CN112271798A - 储能设备、模块化储能供电方法、共享系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供储能设备、模块化储能供电方法、共享系统和存储介质，包括负载和外部电源；若干个电池安装槽安装放置标准化储能模块；控制模块根据电池信息控制标准化储能模块、负载和外部电源之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同；各电池安装槽分别设有拆装选择机构，以及与标准化储能模块的正负触点适配的通电脚点；控制模块，还根据用户操作信息生成对应拆装控制信号以控制正负触点断开与通电脚点的连接，使得无需断电即可拔出拆卸标准化储能模块。本发明分立式管理达到高效均衡以提升电池使用寿命，通过共享标准化储能模块，方便储能设备根据需求灵活配置电池容量，并可无需断电即可拔出拆卸标准化储能模块。

Description

储能设备、模块化储能供电方法、共享系统和存储介质

技术领域

本发明涉及充电控制技术领域，尤指一种储能设备、模块化储能供电方法、共享系统和存储介质。

背景技术

目前，伴随动力电池技术的不断创新与提升，电动汽车大功率快速充电的需求日益增长，光伏发电成本与电池储能成本持续降低，如何满足规模化电动汽车的大功率集中充电需求，又可实现分布式电源的最大化消纳是重要的问题之一，这也是电动汽车光储式快充站工程部署的研究热点。

现有的离网型可再生能源发电系统配置有蓄电池，由于考虑到阴雨少光时的持续供电能力，必须配置至少4倍于日均用电量的蓄电池容量，使得系统体积大、重量重。而且由于蓄电池组中单体一致性差会使整组电池寿命受影响，使得蓄电池组后期的可扩展性极差，且需要断电才能将蓄电池组进行拔出拆卸，使用体验差。

发明内容

本发明的目的是提供一种储能设备、模块化储能供电方法、共享系统和存储介质，实现进行分立式管理，根据各个储能模块的剩余电量值，达到快速高效均衡，提升电池使用寿命，此外，通过共享储能模块，方便储能设备根据需求灵活配置电池容量，还可实现无需断电就进行拔出拆卸标准化储能模块。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种储能设备，包括：

负载和用于为负载供电或为标准化储能模块充电的外部电源；

若干个电池安装槽，用于安装放置标准化储能模块，所述标准化储能模块包括储能设备出厂后的自带储能模块、储电站共享租借且与所述电池安装槽适配的可租赁储能模块；

标准化储能模块，用于储存电能或者为负载供电；

控制模块，分别与所述标准化储能模块、负载和外部电源连接，用于获取所有标准化储能模块的电池信息；

所述控制模块，还用于根据所述电池信息，控制所述标准化储能模块、负载和外部电源之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同；

各电池安装槽分别设有用于获取用户操作信息的拆装选择机构，以及与所述标准化储能模块的正负触点适配的通电脚点；

所述控制模块，还与所述拆装选择机构连接，用于根据用户操作信息生成对应拆装控制信号以控制所述正负触点断开与所述通电脚点的连接，使得无需断电即可拔出拆卸所述标准化储能模块。

本发明还提供一种模块化储能供电方法，应用于所述的储能设备，包括步骤：

获取所有标准化储能模块的电池信息；

根据所有电池信息中的剩余电量值按照从大至小的顺序进行排序，并根据最大、最小的剩余电量值计算得到电量差值；

将所述电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果，根据比较结果生成对应的开关控制信号；

根据所述开关控制信号控制标准化储能模块、负载和外部电源之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如所述的模块化储能供电方法所执行的操作。

本发明还提供一种模块化储能共享系统，还包括：能源管理服务器、物流服务器、移动设备、储电站处的充电管理服务器；

所述能源管理服务器，用于接收用户发起的电池租赁请求，根据所述电池租赁请求和所述充电管理服务器的充电管理信息生成电池配送信息；所述电池租赁请求包括所述储能设备的位置信息与可租赁储能模块的需求数量；

所述物流服务器，用于根据所述电池配送信息派遣移动设备从储电站处运输对应需求数量的可租赁储能模块至所述位置信息处，以便所述移动设备将所述可租赁储能模块交给用户安装扩充至空闲的电池安装槽内。

通过本发明提供的一种储能设备、模块化储能供电方法、共享系统和存储介质，能够进行分立式管理，根据各个储能模块的剩余电量值，达到快速高效均衡，提升电池使用寿命，此外，通过共享储能模块，方便储能设备根据需求灵活配置电池容量，还可实现无需断电就进行拔出拆卸标准化储能模块，提升用户对于储能设备的使用体验。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种储能设备、模块化储能供电方法、共享系统和存储介质的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种储能设备的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明一种储能设备的一个实施例的结构示意图；

图3是本发明一种储能设备的一个实施例的结构示意图；

图4是本发明一种储能设备的一个实施例的结构示意图；

图5是本发明一种储能设备的一个实施例的结构示意图；

图6是本发明一种储能设备的一个实施例的结构示意图；

图7是本发明一种储能设备的一个实施例的结构示意图；

图8是本发明一种储能设备的一个实施例的结构示意图；

图9是本发明一种模块化储能供电方法的一个实施例的流程图；

图10是本发明一种模块化储能共享系统的一个实施例的结构示意图；

图11是本发明一种模块化储能共享系统的一个实施例的结构示意图；

图12是本发明一种模块化储能共享系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

本发明的一个实施例，如图1所示，一种储能设备，包括：

负载；

若干个电池安装槽，用于安装放置标准化储能模块，所述标准化储能模块包括储能设备出厂后的自带储能模块、储电站共享租借且与所述电池安装槽适配的可租赁储能模块；

标准化储能模块，用于储存电能或者为负载供电；

控制模块，分别与所述标准化储能模块和负载连接，用于获取所有标准化储能模块的电池信息；

所述控制模块，还用于根据所述电池信息，控制所述标准化储能模块、负载之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同；

各电池安装槽分别设有用于获取用户操作信息的拆装选择机构，以及与所述标准化储能模块的正负触点适配的通电脚点；

所述控制模块，还与所述拆装选择机构连接，用于根据用户操作信息生成对应拆装控制信号以控制所述正负触点断开与所述通电脚点的连接，使得无需断电即可拔出拆卸所述标准化储能模块。

具体的，储能设备主要应用于离网型用户，离网型用户包括但是不限于目标区域，电动摩托、电动汽车、电动农机车辆，目标区域是指电力不可达的区域。在离网型用户以外，还适用于市电可达但是电力质量差，时常发生断电的区域。储能设备包括控制模块、若干个电池安装槽、标准化储能模块、外部电源和拆装选择机构。标准化储能模块为了给负载供电，因此各个标准化储能模块均设置有正极触点和负极触点，即各标准化储能模块均设置有正负触点。本实施例中的负载为储能设备的电灯、驱动电机等需要供电工作且安装设于储能设备上的器件。

一般，用户将标准化储能模块安装在电池安装槽后，默认标准化储能模块的正负触点与电池安装槽的通电脚点处于连接状态。各个电池安装槽分别连接有一拆装选择机构，这个拆装选择机构可以让用户进行手动拨动或者按压。

本发明的拆装选择机构可以是触摸交互屏，用户可通过触摸交互屏手动输入或者语音输入需拔出拆卸的标准化储能模块的储能标识码进而直接生成拆装控制信号。当然，本发明的拆装选择机构还可以是投掷开关等硬件选择开关，投掷开关包括投掷端子、导通档位端子和断电档位端子，一般标准化储能模块安装在电池安装槽后投掷端子会与导通档位端子连接，如果用户将投掷端子手动拨动至与断电档位端子连接，那么控制模块会生成拆装控制信号并控制正负触点断开与通电脚点的连接，以实现无需断电即可拔出拆卸标准化储能模块。也就是说，在用户将标准化储能模块安装至电池安装槽后，如果在拔出拆卸标准化储能模块前，用户可通过拆装选择机构生成拆装控制信号，那么控制模块会根据拆装控制信号控制标准化储能模块的正负触点与通电脚点处于断电状态，这样用户可以在并不影响整个储能设备的工作状态的前提下可拔出拆卸对应的标准化储能模块。

多个标准化储能模块均可与控制模块连接，储能设备通过控制模块获取所有标准化储能模块的电池信息，根据电池信息控制各个标准化储能模块、外部电源与负载之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同，提升电池组的使用寿命。另外，通过电池安装槽安装放置储电站共享租借给用户侧的标准化储能模块，可以提高蓄电池组后期的可扩展性，用户侧更灵活，综合成本更低。此外，可在不断电前提下方便用户拔出拆卸标准化储能模块，提升用户对于储能设备的使用体验。

基于前述实施例，如图2所示，标准化储能模块包括：

若干个电芯通过串并联组成的电池组；

具体的，用户侧即储能设备配备如图1中的控制模块（Module of Control，简称MC）和标准化储能模块（Module of Battery，简称MB）。

其中，标准化储能模块是可共享使用的模块。标准化储能模块包括储能设备出厂后的自带储能模块、储电站共享租借且与所述电池安装槽适配的可租赁储能模块，自带储能模块与可租赁储能模块的规格、尺寸可相同，便于储电站和储能设备进行共享充电使用。

具体的，标准化储能模块（Module of Battery，简称MB）内包含有若干个电池（例如锂电池、铅酸电池）组，传感器，电池管理子模块，第一无线通信子模块。标准化储能模块可移动可共享，每个标准化储能模块具有独立唯一的标识ID即储能标识码，其中的电池组配置为常用的备用电量，这样使得整个标准化储能模块的重量轻，体积小从而方便移动。MB中主要部件为电池组，根据储能设备的容量及动力性需求将电芯进行串、并联。

电池管理子模块，与所述电芯连接，用于对所述电芯进行保护；

具体的，MB中的电池管理子模块对电芯进行防止过充过放保护。

传感器，与电池组连接，用于采集获取电池组的电气状态参数；所述电气状态参数包括电压、电流、温度；

第一无线通信子模块，与传感器连接，用于将电池信息发送至控制模块；电池信息包括标准化储能模块的储能标识码及其对应的电气状态参数。

具体的，传感器包括电压传感器、电流传感器和温度传感器，可通过传感器对电池电压、电流、温度进行采集。通过第一无线通信子模块与第二无线通信子模块通信，以便将电池信息上报给MC的储能管理子模块。其中，为了实现MB共享，每个MB具有唯一的标识ID即储能标识码，并且通过无线通信子模块与能源管理系统进行通信，以实现后者对MB的调度、管理。

优选的，标准化储能模块还包括高效散热器，由于电池组的热管理对于电池的安全耐久性至关重要，因此高效散热器也是MB中的重要组成部分。

基于前述实施例，所述标准化储能模块还包括：

处理子模块，与所述传感器连接，用于在所述标准化储能模块安装至所述电池安装槽时，根据所述电气状态参数计算得到所述标准化储能模块的剩余电量；

所述第一无线通信子模块，与所述处理子模块连接，还用于发送所述标准化储能模块的剩余电量至所述控制模块；所述电池信息还包括剩余电量。

基于前述实施例，所述第一无线通信子模块，与所述控制模块和储电站处的充电管理服务器连接，还用于接收所述充电管理服务器或控制模块发送的标准化储能模块的剩余电量；

所述处理子模块，与所述第一无线通信子模块连接，还用于储存所述标准化储能模块的剩余电量，并在所述标准化储能模块安装至所述电池安装槽时，发送标准化储能模块的剩余电量至所述控制模块。

具体的，SOC值的计算可以在标准化储能模块、控制模块、充电管理服务器任一一主体上进行。在标准化储能模块安装至所述电池安装槽时，通过标准化储能模块自身的处理子模块，或者由控制模块计算得到标准化储能模块最新的SOC值并且存储在标准化储能模块中，这样在储能设备中新接入标准化储能模块时，控制模块可立即从新安装接入的标准化储能模块处读取到最新的SOC值，并将最新的SOC值作为初始值参与积分计算得到实时的SOC值。

当然，当标准化储能模块在储电站进行充电时，由充电管理服务器将充电过程中实时监测到的标准化储能模块的SOC值发送给标准化储能模块，并将其作为最新的SOC值储存在标准化储能模块中，这样在储能设备中新接入标准化储能模块时，控制模块可立即从新安装接入的标准化储能模块处读取到最新的SOC值，并将最新的SOC值作为初始值参与积分计算得到实时的SOC值。

基于前述实施例，如图2和图3所示，控制模块包括：

充电控制器315，与外部电源连接，并通过多路选通开关与各标准化储能模块连接，用于向标准化储能模块或逆变器320提供直流电和供电保护；

具体的，外部电源以及控制模块是用户侧非共享模块。MC内包含有充电控制器315，储能管理子模块，逆变器320，第二无线通信子模块，通断开关Kc330和多路选通开关。

其中充电控制器315用来控制外部电源（例如太阳能电池、风力发电机等可再生能源发电设备，以及市电）给标准化储能模块充电，能保护电池不过充、不反接。示例性的，充电控制器315具备“最大功率点跟踪”的功能，能够实时检测太阳能电池的电压和电流，并采用最大功率跟踪算法，使太阳能电池以最大功率对标准化储能模块进行充电，发电效率高。

第二无线通信子模块，与第一无线通信子模块连接，用于接收各标准化储能模块对应的电池信息；

逆变器320，通过通断开关Kc330与充电控制器315连接，并通过多路选通开关与各标准化储能模块连接，用于将直流电转换为工作交流电供电给负载；

储能管理子模块，与所述第二无线通信子模块连接，根据所接收到的所有电池信息计算得到各标准化储能模块的剩余电量、实际发电功率和逆变器输出功率生成开关控制信号；

具体的，储能管理子模块根据所有接入MC的标准化储能模块（Module of Battery，简称MB）上报的电池信息，分析评价MB当前的工作状态，进行有效控制与管理以保证电池系统的安全性，耐久性。此外，储能管理子模块根据第二无线通信子模块从标准化储能模块处获取的电池信息（电压、电流、温度）进行积分计算得到MB的剩余电量，进而根据剩余电量、实际发电功率和逆变器输出功率生成开关控制信号控制电力电子开关的通断状态，以负责实施电量均衡控制。

所述通断开关Kc330，与储能管理子模块连接，用于根据所述开关控制信号控制自身的开关状态，以切换充电控制器315与逆变器320之间的线路连接状态；

所述多路选通开关，与储能管理子模块连接，用于根据所述开关控制信号控制自身的开关状态，以切换标准化储能模块与充电控制器315、逆变器320之间的线路连接状态。

具体的，通过对电力电子开关（包括本发明的通断开关Kc330和多路选通开关Kn325）的导通与关断控制，逆变器320将外部电源所发的直流电或标准化储能模块中的直流电转换成常规负载所需的交流电。

优选的，控制模块即MC中还包括高效散热器。由于MC包含了电力电子开关、电感、电容等功率器件，这些器件工作时的发热需及时散出，否则发生故障将造成设备无法运行，为了提高防护等级需采用全封闭结构，因此高效散热器的作用至关重要。

通过本实施例，储能设备平时只需配置满足日常需求容量的标准化储能模块（图10中的MB，Module of Battery）。在偶发天气原因造成发电量不足的情况下，或者储能设备未配备有可再生能源发电设备的情况下，可由储电站调度派送标准化储能模块给用户侧的储能设备以备用，即用户侧的储能设备可将储电站侧派送的标准化储能模块替换自身电量低的储电模块，或者安装标准化储能模块至空闲状态的电池安装槽，由标准化储能模块继续为储能设备供电工作。其中，标准化储能模块是储电站和用户侧的储能设备通用的，且由储电站完成充电后（可以是电量充满，也可以是SOC达到预设电量值例如90%）的标准化储能模块。MB可通过MC进行充放控制，并根据储能设备需求进行多模块扩充。

优选的，储能设备装配有外部电源，不需要用户侧即储能设备携带过多的蓄电池，就能满足储能设备的日常用电需求。

基于前述实施例，如图3和图8所示：

标准化储能模块的第一端口与其对应的多路选通开关的接入端口连接；

标准化储能模块的第二端口分别与充电控制器315的第一极性输出端和逆变器320的第一极性输入端连接；

多路选通开关的第一选择端口为空载，多路选通开关的选择端子默认与第一选择端口连接；

多路选通开关的第二选择端口与充电控制器315的第二极性输出端连接；

多路选通开关的第三选择端口与逆变器320的第二极性输入端连接。

具体的，第一极性输出端为直流正极输出端，第二极性输出端为直流负极输出端，第一极性输入端为直流正极输入端，第二极性输入端为直流负极输入端，如图3所示。当然，第一极性输出端还可以是直流负极输出端，第二极性输出端还可以是直流正极输出端，第一极性输入端还可以是直流负极输入端，第二极性输入端还可以是直流正极输入端，此情况下与图3仅仅更改了端口极性，在此不再图示。

储能设备的硬件示意图参见图3，一般情况下电力电子开关均断开，充电放电回路均不导通。多路选通开关如图8所示，图8中节点1为多路选通开关的接入端口，节点2为第一选择端口，即表明多路选通开关的选择端子与第一选择端口连接时，该多路选通开关处于断开状态，节点3为多路选通开关的第二选择端口，该第二选择端口与充电控制器315的第二极性输出端连接作为充电节点，节点4为多路选通开关的第三选择端口，该第三选择端口与逆变器320的第二极性输入端连接作为放电节点。

该多路选通开关可用金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管实现。多路选通开关和通断开关Kc330与主控制板310通过I/O线缆连接，由于布线复杂，在图中未示出。其中，主控制板310是储能管理子模块的一部分，开关控制信号由主控制板310根据控制策略生成，然后主控制板310根据开关控制信号中开关的标识号，通过I/O线缆将开关控制信号发送给对应的多路选通开关和通断开关Kc330，以便控制多路选通开关和通断开关Kc330切换自身的通断状态，进而切换标准化储能模块、逆变器320之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同。

基于前述实施例，储能管理子模块包括：

排序单元，用于根据所接收到的所有电池信息中的剩余电量值进行大小排序；

具体的，可以按照剩余电量值的数值大小按照从大到小的顺序进行排序，也可以按照剩余电量值的数值大小按照从小到大的顺序进行排序，总之，只要能够进行剩余电量值比较查找到最大剩余电量值和最小剩余电量值即可。

计算单元，用于根据最大、最小的剩余电量值计算得到电量差值；

比较单元，用于将所述电量差值与预设阈值进行比较；

判断单元，用于将所述实际发电功率与逆变器输出功率进行大小判断得到判断结果；

生成单元，用于根据所述比较结果和判断结果生成对应的开关控制信号。

具体的，由于MB为可扩展，在储能设备需要补充电能时将从外部充满电的MB（即本发明的储电站共享租借给用户侧储能设备的标准化储能模块也就是可租赁储能模块）插接到电池安装槽上，并与控制模块连接，新接入电池安装槽中的MB的SOC（State of Charge，电池荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余可放电电量与其完全充电状态的电量的比值，常用百分数表示）势必与电池安装槽中已有MB的SOC不同。因此，储能管理子模块负责对电池安装槽中的不同MB进行SOC的检测与对比。

此外，储能管理子模块将电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果，并将实际发电功率与逆变器输出功率进行大小判断得到判断结果，然后，储能管理子模块的生成单元根据所述比较结果和判断结果生成对应的开关控制信号，将开关控制信号发送到对应的电力电子开关（包括本发明的通断开关Kc330和多路选通开关），电力电子开关接收到开关控制信号后，切换自身的通断状态，进而可以切换外部电源与标准化储能模块、负载之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同。

基于前述实施例，还包括：

储存单元，用于获取各个标准化储能模块的储能标识码与其连接的多路选通开关的开关标识码之间的对应关系；

生成单元包括：

查找子单元，用于查找剩余电量值最大的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标放电开关标识码，并查找剩余电量值最小的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标充电开关标识码；

具体的，通过上述实施例，完成了各个标准化储能模块的剩余电量的比较和排序。另外，由于储存单元储存由各个标准化储能模块的储能标识码与其连接的多路选通开关的开关标识码之间的对应关系，即一旦获取到某一标准化储能模块的储能标识码，就可获取到与该标准化储能模块连接的多路选通开关的开关标识码。因此，一旦排序完成后，可以根据剩余电量值最大的标准化储能模块的储能标识码，查找到多路选通开关的目标放电开关标识码，根据剩余电量值最小的标准化储能模块的储能标识码，查找到多路选通开关的目标充电开关标识码。

生成子单元，用于在比较结果为电量差值超过预设阈值时，生成第一开关控制信号，并根据目标放电开关标识码生成第三开关控制信号，根据目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号；

生成子单元，还用于在比较结果为电量差值未超过预设阈值，且判断结果为实际发电功率超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号，并根据目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号；

生成子单元，还用于在比较结果为电量差值未超过预设阈值，且判断结果为实际发电功率未超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号，根据目标放电开关标识码生成第三开关控制信号。

基于前述实施例，所述生成子单元，还用于根据所述用户操作信息生成对应的拆装控制信号；

所述多路选通开关，用于接收到所述拆装控制信号时控制自身的选择端子与所述第一选择端口连接以切换至空载状态，使得所述储能设备在不断电状态下实现拔出拆卸对应的标准化储能模块。

具体的，用户将标准化储能模块安装在电池安装槽后，默认标准化储能模块的正负触点与电池安装槽的通电脚点处于连接状态。拆装选择机构通过上述实施例的方式获取用户的操作信息（例如手动拨打信息，手动按压信息，手动触摸信息以及语音信息等操作信息），控制模块与拆装选择机构通信连接，这样控制模块能够从拆装选择机构处获取到用户操作信息，进而使得控制模块的生成子模块根据用户操作信息生成对应的拆装控制信号，这样，多路选通开关根据接收到的拆装控制信号时控制自身的选择端子与所述第一选择端口连接以切换至空载状态，使得所述储能设备在不断电状态下实现拔出拆卸对应的标准化储能模块，提升用户对于储能设备的使用体验。

基于前述实施例，通断开关Kc330，用于接收到第一开关控制信号时控制自身断开；

通断开关Kc330，还用于接收到第二开关控制信号时控制自身闭合；

多路选通开关，还用于接收到第三开关控制信号时控制自身的选择端子与第三选择端口连接；

多路选通开关，还用于接收到第四开关控制信号时控制自身的选择端子与第二选择端口连接。

具体的，为快速、高效地对MB进行均衡调节，将MC中的充电回路与放电回路分立控制，均衡控制策略流程参见图9所示。

第一种情况是：当SOC高低差悬殊时，也就是电量差值超过预设阈值（即ΔSOC=SOCmax-SOCmin≥L1）时，则将充放电回路分开，将SOC低的MB接入充电回路，直接补充电能，与此同时，将SOC高的MB接入放电回路，为负载供电并消耗电能。

示例性的，如图4所示，假设储能设备包括两个标准化储能模块，分别为MB1和MBn。如果SOC最低的为MB1，SOC最高的为MBn，且ΔSOC=SOCmax-SOCmin=SOC_MB1-SOC_MBn≥L1，那么说明SOC的最低与最高值悬殊，此时需要尽快将差值缩小。因此，需要将通断开关Kc330断开使得充电控制器315与逆变器320不连通。此时，与MB1连接的多路选通开关K1的选择端子切换到到第二选择端口（即充电节点）上，使得MB1的正极接到充电控制器315的输出正极端，MB1的负极接到充电控制器315的输出负极端，形成如图4中命名为FH的虚线框所示的充电回路。与此同时，与MBn理解的多路选通开关Kn的选择端子切换到第三选择端口（即放电节点）上，使得MBn的正极接到逆变器320的输入正极端，MBn的负极接到逆变器320的输入负极端，形成如图4中命名为FH的虚线框所示的放电回路，将MBn其中直流电通过逆变器320转换为交流电供给负载使用。

第二种情况是：当SOC高低差不悬殊时，也就是电量差值不超过预设阈值（即ΔSOC=SOCmax-SOCmin＜L1）时，则将充电与放电回路连接起来。如果外部电源的发电量充沛时，其所发电能可直接供给负载，以降低充放电循环中的损耗，而多余电能可充入SOC低的MB。

示例性的，如图5所示，假设储能设备包括多个标准化储能模块，分别为MB1、MB2、……，MBn-1和MBn。如果SOC最低的为MB1，SOC最高的为MBn，并且，MB1、MB2的SOC较低，MBn-1和MBn的SOC较高。若ΔSOC=SOCmax-SOCmin=SOC_MB1-SOC_MBn＜L1，那么说明SOC的最低与最高值不悬殊，SOC的最低与最高值差值小于预设阈值。因此，需要将通断开关Kc330闭合使得充电控制器315与逆变器320连通。此时，充电控制器315的输出正极端与逆变器320的输入正极端直接相连，充电控制器315将外部电源提供的电能转换为直流电直接接入逆变器320，可通过逆变器320将外部电源提供的电能转换为交流电直接供给负载，以降低蓄电池充放电循环中的损耗。若MB1和MB2的SOC相等且均为最低，那么与MB1连接的多路选通开关K1的选择端子切换到到第二选择端口（即充电节点）上，并且与MB2连接的多路选通开关K2的选择端子切换到到第二选择端口（即充电节点）上，形成如图5中命名为CH的虚线框所示的充电回路，使得外部电源（例如太阳能电池、风力发电机等）所发的多余电能可充入MB1和MB2中。

第三种情况是：当SOC高低差不悬殊时，也就是电量差值不超过预设阈值（即ΔSOC=SOCmax-SOCmin＜L1）时，则将充电与放电回路连接起来。如果外部电源的发电量不足以完全承担负载用电时，则由SOC高的MB进行补充供电，并消耗其中电能。

示例性的，如图6所示，假设储能设备包括多个标准化储能模块，分别为MB1、MB2、……，MBn-1和MBn。如果SOC最低的为MB1，SOC最高的为MBn-1和MBn。若ΔSOC=SOCmax-SOCmin=SOC_MB1-SOC_MBn＜L1，那么说明SOC的最低与最高值不悬殊，SOC的最低与最高值差值小于预设阈值。因此，需要将通断开关Kc330闭合使得充电控制器315与逆变器320连通。此时，将与MBn-1连接的多路选通开关Kn-1的选择端子切换到到第三选择端口（即放电节点）上，并且将与MBn连接的多路选通开关Kn的选择端子切换到到第三选择端口（即放电节点）上，形成如图6中命名为FH的虚线框所示的放电回路，使得MBn-1和MBn接到逆变器320输入端，直接将MBn-1和MBn其中直流电通过逆变器320转换为交流电供给负载使用。

通过上述三种情况，即根据SOC值以及外部电源的发电量（即实际发电功率）和负载用电量（即负载工作所需的逆变器输出功率）的情况，将不同MB进行相应的充、放电控制，使各个MB的SOC尽快梯级趋同，且避免了常规均衡方法中的损耗。当所有MB的SOC都达到相等时，则所有MB都并联在一起，通断开关Kc330闭合使得充电控制器315与逆变器320连通，使得充电与放电回路连接在一起，见图7。延续上述实施例，假设储能设备包括多个标准化储能模块，分别为MB1、MB2、……，MBn-1和MBn。如果SOC最低的为MB1，SOC最高的为MBn。

通过SOC最低的MB1逐渐充电，当MB1的SOC值与MB2相等时，MB1与MB2将视为相同的MB，它们对应的选通开关也将采用相同的操作。同样地，SOC最高的MBn逐渐放电，当MBn的SOC值与MBn-1相等时，MBn与MBn-1将视为相同的MB，它们对应的选通开关也将采用相同的操作。以此类推，最初不同的SOC，低位的MB逐级向上充电，高位的MB逐级向下放电，如同登梯子，直到均衡。当所有MB达到均衡时，它们并联且与充电控制器315输出与逆变器320输入直接相连，系统进入平稳运行状态，如图7。

本发明可解决因电池容量原因，导致短期或长期无法满足用电设备的用电需求的问题，且储能设备的标准化储能模块采用模块化设计，可通过分立式控制达到快速高效均衡，通过共享标准化储能模块，方便储能设备根据需求灵活配置电池容量。另外，虽然蓄电池组中单体一致性差，但是因为将高、低SOC的标准化储能模块分别接入放电、充电回路，以快速高效地梯级均衡所有标准化储能模块的剩余电量，从而使得电池组的使用寿命延长。

本发明的一个实施例，一种模块化储能供电方法，包括步骤：

S110获取所有标准化储能模块的电池信息；

S120根据所有电池信息中的剩余电量值按照从大至小的顺序进行排序，并根据最大、最小的剩余电量值计算得到电量差值；

S130将所述电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果，根据比较结果生成对应的开关控制信号；

S140根据所述开关控制信号控制通断开关Kc330和多路选通开关的开关状态，从而切换标准化储能模块、逆变器320之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同。

具体的，本实施例是上述储能设备对应的方法实施例，具体效果参见上述实施例，在此不再一一赘述。

本发明的一个实施例，一种模块化储能供电方法，包括步骤：

S210获取各个标准化储能模块的储能标识码与其连接的多路选通开关的开关标识码之间的对应关系；

S220获取所有标准化储能模块的电池信息；

S230根据所有电池信息中的剩余电量值按照从大至小的顺序进行排序，并根据最大、最小的剩余电量值计算得到电量差值；

S240查找剩余电量值最大的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标放电开关标识码，并查找剩余电量值最小的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标充电开关标识码；

S250将所述电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果，根据比较结果生成对应的开关控制信号；

其中，S250的具体步骤为：

S251在所述比较结果为所述电量差值超过预设阈值时，生成第一开关控制信号，并根据所述目标放电开关标识码生成第三开关控制信号，根据所述目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号；

S260根据所述开关控制信号控制通断开关Kc330和多路选通开关的开关状态，从而切换标准化储能模块、逆变器320之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同；

其中，S260的具体步骤为：

S261在比较结果为电量差值超过预设阈值时，根据第一开关控制信号控制通断开关Kc330断开，并根据第三开关控制信号控制对应多路选通开关的选择端子与第三选择端口连接，根据第四开关控制信号控制对应多路选通开关的选择端子与第二选择端口连接，切换外部电源与标准化储能模块、负载之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同。

具体的，S240的执行顺序可以在S220之后，S230之前，也可以在S230之后，S250之前，当然，S240也可以与S230同时执行，均在本发明的保护范围之内，再次不做限定。本实施例是上述储能设备对应的方法实施例，具体效果参见上述实施例，在此不再一一赘述。

本发明的一个实施例，一种模块化储能供电方法，包括步骤：

S310获取各个标准化储能模块的储能标识码与其连接的多路选通开关的开关标识码之间的对应关系；

S320获取所有标准化储能模块的电池信息；

S330根据所有电池信息中的剩余电量值按照从大至小的顺序进行排序，并根据最大、最小的剩余电量值计算得到电量差值；

S340查找剩余电量值最大的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标放电开关标识码，并查找剩余电量值最小的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标充电开关标识码；

S350将所述电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果；

S360在连接有外部电源时，获取外部电源的实际发电功率和负载工作所需的逆变器输出功率，将实际发电功率与逆变器输出功率进行大小判断得到判断结果；

S370根据所述比较结果和判断结果生成对应的开关控制信号；

其中，S370的具体步骤为：

S371在所述比较结果为所述电量差值未超过预设阈值，且所述判断结果为所述实际发电功率超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号，并根据所述目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号；或，

S372在所述比较结果为所述电量差值未超过预设阈值，且所述判断结果为所述实际发电功率未超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号，根据所述目标放电开关标识码生成第三开关控制信号；

S380根据所述开关控制信号控制通断开关Kc330和多路选通开关的开关状态，从而切换标准化储能模块、逆变器320之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同；

其中，S380的具体步骤为：

S381在比较结果为电量差值未超过预设阈值，且判断结果为实际发电功率超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号控制通断开关Kc330闭合，并根据目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号控制对应多路选通开关的选择端子与第二选择端口连接，切换外部电源与标准化储能模块、负载之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同；或，

S382在比较结果为电量差值未超过预设阈值，且判断结果为实际发电功率未超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号控制通断开关Kc330闭合，根据目标放电开关标识码生成第三开关控制信号控制对应多路选通开关的选择端子与第三选择端口连接，切换外部电源与标准化储能模块、负载之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同。

具体的，S360可以在任意时刻执行，只要S360的执行时刻在S370之前即可。另外，S340的执行顺序可以在S330之后，S370之前，也可以在S350之后，S370之前，当然，S340也可以与S330同时执行，均在本发明的保护范围之内，再次不做限定。本实施例是上述储能设备140对应的方法实施例，具体效果参见上述实施例，在此不再一一赘述。

本发明的一个实施例，如图10所示，一种模块化储能共享系统，包括上述实施例中的储能设备140，还包括：能源管理服务器120、物流服务器130、移动设备、储电站145处的充电管理服务器115；

所述能源管理服务器120，用于接收用户发起的电池租赁请求，根据所述电池租赁请求和所述充电管理服务器115的充电管理信息生成电池配送信息；所述电池租赁请求包括所述储能设备140的位置信息与标准化储能模块的需求数量；还用于接收储能设备140发送的控制模块及标准化储能模块的运行数据，将所述运行数据进行存储并统计生成缴费信息或电池扩充提醒以告知用户；

所述物流服务器130，用于根据所述电池配送信息派遣移动设备从储电站处运输对应需求数量的可租赁储能模块至所述位置信息处，以便所述移动设备将所述可租赁储能模块交给用户安装扩充至空闲的电池安装槽内。

具体的，控制模块的运行数据包括用户侧的可再生能源发电设备的发电量，用户侧的每个MB的充、放电量，用户侧的负载用电量。标准化储能模块的运行数据包括自身的初始储电量、归还储电量、使用天数。

模块化储能共享系统分为用户侧和储电站145侧两部分。储电站145的电力来源既可以是电网，也可以是可再生能源，根据所在地区资源条件而定。通过充电设备将电能充入MB，并进行规模化仓储管理。每个MB的充放电工作信息通过MB的第一无线通信子模块无线传输发送到充电管理服务器115进行存储及管理。

若用户侧即储能设备140配备独立的可再生能源发电装备，如图10中的太阳能电池，以及控制子模块（Module of Control，简称MC）。如图2所示，在MC中包括了充电控制器315、逆变器320、储能管理子模块等。储能设备140平时只需配置满足日常需求容量的标准化储能模块（图10中的MB，Module of Battery）。在偶发天气原因造成发电量不足的情况下，由储电站145派送标准化储能模块给储能设备备用。MB可通过MC进行充放控制，并根据储能设备140的用电需求进行MB模块的扩充。

其中，电池租赁请求可以是MC根据MB的剩余电量情况向用户APP发出预先提示，或者由能源管理服务器120根据用户用电历史数据分析出的用户模型，结合天气信息网提供的预报信息，向用户APP发出预先提示，由用户使用移动终端（例如手机、IPAD、电脑等等）安装有的用户APP生成并发送电池租赁请求给能源管理服务器120。

如图11所示，移动设备将从储电站145处的已经完成充电的标准化储能模块运输到储能设备140所在位置后，由用户将移动设备运输过来的标准化储能模块安装至储能设备140的电池安装槽处。或者，移动设备具有机械手，由移动设备将自身运输过来的标准化储能模块安装至储能设备140的电池安装槽处。

模块化储能共享系统根据功能分为四个层次，如图12所示。

物理层，即设备层，包含了相关的具体设备、硬件等；

能量流层，系统涉及到电能在不同单元间的流动，对能量流的控制可实现能量利用率最大化，对能量流的监测计量既可进行MB使用计费，也是电池管理子模块的重要环节；

通信层，地域上的分散以及共享的需求及管理，必需对MB以及储能设备140所在地等信息通过无线通信采集；

应用层，在用户侧和储电站145侧有不同的操作或管理需求，用户侧需要简洁明了的需求提交、计费缴费操作，储电站145则有复杂的数据存储处理、调度管理等，应根据需求分别开发。其中，计费缴费的计费因子包括MB的初始储电量、归还储电量、使用天数和物流里程等等。

其中，由于储电站145侧需要对MB模块进行充电、仓储、调用出库等。因此，充电管理服务器115调度的对象是MB模块、充电接口。储电站145的电力来源可能是太阳能电池、风力发电、电网电力，储电站145的充电管理服务器115通过上述电力来源由充电控制设备将电能充入MB，然后将充满电的MB由仓储搬运设备（例如机器人）或者仓库员工放入仓储区域备用，需要时调出库。储电站145的充电管理服务器115的管理对象包括发电设备、充电控制设备、仓储搬运设备。储电站145的充电管理服务器115的数据处理的对象包括以上所有储电站145内的设备运行数据，以及来自能源管理服务器120的数据。运输管理针对的是MB入库出库时与物流服务器130的对接。

用户侧对储能设备140自带的可再生能源发电设备发电量、每个MB模块的充电、放电量、负载用电量进行监测。储电站145侧对供电设备，如太阳能电池、风电、市电等的发电量，每个充电设备每次充电的MB模块编号、充电电量。

示例性的，MC105内包含有充电控制器315，储能管理子模块，逆变器320，无线通信子模块，高效散热器。其中可包含部分锂电池，配置为储能设备140常规用电量。也可不包含锂电池，系统所有的储能部件均由MB提供。当储能设备140在无电网供电区域即目标区域时，MC105的电能输入可以兼容太阳能电池、风力发电机。当储能设备140在电网供电质量差，经常发生断电的区域，电能输入还可以是电网，系统则可作为UPS应用。该MC模块为用户侧的非共享子模块。

MB110内包含有锂电池组，传感器，电池管理子模块，无线通信子模块，高效散热器。该MB模块可移动可共享，具有独立唯一的标识ID，其中的锂电池配置为常用的备用电量，且整个MB模块的重量方便移动。

MB110具有可共享扩展的性质，在储能设备140需要补充电能时，将从外部充满电的MB110（即本发明的标准化储能模块）插接到MC105上，新接入MB110的SOC势必与已有MB110不同。在MC105中的储能管理子模块负责对不同MB110进行SOC的检测与对比。为快速、高效地对MB110进行均衡调节，将MC105中的充电回路与放电回路分立控制。当SOC高低差悬殊时，将SOC低的MB110接到充电控制器315的直流输出端，直接补充电能；与此同时，将SOC高的MB110接入逆变器320的直流输入端，为负荷340供电并消耗电能。当SOC高低差不悬殊时，则将充电控制器315与逆变器320之间的开关330合上。当太阳能电池发电量充沛时，其所发电能可直接供给负荷340，以降低充放电循环中的损耗，而多余电能可充入SOC低的MB110。当太阳能电池发电量不足以完全承担负荷340用电时，则由SOC高的MB110进行补充供电，并消耗其中电能。根据SOC值以及可再生能源发电量和负荷用电量的情况，将不同MB110进行相应的充、放电控制，使SOC尽快梯级趋同，且避免了常规均衡方法中的损耗。

以上的电子电力开关可用金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管实现。开关控制信号由主控制板310根据控制策略通过I/O线缆发送到对应的电子电力开关，电力电子开关根据接收到的开关控制信号进行通断状态的控制。

图9均衡控制策略流程图中，SOC最高值与最低值的差为DSOC，判断是否悬殊的限制值为L1，其中，限制值L1的推荐数值为30%。当所有MB110的SOC都已达到均衡时，所有MB110到MC105的开关都接到充电控制器315的直流输出端上，充电控制器315与逆变器320之间的开关330也合上。

储电站145的电力来源既可以是电网，也可以是可再生能源，根据所在地区资源条件而定。通过充电管理服务器115将电能充入MB110，并进行规模化仓储管理。每个MB110的充放电工作信息通过互联网125发送到服务器进行存储及管理。

当储能设备140侧的MC105中的电池容量不足时，储能设备140APP135通过互联网125发送租赁MB110的请求也就是电池租赁请求。

能源管理服务器120接到电池租赁请求后，根据储能设备140的位置信息与标准化储能模块的需求数量，仓储物流做出物流安排生成电池配送信息，由能源管理服务器120将电池配送信息发送至物流服务器130进行调度空闲状态的移动设备（可以是物流车辆，物流机器人）运输标准化储能模块。物流服务器130可以采样专用物流配送网络，也可以是通用的终端物流网络，后者则效率更高，成本更低。

能源管理服务器120可根据气象数据向储能设备140进行气象预报，发出是否需要进行扩容储备的预警。

能源管理服务器120对储电站145所有设备进行监控管理、对储电站145和储能设备140的数据进行储能用能综合管理，通过大数据的分析了解储能设备140的用电信息。

能源管理服务器120可与行业部门的信息服务器相连，为特定储能设备140用户群体提供更贴近需求的综合信息服务。

由于，现有可再生能源发电系统为避免电池容量无法满足需求的问题，在系统设计及配置之初就按照最大预期进行电池容量配置。这会造成最初采购成本增加，却在实际使用过程中大部分时间里只使用其中一部分容量，造成浪费。如果后期再增配电池，则由于蓄电池单体一致性差反而影响整组寿命。

通过上述实施例，本发明可解决因电池容量原因，导致短期或长期无法满足储能设备140用户的用电需求的问题，且储能设备140的标准化储能模块采用模块化设计，可通过分立式控制达到快速高效均衡，通过共享标准化储能模块，方便储能设备140根据需求灵活配置电池容量。另外，虽然蓄电池组中单体一致性差，但是对于不同SOC的MB模块进行分立式管理，控制各MB模块的接入开关，投入相应的充电或放电回路，由于根据各自SOC值以及可再生能源发电量和负载用电量的情况，因为将高、低SOC的标准化储能模块分别接入放电、充电回路，以快速高效地梯级均衡所有标准化储能模块的剩余电量，从而使得电池组的使用寿命延长。

优选的，选用能量密度更大，循环寿命更长的锂离子电池替代铅酸电池。用户侧配备独立的可再生能源发电装备，如太阳能电池、风力发电机，再加上一个MC模块，可扩展标准化储能模块的需求数量的一个或多个MB模块共同构成用户侧的可再生能源发电的储能设备140。本共享系统采用模块化锂电池储能单元，重量轻，便于移动。为储能设备140提供随时扩展的储能部件，可根据用电设备用电量变化随时增减，灵活配置。虽然锂电池价格较铅酸电池高，但采用本发明的共享方式后可降低系统初次购买时电池配置量，一次性采购成本并未提高。且锂电池寿命较铅酸电池长得多，加之规模化采购更具价格优势，因此综合使用成本更低。

本发明模块化储能共享系统与现有的特定品牌电动自行车和电动汽车电池换电站相比，更具有通用性和便利性，而且，标准化储能模块容量的选定更便于携带及运输配送，储能设备140使用更为便利。若用户已装备有可再生能源发电设备，也可采取租用标准化储能模块的模式。在雨季前或临时性用电量增加时扩充储能容量，以应对发电量不足的情况。

储能设备140从共享系统中获得的标准化储能模块，势必与已有标准化储能模块的SOC不同，因此对不同SOC的标准化储能模块进行快速高效地均衡，是系统的关键技术之一。现有的均衡方法有被动均衡与主动均衡，被动均衡是用电阻消耗掉多余电量，主动均衡则是通过电力电子器件的升压降压回路进行高低电量的平衡。前者存在电量浪费，后者有充电放电循环，也存在一定的损耗。而本发明中的储能管理子模块则将高、低SOC的电池分别接入放电、充电回路，以快速高效地梯级均衡。总而言之，使用本储能共享系统后，用户侧系统更灵活，综合成本更低。

本发明的一个实施例，一种模块化储能共享方法，包括步骤：

S410所述能源管理服务器接收用户发起的电池租赁请求后，根据所述电池租赁请求和所述充电管理服务器的充电管理信息生成电池配送信息；所述电池租赁请求包括所述储能设备的位置信息与可租赁储能模块的需求数量；

S420所述物流服务器，用于根据所述电池配送信息派遣移动设备从储电站处运输对应需求数量的可租赁储能模块至所述位置信息处，以便所述移动设备将所述可租赁储能模块交给用户安装扩充至空闲的电池安装槽内；

S430在用户完成标准化储能模块的安装扩充后，储能设备获取所有标准化储能模块的电池信息；

S440储能设备根据所有电池信息中的剩余电量值按照从大至小的顺序进行排序，并根据最大、最小的剩余电量值计算得到电量差值；

S450储能设备将所述电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果，根据比较结果生成对应的开关控制信号；

S460储能设备根据所述开关控制信号控制通断开关Kc330和多路选通开关的开关状态，从而切换标准化储能模块、逆变器320之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同；

S470能源管理服务器接收储能设备发送的控制模块及标准化储能模块的运行数据，将所述运行数据进行存储并统计生成缴费信息或电池扩充提醒以告知用户。

具体的，本实施例是上述模块化储能共享系统对应的方法实施例，具体效果参见上述实施例，在此不再一一赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

本发明的一个实施例，一种存储介质，存储介质中存储有至少一条指令，指令由处理器加载并执行以实现上述模块化储能供电方法对应实施例所执行的操作。例如，存储介质可以是只读内存(ROM)、随机存取存储器(RAM)、只读光盘(CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。

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，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。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序121发送指令给相关的硬件完成，所述的计算机程序121可存储于一存储介质中，该计算机程序121在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序121可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序121的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM， Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM， Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如：在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读的存储介质不包括电载波信号和电信信号。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种储能设备，其特征在于，包括：

负载和用于为负载供电或为标准化储能模块充电的外部电源；

若干个电池安装槽，用于安装放置标准化储能模块，所述标准化储能模块包括储能设备出厂后的自带储能模块、储电站共享租借且与所述电池安装槽适配的可租赁储能模块；

标准化储能模块，用于储存电能或者为负载供电；

控制模块，分别与所述标准化储能模块、负载和外部电源连接，用于获取所有标准化储能模块的电池信息；

所述控制模块，还用于根据所述电池信息，控制所述标准化储能模块、负载和外部电源之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同；

各电池安装槽分别设有用于获取用户操作信息的拆装选择机构，以及与所述标准化储能模块的正负触点适配的通电脚点；

所述控制模块，还与所述拆装选择机构连接，用于根据用户操作信息生成对应拆装控制信号以控制所述正负触点断开与所述通电脚点的连接，使得无需断电即可拔出拆卸所述标准化储能模块。

2.根据权利要求1所述的储能设备，其特征在于，所述标准化储能模块包括：

若干个电芯通过串并联组成的电池组；

电池管理子模块，与所述电芯连接，用于对所述电芯进行保护；

传感器，与所述电池组连接，用于采集获取电池组的电气状态参数；所述电气状态参数包括电压、电流、温度；

第一无线通信子模块，与所述传感器连接，用于将电池信息发送至所述控制模块；所述电池信息包括所述标准化储能模块的储能标识码及其对应的电气状态参数。

3.根据权利要求2所述的储能设备，其特征在于，所述标准化储能模块还包括：

处理子模块，与所述传感器连接，用于在所述标准化储能模块安装至所述电池安装槽时，根据所述电气状态参数计算得到所述标准化储能模块的剩余电量；

所述第一无线通信子模块，与所述处理子模块连接，还用于发送所述标准化储能模块的剩余电量至所述控制模块；所述电池信息还包括剩余电量。

4.根据权利要求3所述的储能设备，其特征在于：

所述第一无线通信子模块，与所述控制模块和储电站处的充电管理服务器连接，还用于接收所述充电管理服务器或控制模块发送的标准化储能模块的剩余电量；

所述处理子模块，与所述第一无线通信子模块连接，还用于储存所述标准化储能模块的剩余电量，并在所述标准化储能模块安装至所述电池安装槽时，发送标准化储能模块的剩余电量至所述控制模块。

5.根据权利要求2-4任一项所述的储能设备，其特征在于：

所述控制模块包括：

充电控制器，与所述外部电源连接，并通过多路选通开关与各标准化储能模块连接，用于向所述标准化储能模块或逆变器提供直流电和供电保护；

第二无线通信子模块，与所述第一无线通信子模块连接，用于接收各标准化储能模块对应的电池信息；

逆变器，通过通断开关与所述充电控制器连接，并通过多路选通开关与各标准化储能模块连接，用于将所述直流电转换为工作交流电供电给所述负载；

储能管理子模块，与所述第二无线通信子模块连接，根据所接收到的所有电池信息计算得到各标准化储能模块的剩余电量、实际发电功率和逆变器输出功率生成开关控制信号；

所述通断开关，与储能管理子模块连接，用于根据所述开关控制信号控制自身的开关状态，以切换充电控制器与逆变器之间的线路连接状态；

所述多路选通开关，与储能管理子模块连接，用于根据所述开关控制信号控制自身的开关状态，以切换标准化储能模块与充电控制器、逆变器之间的线路连接状态。

6.根据权利要求5所述的储能设备，其特征在于：

所述标准化储能模块的第一端口与其对应的多路选通开关的接入端口连接；

所述标准化储能模块的第二端口分别与充电控制器的第一极性输出端和逆变器的第一极性输入端连接；

所述多路选通开关的第一选择端口为空载，所述多路选通开关的选择端子默认与所述第一选择端口连接；

所述多路选通开关的第二选择端口与所述充电控制器的第二极性输出端连接；

所述多路选通开关的第三选择端口与所述逆变器的第二极性输入端连接。

7.根据权利要求6所述的储能设备，其特征在于，所述储能管理子模块包括：

排序单元，用于根据所接收到的所有电池信息中的剩余电量值进行大小排序；

计算单元，用于根据最大、最小的剩余电量值计算得到电量差值；

比较单元，用于将所述电量差值与预设阈值进行比较；

判断单元，用于将所述实际发电功率与逆变器输出功率进行大小判断得到判断结果；

生成单元，用于根据所述比较结果和判断结果生成对应的开关控制信号。

8.根据权利要求7所述的储能设备，其特征在于，还包括：

储存单元，用于获取各个标准化储能模块的储能标识码与其连接的多路选通开关的开关标识码之间的对应关系；

所述生成单元包括：

查找子单元，用于查找所述剩余电量值最大的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标放电开关标识码，并查找所述剩余电量值最小的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标充电开关标识码；

生成子单元，用于在所述比较结果为所述电量差值超过预设阈值时，生成第一开关控制信号，并根据所述目标放电开关标识码生成第三开关控制信号，根据所述目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号；

生成子单元，还用于在所述比较结果为所述电量差值未超过预设阈值，且所述判断结果为所述实际发电功率超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号，并根据所述目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号；

生成子单元，还用于在所述比较结果为所述电量差值未超过预设阈值，且所述判断结果为所述实际发电功率未超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号，根据所述目标放电开关标识码生成第三开关控制信号。

9.根据权利要求8所述的储能设备，其特征在于：

所述生成子单元，还用于根据所述用户操作信息生成对应的拆装控制信号；

所述多路选通开关，用于接收到所述拆装控制信号时控制自身的选择端子与所述第一选择端口连接以切换至空载状态，使得所述储能设备在不断电状态下实现拔出拆卸对应的标准化储能模块。

10.根据权利要求9所述的储能设备，其特征在于：

所述通断开关，用于接收到所述第一开关控制信号时控制自身断开；

所述通断开关，还用于接收到所述第二开关控制信号时控制自身闭合；

所述多路选通开关，还用于接收到所述第三开关控制信号时控制自身的选择端子与所述第三选择端口连接；

所述多路选通开关，还用于接收到所述第四开关控制信号时控制自身的选择端子与所述第二选择端口连接。

11.一种模块化储能供电方法，应用于权利要求1-10任一项所述的储能设备，其特征在于，包括步骤：

获取所有标准化储能模块的电池信息；

根据所有电池信息中的剩余电量值按照从大至小的顺序进行排序，并根据最大、最小的剩余电量值计算得到电量差值；

将所述电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果，根据比较结果生成对应的开关控制信号；

根据所述开关控制信号控制标准化储能模块、负载和外部电源之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同。

12.根据权利要求11所述的模块化储能供电方法，其特征在于，还包括步骤：

获取外部电源的实际发电功率和负载工作所需的逆变器输出功率，将所述实际发电功率与逆变器输出功率进行大小判断得到判断结果；

所述将所述电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果之后还包括步骤：

根据所述比较结果和判断结果生成对应的开关控制信号。

13.根据权利要求12所述的模块化储能供电方法，其特征在于，所述获取所有标准化储能模块的电池信息之前包括步骤：

获取各个标准化储能模块的储能标识码与其连接的多路选通开关的开关标识码之间的对应关系；

所述获取所有标准化储能模块的电池信息之后，所述将所述电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果，根据比较结果生成对应的开关控制信号之前包括步骤：

查找所述剩余电量值最大的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标放电开关标识码，并查找所述剩余电量值最小的标准化储能模块所连接的多路选通开关的目标充电开关标识码；

所述将所述电量差值与预设阈值进行比较得到比较结果，根据比较结果生成对应的开关控制信号包括步骤：

在所述比较结果为所述电量差值超过预设阈值时，生成第一开关控制信号，并根据所述目标放电开关标识码生成第三开关控制信号，根据所述目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号；

所述根据所述比较结果和判断结果生成对应的开关控制信号包括步骤：

在所述比较结果为所述电量差值未超过预设阈值，且所述判断结果为所述实际发电功率超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号，并根据所述目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号；或，

在所述比较结果为所述电量差值未超过预设阈值，且所述判断结果为所述实际发电功率未超过逆变器输出功率时，生成第二开关控制信号，根据所述目标放电开关标识码生成第三开关控制信号；

所述根据所述开关控制信号控制标准化储能模块、负载和外部电源之间的线路连接状态，使得各标准化储能模块的剩余电量趋同包括步骤：

根据所述第一开关控制信号控制所述通断开关断开，并根据所述第三开关控制信号控制对应多路选通开关的选择端子与第三选择端口连接，根据所述第四开关控制信号控制对应多路选通开关的选择端子与第二选择端口连接；或，

根据所述第二开关控制信号控制所述通断开关闭合，并根据所述目标充电开关标识码生成对应的第四开关控制信号控制对应多路选通开关的选择端子与第二选择端口连接；或，

根据所述第二开关控制信号，根据所述目标放电开关标识码生成第三开关控制信号控制对应多路选通开关的选择端子与第三选择端口连接。

14.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如权利要求11至权利要求13任一项所述的模块化储能供电方法所执行的操作。

15.一种模块化储能共享系统，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的储能设备，还包括：能源管理服务器、物流服务器、移动设备、储电站处的充电管理服务器；

所述能源管理服务器，用于接收用户发起的电池租赁请求，根据所述电池租赁请求和所述充电管理服务器的充电管理信息生成电池配送信息；所述电池租赁请求包括所述储能设备的位置信息与可租赁储能模块的需求数量；

所述物流服务器，用于根据所述电池配送信息派遣移动设备从储电站处运输对应需求数量的可租赁储能模块至所述位置信息处，以便所述移动设备将所述可租赁储能模块交给用户安装扩充至空闲的电池安装槽内。

16.根据权利要求15所述模块化储能共享系统，其特征在于：

所述能源管理服务器，还用于接收储能设备发送的控制模块及储能模块的运行数据，将所述运行数据进行存储并统计生成缴费信息或电池扩充提醒以告知用户。

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