一种家庭储能系统的控制系统及其使用方法与流程

本发明涉及能源利用，具体为一种家庭储能系统的控制系统及其使用方法。

背景技术：

1、家庭储能设备就是把电能储存起来，待需要时使用，也称为电力储能产品或者“电池储能系统”(bess)，以下简称家储，家储的核心组成是可充电电池，一般为锂离子电池或者铅酸电池。其他组成部分为逆变器，可智能控制充放电的控制系统。

2、储能单元是家庭储能设备的主要结构之一，由于受到生产技术和材料导电性的限制，某些情况下需要使用多个储能单元作为供能机构，多个储能单元在使用时不可避免的会出现损耗不同步的情况，使得多个储能单元之间存在能量差值，若直接将多个储能单元串联使用，则会导致储能单元使用寿命缩短(具体的原因类似于：将新电池和旧电池混用，会使得电池的使用寿命缩短)，增加检修频率的同时增加了成本的支出；

3、现有技术中，虽然存在切换功能机构的系统用以切换不同的储能单元作为供能机构，但其使用了较多的数据处理机构，成本相对较高，且从网络安全的角度评价，存在较多的不安全性，难以很好的满足使用者的使用需求。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种家庭储能系统的控制系统及其使用方法，解决了现有技术中，虽然存在切换功能机构的系统用以切换不同的储能单元作为供能机构，但其使用了较多的数据处理机构，成本相对较高，且从网络安全的角度评价，存在较多的不安全性，难以很好的满足使用者的使用需求的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种家庭储能系统的控制系统用转换器，包括绝缘转盘、第一节点、第二节点和第三节点，为了方便描述，以下第一节点、第二节点和第三节点的统称为节点；

5、所述绝缘转盘上通过转轴活动设置有三个连接件，分别为第一连接件第二连接件和第三连接件，为了方便描述，以下第一连接件、第二连接件和第三连接件的统称为连接件；

6、所述第一节点、第二节点和第三节点的结构相同，均包括外框架，所述外框架上镶嵌有线圈块，所述外框架上设置有导向杆，所述导向杆上活动套设有位移板，所述位移板上设置有可供导向杆远离绝缘转盘移动的活动空间，所述位移板上镶嵌有与线圈块配合设置的永磁体，所述位移板靠近绝缘转盘的一侧设置有与连接件配合设置的导电片，所述位移板与导电片之间设置有绝缘材料；

7、所述第一连接件第二连接件和第三连接件的结构相同，均包括绝缘板，所述绝缘板的两侧均通过转轴活动连接有与导电片配合设置的导电筒；

8、当所有的永磁体通电时，每个导电片都对应一个导电筒，且导电片与其对应的导电筒接触。

9、优选的，所述所述与线圈块通电后产生的磁场方向永磁体的磁场方向相反，所述位移板和外框架的材料均为铁，可被暂时性磁化。

10、优选的，所述导向杆上设置有用于协助位移板复位的复位弹簧。

11、一种家庭储能系统的控制系统，包括上述所述的家庭储能系统的控制系统用转换器，以下简称转换器，其具体结构如下：

12、包括储能单元b和储能单元c，所述储能单元b和储能单元c上设置有充电端，所述储能单元b和储能单元c的输出端连接有转换器，所述转换器的输出端连接有放电端和电压比较器组，所述电压比较器组的输出端设置有储能单元a，所述储能单元a的输出端通过单向二极管电性连接有驱动电路；

13、其中，所述储能单元b与第二节点中的线圈块电性连接，所述第二节点中的线圈块与第二连接件电性连接；

14、所述储能单元c与第三节点中的线圈块电性连接，所述第三节点中的线圈块与第三连接件电性连接；

15、所述第一节点中的线圈块与第一连接件电性连接；

16、所述第二节点和第三节点均与放电端电性连接；

17、所述电压比较器组包括两个电压比较器，分别为电压比较器a和电压比较器b，所述电压比较器a的”+”输入端与第一节点电性连接，所述电压比较器a的”-”输入端与第二节点电性连接；

18、所述电压比较器b的”+”输入端与第一节点电性连接，所述电压比较器a的”-”输入端与第三节点电性连接；

19、所述电压比较器a和电压比较器b的输出端与蓄能单元a的输入端电性连接，电压比较器使用时的具体情况如下：

20、当”+”输入端电压高于”-”输入端时，电压比较器组输出为高电平，当”+”输入端电压低于”-”输入端时，电压比较器组输出为低电平；

21、所述储能单元a的输出端与单向二极管的n端电性连接；

22、所述驱动电路包括驱动电机，安装时，驱动电机的输出端相对固定于绝缘转盘上，驱动电机默认转动方向为顺时针，驱动电机转动时，带动绝缘转盘转动，从而改变不同节点和不同连接件之间的相对接触关系；

23、所述驱动电机的输入端与单向二极管的p端电性连接，所述驱动电机的电路上并联有一条支路，支路上设置分别有安全开关、第一连接件和第一节点，仅当安全开关闭合且第一连接件和第一节点接触时，此支路接通，支路的有效阻值远远小于驱动电机的有效阻值。

24、优选的，根据实际需要，所述充电端的数量为一个或两个，当充电端数量为一个时，充电端为储能单元b和储能单元c所共用，当充电端为两个时，两个充电端分别供储能单元b和储能单元c使用。

25、一种家庭储能系统的控制系统的使用方法，包括上述所述的家庭储能系统的控制系统，具体操作如下：

26、转换器的使用情况如下：

27、转换器使用时，通过驱动电机带动绝缘转盘转动，从而使得不同的节点和不同的连接件之间的相对位置发生改变，转动时，位移板会相对于外框架移动，从而使得节点不会阻挡绝缘转盘的转动，确保绝缘盘的转动可能；

28、当第二连接件与第二节点或第三节点接触时，储能单元b的输出端与放电端接通，此时整个系统储能单元b供电；

29、当第三连接件与第二节点或第三节点接触时，储能单元c的输出端与放电端接通，此时整个系统储能单元c供电；

30、当节点上存在电流时，节点的线圈块通电，在线圈块和永磁体的磁场以及活动空间的作用下，导电片会尽量靠近最近的导电筒，从而使得连接处相对稳定；

31、当节点上不存在电流时，节点的线圈块断电，从而在永磁体的磁场以及活动空间的作用下，导电片会尽量远离导电筒，从而方便绝缘转盘的转动；

32、整个系统的使用情况如下：

33、使用时，电压比较器组中的电压比较器a和电压比较器b会比较放电端和非放电端的电压值，若非放电端的电压值大于放电端的电压值，则输出高电平，否则则为低电平，高电平经过单向二极管给蓄能单元a供能，当蓄能单元a足以给驱动电机供电时，驱动电机转动，从而改变不同节点和不同连接件之间的位置，实现工作电源的切换，电源切换时，由于上述所述的转换器的使用情况，通电的节点和连接件在分离前，位移板会相对于外框架移动一段距离，当连接件即将与下一节点接触时，在复位弹簧和磁场的作用下，使得对应连接件与当前节点分离后与新节点接触，因此极大程度上会减少电源切换时的断电时间，同时，由于蓄能单元a的容量有限，因此并不会出现多次连续切换的情况；

34、当安全开关处于闭合状态且第一连接件和第一节点接触时，驱动电机无法工作，且此时储能单元b和储能单元c均与放电端电性连接，操作人员可通过安全开关控制系统，在自动调节模式与默认模式之间切换，其中，自动调节模式是指：系统会根据储能单元b和储能单元c之间选择有效输出电压相对较大的储能单元作为供能机构，默认模式是指：系统同时使用储能单元b和储能单元c作为供能机构。

35、优选的，使用时，操作人员可以变更驱动电机的型号、电压比较器组的输出电压大小、蓄能单元a的型号，以此改变蓄能单元a单次完全给驱动电机供电的时间，从而改变自动调节模式下，功能机构的切换频率。

36、优选的，使用时，可以增加限位机构限制绝缘转盘旋转的角度，确保角度值为顺时针120°的倍数，从而确保驱动电机每次转动后，每个节点都存在连接件接触。

37、在上述描述中，为了方便说明结构，某些部件会根据实际情况选择是否需要，其本身为常规结构，并不属于本专利保护范围，其为通常电路所必须的结构，如：变压器、交/直流转换器等部件，因此并未说明，但并不代表在实际电路搭设时没有此类部件，以上所描述的仅是本发明所要保护的必要结构。

38、有益效果

39、本发明提供了一种家庭储能系统的控制系统及其使用方法。具备以下有益效果：

40、(1)、该家庭储能系统的控制系统及其使用方法，通过转换器的改良，配合驱动电机使用，使得整个系统可以在竟可能少用处理机构的前提下实现了供能机构的切换，延长了储能单元的使用寿命，减少了检修的频率。

41、(2)、该家庭储能系统的控制系统及其使用方法，通过附加内部的储能单元a，同时配合电压比较器组使用，使得转换器可以自动选择输出电压相对较大的储能单元，从而一定程度上实现自动化工作，整个切换系统可自动运行，无需处理机构，一定程度上保证了使用的安全性，同时也节约了成本的支出(绝大多数情况下，大量处理机构的使用无疑会增加制造成本)。

42、(3)、该家庭储能系统的控制系统及其使用方法，通过节点和连接件的改良，同时配合储能单元a，相对于直接切换而言，极大程度上减少了切换时所断电的有效时间，同时也不会出现多次连续切换的情况，尽可能减少了切换所带来的负面影响。

43、(4)、该家庭储能系统的控制系统及其使用方法，通过驱动电路的改良，使得系统提供自动调节模式和默认模式，其中，自动调节模式是指：系统会根据储能单元b和储能单元c之间选择有效输出电压相对较大的储能单元作为供能机构，默认模式是指：系统同时使用储能单元b和储能单元c作为供能机构，可以满足使用者的不同需求，扩大了系统的使用范围。