CN118003948A - 充电堆的充电方法、装置、可读存储介质和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种充电堆的充电方法、装置、可读存储介质和电子设备，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，DCDC功率模块包括多个功率子模块，该方法包括：获取电动汽车的充电电压和充电电流；根据电动汽车的充电电压确定对应的功率子模块的串联个数，并根据电动汽车的充电电流确定对应的功率子模块的并联个数；根据功率子模块的串联个数和功率子模块的并联个数，确定各开关器件的断开与闭合，以确定DCDC功率模块中各功率子模块的连接方式，以对电动汽车进行充电。该方法在DCDC功率模块的输入端和输出端分别接入柔性开关阵列，实现模块间串并联方式的动态可重构，有效提高了系统的灵活性。

Description

充电堆的充电方法、装置、可读存储介质和电子设备

技术领域

本申请涉及充电堆的控制领域，具体而言，涉及一种充电堆的充电方法、充电堆的充电装置、计算机可读存储介质和电子设备。

背景技术

传统充电桩功率固定，难以兼容多种车型充电。如果充电桩设计功率过大，功率模块容量利用率低造成浪费；过小则会降低充电速度。而充电堆相当于把很多充电桩的功率模块集成在一起，同时对多充电枪供电，根据实际车的需求灵活分配功率模块数量，可以满足各种车型充电的不同功率需求并提高功率模块利用率。同时，随着电动汽车充电功率的提升，充电堆还具有功率向上兼容的特点，通过接入功率模块的方式实现电动汽车充电站的灵活扩容。

目前，主流电动汽车动力电池电压等级主要有330V、400V、500V、800V，考虑到电池满充满放的电压差，电动汽车充电单枪需要提供150～1000V宽电压输出，才能实现兼容全电压等级电动汽车充电。同时，电动汽车充电分为高电压小电流快充方案和低电压大电流快充方案，这也要求充电桩单枪具备宽电流输出能力从而兼容各类型电动汽车充电，目前液冷充电桩单枪峰值输出电流已达到600A。

电动汽车充电功率部分通常由若干DC-DC功率模块并联组成，形成一个充电堆，模块功率等级一般为20kW、30kW、40kW。现有技术方案通过检测电动汽车充电需求来计算投入的DC-DC模块数，以模块并联投切接入的方式满足电动汽车充电电流需求，进而满足充电功率需求。由于模块间只并联不串联，针对不同电压等级车型，充电堆在充电电压的调整上依赖于DC-DC模块自身的宽电压调节能力，这要求变换器能够宽范围工作，导致变换器参数设计复杂、轻载时效率较低。

因此，现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的缺点。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种充电堆的充电方法、充电堆的充电装置、计算机可读存储介质和电子设备，以至少解决现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种充电堆的充电方法，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，所述开关阵列包括多个开关器件，所述DCDC功率模块包括多个功率子模块，各所述开关器件用于控制各所述功率子模块的连接方式，所述方法包括：获取电动汽车的充电电压和充电电流；根据所述电动汽车的充电电压确定对应的所述功率子模块的串联个数，并根据所述电动汽车的充电电流确定对应的所述功率子模块的并联个数；根据所述功率子模块的串联个数和所述功率子模块的并联个数，确定各所述开关器件的断开与闭合，以确定所述DCDC功率模块中各所述功率子模块的连接方式，以对所述电动汽车进行充电。

可选地，所述开关阵列包括输入端开关阵列和输出端开关阵列，所述输入端开关阵列和所述输出端开关阵列分别包括多个并联开关器件和多个串联开关器件，根据所述电动汽车的充电电压确定对应的所述功率子模块的串联个数，并根据所述电动汽车的充电电流确定对应的所述功率子模块的并联个数，包括：获取第一映射关系和第二映射关系，所述第一映射关系为所述电动汽车的充电电压与所述DCDC功率模块的输出端串联的所述功率子模块的个数之间的映射关系，所述第二映射关系为所述电动汽车的充电电流与所述DCDC功率模块的输出端并联的所述功率子模块的个数之间的映射关系，所述第一映射关系为正相关关系，所述第一映射关系为正相关关系；根据所述电动汽车的充电电压与所述第一映射关系，确定所述DCDC功率模块的输出端串联的所述功率子模块的个数，并根据所述电动汽车的充电电流与所述第二映射关系，确定所述DCDC功率模块的输出端并联的所述功率子模块的个数。

可选地，根据所述电动汽车的充电电压确定所述功率子模块的串联个数，包括：根据所述电动汽车的充电电压与所述DCDC功率模块的输出端并联的所述功率子模块的个数，确定一个所述功率子模块的输出端的电压；根据所述充电堆的直流母线提供的直流电压值和一个所述功率子模块的输出端的电压，确定所述DCDC功率模块的输入端串联的所述功率子模块的个数，以使得所述功率子模块的输入端电压和所述功率子模块的输出端电压的差值在预设差值范围内。

可选地，所述功率子模块为双有源全桥电路，在确定所述DCDC功率模块中各所述功率子模块的连接方式之后，所述方法还包括：基于模块稳压环确定稳压移相比，所述模块稳压环用于控制所述DCDC功率模块的输出电压在预设电压范围内；基于模块均流环确定均流移相比，所述模块均流环用于控制并联的各所述功率子模块的电流相同；基于模块均压环确定均压移相比，所述模块均压环用于控制串联的各所述功率子模块的电压相同；将所述稳压移相比、所述均流移相比和所述均压移相比的和确定为所述功率子模块的总移相比；采用限幅后的总移相比对所述功率子模块中的晶体管进行单移相调制，控制所述功率子模块运行。

可选地，基于模块稳压环确定稳压移相比，包括：将系统实际输出电压和系统输出电压参考值的差值确定为第一差值，所述系统实际输出电压为所述充电堆实际输出的电压；采用PI调节器对所述第一差值进行调节，得到第一调节值，并对所述第一调节值进行限幅处理，得到所述稳压移相比。

可选地，基于模块均流环确定均流移相比，包括：获取所述DCDC功率模块的输入端的并联支路数量x和系统实际输入电流，所述系统实际输入电流为实际输入至所述DCDC功率模块的输入端的电流；将经1/x增益后的所述系统实际输入电流确定为模块输入电流参考值；将所述模块输入电流参考值与模块实际输入电流的差值确定为第二差值；采用PI调节器对所述第二差值进行调节，得到第二调节值，并对所述第二调节值进行限幅处理，得到所述均流移相比。

可选地，基于模块均压环确定均压移相比，包括：获取所述DCDC功率模块的输入端的一个并联支路上串联的所述功率子模块的数量y和系统实际输入电压，所述系统实际输入电压为实际输入至所述DCDC功率模块的输入端的电压；将经1/y增益后的所述系统实际输入电压确定为模块输入电压参考值；将所述模块输入电压参考值与模块实际输入电压的差值确定为第三差值；采用PI调节器对所述第三差值进行调节，得到第三调节值，并对所述第三调节值进行限幅处理，得到所述均压移相比。

根据本申请的另一方面，提供了一种充电堆的充电装置，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，所述开关阵列包括多个开关器件，所述DCDC功率模块包括多个功率子模块，各所述开关器件用于控制各所述功率子模块的连接方式，所述装置包括：获取单元，用于获取电动汽车的充电电压和充电电流；第一确定单元，用于根据所述电动汽车的充电电压确定所述功率子模块的串联个数，并根据所述电动汽车的充电电流确定所述功率子模块的并联个数；第二确定单元，用于根据所述功率子模块的串联个数和所述功率子模块的并联个数，确定各所述开关器件的断开与闭合，以确定所述DCDC功率模块中各所述功率子模块的连接方式，以对所述电动汽车进行充电。

根据本申请的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的充电堆的充电方法。

根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的充电堆的充电方法。

应用本申请的技术方案，上述充电堆的充电方法，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，DCDC功率模块包括多个功率子模块，该方法包括：获取电动汽车的充电电压和充电电流；根据电动汽车的充电电压确定对应的功率子模块的串联个数，并根据电动汽车的充电电流确定对应的功率子模块的并联个数；根据功率子模块的串联个数和功率子模块的并联个数，确定各开关器件的断开与闭合，以确定DCDC功率模块中各功率子模块的连接方式，以对电动汽车进行充电。该方法在DCDC功率模块的输入端和输出端分别接入柔性开关阵列，实现模块间串并联方式的动态可重构。针对不同电动汽车的充电电压和电流需求，计算投入模块数及模块间输入端/输出端的连接方式，然后控制开关阵列实现电路重构，有效提高了系统的灵活性。模块并联数改变电流，模块串联输出改变电压，引入串联方式重构可以避免模块大范围调压并简化功率模块的设计。同时，模块间输入端连接方式和输出端连接方式匹配，目的是将模块的电压增益控制在最优区间内，从而让模块在峰值效率点附近工作，解决了现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例中提供的一种执行充电堆的充电方法的移动终端的硬件结构框图；

图2示出了根据本申请的实施例提供的一种充电堆的充电方法的流程示意图；

图3示出了根据本申请的实施例提供的一种使用充电堆的电动汽车充电站网架图；

图4示出了根据本申请的实施例提供的一种充电堆直流变换部分电路拓扑结构图；

图5示出了根据本申请的实施例提供的一种功率模块控制策略的示意图；

图6示出了根据本申请的实施例提供的一种仿真得到的各功率子模块的输出电压波形图；

图7示出了根据本申请的实施例提供的一种仿真得到的各功率子模块的输出电流波形图；

图8示出了根据本申请的实施例提供的一种充电枪1输出的充电电压和电流波形图；

图9示出了根据本申请的实施例提供的一种充电枪2输出的充电电压和电流波形图；

图10示出了根据本申请的实施例提供的一种充电堆的充电装置的结构框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

01、交流电网；02、工频变压器；03、AC-DC；04、直流母线；05、充电堆；051、DCDC功率模块；052、充电枪；053、输入端开关阵列；054、输出端开关阵列；06、电动汽车；102、处理器；104、存储器；106、传输设备；108、输入输出设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，以下对本申请实施例涉及的部分名词或术语进行说明：

直流-直流转换器：用于将固定的直流电压变换成可变的直流电压，简称DCDC转换器；

交流-直流转换器：用于将交流电(AC)转换为直流电(DC)，简称ACDC转换器。

正如背景技术中所介绍的，现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的缺点，为解决现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的问题，本申请的实施例提供了一种充电堆的充电方法、充电堆的充电装置、计算机可读存储介质和电子设备。

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。

本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种充电堆的充电方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中充电堆的充电方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种运行于移动终端、计算机终端或者类似的运算装置的充电堆的充电方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本申请实施例的充电堆的充电方法的流程图。充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，上述开关阵列包括多个开关器件，上述DCDC功率模块包括多个功率子模块，各上述开关器件用于控制各上述功率子模块的连接方式，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201，获取电动汽车的充电电压和充电电流；

具体地，在共直流母线的电动汽车充电站中使用可重构直流变换器向多充电枪供电。在检测到电动汽车接入充电枪，通过通讯得知电动汽车充电信息(充电电压、充电电流)后，确定接入的模块功率数量，并以让模块工作在效率最优工作点附近为优化目标，开关阵列调整模块间串并联关系以满足车辆充电的电压电流需求，最后接入充电枪实现充电堆模块的合理分配。

其中，图3为使用充电堆的电动汽车充电站网架图，如图3所示，首先交流电网01通过工频变压器02调整交流电压，AC-DC03将交流电整流为直流母线设定的直流电压值，在充电堆05内部，直流母线04和充电枪052之间则通过DCDC功率模块051连接，最终将电能调整为电动汽车06充电所需的电压和电流。该架构相比共交流母线的充电桩一体机更具成本效益、更小、更灵活，具有更好的动态性能，同时对交流电网的影响小，变换器控制策略简单，系统效率高。

步骤S202，根据上述电动汽车的充电电压确定对应的上述功率子模块的串联个数，并根据上述电动汽车的充电电流确定对应的上述功率子模块的并联个数；

具体地，功率子模块并联数改变电流，功率子模块串联输出改变电压，引入串联方式重构可以避免模块大范围调压并简化功率模块的设计。

其中，如图4所示，DC-DC模块使用双有源全桥(Dual-Active Bridge,简称DAB)电路。DCDC功率模块也可以使用其他电路拓扑，如LLC谐振电路等。对于功率模块的选取，依据各种变换器的优缺点以及适用场合，结合充电堆和充电汽车所适用场景，可以选择隔离型DC-DC变换器作为可重构柔性充电堆的基本DC-DC功率模块。其中双有源桥式变换器具有双向流动能力、软开关实现容易、模块化程度高、动态响应快等优点，被认为是最适合于中高压大容量直流变压器的核心电路。DAB输入端和DAB输出端分别接入柔性开关阵列，控制开关可改变相邻DAB模块间的串并联连接方式。输入端柔性开关阵列接入直流母线，输出端柔性开关阵列接入充电枪，每个充电枪需要配备一套开关阵列，每套开关阵列以并联的方式接入DC-DC模块，开关阵列里的开关可以按照实际工况进行简化配置。不考虑各功率模块的差异，每个功率模块的输入端对应三个开关，分为两个并联开关和一个串联开关，并联开关实现功率模块和直流母线间的并联，串联开关实现两个相邻功率模块的串联。输出端同理。在进行变换器重构时，首先上级指令下发电路拓扑需求，然后开关阵列按照指令动作，将功率模块按所需的串并联架构进行连接，即实现变换器电路重构。

如图4所示，上述开关阵列包括输入端开关阵列053和输出端开关阵列054，上述输入端开关阵列053和上述输出端开关阵列054分别包括多个并联开关器件和多个串联开关器件，根据上述电动汽车的充电电压确定对应的上述功率子模块的串联个数，并根据上述电动汽车的充电电流确定对应的上述功率子模块的并联个数，包括如下步骤：

步骤S301，获取第一映射关系和第二映射关系，上述第一映射关系为上述电动汽车的充电电压与上述DCDC功率模块的输出端串联的上述功率子模块的个数之间的映射关系，上述第二映射关系为上述电动汽车的充电电流与上述DCDC功率模块的输出端并联的上述功率子模块的个数之间的映射关系，上述第一映射关系为正相关关系，上述第一映射关系为正相关关系；

步骤S302，根据上述电动汽车的充电电压与上述第一映射关系，确定上述DCDC功率模块的输出端串联的上述功率子模块的个数，并根据上述电动汽车的充电电流与上述第二映射关系，确定上述DCDC功率模块的输出端并联的上述功率子模块的个数。

具体地，在功率模块的输入端和输出端分别接入柔性开关阵列，实现模块间串并联方式的动态可重构。针对不同电动汽车的充电电压和电流需求，计算投入的功率子模块的个数及模块间输入端/输出端的连接方式，然后控制开关阵列实现电路重构，有效提高了系统的灵活性。功率子模块的并联数改变电流，功率子模块的串联输出改变电压，引入串联方式重构可以避免模块大范围调压并简化功率模块的设计。同时，子模块间输入端连接方式和输出端连接方式匹配，目的是将模块的电压增益控制在最优区间内，从而让模块在峰值效率点附近工作。

其中，根据上述电动汽车的充电电压确定上述功率子模块的串联个数，还包括如下步骤：

步骤S401，根据上述电动汽车的充电电压与上述DCDC功率模块的输出端并联的上述功率子模块的个数，确定一个上述功率子模块的输出端的电压；

步骤S402，根据上述充电堆的直流母线提供的直流电压值和一个上述功率子模块的输出端的电压，确定上述DCDC功率模块的输入端串联的上述功率子模块的个数，以使得上述功率子模块的输入端电压和上述功率子模块的输出端电压的差值在预设差值范围内。

具体地，功率子模块间输入端连接方式和输出端连接方式匹配，目的是将功率子模块的电压增益控制在最优区间内，从而让功率子模块在峰值效率点附近工作。

其中，确定功率子模块间连接方式的逻辑为，先确定功率子模块输出端连接方式再确定功率子模块输入端连接方式。输出端连接方式取决于接入的电动汽车的充电电压和电流(基本原则是高压-串联，大电流-并联)，功率子模块输入端的连接方式应该考虑母线电压等级和投入模块数，尽可能保证单模块输入电压和输出电压匹配，目的是让单模块工作在最佳电压增益附近，从而提高效率。

步骤S203，根据上述功率子模块的串联个数和上述功率子模块的并联个数，确定各上述开关器件的断开与闭合，以确定上述DCDC功率模块中各上述功率子模块的连接方式，以对上述电动汽车进行充电。

具体地，针对不同电动汽车的充电电压和电流需求，计算投入模块数及模块间输入端/输出端的连接方式，然后控制开关阵列实现电路重构，有效提高了系统的灵活性。

另外，当有其他电动汽车加入充电时，在空闲功率模块中选择接入的模块数量，对应开关阵列再根据新加入电动汽车充电信息进行模块串并联连接方式的重构。

在一些实施例中，控制分为两个层面，即，开关阵列的控制和功率子模块的控制。对于开关阵列的控制，当检测到车辆充电信息后上级控制系统进行功率子模块投入数量和串并联连接方式的判定，进而下发开关阵列动作指令，实现相应的连接方式。功率模块采用如图5所示的控制策略，该策略由系统输出电压稳压环(模块稳压环)、模块均流环和模块均压环三部分组成。

功率模块所采取的控制策略依据是，实现以下两个控制目标：1)从系统层面来看，需要保证输出电压稳定，从而实现对电动车的稳定供电；2)对于充电桩内部，由于是经若干个模块同时为电动车充电，因此需要控制模块间传输功率均衡，对于并联模块，由于并联端口电压自然相等，因此需要控制模块各自的端口电流相等，从而实现功率均衡，同理对于串联模块，由于端口电流自然相等，需要控制模块端口电压相等。

综合上述对控制目标的分析，功率模块的控制分为输出电压控制和模块间均衡控制，分别对应上述两个控制目标。因此稳压控制和均衡控制是同时进行的，其中模块均衡控制有需要根据模块串并联关系，选择电流均衡控制或电压均衡控制，或者两者兼有。

另外，当电车属于高电压小电流充电时，模块应串联连接供电，这时模块均衡控制应采用电压均衡控制；当电车充电属于低压大电流充电时，模块应并联连接供电，这时模块均衡控制应采用电流均衡控制。

一些实施例中，如图4所示，每个功率模块的输出端对应三个开关，分为两个并联开关和一个串联开关，并联开关实现功率模块和电动汽车的并联，串联开关实现两个相邻功率模块的串联。当模块需要串联时，闭合串联开关，断开并联开关；模块需要并联时则相反。

其中，上述功率子模块为双有源全桥电路，在确定上述DCDC功率模块中各上述功率子模块的连接方式之后，上述方法还包括如下步骤：

步骤S501，基于模块稳压环确定稳压移相比，上述模块稳压环用于控制上述DCDC功率模块的输出电压在预设电压范围内；

其中，基于模块稳压环确定稳压移相比，包括如下步骤：

步骤S5011，将系统实际输出电压和系统输出电压参考值的差值确定为第一差值，上述系统实际输出电压为上述充电堆实际输出的电压；

步骤S5012，采用PI调节器对上述第一差值进行调节，得到第一调节值，并对上述第一调节值进行限幅处理，得到上述稳压移相比。

具体地，这样可以得到稳压移相比，保证输出电压稳定，从而实现对电动车的稳定供电。

步骤S502，基于模块均流环确定均流移相比，上述模块均流环用于控制并联的各上述功率子模块的电流相同；

其中，基于模块均流环确定均流移相比，包括如下步骤：

步骤S5021，获取上述DCDC功率模块的输入端的并联支路数量x和系统实际输入电流，上述系统实际输入电流为实际输入至上述DCDC功率模块的输入端的电流；

步骤S5022，将经1/x增益后的上述系统实际输入电流确定为模块输入电流参考值；

步骤S5023，将上述模块输入电流参考值与模块实际输入电流的差值确定为第二差值；

步骤S5024，采用PI调节器对上述第二差值进行调节，得到第二调节值，并对上述第二调节值进行限幅处理，得到上述均流移相比。

具体地，这样可以得到均流移相比，可以控制并联模块各自的端口电流相等，从而实现功率均衡。

步骤S503，基于模块均压环确定均压移相比，上述模块均压环用于控制串联的各上述功率子模块的电压相同；

其中，基于模块均压环确定均压移相比，包括如下步骤：

步骤S5031，获取上述DCDC功率模块的输入端的一个并联支路上串联的上述功率子模块的数量y和系统实际输入电压，上述系统实际输入电压为实际输入至上述DCDC功率模块的输入端的电压；

步骤S5032，将经1/y增益后的上述系统实际输入电压确定为模块输入电压参考值；

步骤S5033，将上述模块输入电压参考值与模块实际输入电压的差值确定为第三差值；

步骤S5034，采用PI调节器对上述第三差值进行调节，得到第三调节值，并对上述第三调节值进行限幅处理，得到上述均压移相比。

具体地，这样可以得到均压移相比，可以控制串联模块各自的端口电压相等，从而实现功率均衡。

步骤S504，将上述稳压移相比、上述均流移相比和上述均压移相比的和确定为上述功率子模块的总移相比；

步骤S505，采用限幅后的总移相比对上述功率子模块中的晶体管进行单移相调制，控制上述功率子模块运行。

具体地，这样可以保证输出电压稳定，从而实现对电动车的稳定供电。且对于充电桩内部，由于是经若干个模块同时为电动车充电，因此需要控制模块间传输功率均衡。

如图5所示，系统输出电压稳压环(模块稳压环)包括：系统实际输出电压V_{s_out}和系统输出电压参考值V_{s_out_ref}的差值经PI调节器后限幅生成移相比d_{s_v_out}。模块均流环包括：设x为输入端并联支路数量，系统实际输入电流I_{s_in}经1/x增益后得到模块输入电流参考值，其与模块实际输入电流I_{m_in}的差值经PI调节器后限幅生成移相比d_{b_i}。模块均压环包括：设y为输入端每个并联支路上的串联模块数量，系统实际输入电压V_{s_in}经1/y增益后得到模块输入电压参考值，其与模块实际输入电压V_{m_in}的差值经PI调节器后限幅生成移相比d_{b_v}。

移相比d_{s_v_out}、d_{b_i}、d_{b_v}之和经限幅后作为总移相比进行单移相调制(SPSM)进而驱动模块内开关管S₁～S₈动作。模块均压/均流环的控制目标是模块输入端的电压/电流，当各模块输入端实现均压均流后，输出端自动实现均压均流。

下面通过公式推导证明均衡控制与稳压控制解耦：

第z个模块移相比d_z由三部分组成，其中d_{s_v_out_z}为第z个模块稳压环产生的移相比，d_{b_i_z}为为第z个模块均流环产生的移相比，d_{b_v_z}为第z个模块均压环产生的移相比，如公式(1)所示。

d_z＝d_{s_v_out_z}+d_{b_i_z}+d_{b_v_z} (1)

根据输入输出电压与占空比关系，构建扰动方程，如公式(2)所示，式中，D、V_{m_in_z}和V_{m_out_z}为稳态分量；和为扰动分量：

联立n个模块方程，可以得到公式(3)：

式中，对输入并联型系统，有m₁＝n；对输入串联型系统，有m₁＝1；对输出并联型系统，有m₂＝n；对输出串联型系统，m₂＝1。

分析上式，解耦条件如公式(4)：

扰动方程变如公式(5)：

证明输出电压变化只与输出电压控制的移相比有关。

另外，当功率模块出现故障时，对应开关阵列开关全部断开，该模块不再纳入可重构电路中，可以在充电堆不停机的情况下在线更换功率模块，实现快速维护和检修。功率模块故障，往往是由于模块中的功率开关器件发生故障导致，故障时往往会伴有端口电压电流发生突变，当电路的采样模块所采样的电压电流信号发生突变时，说明模块出现故障，应采取故障隔离手段进行故障切除。

在一些实施例中，充电堆提供的电压范围在150V-1000V，一个充电枪输出的电流范围为0-600A，以12个DAB模块、2个充电枪向2辆EV充电构成的系统为例，设置边界条件见表1。

表1边界条件

参数	数值
		直流母线电压	400V
单充电枪输出电压范围	150～1000V
		单充电枪输出电流最大值	600A
单模块输出电流最大值	200A
		单模块最佳电压增益	1
单模块最大输出电压	400V

边界条件中的电压电流将输出端的模块并联数量限制在了3，串联数限制在3，即可满足车辆所有充电需求。单充电枪可接入表2所示的Ⅰ～Ⅸ共9种电路模态，覆盖了所有的电动汽车充电电压和电流范围。表中同时标注了连接方式的描述，例如，“2P×3S”连接方式意为两个并联支路，每个并联支路有3个模块串联，一共有6个模块接入。模块输出端连接方式需要匹配相应的输入端连接方式，目的是让单模块工作在最佳电压增益附近，从而提高效率。

表2该例子中单充电枪下的功率模块输入输出端连接方式

针对上述实施例，设计充电场景如表3所示，两个充电枪分别接入多类型电动汽车，设计A～F共6种工况组合。

表3充电场景设计

上述实施例中的柔性充电桩具备宽电压、电流输出能力，从而兼容各类型电动汽车充电。充电枪1和充电枪2接入的电车的电压和电流无限定范围。

变换器系统内部模块连接方式按照表2进行实时重构以实现表3充电场景从工况A到工况F的电动汽车充电组合，并采用仿真软件进行仿真，证明实施例的可行性，验证了电路重构和均衡效果，图6-图9为对应的仿真结果示意图。

如图6-图9所示，仿真时序为：

0～0.1s，电动车充电完成，系统停止工作；

0.1～0.3s，电动车接入充电，工况A；

0.3～0.4s，电动车充电完成，系统停止工作；

0.4～0.6s，电动车接入充电，工况B；

0.6～0.7s，电动车充电完成，系统停止工作；

0.7～0.9s，电动车接入充电，工况C；

0.9～1s，电动车充电完成，系统停止工作；

1～1.2s，电动车接入充电，工况D；

1.2～1.3s，电动车充电完成，系统停止工作；

1.3～1.5s，电动车接入充电，工况E；

1.5～1.6s，电动车充电完成，系统停止工作；

1.6～1.8s，电动车接入充电，工况F；

1.8～1.9s，电动车充电完成，系统停止工作。

仿真中，各模块输出电压V_{m_out}波形如图6所示，电流I_{m_out}波形如图7所示，充电枪接入电动汽车的充电电压V_charger1、V_charger2和电流I_charger1、I_charger2波形分别如图8和图9所示。

本申请的上述充电堆的充电方法，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，DCDC功率模块包括多个功率子模块，该方法包括：获取电动汽车的充电电压和充电电流；根据电动汽车的充电电压确定对应的功率子模块的串联个数，并根据电动汽车的充电电流确定对应的功率子模块的并联个数；根据功率子模块的串联个数和功率子模块的并联个数，确定各开关器件的断开与闭合，以确定DCDC功率模块中各功率子模块的连接方式，以对电动汽车进行充电。该方法在DCDC功率模块的输入端和输出端分别接入柔性开关阵列，实现模块间串并联方式的动态可重构。针对不同电动汽车的充电电压和电流需求，计算投入模块数及模块间输入端/输出端的连接方式，然后控制开关阵列实现电路重构，有效提高了系统的灵活性。模块并联数改变电流，模块串联输出改变电压，引入串联方式重构可以避免模块大范围调压并简化功率模块的设计。同时，模块间输入端连接方式和输出端连接方式匹配，目的是将模块的电压增益控制在最优区间内，从而让模块在峰值效率点附近工作，解决了现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的问题。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例对本申请的充电堆的充电方法的实现过程进行详细说明。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请实施例还提供了一种充电堆的充电装置，需要说明的是，本申请实施例的充电堆的充电装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于充电堆的充电方法。该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

以下对本申请实施例提供的充电堆的充电装置进行介绍。

图10是根据本申请实施例的充电堆的充电装置的示意图。如图10所示，该装置包括获取单元10、第一确定单元20和第二确定单元30，获取单元10用于获取电动汽车的充电电压和充电电流；第一确定单元20用于根据上述电动汽车的充电电压确定上述功率子模块的串联个数，并根据上述电动汽车的充电电流确定上述功率子模块的并联个数；第二确定单元30用于根据上述功率子模块的串联个数和上述功率子模块的并联个数，确定各上述开关器件的断开与闭合，以确定上述DCDC功率模块中各上述功率子模块的连接方式，以对上述电动汽车进行充电。

本申请的上述充电堆的充电装置，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，DCDC功率模块包括多个功率子模块，包括获取单元、第一确定单元和第二确定单元，获取单元用于获取电动汽车的充电电压和充电电流；第一确定单元用于根据电动汽车的充电电压确定对应的功率子模块的串联个数，并根据电动汽车的充电电流确定对应的功率子模块的并联个数；第二确定单元用于根据功率子模块的串联个数和功率子模块的并联个数，确定各开关器件的断开与闭合，以确定DCDC功率模块中各功率子模块的连接方式，以对电动汽车进行充电。该方法在DCDC功率模块的输入端和输出端分别接入柔性开关阵列，实现模块间串并联方式的动态可重构。针对不同电动汽车的充电电压和电流需求，计算投入模块数及模块间输入端/输出端的连接方式，然后控制开关阵列实现电路重构，有效提高了系统的灵活性。模块并联数改变电流，模块串联输出改变电压，引入串联方式重构可以避免模块大范围调压并简化功率模块的设计。同时，模块间输入端连接方式和输出端连接方式匹配，目的是将模块的电压增益控制在最优区间内，从而让模块在峰值效率点附近工作，解决了现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的问题。

一些可选的方案中，上述开关阵列包括输入端开关阵列和输出端开关阵列，上述输入端开关阵列和上述输出端开关阵列分别包括多个并联开关器件和多个串联开关器件，第一确定单元包括第一获取模块和第一确定模块，第一获取模块用于获取第一映射关系和第二映射关系，上述第一映射关系为上述电动汽车的充电电压与上述DCDC功率模块的输出端串联的上述功率子模块的个数之间的映射关系，上述第二映射关系为上述电动汽车的充电电流与上述DCDC功率模块的输出端并联的上述功率子模块的个数之间的映射关系，上述第一映射关系为正相关关系，上述第一映射关系为正相关关系；第一确定模块用于根据上述电动汽车的充电电压与上述第一映射关系，确定上述DCDC功率模块的输出端串联的上述功率子模块的个数，并根据上述电动汽车的充电电流与上述第二映射关系，确定上述DCDC功率模块的输出端并联的上述功率子模块的个数。在功率模块的输入端和输出端分别接入柔性开关阵列，实现模块间串并联方式的动态可重构。

一些可选的方案中，第一确定单元还包括第二确定模块和第三确定模块，第二确定模块用于根据上述电动汽车的充电电压与上述DCDC功率模块的输出端并联的上述功率子模块的个数，确定一个上述功率子模块的输出端的电压；第三确定模块用于根据上述充电堆的直流母线提供的直流电压值和一个上述功率子模块的输出端的电压，确定上述DCDC功率模块的输入端串联的上述功率子模块的个数，以使得上述功率子模块的输入端电压和上述功率子模块的输出端电压的差值在预设差值范围内。功率子模块间输入端连接方式和输出端连接方式匹配，目的是将功率子模块的电压增益控制在最优区间内，从而让功率子模块在峰值效率点附近工作。

一些可选的方案中，上述功率子模块为双有源全桥电路，上述装置还包括第四确定模块、第五确定模块、第六确定模块、第七确定模块和执行模块，第四确定模块用于在确定上述DCDC功率模块中各上述功率子模块的连接方式之后，基于模块稳压环确定稳压移相比，上述模块稳压环用于控制上述DCDC功率模块的输出电压在预设电压范围内；第五确定模块用于基于模块均流环确定均流移相比，上述模块均流环用于控制并联的各上述功率子模块的电流相同；第六确定模块用于基于模块均压环确定均压移相比，上述模块均压环用于控制串联的各上述功率子模块的电压相同；第七确定模块用于将上述稳压移相比、上述均流移相比和上述均压移相比的和确定为上述功率子模块的总移相比；执行模块用于采用限幅后的总移相比对上述功率子模块中的晶体管进行单移相调制，控制上述功率子模块运行。这样可以保证输出电压稳定，从而实现对电动车的稳定供电。且对于充电桩内部，由于是经若干个模块同时为电动车充电，因此需要控制模块间传输功率均衡。

本实施例中，第四确定模块包括第一确定子模块和第一处理子模块，第一确定子模块用于将系统实际输出电压和系统输出电压参考值的差值确定为第一差值，上述系统实际输出电压为上述充电堆实际输出的电压；第一处理子模块用于采用PI调节器对上述第一差值进行调节，得到第一调节值，并对上述第一调节值进行限幅处理，得到上述稳压移相比。这样可以得到稳压移相比，保证输出电压稳定，从而实现对电动车的稳定供电。

一种可选的方案，第五确定模块包括第一获取子模块、第二确定子模块、第三确定子模块和第二处理子模块，第一获取子模块用于获取上述DCDC功率模块的输入端的并联支路数量x和系统实际输入电流，上述系统实际输入电流为实际输入至上述DCDC功率模块的输入端的电流；第二确定子模块用于将经1/x增益后的上述系统实际输入电流确定为模块输入电流参考值；第三确定子模块用于将上述模块输入电流参考值与模块实际输入电流的差值确定为第二差值；第二处理子模块用于采用PI调节器对上述第二差值进行调节，得到第二调节值，并对上述第二调节值进行限幅处理，得到上述均流移相比。这样可以得到均流移相比，可以控制并联模块各自的端口电流相等，从而实现功率均衡。

作为一种可选的方案，第六确定模块包括第二获取子模块、第四确定子模块、第五确定子模块和第三处理子模块，第二获取子模块用于获取上述DCDC功率模块的输入端的一个并联支路上串联的上述功率子模块的数量y和系统实际输入电压，上述系统实际输入电压为实际输入至上述DCDC功率模块的输入端的电压；第四确定子模块用于将经1/y增益后的上述系统实际输入电压确定为模块输入电压参考值；第五确定子模块用于将上述模块输入电压参考值与模块实际输入电压的差值确定为第三差值；第三处理子模块用于采用PI调节器对上述第三差值进行调节，得到第三调节值，并对上述第三调节值进行限幅处理，得到上述均压移相比。这样可以得到均压移相比，可以控制串联模块各自的端口电压相等，从而实现功率均衡。

上述充电堆的充电装置包括处理器和存储器，上述获取单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的问题。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行上述充电堆的充电方法。

具体地，充电堆的充电方法包括：

步骤S201，获取电动汽车的充电电压和充电电流；

具体地，在共直流母线的电动汽车充电站中使用可重构直流变换器向多充电枪供电。在检测到电动汽车接入充电枪，通过通讯得知电动汽车充电信息(充电电压、充电电流)后，确定接入的模块功率数量，并以让模块工作在效率最优工作点附近为优化目标，开关阵列调整模块间串并联关系以满足车辆充电的电压电流需求，最后接入充电枪实现充电堆模块的合理分配。

步骤S202，根据上述电动汽车的充电电压确定对应的上述功率子模块的串联个数，并根据上述电动汽车的充电电流确定对应的上述功率子模块的并联个数；

具体地，功率子模块并联数改变电流，功率子模块串联输出改变电压，引入串联方式重构可以避免模块大范围调压并简化功率模块的设计。

步骤S203，根据上述功率子模块的串联个数和上述功率子模块的并联个数，确定各上述开关器件的断开与闭合，以确定上述DCDC功率模块中各上述功率子模块的连接方式，以对上述电动汽车进行充电。

具体地，针对不同电动汽车的充电电压和电流需求，计算投入模块数及模块间输入端/输出端的连接方式，然后控制开关阵列实现电路重构，有效提高了系统的灵活性。

本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述充电堆的充电方法。

具体地，充电堆的充电方法包括：

步骤S201，获取电动汽车的充电电压和充电电流；

具体地，在共直流母线的电动汽车充电站中使用可重构直流变换器向多充电枪供电。在检测到电动汽车接入充电枪，通过通讯得知电动汽车充电信息(充电电压、充电电流)后，确定接入的模块功率数量，并以让模块工作在效率最优工作点附近为优化目标，开关阵列调整模块间串并联关系以满足车辆充电的电压电流需求，最后接入充电枪实现充电堆模块的合理分配。

步骤S202，根据上述电动汽车的充电电压确定对应的上述功率子模块的串联个数，并根据上述电动汽车的充电电流确定对应的上述功率子模块的并联个数；

具体地，功率子模块并联数改变电流，功率子模块串联输出改变电压，引入串联方式重构可以避免模块大范围调压并简化功率模块的设计。

步骤S203，根据上述功率子模块的串联个数和上述功率子模块的并联个数，确定各上述开关器件的断开与闭合，以确定上述DCDC功率模块中各上述功率子模块的连接方式，以对上述电动汽车进行充电。

具体地，针对不同电动汽车的充电电压和电流需求，计算投入模块数及模块间输入端/输出端的连接方式，然后控制开关阵列实现电路重构，有效提高了系统的灵活性。

本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：

步骤S201，获取电动汽车的充电电压和充电电流；

步骤S202，根据上述电动汽车的充电电压确定对应的上述功率子模块的串联个数，并根据上述电动汽车的充电电流确定对应的上述功率子模块的并联个数；

步骤S203，根据上述功率子模块的串联个数和上述功率子模块的并联个数，确定各上述开关器件的断开与闭合，以确定上述DCDC功率模块中各上述功率子模块的连接方式，以对上述电动汽车进行充电。

本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：

步骤S201，获取电动汽车的充电电压和充电电流；

步骤S202，根据上述电动汽车的充电电压确定对应的上述功率子模块的串联个数，并根据上述电动汽车的充电电流确定对应的上述功率子模块的并联个数；

步骤S203，根据上述功率子模块的串联个数和上述功率子模块的并联个数，确定各上述开关器件的断开与闭合，以确定上述DCDC功率模块中各上述功率子模块的连接方式，以对上述电动汽车进行充电。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的上述充电堆的充电方法，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，DCDC功率模块包括多个功率子模块，该方法包括：获取电动汽车的充电电压和充电电流；根据电动汽车的充电电压确定对应的功率子模块的串联个数，并根据电动汽车的充电电流确定对应的功率子模块的并联个数；根据功率子模块的串联个数和功率子模块的并联个数，确定各开关器件的断开与闭合，以确定DCDC功率模块中各功率子模块的连接方式，以对电动汽车进行充电。该方法在DCDC功率模块的输入端和输出端分别接入柔性开关阵列，实现模块间串并联方式的动态可重构。针对不同电动汽车的充电电压和电流需求，计算投入模块数及模块间输入端/输出端的连接方式，然后控制开关阵列实现电路重构，有效提高了系统的灵活性。模块并联数改变电流，模块串联输出改变电压，引入串联方式重构可以避免模块大范围调压并简化功率模块的设计。同时，模块间输入端连接方式和输出端连接方式匹配，目的是将模块的电压增益控制在最优区间内，从而让模块在峰值效率点附近工作，解决了现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的问题。

2)、本申请的上述充电堆的充电装置，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，DCDC功率模块包括多个功率子模块，包括获取单元、第一确定单元和第二确定单元，获取单元用于获取电动汽车的充电电压和充电电流；第一确定单元用于根据电动汽车的充电电压确定对应的功率子模块的串联个数，并根据电动汽车的充电电流确定对应的功率子模块的并联个数；第二确定单元用于根据功率子模块的串联个数和功率子模块的并联个数，确定各开关器件的断开与闭合，以确定DCDC功率模块中各功率子模块的连接方式，以对电动汽车进行充电。该方法在DCDC功率模块的输入端和输出端分别接入柔性开关阵列，实现模块间串并联方式的动态可重构。针对不同电动汽车的充电电压和电流需求，计算投入模块数及模块间输入端/输出端的连接方式，然后控制开关阵列实现电路重构，有效提高了系统的灵活性。模块并联数改变电流，模块串联输出改变电压，引入串联方式重构可以避免模块大范围调压并简化功率模块的设计。同时，模块间输入端连接方式和输出端连接方式匹配，目的是将模块的电压增益控制在最优区间内，从而让模块在峰值效率点附近工作，解决了现有技术仅通过功率模块并联投切的方式兼容不同电动汽车的充电需求，具有灵活性差、单模块宽电压调节能力要求高、模块轻载工作时效率低的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电堆的充电方法，其特征在于，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，所述开关阵列包括多个开关器件，所述DCDC功率模块包括多个功率子模块，各所述开关器件用于控制各所述功率子模块的连接方式，所述方法包括：

获取电动汽车的充电电压和充电电流；

根据所述电动汽车的充电电压确定对应的所述功率子模块的串联个数，并根据所述电动汽车的充电电流确定对应的所述功率子模块的并联个数；

根据所述功率子模块的串联个数和所述功率子模块的并联个数，确定各所述开关器件的断开与闭合，以确定所述DCDC功率模块中各所述功率子模块的连接方式，以对所述电动汽车进行充电。

2.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述开关阵列包括输入端开关阵列和输出端开关阵列，所述输入端开关阵列和所述输出端开关阵列分别包括多个并联开关器件和多个串联开关器件，根据所述电动汽车的充电电压确定对应的所述功率子模块的串联个数，并根据所述电动汽车的充电电流确定对应的所述功率子模块的并联个数，包括：

获取第一映射关系和第二映射关系，所述第一映射关系为所述电动汽车的充电电压与所述DCDC功率模块的输出端串联的所述功率子模块的个数之间的映射关系，所述第二映射关系为所述电动汽车的充电电流与所述DCDC功率模块的输出端并联的所述功率子模块的个数之间的映射关系，所述第一映射关系为正相关关系，所述第一映射关系为正相关关系；

根据所述电动汽车的充电电压与所述第一映射关系，确定所述DCDC功率模块的输出端串联的所述功率子模块的个数，并根据所述电动汽车的充电电流与所述第二映射关系，确定所述DCDC功率模块的输出端并联的所述功率子模块的个数。

3.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于，根据所述电动汽车的充电电压确定所述功率子模块的串联个数，包括：

根据所述电动汽车的充电电压与所述DCDC功率模块的输出端并联的所述功率子模块的个数，确定一个所述功率子模块的输出端的电压；

根据所述充电堆的直流母线提供的直流电压值和一个所述功率子模块的输出端的电压，确定所述DCDC功率模块的输入端串联的所述功率子模块的个数，以使得所述功率子模块的输入端电压和所述功率子模块的输出端电压的差值在预设差值范围内。

4.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述功率子模块为双有源全桥电路，在确定所述DCDC功率模块中各所述功率子模块的连接方式之后，所述方法还包括：

基于模块稳压环确定稳压移相比，所述模块稳压环用于控制所述DCDC功率模块的输出电压在预设电压范围内；

基于模块均流环确定均流移相比，所述模块均流环用于控制并联的各所述功率子模块的电流相同；

基于模块均压环确定均压移相比，所述模块均压环用于控制串联的各所述功率子模块的电压相同；

将所述稳压移相比、所述均流移相比和所述均压移相比的和确定为所述功率子模块的总移相比；

采用限幅后的总移相比对所述功率子模块中的晶体管进行单移相调制，控制所述功率子模块运行。

5.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，基于模块稳压环确定稳压移相比，包括：

将系统实际输出电压和系统输出电压参考值的差值确定为第一差值，所述系统实际输出电压为所述充电堆实际输出的电压；

采用PI调节器对所述第一差值进行调节，得到第一调节值，并对所述第一调节值进行限幅处理，得到所述稳压移相比。

6.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，基于模块均流环确定均流移相比，包括：

获取所述DCDC功率模块的输入端的并联支路数量x和系统实际输入电流，所述系统实际输入电流为实际输入至所述DCDC功率模块的输入端的电流；

将经1/x增益后的所述系统实际输入电流确定为模块输入电流参考值；

将所述模块输入电流参考值与模块实际输入电流的差值确定为第二差值；

采用PI调节器对所述第二差值进行调节，得到第二调节值，并对所述第二调节值进行限幅处理，得到所述均流移相比。

7.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，基于模块均压环确定均压移相比，包括：

获取所述DCDC功率模块的输入端的一个并联支路上串联的所述功率子模块的数量y和系统实际输入电压，所述系统实际输入电压为实际输入至所述DCDC功率模块的输入端的电压；

将经1/y增益后的所述系统实际输入电压确定为模块输入电压参考值；

将所述模块输入电压参考值与模块实际输入电压的差值确定为第三差值；

采用PI调节器对所述第三差值进行调节，得到第三调节值，并对所述第三调节值进行限幅处理，得到所述均压移相比。

8.一种充电堆的充电装置，其特征在于，充电堆包括电连接的开关阵列和DCDC功率模块，所述开关阵列包括多个开关器件，所述DCDC功率模块包括多个功率子模块，各所述开关器件用于控制各所述功率子模块的连接方式，所述装置包括：

获取单元，用于获取电动汽车的充电电压和充电电流；

第一确定单元，用于根据所述电动汽车的充电电压确定所述功率子模块的串联个数，并根据所述电动汽车的充电电流确定所述功率子模块的并联个数；

第二确定单元，用于根据所述功率子模块的串联个数和所述功率子模块的并联个数，确定各所述开关器件的断开与闭合，以确定所述DCDC功率模块中各所述功率子模块的连接方式，以对所述电动汽车进行充电。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的充电堆的充电方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至7中任意一项所述的充电堆的充电方法。