多电池包系统的控制方法、储能设备及电池包
文献发布时间:2024-01-17 01:27:33
技术领域
本申请涉及电力电子控制技术领域,尤其涉及一种多电池包系统的控制方法、储能设备及电池包。
背景技术
对于包括多个并联的电池包的多电池包系统,当多电池包系统中启用的电池包出现突然拔除或发生故障等异常时,多电池包系统中的控制器从确认异常到启用其他电池包,需要花费一定的时间。那么,在这段时间里,多电池包系统无法对负载供电,使得负载出现掉电的情况。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种多电池包系统的控制方法、储能设备及电池包,可避免负载掉电。
本申请第一方面提供一种多电池包系统的控制方法,多电池包系统包括母线及多个电池包,且多个电池包的并机端口通过母线连接以形成多电池包系统,多电池包系统用于通过母线为负载供电。控制方法包括:获取多电池包系统中的每一电池包的电池参数,电池参数包括电池电压、错误标识及使用状态,使用状态包括未启用状态及已启用状态;当多电池包系统处于放电状态时,根据电池参数确定预启用电池包,其中,预启用电池包为处于未启用状态、且错误标识处于复位状态的电池包中电池电压最高的电池包;配置预启用电池包执行预设操作,预设操作包括:监测母线的母线电压,且当母线电压满足预设条件时,进入放电模式以为负载供电。
在一实施方式中,预设条件包括:母线电压小于预启用电池包的电压,且预启用电池包的电压与母线电压的差值大于或等于预设电压差值。
在一实施方式中,配置预启用电池包执行预设操作包括:
发送预启用指令至每一电池包,以使预启用电池包根据预启用指令执行预设操作。
在一实施方式中,在根据电池参数确定预启用电池包之前,控制方法还包括:
根据电池参数确定目标电池包组,目标电池包组不包括预启用电池包,且预启用电池包的电池电压小于目标电池包组的任一电池包的电池电压;
配置目标电池包组的每一电池包的使用状态为已启用状态,配置多电池包系统中除目标电池包组以外的电池包的使用状态为未启用状态。
在一实施方式中,根据电池参数确定目标电池包组包括:
根据处于已启用状态的电池包的电池电压确定并机电压区间;
根据并机电压区间、第一极值电压及第二极值电压确定目标电池包组中的电池包;
其中,第一极值电压为所有错误标识处于复位状态、且使用状态处于未启用状态的电池包的最大电池电压,第二极值电压为所有处于启用状态的电池包的最大电池电压。
在一实施方式中,控制方法还包括:
当确认目标电池包组中的电池包均出现异常后,配置预启用电池包的使用状态为已启用状态,配置多电池包系统中的其他电池包为未启用状态;
根据更新后的所有电池包的使用状态控制处于已启用状态的电池包工作,且控制处于未启用状态的电池包停止工作。
在一实施方式中,在根据电池参数确定预启用电池包之前,控制方法还包括:
获取多电池包系统当前的工作状态;
在工作状态为放电状态时,执行根据电池参数确定预启用电池包的步骤。
在一实施方式中,电池参数还包括电流,获取多电池包系统当前的工作状态包括:
获取所有电池包的电流;
当所有电池包的电流的和大小于或等于第一预设电流阈值时,确定多电池包系统当前的工作状态为放电状态。
本申请第二方面提供一种储能设备,包括存储器、处理器、电池模组以及并机端口,并机端口用于通过母线与其他储能设备的并机端口连接以形成多电池包系统,存储器存储有计算机程序,计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1至8任一项的多电池包系统的控制方法。
本申请第三方面提供一种电池包,电池包的并机端口通过母线与其他独立电池包的并机端口连接以形成多电池包系统,电池包包括存储器和处理器,存储器存储有计算机程序,计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1至8任一项的多电池包系统的控制方法。
本申请提供的多电池包系统的控制方法,通过获取多电池包系统中的每一电池包的电池电压、错误标识及使用状态,以在处于未启用状态中的电池包确定出未发生错误且电压较高的预启用电池包,配置该预启用电池包在检测到所连接母线的母线电压异常时,直接为负载供电,而无需等待控制器确定当前处于启用的电池包是否出现异常。如此,本申请实施例提供的多电池包系统可在启用的电池包发生故障或被拔除时,及时为负载供电,有效避免负载掉电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对本申请保护范围的限定。在各个附图中,类似的构成部分采用类似的编号。
图1为本申请提供的一种多电池包系统的第一种应用环境的示意图。
图2为本申请提供的一种多电池包系统的第二种应用环境的示意图。
图3为本申请提供的一种多电池包系统的控制方法的流程示意图。
图4为本申请一实施例提供的在执行步骤S320之前的流程示意图。
图5为本申请一实施例提供的步骤S410的子步骤流程示意图。
图6为本申请一实施例提供的在执行步骤S330之后的流程示意图。
图7为本申请另一实施例提供的在执行步骤S320之前的流程示意图。
图8为本申请一实施例提供的步骤S710的子步骤流程示意图。
图9为本申请一实施例提供的储能设备的结构框图。
图10为本申请一实施例提供的电池包的结构框图。
图11为本申请一实施例提供的控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
需要说明的是,当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、以及类似的表述只是为了说明的目的。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
下面将结合附图对一些实施例做出说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
随着电子技术和发展及电子设备的普及,用户对电能的需求越来越大。为了满足用户的用电需求,本方案通过将多个电池包组成多电池包系统,以储存和释放更多的电能,从而满足用户需求。
例如,请参阅图1,图1是本申请提供的一种多电池包系统的应用环境的示意图。其中,多电池包系统10包括母线(包括母线正极BUS+及母线负极BUS-)及多个电池包110。母线设置于多电池包系统10中的一个电池包110上。多个电池包110的并机端口(包括正并机端口P+及负并机端口P-)通过母线连接以形成多电池包系统10,即多个电池包110的正并机端口P+及负并机端口P-分别电连接至母线正极BUS+及母线负极BUS-。多电池包系统10用于通过母线直接为负载20供电。
又例如,请继续参阅图2,图2为本申请提供的另一种多电池包系统10的应用环境的示意图。图2示出一种供电系统,包括多电池包系统10、负载20、功率转换设备30及电源40。其中,多电池包系统10包括母线及多个电池包110。功率转换设备30设置有功率变换电路310。功率变换电路310集成有AC-DC转换电路、DC-AC转换电路、DC-DC转换电路等。
在本实施例中,母线设置于电池包110外部。具体地,母线设置于功率转换设备30上。多个电池包110的并机端口通过母线连接以形成多电池包系统10,即多个电池包110的正并机端口P+及负并机端口P-分别电连接至母线正极BUS+及母线负极BUS-。如此,多电池包系统10可通过功率转换设备30接收电源40输出的电能进行充电;多电池包系统10还可通过功率转换设备30放电,以为负载20供电。
可理解地,在图1或者图2中,多电池包系统10的母线可以是直流母线,也可以是交流母线。负载20可以是直流负载或交流负载。电源40可以是交流电源(如市电等),也可以是直流电源(如太阳能板等)。如此,多电池包系统10可通过功率转换设备30输出直流电或交流电,以为负载20供电。多电池包系统10也可通过功率转换设备30接收电源40输出的直流电或交流电以进行充电。
可理解地,在多电池包系统10中的每一电池包110均包括电池模组BAT、充电开关管Q1及放电开关管Q2。且充电开关管Q1及放电开关管Q2串联后,连接于该电池模组BAT的输出接口和该电池包的输出接口之间。具体地,如图1或者图2所示,该充电开关管Q1和放电开关管Q2串联后,连接于该电池模组BAT的输出正极+和该电池包的输出正极P+之间。
进一步地,在一些实施例中,多个电池包110中的至少一个电池包110集成于储能设备(图2未示出)上,且多个电池包110中的其他电池包110分别为独立的电子装置。或者每一电池包110分别设置于对应的储能设备上。本申请并不对电池包的具体组装方式进行限制。
可理解地,在图1或图2示出的多电池包系统10中,在控制电池包切换时,可以通过控制各电池包的充电开关管及放电开关管的导通先后顺序来实现负载不掉电的切换,这样的过程可称之为“无缝切机”。然而,对于包括多个并联的电池包的多电池包系统,例如图1或图2示出的多电池包系统10,当多电池包系统10中启用的电池包110出现突然拔除或发生故障等异常时,多电池包系统10中的控制器从确认异常到启用其他电池包110,需要花费一定的时间。那么,在这段时间里,多电池包系统10无法对负载20供电,将使得负载20出现掉电的情况。
基于此,本申请提供一种多电池包系统的控制方法,可避免负载掉电。
请继续参阅图3,图3为本申请一实施例提供的多电池包系统的控制方法的流程示意图。可理解地,本申请提供的多电池包系统的控制方法可应用于类似图1或图2示出的多电池包系统10中。
其中,在多电池包系统10中,每一电池包110均包括控制器(图未示出)。在一些实施例中,控制器上设置有电池管理系统BMS(Battery Management System)(图未示出),用于保护及管理对应的电池包110。多电池包系统10中的多个电池包110可互相通信,例如可通过控制器域网(Controller Area Network,CAN)总线通信。多电池包系统10中的一个电池包110作为主包,其他电池包110作为从包。且主包上的控制器还设置有能源管理系统EMS(Energy Management System),EMS用于执行本申请提供的多电池包系统的控制方法,从而实现对多电池包系统的中各个电池包的统一控制。
具体地,该多电池包系统的控制方法包括:
步骤S310:获取多电池包系统中的每一电池包的电池参数,电池参数包括电池电压、错误标识及使用状态。
可理解地,每一电池包110上设置有采样电路或是前端模拟芯片。每一电池包110上的BMS通过采样电路或前端模拟芯片实现对电池包的各项电池数据的采集。例如,电池数据包括但不限于电池电压、充放电流、和/或电池包的充电开关管、放电开关管的导通状态、温度等。
在本申请中,电池包110的错误标识用于表示电池包是否发生错误。例如,错误包括过压错误、过流错误、过温错误、充电错误或放电错误等。其中,当电池包110的错误标识处于置位状态时,表示对应的电池包110当前发生了错误。当电池包110的错误标识处于复位状态时,表示对应的电池包110当前还处于正常状态,可加入并机进行工作。可理解地,错误标识可由每一电池包110上的BMS根据获取到的电池数据进行相应的状态设置。例如,当电池包的BMS获取到的电池电压大于预设电压阈值时,BMS置位错误标识,以表示该电池包发生过压错误。
在本申请中,使用状态包括未启用状态及已启用状态。使用状态用于表示电池包是否加入并机。其中,当电池包的使用状态为未启用状态时,说明该电池包未加入并机;当电池包的使用状态为已启用状态时,说明该电池包可加入并机。
具体地,在本申请中,当多电池包系统10中的一个或多个电池包110同时启用进入工作状态时,称为“并机”。例如,多电池包系统10中的一个或多个电池包110可并机放电或并机充电。当启用一个或多个电池包,称为电池包“加入并机”。当不启用或者禁用一个或多个电池包,称为电池包“退出并机”。
进一步地,加入并机时,则需要控制对应的电池包的充放电回路上的充电开关管及放电开关管导通,以与其他加入并机的电池包同步充电或放电。也就是说,在本申请中,多电池包系统中的多个电池包通过并机端口并联连接时,或多电池包系统中的多个电池包共同电连接至功率转换设备时,为多个电池包并联连接做了初步准备。当多电池包系统中的电池包的充放电回路上的充电开关管及放电开关管同时导通时,则该电池包成功加入并机。
可理解地,某一电池包使用状态为已启用状态时,代表EMS当前下发指令给该电池包以通知该电池包导通充电开关管及放电开关管,即执行“并机操作”。但实际应用中,只有当该电池包成功导通充电开关管及放电开关管时,该电池包才属于成功加入并机,该电池包成功加入并机后,会更新电池参数,则EMS可以确认最新状态。因此,当电池包的使用状态为已启用状态时,电池包实际可能已经加入并机,也可能是即将加入并机。同样的,当电池包的使用状态为未启用状态时,可能是已经退出并机,也可能是即将退出并机。
可理解地,电池包的错误标识及使用状态,与电池包的电池数据,例如电池电压、充放电电流等有关。如此,EMS获取每一电池包的错误标识及使用状态,可以是根据接收到的电池电压、充放电电流等电池数据确定相应的电池包的错误标识及使用状态。进而,在每一运行周期,通过EMS与多电池包系统10中的每一电池包110的BMS通信,EMS可周期性地获取每一电池包110的电池电压、错误标识及使用状态等电池参数。
步骤S320:当多电池包系统处于放电状态时,根据电池参数确定预启用电池包,其中,预启用电池包为处于未启用状态、且错误标识处于复位状态的电池包中电池电压最高的电池包。
在步骤S320中,预启用电池包用于在多电池包系统10处于放电状态,且当前启用的电池包110(即加入并机的电池包)发生异常时,代替当前启用的电池包110对外放电,以避免负载20掉电。而又由于处于已启用状态的电池包110已经加入并机或即将加入并机,因此需要选择处于未启用状态的电池包110作为预启用电池包,才能在加入并机的电池包110发生异常而无法对外放电时,由预启用电池包对负载供电。
当电池包110的错误标识处于复位状态时,表示对应的电池包110未发生错误,如此,可正常参与放电。当电池包110的错误标识处于置位状态时,表示对应的电池包110发生错误,此时,如果选择该电池包110作为预启用电池包,将增大多电池包系统10的安全风险。
可理解地,为了使多电池包系统10的电压更加均衡,通常会基于“电压低的电池包优先充电、电压高的电池包优先放电”的工作原则,选择多电池包系统10中的电池包110充电或放电。因此,当多电池包系统10处于放电状态时,则应该选用多电压较高的电池包110对外放电。
综上,在步骤S320中,通过选择处于未启用状态、错误标识处于复位状态的电池包中电池电压最高的电池包作为预启用电池包,可在保证多电池包系统10的使用安全及供电效率的同时,尽可能使多电池包系统10的电压更加均衡。
步骤S330:配置预启用电池包执行预设操作,预设操作包括:监测母线的母线电压,且当母线电压满足预设条件时,进入放电模式以为负载供电。
在步骤S330中,由EMS配置预启用电池包的BMS执行预设操作。
可理解地,当多电池包系统10处于放电状态,且处于启用状态的电池包110突然发生异常导致不能对外放电时,则母线上的母线电压将下降。如此,可通过监测母线的母线电压,判断多电池包系统10当前是否处于正常的放电状态。
进一步地,当监测到母线电压满足预设条件,例如母线电压下降至预设阈值时,则预启用电池包的BMS可确认多电池包系统10中当前处于启用状态的电池包110工作异常。如此,预启用电池包进入放电模式,以为负载20供电。
可以理解地,在一些实施例中,当预启用电池包进入放电模式时,预启用电池包上的BMS控制预启用电池包的充放电回路上的充电开关管及放电开关管导通,以通过充放电回路释放电能至负载20。
综上,本申请提供的多电池包系统的控制方法,通过获取多电池包系统10中的每一电池包110的电池电压、错误标识及使用状态,以在处于未启用状态中的电池包110确定出未发生错误且电压较高的预启用电池包,配置预启用电池包在检测到并机端口的电压异常时直接为负载20供电,而无需等待控制器确定当前处于已启用状态的电池包110是否出现异常,如此,可在已启用的电池包发生故障或被拔除时,及时为负载20供电,有效避免负载20掉电。
在一些实施例中,步骤S330中的预设条件包括:母线电压小于预启用电池包的电压,且预启用电池包的电压与母线电压的差值大于或等于预设电压差值。
可理解地,当多电池包系统10处于放电状态时,由于“电压高的电池包优先放电”的工作原则,且预启用电池包处于未启用状态,因此预启用电池包的电压,总是小于当前处于已启用状态的电池包的电压;且预启用电池包的电压也小于当前处于已启用状态的电池包并联放电时母线上的母线电压。
如此,当预启用电池包上的BMS监测到正并机端口P+与负并机端口P-之间的电压小于预启用电池包的电压,且预启用电池包的电压与母线电压的差值大于或等于预设电压差值时,则可以认为是多电池包系统10当期处于已启用状态的电池包发生异常,均无法正常放电。此时,则控制预启用电池包进入放电模式为负载20供电,从而避免负载20掉电。
可理解地,在本实施例中,通过检测预启用电池包的电压与母线电压的差值,且当差值大于或等于预设电压差值时才触发预启用电池包的预设操作,可进一步提高对于多电池包系统10当前的工作状态的判断的准确度,降低误判几率。
在一些实施例中,步骤S330包括:
发送预启用指令至每一电池包,以使预启用电池包根据预启用指令执行预设操作。
在一实施例中,每一电池包110设置有对应的预启用标志位。当电池包110的预启用标志位被置位时,则该电池包110作为预启用电池包执行预设操作。
预启用指令包括预启用标志位数据。且预启用标志位数据包括对应每一电池包110的预启用标志位的标识数据。如此,EMS发送预启用指令至每一电池包110后,每一电池包110的BMS接收到预启用指令后,通过读取预启用指令中的预启用标志位数据的对应比特的字符数据,刷新自身的预启用标志位的状态。例如,当电池包的BMS读取到预启用标志位数据的对应比特上的字符为0时,表示配置其所在的电池包的预启用标志位的状态为复位状态,且BMS对应更新自身的预启用标志位的状态数据为“0”;当电池包的BMS读取到预启用标志位数据的对应比特上的字符为1时,表示配置其所在的电池包的预启用标志位为置位状态,且BMS对应更新自身的预启用标志位的状态数据为“1”,此时,该电池包110为预启用电池包。
进一步地,执行预设操作的程序提前设置于每一电池包110的处理器或存储器中。且当电池包110的预启用标志位被置位,即被选中为预启用电池包时,触发该预设程序以使电池包上的处理器执行预设操作。如此,预启用电池包可自主监测母线电压,且当母线电压满足预设条件时,自动进入放电模式为负载20供电,从而避免负载20掉电。
可理解地,当预启用电池包进入放电模式时,预启用电池包上的BMS控制充放电回路上的充电开关管Q1及放电开关管Q2导通,从而使得预启用电池包通过母线对负载20供电。
请继续参阅图4,在一些实施例中,在执行步骤S320之前,多电池包系统的控制方法还包括:
步骤S410:根据电池参数确定目标电池包组,其中,目标电池包组不包括预启用电池包,且预启用电池包的电池电压小于目标电池包组的任一电池包的电池电压。
可理解地,当多电池包系统10处于放电状态时,考虑到多电池包系统10的电压均衡及为对外供电的效率,EMS可根据电池参数确定至少一电池包组成目标电池包组,以并机共同对负载20供电。
进一步地,在本申请中,为了避免目标电池包组全部发生异常而不能供电,进而导致负载20掉电的情况发生,在确定目标电池包组之后还确定预启用电池包,以在目标电池包组全部发生异常时,由预启用电池包代替目标电池包组进行放电。如此,在步骤S410中,目标电池包组不包括预启用电池包。且目标电池包组中的电池包,及预启用电池包均未发生错误,即错误标识均处于复位状态。如此,可进一步降低多电池包系统10使用时的安全风险。
进一步地,在多电池包系统10处于放电状态时,为了使多电池包系统10的电压更加均衡,因此基于“电压高的电池包优先放电”的原则,目标电池包组中任一电池包的电池电压,大于预启用电池包的电池电压。
步骤S420:配置目标电池包组的每一电池包的使用状态为已启用状态,配置多电池包系统中除目标电池包组以外的电池包的使用状态为未启用状态。
在步骤S420中,通过EMS下发控制指令至每一电池包,以配置每一电池包的使用状态。在一些实施例中,每一电池包110还设置有对应的使用状态标志位。控制指令包括使用状态标志位数据。且使用状态标志位数据包括对应每一电池包110的使用状态标志位的标识数据。如此,EMS发送控制指令至每一电池包110后,每一电池包110的BMS接收到控制指令后,通过读取控制指令中的使用状态标志位数据的对应比特的字符数据,刷新自身的使用状态标志位的状态。例如,当电池包的BMS读取到使用状态标志位数据的对应比特上的字符为0时,表示配置其所在的电池包的使用状态标志位的状态为未启用状态,且BMS对应更新自身的使用状态标志位的状态数据为“0”;当电池包的BMS读取到使用状态标志位数据的对应比特上的字符为1时,表示配置其所在的电池包的使用状态标志位为已启用状态,且BMS对应更新自身的使用状态标志位的状态数据为“1”。
可理解地,目标电池包组的电池包的BMS更新自身的状态标志位数据后,还控制充电开关管Q1及放电开关管Q2导通,以通过母线对负载20供电。多电池包系统10中除目标电池包组以外的电池包的BMS更新自身的状态标志位数据后,控制其充放电回路上的放电开关管Q2断开且充电开关管Q1导通;或控制其充放电回路上的充电开关管Q1及放电开关管Q2均断开,如此,处于未启用状态的电池包110暂时无法对负载供电。
综上,通过执行步骤S410至步骤S420,可先根据电池参数确定用于并机放电的目标电池包组,并设置目标电池包组的使用状态为已启用状态,及设置多电池包系统10中除目标电池包组以外的电池包的使用状态为未启用状态。如此,可方便后续从处于未启用状态的电池包中确定出预启用电池包。
请继续参阅图5,在一些实施例中,步骤S410包括:
步骤S510:根据处于已启用状态的电池包的电池电压确定并机电压区间。
其中,并机电压区间为多电池包系统并机工作时的安全电压区间,也就是说,参与并机的电池包的电压在该并机电压区间内时,则并机工作的电池包之间不会出现大电流互充危险。
可理解地,当多个电池包并机时,如果电池包之间的压差过大,在充放电时,容易在压差过大的两电池包之间发生大电流互充的现象,进而影响到多电池包系统的使用安全。在本申请中,当电池包的启用状态为已启用状态时,则说明该电池包即将加入并机或者已经加入并机。因此,在步骤S510中,根据当前周期内处于已启用状态的电池包的电压确定并机电压区间,并通过并机电压区间再次配置电池包的使用状态,可确保并入的电池包之间的压差一直处于安全范围内,从而降低互充电流,保证多电池包系统的使用安全。
在本申请实施例中,并机电压区间与处于已启用状态的电池包中具有电压最大值的电池包相关。在一些实施例中,获取处于已启用状态的电池包中的电压最大的电池包的电压并作为基准电压;以基准电压与互充电压阈值的和作为并机电压区间的上限,以基准电压与互充电压阈值的差作为并机电压区间的下限。
其中,互充电压阈值为多个电池包并机,且电池包之间的互充电流在可接受范围内最大时,多个电池包中的最大电压值与电压最小值之间的电压差值。可以理解,互充电压阈值可通过多组实验测试数据获得。且对应不同种类、不同容量的电池包,互充电压阈值的值可进行调整,本申请并不对互充电压阈值的具体数值进行限定。
步骤S520:根据并机电压区间、第一极值电压及第二极值电压确定目标电池包组中的电池包。
其中,第一极值电压为所有错误标识处于复位状态,且使用状态处于未启用状态的电池包的最大电池电压,第二极值电压为所有处于启用状态的电池包的最大电池电压。
在步骤S520中,先确定多电池包系统10中的错误标识处于复位状态,且电压在并机电压区间内的电池包110作为第一目标电池包。如此,可先筛选出电压满足并机电压区间的第一目标电池包作为备选的参与并机的电池包。
接着,当第一极值电压大于第二极值电压与预设切机电压阈值之和时,确定具有第一极值电压的电池包为第二目标电池包。可理解地,当第一极值电压大于第二极值电压与预设切机电压阈值之和,即第一极值电压与第二极值电压之间的差大于预设切机电压阈值时,说明具有第一极值电压的电池包,为错误标识处于复位状态的电池包中电压最高的电池包,且第一极值电压并未落在并机电压区间内。如此,应该切机至具有第一极值电压的电池包,以使该电池包放电。
如此,在步骤S520中,当不存在第二目标电池包时,则将第一目标电池包作为目标电池包组中的电池包。当存在第二目标电池包时,则将第二目标电池包作为目标电池包组中的电池包。
综上,通过执行步骤S520,可使确定的目标电池包组满足“电压高的电池包优先放电”的工作原则的同时,降低大电流互充的风险。
综上,通过执行步骤S510至步骤S520,可周期性地更新电池包110的使用状态,并实现步骤S410中的确定目标电池包组的步骤。
请参阅图6,在一些实施例中,执行步骤S330之后,多电池包系统的控制方法还包括:
步骤S610:当确认目标电池包组中的电池包均出现异常后,配置预启用电池包的使用状态为已启用状态,配置多电池包系统中的其他电池包为未启用状态。
在步骤S610中,可通过EMS与每一电池包110上的BMS进行通信,从而确认电池包110是否发生异常。例如,电池包110上的BMS可获取电池包温度、电压等电池数据,且当电池包110获取到的电池包温度大于或等于预设温度阈值,及/或电池包110获取到的电压小于或等于预设电压阈值时,那么BMS可判断其所在的电池包过温或欠压,进而断开充电开关管Q1及放电开关管Q2,从而控制对应的电池包110停止放电。此时,EMS通过与电池包110的BMS通信,则可确认对应的电池包发生异常。
又例如,在步骤S610中,当EMS与BMS的通信断开,且EMS检测到母线电压下降的电压差达到预设电压差时,EMS可确认有电池包110被拔除。可理解地,本申请并不对检测电池包110是否发生异常的方法进行限定,例如,在其他实施例中,还可通过设置传感器等其他硬件确定电池包110是否被拔除。
可理解地,虽然多电池包系统10可通过硬件检测到目标电池包组发生异常,例如发生故障或被移除等,但总是存在几毫秒的消除抖动确认时间及相应的判断通讯时间。因此,由多电池包系统10确认目标电池包组发生异常所用的时间,会长于预启用电池包监测到母线电压异常的时间。也就是说,步骤S610发生于预启用电池包进入放电模式之后。如此,步骤S610通过更正当前多电池包系统10中的各电池包的使用状态,以使各电池包110的使用状态符合实际工作状态。
可理解地,步骤S610可通过发送包括使用状态标志位的控制指令至每一电池包110,从而更正每一电池包110当前的使用状态。
步骤S620:根据更新后的所有电池包的使用状态控制处于已启用状态的电池包工作,且控制处于未启用状态的电池包停止工作。
可理解地,EMS通过发送控制指令至每一电池包110,进而控制每一电池包110更新使用状态,从而控制每一电池包110根据更新后的使用状态控制充电开关管Q1及放电开关管Q2的导通状态,使得处于已启用状态的电池包110对负载20供电,及处于未启用状态的电池包110停止对负载20供电。
综上,通过执行步骤S610至步骤S620,更新预启用电池包的使用状态为已启用状态,使预启用电池包的使用状态符合实际状态,方便下一步的并机控制;同时,通过更新多电池包系统10中除预启用电池包以外的电池包110的使用状态为未启用状态,以禁止发生异常的电池包110再次工作,从而提高多电池包系统10的供电稳定性。
请参阅图7,在一些实施例中,在执行步骤S320之前,所述多电池包系统的控制方法还包括:
步骤S710:获取多电池包系统当前的工作状态。
在步骤S710中,工作状态包括充电状态、放电状态或待机状态等。
具体地,可通过EMS获取到的各电池包的电池数据获取多电池包系统10当前的工作状态。电池数据包括但不限于电池包110的电流、电池包110的充放电回路上的充电开关管Q1及放电开关管Q2的导通状态等。
也可通过EMS直接监测母线的母线电流或母线电压,从而确定多电池包系统10当前的工作状态。
步骤S720:在工作状态为放电状态时,执行根据电池参数确定预启用电池包的步骤。
可理解地,通常是多电池包系统10处于放电状态时,才可能出现负载20掉电的情况。因此,在步骤S720中,当确认多电池包系统10当前的工作状态为放电状态时,执行如上所述的根据电池参数确定预启用电池包的步骤,从而可避免负载20掉电。
综上,通过执行步骤S710至步骤S720,可确定多电池包系统10的工作状态,且当确认多电池包系统10处于放电状态时,执行如上根据电池参数确定预启用电池包的步骤,从而避免负载20掉电。
请继续参阅图8,在一些实施例中,步骤S710还包括:
步骤S810:获取所有电池包的电流。
在步骤S810中,可由EMS与每一电池包110的BMS通信,从而获取所有电池包110的电流数据。
步骤S820:当所有电池包的电流的和小于或等于预设电流阈值时,确定多电池包系统当前的工作状态为放电状态。
可理解地,在一些实施例中,多电池包系统的充电电流总是大于放电电流。如此,可通过将所有电池包的电流与预设电流阈值比较,以确定当前电流是充电电流还是放电电流,进而确定当前是充电状态还是放电状态。
如此,通过执行步骤S810至步骤S820,可通过获取所有电池包110的电流,方便快速地判断多电池包系统10是否处于放电状态。
请继续参阅图9,本申请一实施例还提供一种储能设备50。储能设备50包括存储器510、处理器520、电池模组530以及并机端口540。并机端口540用于与其他独立电池包或储能设备连接以形成多电池包系统。存储器510存储有计算机程序,所述计算机程序在处理器520上运行时执行如上任一实施例所述的多电池包系统的控制方法。如此,通过执行如上任一项所述的多电池包系统的控制方法,储能设备50可避免负载掉电。
可理解地,储能设备50可以是任何具有储能功能的电子设备,包括但不限于冰箱、空调、光伏产品等。本申请并不对储能设备50的具体形式进行限制。
请参阅图10,本申请一实施例还提供一种电池包110。电池包110包括存储器1101、处理器1102和并机端口1103。电池包110的并机端口1103通过母线与其他独立电池包的并机端口连接以形成多电池包系统。存储器1101存储有计算机程序,所述计算机程序在处理器1102上运行时执行如上任一实施例所述的多电池包系统的控制方法。如此,通过执行如上任一项所述的多电池包系统的控制方法,电池包110可避免负载掉电。
本申请一实施例还提供一种控制装置,用于实现如上任一实施例所记载的多电池包系统的控制方法。图11示意性地示出了本申请实施例提供的控制装置3000的结构框图。如图9所示,控制装置3000包括:
获取模块3100,用于获取多电池包系统中的每一电池包的电池参数,电池参数包括电池电压、错误标识及使用状态,使用状态包括未启用状态及已启用状态。
确定模块3200,用于当多电池包系统处于放电状态时,根据电池参数确定预启用电池包,其中,预启用电池包为处于未启用状态、且错误标识处于复位状态的电池包中电池电压最高的电池包。
配置模块3300,用于配置预启用电池包执行预设操作,预设操作包括:监测母线的母线电压,且当母线电压满足预设条件时,进入放电模式以为负载供电。
如此,控制装置3000通过执行如上任一项所述的多电池包系统的控制方法,可避免负载掉电。
本申请实施例中提供的控制装置实现多电池包系统的控制方法的具体细节已经在对应的控制方法的实施例中进行了详细的描述,此处不再赘述。
本申请实施方式还提供一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如以上技术方案中的多电池包系统的控制方法。计算机可读介质可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码,并可以在终端设备,例如个人电脑上运行。然而,本发明的程序产品不限于此,在本文件中,可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
上述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质,该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中,远程计算设备可以通过任意种类的网络,包括局域网(LAN)或广域网(WAN),连接到用户计算设备,或者,可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外,上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明,而不是限制目的。易于理解,上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外,也易于理解,这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
另外,本技术领域的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本申请,而并非用作为对本申请的限定,只要在本申请的实质精神范围之内,对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围之内。
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