CN112117504A - 动力电池的控制方法、储能系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

动力电池的控制方法、储能系统、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN112117504A CN202011042934.3A CN202011042934A CN112117504A CN 112117504 A CN112117504 A CN 112117504A CN 202011042934 A CN202011042934 A CN 202011042934A CN 112117504 A CN112117504 A CN 112117504A
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张树宏
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Abstract

本发明公开了一种动力电池的控制方法、储能系统、电子设备及存储介质，其中，动力电池的控制方法包括获取第一电池簇的第一剩余容量；获取第二电池簇的第二剩余容量；根据所述第一剩余容量和所述第二剩余容量得到储能系统的总剩余容量；由所述总剩余容量与所述第一剩余容量得到所述第一电池簇的第一出力系数；根据所述第一出力系数给所述第一电池簇设置第一出力功率。每个电池簇实际分配出力功率与其剩余容量相关，剩余容量越高的电池簇所分配出力功率越多，能够提高各电池簇之间的一致性，使各电池簇同步退役，提升储能性能。

Description

动力电池的控制方法、储能系统、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及动力电池控制技术领域，尤其涉及一种动力电池的控制方法、储能系统、电子设备及存储介质。
背景技术
在退役动力电池的梯次利用系统中，由于退役动力电池的品牌、容量、梯级的不一致性，造成能量调度、控制的实现较为复杂，随着接入终端多样性的增加，现有梯次利用动力电池的储能系统的不兼容性问题愈加突出。
相关技术提出了兼容多种终端的梯次利用动力电池的储能系统，但是由于退役动力电池异构多样化、簇间电压差异大，储能系统中因为含有多个电池簇，多簇之间的电池无法协调控制，由于重组方式存在差异性，各簇之间可能存在额定容量、电压、梯级等的不一致性，造成出力能力上的差异，再由于各簇电池额定容量上存在差异，会造成电压低的电池簇输出电流较大，电压高的电池簇输出电流较小，随着电压差的变大，簇与簇之间的放电倍率差异会被进一步拉大，长此以往，会加大短板簇的劣化程度，使其提前退役，电池簇之间的不一致性增大，动力电池无法同时退役，降低了储能性能。
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，本发明提出一种动力电池的控制方法、储能系统及电子设备，能够提高各电池簇之间的一致性，使各电池簇同步退役，提升储能性能。
根据本发明的第一方面实施例的动力电池的控制方法，应用于储能系统，其特征在于，包括：获取第一电池簇的第一剩余容量；获取第二电池簇的第二剩余容量；根据所述第一剩余容量和所述第二剩余容量得到储能系统的总剩余容量；由所述总剩余容量与所述第一剩余容量得到所述第一电池簇的第一出力系数；根据所述第一出力系数给所述第一电池簇设置第一出力功率。
根据本发明实施例的动力电池的控制方法，至少具有如下有益效果：本发明实施例通过各个电池簇的剩余容量，结合各个电池簇剩余容量得到总剩余容量，通过各个电池簇剩余容量与总剩余容量给各个电池簇配置相应的出力系数，并根据每个电池簇的出力系数给其设置相应的出力功率，每个电池簇实际分配出力功率与其剩余容量相关，剩余容量越高的电池簇所分配出力功率越多，能够提高各电池簇之间的一致性，使各电池簇同步退役，提升储能性能。
根据本发明的一些实施例，第一电池簇的所述第一剩余容量由获取所述第一电池簇的第一额定容量和第一荷电状态后得到，所述第二电池簇的所述第二剩余容量由获取所述第二电池簇的第二额定容量和第二荷电状态后得到。
根据本发明的一些实施例，根据所述第一出力系数给所述第一电池簇设置第一出力功率，包括：获取所述储能系统的总负荷功率；由所述总负荷功率和所述第一出力系数给所述第一电池簇设置第一出力功率。
根据本发明的一些实施例，总剩余容量由所述第一剩余容量和所述第二剩余容量通过累加得到。
根据本发明的一些实施例，第一出力系数为所述第一剩余容量占所述总剩余容量的比例系数。
根据本发明的第二方面实施例的动力电池的储能系统，用于实施如本发明第一方面实施例提到的动力电池的控制方法，其特征在于，包括：AC-DC转换器，用于将交流电整流成直流电进入储能系统中；DC-DC转换器，所述DC-DC转换器与所述AC-DC转换器相连；电池簇，所述电池簇与所述DC-DC转换器相连；控制单元，所述控制单元与所述电池簇连接，所述控制单元用于控制各个电池簇的工作状态；终端，所述终端与所述DC-DC转换器并联后与所述AC-DC转换器相连。
根据本发明实施例的动力电池的储能系统，至少具有如下有益效果：梯次利用动力电池的储能系统的DC-DC转换器与AC-DC转换器，从AC-DC转换器得到电压支撑，DC-DC转换器与电池簇相连，控制单元通过各个电池簇的剩余容量，结合各个电池簇剩余容量得到总剩余容量，通过各个电池簇剩余容量与总剩余容量给各个电池簇配置相应的出力系数，并根据每个电池簇的出力系数给其设置相应的出力功率，每个电池簇实际分配出力功率与其剩余容量相关，剩余容量越高的电池簇所分配出力功率越多，能够提高各电池簇之间的一致性，使各电池簇同步退役，提升储能性能。
根据本发明的一些实施例，电池簇的数量与所述DC-DC转换器的数量一致，具体为每个所述DC-DC转换器均连接1个所述电池簇。
根据本发明的一些实施例，电池簇包含若干个动力电池，所述动力电池设有从控模块，所述从控模块与所述控制单元连接。
根据本发明的第三方面实施例的电子设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述指令时实现如本发明第一方面实施例任一项所述的动力电池的控制方法。
根据本发明实施例的电子设备，至少具有如下有益效果：处理器在执行动力电池的控制方法时，通过各个电池簇的剩余容量，结合各个电池簇剩余容量得到总剩余容量，通过各个电池簇剩余容量与总剩余容量给各个电池簇配置相应的出力系数，并根据每个电池簇的出力系数给其设置相应的出力功率，每个电池簇实际分配出力功率与其剩余容量相关，剩余容量越高的电池簇所分配出力功率越多，能够提高各电池簇之间的一致性，使各电池簇同步退役，提升储能性能。
根据本发明的第四方面实施例的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如本发明第一方面实施例任一项所述的动力电池的控制方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明一些实施例提供的动力电池的控制方法流程图；
图2为本发明另一些实施例提供的动力电池的控制方法流程图；
图3为本发明另一些实施例提供的动力电池的控制方法流程图；
图4为本发明一些实施例提供的动力电池的储能系统示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本发明提供了一种动力电池的控制方法、储能系统、电子设备及计算机可读存储介质，可通过各个电池簇的剩余容量，结合各个电池簇剩余容量得到总剩余容量，通过各个电池簇剩余容量与总剩余容量给各个电池簇配置相应的出力系数，并根据每个电池簇的出力系数给其设置相应的出力功率，每个电池簇实际分配出力功率与其剩余容量相关，剩余容量越高的电池簇所分配出力功率越多，能够提高各电池簇之间的一致性，使各电池簇同步退役，提升储能性能。
下面结合本发明的一些实施例，对动力电池的控制方法做具体描述：
参照图1，图1为本发明一些实施例提供的动力电池的控制方法流程图，该动力电池的控制方法包括但不限于有步骤S110、步骤S120、步骤S130和步骤S140。
步骤S110：获取第一电池簇的第一剩余容量和第二电池簇的第二剩余容量。
在本发明的一些实施例中，储能系统先获取第一电池簇的第一剩余容量和第二电池簇的第二剩余容量，第一电池簇是用于区分技术特征为目的，指的是储能系统中需要给其配置出力功率的某一个电池簇，第二电池簇也是用于区分技术特征为目的，指的是储能系统中区别于第一电池簇的所有其它的电池簇。需要说明的是，第一剩余容量和第二剩余容量是实时变化的。
步骤S120：根据第一剩余容量和第二剩余容量得到总剩余容量。
在本发明的一些实施例中，储能系统得到第一电池簇的第一剩余容量和第二电池簇的第二剩余容量后，进行处理得到储能系统的总剩余容量。需要说明的是，由于第一剩余容量和第二剩余容量是实时变化的，因此储能系统的总剩余容量也是实时变化的，测得实时的储能系统的总剩余容量可以更准确地对储能系统的各个电池簇的出力功率进行分配。
步骤S130：由总剩余容量与第一剩余容量得到第一电池簇的第一出力系数。
在本发明的一些实施例中，储能系统根据第一电池簇的第一剩余容量和储能系统的总剩余容量处理得到第一电池簇的第一出力系数。需要说明的是，由于储能系统的总剩余容量是实时变化的，因此第一电池簇的第一出力系数也是实时变化的。
步骤S140：根据第一出力系数给第一电池簇设置第一出力功率。
在本发明的一些实施例中，储能系统根据第一电池簇的第一出力系数给第一电池簇设置第一出力功率，第一出力功率是指第一电池簇在储能系统中的出力功率，需要说明的是，由于第一出力系数是实时变化的，因此第一电池簇的第一出力功率也是实时变化的，根据实时变化的出力功率可以让各个电池簇的一致性得到提高，使各电池簇同步退役，提升储能性能。
参照图2所示，图2是图1中步骤S110的细化流程的一个实施例的示意图，包括但不限于步骤S111至步骤S112。
步骤S111，获取第一电池簇的第一额定容量和第一荷电状态，获取第二电池簇的第二额定容量和第二荷电状态。
步骤S112，得到第一电池簇的第一剩余容量和第二电池簇的第二剩余容量。
在本发明的一些实施例中，储能系统先获取储能系统中第一电池簇的第一额定容量和第一荷电状态，和获取第二电池簇的第二额定容量和第二荷电状态，再得到第一电池簇的第一剩余容量和第二电池簇的第二剩余容量，其中，荷电状态是实时变化的，所以剩余容量是实时变化的。在储能系统中，由于动力电池的品牌、容量、梯级的不一致性，因此，每簇电池簇的额定容量跟荷电状态都不一定是相同的，由额定容量跟荷电状态获取该电池簇的剩余容量，可以更好的给该电池簇分配对应的出力功率，提升各个电池簇的一致性。
需要说明的是，在本发明的一些实施例中，在满足本发明实施例要求的前提下，储能系统还可以通过人工检测或其它方式得到电池簇的剩余容量，可按照实际情况进行设置，本发明不对其作具体限制。
参照图3所示，图3是图1中步骤S140的细化流程的一个实施例的示意图，包括但不限于步骤S141至步骤S142。
步骤S141，获取储能系统的总负荷功率。
步骤S142，根据总负荷功率和第一出力系数给第一电池簇设置第一出力功率。
在本发明的一些实施例中，步骤S140包括：获取储能系统的总负荷功率，储能系统根据总负荷功率和第一出力系数给第一电池簇设置第一出力功率，其中，储能系统的总负荷功率由各个电池簇的出力功率通过累加得到。需要说明的是，在满足本发明实施例要求的前提下，储能系统的总负荷功率还可以通过各个电池簇的出力功率累加之后变换得到，如得到累加值的百分比等，可按照实际情况进行设置，本发明不对其作具体限制。
在本发明的一些实施例中，储能系统的总剩余容量由第一剩余容量和第二剩余容量通过累加得到，第一剩余容量代表第一电池簇的剩余容量，第二剩余容量为储能系统中除了第一电池簇之外的所有其它电池簇的剩余容量，二者通过累加得到储能系统的总剩余容量。需要说明的是，在满足本发明实施例要求的前提下，储能系统的总剩余容量还可以通过各个电池簇的剩余容量累加之后变换得到，如得到累加值的百分比等，可按照实际情况进行设置，本发明不对其作具体限制。
在本发明的一些实施例中，第一出力系数为第一电池簇的第一剩余容量占储能系统总剩余容量的一个比例系数，是第一剩余容量在总剩余容量中的占比。需要说明的是，在满足本发明实施例要求的前提下，第一出力系数还可以是第一剩余容量在总剩余容量中的占比再通过变换得到，如进行百分比换算或权重计算等，可按照实际情况进行设置，本发明不对其作具体限制。
需要说明的是，在本发明的一些实施例中，提供了控制方法实施例中的一些计算公式：定义设各电池簇的额定容量为Ci，各电池簇的实时荷电状态为SOCi，储能系统的总负荷功率为PLoad，各簇被分配的出力功率为Pi，其中储能系统中总共有n簇电池簇，0<i<n，总负荷功率的计算公式为：
Figure BDA0002707160470000061
各电池簇的剩余容量为Wi，则储能系统的总剩余容量Wsum与Wi的关系如下列公式所示：
Wi＝Ci×SOCi (2)
Figure BDA0002707160470000062
Wi＝Ki×Wsum (4)
其中ki为第i簇电池簇的剩余容量占储能系统剩余总容量的比例系数。
则各电池簇所分配出力功率Pi与储能系统总负荷功率的关系如下式所示：
Pi＝Ki×PLoad (5)
每簇电池簇实际分配出力功率与其剩余容量占储能系统剩余总容量的比例系数ki成正比，即剩余容量越高的电池簇所分配出力功率越多，剩余容量越低的电池簇所分配出力功率越少，能够提高各电池簇之间的一致性，使各电池簇同步退役，提升储能性能。
此外，本发明的一些实施例还提供了一种动力电池的储能系统。
参照图4，动力电池的储能系统包括AC-DC转换器401、DC-DC转换器402、第1个电池簇403、第2个电池簇404、第n个电池簇405、终端406和控制单元(图中未示出)，其中，AC-DC转换器401将交流电整流成直流电进入储能系统中，在一些实施例中，多个DC-DC转换器402并联后与AC-DC转换器401相连，得到供电，DC-DC转换器402可以将从AC-DC转换器401的直流电再整流进入相应的电池簇中，控制单元控制各个电池簇的工作状态，储能系统中包含多个电池簇，第1个电池簇403、第2个电池簇404、第n个电池簇405只是举例用于区别技术特征目的，终端与DC-DC转换器402并联后与AC-DC转换器401相连。控制单元通过各个电池簇的剩余容量，结合各个电池簇剩余容量得到总剩余容量，通过各个电池簇剩余容量与总剩余容量给各个电池簇配置相应的出力系数，并根据每个电池簇的出力系数给其设置相应的出力功率，每个电池簇实际分配出力功率与其剩余容量相关，剩余容量越高的电池簇所分配出力功率越多，能够提高各电池簇之间的一致性，使各电池簇同步退役，提升储能性能。
参照图4，在本发明的一些实施例中，电池簇的数量与DC-DC转换器402的数量一致，具体为每个DC-DC转换器402均连接1个电池簇，DC-DC转换器402将来自AC-DC转换器401的直流电变压之后进入对应的电池簇中，以符合各个电池簇的电压要求。
参照图4，在本发明的一些实施例中，电池簇包含若干个电池模块407，每个电池模块407都设有从控模块408，从控模块408与控制单元通信连接，从控模块408可以检测该电池模块407的电压数据、温度等信息，并对电池模块407进行控制。在一些实施例中，从控模块408检测电池模块407的电池容量信息，并发送给控制单元，得到控制单元的控制指令后，控制电池模块407的出力功率。
需要说明的是，在本发明的一些实施例中，终端406可以是PV或EV充电桩，提高了储能系统的兼容性，在满足本发明实施例的要求下，终端406还可以是其它类型的终端，可按照实际情况进行设置，本发明不对其作具体限制。
此外，本发明的另一些实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器、与至少一个处理器通信连接的存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。
处理器和存储器可以通过总线或者其它方式连接。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其它非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
需要说明的是，本实施例中的电子设备，通过执行动力电池的控制方法，通过各个电池簇的剩余容量，结合各个电池簇剩余容量得到总剩余容量，通过各个电池簇剩余容量与总剩余容量给各个电池簇配置相应的出力系数，并根据每个电池簇的出力系数给其设置相应的出力功率，每个电池簇实际分配出力功率与其剩余容量相关，剩余容量越高的电池簇所分配出力功率越多，能够提高各电池簇之间的一致性，使各电池簇同步退役，提升储能性能。
实现上述实施例的动力电池的控制方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被处理器执行时，执行上述实施例的动力电池的控制方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S110至S140、图2中的步骤S111至S112、图3中的步骤S141至S142。
以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
此外，本发明的另一些实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行，例如，被上述装置实施例中的一个处理器执行，可使得上述处理器执行上述实施例中的动力电池的控制方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S110至S140、图2中的步骤S111至S112、图3中的步骤S141至S142。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。
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，在所属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 (10)

1.动力电池的控制方法，应用于储能系统，其特征在于，包括：
获取第一电池簇的第一剩余容量；
获取第二电池簇的第二剩余容量；
根据所述第一剩余容量和所述第二剩余容量得到储能系统的总剩余容量；
由所述总剩余容量与所述第一剩余容量得到所述第一电池簇的第一出力系数；
根据所述第一出力系数给所述第一电池簇设置第一出力功率。
2.根据权利要求1所述的动力电池的控制方法，其特征在于：所述第一电池簇的所述第一剩余容量由获取所述第一电池簇的第一额定容量和第一荷电状态后得到，所述第二电池簇的所述第二剩余容量由获取所述第二电池簇的第二额定容量和第二荷电状态后得到。
3.根据权利要求1所述的动力电池的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一出力系数给所述第一电池簇设置第一出力功率，包括：
获取所述储能系统的总负荷功率；
由所述总负荷功率和所述第一出力系数给所述第一电池簇设置第一出力功率。
4.根据权利要求1所述的动力电池的控制方法，其特征在于，所述总剩余容量由所述第一剩余容量和所述第二剩余容量通过累加得到。
5.根据权利要求4所述的动力电池的控制方法，其特征在于，所述第一出力系数为所述第一剩余容量占所述总剩余容量的比例系数。
6.动力电池的储能系统，用于实施如权利要求1至5任一项所述的动力电池的控制方法，其特征在于，包括：
AC-DC转换器，用于将交流电整流成直流电进入储能系统中；
DC-DC转换器，所述DC-DC转换器与所述AC-DC转换器相连；
电池簇，所述电池簇与所述DC-DC转换器相连；
控制单元，所述控制单元与所述电池簇连接，所述控制单元用于控制各个电池簇的工作状态；
终端，所述终端与所述DC-DC转换器并联后与所述AC-DC转换器相连。
7.根据权利要求6所述的动力电池的储能系统，其特征在于，所述电池簇的数量与所述DC-DC转换器的数量一致，具体为每个所述DC-DC转换器均连接1个所述电池簇。
8.根据权利要求6所述的动力电池的储能系统，其特征在于，所述电池簇包含若干个动力电池，所述动力电池设有从控模块，所述从控模块与所述控制单元连接。
9.电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述指令时实现如权利要求1至5任一项所述的动力电池的控制方法。
10.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至5任一项所述的动力电池的控制方法。
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