CN115102266B - 一种电池系统的控制方法、电池系统、离网供电系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池系统的控制方法、电池系统、离网供电系统。所述控制方法包括，响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，获取所述至少一第一电池包和至少一第二电池包的电池包参数信息；根据电池包参数信息确定电池系统中电池包的最大电压差值；在所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况下，执行对应的第一控制策略，所述第一控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电。采用本方法能够更加方便、安全的进行电池扩容，有效延长电池的使用寿命，最大化电池系统的实际容量。

Description

一种电池系统的控制方法、电池系统、离网供电系统

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，特别是涉及一种电池系统的控制方法、电池系统、离网供电系统。

背景技术

目前很多的工作、生活等设备上使用电池提供能源，这些设备通常在出厂时会自带电池，并利用电池管理系统对电池进行管理。在电池使用的过程中，可能会因为出现额外增加大功率用电设备、现有电池老化、需长时间供电的情况，导致需要对当前的电池系统进行扩容的需求，如购买新的电池包并联到现有的电池系统中。

通常而言，当用户购买新的电池包后，需要用户仔细阅读电池包的安装操作手册，严格按照要求进行电池系统扩容，这对用户的电池/电路知识储备和手册阅读理解能力要求较高，用户感知较差。若用户没有严格按照手册进行操作，还极有可能产生较大的安全隐患，对电池造成较大损伤或损坏。例如新的电池包与原有的电池包在电压差值较大，由于多个电池包并联的时候的阻抗很小（可以达到毫欧姆级别甚至微欧姆级别），直接并联可能产生非常大的环流，存在潜在的安全隐患。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。但就目前而言，亟需提供一种电池系统的控制方法，可以更加安全或操作更加简单方便的实现电池扩容。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电池系统的控制方法、电池系统、离网供电系统，可以降低用户对电池系统进行扩容的操作难度，更加方便、安全的进行电池系统扩容，有效延长电池的使用寿命，最大化电池系统的实际容量。

第一方面，本申请提供了一种电池系统的控制方法。

所述电池系统包括至少一第一电池包，所述方法包括：

响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息；

根据所述电池包参数信息确定电池系统中电池包的最大电压差值，所述最大电压差值基于接入至少一所述第二电池包后的所述电池系统中电池包的最大电压值与最小电压值确定；

在所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况下，执行对应的第一控制策略，其中，所述第一控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在所述最大电压差值小于预设电压差阈值的情况下，执行对应的第二控制策略，其中，所述第二控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包进行放电。

在其中一个实施例中，所述响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息，包括：

响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，建立与所述至少一第二电池包的通信连接；

按照预设规则从所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包中确定至少一电池包作为控制主机；

所述控制主机通过所述通信连接获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息；

其中，所述预设规则包括下述中的至少一种：电压值最大的电池包作为控制主机、剩余电量最大的电池包作为控制主机、电池健康状态最高的电池包作为控制主机、额定容量最大的电池包作为控制主机、实际容量最大的电池包作为控制主机。

在其中一个实施例中，所述执行对应的第一控制策略之后，还包括：

执行第一周期监测策略，所述第一周期监测策略包括：

以预设第一周期获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息，响应于根据所述电池包参数信息确定的最大电压差值小于所述预设电压差阈值时，执行所述第二控制策略；

和/或，所述执行对应的第二控制策略之后，还包括：

执行第二周期监测策略，所述第二周期监测策略包括：

以预设第二周期获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息，响应于根据所述电池包参数信息确定的最大电压差值大于或等于所述预设电压差阈值时，执行所述第一控制策略。

在其中一个实施例中， 所述第一控制策略还包括：

在所述电池系统处于静置状态的情况下实时监测所述电池系统的电流方向，根据所述电流方向确定所述电池系统的状态并执行对应的充电或放电控制；

若所述电池系统处于所述静置状态的时长达到第一静置周期，则执行所述第一周期监测策略；

和/或，所述第二控制策略还包括：

在所述电池系统处于静置状态的情况下实时监测所述电池系统的电流方向，根据所述电流方向确定所述电池系统的状态并执行对应的充电或放电控制；

若所述电池系统处于所述静置状态的时长达到第二静置周期，则执行所述第二周期监测策略。

在其中一个实施例中，所述在所述电池系统处于充电状态的情况下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电，包括下述至少一种：

在所述电池系统处于充电状态的情况下，对电压小于或等于第一电压阈值的电池包以第一充电周期优先进行并联充电；

在所述电池系统处于放电状态的情况下，对电压大于或等于第二电压阈值的电池包以第一放电周期优先进行并联放电；

和/或，

所述在所述电池系统处于充电状态的情况下对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包进行放电，包括下述至少一种：

在所述电池系统处于充电状态的情况下，对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包以第二充电周期优先进行并联充电；

在所述电池系统处于放电状态的情况下，对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包以第二放电周期优先进行并联放电。

在其中一个实施例中，执行对应的第一控制策略或执行对应的第二控制策略之前，还包括：

获取所述电池系统的电流方向，根据所述电流方向确定所述电池系统的状态。

在其中一个实施例中，所述获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息之前，还包括：

控制所述至少一第二电池包的充电MOS开关和放电MOS开关保持在关断状态。

第二方面，本申请还提供了一种电池系统。所述电池系统包括至少一第一电池包和新接入所述电池系统的至少一第二电池包，所述电池系统用于执行如本公开任意一项实施例所述的控制方法。

第三方面，本申请还提供了一种离网供电系统，所述离网供电系统包括用电设备、电力变换装置和如本公开任意一项实施例所述的电池系统，所述电力变换装置用于将所述电池系统中的电能提供给所述用电设备。

第四方面，本申请还公开一种电池系统的控制装置，应用于电池系统中，所述电池系统包括至少一第一电池包，所述装置可以包括：

参数获取模块，响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息；

最大压差确定模块，用于根据所述电池包参数信息确定电池系统中电池包的最大电压差值，所述最大电压差值基于接入至少一所述第二电池包后的电池系统中电池包的最大电压值与最小电压值确定；

还包括下述中的至少一种控制策略模块：

第一控制策略模块，用于在所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况下，执行对应的第一控制策略，其中，所述第一控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电；

第二控制策略模块，用于在所述最大电压差值小于所述预设电压差阈值的情况下，执行对应的第二控制策略，其中，所述第二控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包进行放电。

第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项实施例所述的电池的控制方法。

第六方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项实施例所述的电池的控制方法。

如上所述，本申请提供的电池系统的控制方法、电池、电池管理系统，可以在电池系统扩容时获取电池系统中各个电池包的参数信息，根据电池包参数信息确定出电池系统中电池包当前实际的最大电压差值。若最大电压差值大于或等于预设电压差阈值，则表示电池系统中有电池包的电压差过大，则可以执行针对此情况的第一控制策略，即在电池系统充电状态下对电压较小（小于或等于第一电压阈值）的电池包进行充电，或者在电池系统放电状态下对电压较大（大于或等于第二电压阈值）的电池包进行充电若直接进行放电。这样，在对现有电池系统扩容而接入新的电池包时，若电池包的最大电压差值大于或等于最大安全电压差阈值，在电池系统处于不同状态下通过对电池包的充放电进行控制，可以降低最大电压差值直至小于最大安全电压差阈值时，则可以转为正常充放电模式。通过本公开提供的方案，无需用户具有专业的知识储备和操作能力，可以直接将电池包连接到原有电池系统中，通过执行上述控制方法有效降低在电池包的压差较大时直接并联新电池包带来的大电流安全隐患，减少因此带来的电池损伤，有效的延长了电池包的使用寿命，最大化电池系统的实际容量，提高用户使用电池包/电池系统时的用户体验。

提供上述发明内容以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步详细描述。上述发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。本申请所要求保护的主题不限于解决背景技术中指出的任何或所有缺点的实施方式。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

图1为一个实施例中一种电池系统的控制方法的流程示意图一；

图2为一个实施例中在现有的第一电池包中并入第二电池包的电路结构示意图；

图3为一个实施例中另一种电池系统的控制方法的流程示意图二；

图4为一个实施例场景中单个电池包的内部电路结构示意图；

图5为一个实施例中一种电池系统的控制装置的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的例子。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一电压阈值也可以被称为第二电压阈值，类似地，第二电压阈值也可以被称为第一电压阈值。取决于语境，如在此所使用的词语"如果"可以被解释成为"在……时"或"当……时"或"响应于确定”。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。本申请使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一些电池系统应用场景中，存在一些用户缺乏对电池特征的了解或者没有按照操作手册等规范进行电池包并联扩容，由此会带来很大的安全隐患。本公开提供的电池系统的控制方法，用户可以直接进行电池并联对电池系统进行扩容，通过自适应的控制方法极大地降低了安全隐患，同时也降低扩容过程中或扩容后对电池性能的损坏影响。

下面以用户将新电池包并联至现有电池系统电池包的应用场景对本公开实施例方案进行描述。现有的电池系统可以有至少一个电池包。执行本公开实施例的执行主体可以具有数据处理和逻辑控制功能，如可以包括处理器，可以进行数据处理，如电池包参数信息的获取、电压检测、电压比较、数据传输、信息展示等。本实施例应用场景以现有电池系统中的旧电池包为执行主体的实施示例进行说明，当然，如前所述，在不脱离本公开创新思想本质的前提下，执行本公开提供的方案的执行主体可以是并入电池系统的新电池包，也可以为现有电池系统中的旧电池包作为执行主体，或者采用单独的控制模块来作为执行主体。

请参阅图1，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电池系统的控制方法，所述电池系统包括至少一第一电池包，可以包括以下步骤：

S202：响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息。

在本实施例中，电池包在出厂的时候，通常会将电池系统原有自带的电池包设置为进入休眠状态。处于休眠状态的电池包通常会还有一定的剩余电量，且一般无电压输出。用户可以将新的电池包并联到现有的电池系统中，具体来说，可以采用电源线将新的电池包的正极端子和负极端子分别与原有自带的电池包的正极端子和负极端子互相连接，从而构成两个电池包之间的并联。此时，应当控制所有电池包内部的充电MOS管和放电MOS管保持关断状态，避免电池包之间形成实质上的直接并联。为便于描述，本公开的一些实施例方案中，可以将该电池系统中已经存在的电池包称为第一电池包，可以将新接入电池系统的电池包称为第二电池包。如图2所示，图2为一个实施例中在现有的第一电池包中并入第二电池包的电路结构示意图，其中，C可以表示电池系统中现有的第一电池包，C0可以表示接入电池系统中的第二电池包。参考前述所述，现有电池系统中可以包括至少一个电池包，当然，接入现有的电池系统的第二电池包可以为一个，也可以为多个，如第二电池包可以包括第二电池包C0、第二电池包C1、第二电池包C2等。

如图2所示，本实施例应用场景中的电池包可以自带BMS（Battery ManagementSystem，电池管理系统）保护板。在本实施例中，电池包中可以部署有控制单元（该控制单元可以由电池的电池管理系统BMS来实现），控制单元中可以通过建立的与CAN总线的通信获取其他电池包的电池包参数信息。在新的电池包接入电池系统时，一些实施例场景中可以包括如下的处理步骤。第二电池包C0在检测到电极端子两端存在电压后，可以自动唤醒（可以通过BMS保护板自动唤醒上电）。第二电池包C0可以通过BMS周期性上传通讯握手请求帧至CAN总线（图2中较细的两条竖直平行线L1和L2），直到接收到第一电池包C的主机返回的握手成功帧，从而建立电池包之间的通信连接。在确定有新的电池包接入到电池系统中时，需要进行竞争主机从而确定作为控制主机的电池包。作为一个可能的实施方式，确定主机的过程中，第二电池包C0获取当前主机的额定容量和电池健康状态（SOH），算出当前主机的理论最大容量=额定容量×SOH，并和第二电池包C0自己的理论最大容量进行比较。可以取理论容量最大的电池包作为新的主机，其余电池包作为从机。当然，确定主机的方式，除理论最大容量外，还可以选择电压高、SOC高或者SOH高的电池包作为主机），具体实施方式将在后续的实施例中进一步描述。

新的主机可以获取当前电池系统中的所有电池包（包括第一电池包和第二电池包在内）各自的电池包参数信息，所述电池包参数信息可以包括电压信息，当然，也可以包括其他例如电流、温度、SOC（State Of Charge，荷电状态参数，也可以称为剩余电量）、SOH等电池包参数信息。电池中可以部署有状态参数检测单元，电池可以利用状态参数检测单元对电芯单元的状态参数进行检测，并将采集到的信号发送给电池中的电池管理系统，并由电池管理系统将该信号转换成电芯单元的状态参数。状态参数检测单元可以是电池中已部署的传感器或者检测电路，或者，也可以是额外在电池中部署的状态感应设备，例如电压检测电路、电流传感器、温度传感器等模块。作为一种优选的实施方式，本实施例中获取电池中电芯单元的电压值。

S204：根据所述电池包参数信息确定电池系统中电池包的最大电压差值，所述最大电压差值基于所述接入至少一所述第二电池包后的电池系统中电池包的最大电压值与最小电压值确定。

将至少一个第二电池包接入电池系统后，此时的电池系统包括第一电池包和第二电池包。获取电池包参数信息后，基于接入至少一所述第二电池包后的电池系统中电池包的最大电压值与最小电压值确定出电池包的最大电压压差。作为一种可选的计算方式，可以获取电池系统中所有电池包的电压，用最大电压减去最小电压得到最大电压压差。最大电压差值可以用来在所述第二电池包并联在电池系统后电池系统的作业模式、充放电方式、监控等控制。

S206：在所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况下，执行对应的第一控制策略，其中，所述第一控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电。

示例性地，若所述最大电压差值较大，直接并联可能会出现非常大的电流环流，存在很大的安全隐患。本实施例方案中可以设置一个最大安全电压差阈值（可以称为预设电压差阈值）。针对所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况，预先制定应对的第一控制策略，以减小最大电压差值，控制其在大于或等于预设电压差阈值时电池包的充放电方式，降低甚至消除大于最大安全电压差阈值下的充放电安全隐患。所述的第一控制策略可以理解为针对所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况设置的电池系统在特殊模式下的控制方式。本公开提供的第一控制策略具体的可以包括在电池系统充电状态下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电，和/或，在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电。

在充电状态下，可以控制所述第一电池包和第二电池包中电压较小的若干电池包先进行充电。所述的电压较小具体的判定依据可以根据第一电压阈值控制，所述第一电压阈值可以根据具体的电池类型、电池电路关系、应用场景需求等进行设置。类似的，在放电状态下，可以控制所述第一电池包和第二电池包中电压较大的若干电池包先进行放电。所述的电压较大具体的判定依据可以根据第二电压阈值控制，所述第二电压阈值也可以根据具体的电池类型、电池电路关系、应用场景需求等进行设置。

本公开提供的方案中，可以设定预设电压差阈值，可以将根据获取的电池包参数信息计算得到的最大电压差值与预设电压差阈值进行比较。若最大电压差值大于或等于预设电压差阈值，则表示电池系统中有电池包的电压差较大，则可以执行针对此情况的第一控制策略，即在电池系统充电状态下对电压较小（小于或等于第一电压阈值）的电池包进行充电，或者在电池系统放电状态下对电压较大（大于或等于第二电压阈值）的电池包进行充电若直接进行放电。这样，在电池系统扩容并入新的电池包时，若电池包的最大电压差值大于或等于最大安全电压差阈值，可以执行第一控制策略，可以有效降低在电池包的压差较大时直接并联新电池包带来的大电流安全隐患，减少因此带来的电池损伤，有效的延长了电池包的使用寿命，最大化电池系统的实际容量，提高用户电池包/电池系统使用体验。

上述提供了在所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况下执行第一控制策略的实施方案。本公开还提供在所述最大电压差值小于所述预设电压差阈值的情况下执行第二控制策略的另一些实施例中。如图3所示，另一些实施例中，所述方法还可以包括：

S208：在所述最大电压差值小于所述预设电压差阈值的情况下，执行对应的第二控制策略，其中，所述第二控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包进行放电。

示例性地，若所述最大电压差值小于所述预设电压差阈值，则可以表示电池系统中电池包之间的最大电压差值小于最大安全电压差值，此时可以进入本方案电池系统管理正常模式下对应的第二控制策略。作为电池的特性，尤其是锂电池，新的电池包和当前电池系统的电池包，它们之间的电压差异虽然很小，但是实际的SOC却可能相差很大。当两者之间的SOC相差很大的时候，在电池系统充电状态下，SOC多的电池包会导致充电提前结束；而在放电状态下，SOC少的电池包会导致放电提前结束。这样，在一些应用场景中可能会出现用户将新的电池包（第二电池包）接入现有电池系统后，最终整个电池系统的整体SOC并没有增加多少，甚至还会出现充电减速的情况。由于并联包直接的SOC相差很大，充电的时候会更加频繁的出现保护的情况，对电池包的寿命也会存在一定的影响。针对上述问题，本公开提供的一些实施例方案中可以预先制定第二控制策略，在电池系统处于充电状态下，可以控制对剩余电量SOC较小（小于或等于第一剩余电量阈值）的电池包先进行充电，和/或，在所述电池系统处于放电状态下，可以控制对剩余电量SOC较大（大于或等于第二剩余电量阈值）的电池包进行放电。

本实施例方案在所述最大电压差值小于所述预设电压差阈值的正常模式下，可以周期性获取电池系统中各个电池包的电池包参数信息。并可以实时判断所述最大电压差值是否小于所述预设电压阈值。一旦所述最大电压差值是大于或等于所述预设电压阈值，则可以执行前述第一控制策略。若所述最大电压差值小于所述预设电压阈值则进入正常模式，无论是充电状态下对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包进行充电还是放电状态下对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包进行放电，均可以减少电池系统中各个电池包实际剩余电量的差异，减少充电提前结束或放电提前结束的情况，确保电池系统的实际容量最大化，也有利于延长正常电池包的使用寿命。

可选地，如前面所描述的实施例，本公开实施例中的全部或部分方法步骤可以由控制主机执行。控制主机可以为第一电池包或第二电池包，具体可以由第一电池包或第二电池包中的电池管理系统来执行。前述实施例描述了可以以理论最大容量作为选取确定控制主机的依据。另一些实施例中，也可以根据电压值、剩余电量、额度容量、电池健康状态、实际容量等中的一种或其任意组合作为选取确定控制主机的依据。具体的，本公开提供的另一些实施例方案中，所述响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息，包括：

S2020：响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，建立与所述至少一第二电池包的通信连接；

S2022：按照预设规则从所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包中确定至少一电池包作为控制主机；

S2024：所述控制主机通过所述通信连接获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息；

其中，所述预设规则包括下述中的至少一种：电压值最大的电池包作为控制主机、剩余电量最大的电池包作为控制主机、电池健康状态最高的电池包作为控制主机、额定容量最大的电池包作为控制主机、实际容量最大的电池包作为控制主机。

本实施例方案可以根据预设规则从第一电池包和第二电池包中选取控制主机，控制主机可以通过与其他电池包之间建立的通信连接获取所述第一电池包和第二电池包的电池参数信息。控制主机通过与电池系统中的其他电池包之间建立的通信连接来获取其他电池包的电池包参数信息，并对电池包分别进行独立的充放电控制，避免了电池包之间直接连接而导致大的电流环流出现，可以更加方便、安全的进行电池扩容，有效延长电池的使用寿命，最大化电池系统的实际容量。

本公开提供的另一些实施例中，所述执行对应的第一控制策略之后，还可以包括：

执行第一周期监测策略，所述第一周期监测策略包括：

以预设第一周期获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息，响应于根据所述电池包参数信息确定的最大电压差值小于所述预设电压差阈值时，执行所述第二控制策略；

和/或，所述执行对应的第二控制策略之后，还包括：

执行第二周期监测策略，所述第二周期监测策略包括：

以预设第二周期获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息，响应于根据所述电池包参数信息确定的最大电压差值大于或等于所述预设电压差阈值时，执行所述第一控制策略。

本实施例方案中，可以设置有电池系统的一种或多种工作模式。例如在所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况下执行对应的第一控制策略的特殊模式、在所述最大电压差值小于所述预设电压差阈值的情况下执行对应的第二控制策略的正常模式。在特殊模式下执行对应的第一控制策略之后，还可以执行第一周期监测策略，控制主机可以周期性（第一周期）的获取电池系统中各个电池包的电压、电流、温度、SOC、SOH等电池包参数信息。在获取所述电池包参数信息之后可以再次计算最大电压差值，然后判断所述最大电压差值是否小于预设电压差值阈值。如果小于，则可以跳转到正常模式，执行正常模式下的第二控制策略。类似的处理方案中，在正常模式下执行对应的第二控制策略之后，还可以执行第二周期监测策略，控制主机可以以第二周期进行周期性的获取电池系统中各个电池包的电压、电流、温度、SOC、SOH等电池包参数信息。在获取所述电池包参数信息之后可以再次计算最大电压差值，然后判断所述最大电压差值是否小于预设电压差值阈值。如果小于，则可以跳转到正常模式，执行正常模式下的第二控制策略。

本公开实施例方案在不同模式下执行相应控制策略的同时，提供了根据周期性获取的电池包参数信息来执行相应的周期监测策略。采用本实施例方案，一旦监测到最大电压差值不满足当前控制策略，可以及时的跳转至其他作业模式下的控制策略，可以最大程度的保障电池系统工作中预先设定的工作模式下，降低电池包电压差过大进行充放电的安全隐患，也提升了电池包和整个电池系统的使用寿命。例如在执行第一控制策略的特殊模式的充电过程，对电压小于或等于第一电压阈值的电池包执行完成一个充电周期后，可以获取最新的电池包参数信息（或者周期性的获取）并判断第一电池包和第二电池包的最大电压差值是否大于或等于预设电压差阈值。如果仍然大于或等于预设电压差阈值，则可以表示此时电池包的中最大电压差值仍然较大，可以继续执行对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电周期的充电。之后再次获取（或者周期性的获取）电池包参数信息。如果此时电池包的最大电压差值小于预设电压差阈值，则可以跳转到正常模式，执行正常模式下的第二控制策略以及正常模式下的第二周期监测策略。

进一步的，所述方法的另一些实施例中，所述在所述电池系统处于充电状态的情况下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电，包括下述至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下，对电压小于或等于第一电压阈值的电池包以第一充电周期优先进行并联充电；

在所述电池系统处于放电状态的情况下，对电压大于或等于第二电压阈值的电池包以第一放电周期优先进行并联放电；

和/或，

所述在所述电池系统处于充电状态的情况下对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包进行放电，包括下述至少一种：

在所述电池系统处于充电状态的情况下，对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包以第二充电周期优先进行并联充电；

在所述电池系统处于放电状态的情况下，对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包以第二放电周期优先进行并联放电。

前述针对不同作业场景下的充放电控制方式中，满足优先进行充放电的电池包（即电压小于或等于第一电压阈值的电池包，或者电压大于或等于第二电压阈值的电池包）数量可能不止一个，因此可以以预先设置的充电周期或放电周期对这些电池包进行并联充电或并联放电，经过预设数量的充电周期或放电周期后，继续对电池包参数信息进行采集和判断，进而再执行对应的控制策略。在该实施例中，采用了特殊的充放电策略，对于电压或剩余电量满足特定条件下的电池优先进行并联充电或并联放电，可以更快地实现电池包之间的电压和剩余电量的均衡，既避免了电池包之间直接并联形成大的电流环流，同时还能实现对电池系统扩容后系统容量的最大化。

可选地，所述方法的另一些实施例中，执行对应的第一控制策略或执行对应的第二控制策略之前，还包括：

获取所述电池系统的电流方向，根据所述电流方向确定所述电池系统的状态。

电流方向信息可以如图4中所示的电流传感器采集获取。图4为一个实施例场景中单个电池包的内部电路结构示意图，图4中1表示多串锂电池并联，2为BMS保护板（图4中的开关和电芯单元连接在BMS保护板上），3为继电器，4为熔断器，5为充电MOS开关，6为放电MOS开关（5和6的位置可以互换），7为电流传感器，8为预充电路（限流电路）开关K，9为预充电路（限流电路）电阻R，10为隔离通讯（隔离RS485通讯或者隔离CAN通讯）。一般的，电池系统中的电池包在处于充电和放电不同的状态下电流方向是相反的。本实施例方案可以选取如上所述的电路中加入电流传感器来实时监测获取电池系统的电流方向，这样，可以根据电池系统的电路方向更加快速、准确的确定出电池系统的状态。

本公开提供的另一些实施例中，电池系统在既不处于充电状态也不处于放电状态（可以称为静置状态）时，可以实时监测当前的电流方向，根据电流方向来确定电池系统的状态。具体的，所述方法的另一些实施例中，所述第一控制策略还包括：

在所述电池系统处于静置状态的情况下实时监测所述电池系统的电流方向，根据所述电流方向确定所述电池系统的状态并执行对应的充电或放电控制；

若所述电池系统处于所述静置状态的时长达到第一静置周期，则执行所述第一周期监测策略；

和/或，所述第二控制策略还包括：

在所述电池系统处于静置状态的情况下实时监测所述电池系统的电流方向，根据所述电流方向确定所述电池系统的状态并执行对应的充电或放电控制；

若所述电池系统处于所述静置状态的时长达到第二静置周期，则执行所述第二周期监测策略。

需要说明的是，本公开的一些实施例中，所述的执行第一控制策略的特殊模式、执行第二控制策略的正常模式等执行不同控制策略的不同作业模式，对根据电流方向确定的充电、放电、静置等充放电状态（静置状态可以认为是一种特殊的充放电状态）是向下兼容的，也即，在一些实施场景中，电池系统处于某一种作业模式下是可以有对应的充放电状态的。在某种作业模式下，充放电状态之间可以相互转换；在某种充放电状态下，也可以跳转至其他作业模式。本公开实施例中，电池系统在某种作业模式的静置状态下，若处于静置状态的时长达到一定阈值（执行不同控制策略的相应作业模式可以设置对应的周期时长，如特殊模式下的第一静置周期、正常模式下的第二静置周期），则可以执行相应的周期监测策略。

所述方法的另一些实施例中，所述获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息之前，还包括：

控制所述至少一第二电池包的充电MOS开关和放电MOS开关保持在关断状态。

本实施例方案中，新的电池包（第二电池包）的放电、放电可以通过相应的MOS开关实现。第二电池包接入电池系统，通常需要获取其电池包参数信息，以便后续进行充电或放电的处理。本公开实施例在获取所述第一电池包和所述第二电池包的电池参数信息之前，可以先控制所有的所述第二电池包的充电MOS开关和放电MOS开关保持在关断状态。可以在根据电池参数信息确定执行的控制策略和/或监控策略等后，需要对第二电池包进行充电或放电控制时在开启所述第二电池包相应的充电MOS开关和放电MOS开关，可以有效保障新接入的电池包的安全性以及对现有电池系统中已有的第一电池包的冲击，保障电池扩容的安全性和整个电池系统的稳定性，提升电池系统的控制效果和电池包的使用寿命。

需要说明的是，本公开实施例中所描述的周期参数，如第一静置周期、周期监测策略中的第一周期和第二周期、充电放电中涉及的周期等，具体的可以应用于场景和控制设计需求进行设置，例如在特殊模式下对并联的多个电池包进行充放电的周期可以从1秒－100秒中确定一个时长作为充电或放电的周期。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其他的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

如图5所示，基于前述方法实施例描述，本公开实施例还提供一种电池系统的控制装置，应用于电池系统中，所述电池系统包括至少一第一电池包，所述装置可以包括：

参数获取模块502，可以响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息；

最大压差确定模块504，可以用于根据所述电池包参数信息确定电池系统中电池包的最大电压差值，所述最大电压差值基于接入至少一所述第二电池包后的电池系统中电池包的最大电压值与最小电压值确定；

还包括下述中的至少一种控制策略模块：

第一控制策略模块506，可以用于在所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况下，执行对应的第一控制策略，其中，所述第一控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电；

第二控制策略模块508，可以用于在所述最大电压差值小于所述预设电压差阈值的情况下，执行对应的第二控制策略，其中，所述第二控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包进行放电。

在本实施例中，所述电池系统的控制装置可以作为一个独立模块设置于电池系统中，也可以由电池系统中的任意一个或多个电池包的BMS来作为该控制装置。本实施例所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，具体限定可以参见上文中相关方法实施例的描述，在此不再赘述。

在一个实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

当然，基于前述方法实施例的描述，所述装置、存储介质、计算机程序产品还可以包括其他的实施例。体其他实施例的实现方式可以参见上文中相关方法实施例的描述，在此不再赘述。

基于同样的发明构思，本公开实施例还提供了一种执行上述所涉及的电池系统的控制方法的电池系统。该系统可以包括数据处理和逻辑控制单元，所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，具体限定可以参见上文中相关方法实施例的描述，在此不再赘述。

基于同样的发明构思，本公开实施例还提供一种离网供电系统，所述离网供电系统包括用电设备、电力变换装置和本公开任一实施例所述的电池系统，所述电力变换装置用于将所述电池系统中的电能提供给所述用电设备。该离网供电系统可以包括数据处理和逻辑控制单元，所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，具体限定可以参见上文中相关方法实施例的描述，在此不再赘述。

上述实施例中提供了装置、存储介质、计算机程序产品、电池系统、离网供电系统等，其可以用于执行前面所描述的控制方法，因此，具体的控制方法过程和技术效果与前面所描述的控制方法完全相同。在装置、存储介质、计算机程序产品、电池系统、离网供电系统的其他与方法对应的实施例中，可以使用“第一模块”、“第二模块”、“第一子单元”、“第二子单元”等依次类推的类似描述来实现相关方式实施例的步骤执行功能描述。本领域技术人员可以理解，前述控制方法可以由本实施例中所描述的电池包（电池）或从多个电池包中确定出的控制主机、电池系统、单独的控制模块等来执行，这些执行单元可以机械和/或电性连接/集成在所述的电池系统、离网供电系统中，因此前述控制方法的所有内容被引用在本实施例中，在此不再赘述。

上述方法、装置、存储介质、计算机程序产品、电池系统、离网供电系统等的实施例可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在本申请中，对于相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述，一般只在第一次出现时进行详细描述，后面再重复出现时，为了简洁，一般未再重复阐述，在理解本申请技术方案等内容时，对于在后未详细描述的相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述等，可以参考其之前的相关详细描述。

在本申请中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本申请技术方案的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本申请记载的范围。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得电池包（可以是一个电芯、一个电池包或者一个电池系统等）执行本申请每个实施例的方法。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电池系统的控制方法，其特征在于，所述电池系统包括至少一第一电池包，所述方法包括：

响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息；所述第二电池包为新接入电池系统的电池包；

根据所述电池包参数信息确定电池系统中电池包的最大电压差值，所述最大电压差值基于接入至少一所述第二电池包后的电池系统中电池包的最大电压值与最小电压值确定；

在所述最大电压差值大于或等于预设电压差阈值的情况下，执行对应的第一控制策略，其中，所述第一控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电；

在所述最大电压差值小于所述预设电压差阈值的情况下，执行对应的第二控制策略，其中，所述第二控制策略包括下述中的至少一种：在所述电池系统处于充电状态的情况下对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包进行放电；

所述执行对应的第一控制策略之后，还包括：执行第一周期监测策略，所述第一周期监测策略包括：以预设第一周期获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息，响应于根据所述电池包参数信息确定的最大电压差值小于所述预设电压差阈值时，执行所述第二控制策略；和/或，所述执行对应的第二控制策略之后，还包括：执行第二周期监测策略，所述第二周期监测策略包括：以预设第二周期获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息，响应于根据所述电池包参数信息确定的最大电压差值大于或等于所述预设电压差阈值时，执行所述第一控制策略；

所述第一控制策略还包括：在所述电池系统处于静置状态的情况下实时监测所述电池系统的电流方向，根据所述电流方向确定所述电池系统的状态并执行对应的充电或放电控制；以及，若所述电池系统处于所述静置状态的时长达到第一静置周期，则执行所述第一周期监测策略；

所述第二控制策略还包括：在所述电池系统处于静置状态的情况下实时监测所述电池系统的电流方向，根据所述电流方向确定所述电池系统的状态并执行对应的充电或放电控制；以及，若所述电池系统处于所述静置状态的时长达到第二静置周期，则执行所述第二周期监测策略。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息，包括：

响应于至少一第二电池包接入所述电池系统，建立与所述至少一第二电池包的通信连接；

按照预设规则从所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包中确定至少一电池包作为控制主机；

所述控制主机通过所述通信连接获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息；

其中，所述预设规则包括下述中的至少一种：电压值最大的电池包作为控制主机、剩余电量最大的电池包作为控制主机、电池健康状态最高的电池包作为控制主机、额定容量最大的电池包作为控制主机、实际容量最大的电池包作为控制主机。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述电池系统处于充电状态的情况下对电压小于或等于第一电压阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对电压大于或等于第二电压阈值的电池包进行放电，包括下述至少一种：

在所述电池系统处于充电状态的情况下，对电压小于或等于第一电压阈值的电池包以第一充电周期优先进行并联充电；

在所述电池系统处于放电状态的情况下，对电压大于或等于第二电压阈值的电池包以第一放电周期优先进行并联放电；

和/或，

所述在所述电池系统处于充电状态的情况下对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包进行充电、在所述电池系统处于放电状态的情况下对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包进行放电，包括下述至少一种：

在所述电池系统处于充电状态的情况下，对剩余电量小于或等于第一剩余电量阈值的电池包以第二充电周期优先进行并联充电；

在所述电池系统处于放电状态的情况下，对剩余电量大于或等于第二剩余电量阈值的电池包以第二放电周期优先进行并联放电。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，执行对应的第一控制策略或执行对应的第二控制策略之前，还包括：

获取所述电池系统的电流方向，根据所述电流方向确定所述电池系统的状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述至少一第一电池包和所述至少一第二电池包的电池包参数信息之前，还包括：

控制所述至少一第二电池包的充电MOS开关和放电MOS开关保持在关断状态。

6.一种电池系统，其特征在于，所述电池系统包括至少一第一电池包和新接入所述电池系统的至少一第二电池包，所述电池系统用于执行如权利要求1-5任意一项所述的控制方法。

7.一种离网供电系统，其特征在于，所述离网供电系统包括用电设备、电力变换装置和如权利要求6所述的电池系统，所述电力变换装置用于将所述电池系统中的电能提供给所述用电设备。

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