实用新型内容
本申请的主要目的在于提供一种并机装置及储能系统,旨在解决当前对于储能设备接入数量的检测方法不准确,容易出现数量检测错误的问题。
第一方面,本申请提供一种并机装置,所述并机装置包括多个并机接口、多个信号检测电路、多个分压电路和至少一个输出接口;
所述至少一个输出接口用于连接负载;每个所述输出接口均包括零线端子和至少一个火线端子;
每个所述并机接口用于接入储能设备;每个所述并机接口均包括零线端子和至少一个火线端子;每个所述并机接口的零线端子与所述输出接口的零线端子连接;每个所述并机接口的火线端子与所述输出接口对应的火线端子连接;
每个所述分压电路与对应的一个所述并机接口连接;每个所述分压电路的第一端连接至对应并机接口的其中一个火线端子,每个所述分压电路的第二端连接至任意零线端子;各零线端子之间相互连接;
每个所述信号检测电路的第一输入端与对应的一个所述并机接口的火线端子连接;每个所述信号检测电路的第二输入端与任意零线端子连接;所述信号检测电路用于采集所述并机接口的火线端子和零线端子之间的电压,并输出电压采样信号。
在一实施例中,并机装置还包括控制电路;所述控制电路与各所述信号检测电路连接,用于根据接收到的所述电压采样信号的数量确定接入的储能设备的数量。
在一实施例中,每个所述分压电路均包括分压电阻。
在一实施例中,并机装置还包括差分滤波电路;所述差分滤波电路的输入端用于接收参考电压,所述差分滤波电路的输出端连接对应的信号检测电路的第一输入端,所述差分滤波电路用于对输出至所述信号检测电路的参考电压进行直流偏置滤波后输出。
在一实施例中,所述差分滤波电路包括滤波电阻;所述滤波电阻一端用于接收参考电压,所述滤波电阻另一端连接所述信号检测电路的第一输入端;所述滤波电阻为阻值在兆欧姆级别的电阻,所述分压电阻为阻值在十千欧姆级别的电阻。
在一实施例中,并机装置还包括多个开关电路;每个开关电路串联在对应并机接口的火线端子连接的火线上,用于控制对应火线的通断;所述信号检测电路的第一输入端连接在所述并机端口的火线端子和所述开关电路之间。
在一实施例中,所述信号检测电路包括第一放大单元和滤波单元;
所述第一放大单元的第一输入端作为所述信号检测电路的第一输入端,所述第一放大单元的第二输入端作为所述信号检测电路的第二输入端;所述第一放大单元用于对所述并机接口的火线端子和零线端子之间的电压进行放大后输出给所述滤波单元;
所述滤波单元与所述第一放大单元的输出端连接,用于对放大后的电压进行滤波后得到电压采样信号并输出。
在一实施例中,并机装置还包括参考电压电路;所述参考电压电路与各所述信号检测电路的第一输入端连接,用于向各所述信号检测电路提供参考电压。
在一实施例中,所述参考电压电路包括第二放大单元和稳压单元;
所述第二放大单元用于连接预设电压源,所述第二放大单元用于将所述预设电压源输入的电信号转化为所述参考电压;
所述稳压单元与所述第二放大单元连接,用于将所述参考电压进行稳压后输出。
第二方面,本申请实施例还提供一种储能系统,包括至少一个储能设备和如本申请实施例中任一项所述的并机装置,所述并机装置用于连接所述至少一个储能设备。
本申请实施例提供一种并机装置,包括多个并机接口、多个信号检测电路、多个分压电路和至少一个输出接口;其中,至少一个输出接口用于连接负载;每个输出接口均包括零线端子和至少一个火线端子;每个并机接口用于接入储能设备;每个并机接口均包括零线端子和至少一个火线端子;每个并机接口的零线端子与输出接口的零线端子连接;每个并机接口的火线端子与输出接口对应的火线端子连接;每个分压电路与对应的一个并机接口连接;每个分压电路的第一端连接至对应并机接口的其中一个火线端子,每个分压电路的第二端连接至任意零线端子;各零线端子之间相互连接;每个信号检测电路的第一输入端与对应的一个并机接口的火线端子连接;每个信号检测电路的第二输入端与任意零线端子连接;信号检测电路用于采集并机接口的火线端子和零线端子之间的电压,并输出电压采样信号。本申请实施例通过在每个并机接口的火线端子与零线端子之间接入一个对应的分压电路,利用分压电路的分压作用能够避免信号检测电路采集的电压采样信号出现误识别,使得不同的信号检测电路之间不会出现零火线串扰问题,如此可以避免造成电压采样信号的误识别,从而能够避免接入的储能设备的数量检测出现错误,准确检测接入并机装置的储能设备的数量。
具体实施方式
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象,而不是用于描述特定的顺序或先后次序。
另外需要说明的是,本申请实施例中公开的方法或流程图所示出的方法,包括用于实现方法的一个或多个步骤,在不脱离权利要求的范围的情况下,多个步骤的执行顺序可以彼此互换,其中某些步骤也可以被删除。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示,图1为本申请实施例提供的储能设备通过并机装置向负载供电的应用场景图。相关技术中,并机装置100可以连接一个或多个储能设备10。并机装置100在连接至少一个储能设备10后能够向负载20供电,例如将储能设备10输入直流电或者交流电输出给负载20。在这个过程中,并机装置100需要实时检测连接了几个储能设备10,并根据接入的储能设备10的数量实现对负载的放电控制。由此可见,并机装置100如何准确的检测接入的储能设备10的数量是至关重要的。
传统检测方法一般使用放大器检测并机装置100的每一接口处的零线和火线的电压,该并机装置100有多个接口时对应设置多个放大器。但是由于零火线的串扰问题,会导致检测错误。例如,当只有一个储能设备10接入并机装置100时,该储能设备10连接的接口对应的放大器采集到的电压信号会通过共同连接的火线或者零线流通至其他接口连接的放大器,如此使得其他接口的放大器也能检测到电压信号,从而导致该并机装置100误判有两个甚至多个储能设备10接入,导致并机装置100发出错误的控制指令,影响储能设备10输出的稳定性及负载的使用。
为解决上述问题,本申请实施例提供一种并机装置,通过设置分压电路为火线电压信号提供流通路径,能够解决零火线的串扰问题,从而可以避免造成接入的储能设备数量的误识别。
以下,结合图2对本申请实施例提供的并机装置的一实施方式进行说明,如图2所示,并机装置100包括多个并机接口110、多个分压电路120、多个信号检测电路130和至少一个输出接口140。
其中,至少一个输出接口140用于连接负载20,每个输出接口140均包括零线端子N和至少一个火线端子,输出接口140的火线端子例如OUT-L1。每个并机接口110用于接入储能设备10,每个并机接口110均包括零线端子N和至少一个火线端子,并机接口110的火线端子例如L1-1、L1-2。每个并机接口110的零线端子N与输出接口140的零线端子N连接。每个并机接口110的火线端子与输出接口140对应的火线端子OUT-L1连接,例如并机接口110的火线端子L1-1、L1-2与输出接口140对应的火线端子OUT-L1连接。
其中,每个分压电路120与对应的一个并机接口110连接。每个分压电路120的第一端连接至对应并机接口110的其中一个火线端子,每个分压电路120的第二端连接至任意零线端子N,各零线端子N之间相互连接。每个信号检测电路130的第一输入端与对应的一个并机接口110的火线端子连接,每个信号检测电路130的第二输入端与任意零线端子N连接。信号检测电路130用于采集并机接口110的火线端子和零线端子N之间的电压,并输出电压采样信号。
需要说明的是,每个并机接口110均能连接一个储能设备10,因此并机装置100能够通过设置多个并机接口以连接一个或者多个储能设备10。每个输出接口140均能连接一个负载20,因此并机装置100能够连接一个或者多个负载20。储能设备10可以包括电池模组,电池模组包括一个或多个电能存储单元,电能存储单元例如为一个或多个电池。多个电池之间可以进行串并联形成该电池模组。负载20可以包括但不限于手机、割草机、冰箱、车载空调等电子设备。在一些实施例中,该输出接口140还可以与家庭用电系统连接,该并机装置100所连接的储能设备能够通过该并机装置100给该家庭用电系统供电。
需要说明的是,并机接口包括一个火线端子时,分压电路可以与并机接口一一对应连接,信号检测电路也与并机接口一一对应连接。在并机接口包括多个火线端子时,每个火线端子均能连接至少一个分压电路和至少一个信号检测电路,即一个并机接口可以连接多个分压电路和多个信号检测电路。因此,并机装置100中分压电路的数量可以与信号检测电路的数量相同。分压电路、信号检测电路的数量均可以多于并机接口的数量。
示例性的,如图3所示,每个并机接口110包括两个火线端子,如一个并机接口110包括火线端子L1-1和火线端子L1-2,一个并机接口110包括火线端子L2-1和火线端子L2-2。多个储能设备10通过一一对应的并机接口110连接到输出接口140实现并机。火线端子L1-1和火线端子L1-2均对应连接一个分压电路120以及一个信号检测电路130。火线端子L2-1和火线端子L2-2均对应连接一个分压电路120以及一个信号检测电路130。火线端子L1-1、火线端子L2-1均对应连接至输出接口140的火线端子OUT-L1。火线端子L1-2、火线端子L2-2均对应连接至输出接口140的火线端子OUT-L2。各并机接口110、输出接口140的零线端子N之间相互连接(图中部分未示出连接关系)。
示例性的,如图4所示,每个并机接口110包括两个火线端子,并机接口110的每个火线端子均对应连接一个分压电路120以及一个信号检测电路130。如火线端子L1-1和火线端子L1-2均对应连接一个分压电路120以及一个信号检测电路130。火线端子L2-1和火线端子L2-2均对应连接一个分压电路120以及一个信号检测电路130。每个输出接口140的火线端子对应连接有分压电路120和信号检测电路130。如输出接口140的火线端子OUT-L1对应连接有一个分压电路120以及一个信号检测电路130,输出接口140的火线端子OUT-L1对应连接有一个分压电路120以及一个信号检测电路130。火线端子L1-1、火线端子L2-1均对应连接至输出接口140的火线端子OUT-L1。火线端子L1-2、火线端子L2-2均对应连接至输出接口140的火线端子OUT-L2。各并机接口110、输出接口140的零线端子N之间相互连接(图中部分未示出连接关系)。
需要说明的是,通过在每个并机接口110的火线端子与零线端子之间接入一个对应的分压电路120,利用分压电路120的分压作用能够降低信号检测电路130采集的电压采样信号的电压值。在储能设备10未接入或者未输入电压时,该储能设备10对应连接的信号检测电路130只能检测到很低的接入电压,从而能够避免该信号检测电路130采集的电压采样信号由于电压串扰而出现误识别现象。因此不同的信号检测电路130之间不会出现零火线串扰问题,从而能够避免接入的储能设备10的数量检测出现错误。
在一实施例中,每个分压电路120均包括分压电阻。分压电阻可以是一个,也可以是多个。例如,分压电路120可以包括多个串联的分压电阻,或者分压电路120也可以包括多个串联以及并联的分压电阻。
示例性的,多个分压电阻串联在并机接口110的火线端子和零线端子之间,或者说,多个分压电阻串联在信号检测电路130的第一输入端和第二输入端之间。多个分压电阻串联是可以等效看成一个大的分压电阻,分压电阻的阻值可以根据实际情况进行确定。
在一实施例中,并机装置100还包括差分滤波电路。差分滤波电路的输入端用于接收参考电压,差分滤波电路的输出端连接对应的信号检测电路130的第一输入端,差分滤波电路用于对输出至信号检测电路130的参考电压进行直流偏置滤波后输出。需要说明的是,参考电压可以是预设电压源输出的,参考电压的电压值能够根据实际情况进行确定。差分滤波电路能够对参考电压进行直流偏置滤波,例如将输出至信号检测电路130的第一输入端的参考电压进行直流偏置滤波后,输出至信号检测电路130的第一输入端。
示例性的,如图5所示,差分滤波电路150包括滤波电阻R115。滤波电阻R115一端用于接收参考电压,参考电压例如为1.65V,滤波电阻R115另一端连接信号检测电路130的第一输入端。其中,滤波电阻R115为阻值在十千欧姆级别的电阻,分压电阻Rx为阻值在兆欧姆的电阻。
例如,滤波电阻R115为阻值在30KΩ-50KΩ的电阻。分压电阻Rx为阻值在3MΩ-6MΩ的电阻。在储能设备10未接入并机接口或者接入并机接口后未输入电压时,由于该并机接口对应连接的分压电阻的阻值较大,但是能够对参考电压形成分压,该并机接口对应连接的信号检测电路只能检测到很低的接入电压,基本相当于断路,因此使得对应的检测放大器的第一输入端电压接近为0,从而能够避免该信号检测电路采集的错误的电压采样信号,能够防止出现电压采样信号的误识别。
示例性的,如图5所示,差分滤波电路150还可以包括滤波电容C47,滤波电容C47可以与滤波电阻R115共同实现差分滤波作用,从而能够对输出至信号检测电路130的参考电压进行直流偏置滤波后输出。
在一实施例中,如图5所示,信号检测电路130包括第一放大单元131和滤波单元132。其中,第一放大单元131的第一输入端作为信号检测电路130的第一输入端,以连接并机接口110的火线端子。第一放大单元131的第二输入端作为信号检测电路130的第二输入端,以连接并机接口110的零线端子。第一放大单元131用于对并机接口110的火线端子和零线端子之间的电压进行放大后输出给滤波单元132。滤波单元132与第一放大单元131的输出端连接,用于对放大的电压进行滤波后得到电压采样信号并输出。
示例性的,如图5所示,第一放大单元131包括运算放大器U5A、电容C40、电阻R103、电容C48、电容C61。运算放大器U5A的正极输入端INA+作为信号检测电路130的第一输入端,用于连接并机接口110的火线端子L1-1。运算放大器U5A的负极输入端INA-作为信号检测电路130的第二输入端,用于连接并机接口110的零线端子N。电容C40、电阻R103并联连接在运算放大器U5A的负极输入端INA-与输出端OUTA之间。电容C48、电容C61一端连接于运算放大器U5A的供电端VCC,另一端接地。滤波单元132包括电阻R107和电容C46,电阻R107和电容C46共同实现滤波单元132的滤波作用,用于对放大的电压进行滤波后得到电压采样信号,并输出电压采样信号至控制电路的输入端OUT_ADC。
在一实施例中,并机装置100还包括参考电压电路;参考电压电路与各信号检测电路的第一输入端连接,用于向各信号检测电路提供参考电压。需要说明的是,通过参考电压电路能够向信号检测电路提供精密而稳定的参考电压。
示例性的,如图6所示,参考电压电路包括第二放大单元161和稳压单元162。第二放大单元用于连接预设电压源,预设电压源例如为3.3V的电压源,第二放大单元用于将预设电压源输入的电信号转化为参考电压。稳压单元与第二放大单元的输出端连接,稳压单元用于将参考电压进行稳压后输出,该稳压后输出的参考电压例如为1.65V。
在一实施例中,并机装置100还包括控制电路。控制电路与各信号检测电路连接,用于根据接收到的电压采样信号的数量确定接入的储能设备的数量。需要说明的是,并机装置100在工作时要实时检测有几个储能设备并机,可以通过各信号检测电路输出的电压采样信号确定接入的储能设备的数量,以根据储能设备并机的数量对输出接口的放电进行控制。
示例性的,如图7所示,并机接口110可以包括并机接口1和并机接口2,并机接口1和并机接口2分别用于连接第一储能设备和第二储能设备。并机接口1包括火线端口L1-1、L1-2,并机接口2包括火线端口L2-1、L2-2。火线端子L1-1、L2-1连接至输出接口140的火线端子OUT-L1,火线端子L1-2、L2-2连接至输出接口140的火线端子OUT-L2,并机接口1、并机接口2的零线端子N连接至输出接口140的零线端子N,从而实现两个储能设备的并机。
示例性的,当第一储能设备和第二储能设备均需要接入并机装置100时,可以设置六个信号检测电路130进行检测,以保证检测的正确性。例如,在对并机接口1和并机接口2的每个火线端子设置一个检测放大器,以分别对L1-1、L1-2、L2-1、L2-2对N的电压和相位进行检测,并对OUT-L1、OUT-L2对N的电压和相位进行检测。例如,当检测到L1-1、L2-1、OUT-L1、OUT-L2上的电压以后,说明第一储能设备接入了并机装置100,第二储能设备没有接入并机装置100。当同时检测到L1-1、L2-1、L1-2、L2-2、OUT-L1、OUT-L2上的电压以后,则表明第一储能设备和第二储能设备均接入了并机装置100,从而能够准确的确定接入的储能设备数量。
在一实施例中,在并机接口110包括多个火线端子时,控制电路还用于检测该并机接口110中各个火线端子对应的电压采样信号的相位是否相同,在确定至少两个火线端子对应的电压采样信号的相位不同时,并机装置100就会向该并机接口110连接的储能设备发出同步指示信号,同步指示信号用于指示至少两个储能设备输出的电信号调整到同相位。控制电路还用于在确定并机接口110中各个火线端子对应的电压采样信号的相位相同时,控制至少两个储能设备并机,从而保证了给负载20供电的稳定性。
在一实施例中,如图8所示,并机装置100还包括多个开关电路170。每个开关电路170串联在对应并机接口110的火线端子连接的火线上,用于控制对应火线的通断。需要说明的是,并机接口110与输出接口140连接的火线上可以设置有开关电路170,该开关电路170可以包括三极管或者继电器,当前也可以包括其他具备开关功能的器件或者模块。开关电路170的控制端可以连接并机装置100的控制电路,并根据控制电路输出的控制指令断开或者闭合,以使不同并机接口110连接的储能设备实现并机。
例如,在并机接口110包括多个火线端子时,控制电路用于在判断并机接口110的两路火线端子对应的电压采样信号的相位不同时,向该并机接口110连接的开关电路170发出关断信号,以控制开关电路170关断。控制电路还用于在确定并机接口110中各个火线端子对应的电压采样信号的相位相同时,向该并机接口110连接的开关电路170发出闭合信号,以控制开关电路170闭合。
在一些示例中,参考图2和图3所示,信号检测电路130的第一输入端连接于并机端口的火线端子L1-1、L2-1、L1-2、L2-2和开关电路170之间。通过连接于火线端子L1-1、L1-2、L2-1、L2-2的信号检测电路130输出的电压采样信号,能够判断L1-1、L2-1的电压采样信号的相位是否相同,以及判断L1-2、L2-2的电压采样信号的相位是否相同。在确定L1-1、L2-1的电压采样信号的相位不同时,控制L1-1、L2-1对应连接的开关电路170关断,还控制L1-1、L2-1对应连接的储能设备输出的电信号调整到同相位后在进行并机。例如在确定L1-1、L2-1对应的电压采样信号的相位相同时,控制开关电路170闭合。或者,确定L1-2、L2-2的电压采样信号的相位不同时,控制L1-2、L2-2对应连接的开关电路170关断,还控制L1-2、L2-2对应连接的储能设备输出的电信号调整到同相位后在进行并机。例如在确定L1-1、L2-1对应的电压采样信号的相位相同时,控制开关电路170闭合。
在另一些示例中,参考图4所示,信号检测电路130的第一输入端也可以连接于开关电路170与输出接口140的火线端子OUT-L1、OUT-L2之间,本实施例对此不做具体限定。
在一实施例中,如图9所示,并机装置还包括电流检测电路180。电流检测电路180的采样端连接并机接口110的火线,用于检测并机接口110接收的第二电信号的电流。控制电路与电流检测电路180的输出端连接,控制电路还用于在确定第二电信号的电流大于或等于额定电流时,向至少一个开关电路170输出关断信号。
需要说明的是,电流检测电路180可以包括电流传感器,当然也可以包括其他能够实现电流采样功能的电路。通过电流检测电路180采样第二电信号的电流并输出至控制电路,从而能够通过控制电路在确定第二电信号的电流大于或等于额定电流时,向至少一个开关电路170输出关断信号,以控制开关电路170关断,从而实现过流保护功能,对并机装置100提供保护,能够提高并机装置100的可靠性。
示例性的,如图9所示,并机接口1和并机接口2的地线PE还可以对应连接到输出接口140的地线PE。例如,当只有并机接口1接入电压中时,六个放大器中应当只有四个放大器能检测到电压,由于并机接口2没有接入电压,所以连接并机接口2的放大器(连接L1-2、L2-2的放大器)是检测不到电压的,但是由于放大器的参考电压或者地线是连接到一起的,当并机接口1的火线电压会通过1.65V参考电压输出至并机接口1的放大器,如此使得并机接口2的放大器也能检测到电压。本申请通过在每路零火线检测的初始端串联一个电阻Rx,能够对输出至机接口12的放大器的电压进行分压,使得并机接口2的放大器仅能检测到接近于零值的电信号,不会造成误判。
也就是说,本申请实施例通过设置分压电路120,利用分压电路120中的分压电阻能够对参考电压进行分压,能够降低并机接口2的放大器接收的电压采样信号的电压值,该并机接口2的放大器只能检测到微弱的电信号,根据该微弱的电信号不会判断并机接口2接入了储能设备,从而能够避免并机接口2的放大器出现误识别现象。因此不同并机接口110的放大器之间不会出现零火线串扰问题,从而能够避免接入的储能设备的数量检测出现错误。
上述实施例的并机装置100,通过在每个并机接口110的火线端子与零线端子之间接入一个对应的分压电路,使得不同的信号检测电路之间不会出现零火线串扰问题,如此可以避免由于零火线串扰而造成电压采样信号的误识别,从而能够避免接入的储能设备的数量检测错误。
请参照图10,图10为本申请实施例提供的储能系统的一示意性框图。
如图10所示,储能系统200包括:
至少一个储能设备210。
上述实施例的并机装置220,并机装置220连接于至少一个储能设备210。
其中,储能设备210可以是上述实施例的储能设备10,并机装置220可以是上述实施例所述的并机装置100。
在一实施例中,并机装置100能够对至少一个储能设备210进行并机。并机装置220还可以用于连接负载,并将至少一个储能设备210提供给并机装置100的电能输出至负载。并机装置100还能够确定接入的储能设备的数量,并根据确定接入的储能设备的数量,对输出至负载的电能进行控制。
在一实施例中,储能设备210可以包括电池模组,电池模组包括一个或多个电能存储单元,电能存储单元例如为一个或多个电池。多个电池之间可以进行串并联形成该电池模组。
可以理解,本申请实施例提供的储能系统所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应实施例中并机装置的有益效果,此处不再赘述。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明,但是本申请不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。