储能电源及储能电源供电系统的制作方法

1.本公开涉及但不限于电子技术领域，尤其涉及一种储能电源及储能电源供电系统。


背景技术：

2.目前，户外运动已经成为人们在周末或者固定的休闲娱乐方式，在进行户外运动，必要的装备和设备必不可少。相关技术中，采用多个储能电源并机连接的方式为大功率设备提供电能，但并机的限制条件较多，如，需要专用特定线材，或需要额外的辅助工具等，影响户外设备携带的便利性等。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本公开实施例至少提供一种储能电源及储能电源供电系统。
4.本公开实施例的技术方案是这样实现的：
5.一方面，本公开实施例提供一种储能电源，包括：控制模块、调制模块和储能模块，其中：所述控制模块，用于在至少两个所述储能电源采用功率连接线进行并机，且当前储能电源与负载连接的情况下，确定与所述负载的功率值匹配的参考信号的参考值，以及基于所述参考值编码生成调制信号；所述调制模块，用于对所述储能电源中所述控制模块输出的调制信号和所述储能模块输出的输出信号进行叠加，得到载波信号；所述储能模块，用于向所述负载提供电能；其中，所述载波信号用于调整下一储能电源中储能模块输出的输出信号的输出值；所述参考信号包括以下至少之一：电流、电压、频率、相位、幅度。
6.另一方面，本公开实施例提供一种储能电源供电系统，包括：n个权利要求1至7任一项所述的储能电源、(n-1)条功率连接线；第i个所述储能电源中储能模块的输出端至第(i 1)个所述储能电源中储能模块的输入端之间通过一条所述功率连接线连接；所述主机储能电源，用于确定与所述负载的功率值匹配的参考信号的参考值，并基于所述参考值生成载波信号，将所述载波信号发送至所述从机储能电源；所述从机储能电源，用于基于所述载波信号，调整所述从机储能电源中储能模块输出的输出信号的输出值；其中，所述i的取值为大于等于1且小于等于n-1的整数，n为大于1的整数；与负载相连的储能电源为主机储能电源，与所述主机储能电源相连的储能电源为从机储能电源。
7.相较于相关技术中，对多个储能电源进行并机连接时，需要利用专用的线材，或额外的辅助工具等，影响储能电源携带的便捷性，以及增加成本等。本公开实施例中，首先，可以通过功率连接线对多个储能电源进行并机。这样，可以简化并机方式，以及通过叠加多个储能电源的输出功率，向功率较大的负载提供电能。其次，利用储能电源中的调制模块对储能电源中控制模块输出的调制信号和储能模块输出的输出信号进行叠加，得到载波信号；其中，载波信号用于调整下一储能电源中储能模块输出的输出信号的输出值；控制模块用于在至少两个储能电源采用功率连接线进行并机，且当前储能电源与负载连接的情况下，确定与负载的功率值匹配的参考信号的参考值，以及基于参考值编码生成调制信号；参考
信号包括以下至少之一：电流、电压、频率、相位、幅度。这样，可以快速准确地平衡各储能电源之间的输出功率，通过储能模块准确稳定地向大功率负载提供电能，减少各储能电源输出不平衡导致的烧坏储能电源，或者无法提供电能等情况。
8.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开的技术方案。
附图说明
9.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
10.图1为本公开实施例提供的一种储能电源的结构示意图；
11.图2为本公开实施例提供的一种储能电源的结构示意图；
12.图3为本公开实施例提供的一种储能电源的电路程示意图；
13.图4为本公开实施例提供的一种储能电源的结构示意图；
14.图5为本公开实施例提供的一种储能电源的结构示意图；
15.图6为本公开实施例提供的一种储能电源供电系统的结构示意图。
16.储能电源100，调制模块101，储能模块102，控制模块103；
17.储能电源200，解调模块104，驱动模块105；
18.第一调制支路1011，第二调制支路1012，控制电路1031，第一解调支路1041，第二解调支路1042，驱动电路1051，逆变电路1052，调制信号106，解调信号107，逆变桥201，电容电感202；
19.储能电源300，编码电路1031，解码电路1032；
20.储能电源301，功率输入端3011，功率输出端3012，储能电源302，功率输出端3021，功率输入端3022，功率连接线108，负载303。
具体实施方式
21.为了使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本公开的技术方案进一步详细阐述，所描述的实施例不应视为对本公开的限制，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它实施例，都属于本公开保护的范围。
22.在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。所涉及的术语“第一/第二/第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一/第二/第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本公开实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
23.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公开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本公开的目的，不是旨在限制本公开。
24.本公开实施例提供一种储能电源，如图1所示，该储能电源100包括调制模块101、
储能模块102和储能模块103，其中：
25.控制模块103，用于在至少两个储能电源100采用功率连接线进行并机，且当前储能电源与负载连接的情况下，确定与负载的功率值匹配的参考信号的参考值，以及基于参考值编码生成调制信号；
26.调制模块101，用于对储能电源100中控制模块103输出的调制信号和储能模块102输出的输出信号进行叠加，得到载波信号；
27.储能模块102，用于向负载提供电能；
28.其中，载波信号用于调整下一储能电源中储能模块102输出的输出信号的输出值；参考信号包括以下至少之一：电流、电压、频率、相位、幅度。
29.这里，调制模块101用于对调制信号和储能模块102输出的输出信号进行调制，得到载波信号。调制信号是由控制模块103在确定至少两个储能电源100采用功率连接线进行并机，且当前储能电源与负载连接的情况下，确定的与负载的功率值匹配的参考信号的参考值，并对参考值进行编码处理生成的。储能模块102输出的输出信号可以包括输出电流或输出电压，用于向负载提供电能。功率连接线可以是指用于传输电流的电线，如，二芯电源线、三芯电源线等，这里并不限定。功率连接线可以用于储能电源之间进行并机连接，也可以用于储能电源与负载之间进行连接，如，第一储能电源与第二储能电源之间利用第一功率连接线进行并集连接，同时，第一储能电源与负载之间利用第二功率连接线进行连接等。
30.相关技术中，利用功率连接线传输储能模块102输出的输出信号，用于向负载提供电能。本公开实施例中，利用功率连接线传输储能模块102输出的输出信号，用于叠加各储能电源之间的输出功率、向负载提供电能的同时，也可以利用功率连接线传输调制信号，用于后续的储能电源调制自身储能模块102输出的输出信号的输出值等。例如：第一储能电源通过向第二储能电源传输调制信号，控制第二储能电源输出与第一储能电源相等的输出电压等。
31.参考信号可以是指用于控制输出信号的输出值的信号，如，第二储能电源接收到第一储能电源发送的参考信号，第二储能电源调整与参考信号匹配的输出信号的输出值的大小等。参考信号包括以下至少之一：电流、电压、频率、相位、幅度，参考信号的参考值包括参考电流值、参考电压值、参考频率值、参考相位值、参考幅度值等。例如：第二储能电源将自身储能模块的输出电压的电压大小调整为参考电压值等。
32.在多个储能电源利用功率连接线进行首尾并机连接，且一端的储能电源与负载进行连接的情况下，参考信号的参考值是由与负载相连的储能电源确定的，并由与负载相连的储能电源将该参考值等信息发送至未与负载相连的储能电源。例如：第一储能电源与负载利用第一功率连接线相连，第一储能电源与第二储能电源利用第二功率连接线相连，第二储能电源与第三储能电源利用第三功率连接线相连；第一储能电源通过与负载相连后，可以确定负载的功率值以及并机的储能电源的数量，从而基于预设的对应关系确定与负载的功率值匹配的参考信号的参考值；第一储能电源可以对该参考信号的参考值与第一储能电源与第二储能电源之间的输出信号进行调制，形成载波信号；利用传输在第一储能电源和第二储能电源之间的功率连接线上的载波信号，第一储能电源将参考信号的参考值等信息发送至第二储能电源，继而第二储能电源发送至第三储能电源等，以使得第二储能电源和第三储能电源各自将自身储能模块的输出电压的电压大小调整为参考电压值等。
33.在一些实施例中，单个储能电源可以设置用于连接功率连接线的两个接口，包括：一个输入端接口、一个输出端接口；单个储能电源还可以设置用于连接功率连接线的一个接口，如，功率端接口，该功率端接口可以双向导通，既可以作为功率连接线的输入端，也可以作为功率连接线的输出端等。这里，储能电源中用于连接功率连接线的接口的数量并不限定。
34.相较于相关技术中，对多个储能电源进行并机连接时，需要利用专用的线材，或额外的辅助工具等，影响储能电源携带的便捷性，以及增加成本等。本公开实施例中，首先，可以通过功率连接线对多个储能电源进行并机。这样，可以简化并机方式，以及通过叠加多个储能电源的输出功率，向功率较大的负载提供电能。其次，利用储能电源中的调制模块对储能电源中控制模块输出的调制信号和储能模块输出的输出信号进行叠加，得到载波信号；其中，载波信号用于调整下一储能电源中储能模块输出的输出信号的输出值；控制模块用于在至少两个储能电源采用功率连接线进行并机，且当前储能电源与负载连接的情况下，确定与负载的功率值匹配的参考信号的参考值，以及基于参考值编码生成调制信号；参考信号包括以下至少之一：电流、电压、频率、相位、幅度。这样，可以快速准确地平衡各储能电源之间的输出功率，通过储能模块准确稳定地向大功率负载提供电能，减少各储能电源输出不平衡导致的烧坏储能电源，或者无法提供电能等情况。
35.在一些实施例中，如图2所示，储能电源200还包括解调模块104和驱动模块105，其中：
36.控制模块103的输入端与解调模块104的输出端相连，控制模块103的输出端与调制模块101的输入端和驱动模块105的输入端相连；
37.解调模块104，用于在接收上一储能电源发送的载波信号的情况下，对载波信号进行解调处理，得到调制信号对应的解调信号；
38.控制模块103，还用于对解调信号进行解码，得到参考值；
39.驱动模块105，用于基于参考值调整储能模块102输出的输出信号的输出值。
40.这里，解调模块104用于对接收到的载波信号进行解调，得到与负载相连的储能电源发送的调制信号对应的解调信号。调制与解调为对应关系，调制可以是指将数据转换为模拟信号，解调可以是指将模拟信号转换为数据等。调制信号与解调信号可以为具有相同信息的信号，如，对调制信号进行调制得到载波信号，对载波信号进行解调得到解调信号等。编码与解码为对应关系，编码可以是指将数据转换为数字信号，解码可以是指将数字信号转换为数据等。例如：第一储能电源通过对参考值进行编码，得到编码后的参数值；对编码后的参数值进行调制，得到调制后的参数值(也即载波信号)；通过功率连接线将调制后的参数值发送至第二储能电源；第二储能电源接收载波信号，对载波信号进行解调，得到编码后的参数值；对编码后的参数值进行解码，得到参数信号的参数值。这样，通过编码、调制等处理，有助于提高信息在第一储能电源和第二储能电源之间传输的稳定性等。
41.驱动模块105可以用于控制储能电源200中储能模块102输出的输出电流和\或输出电压等输出信号的输出值。例如：第二储能电源中的储能模块输出的输出电压的当前电压值为29伏(v)，第二储能电源中的控制模块确定参考电压的参考电压值为30v，那么可以通过驱动模块调高储能模块输出的输出电压的当前电压值，也即可以将当前电压值从29v调整至30v，以使得输出电压的当前电压值等于参考电压的参考电压值。
42.本公开实施例中，储能电源通过解调模块在接收上一储能电源发送的载波信号的情况下，对载波信号进行解调处理，得到调制信号对应的解调信号；利用控制模块对解调信号进行解码，得到参考值，以使得驱动模块可以基于参考值调整储能模块输出的输出信号的输出值，有助于快速准确地平衡各储能电源之间的输出功率。
43.在一些实施例中，如图3所示，调制模块101包括调制电路，调制电路包括第一调制支路1011和第二调制支路1012，其中：
44.第一调制支路1011包括第一mos管、第一电感、第一电容和第二电感；
45.其中，第一mos管的输入端与控制模块的输出端相连，第一mos管的输出端与第一电感的输入端相连，第一电感的输出端与第一电容的输入端相连，第一电容的输出端与储能模块的正极输出线相连；第二电感位于储能模块的正极输出线上，第二电感的输出端与第一电容的输出端相连；
46.第二调制支路1012包括第二mos管、第三电感、第二电容和第四电感；
47.其中，第二mos管的输入端与控制模块的输出端相连，第二mos管的输出端与第三电感的输入端相连，第三电感的输出端与第二电容的输入端相连，第二电容的输出端与储能模块的负极输出线相连；第四电感位于储能模块的负极输出线上，第四电感的输出端与第二电容的输出端相连。
48.这里，通过第一调制支路1011和第二调制支路1012对调制信号106的调制处理，可以将调制信号106与储能模块102输出的输出信号进行叠加，得到可以在功率连接线上进行传输的载波信号。第一调制支路1011和第二调制支路1012组成双向调制，可以快速准确地对调制信号进行调制等。
49.本公开实施例中，通过第一调制支路和第二调制支路对调制信号进行调制处理，可以快速准确地对得到载波信号。
50.在一些实施例中，如图3所示，解调模块104包括解调电路，解调电路包括第一解调支路1041和第二解调支路1042，其中：
51.第一解调支路1041包括第三电容和第一二极管；
52.其中，第一二极管的输入端与储能模块的正极输出线相连，第一二极管的输出端与第三电容的输入端相连，第三电容的输出端与控制模块的输入端相连；
53.第二解调支路1042包括第四电容和第二二极管；
54.其中，第二二极管的输入端与储能模块的负极输出线相连，第二二极管的输出端与第四电容的输入端相连，第四电容的输出端与控制模块的输入端相连。
55.这里，通过第一解调支路1041和第二解调支路1042对载波信号的解调处理，可以将载波信号进行解调，得到解调信号107。第一解调支路1041和第二解调支路1042组成双向解调，可以快速准确地对载波信号进行解调等。
56.本公开实施例中，通过第一解调支路和第二解调支路对载波信号进行解调处理，可以快速准确地对得到解调信号。
57.在一些实施例中，如图4所示，该储能电源300中，控制模块103包括编码电路1031和解码电路1032，其中：
58.编码电路1031的输出端与调制模块101的输入端相连，解码电路1032的输入端与解调模块104的输出端相连；
59.编码电路1031，用于基于参考值编码生成调制信号；
60.解码电路1032，用于对解调信号进行解码，得到参考值。
61.这里，编码电路1031可以包括增量编码电路、绝对值编码电路、正弦波编码电路等，解码电路1032与编码电路1031对应。
62.本公开实施例中，通过编码电路和解码电路可以快速准确地对信号进行编码或解码等处理。
63.在一些实施例中，如图5所示，该储能电源400中，驱动模块105包括驱动电路1051和逆变电路1052，其中：
64.驱动电路1051的输入端与控制模块103的输出端相连，逆变电路1052与驱动电路1051的输出端和储能模块102的输出端相连；
65.驱动电路1051，用于将控制模块103输出的电信号进行放大，得到放大后的电信号；
66.逆变电路1052，用于将驱动电路1051输出的放大后的电信号转换为交流电信号。
67.这里，驱动电路1051(pulse width modulation，pwm)即脉冲宽度变调电路除了可以监控储能模块的输出状态之外，同时还提供储能模块中功率元件控制信号，可以应用于各种高功率电路。驱动电路可以控制储能模块输出的输出值调整值与参考信号的参考值相等，或者与参考信号的参考值存在确定关系等，如，控制储能模块输出的输出电流的输出值等于参考电流的参考值，以及控制储能模块输出的输出电压的输出值等于参考电压的参考值等。
68.本公开实施例中，通过驱动电路和逆变电路控制储能模块基于参考信号的参考值对输出的输出值进行调整，有助于快速准确地平衡各储能电源之间的输出功率等。
69.在一些实施例中，控制模块103由控制电路1031组成，如图3所示，逆变电路1051包括逆变桥201和电容电感202，其中：
70.逆变桥201的输入端与驱动电路1051的输出端相连，逆变桥201的输出端与电容电感202的输入端相连；
71.电容电感202的输出端与储能模块102的输出端相连；
72.逆变桥201，用于将驱动电路1051输出的放大后的电信号转换为交流电信号；
73.电容电感202，用于对逆变桥201输出的交流电信号进行滤波处理，得到滤波后的交流电信号。
74.这里，逆变桥201可以包括4个(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet)管组成的全桥电路。第一储能电源和第二储能电源之间，以及第二储能电源与负载之间可以通过功率连接线进行连接，如，第一储能电源通过第一储能电源的功率输出端与第二储能电源的功率输入端通过功率连接线进行电连接，第二储能电源的功率输出端与负载的功率输入端通过功率连接线或者负载自身携带的电源线进行电连接等。功率连接线可以包括正极连接线(l极)和负极连接线(n极)等，可以用于传输电能和控制储能模块的输出信号的输出值等。
75.在一些实施例中，对于调制模块、解调模块、控制模块、储能模块等模块，以及编码电路等、解码电路的输入端和输出端的数量和连接方式，这里并不限定。
76.本公开实施例中，通过逆变桥、电容电感等元器组件可以准确地对储能模块输出
的输出信号的输出值进行调整。
77.本公开实施例提供一种储能电源供电系统，如图6所示，该储能电源供电系统包括n个上述任一实施例中的储能电源301和302、(n-1)条功率连接线108；
78.第i个储能电源中储能模块的输出端至第(i 1)个储能电源中储能模块的输入端之间通过一条功率连接线连接；
79.主机储能电源，用于确定与负载的功率值匹配的参考信号的参考值，并基于参考值生成载波信号，将载波信号发送至从机储能电源；
80.从机储能电源，用于基于载波信号，调整从机储能电源中储能模块输出的输出信号的输出值；
81.其中，i的取值为大于等于1且小于等于n-1的整数，n为大于1的整数；与负载相连的储能电源为主机储能电源，与主机储能电源相连的储能电源为从机储能电源。
82.例如：主机储能电源301与从机储能电源302通过功率连接线108进行并机连接，向负载303提供电能。主机储能电源301的功率输入端3011与从机储能电源302的功率输出端3021相连，从机储能电源302的功率输入端3022可以继续并机连接其他从机储能电源，可以采用下垂控制方式，控制多个从机储能电源输出的输出信号的输出值等。主机储能电源301的功率输出端3012与负载303的功率输入端相连，用于向负载303提供所有储能电源的总输出功率等。
83.本公开实施例中，通过并机连接线和对多个储能电源进行并机连接，可以为功率较大的负载提供电能，有助于快速准确地平衡各储能电源之间的输出功率。
84.在一些实施例中，功率线连接线为三插线。
85.这里，三插线可以分别连接储能电源的正极连接线、负极连接线、接地线等。其中，功率连接线还可以为二插线等。
86.本公开实施例中，通过三插线对储能电源进行并机连接，可以降低生产成本等。
87.在一些实施例中，提供给负载的功率等于所有储能电源中储能模块的输出功率之和。
88.例如：第一储能电源中储能模块的输出功率为800瓦(w)，第二储能电源中储能模块的输出功率为800w，提供给负载的总功率可以为1600w等。
89.本公开实施例中，通过对多个储能电源进行并机，可以方便快捷地向负载提供较大的总输出功率。
90.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本公开的各种实施例中，上述各步骤/过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤/过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本公开实施例的实施过程构成任何限定。上述本公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
91.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有
的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
92.在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
93.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。
94.以上所述，仅为本公开的实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。