斷開。

在本實施方式中，通過所述控制器控制所述第一開關(guān)組、所述第二開關(guān)組和所述第三開關(guān)組中的多個開關(guān)器件的閉合與斷開的組合方式，從而將多個充電樁模塊組串聯(lián)后配置給一個所述充電終端，從而可以獲得最大的充電電壓，即實現(xiàn)對負載的高電壓充電，有利于提升充電速度。

在一種實施方式中，所述需要串聯(lián)輸出的充電終端對應(yīng)的充電樁模塊組為第一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組。

在一種實施方式中，若任意一個所述充電終端需要多個所述充電樁模塊組并聯(lián)輸出，則通過所述控制器控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組的正極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，并控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組的負極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，以及控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組的負極輸出端與對應(yīng)的充電終端的負極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，并控制與所述參與并聯(lián)的多個充電樁模塊組連接的其余開關(guān)器件均斷開。

在本實施方式中，通過所述控制器控制所述第一開關(guān)組、所述第二開關(guān)組和所述第三開關(guān)組中的多個開關(guān)器件的閉合與斷開的組合方式，從而將多個充電樁模塊組并聯(lián)后配置給一個所述充電終端，從而可以獲得最大的充電電流，即實現(xiàn)對負載的大電流充電，有利于提升充電速度。

在一種實施方式中，每一個所述充電樁模塊組的負極輸出端通過所述第一開關(guān)組中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電樁模塊組的負極輸出端，每一個所述充電樁模塊組的正極輸出端通過所述第一開關(guān)組中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電樁模塊組的負極輸出端；其中，所有與所述充電樁模塊組的正極輸出端連接的開關(guān)器件的連接點位于所述充電樁模塊組的正極輸出端與所述第二開關(guān)組中對應(yīng)的開關(guān)器件之間。

在一種實施方式中，所述充電樁系統(tǒng)包括N個充電樁模塊組和N個充電終端，所述N個充電樁模塊組中的任意一個充電樁模塊組的負極輸出端通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電樁模塊組的負極輸出端，所述N個充電樁模塊組中的任意一個充電樁模塊組的正極輸出端通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電樁模塊組的負極輸出端。

在一種實施方式中，每一個所述充電樁模塊組的正極輸出端通過所述第二開關(guān)組中的一個開關(guān)器件連接至與所述充電樁模塊組對應(yīng)的充電終端的正極輸入端。

在一種實施方式中，每一個所述充電終端的正極輸入端通過所述第三開關(guān)組中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電終端的正極輸入端；其中，所述開關(guān)器件的連接點位于所述充電終端的正極輸入端與所述第二開關(guān)組中對應(yīng)的開關(guān)器件之間。

在一種實施方式中，若任意一個所述充電終端需要多個所述充電樁模塊組串聯(lián)輸出，則將第一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的正極作為串聯(lián)輸出的正極輸出端，并將最后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的負極作為串聯(lián)輸出的負極輸出端，并通過所述控制器控制連接于前一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的負極輸出端與后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的正極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，并控制連接于第一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組的正極輸出端與對應(yīng)的充電終端的正極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，以及控制連接于串聯(lián)輸出的正極輸出端與所述需要串聯(lián)輸出的充電終端的正極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，并控制與所述參與串聯(lián)的多個充電樁模塊組連接的其余開關(guān)器件均斷開。

在本實施方式中，通過所述控制器控制所述第一開關(guān)組、所述第二開關(guān)組和所述第三開關(guān)組中的多個開關(guān)器件的閉合與斷開的組合方式，從而將多個充電樁模塊組串聯(lián)后配置給一個所述充電終端，從而可以獲得最大的充電電壓，即實現(xiàn)對負載的高電壓充電，有利于提升充電速度。

在一種實施方式中，所述需要串聯(lián)輸出的充電終端對應(yīng)的充電樁模塊組為最后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組。

在一種實施方式中，若任意一個所述充電終端需要多個所述充電樁模塊組并聯(lián)輸出，則通過所述控制器控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組的正極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，并控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組的負極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，以及控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組的正極輸出端與對應(yīng)的充電終端的正極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，并控制與所述參與并聯(lián)的多個充電樁模塊組連接的其余開關(guān)器件均斷開。

在本實施方式中，通過所述控制器控制所述第一開關(guān)組、所述第二開關(guān)組和所述第三開關(guān)組中的多個開關(guān)器件的閉合與斷開的組合方式，從而將多個充電樁模塊組并聯(lián)后配置給一個所述充電終端，從而可以獲得最大的充電電流，即實現(xiàn)對負載的大電流充電，有利于提升充電速度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)中以及本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1是典型的直流充電樁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是最優(yōu)輸出功率特性為750V/15kW充電樁模塊的輸出特性圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的充電樁系統(tǒng)的第一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的充電樁系統(tǒng)的第二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的充電樁系統(tǒng)的第三結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是最優(yōu)輸出功率特性為750V/60kW充電樁模塊組的輸出特性圖；

圖7是本發(fā)明實施例提供的充電樁系統(tǒng)的充電樁模塊的輸出特性圖；

圖8是本發(fā)明實施例提供的充電樁系統(tǒng)的第四結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明實施例提供的充電樁系統(tǒng)的輸出特性圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實施例進行描述。

本發(fā)明實施例中提供一種充電樁系統(tǒng)，其可以使充電樁系統(tǒng)內(nèi)的多個充電終端得到多種輸出特性，輸出到各充電終端的輸出電壓、電流范圍很大，能夠滿足不同容量、不同充電倍率、不同充電電壓的各類電動車的充電需求。當(dāng)該充電樁系統(tǒng)中的一個充電終端只需要部分充電樁模塊組投入使用時，其余的充電樁模塊組還可以為其他充電終端提供輸出，提高了系統(tǒng)的應(yīng)用靈活性。同時，所述充電樁系統(tǒng)還能夠保證投入工作的充電樁模塊組始終工作在接近額定功率的狀態(tài)，提高系統(tǒng)的利用率。

請參閱圖3，在本發(fā)明一個實施例中，提供一種充電樁系統(tǒng)100，包括系統(tǒng)輸入母線110、多個充電樁模塊組130、功率分配單元150以及與所述多個充電樁模塊組130對應(yīng)的多個充電終端170。

所述系統(tǒng)輸入母線110與所述多個充電樁模塊組130的輸入端連接，所述多個充電樁模塊組130的輸出端通過所述功率分配單元150與所述多個充電終端170的輸入端連接。其中，所述系統(tǒng)輸入母線110用于連接外部電源，所述外部電源可以是交流電源或直流電源。每一個所述充電樁模塊組130可以包括多個充電樁模塊。可以理解，所述充電樁系統(tǒng)100包括的充電樁模塊組130的數(shù)量，以及每一個充電樁模塊組130包括的充電樁模塊的數(shù)量可以為任意自然數(shù)。

所述功率分配單元150包括第一開關(guān)組151、第二開關(guān)組153、第三開關(guān)組155和控制器157，每一個所述開關(guān)組均包括多個開關(guān)器件。其中，所述開關(guān)器件可以為任意種類的能夠?qū)崿F(xiàn)電路通斷功能的器件。

所述第一開關(guān)組151中的開關(guān)器件連接于所述多個充電樁模塊組130的輸出端之間，用于將所述多個充電樁模塊組130中的至少兩個空閑的充電樁模塊組配置為串聯(lián)或并聯(lián)輸出，所述第二開關(guān)組153中的一個開關(guān)器件將所述多個充電樁模塊組130的輸出端與對應(yīng)的充電終端170的輸入端分別連接，所述第三開關(guān)組155中的開關(guān)器件連接于所述多個充電終端170的輸入端之間，所述第二開關(guān)組153和所述第三開關(guān)組155用于導(dǎo)通所述串聯(lián)或并聯(lián)輸出的充電樁模塊組與任意一個所述充電終端170的輸入端之間的連接，即所述第二開關(guān)組153和所述第三開關(guān)組155用于導(dǎo)通所述至少兩個空閑的充電樁模塊組在串聯(lián)或并聯(lián)后形成的輸出端與任意一個充電終端170的輸入端之間的連接。

所述控制器157與所述第一開關(guān)組151、所述第二開關(guān)組153和所述第三開關(guān)組155分別電性連接，用于在所述多個充電終端170中任意一個充電終端170的功率需求大于對應(yīng)的充電樁模塊組130的輸出功率的情形下，對所述第一開關(guān)組151、所述第二開關(guān)組153和所述第三開關(guān)組155中的多個開關(guān)器件進行控制，以通過將所述多個充電樁模塊組130中的至少兩個空閑的充電樁模塊組130以串聯(lián)或并聯(lián)輸出的方式配置給所述功率需求大于對應(yīng)的充電樁模塊組的充電終端170。

其中，所述通過所述多個開關(guān)器件的組合將所述多個充電樁模塊組130以串聯(lián)或并聯(lián)的方式柔性配置給所述多個充電終端170是指：通過改變所述多個開關(guān)器件的閉合與斷開的組合方式，從而使得所述多個充電樁模塊組130之間形成串聯(lián)或者并聯(lián)的組合連接方式，進而根據(jù)連接方式的不同為所述多個充電終端170中的至少一個終端提供具有不同輸出特性的充電電流和充電電壓，以使得所述充電樁系統(tǒng)100可以滿足不同容量、不同充電倍率、不同充電電壓的各類電動車的充電需求。

請參閱圖4，在一種實施方式中，所述充電樁系統(tǒng)100包括N個充電樁模塊組130和N個充電終端170。所述第一開關(guān)組151中的多個開關(guān)器件的連接關(guān)系為：每一個所述充電樁模塊組130的正極輸出端通過所述第一開關(guān)組151中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電樁模塊130組的正極輸出端。在本實施方式中，所述N個充電樁模塊組130中的任意一個充電樁模塊組130的正極輸出端通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電樁模塊組130的正極輸出端。每一個所述充電樁模塊組130的正極輸出端還通過所述第一開關(guān)組151中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電樁模塊組130的負極輸出端。在本實施方式中，所述N個充電樁模塊組130中的任意一個充電樁模塊組130的正極輸出端還通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電樁模塊組130的負極輸出端。其中，所有與所述充電樁模塊組130的負極輸出端連接的開關(guān)器件的連接點位于所述充電樁模塊組130的負極輸出端與所述第二開關(guān)組153中對應(yīng)的開關(guān)器件之間。

所述第二開關(guān)組153中的多個開關(guān)器件的連接關(guān)系為：每一個所述充電樁模塊組130的負極輸出端通過所述第二開關(guān)組153中的一個開關(guān)器件連接至與所述充電樁模塊組130對應(yīng)的充電終端170的負極輸入端。其中，所述充電樁模塊組130對應(yīng)的充電終端170是指，正極輸入端與所述充電樁模塊組130的正極輸出端直接連接的充電終端170，如圖4中的充電樁模塊組1與充電終端1對應(yīng)。

所述第三開關(guān)組155中的多個開關(guān)器件的連接關(guān)系為：每一個所述充電終端170的負極輸入端通過所述第三開關(guān)組155中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電終端170的負極輸入端。在本實施方式中，所述N個充電終端170中的任意一個充電終端170的負極輸入端通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電終端170的負極輸入端。其中，所述第三開關(guān)組155中的開關(guān)器件的連接點位于所述充電終端170的負極輸入端與所述第二開關(guān)組153中對應(yīng)的開關(guān)器件之間。

在本實施方式中，若任意一個所述充電終端170需要多個所述充電樁模塊組130串聯(lián)輸出，則將第一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的正極作為串聯(lián)輸出的正極輸出端，并將最后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的負極作為串聯(lián)輸出的負極輸出端，并通過所述控制器157控制連接于前一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的負極輸出端與后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的正極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，并控制連接于最后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的負極輸出端與對應(yīng)的充電終端170的負極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，以及控制連接于串聯(lián)輸出的負極輸出端(即最后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130對應(yīng)的充電終端170的負極輸入端)與所述需要串聯(lián)輸出的充電終端170的負極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，并控制與所述參與串聯(lián)的多個充電樁模塊組連接的其余開關(guān)器件均斷開?？梢岳斫?，所述需要串聯(lián)輸出的充電終端170對應(yīng)的充電樁模塊組130為第一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組170。

若任意一個所述充電終端170需要多個所述充電樁模塊組130并聯(lián)輸出，則通過所述控制器157控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組130的正極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，并控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組130的負極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，以及控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組130的負極輸出端與對應(yīng)的充電終端170的負極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，并控制與所述參與并聯(lián)的多個充電樁模塊組連接的其余開關(guān)器件均斷開。

在本實施方式中，通過所述控制器157控制所述第一開關(guān)組151、所述第二開關(guān)組153和所述第三開關(guān)組155中的多個開關(guān)器件的閉合或斷開，可以將所述N個充電樁模塊組130全部并聯(lián)后配置給一個所述充電終端170，以獲得最大的充電電流；或者，也可以將所述N個充電樁模塊組130全部串聯(lián)后配置給一個所述充電終端170，以獲得最大的充電電壓；或者，也可以將所述N個充電樁模塊組130以串并聯(lián)組合的方式配置給一個所述充電終端170，以獲得符合負載需求的充電電流和充電電壓；或者，也可以將所述N個充電樁模塊組130中的一部分通過串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合的方式配置給一個所述充電終端170，并將將所述N個充電樁模塊組130中的另一部分通過串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合的方式配置給另一個所述充電終端170。可以理解，所述N個充電樁模塊組130的組合方式并不限于上述舉例的情況，還可以是通過所述功率分配單元150能夠分配出的任意的組合方式。

請參閱圖5，在一種實施方式中，所述充電樁系統(tǒng)100包括N個充電樁模塊組130和N個充電終端170。所述第一開關(guān)組151中的多個開關(guān)器件的連接關(guān)系為：每一個所述充電樁模塊組130的負極輸出端通過所述第一開關(guān)組中151的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電樁模塊組的負極輸出端。在本實施方式中，所述N個充電樁模塊組130中的任意一個充電樁模塊組130的負極輸出端通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電樁模塊組130的負極輸出端。每一個所述充電樁模塊組130的正極輸出端通過所述第一開關(guān)組151中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電樁模塊組130的負極輸出端。在本實施方式中，所述N個充電樁模塊組130中的任意一個充電樁模塊組130的正極輸出端通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電樁模塊組130的負極輸出端。其中，所有與所述充電樁模塊組130的正極輸出端連接的開關(guān)器件的連接點位于所述充電樁模塊組130的正極輸出端與所述第二開關(guān)組153中對應(yīng)的開關(guān)器件之間。

所述第二開關(guān)組153中的多個開關(guān)器件的連接關(guān)系為：每一個所述充電樁模塊組130的正極輸出端通過所述第二開關(guān)組153中的一個開關(guān)器件連接至與所述充電樁模塊組130對應(yīng)的充電終端170的正極輸入端。其中，所述充電樁模塊組130對應(yīng)的充電終端170是指，負極輸入端與所述充電樁模塊組130的負極輸出端直接連接的充電終端170，如圖5中的充電樁模塊組1與充電終端1對應(yīng)。

所述第三開關(guān)組155中的多個開關(guān)器件的連接關(guān)系為：每一個所述充電終端170的正極輸入端通過所述第三開關(guān)組155中的多個開關(guān)器件分別連接至其余的多個充電終端170的正極輸入端。在本實施方式中，所述N個充電終端170中的任意一個充電終端170的正極輸入端通過N-1個開關(guān)器件分別連接至其余的N-1個充電終端170的正極輸入端。其中，所述第三開關(guān)組155中的開關(guān)器件的連接點位于所述充電終端170的正極輸入端與所述第二開關(guān)組153中對應(yīng)的開關(guān)器件之間。

在本實施方式中，若任意一個所述充電終170端需要多個所述充電樁模塊組130串聯(lián)輸出，則將第一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的正極作為串聯(lián)輸出的正極輸出端，并將最后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的負極作為串聯(lián)輸出的負極輸出端，并通過所述控制器157控制連接于前一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的負極輸出端與后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的正極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，并控制連接于第一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130的正極輸出端與對應(yīng)的充電終端170的正極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，以及控制連接于串聯(lián)輸出的正極輸出端(即第一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組130對應(yīng)的充電終端的正極輸入端)與所述需要串聯(lián)輸出的充電終端170的正極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，并控制與所述參與串聯(lián)的多個充電樁模塊組連接的其余開關(guān)器件均斷開。可以理解，所述需要串聯(lián)輸出的充電終端對應(yīng)的充電樁模塊組為最后一個參與串聯(lián)的充電樁模塊組。

若任意一個所述充電終端170需要多個所述充電樁模塊組130并聯(lián)輸出，則通過所述控制器157控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組130的正極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，并控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組130的負極輸出端之間的開關(guān)器件閉合，以及控制連接于參與并聯(lián)的多個所述充電樁模塊組130的正極輸出端與對應(yīng)的充電終端170的正極輸入端之間的開關(guān)器件閉合，并控制與所述參與并聯(lián)的多個充電樁模塊組連接的其余開關(guān)器件均斷開。

可以理解，在本實施方式中，所述通過所述控制器157控制所述第一開關(guān)組151、所述第二開關(guān)組153和所述第三開關(guān)組155中的多個開關(guān)器件的閉合或斷開，同樣可以實現(xiàn)將所述N個充電樁模塊組130以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合的方式配置給至少一個所述充電終端170，具體可以參考圖4所示實施方式中的相關(guān)描述，此處不再贅述。

可以理解，具有圖2所示輸出特性的4個750V/15kW充電樁模塊可構(gòu)成一個750V/60kW充電樁模塊組，該750V/60kW充電樁模塊組的輸出特性如圖6所示。該750V/60kW充電樁模塊組在給充電電壓為600～750V的電動車進行充電時可輸出額定功率60kW，但在給充電電壓為300V的電動車充電時，輸出功率就會線性衰減至30kW，導(dǎo)致充電樁功率單元的利用率過低，產(chǎn)生資源浪費。

為解決上述問題，在一種實施方式中，將具有圖2所示輸出特性的750V/15kW充電樁模塊分解為三個同比輸出特性的250V/5kW充電樁模塊，所述250V/5kW充電樁模塊的輸出特性如圖7所示。其中，同比輸出特性指：250V/5kW充電樁模塊的最高和最低輸出電壓均為750V/15kW充電樁模塊的1/3，輸出最高額定電壓時的最大輸出功率為750V/15kW充電樁模塊的1/3，恒功率工作的最高最低電壓為750V/15kW充電樁模塊的1/3，在輸出電壓下降到最低恒功率輸出電壓之后，功率降額與輸出電壓的比例關(guān)系與750V/15kW充電樁模塊相同。

請參閱圖8，在本發(fā)明一個實施例中，提供一種充電樁系統(tǒng)800，包括系統(tǒng)輸入母線810、6個充電樁模塊組831～836、功率分配單元850以及與所述6個充電樁模塊組831～836對應(yīng)的6個充電終端871～876。每一個充電樁模塊組包括2個并聯(lián)的具有圖7所示輸出特性的250V/5kW充電樁模塊。所述充電樁系統(tǒng)800的各組成部分之間的連接關(guān)系以及所述功率分配單元850的結(jié)構(gòu)可以參考圖4或圖5所示實施例中的描述。

可以理解，所述功率分配單元850可以將6個充電樁模塊組831～836以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合的方式靈活配置輸出至所述6個充電終端871～876。例如，當(dāng)所有充電樁模塊組831～836全部配置到充電終端1時，所述功率分配單元850可以采用以下方式配置6個充電樁模塊組831～836：

方式1：將6個充電樁模塊組831～836全部并聯(lián)輸出至充電終端871；

方式2：將充電樁模塊組831、832、833并聯(lián)，將充電樁模塊組834、835、836并聯(lián)，再將這兩個并聯(lián)子系統(tǒng)串聯(lián)輸出至充電終端871；

方式3：將充電樁模塊組831、832并聯(lián)，將充電樁模塊組833、834并聯(lián)，將充電樁模塊組835、836并聯(lián)，再將這三個并聯(lián)子系統(tǒng)串聯(lián)輸出至充電終端871；

方式4：將6個充電樁模塊組831～836全部串聯(lián)輸出至充電終端1。

請參閱圖9，采用上述四種配置方式1～4，可以讓充電終端871獲得如圖9所示的輸出特性。

對比圖9與圖6，可以看到圖9在輸出電壓為100～500V時的輸出功率遠遠大于圖6。同時，圖9還可以將輸出電壓提升至1500V，并且在1200V～1500V能夠按額定功率60kW輸出。

圖8所示的充電樁系統(tǒng)800輸出配置方式除了上述四種配置方式1～4，還可以是由所述功率分配單元850分配得到的任意一種可能的方式。例如，當(dāng)充電終端871只需要充電樁模塊組831與充電樁模塊組832投入使用時，充電樁模塊組833～充電樁模塊組836能夠以單獨輸出或者串并聯(lián)組合輸出的形式配置到充電終端873～充電終端876。

本發(fā)明實施例提供的充電樁系統(tǒng)通過設(shè)置所述功率分配單元，從而可以將充電樁系統(tǒng)中任意數(shù)量的充電樁模塊組以并聯(lián)、串聯(lián)或串并聯(lián)組合的方式配置給充電終端，從而得到多種輸出特性，可以有效增大充電樁模塊組輸出到各充電終端的輸出電壓、電流范圍，能夠滿足不同容量、不同充電倍率、不同充電電壓的各類電動車的充電需求。同時，當(dāng)充電樁系統(tǒng)中的一個充電終端只需要部分充電樁模塊組投入使用時，其余的充電樁模塊組還可以為其他充電終端提供輸出，提高了系統(tǒng)的應(yīng)用靈活性。