CN110445229A

CN110445229A - 储能电源

Info

Publication number: CN110445229A
Application number: CN201910659995.5A
Authority: CN
Inventors: 雷云; 张智锋; 欧阳明星
Original assignee: Shenzhen Carku Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Carku Technology Co Ltd
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2019-11-12

Abstract

本申请公开一种储能电源包括输入接口、第一输出接口、第二输出接口主控单元、储能单元及第一放电开关和第二放电开关。主控单元包括电连接于第一输出接口的第一检测引脚和电连接于第二输出接口的第二检测引脚。第一放电开关，电连接于输入接口与第一输出接口之间。第二放电开关电连接于储能单元和第二输出接口之间。主控单元还与第一放电开关以及第二放电开关分别电连接。主控单元在判断第一输出接口与交流负载连接时，控制第一放电开关导通，以使市电为交流负载供电。主控单元还在判断第二输出接口与直流负载连接时，控制第二放电开关导通，以使储能单元为直流负载供电。本申请提供的储能电源能够同时为直流负载和交流负载供电，提高了供电效率。

Description

储能电源

技术领域

本申请涉及储能应用技术领域，尤其涉及一种储能电源。

背景技术

现有的家用电器(冰箱、洗衣机等)大都采用市电直接供电，而市电的功率一般不会超过2200w-3520w，进而限制了家用电器的功率。此外，由于市电提供交流电，使得需要直流电供电的负载(微波炉、电机)需要增加转换电路以将市电输出的交流电转换为直流电再使用，进而增加了家用电器的生产成本及复杂性。

发明内容

本申请实施例公开一种储能电源以解决上述问题。

本申请实施例公开一种储能电源，包括：

输入接口，用于电连接市电；

第一输出接口，用于与交流负载电连接；

第二输出接口，用于与直流负载电连接；

主控单元，包括电连接于所述第一输出接口的第一检测引脚和电连接于所述第二输出接口的第二检测引脚；

第一放电开关，电连接于所述输入接口与第一输出接口之间；以及

储能单元和第二放电开关，所述第二放电开关电连接于所述储能单元和所述第二输出接口之间；

所述主控单元还与所述第一放电开关以及第二放电开关分别电连接；

其中，所述主控单元通过所述第一检测引脚检测第一信号，并根据所述第一信号判断所述第一输出接口是否与所述交流负载连接，并在判断所述第一输出接口与所述交流负载连接时，控制所述第一放电开关导通，以使所述市电为所述交流负载供电；

所述主控单元还通过所述第二检测引脚检测第二信号，并根据所述第二信号判断所述第二输出接口是否与所述直流负载连接，并在判断所述第二输出接口与所述直流负载连接时，控制所述第二放电开关导通，以使所述储能单元为所述直流负载供电。

本申请的储能电源，由于包括第一输出接口、第二输出接口及储能单元，进而可以同时为交流负载和直流负载供电，且直流负载的功率不受限制，从而提高了供电效率，且方便用户使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。

图1为本申请一实施例中的储能电源的原理框图。

图2为本申请另一实施例中的储能电源的原理框图。

图3为图1中储能单元的原理框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，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，都属于本申请保护的范围。

当一个元件被认为与另一个元件“连接”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本申请以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括复数表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，本申请中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个所列出项目的任何或所有可能组合。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

请参阅图1，图1为本申请一实施例提供的储能电源的原理框图。所述储能电源100用于分别与市电200、交流负载300及直流负载400电连接，用于接收所述市电200的供电，以及为交流负载300及直流负载400供电。在本实施方式中，所述储能电源100包括输入接口101、第一输出接口102以及第二输出接口103。所述储能电源100通过所述输入接口101与所述市电200电连接，且所述储能电源100还通过所述第一输出接口102和第二输出接口103分别与所述交流负载300及直流负载400电连接。

在一些实施方式中，所述储能电源100还包括储能单元10、主控单元20、第一检测开关K1、第一放电开关K2、第二检测开关K3及第二放电开关K4。

所述储能单元10用于存储并提供电能。具体地，所述储能单元10包括但不限于铅酸电池组或锂电池组等，在此不做限定。可以理解，为了提高所述储能单元10输出的电能，所述储能单元10所包括的电池组由若干单体电池串并联组成。显然，电池组包括的单体电池的数量可以依据具体的设计需求而设定，在此不做限定。

所述主控单元20包括第一检测引脚P1和第二检测引脚P3。所述第一检测引脚P1通过所述第一检测开关K1电连接于所述第一输出接口102。其中，所述第一检测开关K1在所述交流负载300连接到所述第一输出接口102时自动导通。所述主控单元20通过所述第一检测引脚P1检测第一信号，并根据所述第一信号判断所述第一输出接口102是否与所述交流负载300连接。

所述第一放电开关K2电连接于所述输入接口101与第一输出接口102之间，用于建立或者断开所述输入接口101与第一输出接口102之间的电连接。所述主控单元20与所述第一放电开关K2电连接，以控制所述第一放电开关K2的导通或截止。具体地，所述主控单元20还包括第一控制引脚P2，所述主控单元20通过所述第一控制引脚P2控制所述第一放电开关K2的导通或截止。所述主控单元20在判断所述第一输出接口102与所述交流负载300连接时，通过所述第一控制引脚P2控制所述第一放电开关K2导通，以使所述市电200为所述第一输出接口102所连接的交流负载300供电。所述主控单元20还用于在判断所述第一输出接口102未与所述交流负载300连接时，通过所述第一控制引脚P2控制所述第一放电开关K2截止，以断开所述市电200与所述第一输出接口102之间的电连接。

所述第二检测引脚P3通过所述第二检测开关K3与所述第二输出接口103电连接。其中，所述第二检测开关K3在所述直流负载400连接到所述第二输出接口103时自动导通。所述主控单元20通过所述第二检测引脚P3检测第二信号，并根据所述第二信号判断所述第二输出接口103是否与所述直流负载400连接。

所述第二放电开关K4电连接于所述储能单元10和所述第二输出接口103之间，用于建立或者断开所述储能单元10和所述第二输出接口103之间的电连接。所述主控单元20与所述第二放电开关K4电连接，以控制所述第二放电开关K4的导通或截止。具体地，所述主控单元20还包括第二控制引脚P4，所述主控单元20还通过所述第二控制引脚P4控制所述第二放电开关K4的导通或截止。所述主控单元20还用于在判断所述第二输出接口103与所述直流负载400连接时，通过所述第二控制引脚P4控制所述第二放电开关K4导通，以使所述储能单元10为所述第二输出接口103所连接的直流负载400供电。所述主控单元20还用于在判断所述第二输出接口103未与所述直流负载400连接时，通过所述第二控制引脚P4控制所述第二放电开关K4截止，以断开所述储能单元10与所述第二输出接口103之间的电连接。

在一些实施方式中，所述第一输出接口102与所述第二输出接口103的接口类型不同，例如，只有交流负载才能与第一输出接口102相插接，且只有直流负载才能与第二输出接口103相插接，进而可以防止不同类型的负载因插错接口而损坏。

在一些实施方式中，所述第一检测引脚P1所检测到的第一信号由高电平变为低电平时，所述主控单元20确定所述交流负载300与所述第一输出接口102连接。例如，所述第一输出接口102可包括多个引脚，其中一个引脚和第一检测开关K1的控制端相连，其中另一引脚可以接地并与第一检测开关K1的连接端相连。当所述交流负载300未接入所述第一输出接口102时，所述第一检测开关K1处于截止状态，此时，所述第一检测引脚P1相当于悬空而处于高电平状态；当所述交流负载300与所述第一输出接口102连接时，连接所述第一检测开关K1的控制端的引脚因与交流负载300的接地引脚相连而接地，进而使得第一检测开关K1导通，此时，所述第一检测引脚P1因接地而检测到低电平信号。

同理，当所述第二检测引脚P3所检测到的第二信号由高电平变为低电平时，所述主控单元20确定所述直流负载400与所述第二输出接口103连接。在本实施方式中，所述交流负载的功率小于市电200的功率。所述直流负载400的功率可以大于市电200的功率也可以小于市电200的功率，本申请中不做限制。

可以理解，在一些实施方式中，所述第一检测开关K1和所述第二检测开关K3也可以省略。例如，所述第一检测引脚P1可以直接和所述第一输出接口102中的一个检测引脚相连，当交流负载300与所述第一输出接口102连接时，该检测引脚因与交流负载300的地相连而处于低电平状态，而当交流负载300未与所述第一输出接口102连接时，该检测引脚因悬空二处于高电平状态。显然，所述第一信号和所述第二信号的检测方式并不限于此。

本申请实施例所提供的储能电源100，由于包括第一输出接口102、第二输出接口103及储能单元10，进而可以同时为交流负载和直流负载供电，且直流负载的功率不受限制，从而提高了供电效率，且方便用户使用。

请参阅图2，图2为本申请另一实施例中的储能电源的原理框图。为了方便对储能单元10的充电，以方便用户使用，如图2所示，在一些实施方式中，所述储能电源100还包括充电器30及充电控制开关K5。所述充电器30与所述输入接口101电连接，所述充电控制开关K5电连接于所述充电器30和所述储能单元10之间，并电连接于所述主控单元20。具体地，所述主控单元20还包括第三控制引脚P5，所述主控单元20通过所述第三控制引脚P5控制所述充电控制开关K5的导通或截止。当所述充电控制开关K5处于导通状态时，市电200可以通过所述充电器30为所述储能单元10充电。其中，所述充电器30用于将市电200输出的交流电转换为直流电以为储能单元10充电。

在本申请实施方式中，当所述交流负载300与所述第一输出接口102连接和/或所述直流负载400与所述第二输出接口103连接时，所述主控单元20控制所述充电控制开关K5处于截止状态，以禁止市电200为所述储能单元10充电。当所述交流负载300未与所述第一输出接口102连接，且所述直流负载400未与所述第二输出接口103连接时，所述主控单元20控制所述充电控制开关K5导通且控制第二放电开关K4截止，以使得市电200可以为储能单元10充电。如此，当储能电源100处于闲置状态时，市电200即可给储能单元10进行充电，无需额外操作，进而方便用户使用。

在一些实施方式中，为了方便对储能电源100的控制以利于储能电源100朝着智能化发展，所述储能电源100还包括与所述主控单元20电连接的通信单元30。当所述主控单元20还通过所述通信单元30与移动终端(图未示)进行通信。当所述储能单元10处于充电状态时，所述主控单元20还根据所述通信单元30接收到的所述移动终端(如手机)发送的第一指令控制所述充电控制开关K5截止，以禁止所述市电200为所述储能单元10继续充电。

当所述储能单元10处于放电状态时，所述主控单元20还根据所述通信单元30接收到的所述移动终端发送的第二指令控制所述第二放电开关K4截止，以禁止所述储能单元10继续为所述直流负载400供电。如此，用户可以通过移动终端远程控制储能单元10是否停止充电或者是否停止放电。

请参阅图3，在一种实施方式中，所述储能单元10还包括供电组件11及电池电压检测电路12。其中，所述供电组件11包括多个电池模块111。所述主控单元20还与所述电池电压检测电路12电连接。在本实施方式中，所述电池电压检测电路12与各组电池模块111电连接，用于实时地检测各组电池模块111的剩余电压。

当所述储能单元10处于充电状态时，若其中至少一电池模块111的电压高于第一预设电压时，所述主控单元20控制所述充电控制开关K5截止，以断开所述储能单元10和所述逆变器20之间的电连接，以控制所述市电200停止为所述储能单元10充电，进而避免电池模块111过充的情况发生，以从而对供电组件11起到保护作用。

当所述储能单元10处于放电状态时，若其中至少一电池模块111的电压低于第二预设电压时，所述主控单元20控制所述充电控制开关K5截止，以断开所述储能单元10和所述逆变器20之间的电连接，以控制所述储能单元10停止为所述第二输出接口103所连接的直流负载400供电，进而避免电池模块111过放的情况发生，从而对供电组件11起到保护作用。在本实施方式中，所述第二预设电压小于所述第一预设电压。

可以理解的是，所述第一预设电压为充电截止电压，所述第二预设电压为放电截止电压。所述第一预设电压和第二预设电压可以根据电池模块111的材料及特性而确定，在此不做限定。

本申请实施例对所述电池电压检测电路12的具体电路结构不做限定，只要所述电池电压检测电路12能够分别检测各组电池模块111的电压即可。例如，所述电池电压检测电路12可包括多个电压检测子电路，每一电压检测子电路分别用于检测一组或多组电池模块111的电压，以便有针对性地对相应的电池模块进行相应的电压检测。

在一些实施方式中，所述储能单元10还可包括电池温度检测电路14以及电池均衡电路15，其中，所述电池温度检测电路14用于检测各组电池模块111的温度。所述电池均衡电路15电连接于各组电池模块111，所述主控单元20与所述电池温度检测电路14以及电池均衡电路15分别电连接，所述主控单元20还用于根据各组电池模块111的温度，通过所述电池均衡电路15均衡控制各组电池模块111的工作状态，如此，某些电池模块111在其温度过高时，即可通过所述电池均衡电路15的均衡控制而暂时关闭，以免影响所述供电组件11的使用性能。

例如，所述主控单元20可根据各组电池模块111的温度和剩余电压值等中的一种或多种参数，确定电池不平衡以及非安全或错误的运行环境，例如过压、欠压、过热等，并通过所述电池均衡电路15均衡控制所述供电组件11的各组电池模块111的工作状态，例如开启某些温度较低和/或电压较高的充电电池，关闭某些温度较高和/或电压较低的充电电池，以对所述供电组件11进行可控的保护性管理，保证所述供电组件11的安全可靠使用。

可以理解的是，所述电池温度检测电路14可与各组电池模块111设置在同一电路基板上，以便于更准确地检测相应的电池模块的温度。本申请实施例对所述电池温度检测电路14的具体电路结构不做限定，只要所述电池温度检测电路14能够分别检测各组电池模块111的温度即可。例如，所述电池温度检测电路14可包括多个温度检测子电路，每一温度检测子电路分别用于检测一组或多组电池模块111的温度，以便有针对性地对相应的电池模块进行相应的温度检测。

本申请实施例对所述电池均衡电路15的具体电路结构不做限定，只要所述电池均衡电路15能够分别控制各组电池模块111的工作状态即可。例如，所述电池均衡电路15可包括多个均衡子电路，每一均衡子电路分别用于控制一组或多组电池模块111的工作状态。

可以理解的是，为了使所述储能单元10的结构紧凑，以减小所述储能电源100的体积，所述电池电压检测电路12、电池温度检测电路14、电池均衡电路15可集成于同一块电路基板110上。

在本实施方式中，所述第一检测开关K1、所述第二检测开关K3、所述第一放电开关K2、所述第二放电开关K4和所述充电控制开关K5均为电子开关，例如，晶体管、晶闸管、可控硅、场效应管和继电器等。

在本实施方式中，所述主控单元20可为单片机、微控制单元(Micro ControlUnit，MCU)等。所述主控单元20可包括多个信号采集端口、通信端口、多个控制端口等，其中，所述主控单元20可通过其多个信号采集端口分别与电池电压检测电路12、电池温度检测电路14等电连接，以获取所述储能电源100的多种电气信息，例如所述供电组件20的各组电池模块111的剩余电压和温度等。所述主控单元20还可通过其多个控制端口分别与各个开关单元、电池均衡电路15等电连接，以根据不同的控制需求来对相应的电子器件或电路结构进行相应的控制。

因此，在一些实施方式中，当所述储能单元10处于充电状态时，所述主控单元20还用于在所述储能单元10处于异常状态时，控制所述充电控制开关K5截止，以禁止所述市电200为所述储能单元10充电。当所述储能单元10处于放电状态时，所述主控单元20还用于在所述储能单元10处于异常状态时，控制所述第二放电开关K4截止，以禁止所述储能单元10为所述第二输出接口103所连接的直流负载400供电。其中，所述储能单元10的异常状态包括所述储能单元10的过压状态、欠压状态、过温状态或过流状态中的至少一种。

此外，所述主控单元20还可以将所述储能单元10的电池状态信息通过所述通信单元30发送至所述移动终端，以供用户参考。当储能单元10的状态信息异常时还可以发送提示信息至所述移动终端，以提醒用户对储能单元10进行维护。

其中，所述储能单元10的电池状态信息包括所述储能单元10的电压信息、电流信息或温度信息中的至少一种。所述提示信息包括图片，文字声音中的至少一种。

在本实施方式中，所述通信单元为GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)模块。

以上具体实施方式对本申请进行了详细的说明，但这些并非构成对本申请的限制。本申请的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本申请所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims

1.一种储能电源，其特征在于，包括：

输入接口，用于电连接市电；

第一输出接口，用于与交流负载电连接；

第二输出接口，用于与直流负载电连接；

2.如权利要求1所述的储能电源，其特征在于，所述第一输出接口和所述第二输出接口的类型不同。

3.如权利要求1所述的储能电源，其特征在于，所述储能电源还包括第一检测开关，所述第一检测开关电连接于所述第一检测引脚和所述第一输出接口之间；其中，所述第一检测开关在所述交流负载连接到所述第一输出接口时自动导通；所述主控单元在检测到所述第一信号由高电平信号变为低电平信号时，确定所述第一输出接口与所述交流负载连接。

4.如权利要求1所述的储能电源，其特征在于，所述储能电源还包括第二检测开关；所述第二检测开关电连接于所述第二检测引脚与所述第二输出接口电连接之间；其中，所述第二检测开关在所述直流负载连接到所述第二输出接口时自动导通；所述主控单元在检测到所述第二信号由高电平信号变为低电平信号时，确定所述第二输出接口与所述直流负载连接。

5.如权利要求1所述的储能电源，其特征在于，所述储能电源还包括：

充电器，电连接于所述输入接口；以及

充电控制开关，电连接于所述充电器和所述储能单元之间；

所述主控单元还与所述充电控制开关电连接，所述主控单元用于控制所述充电控制开关的导通或截止。

6.如权利要求5所述的储能电源，其特征在于，所述主控单元还用于在检测到所述第一输出接口与所述交流负载连接和/或所述第二输出接口与所述直流负载连接时，控制所述充电控制开关截止，以控制所述市电停止为所述储能单元充电。

7.如权利要求5所述的储能电源，其特征在于，所述主控单元还用于在所述第一输出接口与所述交流负载未连接，且所述第二输出接口与所述直流负载未连接时，控制所述充电控制开关导通且控制第二放电开关截止，以使得所述市电为储能单元充电。

8.如权利要求5所述的储能电源，其特征在于，所述储能电源还包括：

通信单元，与所述主控单元电连接，并用于与移动终端进行通信；

当所述储能单元处于充电状态时，所述主控单元还根据所述通信单元接收到的所述移动终端发送的第一指令控制所述充电控制开关截止，以禁止所述市电为所述储能单元继续充电；或者，当所述储能单元处于放电状态时，所述主控单元还根据所述通信单元接收到的所述移动终端发送的第二指令控制所述第二放电开关截止，以禁止所述储能单元继续为所述直流负载供电。

9.如权利要求5所述的储能电源，其特征在于，所述储能单元包括供电组件及电池电压检测电路；其中，所述供电组件包括多个电池模块；

所述电池电压检测电路与各组电池模块电连接，用于实时地检测各组电池模块的剩余电压；

当所述供电组件处于充电状态时，所述主控单元还用于在其中至少一电池模块的电压高于第一预设电压时，控制所述充电控制开关截止，以控制所述市电停止为所述储能单元充电；或者，当所述供电组件处于放电状态时，所述主控单元还用于在其中至少一电池模块的电压低于第二预设电压时，控制所述第二放电开关截止，以控制所述储能单元停止为所述直流负载供电；其中，所述第一预设电压大于所述第二预设电压。

10.如权利要求9所述的储能电源，其特征在于，所述储能电源还包括：

电池温度检测电路，用于检测各组电池模块的温度；以及

电池均衡电路，电连接于各组电池模块；

所述控制单元与所述电池温度检测电路以及电池均衡电路分别电连接，所述控制单元还用于根据各组电池模块的温度，通过所述电池均衡电路均衡控制各组电池模块的工作状态。