CN112636406B - 一种用于不间断电源的电池管理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于不间断电源的电池管理方法和装置，用于对电池组进行管理。本申请中目标充电率满足条件：以目标充电率对电池组充电第一时长，电池组的容量从当前容量充电至第一容量阈值。第一时长为一天中电价处于谷段的时长。电池管理系统发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，直至电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第一电流阈值。由于在充电过程中UPS直流母线的输出限压是渐变升高的，即使电池管理系统与UPS之间的通信发生了故障，电池组的电压最高也仅升高至与UPS直流母线当前的输出限压值相等的程度，如此，电池接入直流母线的充放电回路中无需添加硬件电路或双向DC/DC即可防止过充。

Description

一种用于不间断电源的电池管理方法和装置

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种用于不间断电源的电池管理方法和装置。

背景技术

储能技术的发展是新能源和智能电网发展的关键技术，目前一种方案是直接使用现在广泛应用中的不间断电源(Uninterruptible Power Supply，UPS)系统的备电电池储能，但由于UPS系统是广泛使用阀控铅酸电池作为备电电池的，这种电池的循环放电寿命次数很低，如果100％深度放电的话其循环放电次数只有200～400次，是无法用作需要高频次充放电循环使用的储能目的的。

近年，由于锂电池行业的发展和产品的逐渐成熟，逐渐有企业生产出了使用锂电池作为备电电池的交直流不间断电源系统。阀控铅酸电池在不间断电源系统作为备电电池使用时，是工作在不经常放电的长期满充电的浮充状态。不同于铅酸电池在非满充电状态下的易硫化特点，用锂电池代替铅酸电池作为不间断电源系统的备电电池，长期工作在满充电的浮充状态，对锂电池的使用寿命会产生不利影响，所以，目前主流的使用梯次利用锂电池或正品锂电池作为备电电池的基站48V通信电源的电池包的电池管理系统(BatteryManagement System，BMS)系统中，都在电池组充放电主回路中接入控制/保护硬件，或者双向DC/DC，一旦充电完成后就断开充电回路，不再如同原来使用铅酸电池一样进入长期浮充电状态。

在电池组与UPS直流母线连接的充放电主回路中，串接一个双向DC/DC或者控制与保护硬件电路，会影响UPS的供电可靠性，特别是电池组电压高时，充放电主回路中串接这些功率型控制和保护电路，除了增加硬件成本外，还会增加电源系统的功率损耗。基于此，如何对电池组进行更优的控制成为迫切需要解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种用于不间断电源的电池管理方法和装置，用于对电池组进行管理。

第一方面，本申请实施例中提供一种用于不间断电源(可以简称为UPS)的电池管理方法，本申请实施例提供的方案可以应用于交直流UPS。本申请实施例中电池管理系统根据第一时长、电池组的容量和第一容量阈值，确定目标充电率；其中，第一时长为一天中电价处于谷段的时长；且目标充电率满足条件：以目标充电率对电池组充电第一时长(或者也可以说是接近第一时长的一个时长)，电池组的容量从当前容量充电至第一容量阈值(或者也可以说是接近第一容量阈值的一个容量值)。电池管理系统根据电价信息和电池组的容量，在确定电池组进入充电状态的情况下，执行以下步骤：电池管理系统发送第一指令，第一指令用于指示将UPS直流母线的输出限压调高预设的第一步长，电池组连接于UPS直流母线，电池组的电流随UPS直流母线的输出限压的变动而变动；电池管理系统对电池组的充电电流进行监测，且：当监测到电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第一电流阈值，则发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，直至电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第一电流阈值。在一种可能地实施方式中，第一电流阈值可以为0或为接近于0的值，如此，电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值可以接近于0，电池组的充电电流较为接近目标充电率对应的电流。

在触发电池组进入充电状态后，在对电池组进行充电的过程中，通过对UPS直流母线电压的调整，以使电池组的充电电流尽量接近目标充电率对应的电流，又由于目标充电率满足条件：以目标充电率对电池组充电第一时长，电池组的容量从当前容量充电至第一容量阈值，因此，对电池组的充电时长接近于一天中电价处于谷段的时长。另一方面，根据电池的充电特性曲线可以看出，当将电池充满至一个容量值，充电率越低，则电池的第一单体电池电压阈值(电池的第一单体电池电压阈值可以为单体电芯充电保护截止电压阈值)可以越低。又由于通常电源系统电池容量的配置要求是谷段持续的时长相比电源系统限定的电池组最快充满电时长要长，因此，根据谷段持续时长确定出的目标充电率对应的电流相比电源系统限定的电池组最大允许充电电流较低，且在对电池充电过程中，UPS直流母线的输出限压是渐变升高的，因此在对电池组进行充电过程中，即使电池管理系统与UPS之间的通信发生了故障，电池组的电压最高升高至通信故障发生前的UPS直流母线当前的电压值相等的程度，因此电池组不会过充。如此，可以看出，本申请实施例中无需硬件电路和双向DC/DC即可以防止电池组的过充，从而可以解决由外加硬件电路和双向DC/DC带来的硬件更改和功耗问题。

在一种可能地实施方式中，发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，包括：当电池组的充电电流小于目标充电率对应的电流，则：在电池组中每个电池的电压小于第一单体电池电压阈值的情况下，发送第二指令，第二指令用于指示UPS直流母线的输出限压调高第二步长。

在一种可能地实施方式中，发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，包括：当电池组的充电电流小于目标充电率对应的电流，则：根据当前UPS直流母线的输出限压确定第一电压，第一电压为当前UPS直流母线的输出限压调高第二步长后的值；监测电池组中每个电池的电压；在第一电压不大于第一电压阈值、且电池组中每个电池的电压小于第一单体电池电压阈值的情况下，发送第二指令，第二指令用于指示UPS直流母线的输出限压调高第二步长。

在一种可能地实施方式中，所述第一单体电池电压阈值为：在所述电池的充电特性曲线中，以所述目标充电率对所述电池进行充电，电池的容量达到所述第三容量阈值时所述电池的电压；其中，所述电池的充电特性曲线用于指示所述电池的电压、充电率和所述电池的容量的关联关系。

本申请实施例中涉及到电池组的容量和电池的容量两个概念。本申请实施例中电池组包括一个或多个电池，电池组的容量是指电池组的总容量。本申请实施例提到的电池的容量是指单个电池(或者称单体电池或一个电池)的容量。

本申请实施例中的第一容量阈值可以是一个容量比例，比如可以是80％、85％、95％、100％等。比如，第一容量阈值为80％，则本申请实施例提到的电池组的容量达到第一容量阈值是指电池组的总电量与电池组的总容量(电池组的总容量也可以理解为电池组的总的额定容量)之间的比例为80％，也可以说是电池组总电量的占比为80％。

本申请实施例中的第三容量阈值可以是一个容量比例，比如可以是80％、85％、95％、100％等。比如，第三容量阈值为80％，则本申请实施例提到的电池的容量达到第三容量阈值是指单体电池的电量与该单体电池的总容量(单体电池的总容量也可以理解为单体电池的额定容量)之间的比例为85％，也可以说是该单体电池的总电量的占比为85％。

本申请实施例中的第三容量阈值可以和第一容量阈值相等或相近。在一种可能地实施方式中，当单体电池的容量达到或接近第三容量阈值，则电池组的总容量达到或接近第一容量阈值。

在一种可能地实施方式中，电池管理系统根据电价信息，在确定电池组进入充电状态之后，该方法还包括：电池管理系统在确定满足停止充电条件，且未处于充电状态时，发送用于指示调整UPS直流母线的输出限压的指令，直至以下内容中的至少一项被满足；

所述电池组的充电电流为0，且所述电池组的放电电流小于第三电流阈值；

所述电池组的放电电流为0，且所述电池组的充电电流小于第四电流阈值。

其中，停止充电条件包括以下内容中的至少一项：UPS直流母线的调整后输出限压大于第一电压阈值；电池组中至少一个电池的电压不小于第一单体电池电压阈值；电池组的容量到达第一容量阈值；当前时刻的电价处于平段或峰段；电池组的温度达到温度阈值。这几项内容可以单独进行使用，也可以组合使用，当这几项内容单独使用时，程序命令中可以仅包括需要使用到的条件内容，举个例子，比如停止充电条件仅包括电池组中至少一个电池的电压不小于第一单体电池电压阈值，这种情况下，程序命令中的停止充电条件可以仅包括电池组中至少一个电池的电压不小于第一单体电池电压阈值,当该程序命令被执行时，当在对电池组进行充电，若监测到电池组中至少一个电池的电压不小于第一单体电池电压阈值，则停止充电。

在一种可能地实施方式中，方法还包括：对电池组的电信号分别进行进行监测，将电池组的电信号分别输入至第一检测单元和第二检测单元；当电信号属于第一区间，则采用第一检测单元的检测值作为电信号对应的检测值；当电信号属于第二区间，则采用第二检测单元的检测值作为电信号对应的检测值；其中，第一检测单元的精度高于第二检测单元的精度。所述第一检测单元的最大量程小于所述第二检测单元的最大量程。

第二方面，提供一种电池管理方法，该方法包括：电池管理系统根据第二时长、电池组的容量和第二容量阈值，确定目标放电率，第二时长为一天中电价处于峰段的时长，且目标放电率满足条件：以目标放电率对电池组放电第二时长(或者也可以说是接近第二时长的一个时长)，电池组的容量从当前容量放电至第二容量阈值(或者也可以说是接近第二容量阈值的一个容量值)；电池管理系统根据电价信息和电池组的容量，在确定电池组进入放电状态的情况下，执行以下步骤：电池管理系统发送第四指令，第四指令用于指示将UPS直流母线的输出限压调低预设的第四步长；电池管理系统对电池组的放电电流进行监测，且：当监测到电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第二电流阈值，则发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，直至电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第二电流阈值。所述电池组连接于UPS直流母线，所述电池组的电流随UPS直流母线的输出限压的变动而变动。

在一种可能地实施方式中，第二电流阈值可以为0或为接近于0的值，如此，电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值可以接近于0，电池组的放电电流较为接近目标放电率对应的电流。

在一种可能地实施方式中，当监测到电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第二电流阈值，则发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，包括：当监测到电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第二电流阈值：当电池组的放电电流小于目标放电率对应的电流，则：监测电池组中每个电池的电压；在电池组中每个电池的电压大于第二单体电池电压阈值的情况下，发送第五指令，第五指令用于指示UPS直流母线的输出限压调低第五步长。

在一种可能地实施方式中，电池管理系统根据电价信息和电池组容量，在确定电池组进入放电状态之后，方法还包括：电池管理系统在确定满足停止放电条件时，且并未进入充电状态时，发送用于指示调整UPS直流母线的输出限压的指令，直至以下内容中的至少一项被满足：

所述电池组的充电电流为0，且所述电池组的放电电流小于第三电流阈值；

所述电池组的放电电流为0，且所述电池组的充电电流小于第四电流阈值。

其中，停止放电条件包括以下内容中的至少一项：电池组中至少一个电池的电压小于第二单体电池电压阈值；电池组的容量到达第二容量阈值；当前时刻的电价处于平段或谷段。

本申请实施例中涉及到电池组的容量和电池的容量两个概念。本申请实施例中电池组包括一个或多个电池，电池组的容量是指电池组的总容量。本申请实施例提到的电池的容量是指单个电池(或者称单体电池或一个电池)的容量。

本申请实施例中的第二容量阈值可以是一个容量比例，比如可以是20％、25％等。比如，第二容量阈值为20％，则本申请实施例提到的电池组的容量达到第二容量阈值是指电池组的总电量与电池组的总容量(电池组的总容量也可以理解为电池组的总的额定容量)之间的比例为20％，也可以说是电池组总电量的占比为20％。

本申请实施例中的第四容量阈值可以是一个容量比例，比如可以是20％、25％等。比如，第四容量阈值为25％，则本申请实施例提到的电池的容量达到第四容量阈值是指单体电池的电量与该单体电池的总容量(单体电池的总容量也可以理解为单体电池的额定容量)之间的比例为25％，也可以说是该单体电池的总电量的占比为25％。

本申请实施例中的第四容量阈值可以和第二容量阈值相等或相近。在一种可能地实施方式中，当单体电池的容量达到或接近第四容量阈值，则电池组的总容量达到或接近第二容量阈值。

在一种可能地实施方式中，方法还包括：对电池组的电信号分别进行进行监测，将电池组的电信号分别输入至第一检测单元和第二检测单元；当电信号属于第一区间，则采用第一检测单元的检测值作为电信号对应的检测值；当电信号属于第二区间，则采用第二检测单元的检测值作为电信号对应的检测值；其中，第一检测单元的精度高于第二检测单元的精度，所述第一检测单元的最大量程小于所述第二检测单元的最大量程。

第三方面，提供了一种电池管理装置，电池管理装置可以为上述内容提到的电池管理系统，本申请中的电池管理系统可以写为BMS，该电池管理装置可以包括用于执行第一方面或第一方面任一种可能实现方式中的各个模块。或者，该电池管理装置包括用于执行第二方面或第二方面任一种可能实现方式中的各个模块。

第四方面，提供了一种电池管理装置，电池管理装置可以为上述内容提到的电池管理系统，该电池管理装置可以包括处理器和存储器。存储器中用于存储计算机可执行指令，处理器运行时，处理器执行存储器中的计算机执行指令以利用处理器中的硬件资源执行第一方面至第二方面中任一方面的任一种可能实现方式中方法的操作步骤。

第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面的方法。

本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。

附图说明

图1a为本申请实施例适用的一种可能的系统架构示意图；

图1b为本申请实施例适用的另一种可能的系统架构示意图；

图2a为本申请实施例提供的一种电池管理方法的流程示意图；

图2b为本申请实施例提供的一种电池充电特性曲线的示意图；

图2c为本申请实施例提供的一种在充电过程中电池组的充电电流随着UPS直流母线电压的调整而调整的示意图；

图3a为本申请实施例提供的一种电池管理方法的流程示意图；

图3b为本申请实施例提供的一种电池放电特性曲线的示意图；

图3c为本申请实施例提供的一种在放电过程中电池组的放电电流随着UPS直流母线电压的调整而调整的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电池管理装置结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种电池管理装置结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种电池管理装置结构示意图

图7a为本申请实施例提供的另一种电池管理装置结构示意图

图7b为本申请实施例提供的另一种电池管理装置结构示意图

图7c为本申请实施例提供的另一种电池管理装置结构示意图。

具体实施方式

图1a示例性示出了本申请实施例适用的一种系统架构示意图，如图1a所示，该系统架构包括电网101、UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible PowerSupply，不间断电源)102和负载103。

其中，UPS102中包括AC/DC1021和DC/AC1022。本申请实施例AC是交流电的英文简称，AC的英文全称为alternating current，本申请实施例DC是直流电的英文简称，DC的英文全称为Direct Current。AC/DC1021也可以称为AC-DC转换器，或者称为AC-DC整流器，或者称为整流器。AC/DC1021用于将收到的交流电信号转换为直流电信号。DC/AC1022也可以称为DC-AC转换器，或者称为DC-AC逆变器。DC/AC1022用于将收到的直流电信号转换为交流电信号。

其中，电网101与UPS102中的AC/DC1021连接，AC/DC1021与DC/AC1022连接，DC/AC1022还与负载103连接。如此，电网101输出的电流经过AC/DC1021转换为直流，之后再经过DC/AC1022转换为交流，进而流入负载103，以便为负载103供电。

如图1a所示，在该系统架构中还包括有电池组104，电池组包括一个或多个电池。本申请实施例可以适用于锂电池，在一些场景下可能也适用于其他电池。

电池组104与直流母线103连接，如图1a所示，也可以说电池组104连接于UPS102的直流母线103上，或者说，电池组104连接于AC/DC1021的直流输出母线，或者说，电池组104连接于整流器的直流输出母线。如此，电网101输出的电流经过AC/DC1021转换为直流，在需要为电池组104充电的情况下输入至电池组104。另一方面，当需要电池组104向负载供电时，电池组104输出的电流传输至直流母线103，并经过DC/AC1022转换为交流后输入负载103，以便为负载103供电。

如图1a所示，该系统架构还包括有BMS(Battery Management System，电池管理系统)105，BMS105与电池组104连接。BMS105用于对电池组104进行管理。BMS105可以用于对电池组104中的电池的电流、电压以及温度等进行监测。BMS105与UPS102之间连接，比如BMS105通过通信串口与UPS102串口(通信串口或智能串口)相连接，BMS105可以与UPS102之间通信。

当需要对电池组104进行充电或放电时，可以通过调整直流母线103的电压来实现，也可以说，电池组104上的电流随着直流母线上电压的变动而变动。当直流母线103上的电压高于电池组104上的电压，则电网101输出的电流可以经过AC/DC1021的转换后，为电池组104进行充电。当直流母线103上的电压低于电池组104上的电压，则电池组104会进行放电，即输出的电流经过直流母线输入至DC/AC1022转换后输出至负载103。

图1b示例性示出了本申请实施例适用的另一种系统架构示意图，该系统架构示意图中相比图1a，去除了DC/AC1022。如此，负载103通过直流供电。如图1b所示，电网101与UPS102中的AC/DC1021连接，AC/DC1021与负载103连接。如此，电网101输出的电流经过AC/DC1021转换为直流，之后流入负载103，以便为负载103供电。

如图1b所示，电池组104与直流母线103连接，如此，电网101输出的电流经过AC/DC1021转换为直流，在需要为电池组104充电的情况下输入至电池组104。另一方面，当需要电池组104向负载供电时，电池组104输出的电流传输至直流母线103，继而输入负载103，以便为负载103供电。

如图1b所示，该系统架构还包括有BMS(Battery Management System，电池管理系统)105，BMS105可以与UPS102连接，且与电池组104连接。BMS105用于对电池组104进行管理。BMS105可以用于对电池组104中的电池的电流、电压以及温度等进行监测。BMS105可以与UPS102之间通信。

当需要对电池组104进行充电或放电时，可以通过调整直流母线103的电压来实现，也可以说，电池组104上的电流随着直流母线上电压的变动而变动。当直流母线103上的电压高于电池组104上的电压，则电网101输出的电流可以经过AC/DC1021的转换后，为电池组104进行充电。当直流母线103上的电压低于电池组104上的电压，则电池组104会进行放电，即输出的电流经过直流母线输入负载103。

本申请实施例提供的方案用于对电池进行管理，除了适用于上述两种可能地系统架构中，也可以适用于其他系统架构，本申请实施例不做限制。

当市电出现故障，无法为负载供电的情况下，则电池组进入放电模式，也可以说负载仅由电池组供电。本申请实施例提供的方案中，当市电并未出现故障，也进行放电和充电。其中，当市电正常工作的情况下，若电池组进入放电状态，则市电可以和电池组共同为负载供电。当市电正常工作的情况下，若电池组进入充电状态，则市电可以为电池组充电，且也可以为负载供电。

在使用锂电池为备电电池的情况下，在市电正常工作的情况下，若以电源系统所能提供的最大充电率为电池充电，如此，充电时间较短，比如可能通过1个小时即将电池组充满或接近充满，之后通过硬件电路和双向DC/DC断开电池组与市电之间的连接，防止电池组过充。在电池组与UPS直流母线连接的充放电主回路中，串接一个双向DC/DC或者控制与保护硬件电路，会影响UPS的供电可靠性，特别是电池组电压高时，充放电主回路中串接这些功率型管理和保护电路，除了增加硬件成本外，还会增加电源系统的功率损耗。

而本申请实施例中提供一种电池组管理方案，用于防止锂电池的过充，且无需通过硬件电路和双向DC/DC，如此，由于避免在电路中增加该硬件电路和双向DC/DC，因此可以节省成本，且减少功率损耗。

基于上述内容，图2a示例性示出了一种本申请实施例提供的电池管理方法的流程示意图，本申请实施例中提供的电池管理方法可以由电池管理系统来执行，比如前述内容提到的BMS，也可以由电池管理装置来执行，本申请实施例中的电池管理装置可以为BMS。如图2a所示，该方法包括：

步骤201，电池管理系统根据第一时长、电池组的容量和第一容量阈值，确定目标充电率。其中，第一时长可以为一天中电价处于谷段的时长。且目标充电率满足条件：以目标充电率对电池组充电第一时长，电池组的容量从当前容量充电至第一容量阈值。目标充电率可以小于电源系统所能提供的最大充电率。

在实际应用中，在一天中的电价可能会不同，根据电价可以将电价范围划分为峰段、平段和谷段。电价范围可以理解为电价区间，峰段、平段和谷段可以理解为三个电价区间，其中，较高的电价区间划分为峰段，较低的电价划分为谷段，电价处于中间档次的可以称为平段。一天中，电价处于峰段的时间段中，可能是用电高峰，这种情况下，若电池组可以和电网共同为负载供电，则可以减缓电网压力。而电价处于谷段的时间段中，可能是用电低谷，这段时间若对电池组进行充电，可以节省开支。表1示例性示出了一种可能地的电价在一天中的分布情况。

表1电价在一天中的分布情况

从表1的示例可以看出，电价处于谷段的时间为8小时。在表1所示的示例中，第一时长为8小时。

在一种可能地实施方式中，电价信息可以发生变化，比如一年四季，其中，夏季和冬季中电价在一天的分布情况可能不同。或者，春季和夏季中电价在一天的分布情况不同。本申请实施例中不对电价信息的策略进行限定。

在步骤201中，目标充电率满足条件：以目标充电率对电池组充电第一时长(或者可以是以目标充电率对电池组充电接近第一时长)，电池组的容量从当前容量充电至第一容量阈值。第一容量阈值可以是预设的电池组可以充到的最大容量，比如可以是总容量的80％、95％、100％等。

本申请实施例中的电池组的容量是指容量比例，可以是指电池组的容量与总容量的比例关系。本申请实施例中的容量可以替换为容量比例。

步骤202，电池管理系统根据电价信息和电池组的容量，在确定电池组进入充电状态的情况下，执行以下步骤203和步骤204。

本申请实施例中，可以设置充电条件，当满足充电条件时，即确定电池组进入充电状态。可选地，也可以设置停止充电条件，当电池组进入充电状态后，若确定满足停止充电条件，则停止对电池组进行充电。

在一种可能地实施方式中，充电条件可以包括如下条件a1和/或条件a2：

条件a1：当前时刻的电价处于谷段。

一种可能地实施方式中，条件a1也可以写为电价从峰段切换至谷段。又一种可能地实施方式中，条件a1也可以写为电价从平段切换至谷段。

条件a2：电池组的容量小于第一容量阈值。根据前述内容可以知道第一容量阈值为电池组充满电时的容量。在一种可能地实施方式中，条件a2也可以替换为：“电池组处于某一未充满电状态”。

在另一种可能地实施方式中，充电条件也可以理解为触发电池组进入充电状态的触发条件，比如，上述步骤202可以替换为：当电池管理系统确定当前的时刻的电价从峰段(或平段)进入谷段，则确定电池组进入充电状态，或者说，触发电池组进入充电状态。

本申请实施例中，当电池组进入充电状态时，电池管理系统执行下述步骤203和步骤204。上述步骤202也可以替换为：“当电池管理系统确定当前的时刻的电价从峰段(或平段)进入谷段，则执行下述步骤203和步骤204”。即，可以理解为“确定电池组进入充电状态，或者触发电池组进入充电状态”的具体操作步骤即为“下述步骤203和步骤204”.

步骤203，电池管理系统发送第一指令，第一指令用于指示将UPS直流母线的输出限压调高预设的第一步长。

本申请实施例中，UPS直流母线的输出限压是指UPS直流母线所输出的电压的最高限值，UPS直流母线输出的电压会发生变动，比如变大或变小，UPS直流母线的输出限压可以相当于一个限制，以起到限制UPS直流母线输出的电压满足“不大于UPS直流母线的输出限压”的目的。

一种可能地实施方式中，当将UPS直流母线的输出限压调高后，UPS直流母线的电压可能会逐渐升高，但不会超过调整后的UPS直流母线的输出限压。

又一种可能地实施方式中，当将UPS直流母线的输出限压调低后，UPS直流母线的实际的电压可能会逐渐下降，以满足不超过调整后的UPS直流母线的输出限压的目的。

上述步骤203中也可以理解为：电池管理系统发送第一指令，第一指令用于指示将UPS直流母线的当前的电压调高预设的第一步长。

电池组连接于UPS的直流母线，比如可以为上述UPS中的整流器的直流母线。电池组的电流随UPS直流母线的输出限压的变动而变动。在一种可能地实施方式中，因为UPS直流母线的实际电压会随着UPS直流母线的输出限压的变动而变动，因此也可以理解为：电池组的电流随UPS直流母线的实际电压的变动而变动。一种可能地实施方式中，当将UPS直流母线的输出限压调高第一步长后，UPS直流母线的实际电压也会随之升高，由于电池组的当前电压小于UPS直流母线的输出限压，因此电池组会进入充电状态，即市电的电流会通过UPS直流母线流入电池组。这种情况下可以通过下述步骤204对电池组的充电电流的电流值的大小进行监测，并依据电池组的充电电流对UPS直流母线的输出限压进行调整，具体如下步骤204。

步骤204，电池管理系统对电池组的充电电流进行监测，且：

当监测到电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第一电流阈值，则发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，直至电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第一电流阈值。

需要说明的是，上述步骤204中，电池管理系统对电池组的充电电流进行监测，可以是电池管理系统对电池组的充电电流进行测量；或者由其他装置对电池组的充电电流进行测量，并反馈给电池管理系统的。

在上述步骤204中，当电池管理系统对UPS直流母线的输出限压进行调整时，可以调高或调低UPS直流母线的输出限压，以便使电池组的充电电流随其变化。当确定满足停止充电条件时，停止对电池组进行充电。

其中，停止充电条件可以包括以下条件b1至条件b5中的至少一项，可选地，还可能存在其他停止充电的条件。其中，条件b1至条件b5如下所示：

条件b1，UPS直流母线的调整后的输出限压大于第一电压阈值；

条件b2，电池组中至少一个电池(一个电池也可以称为单体电池)的电压不小于第一单体电池电压阈值；

条件b3，电池组的容量到达第一容量阈值；

条件b4，当前时刻的电价处于平段或峰段；

条件b5，电池组的温度达到温度阈值。

在上述条件b1和条件b2中提到了第一电压阈值和第一单体电池电压阈值。第一电压阈值可以为电池充至第一容量阈值时，所需的最大电压。而第一单体电池电压阈值可以为设定的单体电池充电中最大截止电压值，在一种可能地实施方式中，当电池组内的单体电池的充电电压不大于第一单体电池电压阈值的情况下，电池组内电池的平均电压不大于第一电压阈值。在一种可能地实施方式中，可以根据电池的充电特性曲线选择第一单体电池电压阈值。比如，第一单体电池电压阈值为：在电池的充电特性曲线中，以目标充电率对电池组进行充电，电池的容量达到第三容量阈值时电池组的电压。其中，电池的充电特性曲线用于指示电池的电压、充电率和电池的容量的关联关系。

图2b示例性示出了一种单体电池充电特性曲线的示意图，如图2b所示，横轴表示充电的容量占电池总容量的百分比，可以称为充电的SOC，单位为％。纵轴表示电池的电压，单位为V。如图2b所示，包括曲线111和曲线112。其中，曲线111表示以0.33C的充电率对电池进行充电时，电池的容量和电压的对应关系曲线。曲线112表示以3C的充电率对电池进行充电时，电池的容量和电压的对应关系曲线。从图2b可以查出当电池以目标充电率进行充电，电池容量达到第三容量阈值(比如为80％)时，对应的电压，该电压即为该目标充电率下的第一单体电池电压阈值。

在一种可能地实施方式中，停止充电的条件中至少包括条件b1，则，可以防止在充电过程中将UPS的直流母线的输出限压调整的过高，防止其高于第一电压阈值，从而可以防止电池组过充。

在又一种可能地实施方式中，停止充电的条件中至少包括条件b2，则，可以防止在充电过程中单个电池的电压高于第一单体电池电压阈值，比如，一旦发现单个电池的电压高于第一单体电池电压阈值，则停止对电池组进行充电，如此，在对电池进行充电的过程中，且直至对电池组停止充电时，电池组内电池(或者也可以称为电芯)的平均电压都维持在小于第一电压阈值的情况下，进一步，由于电池组的平均电压维持在小于第一电压阈值的情况下即停止了对电池组的充电，因此，不会对电池组造成过充。

当停止充电的条件中至少包括条件b1和条件b2时，上述步骤204可能会出现一种情况，电池管理系统对电池组的单个电池的电压进行监测。当电池组的充电电流小于目标充电率对应的电流，则：根据当前UPS直流母线的输出限压确定第一电压，第一电压为当前UPS直流母线的输出限压调高第二步长后的值，即第一电压为UPS的直流母线调整后的电压值。在第一电压不大于第一电压阈值、且电池组中每个电池的电压小于第一单体电池电压阈值的情况下，发送第二指令，第二指令用于指示UPS直流母线的输出限压调高第二步长。也就是说，在调整电压的过程中，要满足调高后的电压不能大于第一电压阈值，也要满足单个电池的电压不大于第一单体电池电压阈值。在一种可能地实施方式中，第二步长与第一步长相等。

通过该可能地实施方式可以看出，本申请实施例中，对电池组进行充电时，是逐渐升高UPS直流母线电压的，通过逐渐升高UPS直流母线电压的值来维持电池组的充电率接近目标充电率。

图2c示例性示出了一种在充电过程中电池组的充电电流随着UPS直流母线电压的调整而调整的一种可能地示意图，如图2c所示，在一种可能地实施方式中，当触发电池组进入充电状态后，渐变的升高UPS直流母线的输出限压，比如可以每次将UPS直流母线的输出限压升高某个电压值，相当于单个电池的电压上浮0.01V，这种情况下，当UPS直流母线的输出限压提高之后，电池组的充电电流随着升高，渐变着提高UPS直流母线的输出限压，直至电池组的充电电流到达目标充电率对应的电流附近，随着电池组的充电，当前UPS直流母线的输出限压不变化时，电池组的充电电流会慢慢减小，当减小到一定值，则再次提高UPS直流母线的输出限压值，以使电池组的充电电流接近目标充电率对应的电流。如此往复，可以看出，电池组在整个充电过程中可以以目标充电率对应的电流进行充电，且整个充电过程中UPS直流母线的输出限压是逐渐向第一电压阈值接近的。

通过图2c的示意，可以看到，在电池组的充电过程中，UPS直流母线的输出限压是渐变升高的，若在充电过程中，电池管理系统与UPS的通信发生了故障，无法通信，则UPS直流母线的输出限压也收不到变更电压值的指令，则UPS直流母线的输出限压则维持在当前值不变，这种情况下，随着电池组的充电，充电电流渐渐减小，直至电池组的电压(或者也可以称为电池组的端电压)与UPS直流母线的输出限压相等，市电不会再向电池组充电，可以看出，这种情况下，相比直接以第一电压阈值作为直流母线限压值(即直接将UPS直流母线的输出限压调高至第一电压阈值)对电池组进行充电的方案来看，UPS直流母线的直流母线的输出限压渐变上升，由于本申请实施例中UPS直流母线的当前电压较小(比如可能为图2c中的3.32V)，因此在对电池组进行充电过程中，即使电池管理系统与UPS之间的通信发生了故障，渐变的电池组电压升高，不会使单体电池的电压超过第一单体电池电压阈值，单体电池不会过充。如此，可以看出，本申请实施例中无需硬件电路和双向DC/DC即可以防止电池组的过充，从而可以解决由硬件电路和双向DC/DC带来的功耗问题。在一种可能地实施方式中，当在对电池组进行充电过程中，电池管理系统与UPS之间的通信发生了故障，则会停止后续渐变输出电压值的操作，直至通信恢复之后再恢复操作。

另一方面，在对UPS直流母线电压调整过程中，可以检测单个电池的电压情况，当至少一个单体电池的电压升高到第一单体电池电压阈值时，即停止对电池组进行充电。这种情况下，通常当单体电池的电压升高到第一单体电池电压阈值时，电池组的平均电压还未到第一电压阈值，且UPS直流母线的输出限压也未升高至第一电压阈值。如此，可以看出，在停止对电池组充电前，UPS直流母线的输出限压值所能到达的最大值可能也会小于第一电压阈值，如此，一方面可以防止电池组的过充，另一方面，也可以提高电池组的使用寿命。

本申请实施例中，当电池组在进行充电过程中，在一种可能地实施方式中，可能会由于电压调整步长的设置，导致某些时刻电池组的充电电流被调整的过大，这种情况下，这种情况下，当电池组的充电电流大于目标充电率对应的电流，则：发送第三指令，第三指令用于指示UPS直流母线的输出限压调低第三步长。在一种可能地实施方式中，第三步长小于第二步长。如此，可以更加快速有效的使充电电池的充电率接近目标充电率。

通过步骤204可以看出，在触发电池组进入充电状态后，在对电池组进行充电的过程中，通过对UPS直流母线电压的调整，以使电池组的充电电流尽量接近目标充电率对应的电流，又由于目标充电率满足条件：以目标充电率对电池组充电第一时长，电池组的容量从当前容量充电至第一容量阈值，因此，对电池组的充电时长接近于一天中电价处于谷段的时长。另一方面，根据图2b的两条锂电池的充电特性曲线可以看出，当电池为锂电池时，电池本身的特性中，当将电池充满至第一容量阈值，比如为80％，则以0.33C充电率进行充电的电池对应的电压小于以3C充电率进行充电的电池对应的电压。可见，充电率越低，第一电压阈值越低。又由于电池配置时按照谷段持续的时长相比电源系统对电池组的最快充满时长要长，因此，根据谷段持续时长确定出的目标充电率对应的电流相比电源系统所能提供的最大充电电流要小，相比现有的以最大充电率对电池组进行充电的方案来看，本申请实施例中的目标充电率更低，因此根据电池特性曲线确定出的第一电压阈值也越低。且停止充电条件至少包括上述条件b1和/或条件b2的情况下，在对电池组充电过程中UPS的直流母线的输出限压不会大于第一电压阈值，且电池组内的单体电池的最大充电电压也不会大于第一单体电池电压阈值，如此，可以提高电池组的使用寿命。

又一方面，根据图2b的两条曲线可以看出，当电池为锂电池时，电池本身的特性中，使用较低的充电率可以使电池达到较高的容量，比如使用3C充电，电池最多可以充满至85％的容量，即使UPS直流母线的输出限压很高，电池容量也很难再有所提升。而，以较低的充电率充电，比如0.33C，则可以达到较高的电池容量，比如可以充满至95％。也就是说，使用不同的充电率对电池进行充电，电池充满的情况下，电池的容量可能是不同的，大的充电率对电池充电，电池充满时的容量可能较低，而较小的充电率对电池充电，电池充满的情况下电池的容量可能较高。而本申请实施例中由于通常谷段持续的时长相比电源系统所能提供的最快充电时长要长，因此，根据谷段持续时长确定出的目标充电率对应的电流相比电源系统所能提供的最大充电电流要低，相比现有的以最大充电率对电池组进行充电的方案来看，本申请实施例中的目标充电率更低，因此可以在电池充满的情况下得到更高的电池容量，也可以理解为第一容量阈值可以设置的更高，如此，可以提高电池组的使用效率。需要说明的是，本申请实施例中的“电池充满”的意思并不是值电池的容量充至100％，而是指设定的某一略低于100％容量的荷电比例。

由于在电价处于谷段时对电池组进行充电，可以节省经济开支，消耗谷段多余电量，节省能源。又一方面，由于目标充电率较低，因此可以减轻由于对电池组进行充电给电网带来的冲击程度。

在一种可能地实施方式中，当电池组接近充满的状态下，若再将UPS直流母线的输出限压提高，电池组的充电电流也不会很大，这是因为电池组即将充满，这种情况下，电池组的充电电流与第一电流阈值之间的差值可能也会比较大，这种情况下，可以以较小的充电电流继续对电池组进行充电，直至达到上述停止充电条件为止。

在一种可能地实施方式中，电池组除了有充电状态和放电状态之外，还可以有第三状态，第三状态可以称为不充不放状态，可以将除了充电状态和放电状态之外的时间对应的状态均称为第三状态。在一种可能地实施方式中，当电池管理系统确定电池组停止充电，且也并未进入放电状态时，可以确定电池组进入不充不放状态。在一种可能地实施方式中，当电池管理系统确定电池组停止放电，且也并未进入充电状态时，可以确定电池组进入不充不放状态。

在一种可能地实施方式中，当电池组进入不充不放状态，则可以发送用于指示调整UPS直流母线的输出限压的指令，直至以下内容中的至少一项被满足；

所述电池组的充电电流为0，且所述电池组的放电电流小于第三电流阈值(这种方式中，可以理解为电池组以较小的电流在进行放电(或者说放电电流接近于0)，因此充电电流为0)；

所述电池组的放电电流为0，且所述电池组的充电电流小于第四电流阈值(这种方式中，可以理解为电池组以较小的电流在进行充电(或者说充电电流接近于0)，因此放电电流为0)。

在一种可能地实施方式中，当电池组进入不充不放状态时，可以使电池组的充电电流维持在接近0的状态，这种情况下可以说电池组的充电电流接近0，放电电流接近0。如此，不必通过硬件电路和双向DC/DC将电池组与市电断开，从而可以解决由于硬件电路或双向DC/DC的接入所带来的功耗问题。

在又一种可能地实施方式中，本申请实施例中对电池组的电信号(比如可能为电压信号)分别进行监测，将电池组的电信号分别输入至第一检测单元和第二检测单元。当电信号属于第一区间，则采用第一检测单元的检测值作为电信号对应的检测值。当电信号属于第二区间，则采用第二检测单元的检测值作为电信号对应的检测值。其中，第一区间的最大值不小于第二区间的最小值。第一检测单元的精度高于第二检测单元的精度。如此，可以通过两种精度的电流检测单元来实现两种量程的电流的检测，从而可以实现在电池组的不充不放状态下的电流的检测及精确管理。

第一检测单元和第二检测单元可以是同一个装置的两个不同放大倍数单元，比如可以是同一分流器中的两个倍数计算单元。第一检测单元和第二检测单元也可以是两个不同量程的霍尔电流传感器。第一检测单元的量程小于第二检测单元的量程。第一检测单元和第二检测单元可以对电流信号设置不同的放大倍率，然后读数，大的放大倍数，更适合于精确读取小电信号，也就是小电流；而小的放大倍数，则适合于读取比较大的电信号，也就是大电流。两者配合使用，可以在保证较大测量量程范围的前提下，提高接近于零的小电流区间内的电流读取精度，而高精度的读取小电流值，可以控制电池组在不依赖于充放电主回路插入硬件电路或双向DC/DC接入条件下，达到不充不放电状态和充、放电电流的精确控制。从而使小信号的电流的检测灵敏度高于大信号的电流的检测灵敏度。进一步，正是由于第一检测单元和第二检测单元的设置，因此一方面可以提高测量电流的范围，另一方面也可以提高小电流的检测精度。且普通使用铅酸电池备电的UPS，以及电池组工作在均充和浮充状态的UPS，都无此需求，因此也并未涉及过此方面的改进。

本申请实施例提供的方案中，当市电并未出现故障，电池组可以进入放电状态，市电可以和电池组共同为负载供电。在市电正常工作的情况下，若以全部负载所能达到的最大放电率为电池放电，如此，放电时间较短，比如可能通过1个小时即将电池组放到设定的容量比例值，其后上调UPS当前直流母线输出电压至电池组处于不充不放状态。在电池组与UPS直流母线连接的充放电主回路中，串接一个双向DC/DC或者控制与保护硬件电路，会影响UPS的供电可靠性，特别是电池组电压高时，充放电主回路中串接这些功率型控制和保护电路，除了增加硬件成本外，还会增加电源系统的功率损耗。

而本申请实施例中提供一种电池组管理方案，用于防止电池组的过放，且无需通过硬件电路和双向DC/DC，如此，由于避免在电路中增加该硬件电路和双向DC/DC，因此可以节省成本，且减少功率损耗。

基于上述内容，图3a示例性示出了一种本申请实施例提供的电池管理方法的流程示意图，如图3a所示，该方法包括：

步骤301，电池管理系统根据第二时长、电池组的容量和第二容量阈值，确定目标放电率。其中，第二时长为一天中电价处于峰段的时长。且目标放电率满足条件：以目标放电率对电池组放电第二时长，电池组的容量从当前容量放电至第二容量阈值。目标放电率可以小于电源系统负载全部由电池组供电所能达到的最大放电率。

结合上述表1的示例可以看出，电价处于峰段的时间为8小时。在表1所示的示例中，第二时长为8小时。

在步骤301中，目标放电率满足条件：以目标放电率对电池组放电第二时长，电池组的容量从当前容量放电至第二容量阈值。其中，第二容量阈值可以是满足负载的最低备电时间的容量值。举个例子，若要求电池组为负载的最低备电时间为2小时，则根据仅用电池组对全部负载供电的功率折算的总备电时间，可以得到电池组对应剩余容量比例，比如可以将(最低备电时间/该总备电时间)的结果作为电池组对应剩余容量比例，可以将电池组对应的剩余容量比例作为第二容量阈值。

步骤302，电池管理系统根据电价信息和电池组的容量，在确定电池组进入放电状态的情况下，执行以下步骤303和步骤304。

本申请实施例中，可以设置放电条件，当满足放电条件时，即确定电池组进入放电状态。可选地，也可以设置停止放电条件，当电池组进入放电状态后，若确定满足停止放电条件，则停止对电池组进行放电。

在一种可能地实施方式中，放电条件可以包括如下条件c1和/或条件c2：

条件c1：当前时刻的电价处于峰段；

条件c2：电池组的容量大于第二容量阈值。

条件c2中也可以替换为：“电池组的当前容量大于第二容量阈值”。或者，条件c2中也可以替换为：“电池组的当前容量比例大于第二容量阈值”。本申请实施例中的电池组的容量是指容量比例，可以是指电池组的容量与总容量的比例关系。本申请实施例中的容量可以替换为容量比例。

在另一种可能地实施方式中，放电条件也可以理解为触发电池组进入放电状态的触发条件，比如，上述步骤302可以替换为：当电池管理系统确定当前的时刻的电价从谷段或平段进入峰段，则确定电池组进入放电状态，或者说，触发电池组进入放电状态。

本申请实施例中，当电池组进入放电状态时，电池管理系统执行下述步骤303和步骤304。上述步骤302也可以替换为：“当电池管理系统确定当前的时刻的电价从谷段或平段进入峰段，则执行下述步骤303和步骤304”。即，可以理解为“确定电池组进入放电状态，或者触发电池组进入放电状态”的具体操作步骤即为“下述步骤303和步骤304”.

步骤303，电池管理系统发送第四指令，第四指令用于指示将UPS直流母线的输出限压调低预设的第四步长。

电池组的电流随UPS直流母线的输出限压的变动而变动。因此，当将UPS直流母线的输出限压调低第四步长后，由于电池组的当前电压高于UPS直流母线的输出电压，因此电池组会进入放电状态，即电池组的电流会通过UPS直流母线流入负载，渐变调高UPS直流母线的输出电压，可以实现电池组与市电一起共同为负载供电。这种情况下可以通过下述步骤304对电池组的放电电流的大小进行监测，并依据电池组的放电电流对UPS直流母线的输出限压进行调整，具体如下步骤304。

步骤304，电池管理系统对电池组的放电电流进行监测，且：

当监测到电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第二电流阈值，则发送用于指示调低或调高UPS直流母线的输出限压的指令，直至电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第二电流阈值。在一种可能地实施方式中，第一电流阈值可以和第二电流阈值相等也可以不相等。第二电流阈值可以为0或为接近于0的值，如此，电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值可以接近于0，电池组的放电电流可以较为接近目标放电率对应的电流。

在上述步骤304中，当电池管理系统对UPS直流母线的输出限压进行调整时，可以调低或调高UPS直流母线的输出限压，以便使电池组的放电电流随其变化。当确定满足停止放电条件时，停止对电池组进行放电。

其中，停止放电条件可以包括以下条件d1至条件d3中的至少一项，可选地，还可能存在其他停止放电的条件。其中，条件d1至条件d3如下所示：

条件d1，电池组中至少一个电池的电压不大于第二单体电池电压阈值；

条件d2，电池组的容量到达第二容量阈值；

条件d3，当前时刻的电价处于平段或谷段。

在上述内容中提到了第二单体电池电压阈值，第二单体电池电压阈值可以为单体电池电压的最低保护值。

图3b示例性示出了一种电池放电特性曲线的示意图，如图3b所示，横轴表示放电的容量占电池总容量的百分比，可以称为放电的SOC，单位为％。纵轴表示电池的电压，单位为V。如图3b所示，包括曲线121和曲线122。其中，曲线121表示以0.33C的放电率对电池进行放电时，电池的容量和电压的对应关系曲线。曲线122表示以3C的放电率对电池进行放电时，电池的容量和电压的对应关系曲线。

在又一种可能地实施方式中，停止放电的条件中至少包括条件d1，则，可以防止在放电过程中单个电池的电压低于第二单体电池电压阈值，比如，一旦发现单个电池的电压低于第二单体电池电压阈值，则停止对电池组进行放电，如此，在对电池进行放电的过程中，且直至对电池组停止放电时，不会对电池组中单体电池造成过放。

当停止放电的条件中至少包括条件d1时，上述步骤304可能会出现一种情况，电池管理系统对电池组的单个电池的电压进行监测。当电池组的放电电流小于目标放电率对应的电流，则：根据当前UPS直流母线的输出限压确定第二电压，第二电压为当前UPS直流母线的输出限压调低第五步长后的值，即第二电压为UPS的直流母线调整后的电压值。在电池组中每个电池的电压大于第二单体电池电压阈值的情况下，发送第五指令，第五指令用于指示UPS直流母线的输出限压调低第五步长。也就是说，在调整电压的过程中，要满足调低后的电池组的剩余容量比例不低于第二容量阈值比例。在一种可能地实施方式中，第五步长与第四步长相等。在一种可能地实施方式中，第四步长与第一步长相等。如此，电池组在充电和放电过程中，UPS的直流母线的输出限压变化过程中的步长基本一致。

通过该可能地实施方式可以看出，本申请实施例中，对电池组进行放电时，是逐渐降低UPS直流母线电压的，通过逐渐降低UPS直流母线电压的值来维持电池组的放电率接近目标放电率。

图3c示例性示出了一种在放电过程中电池组的放电电流随着UPS直流母线电压的调整而调整的一种可能地示意图，如图3c所示，在一种可能地实施方式中，当触发电池组进入放电状态后，渐变的降低UPS直流母线的输出限压，比如初始起步可以将UPS直流母线的输出限压降低某个电压值，比如相当于每个单个电池的电压下降0.1V，这种情况下，当UPS直流母线的输出限压降低之后，电池组的放电电流会达到系统负载所能耗电的最大值，然后缩小步幅渐变着调整UPS直流母线的输出限压，直至电池组的放电电流到达目标放电率对应的电流附近，随着电池组的放电，当前UPS直流母线的输出限压不变化时，电池组的放电电流会慢慢减小，当减小超过一定值，则再次降低UPS直流母线的输出限压值，以使电池组的放电电流接近目标放电率对应的电流。如此往复，可以看出，电池组在整个放电过程中可以以目标放电率对应的电流进行放电，且整个放电过程中电池组剩余容量比例是逐渐向第二容量阈值接近的。

通过图3c的示意，可以看到，在电池组的放电过程中，UPS直流母线的输出限压是渐变降低的，若在放电过程中，电池管理系统与UPS的通信发生了故障，无法通信，则UPS直流母线的输出限压也收不到变更电压值的指令，则UPS直流母线的输出限压则维持在当前值不变，这种情况下，随着电池组的放电，放电电流渐渐减小，直至电池组的放电电压与UPS直流母线的输出限压相等，电池组不再放电，可以看出，这种情况下，相比以UPS直流输出母线电压一次性降低截至保护电压对电池组进行放电的方案来看，UPS直流输出母线电压渐变下降，由于本申请实施例中UPS直流母线的当前电压较大(比如可能为图3c中的3.32V)，因此在对电池组进行放电过程中，即使电池管理系统与UPS之间的通信发生了故障，电池组的电压最低降至3.32V，该值远高于最低电压限值，因此电池组不会过放。如此，可以看出，本申请实施例中无需硬件电路和双向DC/DC即可以防止电池组的过放，从而可以解决由硬件电路和双向DC/DC带来的功耗问题。在一种可能地实施方式中，当在对电池组进行放电过程中，电池管理系统与UPS之间的通信发生了故障，则会停止后续渐变输出电压值继续降低的操作，直至通信恢复之后再恢复操作。

本申请实施例中，当电池组在进行放电过程中，在一种可能地实施方式中，可能会由于电压调整步长的设置，导致某些时刻电池组的放电电流被调整的过大，这种情况下，这种情况下，当电池组的放电电流大于目标放电率对应的电流，则：发送第六指令，第六指令用于指示UPS直流母线的输出限压调高第六步长。在一种可能地实施方式中，第六步长小于第五步长。如此，可以更加快速有效的使放电电池的放电率接近目标放电率。

在又一种可能地实施方式中，可以根据电池的充电特性曲线选择第二单体电池电压阈值。比如，第二单体电池电压阈值为：在电池的放电特性曲线中，以目标放电率对电池组进行放电，电池的容量达到第四容量阈值时电池的电压。

本申请实施例中的第四容量阈值可以是一个容量比例，比如可以是20％、25％等。比如，第四容量阈值为25％，则本申请实施例提到的电池的容量达到第四容量阈值是指单体电池的电量与该单体电池的总容量(单体电池的总容量也可以理解为单体电池的额定容量)之间的比例为25％，也可以说是该单体电池的总电量的占比为25％。

本申请实施例中的第四容量阈值可以和第二容量阈值相等或相近。在一种可能地实施方式中，当单体电池的容量达到或接近第四容量阈值，则电池组的总容量达到或接近第二容量阈值。

又一方面，由于目标放电率较低，因此可以减轻由于对电池组进行放电给电网带来的冲击程度。

“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

以及，除非有特别说明，本申请实施例提及“第一”、“第二”等序数词是用于对多个对象进行区分，不用于限定多个对象的顺序、时序、优先级或者重要程度。例如，第一时长和第二时长，只是为了区分不同的时长，而并不是表示这两种时长的优先级或者重要程度等的不同。

根据前述方法，图4为本申请实施例提供的电池管理系统的结构示意图，如图4所示，该电池管理系统可以为也可以为芯片或电路，比如可设置于电池管理系统的芯片或电路。

进一步的，该电池管理系统1301还可以进一步包括总线系统，其中，处理器1302、存储器1304、收发器1303可以通过总线系统相连。

应理解，上述处理器1302可以是一个芯片。例如，该处理器1302可以是现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)，可以是专用集成芯片(applicationspecific integrated circuit，ASIC)，还可以是系统芯片(system on chip，SoC)，还可以是中央处理器(central processor unit，CPU)，还可以是网络处理器(networkprocessor，NP)，还可以是数字信号处理电路(digital signal processor，DSP)，还可以是微控制器(micro controller unit，MCU)，还可以是可编程控制器(programmable logicdevice，PLD)或其他集成芯片。

在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器1302中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器1302中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器1304，处理器1302读取存储器1304中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

应注意，本申请实施例中的处理器1302可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(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。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可以理解，本申请实施例中的存储器1304可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double datarate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM，DR RAM)。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

处理器1302用于：根据第一时长、电池组的容量和第一容量阈值，确定目标充电率；其中，第一时长为一天中电价处于谷段的时长；且目标充电率满足条件：以目标充电率对电池组充电第一时长，电池组的容量从当前容量充电至第一容量阈值；电池管理系统根据电价信息和电池组的容量，在确定电池组进入充电状态的情况下，执行以下步骤：

通过收发器1303发送第一指令，第一指令用于指示将UPS直流母线的输出限压调高预设的第一步长，电池组连接于UPS直流母线，电池组的充放电电流随UPS直流母线的输出限压的变动而变动；

对电池组的充电电流进行监测，且：

当监测到电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第一电流阈值，则通过收发器1303发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，直至电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第一电流阈值。

在一种可能地实施方式中，处理器1302，具体用于：当电池组的充电电流小于目标充电率对应的电流，则：根据当前UPS直流母线的输出限压确定第一电压，第一电压为当前UPS直流母线的输出限压调高第二步长后的值；监测电池组中每个电池的电压；在第一电压不大于第一电压阈值、且电池组中每个电池的电压小于第一单体电池电压阈值的情况下，通过收发器1303发送第二指令，第二指令用于指示UPS直流母线的输出限压调高第二步长。

在一种可能地实施方式中，处理器1302，还用于：在确定满足停止充电条件，且未处于充电状态时，通过收发器1303发送用于指示调整UPS直流母线的输出限压的指令，直至以下内容中的一项被满足；

电池组的放电电流和充电电流为0；

电池组的放电电流小于第三电流阈值；

电池组的充电电流小于第四电流阈值。

在一种可能地实施方式中，处理器1302，还用于：根据第二时长、电池组当前容量和第二容量阈值，确定目标放电率，第二时长为一天中电价处于峰段的时长，且目标放电率满足条件：以目标放电率对电池组放电第二时长，电池组的容量从当前容量放电至第二容量阈值；根据电价信息，在确定电池组进入放电状态的情况下，执行以下步骤：通过收发器1303发送第四指令，第四指令用于指示将UPS直流母线的输出限压调低预设的第四步长；对电池组的放电电流进行监测，且：当监测到电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第二电流阈值，则通过收发器1303发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，直至电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第二电流阈值。

在一种可能地实施方式中，处理器1302，具体用于：当监测到电池组的放电电流与目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第二电流阈值：当电池组的放电电流小于目标放电率对应的电流，则：根据当前UPS直流母线的输出限压确定第二电压，第二电压为当前UPS直流母线的输出限压调低第五步长后的值；监测电池组中每个电池的电压；在电池组中每个电池的电压大于第二单体电池电压阈值的情况下，通过收发器1303发送第五指令，第五指令用于指示UPS直流母线的输出限压调低第五步长。

在一种可能地实施方式中，处理器1302，还用于：电池管理系统在确定满足停止放电条件时，且并未进入充电状态时，通过收发器1303发送用于指示调整UPS直流母线的输出限压的指令，直至以下内容中的一项被满足；

电池组的放电电流和充电电流为0；

电池组的放电电流小于第三电流阈值；

电池组的充电电流小于第四电流阈值。

在一种可能地实施方式中，处理器1302，还用于：对电池组的电信号分别进行进行监测，将电池组的电信号分别输入至量程范围较小的第一检测单元和量程范围较大的第二检测单元；当电信号属于第一区间，则采用第一检测单元的检测值作为电信号对应的检测值；当电信号超出第一区间而属于第二区间，则采用第二检测单元的检测值作为电信号对应的检测值。

该电池管理系统所涉及的与本申请实施例提供的技术方案相关的概念，解释和详细说明及其他步骤请参见前述方法或其他实施例中关于这些内容的描述，此处不做赘述。

根据前述方法，图5为本申请实施例提供的电池管理系统的结构示意图，如图5所示，电池管理系统1401可以包括通信接口1403、处理器1402和存储器1404。通信接口1403，用于输入和/或输出信息；处理器1402，用于执行计算机程序或指令，使得电池管理系统1401实现上述图1a至图3c的相关方案中电池管理系统侧的方法，或使得电池管理系统1401实现上述图1a至图3c的相关方案中电池管理系统侧的方法。本申请实施例中，通信接口1403可以实现上述图4的收发器1303所实现的方案，处理器1402可以实现上述图4的处理器1302所实现的方案，存储器1404可以实现上述图4的存储器1304所实现的方案，在此不再赘述。

基于以上实施例以及相同构思，图6为本申请实施例提供的电池管理系统的示意图，如图6所示，该电池管理系统1501也可以为芯片或电路，比如可设置于电池管理系统的芯片或电路。

该电池管理系统可以对应上述方法中的电池管理系统。该电池管理系统可以实现如上图1a至图3c中所示的任一项或任多项对应的方法中电池管理系统所执行的步骤。该电池管理系统可以包括处理单元1502、通信单元1503和存储单元1504。

处理单元1502用于：根据第一时长、电池组的容量和第一容量阈值，确定目标充电率；其中，第一时长为一天中电价处于谷段的时长；且目标充电率满足条件：以目标充电率对电池组充电第一时长，电池组的容量从当前容量充电至第一容量阈值；电池管理系统根据电价信息和电池组的容量，在确定电池组进入充电状态的情况下，执行以下步骤：通过通信单元1503发送第一指令，第一指令用于指示将UPS直流母线的输出限压调高预设的第一步长，电池组连接于UPS直流母线，电池组的电流随UPS直流母线的输出限压的变动而变动；

对电池组的充电电流进行监测，且：

当监测到电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第一电流阈值，则通过通信单元1503发送用于指示调高或调低UPS直流母线的输出限压的指令，直至电池组的充电电流与目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第一电流阈值。

根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码或指令，当该计算机程序代码或指令在计算机上运行时，使得该计算机执行图1a至图3c所示实施例中任意一个实施例的方法。

根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读介质存储有程序代码，当该程序代码在计算机上运行时，使得该计算机执行图1a至图3c所示实施例中任意一个实施例的方法。

根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种芯片系统，该芯片系统可以包括处理器。该处理器与存储器耦合，可用于执行图1a至图3c所示实施例中任意一个实施例的方法。可选地，该芯片系统还包括存储器。存储器，用于存储计算机程序(也可以称为代码，或指令)。处理器，用于从存储器调用并运行计算机程序，使得安装有芯片系统的设备执行图1a至图3c所示实施例中任意一个实施例的方法。

根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种系统，其包括前述的一个或多个电池管理系统以及UPS和电池。

本申请实施例中的电池管理系统也可以称为电池管理系统，本申请实施例不做限制。

根据本申请实施例提供的方法，本申请实施例还提供一种系统架构，图7a、图7b和图7c分别示例性示出了一种可能的系统架构示意图，图7a、图7b和图7c在图1a的基础上示例性示出了一种UPS102、SC1051和电池组之间的关系结构示意图。

如图7a所示，UPS102可以连接主控板SC1051，如图7a所示，还可以包括一个或多个MU1041以及一个或多个电池包1042。前述图1a中的电池组104可以包括图7a中的电池包1042。其中每个MU1041可以与一个电池包连接，用于对该电池包的单体电池的电压和/或电流进行采集。

在一种可能地实施方式中，本申请实施例提供一种电池管理系统，该电池管理系统用于执行存储于可读存储介质中的指令，从而可以使得上述电池管理方法得以运行。该电池管理系统可以是一个处理器。

在一种可能地实施方式中，前述内容提到的电池管理系统可以由SC1051和至少一个MU1041组成。在又一种可能地实施方式中，前述内容提到的电池管理系统可以由SC1051组成，电池管理系统可以和MU1041之间通讯，以获取MU1041所采集到的单体电池的电压和/或电流，从而执行上述电池管理方法。

在一种可能地实施方式中，电池管理系统可以是前述BMS105。在一种可能地实施方式中，前述内容提到的BMS105可以由SC1051和至少一个MU1041组成。在又一种可能地实施方式中，前述内容提到的BMS105可以由SC1051组成，SC1051可以和MU1041之间通讯，以获取MU1041所采集到的单体电池的电压和/或电流，从而执行上述电池管理方法。

图7b示出了另外一种可能地系统架构示意图，与图7a不同的是，图7b中展示的架构示意图中SC1051可以集成于UPS102中。图7c示出了另外一种可能地系统架构示意图，与图7a不同的是，图7c中展示的架构示意图中SC1051可以集成于上位机106中，上位机106与UPS102连接，且也与MU1041连接。图7b和图7c中关于各个部件的其他相关描述可以参见图7a的描述，在此不再赘述。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriberline，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，高密度数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如，固态硬盘(solid state disc，SSD))等。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于不间断电源的电池管理方法，其特征在于，所述方法包括：

根据第一时长、电池组的容量和第一容量阈值，确定目标充电率；其中，所述第一时长为一天中电价处于谷段的时长；且所述目标充电率满足条件：以目标充电率对所述电池组充电第一时长，所述电池组的容量从当前容量充电至第一容量阈值；

根据电价信息和所述电池组的容量，在确定电池组进入充电状态的情况下，执行以下步骤：

发送第一指令，所述第一指令用于指示将不间断电源UPS直流母线的输出限压调高预设的第一步长，所述电池组连接于UPS直流母线，所述电池组的充电电流随UPS直流母线的输出限压的提高而升高；

渐变着提高UPS直流母线的输出限压，直至所述电池组的充电电流与所述目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第一电流阈值；

在监测到所述电池组的充电电流与所述目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的所述第一电流阈值，再次提高所述UPS直流母线的输出限压值，直至所述电池组的充电电流与所述目标充电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于所述第一电流阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述渐变着提高UPS直流母线的输出限压，包括：

在所述电池组中每个电池的电压小于第一单体电池电压阈值的情况下，发送第二指令，所述第二指令用于指示UPS直流母线的输出限压调高第二步长。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一单体电池电压阈值为：在所述电池的充电特性曲线中，以所述目标充电率对电池进行充电，所述电池的容量达到第三容量阈值时所述电池的电压；

其中，所述电池的充电特性曲线用于指示所述电池的电压、充电率和所述电池的容量的关联关系。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池管理系统根据电价信息，在确定电池组进入充电状态之后，所述方法还包括：

在确定满足停止充电条件，则发送用于指示调整所述UPS直流母线的输出限压的指令，直至以下内容中的一项被满足：

所述电池组的充电电流为0，且所述电池组的放电电流小于第三电流阈值；

所述电池组的放电电流为0，且所述电池组的充电电流小于第四电流阈值；

其中，所述停止充电条件包括以下内容中的至少一项：

UPS直流母线的调整后输出限压大于第一电压阈值；

所述电池组中至少一个电池的电压不小于第一单体电池电压阈值；

所述电池组的容量不小于所述第一容量阈值；

当前时刻的电价处于平段或峰段；

所述电池组的温度达到温度阈值。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述电池组的电信号分别进行监测；

将电池组的电信号分别输入至第一检测单元和第二检测单元；

当电信号属于第一区间，则采用第一检测单元的检测值作为所述电信号对应的检测值；

当电信号属于第二区间，则采用第二检测单元的检测值作为所述电信号对应的检测值；

其中，所述第一检测单元的精度高于所述第二检测单元的精度；

所述第一检测单元的量程小于所述第二检测单元的量程。

6.一种用于不间断电源的电池管理方法，其特征在于，所述方法包括：

根据第二时长、电池组的容量和第二容量阈值，确定目标放电率，所述第二时长为一天中电价处于峰段的时长，且所述目标放电率满足条件：以目标放电率对所述电池组放电第二时长，所述电池组的容量从当前容量放电至第二容量阈值；

根据电价信息和所述电池组的容量，在确定电池组进入放电状态的情况下，执行以下步骤：

发送第四指令，所述第四指令用于指示将不间断电源UPS直流母线的输出限压调低预设的第四步长；所述电池组连接于UPS直流母线，所述电池组的放电电流随UPS直流母线的输出限压的调低而升高；

渐变着调低UPS直流母线的输出限压，直至所述电池组的放电电流与所述目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第二电流阈值；

当监测到所述电池组的放电电流与所述目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值大于预设的第二电流阈值，再次降低UPS直流母线的输出限压值，直至所述电池组的放电电流与所述目标放电率对应的电流之间的差值的绝对值不大于第二电流阈值。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述渐变着调低UPS直流母线的输出限压，包括：

在所述电池组中每个电池的电压大于第二单体电池电压阈值的情况下，发送第五指令，所述第五指令用于指示UPS直流母线的输出限压调低第五步长。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电池管理系统根据电价信息，在确定电池组进入放电状态之后，所述方法还包括：

所述电池管理系统在确定满足停止放电条件时，发送用于指示调整所述UPS直流母线的输出限压的指令，直至以下内容中的一项被满足：

所述电池组的充电电流为0，且所述电池组的放电电流小于第三电流阈值；

所述电池组的放电电流为0，且所述电池组的充电电流小于第四电流阈值；

其中，所述停止放电条件包括以下内容中的至少一项：

所述电池组中至少一个电池的电压小于第二单体电池电压阈值；

所述电池组的容量不大于所述第二容量阈值；

当前时刻的电价处于平段或谷段。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述电池组的电信号分别进行监测；

将电池组的电信号分别输入至第一检测单元和第二检测单元；

当电信号属于第一区间，则采用第一检测单元的检测值作为所述电信号对应的检测值；

当电信号属于第二区间，则采用第二检测单元的检测值作为所述电信号对应的检测值；

其中，所述第一检测单元的精度高于所述第二检测单元的精度；

所述第一检测单元的量程小于所述第二检测单元的量程。

10.一种电池管理装置，其特征在于，包括处理器和通信接口；

所述通信接口，用于输入和/或输出信息；

所述处理器，用于执行计算机可执行程序，使得权利要求1-9中任一项所述的方法被执行。

Images