CN106712125A - 组合式家庭储能系统及其组合控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式家庭储能系统及其组合控制方法，系统包括：N个待组合电池；与N个待组合电池对应的N个电池管理单元，每个电池管理单元用于检测对应的待组合电池的状态信息和ID信号；主电池；与N个待组合电池一一对应的N个连接器，每个连接器用于将对应的待组合电池并联到主电池的动力线上；主电池管理单元，分别与每个电池管理单元进行通信，主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，则在判断该待组合电池的电压与主电池的电压之间的电压差在预设范围内时通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与主电池并联，从而能任意扩展储能系统的容量，满足用户的不同需求。

Description

组合式家庭储能系统及其组合控制方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种组合式家庭储能系统以及一种组合式家庭储能系统的组合控制方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染的日益严重，家庭新能源储能需求不断增多，而随着各类家庭电子产品不断升级和推新，用电需求也在不断变化。相关的家庭储能产品，一般只是固定功率、或固定电池容量、或固定电压形式的单一性产品，例如，相关储能产品仅能储存3度电。但是，随着家庭电器不断增多以及家庭电器的功率不断增大，单一性的储能产品已不能满足用户的用电需求。

因此，相关技术需要进行改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够任意扩展电池容量的组合式家庭储能系统。

本发明的另一个目的在于提出一种组合式家庭储能系统的组合控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种组合式家庭储能系统，包括：N个待组合电池，其中，N为大于等于1的整数；与所述N个待组合电池一一对应的N个电池管理单元，所述N个电池管理单元中的每个电池管理单元用于检测对应的待组合电池的状态信息和ID信号；主电池；与所述N个待组合电池一一对应的N个连接器，所述N个连接器中的每个连接器用于将对应的待组合电池并联到所述主电池的动力线上；主电池管理单元，所述主电池管理单元分别与所述每个电池管理单元进行通信以接收所述每个电池管理单元发送的对应的待组合电池的状态信息和ID信号，所述主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，所述主电池管理单元判断该待组合电池的电压与所述主电池的电压之间的电压差是否在预设范围内，并在判断所述电压差在预设范围内时，所述主电池管理单元通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与所述主电池并联。

根据本发明实施例提出的组合式家庭储能系统，通过N个待组合电池以及与N个待组合电池一一对应的N个电池管理单元和N个连接器，主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，则判断该待组合电池的电压与主电池的电压之间的电压差是否在预设范围内，并在判断电压差在预设范围内时，主电池管理单元通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与主电池并联，从而该组合式家庭储能系统能够任意组合电池，进而任意扩展储能系统的容量，满足用户的不同需求，方便用户使用。

为达到上述目的，本发明另一方面提出了一种组合式家庭储能系统的组合控制方法，包括以下步骤：所述每个电池管理单元检测对应的待组合电池的状态信息和ID信号，并将对应的待组合电池的状态信息和ID信号发送至所述主电池管理单元；所述主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，则判断该待组合电池的电压与所述主电池的电压之间的电压差是否在预设范围内；如果判断所述电压差在所述预设范围内，所述主电池管理单元则通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与所述主电池并联。

根据本发明实施例提出的组合式家庭储能系统的组合控制方法，每个电池管理单元检测对应的待组合电池的状态信息和ID信号，并将对应的待组合电池的状态信息和ID信号发送至主电池管理单元，主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，则判断该待组合电池的电压与主电池的电压之间的电压差是否在预设范围内，如果判断电压差在预设范围内，主电池管理单元则通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与主电池并联，从而该组合控制方法能够任意组合电池，进而任意扩展储能系统的容量，满足用户的不同需求，方便用户使用。

附图说明

图1是根据本发明实施例的组合式家庭储能系统的方框示意图；

图2是根据本发明一个实施例的组合式家庭储能系统的方框示意图；

图3是根据本发明一个具体实施例的组合式家庭储能系统的方框示意图；

图4是根据本发明另一个具体实施例的组合式家庭储能系统的方框示意图；

图5是根据本发明实施例的组合式家庭储能系统的组合控制方法的流程图；

图6是根据本发明一个实施例的组合式家庭储能系统的组合控制方法的流程图；

图7是根据本发明一个具体实施例的组合式家庭储能系统的组合控制方法的流程图；以及

图8是根据本发明另一个具体实施例的组合式家庭储能系统的组合控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的组合式家庭储能系统和组合式家庭储能系统的组合控制方法。

图1是根据本发明实施例的组合式家庭储能系统的方框示意图。如图1所示，该组合式家庭储能系统包括：N个待组合电池10、N个电池管理单元20、主电池30、N个连接器40和主电池管理单元50。

其中，N个待组合电池10和主电池30均用于储存各种形式的能量转化来的电能，例如可储存太阳能转换来的电能、或可储存市电交流电转化来的电能；N个电池管理单元20与N个待组合电池10一一对应的，N个电池管理单元20中的每个电池管理单元用于检测对应的待组合电池的状态信息和ID信号，每个电池管理单元具体用于检测对应的待组合电池的电流、电压和温度等状态信息；N个连接器40与N个待组合电池10一一对应的，N个连接器40中的每个连接器用于将对应的待组合电池并联到主电池30的动力线上，即言可通过连接器将主电池30与待组合电池连接在一起。

具体如图1的示例，N个待组合电池10可包括待组合电池B1、待组合电池B2、待组合电池B3、……、待组合电池BN，N个电池管理单元20可包括电池管理单元U1、电池管理单元U2、电池管理单元U3、……、电池管理单元UN，N个连接器40可包括连接器L1、连接器L2、连接器L3、……、连接器LN。其中，待组合电池B1分别与电池管理单元U1和连接器L1对应，待组合电池B2分别与电池管理单元U2和连接器L2对应，待组合电池B3分别与电池管理单元U3和连接器L3对应，……，待组合电池BN分别与电池管理单元UN和连接器LN对应。

更具体地，主电池30的动力线可包括第一动力线E1和第二动力线E2，主电池30的正极与第一动力线E1相连，主电池30的负极与第二动力线E2相连。以待组合电池B1为例，待组合电池B1的正极与第一动力线E1相连，待组合电池B1的负极通过连接器L1与第二动力线E2相连，即言连接器L1用于将待组合电池B1并联到主电池30的动力线上，待组合电池B2-待组合电池BN以同样的方式并联到主电池30的动力线上。当然，可以理解的是，连接器L1也可设置在每个待组合电池的正极。

主电池管理单元50分别与每个电池管理单元进行通信以接收每个电池管理单元发送的对应的待组合电池的状态信息和ID信号，主电池管理单元50在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，主电池管理单元50判断该待组合电池的电压与主电池30的电压之间的电压差是否在预设范围内，并在判断电压差在预设范围内时，主电池管理单元50通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与主电池30并联，其中，N为大于等于1的整数。

需要说明的是，主电池管理单元50和N个电池管理单元20可均连接到通信总线例如CAN总线上，这样，主电池管理单元50可通过CAN总线与每个电池管理单元进行通信。

可以理解的是，每个电池管理单元发送的ID信号是唯一的，即言，N个电池管理单元20中任一个电池管理单元发送的ID信号与其他电池管理单元发送的ID信号不同。

还需说明的是，预设阈值可以是很小的一个值，当待组合电池的电压与主电池30的电压之间的电压差在预设范围内时，可看作待组合电池的电压与主电池30的电压相等。

具体而言，根据本发明的一个实施例，组合式家庭储能系统还可包括接收单元，接收单元用于接收用户输入的指令，例如当用户判断储能系统的容量无法满足需求时，用户可从N个待组合电池10中选择需接入的待组合电池，并向需接入的待组合电池输入电池扩容指令，接收单元在接收到电池扩容指令之后可向主电池管理单元50和需接入的待组合电池对应的电池管理单元发送电池扩容信号。

N个电池管理单元20中接收到电池扩容信号的电池管理单元向主电池管理单元50发送自身的ID信号和状态信息，主电池管理单元50在接收到电池扩容信号之后判断是否接收到电池管理单元发送的ID信号。如果未接收到电池管理单元发送的ID信号，则判断没有待组合电池需要接入，储能系统按照原电池组合方式进行工作，需接入的待组合电池不进行连接；如果接收到电池管理单元发送的ID信号，则获取接收ID信号的个数以确定需接入的待组合电池的个数，并进一步将每个需接入的待组合电池的电压与主电池30的电压进行比较，如果待组合电池的电压与主电池30的电压之间的电压差在预设范围内，则主电池管理单元50控制该待组合电池对应的连接器闭合，该待组合电池与主电池30并联；如果待组合电池的电压与主电池30的电压之间的电压差不在预设范围内，则主电池管理单元50控制该待组合电池对应的连接器断开，该待组合电池不与主电池30并联。

举例来说，假设用户选择待组合电池B1作为需接入的待组合电池，那么接收单可向主电池管理单元50和电池管理单元U1发送电池扩容信号。

电池管理单元U1接收到电池扩容信号之后向主电池管理单元50发送自身的ID信号和状态信息，主电池管理单元50在接电池扩容信号之后判断是否接收到电池管理单元U1发送的ID信号，如果未接收到ID信号，则判断没有需要接入的待组合电池，储能系统按照原组合方式进行工作，待组合电池B1不进行连接，即电池管理单元50控制连接器L1断开；如果接收到ID信号，则主电池管理单元50将待组合电池B1的电压与主电池30的电压进行比较，如果待组合电池B1的电压与主电池30的电压之间的电压差在预设范围内，则主电池管理单元50控制该连接器L1闭合，待组合电池B1与主电池30并联，储能系统扩容成功；如果待组合电池B1的电压与主电池30的电压之间的电压差不在预设范围内，则主电池管理单元50控制连接器L1断开，待组合电池B1不与主电池30并联。

由此，该组合式家庭储能系统能够任意组合电池，进而任意扩展储能系统的容量，满足用户的不同需求，方便用户使用。

根据本发明的一个具体实施例，N个连接器40均可为可控开关连接装置，并且可控开关连接装置可由主电池管理单元50控制。举例来说，可控开关连接装置可为继电器、可控硅或三极管等。

根据本发明的一些实施例，主电池30可与至少一个待组合电池构成电池组。例如，主电池30可与待组合电池B1构成电池组；又如，主电池30可与待组合电池B1、待组合电池B2和待组合电池BN构成电池组。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图2所示，组合式家庭储能系统还包括：主功率转换单元60。其中，主功率转换单元60与电池组相连，主功率转换单元60用于将电池组输出的直流电转换为交流电，或者将外部交流电转换成直流电以给电池组充电。

具体而言，主功率转换单元60可包括直流侧和交流侧，主功率转换单元60的直流侧与电池组例如主电池30的动力线相连，主功率转换单元60的交流侧可通过可控开关组件与外部交流电的提供端例如市电电网相连。

下面结合图3和图4的实施例来详细描述本发明实施例的功率组合方式，通过不同的功率组合，可以将单相功率转换单元组合成功率更大的单相功率转换单元，或者可以将单相功率转换单元组合成三相功率转换单元。其中，在功率组合方式下，主功率转换单元60仅用于将电池组输出的直流电转换为交流电，主功率转换单元60的交流侧为主功率转换单元60的输出端。

根据本发明的一个具体实施例，如图3所示，组合式家庭储能系统还包括：第一功率连接器70和至少一个第一功率转换单元80。至少一个第一功率转换单元80中的每个第一功率转换单元均与主功率转换单元80进行通信，且每个第一功率转换单元分别通过第一功率连接器70与电池组相连；其中，主功率转换单元60在获取到功率扩容信号时发出第一同步调整信号至每个第一功率转换单元以调整每个第一功率转换单元输出的电压幅值、频率和相位，并在判断任意一个第一功率转换单元输出的电压与自身输出的电压同频且同相时，主功率转换单元60控制该第一功率转换单元进行输出。

需要说明的是，每个第一功率转换单元均用于将电池组输出的直流电转换为交流电，每个第一功率转换单元的交流测均为输出端。每个第一功率转换单元均包括一个控制器，控制器用于调整第一功率转换单元交流测输出的电压幅值、频率和相位。

如图3所示，至少一个第一功率转换单元80可包括第一功率转换单元P1-PN，其中，第一功率转换单元P1的直流侧通过第一功率连接器70与电池组相连，第一功率转换单元P1的交流侧通过可控开关组件输出交流电；……；第一功率转换单元PN的直流侧通过第一功率连接器70与电池组相连，第一功率转换单元PN的交流侧通过可控开关组件输出交流电。

具体而言，主功率转换单元60在获取到功率扩容信号时控制第一功率连接器70闭合，同时向每个第一功率转换单元发出第一同步调整信号，每个第一功率转换单元的控制器根据第一同步调整信号调整其输出端输出的电压幅值、频率和相位，在判断任意一个第一功率转换单元输出的电压与主功率转换单元60的电压同频同相时，主功率转换单元60的控制器控制该第一功率转换单元进行输出，例如，在判断第一功率转换单元P1输出的电压与主功率转换单元60输出的电压同频同相时，主功率转换单元60的控制器制该第一功率转换单元P1进行输出。

由此，通过功率组合可以将单相功率转换单元组合成功率更大的单相功率转换单元，从而该组合式家庭储能系统能够任意组合功率，进而任意扩展储能系统的功率，满足用户的不同需求，方便用户使用。

根据本发明的另一个具体实施例，如图4所示，组合式家庭储能系统还包括：第二功率连接器71、第二功率转换单元81和第三功率转换单元82，第二功率转换单元81和第三功率转换单元82均与主功率转换单元60进行通信，且第二功率转换单元81和第三功率转换单元82分别通过第二功率连接器71与电池组相连；其中，主功率转换单元60在获取到三相扩展信号时发出第二同步调整信号至第二功率转换单元81和第三功率转换单元82以调整第二功率转换单元81和第三功率转换单元82输出的电压幅值、频率和相位，并在判断第二功率转换单元81、第三功率转换单元82与主功率转换单元60中两两输出的电压之间的相位角相差预设角度时，主功率转换单元60控制第二功率转换单元81和第三功率转换单元82进行输出。

需要说明的是，第二功率转换单元81和第三功率转换单元82均用于将电池组输出的直流电转换为交流电，第二功率转换单元81和第三功率转换单元82的交流测均为输出端。第二功率转换单元81和第三功率转换单元82均包括一个控制器，控制器用于调整交流测输出的电压幅值、频率和相位。

如图4所示，第二功率转换单元81的直流侧通过第二功率连接器71与电池组相连，第二功率转换单元81的交流侧通过可控开关组件输出交流电；第三功率转换单元82的直流侧通过第二功率连接器71与电池组相连，第三功率转换单元82的交流侧通过可控开关组件输出交流电。

具体而言，预设角度可为120度，主功率转换单元60在获取到三相扩展信号时控制第二功率连接器71闭合，同时向第二功率转换单元81和第三功率转换单元82发出第二同步调整信号，第二功率转换单元81的控制器根据第二同步调整信号调整其输出端输出的电压幅值、频率和相位，并且第三功率转换单元82根据第二同步调整信号调整其输出端输出的电压幅值、频率和相位，在判断第二功率转换单元81输出的电压与主功率转换单元60输出的电压之间的相位角相差120度、且第三功率转换单元82输出的电压与第二功率转换单元81输出的电压之间的相位角相差120度、且第三功率转换单元82输出的电压与主功率转换单元60输出的电压之间的相位角相差120度时，主功率转换单元60控制第二功率转换单元81和第三功率转换单元82进行输出。

由此，通过功率组合可以将单相功率转换单元组合成三相功率转换单元，从而该组合式家庭储能系统能够任意组合功率，进而任意扩展储能系统的功率，满足用户的不同需求，方便用户使用。

综上所述，根据本发明实施例提出的组合式家庭储能系统，通过N个待组合电池以及与N个待组合电池一一对应的N个电池管理单元和N个连接器，主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，则判断该待组合电池的电压与主电池的电压之间的电压差是否在预设范围内，并在判断电压差在预设范围内时，主电池管理单元则通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与主电池并联。由此，该组合式家庭储能系统能够任意组合电池和功率转换单元，进而任意扩展储能系统的容量和功率，满足用户的不同需求，方便用户使用。

本发明实施例还提出了一种组合式家庭储能系统的组合控制方法。

图5是根据本发明实施例的组合式家庭储能系统的组合控制方法的流程图。如图5所示，该组合式家庭储能系统的组合控制方法包括以下步骤：

S1：每个电池管理单元检测对应的待组合电池的状态信息和ID信号，并将对应的待组合电池的状态信息和ID信号发送至主电池管理单元。

其中，可以理解的是，每个电池管理单元发送的ID信号是唯一的，即言，N个电池管理单元中任一个电池管理单元发送的ID信号与其他电池管理单元发送的ID信号不同。

S2：主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，则判断该待组合电池的电压与主电池的电压之间的电压差是否在预设范围内。

S3：如果判断电压差在预设范围内，主电池管理单元通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与主电池并联。

需要说明的是，预设阈值可以是很小的一个值，当待组合电池的电压与主电池30的电压之间的电压差在预设范围内时，可看作待组合电池的电压与主电池30的电压相等。

具体而言，当用户判断储能系统的容量无法满足需求时，用户可从N个待组合电池中选择需接入的待组合电池，并向需接入的待组合电池输入电池扩容指令，接收单元在接收到电池扩容指令之后可向主电池管理单元和需接入的待组合电池对应的电池管理单元发送电池扩容信号。

N个电池管理单元中接收到电池扩容信号的电池管理单元向主电池管理单元发送自身的ID信号和状态信息，主电池管理单元在接收到电池扩容信号之后判断是否接收到电池管理单元发送的ID信号。如果未接收到电池管理单元发送的ID信号，则判断没有待组合电池需要接入，储能系统按照原电池组合方式进行工作，需接入的待组合电池不进行连接；如果接收到电池管理单元发送的ID信号，则获取接收ID信号的个数以确定需接入的待组合电池的个数，并进一步将每个需接入的待组合电池的电压与主电池的电压进行比较，如果待组合电池的电压与主电池的电压之间的电压差在预设范围内，则主电池管理单元控制该待组合电池对应的连接器闭合，该待组合电池与主电池并联；如果待组合电池的电压与主电池的电压之间的电压差不在预设范围内，则主电池管理单元控制该待组合电池对应的连接器断开，该待组合电池不与主电池并联。

如图6所示，根据本发明一个实施例的电池容量的组合控制方法具体包括以下步骤：

S101：获取到电池扩容信号。

S102：判断是否接收到任意一个待组合电池的ID信号。

如果是，则执行步骤S103；如果否，则执行步骤S105。

S103：判断需要接入的待组合电池的电压与主电池的电压之间的电压差是否在预设范围内。

如果是，则执行步骤S104；如果否，则执行步骤S107。

S104，控制需要接入的待组合电池对应的连接器闭合，电池扩容成功，结束。

S105：判断没有待组合电池需要接入。

S106：保持原有电池组合方式运行，结束。

S107：控制需要接入的待组合电池对应的连接器断开，电压不相等的待组合电池暂时不接入。

由此，该组合式家庭储能系统能够任意组合电池，进而任意扩展储能系统的容量，满足用户的不同需求，方便用户使用。

根据本发明的一些实施例，主电池可与至少一个待组合电池构成电池组，组合控制方法还包括：通过主功率转换单元将电池组输出的直流电转换为交流电，或者将外部交流电转换成直流电以给电池组充电。具体而言，主功率转换单元可包括直流侧和交流侧，主功率转换单元的直流侧与电池组例如主电池的动力线相连，主功率转换单元的交流侧可通过可控开关组件与外部交流电的提供端例如市电电网相连。

下面结合图7和图8的实施例来详细描述本发明实施例的功率组合方式，通过不同的功率组合，可以将单相功率转换单元组合成功率更大的单相功率转换单元，或者可以将单相功率转换单元组合成三相功率转换单元。其中，在功率组合方式下，主功率转换单元仅用于将电池组输出的直流电转换为交流电，主功率转换单元的交流侧为主功率转换单元的输出端。

根据本发明的一个具体实施例，组合式家庭储能系统还包括第一功率连接器和至少一个第一功率转换单元，至少一个第一功率转换单元中的每个第一功率转换单元均与主功率转换单元进行通信，且每个第一功率转换单元分别通过第一功率连接器与电池组相连，组合控制方法还包括：主功率转换单元在获取到功率扩容信号时发出第一同步调整信号至每个第一功率转换单元以调整每个第一功率转换单元输出的电压幅值、频率和相位，并判断任意一个第一功率转换单元输出的电压与自身输出的电压是否同频且同相；如果判断任意一个第一功率转换单元输出的电压与自身输出的电压同频且同相，主功率转换单元控制该第一功率转换单元进行输出。

需要说明的是，每个第一功率转换单元均用于将电池组输出的直流电转换为交流电，每个第一功率转换单元的交流测均为输出端。每个第一功率转换单元均包括一个控制器，控制器用于调整第一功率转换单元交流测输出的电压幅值、频率和相位。

具体而言，主功率转换单元在获取到功率扩容信号时控制第一功率连接器闭合，同时向每个第一功率转换单元发出第一同步调整信号，每个第一功率转换单元的控制器根据第一同步调整信号调整其输出端输出的电压幅值、频率和相位，在判断任意一个第一功率转换单元输出的电压与主功率转换单元的电压同频同相时，主功率转换单元的控制器控制该第一功率转换单元进行输出。

如图7所示，根据本发明一个具体实施例的功率扩容的组合控制方法具体包括以下步骤：

S201：主功率转换单元的控制器获取到功率扩容信号。

S202：向每个第一功率转换单元发出第一同步调整信号以调整每个第一功率转换单元输出的电压幅值、频率和相位。

S203：判断第一功率转换单元输出的电压与自身输出的电压是否同频同相。

如果是，则执行步骤S204；如果否，则返回步骤S203。

S204：主功率转换单元控制该第一功率转换单元进行输出。

由此，通过功率组合可以将单相功率转换单元组合成功率更大的单相功率转换单元，从而该组合式家庭储能系统能够任意组合功率，进而任意扩展储能系统的功率，满足用户的不同需求，方便用户使用。

根据本发明的另一个具体实施例，组合式家庭储能系统还包括第二功率连接器、第二功率转换单元和第三功率转换单元，第二功率转换单元和第三功率转换单元均与主功率转换单元进行通信，且第二功率转换单元和第三功率转换单元分别通过第二功率连接器与电池组相连，组合控制方法还包括：主功率转换单元在获取到三相扩展信号时发出第二同步调整信号至第二功率转换单元和第三功率转换单元以调整第二功率转换单元和第三功率转换单元输出的电压幅值、频率和相位，并判断第二功率转换单元、第三功率转换单元与主功率转换单元中两两输出的电压之间的相位角是否相差预设角度；如果判断第二功率转换单元、第三功率转换单元与主功率转换单元中两两输出的电压之间的相位角相差预设角度，主功率转换单元控制第二功率转换单元和第三功率转换单元进行输出。

需要说明的是，第二功率转换单元和第三功率转换单元均用于将电池组输出的直流电转换为交流电，第二功率转换单元和第三功率转换单元的交流测均为输出端。第二功率转换单元和第三功率转换单元均包括一个控制器，控制器用于调整交流测输出的电压幅值、频率和相位。

具体而言，预设角度可为120度，主功率转换单元在获取到三相扩展信号时控制第二功率连接器闭合，同时向第二功率转换单元和第三功率转换单元发出第二同步调整信号，第二功率转换单元的控制器根据第二同步调整信号调整其输出端输出的电压幅值、频率和相位，并且第三功率转换单元根据第二同步调整信号调整其输出端输出的电压幅值、频率和相位，在判断第二功率转换单元输出的电压与主功率转换单元输出的电压之间的相位角相差120度、且第三功率转换单元输出的电压与第二功率转换单元输出的电压之间的相位角相差120度、且第三功率转换单元输出的电压与主功率转换单元输出的电压之间的相位角相差120度时，主功率转换单元控制第二功率转换单元和第三功率转换单元进行输出。

如图8所示，根据本发明一个具体实施例的功率扩容的组合控制方法具体包括以下步骤：

S301：主功率转换单元的控制器获取到扩展为三相扩展信号。

S302：向第二功率转换单元和第三功率转换单元发出第二同步调整信号以调整第二功率转换单元和第三功率转换单元输出的电压幅值、频率和相位。

S303：判断第二功率转换单元、第三功率转换单元与主功率转换单元中两两输出的电压之间的相位角是否相差120度。

如果是，则执行步骤S304；如果否，则返回步骤S303。

S304：主功率转换单元控制第二功率转换单元和第三功率转换单元进行输出。

由此，通过功率组合可以将单相功率转换单元组合成三相功率转换单元，从而该组合式家庭储能系统能够任意组合功率，进而任意扩展储能系统的功率，满足用户的不同需求，方便用户使用。

综上所述，根据本发明实施例提出的组合式家庭储能系统的组合控制方法，每个电池管理单元检测对应的待组合电池的状态信息和ID信号，并将对应的待组合电池的状态信息和ID信号发送至主电池管理单元，主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，则判断该待组合电池的电压与主电池的电压相等之间的电压差是否在预设范围内，如果判断电压差在预设范围内，主电池管理单元自责通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与主电池并联，从而该组合控制方法能够任意组合电池和功率转换单元，进而任意扩展储能系统的容量和功率，满足用户的不同需求，方便用户使用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种组合式家庭储能系统，其特征在于，包括：

N个待组合电池，其中，N为大于等于1的整数；

与所述N个待组合电池一一对应的N个电池管理单元，所述N个电池管理单元中的每个电池管理单元用于检测对应的待组合电池的状态信息和ID信号；

主电池；

与所述N个待组合电池一一对应的N个连接器，所述N个连接器中的每个连接器用于将对应的待组合电池并联到所述主电池的动力线上；

主电池管理单元，所述主电池管理单元分别与所述每个电池管理单元进行通信以接收所述每个电池管理单元发送的对应的待组合电池的状态信息和ID信号，所述主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，所述主电池管理单元判断该待组合电池的电压与所述主电池的电压之间的电压差是否在预设范围内，并在判断所述电压差在所述预设范围内时，所述主电池管理单元通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与所述主电池并联。

2.根据权利要求1所述的组合式家庭储能系统，其特征在于，所述主电池可与至少一个待组合电池构成电池组。

3.根据权利要求2所述的组合式家庭储能系统，其特征在于，还包括：

主功率转换单元，所述主功率转换单元与所述电池组相连，所述主功率转换单元用于将所述电池组输出的直流电转换为交流电，或者将外部交流电转换成直流电以给所述电池组充电。

4.根据权利要求3所述的组合式家庭储能系统，其特征在于，还包括：

第一功率连接器；

至少一个第一功率转换单元，所述至少一个第一功率转换单元中的每个第一功率转换单元均与所述主功率转换单元进行通信，且所述每个第一功率转换单元分别通过所述第一功率连接器与所述电池组相连；

其中，所述主功率转换单元在获取到功率扩容信号时发出第一同步调整信号至所述每个第一功率转换单元以调整所述每个第一功率转换单元输出的电压幅值、频率和相位，并在判断任意一个第一功率转换单元输出的电压与自身输出的电压同频且同相时，所述主功率转换单元控制该第一功率转换单元进行输出。

5.根据权利要求3所述的组合式家庭储能系统，其特征在于，还包括：

第二功率连接器；

第二功率转换单元和第三功率转换单元，所述第二功率转换单元和第三功率转换单元均与所述主功率转换单元进行通信，且所述第二功率转换单元和第三功率转换单元分别通过所述第二功率连接器与所述电池组相连；

其中，所述主功率转换单元在获取到三相扩展信号时发出第二同步调整信号至所述第二功率转换单元和第三功率转换单元以调整所述第二功率转换单元和第三功率转换单元输出的电压幅值、频率和相位，并在判断所述第二功率转换单元、所述第三功率转换单元与所述主功率转换单元中两两输出的电压之间的相位角相差预设角度时，所述主功率转换单元控制所述第二功率转换单元和第三功率转换单元进行输出。

6.根据权利要求1所述的组合式家庭储能系统，其特征在于，所述N个连接器均为可控开关连接装置。

7.一种根据权利要求1所述的组合式家庭储能系统的组合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述每个电池管理单元检测对应的待组合电池的状态信息和ID信号，并将对应的待组合电池的状态信息和ID信号发送至所述主电池管理单元；

所述主电池管理单元在接收到任意一个待组合电池的状态信息和ID信号时，如果获取到电池扩容信号，则判断该待组合电池的电压与所述主电池的电压之间的电压差是否在预设范围内；

如果判断所述电压差在所述预设范围内，所述主电池管理单元则通过控制与该待组合电池对应的连接器闭合以将该待组合电池与所述主电池并联。

8.根据权利要求7所述的组合式家庭储能系统的组合控制方法，其特征在于，所述主电池可与至少一个待组合电池构成电池组，所述组合控制方法还包括：

通过主功率转换单元将所述电池组输出的直流电转换为交流电，或者将外部交流电转换成直流电以给所述电池组充电。

9.根据权利要求8所述的组合式家庭储能系统的组合控制方法，其特征在于，所述组合式家庭储能系统还包括第一功率连接器和至少一个第一功率转换单元，所述至少一个第一功率转换单元中的每个第一功率转换单元均与所述主功率转换单元进行通信，且所述每个第一功率转换单元分别通过所述第一功率连接器与所述电池组相连，所述组合控制方法还包括：

所述主功率转换单元在获取到功率扩容信号时发出第一同步调整信号至所述每个第一功率转换单元以调整所述每个第一功率转换单元输出的电压幅值、频率和相位，并判断任意一个第一功率转换单元输出的电压与自身输出的电压是否同频且同相；

如果判断任意一个第一功率转换单元输出的电压与自身输出的电压同频同相，所述主功率转换单元控制该第一功率转换单元进行输出。

10.根据权利要求8所述的组合式家庭储能系统的组合控制方法，其特征在于，所述组合式家庭储能系统还包括第二功率连接器、第二功率转换单元和第三功率转换单元，所述第二功率转换单元和第三功率转换单元均与所述主功率转换单元进行通信，且所述第二功率转换单元和第三功率转换单元分别通过所述第二功率连接器与所述电池组相连，所述组合控制方法还包括：

所述主功率转换单元在获取到三相扩展信号时发出第二同步调整信号至所述第二功率转换单元和第三功率转换单元以调整所述第二功率转换单元和第三功率转换单元输出的电压幅值、频率和相位，并判断所述第二功率转换单元、所述第三功率转换单元与所述主功率转换单元中两两输出的电压之间的相位角是否相差预设角度；

如果判断所述第二功率转换单元、所述第三功率转换单元与所述主功率转换单元中两两输出的电压之间的相位角相差所述预设角度，所述主功率转换单元则控制所述第二功率转换单元和第三功率转换单元进行输出。