CN116613976A - 一种功率变换电路及其控制方法、电池包及储能*** - Google Patents

一种功率变换电路及其控制方法、电池包及储能*** Download PDF

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钟少辉
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Abstract

本申请提供一种功率变换电路、储能装置及储能***。功率变换电路包括控制器、第一级DC/DC变换电路，多个第二级DC/DC变换电路、开关模块、第一电容和多个第二电容、电池。当电池的电压小于第一电压阈值且第一电容和第二电容两端的电压小于第三电压阈值时，控制器控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联连接，或者当电池的电压大于第二电压阈值且第一电容和第二电容两端的电压小于第三电压阈值时，控制器控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路并联连接，以此改变第一级DC/DC变换电路两侧的升压比，并且在切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联连接方式时电容不会产生电压突变，保证安全切换，降低成本，提高了***的电能转换效率。

Description

一种功率变换电路及其控制方法、电池包及储能***
技术领域
本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种功率变换电路及其控制方法、电池包及储能***。
背景技术
储能***是一种用于存储能量的设备，可应用于光伏发电领域。例如，储能***能够通过电源电路接收光伏板等发电设备提供的输入电压，并对输入电压进行处理后向电池等储能设备提供输出电压，由电池将输出电压提供的电能进行存储。储能***还可以通过其存储的电能为其他用电设备供电。
现有技术中，当发电设备受到外部条件影响时，向储能***提供的输入电压的电压值并不稳定。对于储能***，当接收到不同的输入电压，电源电路可以通过调节开关管的导通和关断频率的方式，调节其向电池提供的输出电压的电压值，从而保证能量稳定可靠的传递。
例如，在储能变流***中，包含将电池电压升压到正常运行电压范围的DC/DC变换电路和将DC/DC变换电路输出的直流电转换为交流电的逆变电路。为了适应逆变器的宽电压工作范围要求，DC/DC变换电路的升压比范围较宽，在升压比非常高的情况下***效率相对会降低，此时需要切换多个DC/DC变换电路的串并联连接方式。一般DC/DC变换电路两端会并联输出电容用于稳定DC/DC变换电路两端的电压，直接切换DC/DC变换电路的串并联工作模式时，输出电容两会发生电压突变，从而产生大电流，易导致切换开关的触点粘连，并且由于电压突变产生的电流冲击容易损害与DC/DC变换电路相连接的元器件或负载。
发明内容
本申请提供一种功率变换电路及控制方法，解决了直流输出电路串并联易导致电容产生电压突变的问题，保证安全切换，提高了***的电能转换效率，且无需额外增加电路元器件，降低了成本。
第一方面，本申请实施例提供一种功率变换电路，功率变换电路包括控制器、第一级DC/DC变换电路，多个第二级DC/DC变换电路、开关模块；其中，第一级DC/DC变换电路的第一端用于连接外部设备，第一级DC/DC变换电路的第二端连接开关模块的第一端；第二级DC/DC变换电路的第一端连接开关模块的第二端，所述第二级DC/DC变换电路的第二端用于连接电池；第一级DC/DC变换电路的两端并联一个第一电容，第一电容用于稳定第一级DC/DC变换电路的电压；每个第二级DC/DC变换电路并联一个第二电容，第二电容用于稳定对应连接的第二级DC/DC变换电路的电压；当电池的电压小于第一电压阈值时且第一电容和第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制器用于控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联连接，或者，当电池电压大于第二电压阈值时且第一电容和第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制器用于控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路并联连接。该功率变换电路通过切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联连接方式，来改变第一级DC/DC变换电路的第二端口的电压，从而改变第一级DC/DC变换电路的升压比，提升***的电能转换效率，且避免了在切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联连接方式时第一电容和第二电容发生电压突变从而损坏开关或与之相连接的元器件，保证安全切换。
一种可能的实现方式中，控制器用于当电池的电压小于第一电压阈值时或者当电池的电压大于第二电压阈值时，调节第一级DC/DC变换电路的PWM信号以降低第一电容和第二电容的电压值至小于第三电压阈值。本申请提供的功率变换电路调节第一电容和第二电容的电压值的控制逻辑简单，且无需额外增加电路元器件，降低了成本，并且缩短了切换的时间。
一种可能的实现方式中，控制器用于在控制器调节第一级DC/DC变换电路的PWM信号之前，控制第二级DC/DC变换电路停止工作。
一种可能的实现方式中，控制器还用于在调节第一级DC/DC变换电路的PWM信号以降低第一电容和第二电容的电压值至小于第三电压阈值之后，控制第一级DC/DC变换电路停止工作，保证在切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联方式时，整个电路处于停止工作的状态，保证安全切换。
一种可能的实现方式中，控制器还用于在第一级DC/DC变换电路停止工作之后，控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联或者并联连接，整个切换时间短，且在切换时整个回路处于停止工作的状态，保证安全切换。
一种可能的实现方式中，当电池处于充电状态时，第一级DC/DC变换电路用于将第一级DC/DC变换电路的第一端口电压进行降压，第二级DC/DC变换电路用于将第二级DC/DC变换电路的第一端口电压降为电池所需要的充电电压，为电池充电；当电池处于放电状态时，第二级DC/DC变换电路用于将第二级DC/DC变换电路的第二端口电压升压，第一级DC/DC变换电路用于将第一级DC/DC变换电路的第二端口电压进行升压并通过第一级DC/DC变换电路的第一端口输出给外部设备。该功率变换电路既可应用于电池充电场景时，也可应用于电池放电场景，实现电能的双向转换，其应用场景广泛，提高了功率变换电路的应用灵活性。
一种可能的实现方式中，功率变换电路还包括检测电路，检测电路用于检测电池的电压值和第一电容和第二电容的电压值，实现对电池的充放电电压的精准检测，并据此来改变多个第二级DC/DC变换电路之间的串并联连接方式，从而达到改变第一级DC/DC变换电路的第二端口的电压，改变第一级DC/DC变换电路两侧的升压比，提高***的电能转换效率的目的。该功率变换电路通过精准检测第一电容和第二电容的电压，保证在串并联切换时第一电容和第二电容的电压小于第三电压阈值，已经降到安全工作电压以下，避免发生电压突变产生大电流导致损坏元器件，保证安全切换。
本申请实施例不具体限定开关模块的构成，例如，开关模块可以包括开关模块包括继电器、MOS管或IGBT管。
一种可能的实现方式中，开关模块包括继电器。继电器包括多个触点，多个触点与多个第二级DC/DC变换电路对应的端口相连，通过切换继电器与不同端口的连接，来切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联连接方式，控制逻辑简单，且电路架构简单，无需额外增加电路元器件，降低了成本。
一种可能的实现方式中，开关模块包括多个MOS管。多个MOS管与多个第二级DC/DC变换电路对应的端口相连，通过切换MOS管与不同端口的连接，来切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联连接方式，控制逻辑简单，且电路架构简单，无需额外增加电路元器件，降低了成本，且MOS管具有切换时间短的特点，可实现多个第二级DC/DC变换电路串并联连接方式的快速切换，提高***的工作效率。
一种可能的实现方式中，开关模块包括多个IGBT管。多个IGBT管与多个第二级DC/DC变换电路对应的端口相连，通过切换IGBT管与不同端口的连接，来切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联连接方式，控制逻辑简单，且电路架构简单，无需额外增加电路元器件，降低了成本，IGBT管具有饱和压降低，载流密度大，驱动功率小的优点，提高了***的工作效率。
一种可能的实现方式中，其特征在于，第一级DC/DC变换电路为Buck-Boost电路，第二级DC/DC变换电路为LLC变换电路。当电池处于充电状态时，Buck-Boost电路用于将Buck-Boost电路的第一端口电压进行降压，LLC变换电路用于将LLC变换电路的第一端口电压降为电池所需要的充电电压；当电池处于放电状态时，LLC变换电路用于将电池的电压升压，Buck-Boost电路用于将Buck-Boost电路的第二端口电压进行升压后输出给外部设备。LLC变换电路的结构简单，一般包括开关管、变压器、电容、电感等组件，体积小，功率密度高，提高了***的电能转换效率。
一种可能的实现方式中，其特征在于，第一级DC/DC变换电路为Buck-Boost电路，第二级DC/DC变换电路为双有源桥变换电路。当电池处于充电状态时，Buck-Boost电路用于将Buck-Boost电路的第一端口电压进行降压，双有源桥变换电路用于将双有源桥变换电路的第二端口电压降为电池所需要的充电电压；当电池处于放电状态时，双有源桥变换电路用于将电池的电压进行升压，Buck-Boost电路用于将Buck-Boost电路的第二端口电压进行升压后输出给外部设备。双有源桥变换电路具有转换效率高、功率密度高、功率器件承受的电压电流应力较低、软开关易实现且结构简单易集成等优点，提高了***的电能转换效率。
一种可能的实现方式中，功率变换电路包括第一级DC/DC变换电路，两个第二级DC/DC变换电路、开关模块、控制器。第一级DC/DC变换电路的第一端用于连接外部设备，第一级DC/DC变换电路的第二端连接开关模块的第一端，第一级DC/DC变换电路的第一连接点连接第二级DC/DC变换电路A的第一连接点，第一级DC/DC变换电路的第二连接点连接第二级DC/DC变换电路B的第二连接点，第二级DC/DC变换电路A的第二连接点连接开关模块的第二端，第二级DC/DC变换电路B的第一连接点连接开关模块的第二端。第二级DC/DC变换电路A和第二级DC/DC变换电路B的第二端连接电池的第一端。
一种可能的实现方式中，外部设备为直流源，直流源通过功率变换电路为电池提供输出电压。
一种可能的实现方式中，外部设备为负载，电池通过功率变换电路为负载提供充电电压。
一种可能的实现方式中，外部设备为储能变流器，储能变流器可以通过功率变换电路为电池提供输出电压，也可以通过功率变换电路接收电池的输出电压，实现电能的双向转换。
第二方面，本申请提供一种功率变换电路的控制方法，功率变换电路包括控制器、第一级DC/DC变换电路、多个第二级DC/DC变换电路和开关模块；第一级DC/DC变换电路的第一端用于连接外部设备，第一级DC/DC变换电路的第二端连接开关模块的第一端；第二级DC/DC变换电路的第一端连接开关模块的第二端，第二级DC/DC变换电路的第二端用于连接电池；第一级DC/DC变换电路并联一个第一电容；每个第二级DC/DC变换电路并联一个第二电容。控制方法包括：当电池的电压小于第一电压阈值且第一电容和第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联连接；或者，当电池的电压大于第二电压阈值且第一电容和第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路并联连接。该控制方法使得多个第二级DC/DC变换电路在进行串联/并联切换时，通过降低第一电容和第二电容的电压使得电容不会发生电压突变从而产生大电流的现象，不会损坏与之相连的开关或元器件，控制逻辑简单，切换时间短，提高了***的电能转换效率。
一种可能的实现方式中，功率变换电路的控制方法还包括：当电池的电压小于第一电压阈值时或者当电池的电压大于第二电压阈值时，调节第一级DC/DC变换电路的PWM信号以降低第一电容和第二电容的电压值至小于第三电压阈值，保证在切换多个第二级DC/DC变换电路之前第一电容和第二电容两端的电压已经处于安全工作电压范围之内，避免第一电容和第二电容发生电压突变。
一种可能的实现方式中，功率变换电路的控制方法还包括：在调节第一级DC/DC变换电路的PWM信号之前，控制第二级DC/DC变换电路停止工作。
一种可能的实现方式中，功率变换电路的控制方法还包括：在调节所述第一级DC/DC变换电路的PWM信号使得第一电容和第二电容降低至小于第三电压阈值之后，控制第一级DC/DC变换电路停止工作，保证在切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联方式时，整个电路处于停止工作的状态，保证安全切换。
一种可能的实现方式中，功率变换电路的还控制方法包括：在控制第一级DC/DC变换电路停止工作之后，控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联或者并联连接，整个切换时间短，且在切换时整个回路处于停止工作的状态，保证安全切换。
在一种可能的实现方式中，功率变换电路的控制方法还包括：检测电池的电压值和第一电容和第二电容的电压值。该方法实现了对电池充放电电压的精准检测，并据此来改变多个第二级DC/DC变换电路之间的串并联连接方式，从而达到改变第一级DC/DC变换电路的第二端口的电压，改变第一级DC/DC变换电路两侧的升压比，提高***的电能转换效率。该方法还通过精准检测第一电容和第二电容的端电压，保证在串并联切换时第一电容和第二电容的电压已经降到安全工作电压以下，避免发生电压突变产生大电流导致损坏元器件，保证安全切换。
第三方面，本申请提供一种储能装置，储能装置包括电池、控制器、第一级DC/DC变换电路，多个第二级DC/DC变换电路和开关模块；其中，第一级DC/DC变换电路的第一端用于连接外部设备，第一级DC/DC变换电路的第二端连接开关模块的第一端；第二级DC/DC变换电路的第一端连接开关模块的第二端，第二级DC/DC变换电路的第二端连接电池；第一级DC/DC变换电路并联一个第一电容；每个第二级DC/DC变换电路并联一个第二电容；控制器用于：当电池的电压小于第一电压阈值且第一电容和第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联连接；或者当电池的电压大于第二电压阈值且第一电容和第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路并联连接。该储能装置包括两级DC/DC变换电路，通过对电网输出的电压进行两级电压变换后输出给电池，使得两级DC/DC变换电路的升压较低，提升储能装置的工作效率。通过切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联连接方式，来改变第一级DC/DC变换电路的第二端口的电压，从而改变第一级DC/DC变换电路的升压比，提升储能装置的电能转换效率，且避免了在切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联连接方式时第一电容和第二电容发生电压突变从而损坏开关或与之相连接的元器件，保证安全切换。
结合第三方面的一种实施方式中，控制器用于当电池的电压小于第一电压阈值时或者当电池的电压大于第二电压阈值时，调节第一级DC/DC变换电路的PWM信号以降低第一电容和第二电容的电压值至小于第三电压阈值。本申请提供的功率变换电路调节第一电容和第二电容的电压值的控制逻辑简单，且无需额外增加电路元器件，降低了成本，并且缩短了切换的时间。
结合第三方面的一种实施方式中，控制器用于在控制器调节第一级DC/DC变换电路的PWM信号之前，控制第二级DC/DC变换电路停止工作。
结合第三方面的一种实施方式中，控制器还用于在调节第一级DC/DC变换电路的PWM信号以降低第一电容和第二电容的电压值至小于第三电压阈值之后，控制第一级DC/DC变换电路停止工作，保证在切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联方式时，整个电路处于停止工作的状态，保证安全切换。
结合第三方面的一种实施方式中，控制器还用于在第一级DC/DC变换电路停止工作之后，控制开关模块的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联或者并联连接，整个切换时间短，且在切换时整个回路处于停止工作的状态，保证安全切换。
第四方面，本申请提供一种储能***，储能***包括储能***包括第三方面提供的储能装置和储能变流器，储能装置连接储能变流器，储能变流器用于将储能装置输出的直流电能转换为交流电能输出给电网或负载，和/或，储能变流器用于将所述电网输出的交流电能转换为直流电能输出给储能装置。
所述储能***的有益效果参照上述的功率变换电路和电池包的有益效果的具体介绍，此处不再赘述。。
附图说明
图1是本申请实施例提供的功率变换电路的第一种拓扑示意图；
图2是本申请实施例提供的功率变换电路的第二种拓扑示意图；
图3是本申请实施例提供的功率变换电路的第三种拓扑示意图；
图4是本申请实施例提供的功率变换电路的第四种拓扑示意图；
图5是本申请实施例提供的功率变换电路的第五种拓扑示意图；
图6是本申请实施例提供的功率变换电路的第六种拓扑示意图；
图7是本申请实施例提供的控制方法的第一种流程示意图；
图8本申请实施例提供的控制方法的第一种流程示意图。
附图标记说明：
100-功率变换电路；
101-第一级DC/DC变换电路；102-开关模块；103-第二级DC/DC变换电路；104-控制器；105-检测电路；106-第一电容；107-第二电容；
1031-第二级DC/DC变换电路A；1032-第二级DC/DC变换电路B；
200-外部设备200；
300-电池300。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本申请实施例中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本申请保护范围内。本申请实施例的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于理解本申请。但是本申请能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广。因此本申请不受下面公开的具体实施方式的限制。
为了方便理解，首先对本申请的实施例所涉及的术语进行解释。
和/或：仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
多个：是指两个或多于两个。
连接：指的是电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接连接，例如A与B连接，也可以是A与C直接连接，C与B直接连接，A与B之间通过C实现了连接。
电池：无论是大规模光伏发电还是风力发电，电网电压通常较高，比如400V到800V的交流电压，从而导致直流侧电压可达到550V到1500V。然而，单个电池的电压通常较小，比如单个电池的电压通常小于60V，为了满足电网电压需求，通常会将多个电池直接串联以获取高电压。在本申请提供的功率变换电路中，一个电池可为一个电池包，一个电池包可由一个或者多个电池单元(电池单元可以是单体电芯等，电池单元的电压通常在2.5V到4.2V之间)串并联组成，形成最小的能量存储和管理单元。为方便描述，下面将以电池为例进行说明。换句话说，本申请提供的功率变换电路中，电池是由一个或者多个电池单元串并联组成的最小的能量存储和管理单元。
脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)，它是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，等效出所需要的波形(包含形状以及幅值)，对模拟信号电平进行数字编码，也就是说通过调节占空比的变化来调节信号、能量等的变化，占空比指在一个周期内，信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比。
金属氧化物半导体场效应晶体(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，简称MOSFET)：是一种应用场效应原理工作的半导体器件，也可以简称为MOS管，通常包括栅极、源极和漏极三个端子。
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)：是由双极型三极管(Bipolar Junction Transistor，简称BJT)和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和BJT的低导通压降两方面的优点。
继电器：是一种电控制器件，是当输入量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制***和被控制***之间的互动关系，通常应用于自动化的控制电路中。可以将继电器理解为是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用，可广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。
Buck-Boost电路：Buck-Boost电路是一种常见的电压/电流转换电路，既可以实现降压转换，也可以实现升压转换，可以应用在诸多电力***内的电压转换器中。
LLC变换电路：LLC变换电路是一种通过控制开关频率(频率调节)来实现输出电压恒定的谐振电路，可实现原边两个主MOS开关的零电压导通(Zero Voltage Switching，简称ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(Zero Current Switching，简称ZCS)，通过软开关技术，可以降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度。
双有源桥变换电路：双有源桥变换电路一般包括两个全桥变换器，两个全桥变换器的交流侧通过电感和变压器连接，全桥变换器采用方波调制在交流侧产生高频方波，忽略励磁电抗，则双有源桥变换电路等效为两个交流源连接在电感两端，通过调节两个交流源间的相移变可以调节功率流动的大小和方向。采用双有源桥变换电路可以实现直流变压器的电气隔离和功率的双向流动，而高频隔离变压器则大幅提高了功率密度和模块化程度。在高压领域应用中，由于受限于器件电压和容量等级，通常采用双有源桥变换电路串联提高电压等级，并联提高功率等级。双有源桥变换电路具有转换效率高、功率密度高、功率器件承受的电压电流应力较低、软开关易实现且结构简单易集成等优点。
本申请实施例提供一种功率变换电路，根据图1，功率变换电路包括控制器104、第一级DC/DC变换电路101，多个第二级DC/DC变换电路103和开关模块102；第一级DC/DC变换电路101的第一端用于连接外部设备200，第一级DC/DC变换电路101的第二端连接开关模块102的第一端；第二级DC/DC变换电路103的第一端连接开关模块102的第二端，第二级DC/DC变换电路103的第二端用于连接电池。第一级DC/DC变换电路并联一个第一电容106，第一电容106用于稳定第一级DC/DC变换电路的第二端口电压；每个第二级DC/DC变换电路并联一个第二电容107，第二电容107用于稳定对应连接的第二级DC/DC变换电路的第一端口电压。当电池300的电压小于第一电压阈值时，此时第一级DC/DC变换电路两侧的升压比过高，导致***的电能转换效率降低，当第一电容106和第二电容107的电压值小于第三电压阈值时，控制器104控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联连接，切换完成之后，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压等于多个第二级DC/DC变换电路103的第一端口电压之和，降低了第一级DC/DC变换电路101的升压比；当电池300的电压大于第二电压阈值时，此时第一级DC/DC变换电路两侧的升压比过低，当第一电容106和第二电容107的电压值小于第三电压阈值时，控制器104控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路103并联连接，切换完成之后，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压等于多个第二级DC/DC变换电路103的第一端口电压，升高了第一级DC/DC变换电路101的升压比。
需要说明的是，控制器104可以是通用中央处理器(central processing unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理(digital signal processing，DSP)，专用集成电路(application specific integrated circuits，ASIC)，现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。上述处理器也可以是实现计算功能的组合。例如，控制器104可以包括一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。
一些示例中，当电池的电压小于第一电压阈值时，控制器104控制多个第二级DC/DC变换电路103停止工作，控制器104调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号，将第一电容106和第二电容107降低到小于第三电压阈值之后，控制器控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，控制器104控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联连接，切换完成之后，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压等于多个第二级DC/DC变换电路103的第一端口电压之和，降低了第一级DC/DC变换电路101的升压比。当电池300的电压大于第二电压阈值时，控制器104控制多个第二级DC/DC变换电路103停止工作，控制器104控制调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号，将第一电容106和第二电容107降低到小于第三电压阈值之后，控制器控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，控制器104控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路并联连接，切换完成之后，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压等于多个第二级DC/DC变换电路103的第一端口电压，提高了第一级DC/DC变换电路101的升压比，使得电池处于正常的工作电压范围之内。提高了宽工作电压范围内的电能转换效率，且避免了在切换多个第二级DC/DC变换电路103的串并联的连接方式时第一电容106和第二电容107发生电压突变从而损坏开关或与之相连接的元器件，保证安全切换。本申请实施例提供的功率变换电路调节第一电容106和第二电容107的电压值的控制逻辑简单，且无需额外增加电路元器件，降低了成本，并且缩短了切换的时间。
一些示例中，第一级DC/DC变换电路101用于将第一级DC/DC变换电路101的第一端口电压进行降压，第二级DC/DC变换电路103用于将第二级DC/DC变换电路103的第一端口电压降为电池所需要的充电电压，为电池充电；当电池处于放电状态时，第二级DC/DC变换电路103用于将第二级DC/DC变换电路103的第二端口电压升压，第一级DC/DC变换电路101用于将第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压进行升压输出给外部设备200。该功率变换电路既可应用于电池充电场景时，也可应用于电池放电场景，实现电能的双向转换，其应用场景广泛，提高了功率变换电路的应用灵活性。
一些示例中，功率变换电路还包括检测电路105，检测电路105用于检测电池的电压值和第一电容106和第二电容107的电压值，实现对电池300的充放电电压的精准检测，并据此来改变多个第二级DC/DC变换电路103之间的串并联连接方式，从而达到改变第一级DC/DC变换电路101的第二端口的电压，改变第一级DC/DC变换电路101两侧的升压比的目的，提高***的电能转换效率。该功率变换电路通过精准检测第一电容106和第二电容107的端电压，保证在串并联切换时第一电容106和第二电容107的电压小于第三电压阈值，已经降到安全工作电压以下，避免发生电压突变产生大电流导致损坏元器件，保证安全切换。本申请实施例不限制检测电路105的具***置，例如，检测电路105可以是控制器104的一部分，也可以与控制器104相互独立，控制器104用于获取检测电路105检测到的电池的电压值以及第一电容106和第二电容107的电压值。
本申请实施例不具体限定控制器104与检测电路105以及第一级DC/DC变换电路101和第二级DC/DC变换电路103的通信方式，通信方式包括有线和无线通信方式，控制器104与检测电路105可以是基于RS-485总线进行通信，或者是基于CAN(Controller AreaNetwork，控制器104局域网络)协议进行通信。在其他实施例中，也可以基于其它通信方式进行通信。
一些示例中，开关模块102包括继电器、MOS管或IGBT管。本申请实施例不具体限定开关模块102中继电器、MOS管、IGBT管的具体数量。具体的数量及连接方式由本领域技术人员根据具体的应用场景、***架构以及第二级DC/DC变换电路103的具体数量来确定。
一些示例中，第一级DC/DC变换电路101为Buck-Boost电路，第二级DC/DC变换电路103为LLC变换电路。Buck-Boost电路和LLC变换电路均可以实现双向功率转换。LLC变换电路的结构简单，一般包括开关管、变压器、电容、电感等组件，体积小，功率密度高，提高了电能转换效率。LLC变换电路可以输出多种不同的直流电压，以满足不同场景下电池的充电需求，提高功率变换电路的灵活性，且多个LLC变换电路可以实现电气隔离的作用。当电池处于充电状态时，Buck-Boost电路用于将Buck-Boost电路的第一端口电压进行降压，LLC变换电路用于将LLC变换电路的第一端口电压降为电池所需要的充电电压；当电池处于放电状态时，LLC变换电路用于将LLC变换电路的第二端口电压进行升压，Buck-Boost电路用于将Buck-Boost电路的第二端口电压进行升压后输出给外部设备。
一些示例中，第一级DC/DC变换电路101为Buck-Boost电路，第二级DC/DC变换电路为双有源桥变换电路。当电池处于充电状态时，Buck-Boost电路用于将Buck-Boost电路的第一端口电压进行降压，双有源桥变换电路用于将双有源桥变换电路的第一端口电压降为电池所需要的充电电压；当电池处于放电状态时，双有源桥变换电路用于将双有源桥的第二端口电压升压，用于将Buck-Boost电路的第二端口电压进行升压后输出给外部设备。
需要说明的是，本申请实施例不具体限定第一级DC/DC变换电路101与第二级DC/DC变换电路103的具体拓扑结构。示例的，当本申请实施例提供的功率变换电路仅应用于充电场景或者仅应用于放电场景时，第一级DC/DC变换电路101也可以是Buck电路或者Boost电路，第二级DC/DC变换电路103也可以是其他类型的桥式拓扑结构。
本申请实施例不具体限定第二级DC/DC变换电路103的数量，例如，功率变换电路可以包括2个第二级DC/DC变换电路、3个第二级DC/DC变换电路、4个第二级DC/DC变换电路等，开关的个数与第二级DC/DC变换电路的个数相匹配。本领域技术人员可以根据具体的应用场景及需求选择设置第二级DC/DC变换电路和开关的数量。
可选的，功率变换电路包括两个第二级DC/DC变换电路103，即功率变换电路包括第二级DC/DC变换电路A1031和第二级DC/DC变换电路B1032。如图2所示，第一级DC/DC变换电路101的第一端连接外部设备，第一级DC/DC变换电路101的第二端连接开关模块102的第一端，第一级DC/DC变换电路101的第一连接点a连接第二级DC/DC变换电路A1031的第一连接点c，第一级DC/DC变换电路101的第二连接点b连接第二级DC/DC变换电路B1032的第二连接点f，第二级DC/DC变换电路A1031的第二连接点d连接开关模块102的第一端，第二级DC/DC变换电路B1032的第一连接点e连接开关模块102的第二端。第二级DC/DC变换电路A1031和第二级DC/DC变换电路B1032的第二端连接电池的第一端。
可选的，根据图2，功率变换电路包括第一级DC/DC变换电路101和第二级DC/DC变换电路A1031和第二级DC/DC变换电路B1032。开关模块102包括继电器，继电器包括四个触点，即第一触点1、第二触点2、第三触点3和第四触点4，当第二级DC/DC变换电路A1031的第二连接点d连接第二触点2，第二级DC/DC变换电路B1032的第一连接点e连接第四触点4时,第二级DC/DC变换电路A1031与第二级DC/DC变换电路B1032串联连接，当第二级DC/DC变换电路A1031的第二连接点d连接第一触点1，第二级DC/DC变换电路B1032的第一连接点e连接第三触点3时,第二级DC/DC变换电路A1031与第二级DC/DC变换电路B1032并联连接。
可选的，功率变换电路包括第一级DC/DC变换电路101和第二级DC/DC变换电路A1031和第二级DC/DC变换电路B1032。开关模块102包括四个MOS管，即一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4，如图3所示。第一MOS管Q1的第一端连接第一级DC/DC变换电路101的第二连接点b，第一MOS管Q1的第二端连接第二级DC/DC变换电路A1031的第二连接点d，第二MOS管Q2的第一端连接第四MOS管Q4的第一端，第二MOS管Q2的第二端连接第二级DC/DC变换电路A1031的第二连接点d，第三MOS管Q3的第一端连接第一级DC/DC变换电路101B的第一连接点b，第三MOS管Q3的第二端连接第二级DC/DC变换电路B1032的第一连接点e，第四MOS管Q4的第一端连接第二MOS管Q2的第一端，第四MOS管Q4的第二端连接第二级DC/DC变换电路B1032的第一连接点e。当第一MOS管Q1与第三MOS管Q3导通，第二MOS管Q2与第四MOS管Q4关断时，第二级DC/DC变换电路A与第二级DC/DC变换电路B并联连接；当第二MOS管Q2与所述第四MOS管Q4导通，第一MOS管Q1与第三MOS管Q3关断时，第二级DC/DC变换电路A与第二级DC/DC变换电路B串联连接。
可选的，功率变换电路包括第一级DC/DC变换电路101和第二级DC/DC变换电路A1031和第二级DC/DC变换电路B1032。开关模块102包括四个IGBT，即第一IGBTQ1、第二IGBTQ2、第三IGBTQ3和第四IGBTQ4，如图4所示。本申请实施例提供的功率变换电路包括第一IGBTQ1、第二IGBTQ2、第三IGBTQ3和第四IGBTQ4；第一IGBTQ1的第一端连接第一级DC/DC变换电路101的第二连接点b，第一IGBTQ1的第二端连接第二级DC/DC变换电路A1031的第二连接点d，第二IGBTQ2的第一端连接第四IGBTQ4的第一端，第二IGBTQ2的第二端连接第二级DC/DC变换电路A1031的第二连接点d，第三IGBTQ3的第一端连接第一级DC/DC变换电路101B的第一连接点b，第三IGBTQ3的第二端连接第二级DC/DC变换电路B1032的第一连接点e，第四IGBTQ4的第一端连接第二IGBTQ2的第一端，第四IGBTQ4的第二端连接第二级DC/DC变换电路B1032的第一连接点e。当第一IGBTQ1与第三IGBTQ3导通，第二IGBTQ2与第四IGBTQ4关断时，第二级DC/DC变换电路A与第二级DC/DC变换电路B并联连接；当第二IGBTQ2与所述第四IGBTQ4导通，第一IGBTQ1与第三IGBTQ3关断时，第二级DC/DC变换电路A1031与第二级DC/DC变换电路B1032串联连接。
可选的，功率变换电路包括第一级DC/DC变换电路101和两个第二级DC/DC变换电路103。根据图5，两个第二级DC/DC变换电路为两个LLC变换电路，当电池的电压小于第一电压阈值时，控制器104控制LLC变换电路停止工作，控制器104调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号，将第一电容106和第二电容107两端的电压降低至小于第三电压阈值，控制器104控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，控制器104控制开关模块102关断K1、K3，闭合K2，切换完成后两个LLC变换电路为串联连接模式，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压为两个LLC变换电路的第一端口电压之和，降低第一级DC/DC变换电路101两侧的升压比。当电池的电压大于第二电压阈值时，此时第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压过高，控制器104控制LLC变换电路停止工作，控制器104调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号，将第一电容106和第二电容107两端的电压降低至小于第三电压阈值，控制器104控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，控制器104控制开关模块102闭合K1、K3，关断K2，切换完成后两个LLC变换电路为并联连接模式，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压等于两个LLC变换电路的第一端口电压，满足电池工作电压要求。
根据图6，功率变换电路包括第一级DC/DC变换电路101和两个第二级DC/DC变换电路。两个第二级DC/DC变换电路为两个双有源桥变换电路，当电池的电压小于第一电压阈值时，控制器104控制双有源桥变换电路停止工作，控制器104调节第一级DC/DC电路的PWM信号，将第一电容106和第二电容107两端的电压降低至小于第三电压阈值，控制器104控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，控制器104控制开关模块102关断K1、K3，闭合K2，切换完成后两个双有源桥变换电路为串联连接模式，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压为两个双有源桥变换电路的第一端口电压之和，降低第一级DC/DC变换电路101两侧的升压比。当电池的电压大于第二电压阈值时，此时第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压过高，控制器104控制双有源桥变换电路停止工作，控制器104调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号，将第一电容106和第二电容107两端的电压降低至小于第三电压阈值，控制器104控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，控制器104控制开关模块102闭合K1、K3，关断K2，切换完成后两个双有源桥变换电路为并联连接模式，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压等于两个双有源桥变换电路的第一端口电压，满足电池工作电压要求。
需要说明的是，本申请实施例不具体限定第一电压阈值、第二电压阈值和第三电压阈值，本领域技术人员可以根据具体的应用场景和***架构预先设定相关参数。
示例的，若电池工作电压区间为20V-30V，设置第一电压阈值为24V，第二电压阈值为26V，第三电压阈值为20V。第一级DC/DC变换电路101的第一端口电压范围为600V-900V。当***处于充电状态时，检测电路105实时检测电池的电压值。当电池电压小于24V时，控制器104控制多个第二级DC/DC变换电路103停止工作，控制器104控制第一级DC/DC变换电路101的PWM信号，将第一电容106和第二电容107两端的电压降低至20V以下后，控制器104控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，整个电路停止工作后，控制器104控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路103为串联模式。控制器104确认切换完成，控制器104指示第一级DC/DC变换电路101和多个第二级DC/DC变换电路103恢复工作，若切换失败，则***告警关机。当电池电压大于26V且时，控制器104控制第二级DC/DC变换电路103停止工作，控制器104控制第一级DC/DC变换电路101的PWM信号，将第一电容106和第二电容107两端的电压降低至20V以下后，控制器104控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，整个电路停止工作后，控制器104控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路103为并联模式。控制器104确认切换完成，控制器104指示第一级DC/DC变换电路101和多个第二级DC/DC变换电路103恢复工作，若切换失败，则***告警关机。
在一些示例中，外部设备200为直流源。第一级DC/DC变换电路101接收直流源的输出电压，并进行电压变换，向多个第二级DC/DC变换电路103提供输出电压；第二级DC/DC变换电路103将第一级DC/DC变换电路101提供的输出电压进行电压变换后，向电池提供充电所需要的输入电压。
一些示例中，外部设备200为负载。电池向第二级DC/DC变换电路103提供输出电压，第二级DC/DC变换电路103将电池提供的输出电压进行电压变换后传输给第一级DC/DC变换电路101，第一级DC/DC变换电路101将第二级DC/DC变换电路103提供的输入电压变换为外部负载所需要的电压，向外部负载供电。
一些示例中，外部设备200为储能变流器。当电池300处于充电状态时，第一级DC/DC变换电路101接收储能变流器的输出电压，并进行电压变换，向多个第二级DC/DC变换电路103提供输出电压；第二级DC/DC变换电路103将第一级DC/DC变换电路101提供的输出电压进行电压变换后，向电池提供充电所需要的输入电压。当电池200处于放电状态时，电池向第二级DC/DC变换电路103提供输出电压，第二级DC/DC变换电路103将电池提供的输出电压进行电压变换后传输给第一级DC/DC变换电路101，第一级DC/DC变换电路101将第二级DC/DC变换电路103提供的输入电压变换后向储能变流器提供输出电压。
本申请实施例还提供一种功率变换电路的控制方法，如图7所示，一些示例中，功率变换电路包括控制器104、第一级DC/DC变换电路101、多个第二级DC/DC变换电路103、开关模块102；第一级DC/DC变换电路101的第一端用于连接外部设备200，第一级DC/DC变换电路101的第二端连接开关模块102的第一端；第二级DC/DC变换电路103的第一端连接开关模块102的第二端，第二级DC/DC变换电路103的第二端用于连接电池。控制方法包括：当电池300的电压小于第一电压阈值时，此时第一级DC/DC变换电路两侧的升压比过高，导致***的电能转换效率降低，当第一电容106和第二电容107的电压值小于第三电压阈值时，控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联连接，切换完成之后，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压等于多个第二级DC/DC变换电路103的第一端口电压之和，降低了第一级DC/DC变换电路101的升压比，提高***的电能转换效率；当电池300的电压大于第二电压阈值，此时第一级DC/DC变换电路两侧的升压比过低，当第一电容106和第二电容107的电压值小于第三电压阈值时，控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路103并联连接，切换完成之后，第一级DC/DC变换电路101的第二端口电压等于多个第二级DC/DC变换电路103的第一端口电压，升高了第一级DC/DC变换电路101的升压比，使得电池工作在正常的工作电压范围之内。该控制方法使得多个第二级DC/DC变换电路103在进行串联/并联切换时，通过降低第一电容106和第二电容107的电压至安全工作电压值以下避免电容的电压突变从而产生大电流的现象，不会损坏与之相连的开关或元器件，控制逻辑简单，切换时间短，提高了***的电能转换效率。
需要说明的是，本申请实施例不具体限定第一电压阈值、第二电压阈值和第三电压阈值，本领域技术人员可以根据具体的应用场景和***架构预先设定相关参数。
一些示例中，功率变换电路的控制方法包括：当电池的电压小于第一电压阈值时或者当电池的电压大于第二电压阈值时，调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号以降低第一电容106和第二电容107的电压值至小于第三电压阈值，保证在切换多个第二级DC/DC变换电路103之前第一电容106和第二电容107两端的电压已经处于安全工作电压范围之内，避免第一电容106和第二电容107发生电压突变。
一些示例中，功率变换电路的控制方法包括：在调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号之前，控制第二级DC/DC变换电路103停止工作。
一些示例中，功率变换电路的控制方法包括：在调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号以降低第一电容106和第二电容107至小于第三电压阈值之后，控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，保证在切换多个第二级DC/DC变换电路103的串并联方式时，整个电路处于停止工作的状态，保证安全切换。
一些示例中，功率变换电路的控制方法包括：在控制第一级DC/DC变换电路101停止工作后，控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路103串联或者并联连接。
一些示例中，功率变换电路的控制方法包括：检测电池300的电压值和第一电容106和第二电容107的电压值。该方法实现了对电池300充放电电压的精准检测，并据此来改变多个第二级DC/DC变换电路103之间的串并联连接方式，从而达到改变第一级DC/DC变换电路101的第二端口的电压，改变第一级DC/DC变换电路101两侧的升压比，提高***的电能转换效率。该方法还通过精准检测第一电容106和第二电容107的电压，保证在串并联切换时第一电容106和第二电容107的电压已经小于第三电压阈值，降到安全工作电压以下，避免发生电压突变产生大电流导致损坏元器件，保证安全切换。
下面以具体的方法步骤为例说明该控制方法的运行逻辑，如图8所示，控制方法包括以下步骤：
步骤S101：检测电池电压；
步骤S102：判断电池电压是否小于第一电压阈值，若是，则执行步骤S103，否则，执行步骤S108；
步骤S103：控制多个第二级DC/DC变换电路停止工作，
步骤S104：调节第二级DC/DC变换电路的PWM信号；
步骤S105：判断第一电容和第二电容是否小于第三电压阈值，若是，执行步骤S106；否则，执行步骤S104；
步骤S106：控制第一级DC/DC变换电路停止工作；
步骤S107：切控制开关模块使得多个第二级DC/DC变换电路串联或者并联连接；
步骤S108：判断电池电压是否大于第二电压阈值，若是，则执行步骤S103；
步骤S109：判断多个第二级DC/DC变换电路的串并联状态是否切换成功，若是，则执行步骤S110，否则，执行步骤S111；
步骤S110：控制第一级DC/DC变换电路与第二级DC/DC变换电路恢复正常工作；
步骤S111：告警关机。
本申请实施例提供一种储能装置，根据图1，储能装置包括电池300、控制器102、第一级DC/DC变换电路，多个第二级DC/DC变换电路和开关模块102；其中，第一级DC/DC变换电路的第一端用于连接外部设备200，第一级DC/DC变换电路的第二端连接开关模块102的第一端；第二级DC/DC变换电路103的第一端连接开关模块102的第二端，第二级DC/DC变换电路103的第二端连接电池300；第一级DC/DC变换电路并联一个第一电容106；每个第二级DC/DC变换电路并联一个第二电容107；控制器102用于：当电池300的电压小于第一电压阈值且第一电容106和第二电容107的电压值小于第三电压阈值时，控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路串联连接；或者当电池300的电压大于第二电压阈值且第一电容106和第二电容107的电压值小于第三电压阈值时，控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路并联连接。该储能装置包括两级DC/DC变换电路，通过对电网输出的电压进行两级电压变换后输出给电池300，使得两级DC/DC变换电路的升压较低，提升储能装置的工作效率。。本申请实施例提供的储能装置不仅可以实现电能的双向流动，而且在需要通过切换多个第二级DC/DC变换电路103的串并联连接方式改变第一级DC/DC变换电路101两侧的升压比之前，通过调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号，使得第一电容106和第二电容107的电压降低至小于第三电压阈值，即在串并联切换之前保证电容的电压在安全工作电压以下，避免在完成串并联切换后第一电容106和第二电容107会发生电压突变的情形，在提高电能转换效率的同时保证了安全切换，不会损害与电容相连接的负载和元器件。
一些示例中，控制器102用于当电池300的电压小于第一电压阈值时或者当电池300的电压大于第二电压阈值时，调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号以降低第一电容106和第二电容107的电压值至小于第三电压阈值。本申请提供的功率变换电路调节第一电容106和第二电容107的电压值的控制逻辑简单，且无需额外增加电路元器件，降低了成本，并且缩短了切换的时间。
一些示例中，控制器102用于在控制器102调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号之前，控制第二级DC/DC变换电路103停止工作。
一些示例中，的一种实施方式中，控制器102还用于在调节第一级DC/DC变换电路101的PWM信号以降低第一电容106和第二电容107的电压值至小于第三电压阈值之后，控制第一级DC/DC变换电路101停止工作，保证在切换多个第二级DC/DC变换电路103的串并联方式时，整个电路处于停止工作的状态，保证安全切换。
一些示例中，控制器102还用于在第一级DC/DC变换电路101停止工作之后，控制开关模块102的断开或闭合使得多个第二级DC/DC变换电路103串联或者并联连接，整个切换时间短，且在切换时整个回路处于停止工作的状态，保证安全切换。
本申请实施例提供一种储能***，本申请提供一种储能***。储能***包括第三方面提供的储能装置和储能变流器，储能装置连接储能变流器，储能变流器用于将储能装置输出的直流电能转换为交流电能输出给电网或负载，和/或，储能变流器用于将所述电网输出的交流电能转换为直流电能输出给储能装置。本申请实施例提供的储能***不仅可以实现电能的双向流动，而且在需要通过切换多个第二级DC/DC变换电路的串并联连接方式改变第一侧DC/DC变换电路两侧的升压比之前，通过调节第一级DC/DC变换电路的PWM信号，使得第一电容和第二电容的电压降低到第三电压阈值以下，避免在完成串并联切换后第一电容和第二电容会发生电压突变的情形，在提高***的电能转换效率的同时保证了安全切换。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种功率变换电路，其特征在于，所述功率变换电路包括控制器、第一级DC/DC变换电路，多个第二级DC/DC变换电路和开关模块；其中，所述第一级DC/DC变换电路的第一端用于连接外部设备，所述第一级DC/DC变换电路的第二端连接所述开关模块的第一端；所述第二级DC/DC变换电路的第一端连接所述开关模块的第二端，所述第二级DC/DC变换电路的第二端用于连接电池；
所述第一级DC/DC变换电路并联一个第一电容；
每个所述第二级DC/DC变换电路并联一个第二电容；
所述控制器用于：当所述电池的电压小于第一电压阈值且所述第一电容和所述第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制所述开关模块的断开或闭合使得所述多个第二级DC/DC变换电路串联连接；或者
当所述电池的电压大于第二电压阈值且所述第一电容和所述第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制所述开关模块的断开或闭合使得所述多个第二级DC/DC变换电路并联连接。
2.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述控制器还用于当所述电池的电压小于所述第一电压阈值时或者当所述电池的电压大于所述第二电压阈值时，调节所述第一级DC/DC变换电路的PWM信号以降低所述第一电容和所述第二电容的电压值至小于所述第三电压阈值。
3.根据权利要求2所述的功率变换电路，其特征在于，所述控制器还用于在调节所述第一级DC/DC变换电路的PWM信号之前，控制所述第二级DC/DC变换电路停止工作。
4.根据权利要求2或3所述的功率变换电路，其特征在于，所述控制器还用于调节所述第一级DC/DC变换电路的PWM信号以降低所述第一电容和所述第二电容的电压值至小于所述第三电压阈值之后，控制所述第一级DC/DC变换电路停止工作。
5.根据权利要求4所述的功率变换电路，其特征在于，所述控制器用于在所述第一级DC/DC变换电路停止工作之后，控制所述开关模块的断开或闭合使得所述多个第二级DC/DC变换电路串联或者并联连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的功率变换电路，其特征在于，
所述第一级DC/DC变换电路用于将所述第一级DC/DC变换电路的第一端口电压进行降压，所述第二级DC/DC变换电路用于将所述第二级DC/DC变换电路的第一端口电压降为所述电池所需要的充电电压；或者
所述第二级DC/DC变换电路用于将所述第二级DC/DC变换电路的第二端口电压进行升压，所述第一级DC/DC变换电路用于将所述第一级DC/DC变换电路的第二端口电压进行升压并通过所述第一级DC/DC变换电路的第一端输出给所述外部设备。
7.根据权利要求1-6任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述功率变换电路还包括检测电路，所述检测电路用于检测所述电池的电压值和所述第一电容和所述第二电容的电压值。
8.根据权利要求1-7任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述功率变换电路包括两个第二级DC/DC变换电路。
9.根据权利要求1-8任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述外部设备为直流源、负载或储能变流器。
10.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置包括电池、控制器、，第一级DC/DC变换电路，多个第二级DC/DC变换电路和开关模块；其中，所述第一级DC/DC变换电路的第一端用于连接外部设备，所述第一级DC/DC变换电路的第二端连接所述开关模块的第一端；所述第二级DC/DC变换电路的第一端连接所述开关模块的第二端，所述第二级DC/DC变换电路的第二端用于连接所述电池；
所述第一级DC/DC变换电路并联一个第一电容；每个所述第二级DC/DC变换电路并联一个第二电容；
所述控制器用于：当所述电池的电压小于第一电压阈值且所述第一电容和所述第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制所述开关模块的断开或闭合使得所述多个第二级DC/DC变换电路串联连接；或者
当所述电池的电压大于第二电压阈值且所述第一电容和所述第二电容的电压值小于第三电压阈值时，控制所述开关模块的断开或闭合使得所述多个第二级DC/DC变换电路并联连接。
11.根据权利要求10所述的储能装置，其特征在于，所述控制器还用于当所述电池的电压小于所述第一电压阈值时或者当所述电池的电压大于所述第二电压阈值时，调节所述第一级DC/DC变换电路的PWM信号以降低所述第一电容和所述第二电容的电压值至小于所述第三电压阈值。
12.根据权利要求11所述的储能装置，其特征在于，其特征在于，所述控制器还用于在调节所述第一级DC/DC变换电路的PWM信号之前，控制所述第二级DC/DC变换电路停止工作。
13.根据权利要求11或12所述的储能装置，其特征在于，所述控制器还用于调节所述第一级DC/DC变换电路的PWM信号以降低所述第一电容和所述第二电容的电压值至小于所述第三电压阈值之后，控制所述第一级DC/DC变换电路停止工作。
14.根据权利要求13所述的储能装置，其特征在于，所述控制器用于在所述第一级DC/DC变换电路停止工作之后，控制所述开关模块的断开或闭合使得所述多个第二级DC/DC变换电路串联或者并联连接。
15.一种储能***，其特征在于，所述储能***包括如权利要求10～14任一项所述的储能装置和储能变流器，所述储能装置连接所述储能变流器；
所述储能变流器用于将所述储能装置输出的直流电能转换为交流电能输出给电网或负载，和/或，所述储能变流器用于将所述电网输出的交流电能转换为直流电能输出给所述储能装置。
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