半矩阵全柔性直流充电堆以及调度方法与流程

1.本发明涉及车辆充电技术领域，具体涉及一种半矩阵全柔性直流充电堆以及调度方法。


背景技术：

2.随着新能源汽车的快速发展和普及，对公共充电设备的要求也越来越高。当前充电桩运营主要以一桩两枪60kw～160kw为主，随着电动车日益增多且电动车电池电量、充电功率日益增大，以往的方式出现几大明显弊端：1)对于大功率充电需求难以满足，当前部分新车如部分家用车以及大巴车和大型工程车等车辆，充电需求功率普遍可以达到200kw以上，高峰快充甚至可以达到400kw充电，目前一般充电桩无法满足；2)按照以往的单桩多枪模式，一辆物流车占据一个车位充电后，充电桩实际充电利用率不足，运营效率低下。而大功率充电车充电需求又无法满足。针对上述技术问题，目前主流充电桩生产企业开始研发生产大型充电堆，通过将充电功率模块分组，现成充电模块组资源池，针对车的需求，调度相应的模块组给车充电，从而同时满足大、中、小功率充电需求。但由于功率调度需要功分继电器调度，一般配置一个功率分配继电器矩阵，通过算法调度继电器开合，实现功率的分配。但对于一个大型充电堆(一般12组功率模块，6～10把充电枪)，实现全柔性的功分，需要的继电器数量太多，导致体积巨大、成本过高、维护难度大。
3.鉴于此，本领域亟需一种新的半矩阵全柔性直流充电堆以及调度方法，以解决背景技术存在的技术问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明一方面采用的技术方案是：提供一种半矩阵全柔性直流充电堆，包括两个结构独立的半矩阵充电模组以及若干个用于桥接两个所述半矩阵充电模组的第一功率分配继电器；
5.各所述半矩阵充电模组包括多个充电枪、多个充电模块组以及多个第二功率分配继电器，所述充电枪均分别与所在的所述半矩阵充电模组的全部或部分所述充电模块组连接，所述第二功率分配继电器设于所述充电枪以及所述充电模块组之间，所述充电枪包括若干普通充电枪以及若干超级充电枪，所述超级充电枪与另一个所述半矩阵充电模组的充电模块组连接，所述第一功率分配继电器设于所述超级充电枪以及另一个所述半矩阵充电模组之间。
6.可选地，所述半矩阵充电模组包括m个充电模块组以及n个充电枪，m和n为大于1的自然数，m≥n。
7.可选地，两个所述半矩阵充电模组的结构相同。
8.可选地，所述充电模块组包括n个直连充电模块组，所述第二功率分配继电器包括多个直连功率分配继电器以及多个间连功率分配继电器，一个所述直连充电模块组、一个所述直连功率分配继电器、一个所述充电枪依次连接，各所述直连充电模块组与所述直连
功率分配继电器之间还通过所述间连功率分配继电器连接其他所述充电模块组。
9.可选地，m＞n，所述充电模块组还包括(m-n)个副充电模块组，各所述副充电模块组分别与一个所述第一功率分配继电器的第一端连接，所述第一功率分配继电器的第二端接入另一个所述半矩阵充电模组的超级充电枪对应的所述直连功率分配继电器与所述直连充电模块组之间，与所述副充电模块组连接的所述间连功率分配继电器接入所述副充电模块组与所述第一功率分配继电器的第一端之间。
10.可选地，各所述半矩阵充电模组包括6个所述充电模块组、2个普通充电枪以及2个超级充电枪；或
11.各所述半矩阵充电模组包括6个所述充电模块组、3个普通充电枪以及1个超级充电枪。
12.本发明还提供一种半矩阵全柔性直流充电堆的调度方法，所述调度方法用于调度如上所述的半矩阵全柔性直流充电堆来对待充电车辆进行充电，所述调度方法包括：
13.获取待充电车辆充电所需的充电条件，所述充电条件包括车辆充电需求电压、需求充电电流、最大充电电压、最大充电电流；
14.获取所述半矩阵全柔性直流充电堆当前的运行状态，所述运行状态包括各充电模块组的状态、各充电模块组的调度路径、各第一功率分配继电器和第二功率分配继电器的状态；
15.根据所述充电条件以及所述运行状态调度与待充电车辆连接的第一充电枪对应的充电模块组为待充电车辆进行充电；
16.根据所述充电条件判断待充电车辆所需的充电功率是否大于所述第一充电枪当前占用的充电模块组的输出功率；
17.当大于所述第一充电枪占用的充电模块组的输出功率，则判断是否存在未被占用的充电模块组；
18.当存在未被占用的充电模块组，则控制所述第一充电枪占用未被占用的充电模块组，并将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电。
19.可选地，所述控制所述第一充电枪占用未被占用的充电模块组，并将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电包括：
20.判断未被占用的充电模块组是否能直接被所述第一充电枪占用；
21.若能被直接占用，则采用直接调度，控制所述第一充电枪占用未被占用的充电模块组，并将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电。
22.可选地，所述判断未被占用的充电模块组是否能直接被所述第一充电枪占用之后还包括：
23.若不能被直接占用，则采用直接调度，获取能够直接占用未被占用的充电模块组的第二充电枪；
24.释放所述第二充电枪占用的充电模块组中所述第一充电枪能直接占用的充电模块组；
25.控制所述第一充电枪占用所述第二充电枪释放的充电模块组，将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电，同时所述第二充电枪占用未被占用的充电模块组。
26.可选地，所述释放所述第二充电枪占用的充电模块组中所述第一充电枪能直接占用的充电模块组包括：
27.判断所述第二充电枪占用的充电模块组是否有所述第一充电枪能直接占用的充电模块组；
28.若有所述第一充电枪能直接占用的充电模块组，则释放所述第二充电枪占用的充电模块组中所述第一充电枪能直接占用的充电模块组。
29.本发明的有益效果是：本发明通过两个结构独立的半矩阵充电模组以及用于桥接两个所述半矩阵充电模组的第一功率分配继电器，能实现将多个充电模块组调度到一个充电枪上，大大减少了功率分配继电器的数量，从而缩小了功率控制柜大小，降低了制造成本；同时能实现将任意充电模块组调度到超级充电桩上，大大提高了充电模块组的利用率，提高了充电效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明第一实施例的半矩阵全柔性直流充电堆的结构示意图；
32.图2是本发明第一实施例的半矩阵全柔性直流充电堆的调度方法流程示意图；
33.图3是图2中步骤s60的流程示意图；
34.图4是本发明第二实施例的半矩阵全柔性直流充电堆的结构示意图；
35.图5是本发明第三实施例的半矩阵全柔性直流充电堆的结构示意图。
具体实施方式
36.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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，附图中的正视图、右视图、俯视图等描述仅是为了便于说明。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
37.本发明中的术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
38.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和
隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
39.实施例1
40.请参见图1，为本发明第一实施例的半矩阵全柔性直流充电堆的结构示意图。
41.本实施例的半矩阵全柔性直流充电堆包括两个结构独立的半矩阵充电模组以及若干个用于桥接两个半矩阵充电模组的第一功率分配继电器。各半矩阵充电模组包括多个充电枪、多个充电模块组以及多个第二功率分配继电器，充电枪均分别与所在的半矩阵充电模组的全部或部分充电模块组连接，第二功率分配继电器设于充电枪以及充电模块组之间，充电枪包括若干普通充电枪以及若干超级充电枪，超级充电枪与另一个半矩阵充电模组的充电模块组连接，第一功率分配继电器设于超级充电枪以及另一个半矩阵充电模组之间。
42.半矩阵充电模组包括m个充电模块组以及n个充电枪，m和n为大于1的自然数，m≥n。在本实施例中，m＝12，n＝8。
43.具体地，在本实施例中，以8个充电枪、12个充电模块组进行说明，其中8个充电枪中，4个为普通充电枪，4个为超级充电枪。图1中，充电枪1、充电枪2、充电枪7和充电枪8为普通充电枪，充电枪3、充电枪4、充电枪5和充电枪6为超级充电枪。
44.进一步地，两个半矩阵充电模组的结构相同，即每个半矩阵充电模组包括6个充电模块组和4个充电枪，其中2个为普通充电枪，2个为超级充电枪。以其中一个半矩阵充电模组进行说明。充电模块组包括n个直连充电模块组，具体包括4个直连充电模块组，对应图1中的充电模块组1～4。第一功率分配继电器为k5a和k69。第二功率分配继电器为k11、k12、k13、k14、k15、k16、k22、k23、k24、k25、k26、k33、k34、k35、k36、k44、k45、k46、k56。
45.同理，充电模块组9～12也是直连充电模块组，k47和k38也是第一功率分配继电器，k78、k79、k89、k55、k7a、k8a、k9a、k66、k7b、k8b、k9b、kab、k77、k7c、k8c、k9c、kac、kbc、k88也是第二功率分配继电器。
46.第二功率分配继电器包括多个直连功率分配继电器以及多个间连功率分配继电器。具体地，直接功率分配继电器为k11、k22、k33、k44，间连功率分配继电器为k12、k13、k14、k15、k16、k23、k24、k25、k26、k34、k35、k36、k45、k46、k56。
47.同理，k55、k66、k77、k88也是直接功率分配继电器，k78、k79、k89、k7a、k8a、k9a、k7b、k8b、k9b、kab、k7c、k8c、k9c、kac、kbc也是间连功率分配继电器。
48.一个直连充电模块组、一个直连功率分配继电器、一个充电枪依次连接。举例说明，充电模块组1、直连功率分配继电器k11、充电枪1依次连接，则充电模块组1是充电枪1的直连充电模块组；充电模块组3、直连功率分配继电器k33、充电枪3依次连接，则充电模块组3是充电枪3的直连充电模块组；以此类推，每一个充电枪都有1个与其对应的直连充电模块组。各直连充电模块组与直连功率分配继电器之间还通过间连功率分配继电器连接其他充电模块组。举例说明，充电模块组2、充电模块组3、充电模块组4、充电模块组5、充电模块组6分别通过间连功率分配继电器k12、k13、k14、k15、k16接入充电模块组1与直连功率分配继电器k11之间。通过上述设置，在工作过程中，控制各功率分配继电器的通断可以将多个充电模块组一起给一个充电枪进行充电，具体的调度方法下文会进行具体描述。例如，当直连功率分配继电器k11闭合时，充电模块组1能给充电枪1提供电能；当k11闭合，k12闭合，k22闭合时，则充电模块组1和充电模块组2一起给充电枪1提供电能。
49.充电模块组还包括(m-n)个副充电模块组。在本实施例中，一个半矩阵充电模组包括2个副充电模块组。副充电模块组是相对直连充电模块组来说的，副充电模块组不直接通过直连功率分配继电器与充电枪进行连接，而是需要通过第一功率分配继电器或间连功率分配继电器与直连功率分配继电器连接。在本实施例中，充电模块组5～8是副充电模块组。
50.需要说明的是，副充电模块组也通过间连功率分配继电器接入直连功率分配继电器以及直连充电模块组之间。这样在工作时，才能将副充电模块组向充电枪提供电能。
51.具体地，各副充电模块组分别与一个第一功率分配继电器的第一端连接，第一功率分配继电器的第二端接入另一个半矩阵充电模组的超级充电枪对应的直连功率分配继电器与直连充电模块组之间，与副充电模块组连接的间连功率分配继电器接入副充电模块组与第一功率分配继电器的第一端之间。例如，充电模块组5为副充电模块组，充电模块组5与第一功率分配继电器k5a的第一端连接，第一功率分配继电器k5a的第二端则接入充电模块组10和k66之间。与充电模块组5连接的间连功率分配继电器(k15、k25、k35、k45、k56)接入充电模块组5与k5a的第一端之间。
52.将本实施例的半矩阵全柔性直流充电堆的电气连接绘制成表格，如下表1：
[0053][0054]
表1
[0055]
举例说明表1中的具体含义，例如充电枪5与充电模块组1的连接关系为：充电模块组1、k16、k69、k55、充电枪5依次连接，其中k55为充电枪5的直连功率分配继电器；充电枪1和充电模块组7由于没有功率分配继电器进行连接，所以无法调度充电模块组7；依次类推。
[0056]
由表1可以看出，充电枪1、充电枪2可以调度充电模块组1～6，即可以将充电模块组1～6任意一个或多个加入到充电枪1、充电枪2中；充电枪2～6可以调度充电模块组1～12,；充电枪7、充电枪8可以调度充电模块组7～12。
[0057]
本实施例的半矩阵全柔性直流充电堆，通过两个结构独立的半矩阵充电模组以及用于桥接两个半矩阵充电模组的第一功率分配继电器，能实现将多个充电模块组调度到一个充电枪上，大大减少了功率分配继电器的数量，从而缩小了功率控制柜大小，降低了制造成本；同时能实现将任意充电模块组调度到超级充电桩上，大大提高了充电模块组的利用率，提高了充电效率。
[0058]
针对上述的半矩阵全柔性直流充电堆，本实施例还提供了一种调度方法，用于调
度上的半矩阵全柔性直流充电堆来对待充电车辆进行充电。请参见图2，该方法包括以下步骤：
[0059]
步骤s10、获取待充电车辆充电所需的充电条件，充电条件包括车辆充电需求电压、需求充电电流、最大充电电压、最大充电电流。
[0060]
在步骤s10中，通过待充电车辆的bms实现通信，以此来获取充电条件。
[0061]
步骤s20、获取半矩阵全柔性直流充电堆当前的运行状态，运行状态包括各充电模块组的状态、各充电模块组的调度路径、各第一功率分配继电器和第二功率分配继电器的状态。
[0062]
在步骤s20中，各充电模块组的状态指各个充电模块组当前是否被占用，各充电模块组的调度路径指各充电模块组当前被调度分配到哪一个充电枪上，各第一功率分配继电器和第二功率分配继电器的状态指各自的通断状态。
[0063]
步骤s30、根据充电条件以及运行状态调度与待充电车辆连接的第一充电枪对应的充电模块组为待充电车辆进行充电。
[0064]
在步骤s30中，第一充电枪对应的充电模块组指的是每个充电枪通过一个直连功率分配继电器进行连接的直连充电模块组。例如，电模块组1、直连功率分配继电器k11、充电枪1依次连接，则充电模块组1是充电枪1的对应的充电模块组。需要说明的是，由于每个充电枪对应的充电模块组是充电过程中必须加入的充电模块组例如充电枪1充电时首先占用充电模块组1。如该充电模块组被其他充电枪占用，首先将占用该充电模块组从占用的充电枪中释放，具体通过控制第一继电器和/或第二继电器的通断实现释放，释放完成后，第一充电枪占用该充电模块组，具体通过控制第一继电器和/或第二继电器的通断实现占用，启动充电。其中，释放该充电模块组指的是将该充电模块组对应的第一继电器和/或第二继电器断开，使该充电模块组处于空闲状态；占用则指的是将该充电模块组对应的第一继电器和/或第二继电器连通，使该充电模块组处于工作状态。
[0065]
具体地，需要调度哪个第一继电器和/或第二继电器，可以通过表2来进行查询。表2如下所示：
[0066]
[0067]
[0068][0069]
表2
[0070]
举例说明表1中的具体含义，例如充电枪1中的调度模块组为充电模块组1，对应的调度路径参数为“0”表示：当充电枪1调度充电模块组1时，不需要额外调度其他继电器，只需要调度与充电枪1直接连接的第二继电器k11即可；充电枪1中的调度模块组为充电模块组5，对应的调度路径参数为“010515”表示：当充电枪1调度充电模块组5时，除了需要调度与充电枪1直接连接的第二继电器k11外，还需要额外调度第二继电器k15，即“01”表示需要额外调度的继电器数量，“05”表示调度的充电模块组的编号，“15”则表示额外调度的继电器的编号；充电枪3中的调度模块组为充电模块组7，对应的调度路径参数为“02073878”表示：当充电枪3调度充电模块组7时，除了需要调度与充电枪3直接连接的第二继电器k33外，还需要额外调度第一继电器k38以及第二继电器k78；依次类推。
[0071]
步骤s40，根据充电条件判断待充电车辆所需的充电功率是否大于第一充电枪当前占用的充电模块组的输出功率。
[0072]
在步骤s40中，会计算待充电车辆所需的充电功率是否大于第一充电枪当前占用的充电模块组的输出功率。若待充电车辆所需的充电功率小于或等于第一充电枪当前占用的充电模块组的输出功率，则不需要继续执行接下来的步骤，否则，则继续执行步骤s50。
[0073]
步骤s50，当大于第一充电枪占用的充电模块组的输出功率，则判断是否存在未被占用的充电模块组。
[0074]
在步骤s50中，会进一步计算还需要多个充电模块组，再判断是否存在未被占用的充电模块组，若不存在未被占用的充电模块组，则在预设的间隔时间后，重新执行该步骤s50；存在未被占用的充电模块组，则执行步骤s60。
[0075]
步骤s60，当存在未被占用的充电模块组，则控制第一充电枪占用未被占用的充电模块组，并将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电。
[0076]
通过上述的步骤s10～s60，能实时检测检测待充电车辆连接的充电枪的输出功率是否满足车辆的所需充电功率，能实时检测是否存在未被占用的充电模块组，从而将未被占用的充电模块组添加至充电枪中为待充电车辆进行充电，能有效地提高充电模块组的利用率，提高充电效率，节约时间。
[0077]
进一步地，由于某些充电枪并不能直接调度所有的充电模块组为其提供电脑，例
如，充电枪1只能调度充电模块组1～6进行充电。所以，请进一步参见图3，步骤s60包括以下步骤：
[0078]
步骤s601，判断未被占用的充电模块组是否能直接被第一充电枪占用。
[0079]
在步骤s601中，若能被直接占用，则采用直接调度，执行步骤s602；若不能被直接占用，则采用置换调度，执行步骤s603。例如，充电枪1只能调度充电模块组1～6进行充电，即充电枪1只能占用充电模块组1～6，不能占用充电模块组7～12。
[0080]
步骤s602，若能被直接占用，则控制第一充电枪占用未被占用的充电模块组，并将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电。
[0081]
例如，充电模块组5空闲，充电枪1可以直接被占用，根据表2，闭合k11以及k15即可占用充电模块组5，将充电模块组5加入充电枪1中进行充电。
[0082]
步骤s603，若不能被直接占用，则获取能够直接占用未被占用的充电模块组的第二充电枪。
[0083]
例如，充电模块组12空闲，充电枪1不可以直接被占用，则需要获取能够直接占用未被占用的充电模块组的第二充电枪，例如充电枪7～12。
[0084]
步骤s604，释放第二充电枪占用的充电模块组中第一充电枪能直接占用的充电模块组。
[0085]
在步骤s604中，需要先判断第二充电枪占用的充电模块组是否有第一充电枪能直接占用的充电模块组，若有第一充电枪能直接占用的充电模块组，再释放第二充电枪占用的充电模块组中第一充电枪能直接占用的充电模块组。若没有第一充电枪能直接占用的充电模块组，则寻找下一个充电枪。
[0086]
步骤s605，控制第一充电枪占用第二充电枪释放的充电模块组，将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电，同时第二充电枪占用未被占用的充电模块组。
[0087]
通过上述的步骤s601～步骤s605，可以将任意充电模块组调度到任意的超级充电枪上，并且可以实现充电模块组的重新分配，灵活度高。
[0088]
下面以具体的例子进行说明：
[0089]
如表3所示，表3为当前状态下充电枪以及充电模块组的占用表。
[0090]
[0091][0092]
表3
[0093]
表3中，“√”表示该充电模块组正在被充电枪占用，
“‑‑”
表示该充电模块组未被占用。例如，充电枪4正在占用充电模块组4，充电模块组11和12未被占用。
[0094]
假设，充电枪4还需要占用2个充电模块组，此时检测到充电模块组11和12未被占用，但充电枪4并不能占用充电模块组11和12。此时通过本实施例的调度方法判断充电模块组11和12能被充电枪5～8占用，且充电枪5占用的充电枪中，充电模块组7和8是能被充电枪占用的。通过本实施例的调度方法，先将充电模块组7和8释放，控制充电枪4占用充电模块组7和8，将占用后的充电模块组7和8加入充电枪4为待充电车辆进行充电，同时充电枪5占用充电模块组11和12。
[0095]
完成调度后，充电枪以及充电模块组的占用情况如表4，表4为调度后充电枪以及充电模块组的占用表。
[0096]
[0097][0098]
表4
[0099]
实施例2
[0100]
请参见图4，为本发明第二实施例的半矩阵全柔性直流充电堆的结构示意图。
[0101]
本实施的半矩阵全柔性直流充电堆的包括12个充电模块组以及8个充电枪。各半矩阵充电模组包括6个充电模块组、3个普通充电枪以及1个超级充电枪。
[0102]
相比于第一实施例的半矩阵全柔性直流充电堆，本实施例的半矩阵全柔性直流充电堆的不同在于：
[0103]
1)减少了2个第二继电器k56和k78；
[0104]
2)第二继电器k5a和k69均接入至充电模块组9和第二继电器k55之间，第二继电器k47和k38均接入至充电模块组4和第二继电器k44之间。
[0105]
除了上述的不同点，其余结构与第一实施例相同。在本实施例中，充电枪4和充电枪5为超级充电枪，其他充电枪为普通充电枪。相比于第一实施例，本实施例少了2个超级充电枪，但由于第二继电器k5a和k69均接入至充电模块组9和第二继电器k55之间、第二继电器k47和k38均接入至充电模块组4和第二继电器k44之间，所以即使k47或k38其中一个出故障，仍然可以正常运行；同理，即使k5a或k69其中一个出故障，仍然可以正常运行。
[0106]
本实施例的调度方法与第一实施例的调度方法一致，在此不再重复描述。
[0107]
进一步地，本发明的半矩阵全柔性直流充电堆还可以有其他的实现结构，例如图5所示，为本发明第三实施例的半矩阵全柔性直流充电堆的结构示意图。该实施例的调度方法与第一实施例的调度方法一致，在此不再重复描述。
[0108]
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种半矩阵全柔性直流充电堆，其特征在于，包括两个结构独立的半矩阵充电模组以及若干个用于桥接两个所述半矩阵充电模组的第一功率分配继电器；各所述半矩阵充电模组包括多个充电枪、多个充电模块组以及多个第二功率分配继电器，所述充电枪均分别与所在的所述半矩阵充电模组的全部或部分所述充电模块组连接，所述第二功率分配继电器设于所述充电枪以及所述充电模块组之间，所述充电枪包括若干普通充电枪以及若干超级充电枪，所述超级充电枪与另一个所述半矩阵充电模组的充电模块组连接，所述第一功率分配继电器设于所述超级充电枪以及另一个所述半矩阵充电模组之间。2.根据权利要求1所述的半矩阵全柔性直流充电堆，其特征在于，所述半矩阵充电模组包括m个充电模块组以及n个充电枪，m和n为大于1的自然数，m≥n。3.根据权利要求2所述的半矩阵全柔性直流充电堆，其特征在于，两个所述半矩阵充电模组的结构相同。4.根据权利要求3所述的半矩阵全柔性直流充电堆，其特征在于，所述充电模块组包括n个直连充电模块组，所述第二功率分配继电器包括多个直连功率分配继电器以及多个间连功率分配继电器，一个所述直连充电模块组、一个所述直连功率分配继电器、一个所述充电枪依次连接，各所述直连充电模块组与所述直连功率分配继电器之间还通过所述间连功率分配继电器连接其他所述充电模块组。5.根据权利要求4所述的半矩阵全柔性直流充电堆，其特征在于，m＞n，所述充电模块组还包括(m-n)个副充电模块组，各所述副充电模块组分别与一个所述第一功率分配继电器的第一端连接，所述第一功率分配继电器的第二端接入另一个所述半矩阵充电模组的超级充电枪对应的所述直连功率分配继电器与所述直连充电模块组之间，与所述副充电模块组连接的所述间连功率分配继电器接入所述副充电模块组与所述第一功率分配继电器的第一端之间。6.根据权利要求2所述的半矩阵全柔性直流充电堆，其特征在于，各所述半矩阵充电模组包括6个所述充电模块组、2个普通充电枪以及2个超级充电枪；或各所述半矩阵充电模组包括6个所述充电模块组、3个普通充电枪以及1个超级充电枪。7.一种半矩阵全柔性直流充电堆的调度方法，其特征在于，所述调度方法用于调度如权利要求1-6任一项所述的半矩阵全柔性直流充电堆来对待充电车辆进行充电，所述调度方法包括：获取待充电车辆充电所需的充电条件，所述充电条件包括车辆充电需求电压、需求充电电流、最大充电电压、最大充电电流；获取所述半矩阵全柔性直流充电堆当前的运行状态，所述运行状态包括各充电模块组的状态、各充电模块组的调度路径、各第一功率分配继电器和第二功率分配继电器的状态；根据所述充电条件以及所述运行状态调度与待充电车辆连接的第一充电枪对应的充电模块组为待充电车辆进行充电；根据所述充电条件判断待充电车辆所需的充电功率是否大于所述第一充电枪当前占用的充电模块组的输出功率；当大于所述第一充电枪占用的充电模块组的输出功率，则判断是否存在未被占用的充
电模块组；当存在未被占用的充电模块组，则控制所述第一充电枪占用未被占用的充电模块组，并将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电。8.根据权利要求7所述的调度方法，其特征在于，所述控制所述第一充电枪占用未被占用的充电模块组，并将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电包括：判断未被占用的充电模块组是否能直接被所述第一充电枪占用；若能被直接占用，则采用直接调度，控制所述第一充电枪占用未被占用的充电模块组，并将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电。9.根据权利要求8所述的调度方法，其特征在于，所述判断未被占用的充电模块组是否能直接被所述第一充电枪占用之后还包括：若不能被直接占用，则采用置换调度，获取能够直接占用未被占用的充电模块组的第二充电枪；释放所述第二充电枪占用的充电模块组中所述第一充电枪能直接占用的充电模块组；控制所述第一充电枪占用所述第二充电枪释放的充电模块组，将占用后的充电模块组加入第一充电枪为待充电车辆进行充电，同时所述第二充电枪占用未被占用的充电模块组。10.根据权利要求9所述的调度方法，其特征在于，所述释放所述第二充电枪占用的充电模块组中所述第一充电枪能直接占用的充电模块组包括：判断所述第二充电枪占用的充电模块组是否有所述第一充电枪能直接占用的充电模块组；若有所述第一充电枪能直接占用的充电模块组，则释放所述第二充电枪占用的充电模块组中所述第一充电枪能直接占用的充电模块组。

技术总结
本发明涉及车辆充电技术领域，具体提供一种半矩阵全柔性直流充电堆以及调度方法。半矩阵全柔性直流充电堆包括两个结构独立的半矩阵充电模组以及若干个用于桥接两个半矩阵充电模组的第一功率分配继电器；各半矩阵充电模组包括多个充电枪、多个充电模块组以及多个第二功率分配继电器，充电枪均分别与所在的半矩阵充电模组的全部或部分充电模块组连接，第二功率分配继电器设于充电枪以及充电模块组之间，充电枪包括若干普通充电枪以及若干超级充电枪，超级充电枪与另一个半矩阵充电模组的充电模块组连接，第一功率分配继电器设于超级充电枪以及另一个半矩阵充电模组之间。本发明能实现直流充电堆的全柔性调度。实现直流充电堆的全柔性调度。实现直流充电堆的全柔性调度。


技术研发人员：孔成波
受保护的技术使用者：深圳市车电网络有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/7/6