本技術(shù)涉及充電，尤其涉及一種儲充一體裝置、充電控制方法、充電樁及充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源車輛保有量的增長，對于充電設(shè)施的要求越來越高。儲充一體裝置集成儲能功能和充電功能，能夠調(diào)節(jié)用電負(fù)荷，增加長期受益。目前，儲充一體裝置已經(jīng)在新能源車輛的充電站得到了廣泛的應(yīng)用。

2、然而，隨著快充/超充的電動汽車普及，由于目前的快充/超充充電樁應(yīng)用較少，而且相關(guān)技術(shù)中的快充/超充充電樁均需要額外配置變壓器或進(jìn)行變壓器擴(kuò)容，如此不僅會增加更多成本，還不利于進(jìn)行電動車輛的快速充電。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)主要提供一種儲充一體裝置、充電控制方法、充電樁及充電系統(tǒng)，在無需額外配置變壓器的情況下，基于交流電網(wǎng)提供的小功率能夠?qū)崿F(xiàn)儲充一體裝置的大功率輸出，從而可以降低儲充一體裝置的成本，提高儲充一體裝置的充電速度。

2、本技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、第一方面，本技術(shù)實施例提供一種儲充一體裝置，儲充一體裝置包括儲能模塊和充電模塊，其中：

4、充電模塊的第一輸入端與交直流轉(zhuǎn)換模塊的第一輸出端連接，儲能模塊的第一端與交直流轉(zhuǎn)換模塊的第二輸出端連接，儲能模塊的第二端與充電模塊的第二輸入端連接，交直流轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與交流電網(wǎng)連接；交直流轉(zhuǎn)換模塊的工作狀態(tài)包括正極性工作狀態(tài)和反極性工作狀態(tài)，交直流轉(zhuǎn)換模塊被配置為基于工作狀態(tài)提供第一充電功率；

5、充電模塊，被配置為基于第一充電功率和儲能模塊提供的第二充電功率串聯(lián)進(jìn)行充電輸出，并將充電模塊輸出的第三充電功率提供給待充設(shè)備進(jìn)行充電；其中，第三充電功率大于第一充電功率。

6、通過上述技術(shù)手段，由交直流轉(zhuǎn)換模塊提供的第一充電功率和儲能模塊提供的第二充電功率共同向充電模塊串聯(lián)進(jìn)行充電輸出，使充電模塊向待充設(shè)備提供第三充電功率進(jìn)行充電。如此，由于儲能模塊可以輸出較高的第二充電功率，因此儲充一體裝置基于交流電網(wǎng)提供的較低功率，就能夠使充電模塊輸出滿足超充/快充需求的第三充電功率，因此電路中無需額外配置變壓器，降低了儲充一體裝置的成本，并減小了儲充一體裝置的體積。而且，不受變壓器接入點的限制，可以在交流電網(wǎng)的任意位置接入儲充一體裝置，提高了儲充一體裝置的靈活性，有利于進(jìn)行電動車輛的快速充電。另外，交直流轉(zhuǎn)換模塊具有不同的工作狀態(tài)，能夠基于工作狀態(tài)提供不同方向的第一充電功率，從而拓展了充電模塊輸出的第三充電功率的范圍，提升了充電的靈活性。

7、在一些實施例中，儲能模塊的正極端與交直流轉(zhuǎn)換模塊的負(fù)極端連接，儲能模塊的負(fù)極端與充電模塊的負(fù)極端連接，充電模塊的正極端與交直流轉(zhuǎn)換模塊的正極端連接；或者，儲能模塊的負(fù)極端與交直流轉(zhuǎn)換模塊的正極端連接，儲能模塊的正極端與充電模塊的正極端連接，充電模塊的負(fù)極端與交直流轉(zhuǎn)換模塊的負(fù)極端連接。

8、通過上述技術(shù)手段，儲能模塊可以設(shè)置于交直流轉(zhuǎn)換模塊的正極側(cè)，也可以設(shè)置于交直流轉(zhuǎn)換模塊的負(fù)極側(cè)。如此，能夠提高儲充一體裝置中模塊設(shè)置的靈活性。

9、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括交直流轉(zhuǎn)換模塊；其中：交直流轉(zhuǎn)換模塊，被配置為向充電模塊和儲能模塊提供第一充電功率。

10、通過上述技術(shù)手段，交直流轉(zhuǎn)換模塊也可以設(shè)置于儲充一體裝置內(nèi)部，便于儲充一體裝置直接連接交流電網(wǎng)進(jìn)行充電，提高了充電的便捷性。

11、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括第一開關(guān)模塊；第一開關(guān)模塊包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，第一開關(guān)串聯(lián)在交直流轉(zhuǎn)換模塊的第一輸出端與充電模塊的第一輸入端之間，第二開關(guān)串聯(lián)在儲能模塊的第二端與充電模塊的第二輸入端之間。

12、通過上述技術(shù)手段，通過控制第一開關(guān)、第二開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，控制儲能模塊和交直流轉(zhuǎn)換模塊是否向充電模塊進(jìn)行充電。如此，能夠根據(jù)情況控制充電回路的通斷，進(jìn)而降低儲充一體裝置的功耗。

13、在一些實施例中，第一開關(guān)模塊還包括第三開關(guān)、第四開關(guān)和第五開關(guān)；第三開關(guān)的一端分別與交直流轉(zhuǎn)換模塊的第二輸出端、第五開關(guān)的一端連接，第三開關(guān)的另一端與儲能模塊的第一端連接，第四開關(guān)的一端與儲能模塊的第二端連接，第四開關(guān)的另一端分別與第五開關(guān)的另一端和第二開關(guān)的一端連接，第二開關(guān)的另一端與充電模塊的第二輸入端連接。

14、通過上述技術(shù)手段，通過控制第一開關(guān)模塊中多個開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，以實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換模塊單獨為待充設(shè)備充電，或者由交直流轉(zhuǎn)換模塊與儲能模塊串聯(lián)，共同為待充設(shè)備充電，或者，還能夠控制待充設(shè)備向交流電網(wǎng)反饋電能，以實現(xiàn)汽車對電網(wǎng)（vehicle-to-grid，v2g）功能。如此，能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場景對待充設(shè)備的充電模式或放電模式進(jìn)行切換，提高了能源的利用效率以及儲充一體裝置的智能化程度。

15、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括第二開關(guān)模塊，第二開關(guān)模塊包括第六開關(guān)；第六開關(guān)的一端與交直流轉(zhuǎn)換模塊的第一輸出端連接，第六開關(guān)的另一端分別與儲能模塊的第一端和第三開關(guān)的一端連接。

16、通過上述技術(shù)手段，基于第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊中各開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)閉，控制儲充一體裝置實現(xiàn)不同的充電或放電功能。如此，能夠根據(jù)需求控制儲能模塊的充電狀態(tài)和放電狀態(tài)，從而提高了儲充一體裝置的能源利用和管理效率。

17、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括第二開關(guān)模塊；第二開關(guān)模塊包括第七開關(guān)和第八開關(guān)，第七開關(guān)串聯(lián)在交直流轉(zhuǎn)換模塊的第一輸出端與儲能模塊的第一端之間，第八開關(guān)串聯(lián)在交直流轉(zhuǎn)換模塊的第二輸出端與儲能模塊的第二端之間。

18、通過上述技術(shù)手段，通過控制第七開關(guān)和第八開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，控制儲能模塊的充電或放電。如此，能夠根據(jù)需求控制儲能模塊的充電和放電狀態(tài)，從而提高了儲充一體裝置的能源利用和管理效率。

19、在一些實施例中，儲能模塊包括至少一個儲能單元，其中：至少一個儲能單元串聯(lián)和/或并聯(lián)在儲能模塊的第一端和儲能模塊的第二端之間，以提供第二充電功率。

20、通過上述技術(shù)手段，儲能模塊包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的儲能單元，如此，由于儲能單元的模塊化，可以自由增減儲能單元，便于實現(xiàn)儲能單元的快速接入和拔除，提高了儲充一體裝置的充電靈活性。

21、在一些實施例中，每個儲能單元包括儲能電池，每個儲能單元被配置為基于儲能電池的電能提供第四充電功率；其中，第四充電功率小于或等于第二充電功率。

22、通過上述技術(shù)手段，每一儲能單元中包括至少一個儲能電池，如此，可實現(xiàn)對儲充一體裝置輸出功率的控制，以滿足不同的充電需求。

23、在一些實施例中，至少一個儲能單元中的至少部分儲能單元包括第三開關(guān)模塊，第三開關(guān)模塊串聯(lián)在相應(yīng)的儲能單元的第一端與交直流轉(zhuǎn)換模塊的第二輸出端之間。

24、通過上述技術(shù)手段，基于對第三開關(guān)模塊的開關(guān)狀態(tài)的控制，控制與交直流轉(zhuǎn)換模塊串聯(lián)的儲能單元的數(shù)量。如此，能夠根據(jù)待充設(shè)備的充電功率需求靈活選擇接入的儲能單元的數(shù)量，提高了充電的靈活性。

25、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括控制模塊；其中：控制模塊與第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊和第三開關(guān)模塊連接，被配置為向第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊和第三開關(guān)模塊發(fā)送驅(qū)動信號；其中，驅(qū)動信號用于控制第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊和第三開關(guān)模塊的導(dǎo)通與關(guān)斷狀態(tài)。

26、通過上述技術(shù)手段，控制模塊控制各開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)閉，以使儲充一體裝置實現(xiàn)不同的功能。如此，提高了儲充一體裝置控制的便捷性和安全性。

27、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括通信模塊；通信模塊與控制模塊連接；其中：控制模塊，被配置為獲取儲充一體裝置的狀態(tài)參數(shù)，并將儲充一體裝置的狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給通信模塊；通信模塊，被配置為接收儲充一體裝置的狀態(tài)參數(shù)，并轉(zhuǎn)發(fā)至云平臺。

28、通過上述技術(shù)手段，通信模塊將控制模塊采集的狀態(tài)參數(shù)反饋至云平臺。如此，能夠及時保存儲充一體裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)，而且還能夠掌握儲充一體裝置的運(yùn)行情況，提高了儲充一體裝置的運(yùn)行可靠性。

29、在一些實施例中，交直流轉(zhuǎn)換模塊為雙向acdc模塊。

30、通過上述技術(shù)手段，交直流轉(zhuǎn)換模塊為雙向acdc模塊。如此，實現(xiàn)儲充一體裝置和交流電網(wǎng)之間的雙向電能交流，儲充一體裝置不僅能為待充設(shè)備充電，還能夠向電網(wǎng)反饋電能，有助于對電網(wǎng)削峰填谷，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和能源利用率。

31、在一些實施例中，儲能模塊的額定能量與額定功率之間的比例小于或等于第一預(yù)設(shè)值；儲充一體裝置的輸入功率與輸出功率之間的比例小于或等于第二預(yù)設(shè)值；其中，第一預(yù)設(shè)值大于第二預(yù)設(shè)值。

32、通過上述技術(shù)手段，通過對儲能模塊的額定能量與額定功率之間的比例，以及儲充一體裝置的輸入功率與輸出功率之間的比例進(jìn)行限制，可以實現(xiàn)在小功率輸入、大功率輸出的情況下，具有較高的性價比以及較好的性能。

33、在一些實施例中，第一充電功率小于或等于150千瓦，第三充電功率大于或等于360千瓦。

34、通過上述技術(shù)手段，對第一充電功率、第三充電功率進(jìn)行限制，使儲充一體裝置在無需額外設(shè)置變壓器的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)小功率輸入、大功率輸出的功能，從而實現(xiàn)儲充一體裝置對待充設(shè)備的超充充電。

35、第二方面，本技術(shù)實施例提供一種充電控制方法，應(yīng)用于儲充一體裝置，儲充一體裝置包括儲能模塊和充電模塊，該方法包括：

36、通過交直流轉(zhuǎn)換模塊對交流電網(wǎng)提供的功率進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，基于交直流轉(zhuǎn)換模塊的工作狀態(tài)輸出第一充電功率，以及通過儲能模塊輸出第二充電功率，其中，交直流轉(zhuǎn)換模塊的工作狀態(tài)包括正極性工作狀態(tài)和反極性工作狀態(tài)；

37、將第一充電功率和第二充電功率串聯(lián)后提供給充電模塊進(jìn)行充電輸出，并將充電模塊輸出的第三充電功率提供給待充設(shè)備進(jìn)行充電；其中，第三充電功率大于第一充電功率。

38、通過上述技術(shù)手段，由交直流轉(zhuǎn)換模塊提供的第一充電功率和儲能模塊提供的第二充電功率共同向充電模塊進(jìn)行充電輸出，使充電模塊向待充設(shè)備提供第三充電功率進(jìn)行充電。如此，由于儲能模塊可以輸出較高的第二充電功率，因此儲充一體裝置基于交流電網(wǎng)提供的較低功率，就能夠使充電模塊輸出滿足超充/快充需求的第三充電功率，因此電路中無需額外配置變壓器，降低了儲充一體裝置的成本，并減小了儲充一體裝置的體積。而且，不受變壓器接入點的限制，可以在交流電網(wǎng)的任意位置接入儲充一體裝置，提高了儲充一體裝置的靈活性，有利于進(jìn)行電動車輛的快速充電。

39、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括第一開關(guān)模塊，第一開關(guān)模塊包括第一開關(guān)和第二開關(guān)；該方法還包括：在第一開關(guān)和第二開關(guān)均處于導(dǎo)通狀態(tài)時，使得充電模塊能夠基于交直流轉(zhuǎn)換模塊提供的第一充電功率和儲能模塊提供的第二充電功率為待充設(shè)備充電。

40、通過上述技術(shù)手段，通過控制第一開關(guān)、第二開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，控制儲能模塊和交直流轉(zhuǎn)換模塊是否向充電模塊進(jìn)行充電。如此，能夠根據(jù)情況控制充電回路的通斷，進(jìn)而降低儲充一體裝置的功耗。

41、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括第一開關(guān)模塊，第一開關(guān)模塊包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)和第五開關(guān)；該方法還包括：在第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)均處于導(dǎo)通狀態(tài)且第五開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時，使得充電模塊能夠基于交直流轉(zhuǎn)換模塊提供的第一充電功率和儲能模塊提供的第二充電功率為待充設(shè)備充電；或者，還被配置為在第一開關(guān)、第二開關(guān)和第五開關(guān)均處于導(dǎo)通狀態(tài)且第三開關(guān)和第四開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時，使得充電模塊能夠基于交直流轉(zhuǎn)換模塊提供的第一充電功率為待充設(shè)備充電，或者基于待充設(shè)備的輸出功率向交流電網(wǎng)反饋電能。

42、通過上述技術(shù)手段，通過控制第一開關(guān)模塊中多個開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，以實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換模塊單獨為待充設(shè)備充電，或者由交直流轉(zhuǎn)換模塊與儲能模塊串聯(lián)，共同為待充設(shè)備充電，或者，還能夠控制待充設(shè)備向交流電網(wǎng)反饋電能，以實現(xiàn)汽車對電網(wǎng)（vehicle-to-grid，v2g）功能。如此，能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場景對待充設(shè)備的充電模式或放電模式進(jìn)行切換，提高了能源的利用效率以及儲充一體裝置的智能化程度。

43、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括第二開關(guān)模塊，第二開關(guān)模塊包括第六開關(guān)；該方法還包括：在第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)均處于導(dǎo)通狀態(tài)時，基于交直流轉(zhuǎn)換模塊提供的第一充電功率為儲能模塊充電，或者基于儲能模塊的輸出功率向交流電網(wǎng)反饋電能。

44、通過上述技術(shù)手段，基于第二開關(guān)模塊中各開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)閉，控制儲充一體裝置實現(xiàn)不同的充電或放電功能。如此，能夠根據(jù)需求控制儲能模塊的充電和放電狀態(tài)，從而提高了儲充一體裝置的能源利用和管理效率。

45、在一些實施例中，儲充一體裝置還包括第二開關(guān)模塊，第二開關(guān)模塊包括第七開關(guān)和第八開關(guān)；該方法還包括：在第七開關(guān)和第八開關(guān)均處于導(dǎo)通狀態(tài)時，基于交直流轉(zhuǎn)換模塊提供的第一充電功率為儲能模塊充電；或者基于儲能模塊的輸出功率向交流電網(wǎng)反饋電能。

46、通過上述技術(shù)手段，通過控制第七開關(guān)和第八開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，控制儲能模塊的充電或放電。如此，能夠根據(jù)需求控制儲能模塊的充電和放電狀態(tài)，從而提高了儲充一體裝置的能源利用和管理效率。

47、在一些實施例中，儲能模塊包括至少一個儲能單元，至少一個儲能單元中的至少部分儲能單元包括第三開關(guān)模塊；該方法還包括：在第三開關(guān)模塊處于導(dǎo)通狀態(tài)時，第三開關(guān)模塊將第三開關(guān)所在的充電回路中的至少一個儲能單元串聯(lián)，以提供第二充電功率。

48、通過上述技術(shù)手段，基于對第三開關(guān)模塊的開關(guān)狀態(tài)的控制，控制與交直流轉(zhuǎn)換模塊串聯(lián)的儲能單元的數(shù)量。如此，能夠根據(jù)待充設(shè)備的充電功率需求靈活選擇接入的儲能單元的數(shù)量，提高了充電的靈活性。

49、第三方面，本技術(shù)實施例提供一種充電樁，充電樁包括如第一方面中任一項所述的儲充一體裝置。

50、通過上述技術(shù)手段，充電樁中的儲充一體裝置基于交流電網(wǎng)提供的較低功率，就能夠輸出滿足超充/快充需求的較高的第三充電功率，因此電路中無需額外配置變壓器，降低了儲充一體裝置的成本，并減小了儲充一體裝置的體積。而且，不受變壓器接入點的限制，可以在交流電網(wǎng)的任意位置接入儲充一體裝置，提高了充電樁的靈活性，有利于進(jìn)行待充設(shè)備的快速充電。

51、第四方面，本技術(shù)實施例提供一種充電系統(tǒng)，充電系統(tǒng)包括待充設(shè)備和如第三方面所述的充電樁。

52、通過上述技術(shù)手段，在無需額外配置變壓器的情況下，充電系統(tǒng)中的充電樁能夠基于交流電網(wǎng)的小功率輸入，實現(xiàn)對待充設(shè)備的大功率輸出，不僅減小了充電系統(tǒng)的成本和體積，而且提升了充電速度。

53、在一些實施例中，充電模塊包括充電槍，充電槍的輸出端與待充設(shè)備連接；其中：儲充一體裝置，用于根據(jù)交直流轉(zhuǎn)換模塊提供的第一充電功率和儲能模塊提供的第二充電功率通過充電槍為待充設(shè)備進(jìn)行充電；其中，第三充電功率大于第一充電功率。

54、通過上述技術(shù)手段，通過充電槍向待充設(shè)備進(jìn)行充電，提高了充電過程的穩(wěn)定性。

55、在一些實施例中，充電系統(tǒng)還包括云平臺，云平臺與儲充一體裝置連接；其中：云平臺，被配置為接收儲充一體裝置的狀態(tài)參數(shù)。

56、通過上述技術(shù)手段，通過云平臺接收儲充一體裝置的狀態(tài)參數(shù)，便于對儲充一體裝置的狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，在異常發(fā)生時能夠及時處理異常。

57、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，而非限制本技術(shù)的技術(shù)方案。