CN111584955B - 一种蓄电池的调控方法、电子设备和存储介质 - Google Patents

一种蓄电池的调控方法、电子设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池组的调控方法、电子设备和存储介质，所述方法包括：步骤S1、获取待调控对象的老化程度；步骤S2、根据所述待调控对象的老化程度获取所述待调控对象的控制角；步骤S3、根据所述待调控对象的控制角对所述待调控对象进行调控。本发明具有提高蓄电池组使用寿命的优点。

Description

一种蓄电池的调控方法、电子设备和存储介质
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种蓄电池的调控方法、电子设备和存储介质。
背景技术
目前，广泛的学术研究已揭露了化学储能二次蓄电池于不同的工况条件下，会呈现不完全相同的衰退速率，其中工况条件包含了循环使用以及静置存放。然而，为了使串并联蓄电池组于可操控的范围内达到最佳利益分配，因此适时地调控系统内部各蓄电池组的工作出力，使系统整体呈现均匀地衰退为首要的运行目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种蓄电池的调控方法、电子设备和存储介质，以实现蓄电池于某工况条件下，其电性能衰退速率的程度，量化使用条件对蓄电池的性能影响，并透过定义的状态指标进行调节，达到有目的性的控制蓄电池组的健康变化的目的。
为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种蓄电池组的调控方法，包括：
步骤S1、获取待调控对象的老化程度；
步骤S2、根据所述待调控对象的老化程度获取所述待调控对象的控制角；
步骤S3、根据所述待调控对象的控制角对所述待调控对象进行调控。
优选地，所述待调控对象为单一的蓄电池时，
所述步骤S1包括：获取当前的所述蓄电池的老化程度SoHnow；
所述步骤S2包括：根据当前的所述蓄电池的老化程度SoHnow获取所述蓄电池的衰减的负荷程度指标SoD；
判断所述蓄电池的衰减的负荷程度指标SoD是否大于预设衰减的负荷程度指标SoDset；若是，则依据所述预设衰减的负荷程度指标SoD计算当前的所述控制角φx，进入所述步骤S3；若否，返回所述步骤S1。
优选地，所述步骤S3包括：
根据所述控制角φx获取与相应的调控电流Ix；
将所述蓄电池的工作电流调节至与该调控电流Ix一致。
优选地，所述蓄电池的衰减的负荷程度指标SoD根据以下公式进行计算：
Figure BDA0002490023140000021
式中，φ代表一控制角，tanφ为其正切值；φ定义为在一个二维笛卡尔坐标系中,所述蓄电池衰退曲线之切线段延伸与铅直坐标轴之夹角，定义该二维笛卡尔坐标系的铅直坐标代表蓄电池的老化程度，而水平坐标则可表示时间或循环次数或累积充放安时；下标字段now表示当前；max表示最大夹角值；SoHdead表示判定所述蓄电池寿命终止的数值。
优选地，所述控制角φx采用如下公式进行计算：
Figure BDA0002490023140000022
所述调控电流Ix通过如下公式进行计算：
Ix＝F(φx)
式中，F表达一种以控制角为输入的函数式。
优选地，所述待调控对象为包括两个以上的蓄电池的蓄电池组时，所述步骤S1包括：获取所述蓄电池组中的每个蓄电池的当前的老化程度；
所述步骤S2包括：设定，欲在未来T时间点时，每一所述蓄电池的老化程度都接近于SoHT；
计算满足所述步骤S2的设定条件下的对应的每一所述蓄电池的控制角；
所述步骤S3包括：在所述蓄电池组的总输出电流Itotal不变的条件下,根据每一所述控制角计算相应的调控电流,将每一所述蓄电池调控的工作电流分别调节至与所述调控电流一致。
再一方面，本发明还提供一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上文所述的调控方法。
其他方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上文所述的调控方法。
本发明至少以下效果之一：
本发明通过定义的衰减程度指标，能对目标蓄电池组或单一的蓄电池进行调节控制，使得其内部组成单元彼此有相近的老化程度，又或对某特地蓄电池单元进行寿命控制，以延长蓄电池或蓄电池组的生命周期。
实现了所述蓄电池于某工况条件下，其电性能衰退速率的程度，量化使用条件对蓄电池的性能影响，并透过定义的状态指标进行调节，达到有目的性的控制蓄电池组的健康变化的目的。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种蓄电池组的调控方法的流程图；
图2为采用本发明一实施例进行调控后的效果示意图；
图3为本发明一实施例提供的所述控制角的定义的示意图；
图4为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1～4和具体实施方式对本发明提出的一种蓄电池组的调控方法、电子设备和存储介质作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
如图1所示，本发明一实施例提供一种蓄电池组的调控方法，包括：
步骤S1、获取待调控对象的老化程度；
步骤S2、根据所述待调控对象的老化程度获取所述待调控对象的控制角；
步骤S3、根据所述待调控对象的控制角对所述待调控对象进行调控。
在本实施例中，当所述待调控对象为单一的蓄电池时，
所述步骤S1包括：获取当前的所述蓄电池的老化程度SoHnow；
所述步骤S2包括：根据当前的所述蓄电池的老化程度SoHnow获取所述蓄电池的衰减的负荷程度指标SoD；
判断所述蓄电池的衰减的负荷程度指标SoD是否大于预设衰减的负荷程度指标SoDset；若是，则依据所述预设衰减的负荷程度指标SoD计算当前的所述控制角φx，进入所述步骤S3；若否，返回所述步骤S1。
优选地，所述步骤S3包括：
根据所述控制角φx获取与相应的调控电流Ix；
将所述蓄电池的工作电流调节至与该调控电流Ix一致。
优选地，所述蓄电池的衰减的负荷程度指标SoD根据以下公式进行计算：
Figure BDA0002490023140000041
式中，如图3所示，φ代表一控制角，tanφ为其正切值；φ定义为在一个二维笛卡尔坐标系中,所述蓄电池衰退曲线之切线段延伸与铅直坐标轴之夹角，定义该二维笛卡尔坐标系的铅直坐标代表蓄电池的老化程度，而水平坐标则可表示时间或循环次数或累积充放安时等等，依照使用者方便判断而定；下标字段now表示当前；max表示最大夹角值；SoHdead表示判定所述蓄电池寿命终止的数值，业内常见数值为0.7又或为0.8。明显有对于不同工况条件而言其控制角φ值也不尽相同，因此可写为φ(I，T，SoC，SoH)，表明控制角φ与工作电流I、温度T、荷电状态SoC以及老化程度SoH息息相关。
所述衰减的负荷程度指标(State of Decline-SoD)的指标数值的起伏变化，可以表达蓄电池电性能衰退速率的程度。
优选地，所述控制角φx采用如下公式进行计算：
Figure BDA0002490023140000051
所述调控电流Ix通过如下公式进行计算：
Ix＝F(φx) (3)
式中，F表达一种以控制角为输入的函数式，输出电流。
优选地，所述待调控对象为包括两个以上的蓄电池的蓄电池组时，所述步骤S1包括：获取所述蓄电池组中的每个蓄电池的当前的老化程度；
所述步骤S2包括：设定，欲在未来T时间点时，每一所述蓄电池的老化程度都接近于SoHT；
计算满足所述步骤S2的设定条件下的对应的每一所述蓄电池的控制角；
所述步骤S3包括：在所述蓄电池组的总输出电流Itotal不变的条件下,根据每一所述控制角计算相应的调控电流,将每一所述蓄电池调控的工作电流分别调节至与所述调控电流一致。使得所述蓄电池组中的各个调控对象于未来某特定时间点T时，彼此拥有相近之衰减的负荷程度指标SoD值。
如图2所示，为了便于理解对所述蓄电池组的调控的理解，本实施例以所述蓄电池组包括第一蓄电池A和第二蓄电池B为例进行说明。
步骤S1.1、分别获取第一蓄电池A的第一老化程度
Figure BDA0002490023140000052
和第二蓄电池B的第二老化程度
Figure BDA0002490023140000053
步骤S1.2、设定，欲在未来T时间点时，所述第一老化程度
Figure BDA0002490023140000054
和所述第二老化程度
Figure BDA0002490023140000055
都接近于SoHT；
步骤S1.3、分别采用如下公式计算满足步骤S1.2设定下当前的所述第一蓄电池A的第一控制角
Figure BDA0002490023140000056
和所述第二蓄电池B的第二控制角
Figure BDA0002490023140000057
Figure BDA0002490023140000058
Figure BDA0002490023140000059
步骤S1.4、并在所述蓄电池组的总输出电流Itotal不变的条件下,实现依比例分配电流的目的，由此，采用如下公式依据步骤S1.3的結果找出对应的第一调控电流IA和第二调控电流IB
Figure BDA0002490023140000061
Figure BDA0002490023140000062
式中，F表达一种以φ为输入的函数式，电流I作为其输出值。
步骤S1.5、最后将所述第一蓄电池A和第二蓄电池B的工作电流值调节至与所述第一调控电流IA和第二调控电流IB相等，使所述蓄电池组有均匀的衰减程度(衰减的负荷程度指标)，提高所述蓄电池组的使用寿命。
由此可知，调整工况过程中，仅改变蓄电池组内部彼此分担的工作电流配比，能够实现整体蓄电池组对外仍维持相同之工作出力(总输出电流)。
由此从图2中可以得到，显示第一蓄电池A和第二蓄电池B此两蓄电池因先天或后天差异,造成各自拥有不同的老化状态,随后本实施例控制算法或控制方法介入后,促使两蓄电池状态渐渐趋向一致。本文中所述的蓄电池可以为锂离子二次蓄电池，也可以为任意一种满足工作电流与其老化状态呈高度相关的蓄电池，本发明不以此为限。
本发明通过定义的衰减程度指标，能对目标蓄电池组或单一的蓄电池进行调节控制，使得其内部组成单元彼此有相近的老化程度，又或对某特地蓄电池单元进行寿命控制，以延长产品生命周期。
实现了所述蓄电池于某工况条件下，其电性能衰退速率的程度，量化使用条件对蓄电池的性能影响，并透过定义的状态指标进行调节，达到有目的性的控制蓄电池组的健康变化的目的。
再一方面，基于同一发明构思，本发明还提供一种电子设备，如图3所示，所述电子设备包括处理器301和存储器303，所述存储器303上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器301执行时，实现如上文所述的蓄电池组的调控方法。
本实施例提供的电子设备，可以实现所述蓄电池于某工况条件下，其电性能衰退速率的程度，量化使用条件对蓄电池的性能影响，并透过定义的状态指标进行调节，达到有目的性的控制蓄电池组的健康变化的目的。
继续参考图4，所述电子设备还包括通信接口302和通信总线304，其中所述处理器301、所述通信接口302、所述存储器303通过通信总线304完成相互间的通信。所述通信总线304可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。该通信总线304可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。所述通信接口302用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
本实施例中所称处理器301可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器301是所述电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。
所述存储器303可用于存储所述计算机程序，所述处理器301通过运行或执行存储在所述存储器303内的计算机程序，以及调用存储在存储器303内的数据，实现所述电子设备的各种功能。
所述存储器303可以包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
其他方面，基于同一发明构思，本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可以实现如上文所述的蓄电池组的调控方法。
本实施例提供的可读存储介质，可以实现所述蓄电池于某工况条件下，其电性能衰退速率的程度，量化使用条件对蓄电池的性能影响，并透过定义的状态指标进行调节，达到有目的性的控制蓄电池组的健康变化的目的。
本实施例提供的可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、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。计算机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、便携式计算机硬盘、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、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文中，计算机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组合使用。
计算机可读的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，其中承载了计算机可读的程序代码。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。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、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。
在本实施例中，可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、Smalltalk、C++，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机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应当注意的是，在本文的实施方式中所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本文的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用于执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本文各个实施方式中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (3)

1.一种蓄电池组的调控方法，其特征在于，包括：
步骤S1、获取待调控对象的老化程度；
步骤S2、根据所述待调控对象的老化程度获取所述待调控对象的控制角；
步骤S3、根据所述待调控对象的控制角对所述待调控对象进行调控；所述待调控对象为单一的蓄电池时，
所述步骤S1包括：获取当前的所述蓄电池的老化程度SoHnow；
所述步骤S2包括：根据当前的所述蓄电池的老化程度SoHnow获取所述蓄电池的衰减的负荷程度指标SoD；
判断所述蓄电池的衰减的负荷程度指标SoD是否大于预设衰减的负荷程度指标SoDset；若是，则依据所述预设衰减的负荷程度指标SoD计算当前的所述控制角φx，进入所述步骤S3；若否，返回所述步骤S1；
所述步骤S3包括：
根据所述控制角φx获取与相应的调控电流Ix；
将所述蓄电池的工作电流调节至与该调控电流Ix一致；
所述蓄电池的衰减的负荷程度指标SoD根据以下公式进行计算：
Figure FDA0003158586310000011
式中，φ代表一控制角，tanφ为其正切值；φ定义为在一个二维笛卡尔坐标系中,所述蓄电池衰退曲线之切线段延伸与铅直坐标轴之夹角，定义该二维笛卡尔坐标系的铅直坐标代表蓄电池的老化程度，而水平坐标则表示时间或循环次数或累积充放安时；下标字段now表示当前；max表示最大夹角值；SoHdead表示判定所述蓄电池寿命终止的数值；
所述控制角φx采用如下公式进行计算：
Figure FDA0003158586310000012
所述调控电流Ix通过如下公式进行计算：
Ix＝F(φx)
式中，F表达一种以控制角为输入的函数式；
所述待调控对象为包括两个以上的蓄电池的蓄电池组时，所述步骤S1包括：获取所述蓄电池组中的每个蓄电池的当前的老化程度；
所述步骤S2包括：设定，欲在未来T时间点时，每一所述蓄电池的老化程度都接近于SoHT；
计算满足所述步骤S2的设定条件下的对应的每一所述蓄电池的控制角；
所述步骤S3包括：在所述蓄电池组的总输出电流Itotal不变的条件下,根据每一所述控制角计算相应的调控电流，将每一所述蓄电池调控的工作电流分别调节至与所述调控电流一致。
2.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现权利要求1所述的方法。
3.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1所述的方法。
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