本发明涉及移动电源，具体地，涉及一种能够多口同时充放电的便携式储能装置，以及应用于便携式储能装置的充放电功率分配方法。
背景技术：
1、随着移动设备的普及以及人们户外活动的增多，便携式储能装置的需求日益增加。无论是户外露营、应急电源需求，还是日常移动设备的充电，能够提供可靠电力的移动储能装置都成为了不可或缺的工具。
2、传统的便携式储能装置通常只能实现单一接口的充电或放电功能，无法满足多设备同时充电或同时供电的需求。虽然现有技术中已发展出能实现与多个设备同时连接的便携式储能装置，但如何合理地给每个设备分配合适功率，避免过载或损坏设备，也是亟待解决的问题。
3、此外，现有技术中的便携式储能装置，当其同时处于充电和放电状态时，因没有合适的充电和放电功率的分配规则，导致内部的电路板处于高负载状态，容易产生高热量，由此对便携式储能装置的电池性能造成损耗，甚至可能因为电压不稳定而损害连接的设备电池。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种能够多口同时充放电的便携式储能装置，以及对应的充放电功率分配方法，通过巧妙的功率分配规则设计，实现便携式储能装置在安全运行状态下实现边充电和边放电，以及多口同时充电和多口同时放电。
2、为实现上述发明目的，本发明提供如下所述技术方案：
3、根据本发明的第一个方面，提供一种能够多口同时充放电的便携式储能装置，包括功率配置单元、至少两个电源输入端口、以及至少两个充电输出端口，所述功率配置单元用于为连接充电设备的电源输入端口和连接受电设备的充电输出端口配置功率，定义电源输入端口连接有充电设备且充电输出端口也连接有受电设备时的状态为边充边放状态；
4、定义边充边放状态下便携式储能装置的最大允许运行功率为pmax，功率配置单元配置pmax的1/2为电源输入端口的最大允许输入功率，且配置电源输入端口的实际充电功率总和为充电输出端口的最大输出总功率，定义电源输入端口的最大允许输入功率为pmax_in，定义充电输出端口的最大输出总功率为pmax_out，则pmax_in=pmax/2，pmax_out=电源输入端口的实际充电功率总和且pmax_out≤pmax_in；
5、当接入充电设备的电源输入端口的最大允许充电功率之和≤pmax_in，则功率配置单元配置该些电源输入端口均以其最大允许充电功率运行，所述最大允许充电功率为电源输入端口预设的最大充电功率和充电设备插入该端口后充电设备所能提供的充电功率二者中的较小值；当接入充电设备的电源输入端口的最大允许充电功率之和＞pmax_in，则功率配置单元配置该些电源输入端口以pmax_in为运行功率之和；
6、当接入受电设备的充电输出端口的预设功率之和≤pmax_out，则功率配置单元为每个连接受电设备的充电输出端口分配其对应的预设功率，所述预设功率为充电输出端口的最大输出功率和负载请求功率中的较小值；当接入受电设备的充电输出端口的预设功率之和＞pmax_out，则功率配置单元分配给该些充电输出端口的功率之和为pmax_out。
7、优选地，当接入充电设备的电源输入端口的最大允许充电功率之和＞pmax_in，功率配置单元配置该些电源输入端口以pmax_in为运行功率之和，并且按照如下规则进行功率配置：
8、若接入充电设备的电源输入端口的数量为1个，功率配置单元配置该电源输入端口以pmax_in为运行功率；
9、若接入充电设备的电源输入端口的数量为n，n为正整数且≥2，则：
10、当各个电源输入端口的最大允许充电功率均大于pmax_in/n，则功率配置单元配置该些电源输入端口均以pmax_in/n运行；
11、当存在部分电源输入端口的最大允许充电功率≤pmax_in/n，则对于该些电源输入端口，功率配置单元进行第一次功率配置，使该些电源输入端口以最大允许充电功率运行，假设该些电源输入端口共占用的功率为b1，功率配置单元可配置的剩余功率为p1=pmax_in-b1，剩余未分配功率的电源输入端口的数量为m1=n−第一次配置以最大允许充电功率运行的电源输入端口数，则对于剩余的m1个电源输入端口：
12、若其最大允许充电功率均大于p1/m1，则功率配置单元使剩余的m1个电源输入端口均以p1/m1为运行功率；
13、若仍存在部分电源输入端口的最大允许充电功率≤p1/m1，则功率配置单元按照如下规则配置功率，定义以下规则中，功率配置单元进行第k次功率配置后，第k次配置以最大允许充电功率运行的电源输入端口共占用的功率为bk,功率配置单元可配置的剩余功率为pk，剩余未分配功率的电源输入端口的数量为mk，k为正整数且k≥1：
14、剩余的mk个端口中，对于最大允许充电功率≤pk/mk的电源输入端口，功率配置单元进行第k+1次功率配置，使该些电源输入端口以最大允许充电功率运行，假设该些电源输入端口共占用的功率为bk+1，功率配置单元可配置的剩余功率为pk+1=pmax_in-b1-…-bk+1，剩余未分配功率的电源输入端口的数量mk+1=mk−第k+1次配置以最大允许充电功率运行的电源输入端口数；该规则中，当在第k+1次功率配置后，剩余的mk+1个电源输入端口的最大允许充电功率均大于pk+1/mk+1，即终止该规则，功率配置单元使剩余的mk+1个电源输入端口均以pk+1/mk+1为运行功率。
15、优选地，当接入受电设备的充电输出端口的预设功率之和＞pmax_out，则功率配置单元分配给该些充电输出端口的功率之和为pmax_out，并且按照如下规则进行功率配置：
16、所述充电输出端口被预先配置功率分配时的优先级顺序，且各个充电输出端口被预先配置最小输出功率和最大输出功率，各个充电输出端口的最小输出功率之和≤pmax_out，且各个充电输出端口的最小输出功率≤该端口最大输出功率，各个充电输出端口的最大输出功率≤pmax_out；
17、若接入受电设备的充电输出端口的最小输出功率之和＝pmax_out，则功率配置单元为每个连接受电设备的充电输出端口分配其对应的最小输出功率；
18、若接入受电设备的充电输出端口的最小输出功率之和＜pmax_out＜该些充电输出端口的预设功率之和，则功率配置单元在满足该些充电输出端口的最小输出功率后按充电输出端口的优先级顺序分配剩余功率，所述剩余功率=pmax_out-充电输出端口的最小输出功率之和。
19、优选地，当接入受电设备的充电输出端口的最小输出功率之和＜pmax_out＜该些充电输出端口的预设功率之和，功率配置单元在满足该些充电输出端口的最小输出功率后按如下规则根据充电输出端口的优先级顺序分配剩余功率：
20、定义接入受电设备的充电输出端口的数量为y，当y≥2且该y个充电输出端口具有不同优先级时，则按优先级从高到低排序，顺序定义该些充电输出端口为第一充电输出端口至第y充电输出端口，并顺序定义其最小输出功率分别为pmin_c1至pmin_cy、其最大输出功率和负载请求功率中的较小值分别为第一预设功率至第y预设功率；
21、定义剩余功率的初始量为p0_out，p0_out=pmax_out-(pmin_c1+…+pmin_cy)，在进行第一轮剩余功率分配时，功率配置单元以（pmin_c1+剩余功率p0_out）和第一预设功率中的较小值为第一充电输出端口分配获得的总功率，定义第一轮剩余功率分配后，第一充电输出端口获得的剩余功率为c1，c1=第一充电输出端口分配获得的总功率-pmin_c1，定义第一轮剩余功率分配后余下的剩余功率为p1_out，p1_out=p0_out-c1，若p1_out=0，则功率分配结束；若p1_out＞0，按照如下规则继续进行剩余功率分配直到余下的剩余功率pk_out=0由此使功率分配结束：在第k轮剩余功率分配时，功率配置单元以（pmin_ck+剩余功率pk-1_out）和第k预设功率的较小值为第k充电输出端口分配获得的总功率，定义第k轮剩余功率分配后，第k充电输出端口获得的剩余功率为ck，ck=第k充电输出端口分配获得的总功率-pmin_ck，定义第k轮剩余功率分配后余下的剩余功率为pk_out，pk_out=p0_out-c1-…-ck，其中k为正整数且k≥2。
22、优选地，当接入受电设备的充电输出端口的最小输出功率之和＜pmax_out＜该些充电输出端口的预设功率之和，功率配置单元在满足该些充电输出端口的最小输出功率后按如下规则根据充电输出端口的优先级顺序分配剩余功率：
23、定义连接受电设备的充电输出端口的数量为y，该y个充电输出端口中，具有相同最低优先级的充电输出端口的数量为x，其余y-x个充电输出端口具有不同优先级，则：
24、当y≥2且y=x时，即该y个充电输出端口均具有相同的最低优先级时，功率配置单元先满足该些充电输出端口的最小输出功率，而后平均分配剩余功率；
25、当y≥3,且2≤x＜y时，按优先级从高到低排序，顺序定义充电输出端口为第一充电输出端口至第y充电输出端口，其中第y-x+1充电输出端口至第y充电输出端口的优先级相同，顺序定义该些充电输出端口的最小输出功率分别为pmin_c1至pmin_cy、且其最大输出功率和负载请求功率中的较小值分别为第一预设功率至第y预设功率；定义剩余功率的初始量为p0_out，p0_out=pmax_out-(pmin_c1+…+pmin_cy)，剩余功率分配规则为：
26、在进行第一轮剩余功率分配时，功率配置单元以（pmin_c1+剩余功率p0_out）和第一预设功率中的较小值为第一充电输出端口分配获得的总功率，定义第一轮剩余功率分配后，第一充电输出端口获得的剩余功率为c1，c1=第一充电输出端口分配获得的总功率-pmin_c1，定义第一轮剩余功率分配后余下的剩余功率为p1_out，p1_out=p0_out-c1，若p1_out=0，则功率分配结束；若p1_out＞0且此时仅x个充电输出端口尚未分配剩余功率，则功率配置单元将剩余功率p1_out平均分配给这x个充电输出端口，功率分配结束；若p1_out＞0且尚未分配剩余功率的充电输出端口＞x个，则功率配置单元按照如下剩余功率分配规则继续进行分配直到达到条件一或条件二：
27、所述剩余功率分配规则为：在第k轮剩余功率分配时，功率配置单元以（pmin_ck+剩余功率pk-1_out）和第k预设功率的较小值为第k充电输出端口分配获得的总功率，定义第k轮剩余功率分配后，第k充电输出端口获得的剩余功率为ck，ck=第k充电输出端口分配获得的总功率-pmin_ck，定义第k轮剩余功率分配后余下的剩余功率为pk_out，pk_out=p0_out-c1-…-ck；
28、所述条件一为：余下的剩余功率pk_out为0；所述条件二为：余下的剩余功率pk_out＞0且此时仅x个充电输出端口尚未分配剩余功率；若先达到的为条件一，则功率分配结束；若先达到的为条件二，则将剩余功率pk_out平均分配给剩余的x个充电输出端口，功率分配结束，其中k为正整数且k≥2。
29、优选地，所述电源输入端口的数量为2个，充电输出端口的数量为4个，所述2个电源输入端口为既能充电又能放电的双向口，所述充电输出端口的其中2个为所述双向口。
30、优选地，所述便携式储能装置的内部设置有主控制板、以及与主控制板连接的一个或多个独立的电路板，电源输入端口和充电输出端口设置于电路板上，功率配置单元设置于主控制板上。
31、优选地，所述功率配置单元通过读取电源输入端口和充电输出端口的预设参数，计算各电源输入端口和充电输出端口的实时功率需求并据此配置各电源输入端口和充电输出端口的充电功率和放电功率，所述预设参数包括电流和电压。
32、优选地，所述充放电接口电路板及主控制板上均设有保护电路，所述保护电路包括过流保护电路、过压保护电路、过温保护电路以及短路保护电路中的任意一项或多项，当检测到异常情况时，所述保护电路响应并切断相关电路的电源。
33、根据本发明的第二个方面，提供一种便携式储能装置的充放电功率分配方法，应用于能够多口同时充放电的便携式储能装置，所述便携式储能装置包括功率配置单元、至少两个电源输入端口、以及至少两个充电输出端口，所述功率配置单元用于为连接充电设备的电源输入端口和连接受电设备的充电输出端口配置功率，定义电源输入端口连接有充电设备且充电输出端口也连接有受电设备时的状态为边充边放状态；
34、所述充放电功率分配方法包括：
35、定义边充边放状态下便携式储能装置的最大允许运行功率为pmax，功率配置单元配置pmax的1/2为电源输入端口的最大允许输入功率，且配置电源输入端口的实际充电功率总和为充电输出端口的最大输出总功率，定义电源输入端口的最大允许输入功率为pmax_in，定义充电输出端口的最大输出总功率为pmax_out，则pmax_in=pmax/2，pmax_out=电源输入端口的实际充电功率总和且pmax_out≤pmax_in；
36、当接入充电设备的电源输入端口的最大允许充电功率之和≤pmax_in，则功率配置单元配置该些电源输入端口均以其最大允许充电功率运行，所述最大允许充电功率为电源输入端口预设的最大充电功率和充电设备插入该端口后充电设备所能提供的充电功率二者中的较小值；当接入充电设备的电源输入端口的最大允许充电功率之和＞pmax_in，则功率配置单元配置该些电源输入端口以pmax_in为运行功率之和；
37、当接入受电设备的充电输出端口的预设功率之和≤pmax_out，则功率配置单元为每个连接受电设备的充电输出端口分配其对应的预设功率，所述预设功率为充电输出端口的最大输出功率和负载请求功率中的较小值；当接入受电设备的充电输出端口的预设功率之和＞pmax_out，则功率配置单元分配给该些充电输出端口的功率之和为pmax_out。
38、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
39、本发明提供的能够多口同时充放电的便携式储能装置及充放电功率分配方法，通过对电源输入端口和充电输出端口的功率进行分配，使便携式储能装置能够满足同时充电和同时供电的需求，保证了良好的用户体验。
1.一种能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，包括功率配置单元、至少两个电源输入端口、以及至少两个充电输出端口，所述功率配置单元用于为连接充电设备的电源输入端口和连接受电设备的充电输出端口配置功率，定义电源输入端口连接有充电设备且充电输出端口也连接有受电设备时的状态为边充边放状态；
2.根据权利要求1所述的能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，当接入充电设备的电源输入端口的最大允许充电功率之和＞pmax_in，功率配置单元配置该些电源输入端口以pmax_in为运行功率之和，并且按照如下规则进行功率配置：
3.根据权利要求1所述的能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，当接入受电设备的充电输出端口的预设功率之和＞pmax_out，则功率配置单元分配给该些充电输出端口的功率之和为pmax_out，并且按照如下规则进行功率分配：
4.根据权利要求3所述的能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，当接入受电设备的充电输出端口的最小输出功率之和＜pmax_out＜该些充电输出端口的预设功率之和，功率配置单元在满足该些充电输出端口的最小输出功率后按如下规则根据充电输出端口的优先级顺序分配剩余功率：
5.根据权利要求3所述的能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，当接入受电设备的充电输出端口的最小输出功率之和＜pmax_out＜该些充电输出端口的预设功率之和，功率配置单元在满足该些充电输出端口的最小输出功率后按如下规则根据充电输出端口的优先级顺序分配剩余功率：
6.根据权利要求1所述的能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，所述电源输入端口的数量为2个，充电输出端口的数量为4个，所述2个电源输入端口为既能充电又能放电的双向口，所述充电输出端口的其中2个为所述双向口。
7.根据权利要求1所述的能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，所述便携式储能装置的内部设置有主控制板、以及与主控制板连接的一个或多个独立的电路板，电源输入端口和充电输出端口设置于电路板上，功率配置单元设置于主控制板上。
8.根据权利要求7所述的能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，所述功率配置单元通过读取电源输入端口和充电输出端口的预设参数，计算各电源输入端口和充电输出端口的实时功率需求并据此配置各电源输入端口和充电输出端口的充电功率和放电功率，所述预设参数包括电流和电压。
9.根据权利要求7所述的能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，所述充放电接口电路板及主控制板上均设有保护电路，所述保护电路包括过流保护电路、过压保护电路、过温保护电路以及短路保护电路中的任意一项或多项，当检测到异常情况时，所述保护电路响应并切断相关电路的电源。
10.一种便携式储能装置的充放电功率分配方法，应用于能够多口同时充放电的便携式储能装置，其特征在于，所述便携式储能装置包括功率配置单元、至少两个电源输入端口、以及至少两个充电输出端口，所述功率配置单元用于为连接充电设备的电源输入端口和连接受电设备的充电输出端口配置功率，定义电源输入端口连接有充电设备且充电输出端口也连接有受电设备时的状态为边充边放状态；
