CN110931895A - Bms电池均衡维护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种BMS电池均衡维护方法，本发明通过采用两级服务器之间对相关参数的设定，以及相互响应进行对电池均衡的维护，解决了人工维护成本高、精度低，并且维护时需要关闭整个储能系统的技术问题，起到了维护成本低、精度高，储能系统运行过程中就能维护的有益效果。

Description

BMS电池均衡维护方法
技术领域
本发明涉及电池维护领域，尤其是涉及一种BMS电池均衡维护方法。
背景技术
BMS：(Battery Management System)电池管理系统的简称，是电池与用户之间的纽带。
目前，随着电池储能系统的逐步推广应用，储能系统已经由早期的单一独立的电池堆系统，逐步发展为大型分布式箱式集群系统，一个大型分布式箱式集群储能系统，由多个电池箱单元构成，而一个电池箱又由多个电池堆单元构成，每个电池堆都配备独立的电池管理系统BMS；每个BMS监测管理对应的电池堆，彼此独立运行；随着电池储能系统的不断运行，经过一定的充放电循环次数后，每个电池堆的电池，会出现不同程度的差异化，由于每颗单体电池的自放电能力、运行温区、极化程度的差异，会导致单体之间逐渐出现电压不均衡现象等等问题，如何让电池管理系统进行自动高效的电池不均衡维护，是亟待解决的问题。
目前，大多数采用让整个分布式箱式储能系统都停止运行，进行一次电池均衡维护保养操作，这样操作影响非常大，严重影响客户收益以及削弱储能维持电网稳定性的作用；为了尽可能的最大程度降低分布式箱式储能系统的电池维护成本与损失，已有的电池维护方案，多半是人工介入的方式；人工介入维护，手动将单个电池堆系统退出整个储能系统，然后逐一进行相应的维护操作，如果是大型分布式箱式储能系统，电池箱系统较多，相对应的电池堆系统可能达到上百个甚至上千个，当多个电池堆有多种维护模式需求的时候，这种人工维护成本势必很高，而且精确度不高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种BMS电池均衡维护方法，能够通过第一级和第二级服务器相互作用判断电池堆压差的方式，使压差最大的客户端进入放电末端电池均衡维护，从而节省了维护成本和提高了维护精度。
第一方面，本发明的一个实施例提供了一种BMS电池均衡维护方法：包括步骤：
S10：检测到电池堆放电到可放功率设定值时，第二级服务器判断出压差最大的电池堆；
S20：判断所述压差最大的电池堆是否为所述第二级服务器所在电池堆；
S30：当S20判断为是时，则第二级服务器向第一级服务器申请进入电池均衡维护模式；
S40：第二级服务器授权压差最大的客户端压差或者所述第二级服务器本身向第一级服务器申请进入均衡维护模式；
所述第一级服务器为EMS或BMS，所述第二级服务器为BMS，所述客户端为BMS，所述第一级服务器、第二级服务器和客户端依次连接。
进一步地，所述S30或S40之后还包括：
S50：第一级服务器判断第二级服务器或客户端是否满足授权条件，从而开启相应的电池均衡功能；
S60:第二级服务器检测电池均衡维护时长达到设定的维护周期，则返回执行S13步骤。
本发明实施例的一种BMS电池均衡维护方法至少具有如下有益效果：
解决了人工维护成本高、精度低，并且维护时需要关闭整个储能系统的技术问题，起到了维护成本低、精度高，能够在储能系统运行过程中维护的有益效果。
根据本发明的另一些实施例的一种电池均衡维护方法，所述S10具体包括：
S11：检测到电池堆放电到可放功率设定值时，各客户端检测各电池堆的压差值；
S12：各个客户端将压差值上报给第二级服务器；
S13：第二级服务器综合自身压差，对压差值进行排序；
S14：第二级服务器筛选出压差最大的电池堆。
根据本发明的另一些实施例的一种电池均衡维护方法，
所述S50具体包括以下步骤：
S51：第一级服务器判断第二级服务器或客户端是否满足授权条件，若是则第一级服务器授权压差最大电池堆进入电池均衡维护模式；
S52：第二级服务器置位电池均衡维护模式并设定可充功率限制条件，再将可放功率降低到设定值；
S53：第一级服务器检测到第二级服务器的电池均衡状态置位后，改变指示信号状态；
S54：当电池堆中单体最小电压达到最小电压设定值时，第二级服务器将开启电池均衡维护功能。
根据本发明的另一些实施例的一种电池均衡维护方法，所述S60具体包括以下步骤：
S61：第二级服务器检测电池均衡维护时长达到了设定的维护周期，则客户端或第二级服务器本身关闭各电池均衡维护功能，将电池均衡维护功能置位状态清零，恢复到正常的可充可放功率；
S62：第一级服务器检测到客户端或第二级服务器本身恢复到正常的可充可放功率之后改变指示信号状态；
S63：返回执行S12之后的步骤。
附图说明
图1是本发明实施例中BMS电池均衡维护方法的一具体实施例流程示意图；
图2是图1中步骤S10的一具体实施例流程示意图；
图3是本发明实施例中BMS电池均衡维护方法的一具体实施例另一流程示意图；
图4是图3中步骤S50的一具体实施例流程示意图；
图5是图3中步骤S60的一具体实施例流程示意图；
图6(a)-(b)分别是本发明实施例维护模式下电池均衡前后效果图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
以下实施例以第一级服务器为EMS，第二级服务器为BMS1，BMS2-BMSn作为客户端进行阐述本发明的具体实现,其中第二级服务器BMS1是在BMS1～BMSn中被程序配置为第二级服务器的BMS，剩余BMS作为客户端，作为第二级服务器的BMS和作为客户端的多个BMS功能一样，都具有独立执行维护操作的功能，不过作为第二级服务器的BMS，有统筹、计算、选定一个或多个作为客户端BMS向第一级服务器申请维护指令的功能。
实施例1:参照图1，示出了本发明实施例中BMS电池均衡维护方法的流程示意图，其具体包括步骤：
S10：检测到电池堆放电到可放功率设定值时，第二级服务器判断出压差最大的电池堆；
具体的，根据锂电池特性，放电末端的各单体间的压差情况普遍比充电顶端的压差要大，故选择将电池放电到末端，从而开启各电池的均衡维护模式，下面举例说明放电末端和充电顶端的概念，假设放电限制条件为放电零功率，充电限制条件为充电零功率，电池电压中间阶段为2.7V-3.55V，2.7V为可放功率设定值，3.55V为可充功率设定值，放电零功率处电压为2.6V，充电零功率处电压为3.6V，则2.6V就称为放电末端，3.6V就称为充电顶端，2.6V时各单体电池的压差普遍比3.6V时各单体电池的压差大。
S20：判断所述压差最大的电池堆是否为所述第二级服务器所在电池堆；
S30：当S20判断为是时，则第二级服务器向第一级服务器申请进入电池均衡维护模式；
S40：第二级服务器授权压差最大的客户端或者第二级服务器本身向第一级服务器申请进入均衡维护模式；
第二级服务器授权压差最大的客户端，压差最大的客户端向第一级服务器申请进入放电末端均衡维护。其中第一级服务器为EMS或BMS，第二级服务器为BMS，这里需要指出的是，如果第二级服务器本身压差最大，则选择本身向第一级服务器申请进入均衡维护模式。
参照图3，步骤S30或S40之后还包括：
S50：第一级服务器判断第二级服务器或客户端是否满足授权条件，从而开启相应的电池均衡功能；
S60:第二级服务器检测电池均衡维护时长达到设定的维护周期，则返回执行S13步骤。
本实施例能够完整完成整个系统的电池均衡维护，从而避免了需要人工介入增加的人力成本，同时也无需停止运行整个储能系统进行维护，提高了效率和精度。
实施例2：参照图2，是图1中步骤S10具体包括：
S11：检测到电池堆放电到可放功率设定值时，各客户端检测各电池堆的压差值；
具体的，本实施例中以可放功率设定值为半功率为例，假设电池全功率为2千瓦，则半功率为1千瓦，则1千瓦就为可放功率设定值。
S12：各个客户端将压差值上报给第二级服务器；
具体的，BMS2-BMSn将压差值上报给BMS1。
S13：第二级服务器综合自身压差，对压差值进行排序；；
可以理解的，第二级服务器BMS1在对压差排序时也会对自身压差进行加入排序队列后排序。
S14：第二级服务器筛选出压差最大的电池堆。
具体的，BMS1筛选出客户端BMS2-BMSn控制的压差最大的电池堆。
本实施例实现了定制判断电池堆压差标准、压差上报、压差排序功能，并且最终筛选出压差最大的电池堆，使电池均衡维护更有依据和效果。
实施例3：如图4是图3中步骤S50的一具体实施例流程示意图；
S51：第一级服务器判断第二级服务器或客户端是否满足授权条件，若是则第一级服务器授权压差最大电池堆进入电池均衡维护模式；
若否，则重复循环判断第二级服务器或客户端是否满足授权条件。
S52：第二级服务器置位电池均衡维护模式并设定可充功率限制条件，再将可放功率降低到设定值。
具体的，假设本实施例中可充功率限制条件为可充功率为零，则BMS1将电池均衡维护状态置位为1，此处1为设定值，并将可充功率置零，同时再将可放功率降低到0.2C倍率功率，此处0.2C倍率功率为设定功率值。
S53：第一级服务器检测到第二级服务器的电池均衡状态置位后，改变指示信号状态；
具体的，EMS检测到BMS2-BMSn的均衡置位后将在监测系统中对应的BMS2-BMSn图标由绿色运行模式切换为黄色维护模式，并显示均衡维护的图文说明，以便告知用户此电池堆进入了电池均衡维护状态，使维护模式更加直观和人性化。
S54：当电池堆中单体最小电压达到最小电压设定值时，第二级服务器将开启电池均衡维护功能；
具体的，假设电池堆单体最小电压设定为2.7V，可放功率限制条件为功率为0，则此步骤就是当此电池堆单体最小电压达到2.7V时，客户端BMS2-BMSn将此电池堆的可放功率也降为0Kw。
S55：第二级服务器将开启电池均衡维护功能。
本实施例涉及到具体的维护过程，在设定各个限制标准后，能够为第一级服务器提供更为准确的维护信息，以便授权给相对应的第二级服务器对电池堆进行电池均衡维护。
实施例4：图5是图3中步骤S60的一具体实施例流程示意图；
其中S60具体包括以下步骤：
S61：第二级服务器检测电池均衡维护时长达到了设定的维护周期，则客户端或第二级服务器本身关闭各电池均衡维护功能，将电池均衡维护功能置位状态清零，恢复到正常的可充可放功率；
具体的，如果被EMS授权后的BMS为第二级服务器或者客户端，当电池均衡维护时长达到了各自BMS设定的维护周期，则第二级服务器BMS或者客户端BMS会关闭各自的电池均衡维护功能，将电池均衡维护功能置位状态清零，恢复到正常的可充可放功率；
S62：第一级服务器检测到客户端或第二级服务器本身恢复到正常的可充可放功率之后改变指示信号状态；
具体的，EMS检测到上述步骤中第二级服务器的响应变化后，将对应的BMS图标由黄色维护模式切换成绿色运行模式。
S63：返回执行S12之后的步骤。
本实施例明确了电池均衡维护周期，以及到达电池均衡维护周期之后第一级服务器和第二级服务器做出的响应，使维护过程更直观、更智能。
如图6(a)所示为利用本实施例中均衡维护方法进行的均衡前的电压曲线，左侧纵坐标表示电池电压，右侧纵坐标表示簇SOC即电池堆的剩余电量，横纵标是时间轴，可以看出均衡前的电压最大压差为120mV，如图6(b)所示，均衡后的电压曲线，最大压差约30mV，其中压差大小是通过判断曲线宽度进行的，原因在于，曲线是对整个电池堆的表示，所以会存在每个单体最大电压和最小电压之间的压差，在曲线中的体现就为同一时刻曲线的宽度。可以看出，利用本实施例提供的工作过程或者应用场景进行的电池均衡维护方法能够使维护效果更加直观和利于分析进行下一步维护。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (5)

1.一种BMS电池均衡维护方法，其特征在于，包括步骤：
S10：检测到电池堆放电到可放功率设定值时，第二级服务器判断出压差最大的电池堆；
S20：判断所述压差最大的电池堆是否为所述第二级服务器所在电池堆；
S30：当S20判断为是时，则第二级服务器向第一级服务器申请进入电池均衡维护模式；
S40：第二级服务器授权压差最大的客户端压差最大的客户端或者所述第二级服务器本身向第一级服务器申请进入均衡维护模式；
所述第一级服务器为EMS或BMS，所述第二级服务器为BMS，所述客户端为BMS，所述第一级服务器、第二级服务器和客户端依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种BMS电池均衡维护方法，其特征在于，所述S10具体包括：
S11：检测到电池堆放电到可放功率设定值时，各客户端检测各电池堆的压差值；
S12：各个客户端将压差值上报给第二级服务器；
S13：第二级服务器综合自身压差，对压差值进行排序；
S14：第二级服务器筛选出压差最大的电池堆。
3.根据权利要求2所述的一种BMS电池均衡维护方法，其特征在于，所述S30或S40之后还包括：
S50：第一级服务器判断第二级服务器或客户端是否满足授权条件，从而开启相应的电池均衡功能；
S60:第二级服务器检测电池均衡维护时长达到设定的维护周期，则返回执行S12之后步骤。
4.根据权利要求3所述的一种BMS电池均衡维护方法，其特征在于，所述S50具体包括以下步骤：
S51：第一级服务器判断第二级服务器或客户端是否满足授权条件，若是则第一级服务器授权压差最大电池堆进入电池均衡维护模式；
S52：第二级服务器置位电池均衡维护模式并设定可充功率限制条件，再将可放功率降低到设定值；
S53：第一级服务器检测到第二级服务器的电池均衡状态置位后，改变指示信号状态；
S54：当电池堆中单体最小电压达到最小电压设定值时，第二级服务器将开启电池均衡维护功能。
5.根据权利要求3所述的一种BMS电池均衡维护方法，其特征在于，所述S60具体包括以下步骤：
S61：第二级服务器检测电池均衡维护时长达到了设定的维护周期，则客户端或第二级服务器本身关闭各电池均衡维护功能，将电池均衡维护功能置位状态清零，恢复到正常的可充可放功率；
S62：第一级服务器检测到客户端或第二级服务器本身恢复到正常的可充可放功率之后改变指示信号状态；
S63：返回执行S12之后的步骤。
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