CN114640157A - 一种储能系统及其电池信息管理方法 - Google Patents

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CN114640157A
CN114640157A CN202210241770.XA CN202210241770A CN114640157A CN 114640157 A CN114640157 A CN 114640157A CN 202210241770 A CN202210241770 A CN 202210241770A CN 114640157 A CN114640157 A CN 114640157A
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China
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cmu
battery
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soc
bmu
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陈磊
孙维
肖靖
程昊
任静松
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Sungrow Energy Storage Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种储能系统及其电池信息管理方法，其储能系统中各电池模组的BMU分别具有相应的存储单元，可以在每次下电前存储相应电池模组的模组状态信息；因此，CMU在上电后，先获取自身所接各BMU中所存储的模组状态信息；然后，分别判断自身所接的各BMU中所存储的模组状态信息与CMU自身所存储的相应信息是否满足预设差异条件；若满足，则说明系统中有电池模组发生变化，比如出现电池模组增补和/或替换维护的情况，此时CMU将以相应BMU中所存储的模组状态信息，代替现有技术中自身所存储的相应信息，来进行信息初始化；其信息初始化的结果将比现有技术更贴近实际情况，进而提高后续簇级SOC估算的准确度。

Description

一种储能系统及其电池信息管理方法
技术领域
本申请涉及电池管理系统技术领域，特别涉及一种储能系统及其电池信息管理方法。
背景技术
目前常用的户用储能系统，其外观形态大致可以分为两种：一体机式和堆叠机式。其中，一体机式将所有的电池模组数量、规模、形态都在结构上进行固化，用户不能根据自己的用电量需求，进行电池模组的增补扩容，另外在其中某个电池出现问题时，也无法进行单个电池模组的替换维护；而堆叠机式，在用户有需求时，则可以进行电池模组的增补和替换维护，有较好的适用性。
在储能系统的BMS(Battery Management System，电池管理系统)中，电池系统的簇级SOC(State of Charge，荷电状态)是最核心、最重要的状态参数，对其进行准确估算，是执行电池均衡、决定电池簇功率输出的基础。因此，在增补、替换维护电池模组时，如何快速准确的估算簇级SOC，显得尤为重要。
现有技术中，BMS中的CMU(Cell monitor Unit，电池簇级管理单元)，会在上电后读取自身所存储的各电池模组的信息，以进行簇级SOC的估算；而在对电池模组进行增补和替换维护的两种场景下，若新旧电池模组的SOC不一致，则将会导致相应的簇级SOC估算错误，进而与系统实际出力(容量、功率输出)失配，同时降低了系统运行可靠性和用户体验。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种储能系统及其电池信息管理方法，以实现对于簇级SOC的准确估算。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本申请第一方面提供了一种储能系统的电池信息管理方法，所述储能系统中各电池模组的电池管理单元BMU分别具有相应的存储单元；所述电池信息管理方法，包括：
S101、所述储能系统中的电池簇级管理单元CMU在上电后，获取自身所接各BMU中所存储的模组状态信息；所述模组状态信息为相应BMU在上次下电前存储的；
S102、CMU分别判断自身所接的各BMU中所存储的模组状态信息与CMU自身所存储的相应信息是否满足预设差异条件；
若满足所述预设差异条件，则执行步骤S103；
S103、CMU以相应BMU中所存储的模组状态信息，进行信息初始化。
可选的，步骤S102，包括：
S201、CMU分别判断自身所接的各BMU中所存储的模组SOC，与CMU自身所存储的同一电池模组的模组SOC之间的差异，是否大于预设阈值；
若所述差异大于所述预设阈值，则判定满足所述预设差异条件。
可选的，步骤S102，还包括：
S200、CMU分别判断自身所接的各BMU中所存储的记录时间，与CMU自身所存储的同一电池模组的记录时间之间的差距，是否小于预设时长；
若所述差距小于所述预设时长，则执行步骤S201；
若所述差距大于等于所述预设时长，则执行步骤S104；
S104、CMU根据预设自放电率对相应BMU中所存储的模组状态信息进行更新，并以其进行信息初始化。
可选的，在步骤S102之后，若不满足所述预设差异条件，则还包括：
S105、CMU根据自身所存储的相应信息，进行信息初始化。
可选的，所述模组状态信息包括：相应电池模组的模组SOC、电池健康度SOH、记录时间以及内部各单体电芯的单体剩余容量。
可选的，在信息初始化完成之后，还包括：
S106、CMU进行SOC分级计算，得到簇级SOC、各个电池模组的模组SOC、各个单体电芯的单体SOC及平均SOC。
可选的，在步骤S106之后，还包括：
S107、CMU分别判断各单体SOC与平均SOC之间的差异是否大于预设差异；
若是，则执行步骤S108；
S108、CMU开启单体均衡。
可选的，在步骤S106之后，还包括：
S109、CMU在系统静置时长超过预设静置时长时，对电池模组内全部单体电芯的电压均处于非平台期的电池模组，进行单体SOC校准。
可选的，在步骤S106之后，还包括：
S110、CMU根据采集信息实时确定并存储各电池模组的模组状态信息，并周期性传送至相应的BMU。
本申请第二方面还提供了一种储能系统，包括：电池管理系统BMS及至少一个电池簇；其中，
所述电池簇包括多个串联连接的电池模组；所述电池模组包括多个串联连接的单体电芯；
所述BMS包括：各所述电池簇的CMU以及各所述电池模组的BMU；
各所述CMU通信连接，且各所述CMU分别与相应所述电池簇内各所述电池模组的所述BMU通信连接；
所述BMU具有存储单元；
所述CMU用于执行如上述第一方面任一种所述的储能系统的电池信息管理方法。
可选的，所述BMU包括：所述存储单元及模拟前端AFE芯片；
所述AFE芯片与相应所述CMU通信连接；
所述存储单元用于存储所述AFE芯片写入的数据，并供所述AFE芯片读取。
可选的，还包括：储能逆变器PCS；
所述PCS的直流侧两极分别连接所述电池簇的两端；
各所述CMU均与所述PCS通信连接。
本申请提供的储能系统的电池信息管理方法，其储能系统中各电池模组的BMU分别具有相应的存储单元，进而，各BMU可以在每次下电前存储相应电池模组的模组状态信息；因此，CMU在上电后，先获取自身所接各BMU中所存储的模组状态信息；然后，分别判断自身所接的各BMU中所存储的模组状态信息与CMU自身所存储的相应信息是否满足预设差异条件；若满足所述预设差异条件，则说明系统中有电池模组发生变化，比如出现电池模组增补和/或替换维护的情况，此时CMU将以相应BMU中所存储的模组状态信息，代替现有技术中CMU自身所存储的相应信息，来进行信息初始化；其信息初始化的结果将比现有技术更贴近实际情况，进而提高后续簇级SOC估算的准确度，同时提高了系统运行可靠性和用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的BMS的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的储能系统的电池信息管理方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的储能系统的电池信息管理方法的另一流程图；
图4为本申请实施例提供的储能系统的电池信息管理方法的另一流程图；
图5为本申请实施例提供的储能系统的电池信息管理方法中S109的具体流程图；
图6为本申请实施例提供的BMU的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，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。
储能系统，至少包括：电池系统和BMS，一些情况下还可以包括至少一个PCS(PowerConversion System，储能逆变器)。具体的：
电池系统中包括至少一个电池簇；其中，电池簇是由多个电池模组串联而成的，可以放置于一个电池柜中；电池模组是由多个单体电芯串联而成的。电池簇的两端与相应PCS的直流侧两极相连，而且PCS的直流侧可以并联连接有多个电池簇。
目前的BMS采用三级架构，如图1所示，分为主机CMU、CMU以及BMU(BatteryManagement Unit，电池模组管理单元)；其中，每一个BMU内置在一个电池模组中，CMU内置在电池簇的开关盒中，可以连接管理电池簇内的各个BMU。各CMU通过内部CAN总线实现通信连接，并且通过竞争形成主机CMU；而主机CMU负责与PCS之间的通信交互，具体可以通过外部CAN/RS485/Dry总线实现两者之间的通信。
BMU主要负责电池模组内部单体电芯电压和温度采样、执行被动均衡等功能，采用无软件设计，通过菊花链实现与相应CMU的通信及控制功能；CMU主要负责整个电池簇的状态监测、单体SOC和簇级SOC、SOH(state of health，电池健康度)的计算、能量控制管理、安全保护管理等功能，CMU软件通常采用嵌入式单片机实现。
经发明人研究发现，目前储能系统中的BMU只负责电压、温感的数据采集和执行被动均衡，内部无存储单元和软件，CMU负责状态监测和分析，计算单体SOC、簇级SOC，并记录保存每次下电前簇级SOC、SOH、各单体剩余容量LeftCap、电池总容量、累次充、放电电量和其他参数信息。待下次CMU上电时，CMU读取自身存储单元中的参数信息，并对程序中的相关变量进行赋值，这就导致了一定的问题；以电池系统中仅包括单个电池簇的储能系统为例，下面分别对其增补和替换一个新电池模组的情况，来具体说明现有技术中所存在的问题：
假设目前的单簇储能系统为3模组(a1～a3)系统，簇级SOC为80％，新的电池模组x的SOC为20％，电池模组内各单体电芯一致性高。
增补模组的情况：将x堆叠在a1～a3之上，构成4模组系统，CMU上电后读取自身存储的3模组的参数信息并赋值，随后检测实际上线的BMU的数目为4，与存储的模组数目不一致，则以存储最低的单体剩余容量LeftCap给所有的单体重新进行赋值，赋值后计算出的单体SOC和簇级SOC还是80％，失去了x模组的信息。
替换维护模组的情况：先将模组a3取下，再将x堆叠在a1～a2之上，构成3模组系统，CMU上电后读取自身存储的3模组的参数信息并赋值，随后检测实际上线的BMU的数目为3，与存储的模组数目一致，赋值后计算出的单体SOC和簇级SOC均为80％，也失去了x模组的信息。
也即，当电池模组发生替换或增补到另一个电池簇后，该电池模组的历史信息会丢失；上述两种场景，实际上系统电池模组间的SOC是不一致的，而CMU认为目前所有的单体SOC都是一致的，进而计算并输出了错误的簇级SOC，如果该电池模组的真实SOC和已有的相应簇级SOC失配，会导致系统工作异常。
因此，本申请提供一种储能系统的电池信息管理方法，其通过给BMU增加内置存储单元，以实现对于簇级SOC的准确估算。
参见图2，该储能系统的电池信息管理方法，包括：
S101、储能系统中的CMU在上电后，获取自身所接各BMU中所存储的模组状态信息。
当储能系统中各电池模组的BMU分别具有相应的存储单元，例如EEPROM等时，各BMU可以在每次下电前存储相应电池模组的模组状态信息；这些模组状态信息具体可以是从其所接的CMU中获取的，实际应用中也可以从其他能够计算或得到相应数据的器件中获取，此处不做限定，视其应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。具体的，BMS在接收到停机指令时，可以先使CMU向相应BMU中的存储单元写入最新的模组状态信息；更为优选的，CMU可以通过菊花链通信，周期性的向BMU中的存储单元写入模组状态信息，进而，当系统下电时，可以将最新的状态信息写入BMU。
实际应用中，该模组状态信息中可以包括：模组SOC、SOH、记录时间以及内部各单体电芯的单体剩余容量LeftCap。
S102、CMU分别判断自身所接的各BMU中所存储的模组状态信息与CMU自身所存储的相应信息是否满足预设差异条件。
该预设差异条件，具体可以是：BMU与CMU中对于相应电池模组所存储的至少一种数据之间的差异，超过对应的阈值；具体的阈值，可以根据实际应用环境以及数据种类而定，此处不做限定，均在本申请的保护范围内。
若满足预设差异条件，则说明BMU中存储的数据更为准确，此时可能是系统中有电池模组发生变化，比如出现电池模组增补和/或替换维护的情况，即电池簇中连接有新的电池模组，需要执行步骤S103。
S103、CMU以相应BMU中所存储的模组状态信息，进行信息初始化。
以BMU中存储的数据代替现有技术中CMU自身所存储的相应信息，来进行信息初始化，其信息初始化的结果将比现有技术更贴近实际情况，可以提高数据初始化结果的可靠性，使得CMU后续所进行的各步骤，均是基于实际数据进行的，进而确保后续步骤结果的准确性，比如后续簇级SOC估算的准确度，同时提高了系统运行可靠性和用户体验。
本实施例提供的储能系统的电池信息管理方法，利用存储单元，使BMU可以保存CMU计算的SOC、SOH等历史数据，出现电池模组加入时，比如堆叠式储能系统增补或维护替换新模组时，可避免CMU上电时无法获取新加入电池模组信息的问题，方便系统获得BMU的最新SOC，提高簇级SOC计算准确度。
在上一实施例的基础之上，参见图3，该储能系统的电池信息管理方法中，其步骤S102，包括：
S201、CMU分别判断自身所接的各BMU中所存储的模组SOC，与CMU自身所存储的同一电池模组的模组SOC之间的差异，是否大于预设阈值。
若差异大于预设阈值，则判定满足预设差异条件。
实际应用中，也可以采用其他数据，比如SOH、记录时间或各单体剩余容量LeftCap，或者包括模组SOC在内的其中至少两种数据，进行是否满足该预设差异条件的判断，若BMU与CMU中对于相应电池模组所存储的对应数据之间的差异，超过对应的阈值，则可以判定满足该预设差异条件，否则可以判定不满足该预设差异条件。
而且，如图3所示，该电池信息管理方法，在步骤S102之后，若不满足预设差异条件，则还包括：
S105、CMU根据自身所存储的相应信息，进行信息初始化。
也即，当增补或维护替换新的电池模组时，CMU对比自己记录的信息和BMU中存储的信息，对于差异超过一定阈值的，则采用BMU中存储的信息给相关变量进行初始化，否则仍然以CMU存储的信息初始化。
更为优选的，参见图3，该电池信息管理方法中，其步骤S102，还包括：
S200、CMU分别判断自身所接的各BMU中所存储的记录时间，与CMU自身所存储的同一电池模组的记录时间之间的差距，是否小于预设时长。
若该差距小于预设时长，则执行步骤S201。若该差距大于等于预设时长，则执行步骤S104。
S104、CMU根据预设自放电率对相应BMU中所存储的模组状态信息进行更新，并以其进行信息初始化。
仍以电池系统中仅包括单个电池簇的储能系统为例，其CMU上电后，相应的模组状态信息初始化逻辑为：
读取每个BMU中存储的模组状态信息，并与CMU存储的相应模组状态信息进行对比。
若CMU.Time-BMU.Time≥T，其中，CMU.Time为CMU中所存储的记录时间，BMU.Time为BMU中所存储的记录时间，T为该预设时长，具体可以是30天或者其他时长；则代表该BMU所在的电池模组保持不运行状态的时间较久，BMU中记录的模组SOC(记为BMU.SOC)需考虑电池自放电情况，即需要考虑其预设自放电率，具体可咨询对应电池厂家以得到电池静态存储时的自放电衰减率k，来对该模组SOC进行更新，模组SOC更新后记为BMU.SOCnew，具体的计算式为BMU.SOCnew＝BMU.SOC-k；再采用更新后的BMU.SOCnew初始化对应模组的单体电芯剩余容量LeftCap＝电池容量×BMU.SOCnew。
下表是某厂家给出的某款电芯在不同SOC、不同时长下的自放电衰减率k的情况。
表1电芯自放电衰减率
Figure BDA0003542484430000091
而若CMU.Time-BMU.Time<T，则继续进行判断：
若|CMU.SOC-BMU.SOC|≤X，其中，CMU.SOC为CMU中所存储的模组SOC，BMU.SOC为BMU中所存储的模组SOC，X为该预设阈值，具体可以是3％或者其他数值；则说明两者之间的差异较小，有可能是CMU实时存储模组SOC后未能及时将其写入BMU中，导致BMU中存储的模组SOC为上一次写入的数据；比如，CMU内的模组SOC是实时存储的，也即其模组SOC每变化一次就存储一次，但是考虑到BMU中存储单元的擦写寿命，有可能会设置CMU每隔1min向BMU中周期性的写入模组状态信息，则1min如果以30A电流充放电的话，SOC的差异就大约为3％；若两者之间的差异在3％之内，则说明CMU中存储的模组SOC是更为准确的，此时应采用CMU中存储的单体电芯剩余容量LeftCap初始化对应模组的单体电芯的剩余容量。
若|CMU.SOC-BMU.SOC|>X，则说明相应电池模组是新连接至此电池簇的，应当采用BMU存储的单体电芯剩余容量LeftCap初始化对应模组的单体电芯的剩余容量。
本实施例通过给BMU增加内置存储单元，周期记录更新相应的模组状态信息，待CMU上电后，首先对比BMU内存储的信息和自身记录的差异，对于差异超过一定阈值的，则采用BMU记录的信息给相关变量赋值，进行后续计算过程，从而解决了现有技术方案在电池模组增补或替换维护时BMS系统失去新模组信息的所面临的技术问题。
值得说明的是，现有技术在电池模组增补或替换维护时，因CMU采用自身存储数据而输出了错误的簇级SOC之后，一方面会导致无法匹配系统实际出力，另一方面还会导致无法及时启动均衡；具体原因是：目前传统的CMU设计中，其电池静态校准的条件是，系统内所有的单体电芯的最低电压、最高电压都必须在电压线性区间，此时，才可利用OCV(Opencircuit voltage，开路电压)-SOC表，根据OCV查表计算SOC，获得各单体的精确SOC，从而得到各自SOC的差异。而在电池模组增补或替换维护的场景下，新增模组和原模组原本SOC差异较大，待CMU上电工作，单体和簇级SOC被重置为一致，即使静置一段后，两者的电压也无法同时落在电压线性区，系统达不到静态校准条件，各单体的SOC还是维持一致，永远无法启动均衡，系统只能一直以20％出力。
因此，每次CMU上电后，尤其是在电池模组增补或替换维护的场景下的CMU上电后，其电池簇内电池模组的状态需要变化，此时需要重新计算相应的SOC；本实施例在上述实施例的基础之上，优选的，参见图4(以在图3的基础上为例进行展示)，其电池信息管理方法，在信息初始化完成之后，还包括：
S106、CMU进行SOC分级计算，得到簇级SOC、各个电池模组的模组SOC、各个单体电芯的单体SOC及平均SOC。
现有技术中，CMU中并不存在对于模组级的SOC计算，本实施例在BMU中内置有存储单元的基础上，进一步为CMU增加了对于模组SOC的计算功能，并将其存储在电池模组的BMU中。
仍以电池系统中仅包括单个电池簇的储能系统为例，其SOC分级计算逻辑具体是，先获取所有单体剩余容量LeftCap、电池容量、各模组里单体最低、最高剩余容量、电池簇里单体最低、最高剩余容量，然后基于下述各计算式，计算得到相应的SOC，具体的计算式包括：
电池容量：BatCap＝电池额定容量×SOH；
单体SOC：SOCsig＝单体剩余容量/BatCap；
模组SOC：SOCpack＝SOCpack_low/(1+SOCpack_low-SOCpack_high)；
其中，SOCpack_low＝模组内最低单体剩余容量/BatCap，为模组内最低单体SOC；SOCpack_high＝模组内最高单体剩余容量/BatCap，为模组内最高单体SOC；
簇级SOC：SOC＝SOClow/(1+SOClow-SOChigh)；
其中，SOClow＝簇内最低单体剩余容量/BatCap，为簇内最低单体SOC；SOChigh＝簇内最高单体剩余容量/BatCap，为簇内最高单体SOC；
针对系统内所有单体的平均SOC：
Figure BDA0003542484430000111
更进一步的，在步骤S106之后，还可以包括S107、S109以及S110中的至少一个。
S107、CMU分别判断各单体SOC与平均SOC之间的差异是否大于预设差异。
若是，则执行步骤S108。
S108、CMU开启单体均衡。
也即，通过步骤S107和S108，即可实现均衡逻辑的开启；比如，当检测到单体SOC与平均SOC差异超过3％时，即可开启单体均衡。
S109、CMU在系统静置时长超过预设静置时长时，对电池模组内全部单体电芯的电压均处于非平台期的电池模组，进行单体SOC校准。
也即，通过步骤S109，即可实现静态校准逻辑；具体的，参见图5，当系统静置时间超过一定的预设静置时长时，该预设静置时长可以设定为2H，CMU遍历每个电池模组，判断模组内电芯的最低电压Vl和最高电压Vh；对磷酸铁锂电池，在OCV-SOC曲线的平台期内，比如其SOC在30％到90％的范围内，不可做静态校准，而对电压落入非平台期比如非平台电压区间[Vmin，Vmax]内的单体电芯，则可以根据电压V查表得到对应的实际SOC(记为SOC_adjust)，进而以其修正对应的单体SOC。
仍以电池系统中仅包括单个电池簇的储能系统面对增补模组的场景为例，假设该单簇的储能系统具体为3模组(包括a1～a3)系统，簇级SOC为80％，新的电池模组x的SOC为20％，电池模组内各单体电芯一致性高，将电池模组x增补到3模组系统上。
该情况下，CMU上电后根据前述的模组状态信息初始化逻辑进行判断，初始化后电池模组x的SOC仍然为20％，a1～a3的模组SOC均为80％，计算出系统的SOC(也即簇级SOC)为50％，该电池簇内全部单体的平均SOC为65％；然后，CMU检测出单体SOC和平均SOC差异超过3％，则可启动均衡；上电后若不进行充放电，待静置2H后，电池模组x内所有单体的电压位于OCV-SOC非平台区，可对电池模组x内的所有单体进行SOC校准。
S110、CMU根据采集信息实时确定并存储各电池模组的模组状态信息，并周期性传送至相应的BMU。
步骤S110中，CMU具体可以是通过菊花链通信，周期性的向BMU中的存储单元写入相应电池模组的模组状态信息，当系统下电时，将最新的模组状态信息写入BMU。
由上述内容可以看出，目前的堆叠式储能系统，当模组增补和维护替换时，无法获取新模组信息，容易出现错估簇级SOC、无法及时启动均衡、系统出力失配等问题；而本实施例，不仅可以准确的估算新模组的SOC和簇级SOC，正确的匹配系统出力，做到模组即换即用；而且，本实施例中通过BMU对电池模组的状态信息管理，还能够使CMU独立计算电池模组的SOC，精细化SOC的级别控制，及时启动均衡，且每个电池模组可根据自身情况在静置电压条件位于线性区时执行OCV-SOC校准，避免模组间不一致程度较高时，系统永远无法进行静态校准和均衡的问题。
本申请另一实施例还提供了一种储能系统，其包括：BMS及至少一个电池簇；实际应用中，还可以包括：至少一个PCS；其中：
PCS的直流侧两极分别连接相应电池簇的两端；电池簇包括多个串联连接的电池模组，电池簇内的电池模组个数不限；电池模组包括多个串联连接的单体电芯，电池模组内的单体电芯个数也不限。
如图1所示，其BMS包括：各电池簇的CMU以及各电池模组的BMU；各CMU通信连接，并均与PCS通信连接；且各CMU分别与相应电池簇内各电池模组的BMU通信连接。
BMU具有存储单元，例如EEPROM等。
CMU用于执行如上述任一实施例所述的储能系统的电池信息管理方法，此处不再赘述。
参见图6，其BMU具体可以包括：存储单元(如图6中所示的EEPROM SLAVE)及AFE(Analog Front End，模拟前端)芯片；AFE芯片与相应CMU通信连接；存储单元用于存储AFE芯片写入的数据，并供AFE芯片读取。
每个电池模组中都内置一个BMU，其BMU中的核心器件是AFE芯片，主要负责单体电芯电压、温度采样、执行被动均衡等功能，其采用无软件设计，通过菊花链实现与CMU的通信及控制功能。本实施例在BMU中增加一个EEPROM存储单元，实现电池模组的信息管理功能，主要负责存储更新电池模组的状态信息，具体可包括电池模组的SOC、SOH、记录时间Time、各单体剩余容量LeftCap等。
BMU采集的信息主要通过CMU获取，具体可以周期性每隔1min，CMU将当前电池模组的SOC、SOH、单体剩余容量LeftCap、记录时间Time等信息写入BMU的EEPROM存储单元，而CMU则实时记录这些信息至自身的存储单元。待下次CMU重新上电后，可以读取各个BMU中存储的模组状态信息。这样在某一新电池模组增补到另一个电池系统时，可与其CMU内记录的模组SOC进行对比，若差异较大，可提示用户这一电池模组是异常增补，另外也可以及时开启均衡。
参见图6，BMU存储数据时，由CMU首先通过菊花链方式将数据传给AFE芯片，AFE芯片再通过WRCOMM命令将需要的数据写到COMM寄存器(即图6中所示的COMM REGITSTER)里面；然后发STCOMM命令，AFE芯片会将事先写在COMM寄存器里的数据，在相应的GPIO口(即图6中所示的GPIO PORT)以I2C的协议方式发出来，写入SLAVE侧的EEPROM中。
读取BMU数据时，AFE芯片通过I2C协议方式读取SLAVE侧EEPROM中存储的数据，数据返回到COMM寄存器，AFE芯片再使用RDCOMM命令读取COMM寄存器里的内容，以菊花链的方式返回给CMU。
其他原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述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，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，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。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种储能系统的电池信息管理方法，其特征在于，所述储能系统中各电池模组的电池管理单元BMU分别具有相应的存储单元；所述电池信息管理方法，包括：
S101、所述储能系统中的电池簇级管理单元CMU在上电后，获取自身所接各BMU中所存储的模组状态信息；所述模组状态信息为相应BMU在上次下电前存储的；
S102、CMU分别判断自身所接的各BMU中所存储的模组状态信息与CMU自身所存储的相应信息是否满足预设差异条件；
若满足所述预设差异条件，则执行步骤S103；
S103、CMU以相应BMU中所存储的模组状态信息，进行信息初始化。
2.根据权利要求1所述的储能系统的电池信息管理方法，其特征在于，步骤S102，包括：
S201、CMU分别判断自身所接的各BMU中所存储的模组SOC，与CMU自身所存储的同一电池模组的模组SOC之间的差异，是否大于预设阈值；
若所述差异大于所述预设阈值，则判定满足所述预设差异条件。
3.根据权利要求2所述的储能系统的电池信息管理方法，其特征在于，步骤S102，还包括：
S200、CMU分别判断自身所接的各BMU中所存储的记录时间，与CMU自身所存储的同一电池模组的记录时间之间的差距，是否小于预设时长；
若所述差距小于所述预设时长，则执行步骤S201；
若所述差距大于等于所述预设时长，则执行步骤S104；
S104、CMU根据预设自放电率对相应BMU中所存储的模组状态信息进行更新，并以其进行信息初始化。
4.根据权利要求1所述的储能系统的电池信息管理方法，其特征在于，在步骤S102之后，若不满足所述预设差异条件，则还包括：
S105、CMU根据自身所存储的相应信息，进行信息初始化。
5.根据权利要求1至4任一项所述的储能系统的电池信息管理方法，其特征在于，所述模组状态信息包括：相应电池模组的模组SOC、电池健康度SOH、记录时间以及内部各单体电芯的单体剩余容量。
6.根据权利要求1至4任一项所述的储能系统的电池信息管理方法，其特征在于，在信息初始化完成之后，还包括：
S106、CMU进行SOC分级计算，得到簇级SOC、各个电池模组的模组SOC、各个单体电芯的单体SOC及平均SOC。
7.根据权利要求6所述的储能系统的电池信息管理方法，其特征在于，在步骤S106之后，还包括：
S107、CMU分别判断各单体SOC与平均SOC之间的差异是否大于预设差异；
若是，则执行步骤S108；
S108、CMU开启单体均衡。
8.根据权利要求6所述的储能系统的电池信息管理方法，其特征在于，在步骤S106之后，还包括：
S109、CMU在系统静置时长超过预设静置时长时，对电池模组内全部单体电芯的电压均处于非平台期的电池模组，进行单体SOC校准。
9.根据权利要求6所述的储能系统的电池信息管理方法，其特征在于，在步骤S106之后，还包括：
S110、CMU根据采集信息实时确定并存储各电池模组的模组状态信息，并周期性传送至相应的BMU。
10.一种储能系统，其特征在于，包括：电池管理系统BMS及至少一个电池簇；其中，
所述电池簇包括多个串联连接的电池模组；所述电池模组包括多个串联连接的单体电芯；
所述BMS包括：各所述电池簇的CMU以及各所述电池模组的BMU；
各所述CMU通信连接，且各所述CMU分别与相应所述电池簇内各所述电池模组的所述BMU通信连接；
所述BMU具有存储单元；
所述CMU用于执行如权利要求1至9任一项所述的储能系统的电池信息管理方法。
11.根据权利要求10所述的储能系统，其特征在于，所述BMU包括：所述存储单元及模拟前端AFE芯片；
所述AFE芯片与相应所述CMU通信连接；
所述存储单元用于存储所述AFE芯片写入的数据，并供所述AFE芯片读取。
12.根据权利要求10或11所述的储能系统，其特征在于，还包括：储能逆变器PCS；
所述PCS的直流侧两极分别连接所述电池簇的两端；
各所述CMU均与所述PCS通信连接。
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