一种串并联切换模块、直流供电组件及供电系统的制作方法

本技术涉及供电，具体涉及一种串并联切换模块、直流供电组件及供电系统。

背景技术：

1、不间断电源作为供电系统，是将储能装置与变流装置相连接，在市电正常时通过变流装置为储能装置充电，在市电异常时通过变流装置将储能装置的直流电转换成交流电。其中，变流装置有两种型号，一种包括中性电位点，一种是不包括中性电位点。

2、储能装置由直流供电装置形成，直流供电装置一般包括正极输出端和负极输出端，如果变流装置包括中性电位点，则在储能装置和变流装置接线时，需要寻找直流供电装置的中性电位点，费时费力。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种串并联切换开关、直流供电组件及供电系统，可适应不同的变流装置及变流装置不同的运行需求，且操作简单。

2、为达成上述目的，本实用新型及其相关实施例采用如下技术方案但不限于下述方案：

3、第一技术方案及其相关实施例涉及一种串并联切换模块，用于直流供电装置，所述直流供电装置包括正极输出端、负极输出端、中线输出端和两个电压相等的第一直流供电单元和第二直流供电单元，其中第一直流供电单元的正极连接正极输出端，第二直流供电单元的负极连接负极输出端，所述串并联切换模块包括用于使第一直流供电单元和第二直流供电单元串联的第一开关、用于使第一直流供电单元和第二直流供电单元的正极并联的第二开关、用于使第一直流供电单元和第二直流供电单元的负极并联的第三开关以及串接于第一直流供电单元的负极或第二直流供电单元的正极与中线输出端之间的中线开关。

4、第二技术方案基于第一技术方案，是第一技术方案的优选实施例，其中，所述第一直流供电单元包括n个第一直流供电子单元，所述第二直流供电单元包括m个第二直流供电子单元；其中n和m均为正整数；所述串并联切换模块在n大于1时包括用于实现各第一直流供电子单元串联的第四开关单元、用于实现各第一直流供电子单元并联的第五开关单元，在m大于1时包括用于实现各第二直流供电子单元串联的第七开关单元和用于实现各第二直流供电子单元并联的第八开关单元。

5、第三技术方案及其相关实施例涉及一种直流供电组件，包括直流供电装置和用于所述直流供电装置的如技术方案一所述的串并联切换模块。

6、第四技术方案基于第三技术方案，是第三技术方案的优选实施例，其中，还包括电池包和箱体；所述电池包、直流供电装置和串并联切换模块均容置于所述箱体；所述第一直流供电单元和第二直流供电单元分别为第一dc/dc变换单元和第二dc/dc变换单元；第一dc/dc变换单元和第二dc/dc变换单元的输入端均接入电池包，输出端均设有正极和负极。

7、第五技术方案基于第四技术方案，是第四技术方案的优选实施例，其中，所述第一dc/dc变换单元包括n个第一dc/dc变换器，所述第二dc/dc变换单元包括m个第二dc/dc变换器，各第一dc/dc变换器的输入端和各第二dc/dc变换器的输入端均接入电池包；其中n和m均为正整数；所述串并联切换模块在n大于1时包括用于实现各第一dc/dc变换器串联的第四开关单元、用于实现各第一dc/dc变换器并联的第五开关单元，在m大于1时包括用于实现各第二dc/dc变换器串联的第七开关单元和用于实现各第二dc/dc变换器并联的第八开关单元。

8、第六技术方案基于第三技术方案，是第三技术方案的优选实施例，其中，所述直流供电装置包括若干并联的直流供电模块和一汇流模块；每个直流供电模块包括第一直流配电单元和第二直流配电单元，第一直流配电单元和第二直流配电单元均设有正极和负极；所述汇流模块包括正极输出端子、负极输出端子、中线输出端子、与第一直流配电单元对应的第一正极母排和第一负极母排以及与第二直流配电单元对应的第二正极母排和第二负极母排，所述正极输出端子、负极输出端子和中线输出端子分别形成所述正极输出端、负极输出端和中线输出端；所述串并联切换模块对应于汇流模块设置；各直流供电模块中对应的第一直流配电单元的正极并接于对应的第一正极母排以使第一正极母排形成第一直流供电单元的正极，各直流供电模块中对应的第一直流配电单元的负极并接于对应的第一负极母排以使第一负极母排形成第一直流供电单元的负极；各直流供电模块中对应的第二直流配电单元的正极并接于对应的第二正极母排以使第二正极母排形成第二直流供电单元的正极，各直流供电模块中对应的第二直流配电单元的负极并接于对应的第二负极母排以使第二负极母排形成第二直流供电单元的负极。

9、第七技术方案基于第六技术方案，是第六技术方案的优选实施例，其中，所述直流供电模块还包括电池包；所述第一直流配电单元包括n个第一dc/dc变换器，所述第二直流配电单元包括m个第二dc/dc变换器；各第一dc/dc变换器的输入端和各第二dc/dc变换器的输入端均接入电池包，输出端均设有正极和负极；其中n和m均为正整数；所述汇流模块包括与第一直流配电单元对应的n个第一正极母排和n个第一负极母排，以及与第二直流配电单元对应的m个第二正极母排和m个第二负极母排；所述串并联切换模块在n大于1时包括用于实现各第一dc/dc变换器串联的第四开关单元和用于实现各第一dc/dc变换器并联的第五开关单元，在m大于1时包括用于实现各第二dc/dc变换器串联的第七开关单元和用于实现各第二dc/dc变换器并联的第八开关单元。

10、第八技术方案及其相关实施例涉及一种供电系统，包括若干如技术方案三至五中任一项所述的直流供电组件和变流装置，各直流供电装置的正极输出端并接形成总正输出端，各直流供电装置的负极输出端并接形成总负输出端，各直流供电装置的中线输出端并接形成总中线输出端；所述变流装置为与各直流供电组件电气耦合的第一变流装置或第二变流装置，其中第一变流装置包含中性电位点；第二变流装置不包括中性电位点。

11、第九技术方案及其相关实施例涉及一种供电系统，其特征是，包括如技术方案六或七所述的一种直流供电组件和变流装置，所述变流装置为与直流供电组件电气耦合的第一变流装置或第二变流装置，其中第一变流装置包括中性电位点；第二变流装置不包括中性电位点。

12、第十技术方案基于第八或第九技术方案，还包括控制器和触发器；所述串并联切换模块为电控模块；所述触发器设有操作端，所述操作端被操作时向控制器发送第一信号、第二信号或第三信号；所述控制器适于接收第一信号时控制串并联切换模块使第一直流供电单元和第二直流供电单元串联；所述控制器适于接收第二信号使控制串并联切换模块使第一直流供电单元和第二直流供电单元并联；所述控制器适于接收第三信号控制第一直流供电单元和第二直流供电单元串联且中线开关闭合。

13、由上述对本实用新型及其具体实施例的描述可知，相对于现有技术，本实用新型的技术方案及其相关实施例由于采用如下技术手段从而具备如下有益效果：

14、申请人经不断观察、实验和研究可知，现有技术方案中，导致产生“直流供电装置无法适应带中线的变流装置”技术问题的原因在于，直流供电装置只设置正极输出端口和负极输出端口，当变流装置带中线时，需要寻找直流供电装置的中性电位点，再将直流供电装置的中性电位点与变流装置的中性电位点电连接，操作费时费力。

15、在第一技术方案及相关实施例中，由于直流供电装置具有中线输出端，串并联切换模块包括中线开关，当变流装置需求大电压且不配置中性电位点时，闭合第一开关使第一直流供电单元和第二直流供电单元串联即可使直流供电装置输出大的输出电压；当变流装置需求大电压且配置有中性电位点时，闭合第一开关使第一直流供电单元和第二直流供电单元串联并使得中线开关闭合，即可使直流供电装置输出大输出电压且其中线输出端导通；当变流装置需求大电流时，无论其有无中性电位点，闭合第二开关和第三开关将第一直流供电单元和第二直流供电单元并联即可使直流供电装置输出大的输出电流。因而本技术方案中直流供电装置既可满足变流装置的运行需求(大电流或电压)，还可适应带中性电位点的变流装置，且操作简单。

16、在第二技术方案及相关实施例中，针对变流装置不同的运行需求，如变流装置需求大电压，但大电压的值并不相同，或变流装置需求大电流，但大电流的值并不相同，此时，只要保证第一直流供电单元和第二直流供电单元的电压相等，可通过对第一直流供电单元内的第一直流供电子单元的串变联的组合实现使第一直流供电单元具有不同的输出电流和输出电压，也可对第二直流供电单元内的第二直流供电子单元的串并联的组合实现第二直流供电单元具有不同的输出电流和输出电压；如，第一直流供电单元包括四个第一直流供电子单元时，可通过第四开关单元使四个第一直流供电子单元串联输出第一电压值，也可通过第四开关单元和第五开关单元配合使四个第一直流供电子单元中的两个串联为一组，两组再并联形成具有第二电压值的第一直流供电单元；或者，根据变流装置需求仅接入一个或两个第一直流供电子单元，因而，技术方案二可进一步满足变流装置的多种运行需求。

17、在第三技术方案及相关实施例中，具有与第一技术方案相同的技术效果。

18、在第四技术方案及相关实施例中，第一直流供电单元和第二直流供电单元分别为第一dc/dc变换单元和第二dc/dc变换单元，第一dc/dc变换单元和第二dc/dc变换单元的输入端均接入电池包，使得同一个电池包可通过第一dc/dc变换单元和第二dc/dc变换单元的串并联的切换实现不同的输出电流和输出电压。实际应用中，多个第四技术方案的直流供电组件可配合使用，每个直流供电组件设有串并联切换模块，从而使得每个直流供电组件可被单独控制，更为灵活，且使得串并联切换模块中的开关等级较低。

19、在第五技术方案及相关实施例中，具有与第二技术方案相同的技术效果。

20、在第六技术方案及相关实施例中，多个直流供电模块并接于汇流模块，使得第一直流供电单元由多个直流供电模块中的第一直流配电单元并接形成，第二直流供电单元由多个直流供电模块中的第二直流配电单元并接形成，串并联模块对应于汇流模块设置，因而，本方案通过一组并联切换模块可实现多个直流供电模块同时进行串变联切换，控制更为简单。

21、在第七技术方案及相关实施例中，第一直流配电单元包括n个第一dc/dc变换器，第二直流配电单元包括m个第二dc/dc变换器；各第一dc/dc变换器的输入端和各第二dc/dc变换器的输入端均接入电池包，使得同一个电池包可通过n个第一dc/dc变换器和m个第二dc/dc变换器的串并联的切换实现不同的输出电流和输出电压；此外，第七技术方案还具有与第二技术方案相同的技术效果。

22、在第八技术方案及相关实施例中，具有与第三、第四或第五技术方案相同的技术效果。

23、在第九技术方案及相关实施例中，具有与第六或第七技术方案相同的技术效果。

24、在第十技术方案及相关实施例中，通过触发器可控制串并联模块的切换，易于操作。