CN115189442A - 一种新旧锂电池兼容方法、系统及设备 - Google Patents

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张堡森
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陈曦
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Abstract

本发明公开了一种新旧锂电池兼容方法、系统及设备，涉及锂电池领域，通过确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC，并根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流，例如在自身当前SOC高于平均当前SOC时，控制自身输出电流高于平均当前输出电流，在自身当前SOC低于平均当前SOC时，控制自身输出电流低于平均当前输出电流，在各锂电池模块的寿命不同时也能保证各锂电池模块的SOC同步下降，实现了不同寿命的锂电池模块混用。

Description

一种新旧锂电池兼容方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及锂电池领域，特别是涉及一种新旧锂电池兼容方法、系统及设备。
背景技术
对于由多个锂电池模块组成的电池柜，要求各锂电池模块中的锂电池的寿命相同，以使得多个锂电池模块组成的电池柜在向负载供电时，电池柜中的各个锂电池模块的SOC的下降速度相同。而由于使用过程中的充放电不均衡等原因，导致各锂电池模块中的锂电池的寿命不同，在部分锂电池模块中的锂电池的寿命过低时，需要更换电池柜中的全部锂电池模块中的锂电池。因此，亟需一种能够使得电池柜中实现新旧锂电池混用的新旧锂电池兼容方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种新旧锂电池兼容方法、系统及设备，在各锂电池模块的寿命不同时也能保证各锂电池模块的SOC同步下降，实现了不同寿命的锂电池模块混用。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种新旧锂电池兼容方法，应用于电池柜中的锂电池模块，包括：
确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前SOC；
确定所述自身当前SOC和所述其它锂电池模块的当前SOC的平均当前SOC；
确定所述自身当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前输出电流的平均当前输出电流；
根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流。
优选的，根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流，包括：
控制自身当前输出电流为(所述自身当前SOC/所述平均当前SOC)*所述平均当前输出电流。
优选的，根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流，包括：
根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流通过PI调节生成PWM信号控制所述自身输出电流。
优选的，根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流之前，还包括：
判断与电池柜连接的负载的功率是否低于预设功率阈值；
若是，进入根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流的步骤；
若否，控制所述自身输出电流为所述平均当前输出电流。
优选的，确定其他锂电池模块的当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前SOC包括：
通过CAN通信确定所述其他锂电池模块的当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前SOC。
优选的，确定所述自身当前SOC和所述其它锂电池模块的当前SOC的平均当前SOC；
确定所述自身当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前输出电流的平均当前输出电流，包括：
周期性的确定所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流。
优选的，所述新旧锂电池兼容方法还包括：
在各所述锂电池模块的输出端串联时对自身的输出电压进行稳压，以使所述输出电压等于预设电压；
在各所述锂电池模块的输出端并联时对自身的输出电流进行均流，以使各所述锂电池模块的输出电流均相等。
优选的，还包括在各所述锂电池模块的输出端并联时对所述自身的输出电压进行下垂控制。
本发明提供了一种新旧锂电池兼容系统，应用于电池柜中的锂电池模块，包括：
SOC和电流确定模块，用于确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前SOC；
平均当前SOC确定模块，用于确定所述自身当前SOC和所述其它锂电池模块的当前SOC的平均当前SOC；
平均当前输出电流确定模块，用于确定所述自身当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前输出电流的平均当前输出电流；
输出电流控制模块，用于根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流。
本发明提供了一种新旧锂电池兼容设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述新旧锂电池兼容方法的步骤。
本发明提供了一种新旧锂电池兼容方法、系统及设备，通过确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC，并根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流，例如在自身当前SOC高于平均当前SOC时，控制自身输出电流高于平均当前输出电流，在自身当前SOC低于平均当前SOC时，控制自身输出电流低于平均当前输出电流，在各锂电池模块的寿命不同时也能保证各锂电池模块的SOC同步下降，实现了不同寿命的锂电池模块混用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种新旧锂电池兼容方法的流程图；
图2为本发明提供的一种新旧锂电池兼容系统的结构示意图；
图3为本发明提供的一种新旧锂电池兼容设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种新旧锂电池兼容方法、系统及设备，在各锂电池模块的寿命不同时也能保证各锂电池模块的SOC(State Of Charge，电池荷电状态)同步下降，实现了不同寿命的锂电池模块混用。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
请参照图1，图1为本发明提供的一种新旧锂电池兼容方法的流程图。
一种新旧锂电池兼容方法，应用于电池柜中的锂电池模块，包括：
S1：确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC；
为了在将新旧程度不同的锂电池模块混用组成电池柜为负载供电时，使得各锂电池模块的SOC同步下降，最后SOC同步下降为0，对于电池柜中的锂电池模块，需要确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC。这里的其它锂电池模块具体是指电池柜中除了自身以外的其它所有锂电池模块。以便根据所有锂电池模块的当前SOC和当前输出电流对锂电池模块进行均衡放电控制。
S2：确定自身当前SOC和其它锂电池模块的当前SOC的平均当前SOC；
S3：确定自身当前输出电流和其它锂电池模块的当前输出电流的平均当前输出电流；
考虑在进行新旧锂电池模块的混用时，各锂电池模块的当前SOC不同，在本实施例中，确定各锂电池模块的平均当前SOC，能够便于将自身当前SOC与各锂电池模块的平均当前SOC进行比较，方便确定自身相比于电池柜中的其他锂电池的新旧程度。例如，若各锂电池模块均从SOC等于1时开始放电，经过一段时间后，若自身当前SOC低于平均当前SOC，说明确定各锂电池模块的平均当前输出电流，能够便于依据各锂电池模块的平均当前输出电流和自身相比于电池柜中的其他锂电池的新旧程度对自身的输出电流进行控制。
S4：根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流。
在自身当前SOC低于各锂电池模块的平均当前SOC时，表示自身的SOC下降速度相对于电池柜中的其它锂电池模块更快，自身的新旧程度相对于电池柜中的其它锂电池模块较旧，因此需要控制自身的输出电流低于平均当前输出电流，而在自身当前SOC高于各锂电池模块的平均当前SOC时，表示自身的SOC下降速度相对于电池柜中的其它锂电池模块更慢，自身的新旧程度相对于电池柜中的其它锂电池模块较新，因此需要控制自身的输出电流高于平均当前输出电流。
综上，在本实施例中，通过确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC，并根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流，例如在自身当前SOC高于平均当前SOC时，控制自身输出电流高于平均当前输出电流，在自身当前SOC低于平均当前SOC时，控制自身输出电流低于平均当前输出电流，在各锂电池模块的寿命不同时也能保证各锂电池模块的SOC同步下降，实现了不同寿命的锂电池模块混用。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流，包括：
控制自身当前输出电流为(自身当前SOC/平均当前SOC)*平均当前输出电流。
为了让较新的锂电池模块，也即当前SOC高于平均当前SOC的锂电池模块多放电，较旧的锂电池模块，也即当前SOC低于平均当前SOC的锂电池模块少放电，以使得各锂电池模块的SOC同步下降至0，在本实施例中，控制自身当前输出电流为(自身当前SOC/平均当前SOC)*平均当前输出电流。例如，在平均当前输出电流为10A，自身当前SOC为0.6，平均当前SOC为0.5时，则应控制自身的输出电流为(0.6/0.5)*10A＝12A。
作为一种优选的实施例，根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流，包括：
根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流通过PI调节生成PWM信号控制自身输出电流。
在本实施例中，通过PI调节对来生成PWM信号，也即确定PWM信号的占空比，来控制自身当前输出电流。例如，在控制自身的输出电流为(自身当前SOC/平均当前SOC)*平均当前输出电流是，将(自身当前SOC/平均当前SOC)*平均当前输出电流作为对自身的输出电流的目标值，通过PI调节确定PWM信号的占空比，并生成相应的PWM信号输出给BOOST电路，以使自身的输出电流为(自身当前SOC/平均当前SOC)*平均当前输出电流。在本实施例中，采用PI调节进行对自身的输出电流进行闭环控制，具有调节速度快且无静差等优点。
作为一种优选的实施例，根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流之前，还包括：
判断与电池柜连接的负载的功率是否低于预设功率阈值；
若是，进入根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流的步骤；
若否，控制自身输出电流为平均当前输出电流。
考虑到当与电池柜连接的负载的功率过高时，各锂电池模块的输出接近满载，若此时根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流，在自身的当前SOC高于各锂电池模块的平均SOC，会控制自身的输出电流增大时，若继续调大输出电流，可能导致锂电池模块过载或过温等，不利于系统可靠运行。因此，在本实施例中，根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流之前，也即在根据各锂电池模块的当前SOC对锂电池模块进行均衡放电控制之前，会先判断与电池柜连接的负载的功率是否低于预设功率阈值，这里的预设功率阈值可以但不限于是技术人员根据锂电池模块或电池柜的满载功率所设置的，例如可以设置预设功率阈值为电池柜的满载功率的85％，在与电池柜连接的负载的功率低于预设功率阈值，说明此时各锂电池模块未处于满载状态，因此即使调高部分锂电池模块的输出电流也不会导致锂电池模块过温或者过载，可以进入根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流的步骤。在与电池柜连接的负载的功率不低于预设功率阈值时，说明此时各锂电池模块处于满载状态，若根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流可能会将锂电池模块的输出电流调高，导致锂电池模块过载或过温。因此，控制自身的输出电流为平均当前输出电流，以保证锂电池模块放电的稳定性。
作为一种优选的实施例，确定其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC包括：
通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通信确定其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC。
在本实施例中，在确定其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC时，通过CAN总线与电池柜中的其它锂电池模块之间进行通信，可以通过各锂电池模块主动的向其它锂电池模块发送自身的当前输出电流和当前SOC来确定其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC，也可以向其它锂电池模块发送当前输出电流和当前SOC的获取请求，以便其它锂电池模块在接收到当前输出电流和当前SOC的获取请求时发送自身的当前输出电流和当前SOC。CAN总线具有实时性强、结构简单及传输距离和传输速度高等优点。
作为一种优选的实施例，确定自身当前SOC和其它锂电池模块的当前SOC的平均当前SOC；
确定自身当前输出电流和其它锂电池模块的当前输出电流的平均当前输出电流，包括：
周期性的确定平均当前SOC和平均当前输出电流。
考虑到在与电池柜输出的功率稳定时，锂电池模块的输出电流在短时间内的波动较小，若实时确定平均当前SOC和平均当前输出电流会占用系统过多的处理能力，浪费锂电池模块的计算资源。因此在本实施例中，采用周期性的确定平均当前SOC和平均当前输出电流，例如每100ms执行一次确定平均当前SOC和平均当前输出电流的操作，既能够保证对平均当前SOC和平均当前输出电流实时性，还能够节约锂电池模块的处理能力，降低对系统实时性的要求。
作为一种优选的实施例，新旧锂电池兼容方法还包括：
在各锂电池模块的输出端串联时对自身的输出电压进行稳压，以使输出电压等于预设电压；
在各锂电池模块的输出端并联时对自身的输出电流进行均流，以使各锂电池模块的输出电流均相等。
考虑到在各锂电池模块的输出端串联时，会使得电池柜的输出电压更大，输出电压的波动也更大，为了保证输出电压的稳定，因此需要对锂电池模块的输出电压进行稳压，以使自身的输出电压等于与预设电压，这里的预设电压可以但不限于是根据电池柜所连接的具体负载所需的工作电压所设定的。若单个锂电池模块的输出端为2个时，例如第一输出端和第二输出端，则分别对个锂电池模块的进行独立稳压，以使各锂电池模块的第一输出端的电压等于第一预设电压，各锂电池模块的第二输出端的电压等于第二预设电压。
在各锂电池模块的输出端并联时，由于各锂电池模块参数不一致导致的电流不一致，使得部分锂电池模块的电流大于其它锂电池模块，因此在电路中的电流增大时，这部分锂电池模块损坏的几率也更大。为了解决上述问题，在各锂电池模块的输出端并联时，对自身的输出电流进行均流控制，以使各锂电池模块的输出电流均相等。
作为一种优选的实施例，还包括在各锂电池模块的输出端并联时对自身的输出电压进行下垂控制。
为了提高各锂电池模块并联时输出的均流响应速度，在本实施例中，对自身的输出电压进行下垂控制。下垂电压通过在对锂电池模块的输出电压进行闭环控制时由技术人员根据负载需要人为设定。
请参照图2，图2为本发明提供的一种新旧锂电池兼容系统的结构示意图。
本发明还提供了一种新旧锂电池兼容系统，应用于电池柜中的锂电池模块，包括：
SOC和电流确定模块21，用于确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和其它锂电池模块的当前SOC；
平均当前SOC确定模块22，用于确定自身当前SOC和其它锂电池模块的当前SOC的平均当前SOC；
平均当前输出电流确定模块23，用于确定自身当前输出电流和其它锂电池模块的当前输出电流的平均当前输出电流；
输出电流控制模块24，用于根据自身当前SOC、平均当前SOC和平均当前输出电流控制自身输出电流。
关于该锂电池放电系统的相关介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
请参照图3，图3为本发明提供的一种新旧锂电池兼容设备的结构示意图。
本发明该提供了一种新旧锂电池兼容设备，包括：
存储器31，用于存储计算机程序；
处理器32，用于执行计算机程序时实现如上述新旧锂电池兼容方法的步骤。
关于该锂电池放电设备的相关介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本说明书中，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。
对所公开的实施例的上述说明，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，在其他实施例中实现。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 (10)

1.一种新旧锂电池兼容方法，其特征在于，应用于电池柜中的锂电池模块，包括：
确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前SOC；
确定所述自身当前SOC和所述其它锂电池模块的当前SOC的平均当前SOC；
确定所述自身当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前输出电流的平均当前输出电流；
根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流。
2.如权利要求1所述的新旧锂电池兼容方法，其特征在于，根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流，包括：
控制自身当前输出电流为(所述自身当前SOC/所述平均当前SOC)*所述平均当前输出电流。
3.如权利要求1所述的新旧锂电池兼容方法，其特征在于，根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流，包括：
根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流通过PI调节生成PWM信号控制所述自身输出电流。
4.如权利要求1所述的新旧锂电池兼容方法，其特征在于，根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流之前，还包括：
判断与电池柜连接的负载的功率是否低于预设功率阈值；
若是，进入根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流的步骤；
若否，控制所述自身输出电流为所述平均当前输出电流。
5.如权利要求1所述的新旧锂电池兼容方法，其特征在于，确定其他锂电池模块的当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前SOC包括：
通过CAN通信确定所述其他锂电池模块的当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前SOC。
6.如权利要求1所述的新旧锂电池兼容方法，其特征在于，确定所述自身当前SOC和所述其它锂电池模块的当前SOC的平均当前SOC；
确定所述自身当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前输出电流的平均当前输出电流，包括：
周期性的确定所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流。
7.如权利要求1至6任一项所述的新旧锂电池兼容方法，其特征在于，所述新旧锂电池兼容方法还包括：
在各所述锂电池模块的输出端串联时对自身的输出电压进行稳压，以使所述输出电压等于预设电压；
在各所述锂电池模块的输出端并联时对自身的输出电流进行均流，以使各所述锂电池模块的输出电流均相等。
8.如权利要求7所述的新旧锂电池兼容方法，其特征在于，还包括在各所述锂电池模块的输出端并联时对所述自身的输出电压进行下垂控制。
9.一种新旧锂电池兼容系统，其特征在于，应用于电池柜中的锂电池模块，包括：
SOC和电流确定模块，用于确定自身当前SOC、自身当前输出电流、其他锂电池模块的当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前SOC；
平均当前SOC确定模块，用于确定所述自身当前SOC和所述其它锂电池模块的当前SOC的平均当前SOC；
平均当前输出电流确定模块，用于确定所述自身当前输出电流和所述其它锂电池模块的当前输出电流的平均当前输出电流；
输出电流控制模块，用于根据所述自身当前SOC、所述平均当前SOC和所述平均当前输出电流控制自身输出电流。
10.一种新旧锂电池兼容设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述新旧锂电池兼容方法的步骤。
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