CN115291128A - 储能系统管理方法、电池管理系统、储能系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及电池技术领域，例如涉及一种储能系统管理方法、电池管理系统、储能系统和存储介质，所述方法包括响应于第一电池单元和第二电池单元满足第一并入条件，将第二电池单元并入储能系统，或者，响应于第一电池单元和第二电池单元不满足第一并入条件，第二电池单元不并入储能系统。其中，第一并入条件包括第一电池单元的第一开路电压和第二电池单元的第二开路电压的电压差满足第一压差条件。开路电压之差，可以较准确的反映第一电池单元和第二电池单元的电压差异。将该开路电压之差作为考量是否将第二电池单元并入储能系统的因素，可以在电压差异较小时，执行并入操作，以减小电池单元的并入压差，从而减小电池单元并入时的环流。

Description

储能系统管理方法、电池管理系统、储能系统和存储介质

技术领域

本申请实施例涉及电池技术领域，特别涉及一种储能系统管理方法、电池管理系统、储能系统和存储介质。

背景技术

储能系统(Energy Storage System，ESS)是一种将外界的能量转化为电能并储存于其内部，以在需要的时刻对外部设备进行供电的装置，在住宅储能系统(ResidentialEnergy Storage System，RESS)，工商业储能系统等领域得到越来越广泛的应用。

储能系统包括电池单元，为增加电池容量，常将多个电池单元串联或并联。在一种应用形式中，电池单元可通过电池簇体现，将多个电池簇并联形成电池堆，由电池堆提供电能。在其中一种应用场景，在某一电池簇故障时，为减小对其他电池簇的影响，通常将故障电池簇切出储能系统，在电池簇恢复正常后，再并入储能系统。目前的并入方案中，容易发生电池簇之间环流较大、引发电池簇过流的情况。

发明内容

本申请实施例提供一种储能系统管理方法、电池管理系统、储能系统和存储介质，能较准确的获取未并入储能系统的电池单元和已并入的电池单元之间的电压差异，从而在执行并入操作时，能减小电池单元并入时的环流。

第一方面，本申请实施例提供了一种储能系统管理方法，包括响应于第一电池单元和第二电池单元满足第一并入条件，将第二电池单元并入储能系统，或者，响应于第一电池单元和第二电池单元不满足第一并入条件，第二电池单元不并入储能系统。

其中，第一并入条件包括第一开路电压和第二开路电压的电压差满足第一压差条件，第一开路电压为第一电池单元的开路电压，第二开路电压为第二电池单元的开路电压，第一电池单元包括已并入储能系统的电池单元，第二电池单元包括未并入储能系统的电池单元。

在一些实施例中，第一开路电压基于第一电池单元的等效内阻、电流和端电压获得，其中，电流包括第一电池单元的充电电流和放电电流。

具体的，在一些实施例中，若第一电池单元为充电状态或静置状态，则第一开路电压为：

V1＝V0-IR；

若第一电池单元为放电状态，则第一开路电压为：

V1＝V0+IR。

其中，V1为第一开路电压，V0为端电压，R为等效内阻，在第一电池单元为充电状态或静置状态时，I为第一电池单元的充电电流，在第一电池单元为放电状态时，I为第一电池单元的放电电流。

在一些实施例中，储能系统管理方法还包括获取等效内阻的方法：

电池单元以第一功率放电第一时间，静置第二时间后，再以第二功率放电第三时间。等效内阻为：

其中，R为等效内阻，U1为电池单元在第一时间内端电压的平均值，I 1为电池单元在第一时间内放电电流的平均值，U2为电池单元在第三时间内端电压的平均值，I2为电池单元在第三时间内放电电流的平均值。

利用电压和电流的平均值来获得等效内阻，相对于采用瞬时电压和瞬时电流来说，受意外情况影响小，能提高等效内阻的测量精度。

可选的，第一压差条件包括，第一开路电压和第二开路电压的电压差绝对值小于或等于第一压差阈值。

在另一些实施例中，第一压差条件包括，电压差大于或者等于0，且小于或等于第一压差阈值。其中，在第一电池单元为充电状态或静置状态时，所述电压差为第一开路电压减去第二开路电压，在第一电池单元为放电状态时，所述电压差为第二开路电压减去第一开路电压。

该第一压差条件考虑了第一电池单元的充、放电情况，能进一步减小第二电池单元与第一电池单元的并入压差，从而进一步减小环流。

在一些实施例中，第一并入条件还包括，第一容量和第二容量的容量差满足第一容量差阈值，其中，第一容量为第一电池单元的容量，第二容量为第二电池单元的容量。

在考虑第二电池单元是否并入储能系统时，除考虑电压差之外，还考虑容量差异。当同时满足压差条件和容量差条件时，才将第二电池单元并入储能系统。能进一步降低第二电池单元和第一电池单元的差异，减小环流。

在一些实施例中，第一容量为：

其中，SocA为所第一容量，MinSoc为各第一电池单元中的最小容量，MaxSoc为各第一电池单元中的最大容量。

或者，第一容量为各第一电池单元中的最小容量；或者，第一容量为各第一电池单元中的最大容量；或者，第一容量为各第一电池单元的容量平均值；或者，第一容量为任一第一电池单元的容量。

通过上述公式获得的第一容量，能更好的反映各第一电池单元的整体情况，从而能更好的获得第二电池单元和第一电池单元的容量差异情况。在基于该容量差异情况考虑第二电池单元是否并入储能系统时，能减小并入容量差，减小环流。

在一些实施例中，储能系统管理方法还包括，基于已并入储能系统的第二电池单元，响应于第二电池单元的电流与第一电池单元的电流不满足第一条件，基于第一电池单元的功率状态和第二电池单元的功率状态计算储能系统的功率状态。或者，响应于第二电池单元的电流与第一电池单元的电流满足第一条件，基于第一电池单元的功率状态计算储能系统的功率状态。

其中，第一条件包括：

第一电流和第二电流方向相反，其中，第一电流为所述第一电池单元的电流，第二电流为所述第二电池单元的电流。

或者，第一电流和第二电流方向相同，在第一电池单元处于充电状态时，所述第二电流小于第一电流、且第一电流和第二电流的差率大于或者等于第一差率阈值，在第一电池单元处于放电状态时，第二电流大于第一电流、且第一电流和第二电流的差率大于或者等于所述第一差率阈值。

基于电流是否满足第一条件来判断是否将新并入储能系统的第二电池单元的SOP纳入第一SOP的计算中，相对于单纯基于时间来判断，具有更高的可靠性，可以优化基于时间判断的不确定性。

其中，在一些实施例中，储能系统的功率状态为各电池单元中的最小功率状态与电池单元数量的乘积。

在一些实施例中，储能系统管理方法还包括，基于未并入储能系统的电池单元，将最大数量可并入储能系统的电池单元并入所述储能系统。

其中，最大数量为，分别以各电池单元的电压作为基准电压，各电池单元中，满足第二并入条件的电池单元最多的数量，第二并入条件包括电池单元的电压与基准电压的的电压差绝对值不大于第二压差阈值。

寻求最大数量的可并入电池单元，可以使可并入电池单元最大化，在初始时刻使更多的电池单元并入储能系统，从而能提高电池单元的在线率。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电池管理系统，包括至少一个处理器，以及存储器，存储器与至少一个处理器通信连接，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，所述指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的方法。

第三方面，本申请实施例还提供了一种储能系统，包括：

并联连接的至少两个电池单元，以及上述的电池管理系统。

第四方面，本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质存储有计算机可执行指令，当计算机可执行指令被机器执行时，使所述机器执行上述的方法。

第五方面，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被机器(例如BMS)执行时，使所述机器执行上述的储能系统管理方法。

相对于现有技术，本申请实施例提供的储能系统管理方法，基于第一电池单元的第一开路电压和第二电池单元的第二开路电压之差，将第二电池单元并入或不并入储能系统。由于开路电压不受电池单元等效内阻和电流的影响，能较准确的反映电池单元的电压情况。因此，开路电压之差，可以较准确的反映第一电池单元和第二电池单元的电压差异。将该开路电压之差作为考量是否将第二电池单元并入储能系统的因素，可以在电压差异较小时，执行并入操作，以减小电池单元的并入压差，从而减小电池单元并入时的环流。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不配置对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件。

图1是本申请储能系统的一个实施例的结构示意图；

图2是本申请实施例储能系统中各电池簇连接示意图；

图3是本申请实施例电池管理系统的硬件结构示意图；

图4是电路等效模型示意图；

图5是本申请储能系统管理方法的一实施例的流程图；

图6是本申请储能系统管理方法的又一实施例的流程图；

图7是本申请实施例中第二电池簇并入示意图；

图8-11本申请实施例储能系统管理方法的流程图；

图12是本申请实施例中电池簇示意图；

图13是本申请实施例中处于静置状态的电池簇示意图；

图14本申请实施例储能系统管理方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详细的描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

此外，下面所描述的本申请各个实施例中所涉及到的技术特征彼此之间未构成冲突可以相互组合。

另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行可以不同于所示出或描述的步骤。此外，本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1示出了储能系统1的一种结构，如图1所示，储能系统1包括电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)1000和能量模块2000。

能量模块2000用于存储和提供电能，包括并联连接的至少一个电池单元(图未示)。电池单元可以包括电芯，或者多个电芯组成的电芯模组，或者多个电芯模组组成的电池簇。其中，电芯模组中的电芯可以采用串联、并联或者混联的连接方式，电池簇中的电芯模组可以采用串联、并联或者混联的连接方式。在电池单元包括电池簇的场合，能量模块可以称为电池堆。

图2以电池单元包括电池簇为例，示出了能量模块2000的一种结构，在本实施例中，各电池簇并联连接。在各电池簇并入储能系统后，电池簇的正极连接正极母线，电池簇的负极连接负极母线。在电池簇的正极与正极母线之间、和/或、电池簇的负极与负极母线之间设置有开关，通过该开关，可以将电池簇并入或者切出储能系统。

BMS1000用于对能量模块2000进行检测、管理和/或保护等。BMS1000可以由单个或多个控制器组成。在能量模块由多级电池构成的场合，BMS1000可以采用多级管理系统，以分别对各级电池进行管理控制。

在能量模块包括电池堆，电池堆包括多个电池簇，电池簇包括多个电池模组的场合，BMS1000可以同样包括三级管理单元。第一级管理单元(Battery manage Unit，BMU)，可以获取电池模组的状态参数和/或对电池模组进行管理控制等，状态参数例如电池模组的电压、电流、温度和容量(State of Charge，SOC)等。

第二级电池管理单元(Battery Cluster Management System，BCMS)，可以管理一个电池簇，亦即用于管理一个电池簇中的多个电池模组。第二级电池管理单元可以与第一级电池管理单元进行信息交互，主要用于对电池簇进行管理、控制、以及检测或计算电池簇状态参数，电池簇状态参数，例如电压、电流、温度、内阻、容量和/或功率状态(State ofPower，SOP)等。

第三级电池管理单元(Battery array manage system，BAMS)，可以管理一个电池堆，亦即用于管理一个电池堆中的多个电池簇，包括汇总各BCMS上传的信息、对电池堆管理、控制(例如通过闭合或断开图2中的开关将电池簇并入或切出储能系统)，以及获取电池堆的状态参数(例如获取电池堆的SOP)等。

第一级管理单元、第二级管理单元和第三级管理单元构成BMS，各级管理单元之间可以通过总线连接，或者通过无线方式连接，以传递信息、指令等。

以上仅是对BMS的示例性说明，在其他实施例中，基于具体的应用场合不同，BMS也可以仅包括一级管理单元，或者两级管理单元，或者更多级管理单元。

图3示意性的示出了BMS1000的一种硬件结构，如图3所示，BMS1000包括处理器1001和存储器1002。

其中，存储器1002作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序指令。存储器1002可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据BMS1000的使用所创建的数据等。

此外，存储器1002可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器1002可选包括相对于处理器1001远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至BMS1000。

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。

处理器1001利用各种接口和线路连接整个BMS1000的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1002内的软件程序，以及调用存储在存储器1002内的数据，执行BMS1000的各种功能和处理数据，例如实现本申请任一实施例所述的方法。

处理器1001可包括中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)设备等。处理器1001还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或多个微处理器、或者任何其它此类配置。

本领域技术人员可以理解的，图3中以一个处理器1001、一个存储器1002为例，在BMS1000包括多级管理单元的场合，或者需要多个处理器协同工作的场合，BMS1000也可以包括多个处理器，通过多个处理器协同工作，实现本申请任一实施例所述的方法。同样的，存储器也可以为一个或多个，处理器1001和存储器1002可以通过总线或者其他方式连接，在图3所示的实施例中，处理器1001和存储器1002通过总线连接。

在一些实现方式中，BMS1000上还可以设置能量模块2000的充电端口和/或放电端口(图未示)，通过该充电端口和放电端口，能量模块2000与储能变流器4000电连接。储能变流器4000还可以电连接外部设备(图未示)，外部设备可以提供交流电，储能变流器4000将外部设备提供的交流电转换成直流电，以通过充电端口为能量模块充电。储能变流器4000还可以将能量模块2000通过放电端口提供的直流电转换成交流电，以为外部设备供电。

除此之外，在一些实施例中，储能变流器4000还可以控制能量模块2000的充电功率和/或放电功率等。

在实际应用中，上述充电端口和放电端口可以电连接图2中的正极母线和负极母线。

其中，外部设备例如太阳能发电系统、风能发电系统、发电机或市政供电系统等。

在一些具体应用方式中，BMS1000还可以与储能变流器4000和/或能量管理系统(ENERGY MANAGEMENT SYSTEM，EMS)3000通信连接，与储能变流器4000和/或EMS3000交换数据信息，例如BMS1000传送SOP数据给储能变流器4000和/或EMS3000。其中，所述通信连接，可以是通过数据线有线连接，也可以是无线连接方式。

EMS用于能量控制等，例如通过储能变流器4000控制电池堆的充电功率、放电功率等。在一些实施例中，EMS可以基于BMS提供的SOP值控制电池堆的输出功率。

以下部分实施例中，为方便说明，以电池单元包括电池簇，能量模块包括电池堆为例说明。

在包括多个电池簇的储能系统中，可以采用动态并入方案，先将部分电池簇并入储能系统，之后，再逐步将其他电池簇并入储能系统。

在多个电池簇同时运行时，为避免部分电池簇停机而导致整个电池堆停机，可以引入动态投切策略，当某一电池簇故障后将其切出储能系统，当该电池簇故障消除后，再将其并入储能系统，如此可以不影响其他电池簇的运行，能提高储能系统的利用率。

出于电池簇均衡的需要，减小并入过程中产生的环流对电池簇和储能系统的影响，在第一电池簇已经并入储能系统的情况下，在并入第二电池簇时，可以考虑第一电池簇和第二电池簇的差异情况，当差异较小时，再将其并入储能系统。因为，在第二电池簇并入瞬间，如果第二电池簇与第一电池簇差异较大，例如电压相差较大或者容量相差较大，电流会通过母线从一个电池簇流向另一个电池簇，发生环流。

环流过大有可能会导致某一电池簇电流过大，从而引起限流保护，使整个电池堆的SOP降低，进而影响电池堆的输出功率。而且，某一电池簇电流过大，还可能引起过流故障，导致该电池簇故障被切出储能系统，影响储能系统的电池簇在线率。

为了降低第二电池簇并入时的环流，在一种实现方式中，可以测量第二电池簇并入前的端电压，以及第一电池簇的端电压，并计算两者的压差，当压差较小时，将第二电池簇并入储能系统。

此种方式，通过计算第二电池簇和第一电池簇之间的端电压之差，来确定第二电池簇和第一电池簇的差异情况。然而，此种方式，未考虑电池簇并入前后电池簇等效内阻的影响，不能准确的获知第二电池簇和第一电池簇的差异情况。

图4示出了电池簇动态等效电路模型，由该模型可以得出，E＝IR+U，其中，E为电池簇的开路电压，I为电流，R为电池簇等效内阻，U为电池端电压。

电池簇处于静置状态时，由于电流为0，电池簇的端电压等于电池簇的开路电压。在电池簇并入储能系统后，若电流不为0，则等效内阻上会产生一个电压，该电压会影响电池簇的端电压。因此，由于电池簇等效内阻的影响，电池簇的端电压并不能准确的反映电池簇的真实电压情况，从而，基于电池簇的端电压来判断第二电池簇和第一电池簇的电压差异情况，也会导致误差。

在本申请的一种实现方式中，可以获取第二电池簇和第一电池簇的开路电压，并计算开路电压之差，通过开路电压之差来判断第二电池簇和第一电池簇的电压差异情况，并基于该电压差异情况，确定第二电池簇是否并入储能系统。

由于开路电压不受电池簇等效内阻和电流的影响，能较准确的反映电池簇的电压情况。因此，该开路电压之差，可以较准确的反映第二电池簇和第一电池簇的电压差异。在基于该电压差异执行并入操作时，可以在电压差异较小时，执行并入操作，以减小电池簇的并入压差，从而减小电池簇并入时的环流。

本领域技术人员可以理解的，上述并入操作，是指将电池簇并入储能系统的操作。

上述第一电池簇可以是已并入储能系统的电池簇，可以包括已并入储能系统的一个电池簇，也可以包括已并入储能系统的多个电池簇。第二电池簇可以是未并入储能系统的电池簇，可以包括未并入储能系统的一个电池簇，也可以包括未并入储能系统的多个电池簇。

在一些实施例中，上述电池簇等效内阻包括电池内部的内阻(欧姆内阻和/或极化内阻)，以及连接各单体电池的连接器的内阻。在电池单元不包括连接器的场合，则电池单元等效内阻不包括连接器的内阻。

以上仅是对储能系统1、BMS1000、能量模块2000的硬件结构，及其应用场景的举例说明，在实际应用中，还可以根据实际功能需要，为储能系统1、BMS1000、能量模块2000设置更多的模块或器件，当然，也可以根据功能需要，省略其中一个或者多个模块或器件。另外，根据实际应用需求，还可以将本申请实施例的储能系统1、BMS1000或储能系统管理方法用于其他应用场合。

本申请实施例还提供了一种储能系统管理方法，可以由上述BMS1000执行，请参照图5，所述方法包括：

S1：响应于第一电池簇和第二电池簇满足第一并入条件，将第二电池簇并入储能系统。

S2：或者，响应于第一电池簇和第二电池簇不满足第一并入条件，第二电池簇不并入储能系统。

其中，第一并入条件包括第一电池簇的第一开路电压和第二电池簇的第二开路电压之差满足第一压差条件。

亦即，在第一电池簇和第二电池簇的开路电压之差满足第一压差条件时，将第二电池簇并入储能系统，在两者之间的开路电压之差不满足第一压差条件时，不将第二电池簇并入储能系统。

基于第二电池簇和第一电池簇的开路电压的差异情况，确定是否将第二电池簇并入储能系统，由于开路电压之差能较准确的反映两者的电压差异情况，基于该电压差异执行并入操作时，能减小电池簇并入时的环流。

作为一种具体实现方式，请参照图6，所述方法包括：

101：获取第一电池簇的第一开路电压。

102：获取第二电池簇的第二开路电压。

103：获取第一开路电压和第二开路电压的电压差，并基于该电压差将第二电池簇并入或者不并入储能系统。具体的，在电压差满足第一压差条件时，将第二电池簇并入储能系统，在电压差不满足第一压差条件时，第二电池簇不并入储能系统。

对于第二电池簇来说，在其尚未并入储能系统时，处于静置状态，其内部没有电流流过，因此，第二开路电压即为第二电池簇的端电压，BMS可以通过测量获得第二电池簇的端电压。

在一些实施例中，第一电池簇的开路电压，可以基于第一电池簇的等效内阻、电流(充电电流或放电电流)和端电压来获得。例如，第一电池簇的第一开路电压，可以为端电压与、等效内阻与放电电流乘积的和，或者，端电压与、等效内阻与充电电流乘积的差。

在一种具体实现方式中，可以基于图4所示的电路模型来获取第一开路电压。可以认为，在充电时开路电压小于端电压，在放电时，开路电压大于端电压)。则请参照图4，在电池簇处于充电状态或静置状态时，V1＝V0-IR，其中，V1为第一电池簇的第一开路电压，V0为第一电池簇的端电压，I为第一电池簇的充电电流，R为第一电池簇的等效内阻。本领域技术人员可以理解的，此处电流没有正负之分，即电流为绝对值。

则，在电池簇处于放电状态时，V1＝V0+IR，I为第一电池簇的放电电流。

其中，端电压和电流可以通过测量获得，在一些实施例中，等效内阻可以根据电池簇的型号等情况设定一固定值。在另一些实施例中，还可以通过标定的方法获得电池簇的等效内阻。在其中一些实现方式中，可以事先标定，即在储能系统运行前标定。在另一种实现方式中，为减小储能系统运行过程中对等效内阻的影响，可以定期标定所述等效内阻。

作为一种具体实现方式，针对一个电池簇，可以测得其第一端电压U1A和第一电流I1A，以及第二端电压U1B和第二电流I1B，由图4的模型，等效内阻R为：

作为另一种具体实现方式，可以使电池簇以第一功率放电第一时间，静置第二时间后，再以第二功率放电第三时间。并获取电池簇在第一时间内端电压的平均值U1、放电电流的平均值I1。以及电池簇在第三时间内端电压的平均值U2、放电电流的平均值I2。

则等效内阻为：

具体的，在一些实施例中，可以获取第一时间内电池簇的第一实时端电压和第一实时放电电流，以及第三时间内电池簇的第二实时端电压和第二实时放电电流。然后，分别获取第一实时端电压和第一实时放电电流在第一时间内的积分，以及分别获取第二实时端电压和第二实时放电电流在第三时间内的积分。再将积分除以各自的时间，以获取平均值。

可以理解的是，电池簇以第一功率放电第一时间ΔT1(从T1至T2)，静置第二时间ΔT2后(从T2至T3)，再以第二功率放电第三时间ΔT3(从T3至T4)，其中，第一功率例如0.1CP，第二功率例如0.6CP。

则可以获得：

其中，I为电池簇的实时放电电流，U为电池簇的实时端电压。

利用实时电压和实时电流的平均值来获得等效内阻R，相对于采用瞬时电压和瞬时电流来说，受意外情况影响小，能提高等效内阻的测量精度。

第一实时端电压、第二实时端电压、第一实时电流和第二实时电流可以由BMS按一定的采样间隔采样获得。

在本申请的一种具体应用中，可以由BMS向EMS申请，使EMS进入维护模式。BMS使各电池簇并入储能系统，EMS在维护模式下，通过储能变流器制造等效内阻的检测工况。例如，通过储能变流器使电池簇以第一功率放电第一时间，静置第二时间后，再以第二功率放电第三时间。

第一压差条件用于表征第一电池簇与第二电池簇之间开路电压差落入预先设定的差值范围，即满足第二电池簇的并入要求。在实际应用中，可以根据产品的具体要求，设置第一压差条件。

在一些实施例中，第一压差条件包括第一开路电压和第二开路电压的电压差绝对值小于或等于第一压差阈值。其中，第一压差阈值可以根据产品的具体要求设定。

两者的压差绝对值小于或等于一个较小的值，可以将压差控制在一个较小的范围内，则第二电池簇和第一电池簇的电压差异较小，此时将第二电池簇并入储能系统，能使环流较小。

在一些实施例中，在比较第二电池簇与第一电池簇的电压差异时，在第一电池簇有两个以上的场合，可以选择任一第一电池簇。因为，已并入储能系统的电池簇正、负极分别连接至正极母线和负极母线，各第一电池簇的端电压可认为是基本相同，为正极母线和负极母线之间的电压。

又由于各第一电池簇IR值大致相同或者相差不大(因为R大的时候，I会相对小，R小的时候，I会相对大)，因此，各第一电池簇的U±IR相差不大，亦即开路电压相差不大。

作用一种具体实现方式，可以获取任一第一电池簇的第一开路电压，以及第二电池簇的第二开路电压，并获取第一开路电压和第二开路电压的电压差，在该电压差的绝对值小于或等于第一压差阈值时，将第二电池簇并入储能系统。

如果上述电压差的绝对值大于第一压差阈值，则可以先不将第二电池簇并入储能系统，待电压差不大于第一压差阈值时，再将第二电池簇并入储能系统。

第一电池簇充电、放电时，电池簇等效内阻上的势能会对电池簇的端电压造成影响，由于该势能的作用，充电时测得的端电压虚高，在充电结束后，端电压会有所回落，放电时测得的端电压虚低，放电结束后，端电压会有所升高。

在第一电池簇的开路电压基于第一电池簇的端电压、等效内阻和电流来获得的实施例中，端电压越大，开路电压越大，端电压越小，开路电压越小。

因此，在一些实施例中，为进一步减小第二电池簇与第一电池簇的并入压差，第一电池簇处于充电状态、第二电池簇将要并入储能系统时，若第二电池簇的开路电压大于第一电池簇的开路电压，先不将第二电池簇并入储能系统，而继续对第一电池簇进行充电，以继续提高其端电压，从而达到提高第一电池簇开路电压的效果，缩小了第二电池簇和第一电池簇的并入压差。直至第二开路电压小于或者等于第一开路电压，且第一开路电压减去第二开路电压的差小于或者等于第一压差阈值，将第二电池簇并入储能系统。

第一电池簇处于放电状态、第二电池簇将要并入储能系统时，若第二电池簇的开路电压小于第一电池簇的开路电压，先不将第二电池簇并入储能系统，而继续对第一电池簇进行放电，以继续降低其端电压，从而达到降低第一电池簇开路电压的效果，缩小了第二电池簇和第一电池簇的并入压差。直至第一开路电压小于或者等于第二开路电压，且第二开路电压减去第一开路电压的差小于或者等于第一压差阈值，将第二电池簇并入储能系统。

在一些实施例中，第一压差条件包括电压差大于或者等于0，且小于或等于第一压差阈值。其中，在第一电池簇为充电状态或静置状态时，电压差为第一开路电压减去第二开路电压，在第一电池簇为放电状态时，电压差为第二开路电压减去第一开路电压。

请参照图7，在第一电池簇处于充电状态时，当0≤V1-V2≤ΔV₀时，将第二电池簇并入储能系统。在第一电池簇处于放电状态时，当0≤V2-V1≤ΔV₀时，将第二电池簇并入储能系统。

当第一电池簇处于静置状态时，由于没有等效内阻势能的影响，则当|V1-V2|≤ΔV₀时，将第二电池簇并入储能系统。其中，ΔV₀为第一压差阈值，V1为第一电池簇的开路电压，V2为第二电池簇的开路电压。

在一些实施例中，在考虑第二电池簇是否并入储能系统时，为进一步降低第二电池簇和第一电池簇的差异，便于均衡控制，除考虑电压差之外，还可以考虑容量差异。当同时满足压差条件和容量差条件时，才将第二电池簇并入储能系统。

亦即，第一并入条件还包括第一容量和第二容量的容量差满足第一容量差阈值。其中，第一容量为第一电池簇的容量，第二容量为第二电池簇的容量。

在一些实施例中，当|V1-V2|≤ΔV₀、且|SocB-SocA|≤ΔSoc₀时，将第二电池簇并入储能系统。

在另一些实施例中，还同时考虑第一电池簇的充、放电方向。在第一电池簇处于充电状态时，当0≤V1-V2≤ΔV₀、且|SocB-SocA|≤ΔSoc₀时，将第二电池簇并入储能系统，在第一电池簇处于放电状态时，当0≤V2-V1≤ΔV₀、且|SocB-SocA|≤ΔSoc₀时，将第二电池簇并入储能系统。

当第一电池簇处于静置状态时，由于没有等效内阻势能的影响，则当|V1-V2|≤ΔV₀、且|SocB-SocA|≤ΔSoc₀时，将第二电池簇并入储能系统。其中，SocA为第一电池簇的第一容量，SocB为第二电池簇的第二容量，ΔSoc₀为第一容量差阈值，第一容量差阈值可以根据产品实际使用要求设定。

在一种具体的实现方式中，各电池簇的SOC可以由BMS估算获得，具体的，SOC可以通过OCV-SOC曲线获取，或者通过预先设置在BMS中SOC与OCV对应表中获取，此处不予赘述。

其中，第一容量可以为任一第一电池簇的容量，或者各第一电池簇簇的容量均值，或者各第一电池簇中的最小容量，或者各第一电池簇中的最大容量等。

第一容量SocA还可以通过以下公式获得：

其中，MinSoc为各第一电池簇中的最小容量，MaxSoc为各第一电池簇中的最大容量。

相对来说，通过上述公式(1)获得的第一容量，能更好的反映各第一电池簇的整体情况，从而能更好的获得第二电池簇和第一电池簇的容量差异情况。在基于该容量差异情况考虑第二电池簇是否并入储能系统时，能减小并入容量差，减小环流。

第二容量可以是未并入储能系统的任一第二电池簇的容量。

图8示例性的示出了储能系统管理方法的一种具体实现方式，包括：

S11:响应于第一电池簇和第二电池簇的开路电压之差满足第一压差条件，且第一电池簇和第二电池簇的容量之差满足第一容量差条件，将第二电池簇并入储能系统。

S21:响应于第一电池簇和第二电池簇的开路电压之差不满足第一压差条件，或第一电池簇和第二电池簇的容量之差不满足第一容量差条件，第二电池簇不并入储能系统

图9和图10示例性的示出了储能系统管理方法的另一种具体实现方式，以图9为例说明，所述方法包括：

101a：获取第一电池簇的第一开路电压。

102a：获取第二电池簇的第二开路电压。

103a：获取第一开路电压和第二开路电压的电压差。

104a：确定电压差是否满足第一压差条件，若是，执行步骤105a，若否，执行步骤1010a。

105a：获取第一电池簇的第一容量。

106a：获取第二电池簇的第二容量。

107a：获取第一容量和第二容量的容量差。

108a：确定容量差是否满足第一容量差条件，若是，执行步骤109a，若否，执行步骤1010a。

109a：将第二电池簇并入储能系统。

1010a：第二电池簇不并入储能系统。

在电池堆的一种控制策略中，BMS需要定期或实时计算电池堆的SOP，以为电池堆的控制提供依据。例如，BMS获得电池堆的SOP后，发送给EMS，EMS通过储能变流器控制电池堆的充、放电功率等。在第二电池簇并入储能系统后，可以更新电池堆的SOP(以下称为第一SOP)。

由于第二电池簇刚刚并入储能系统后，其SOP并不十分准确，在一种实现方式中，在第二电池簇并入后的一段时间内，计算第一SOP时，仍然基于第一电池簇的SOP计算，在一段时间后，再基于新并入的第二电池簇以及第一电池簇的SOP共同计算第一SOP。

在另一些实施例中，为更准确的计算第一SOP，检测新并入的第二电池簇与第一电池簇的电流，若第二电池簇与第一电池簇之间未发生环流，或环流程度不严重，则基于第二电池簇和第一电池簇的SOP共同计算第一SOP。若第二电池簇与第一电池簇之间发生环流，且环流程度较为严重，则基于第一电池簇的SOP计算第一SOP。

可以设置第一条件用于表征环流程度严重，即第一条件为环流程度严重的阈值条件，在第二电池簇与第一电池簇的电流满足第一条件时，可以认为两者之间的环流较为严重。此时，基于第一电池簇的SOP计算第一SOP，在第二电池簇与第一电池簇的电流未满足第一条件时，基于第二电池簇与第一电池簇的SOP计算第一SOP。

在一些实施例中，请参照图11，所述方法还包括：

S3：基于已并入储能系统的第二电池簇，响应于第二电池簇的电流与第一电池簇的电流不满足第一条件，基于第一电池簇的功率状态和第二电池簇的功率状态计算储能系统的功率状态。

S4：或者，响应于第二电池簇的电流与第一电池簇的电流满足第一条件，基于第一电池簇的功率状态计算储能系统的功率状态。

第一条件可以基于具体应用场景不同而不同，在一些实施例中，第一条件可以是，第一电池簇的第一电流I1C，与第二电池簇的第二电流I 2C方向相反。例如，第一电池簇处于充电状态时，第二电池簇处于放电状态，或者，第一电池簇处于放电状态时，第二电池簇处于充电状态，此时，可以认为发生了环流，满足第一条件。

即，第一条件可以是，I1C<0,I2C>0,或者，I1C>0,I2C<0，在一些实施例中，可以认为充电电流为负，放电电流为正。

第一条件还可以是I1C和I2C方向相同，在第一电池簇处于充电状态时，I2C＜I1C、且I1C和I2C的差率大于或者等于第一差率阈值，在第一电池簇处于放电状态时，I2C＞I1C、且I1C和I2C的差率大于或者等于第一差率阈值。

在第一电池簇和第二电池簇同为充电状态时，虽然此时两者电流方向相同，但第二电池簇比第一电池簇电流小的多，也可以认为发生了环流。同理，在第一电池簇和第二电池簇同为放电状态时，虽然两者电流方向相同，但第二电池簇比第一电池簇电流大的多，可以认为发生了环流。

其中，差率例如(I1C-I2C)/I1C，或者(I2C–I1C)/I2C等，第一差率阈值可以基于具体使用场合确定，例如20％。

则，第一条件例如可以是：

在第一电池簇处于充电状态的情况下，I2C＜I1C，且(I1C-I2C)/I1C>X，在第一电池簇处于放电状态的情况下，I2C＞I1C且(I2C–I1C)/I2C>X，其中X为所述第一差率阈值。

在第一电池簇和第二电池簇满足上述条件之一时，可以认为满足第一条件。

基于电流是否满足第一条件来判断是否将新并入储能系统的第二电池簇的SOP纳入第一SOP的计算中，相对于单纯基于时间来判断，具有更高的可靠性，可以优化基于时间判断的不确定性。

第一SOP可以为各电池簇中的最小SOP与电池簇数量的乘积，其中，在第二电池簇与第一电池簇的电流不满足第一条件时，各电池簇包括第二电池簇和第一电池簇，在第二电池簇和第一电池簇的电流满足第一条件时，各电池簇包括第一电池簇。

以图12为例说明。在图12所示的实施例中，左侧的N个电池簇为第一电池簇，其SOP分别为SOP1、SOP2、…、SOPN，右侧的一个电池簇为并入储能系统的第二电池簇，其SOP为SOPN+1_new。

在第二电池簇并入储能系统后，若第二电池簇与第一电池簇中的任一电池簇发生环流，满足第一条件，则第一SOP为：SOPSUM＝N*Min(SOP1,SOP2,……SOPN)。

若第二电池簇与第一电池簇未发生环流，或者环流较小，不满足第一条件，则电池堆的第一SOP为：

SOPSUM＝(N+1)*Min(SOP1,SOP2,……SOPN，SOPN+1_new)。

在另一些实施例中，第一SOP也可以是各电池簇的SOP之和，或者也可以是各电池簇的SOP加权之和等。

其中，BMS可以通过SOC、温度、电压和/或电池簇中电池模组的数量等来计算SOP，SOP的计算方式为现有技术，此处不予赘述。

本领域技术人员可以理解的，电池簇的前缀“第一”、“第二”仅为了方便说明的目的，用于对电池簇进行区分，并非对电池簇的限定。对于一个电池簇而言，其可以是第一电池簇，也可以是第二电池簇。例如，在未并入储能系统前，其为“第二电池簇”，在并入储能系统后，可以基于应用场合的不同而不同，可以在电池簇并入储能系统后，将其作为“第一电池簇”，也可以先判断电池簇是否稳定的并入储能系统(例如不满足上述第一条件)，在电池簇稳定的并入储能系统后，再将其作为“第一电池簇”，在此之前，仍归入“第二电池簇”。

在电池堆的一种控制策略中，在电池堆的各电池簇均处于静置状态时，亦即各电池簇均未并入储能系统前，可以从电池簇均衡的角度考虑，确定初始可并入储能系统的电池簇。

在一些实施例中，可以选择任一电池簇，或者选择电压(此时开路电压和端电压相同)最小的电池簇，并将其电压作为基准电压。之后，依次获取其他电池簇的电压与该基准电压的电压差，并选出电压差符合条件的电池簇，这些电池簇即为初始可并入储能系统的电池簇。

在一些实施例中，还可以将最大数量可并入储能系统的电池簇并入储能系统。寻求最大数量的可并入电池簇，可以使可并入电池簇最大化，在初始时刻使更多的电池簇并入储能系统，从而能提高电池簇的在线率。

其中，最大数量为，分别以各电池簇的电压作为基准电压，各电池簇中，满足第二并入条件的电池簇最多的数量。第二并入条件包括电池簇的电压与基准电压的的电压差绝对值不大于第二压差阈值。

作为一种具体实现方式，依次以各电池簇的电压作为基准电压，遍历各电池簇，获取每个电池簇的电压作为基准电压时的可并入电池簇，确定出可并入数量最大的可并入电池簇。

具体的，先以第一电池簇的电压作为基准电压，然后计算电池堆中其他电池簇的电压与该基准电压的压差，对于压差绝对值小于或等于第二压差阈值的电池簇，算入可并入电池簇，即可并入电池簇包括第一电池簇和所述压差绝对值小于或等于第二压差阈值的电池簇。其中，第二压差阈值与第一压差阈值，可以相同，也可以不同。

同样的，依次再以电池堆中的其他电池簇的电压作为基准电压，获得可并入电池簇，以及可并入电池簇的数量，直至遍历电池堆中的每个电池簇。

比较各个可并入电池簇的数量，获取最大数量对应的可并入电池簇，并将可并入电池簇中的电池簇并入储能系统。

如图13所示，以电池堆包括八个并联连接的电池簇为例说明，图13中从左至右依次为第一电池簇、第二电池簇、第三电池簇、第四电池簇、第五电池簇、第六电池簇、第七电池簇和第八电池簇、各电池簇的静置电压依次为：1000V、1005V、1006V、1007V、1010V、1012V、1020V和1021V。

可以设置第二压差阈值为5.8V，即当|V0i-V基|≤5.8时，可以并入储能系统。其中，V0i为电池簇的电压，V0i∈(V01,V02,V03,…,V08)，V基为基准电压。

以第一电池簇的电压为基准电压时，可以并入的电池簇为第一电池簇、第二电池簇，M＝2。

以第二电池簇的电压为基准电压时，可以并入的电池簇为第一电池簇、第二电池簇、第三电池簇、第四电池簇和第五电池簇，L＝5。

以第三电池簇的电压为基准电压时，可以并入的电池簇为第二电池簇、第三电池簇、第四电池簇和第五电池簇，J＝4。

以第四电池簇的电压为基准电压时，可以并入的电池簇为第二电池簇、第三电池簇、第四电池簇、第五电池簇和第六电池簇，K＝5。

以第五电池簇的电压为基准电压时，可以并入的电池簇为第二电池簇、第三电池簇、第四电池簇、第五电池簇和第六电池簇，Y＝5。

以第六电池簇的电压为基准电压时，可以并入的电池簇为第四电池簇、第五电池簇和第六电池簇，Z＝3。

以第七电池簇的电压为基准电压时，可以并入的电池簇为第七电池簇和第八电池簇，P＝2。

以第八电池簇的电压为基准电压时，可以并入的电池簇为第七电池簇和第八电池簇，Q＝2。

其中，M、L、J、K、Y、Z、P和Q均为可并入电池簇数量，比较各可并入电池簇数量，最大可并入数量为：

Num＝Max(M,L,J,K,Y,Z,P,Q)＝5。

则初始时刻，第二电池簇、第三电池簇、第四电池簇、第五电池簇和第六电池簇，上电合闸，并入储能系统，或者，第一电池簇、第二电池簇、第三电池簇、第四电池簇和第五电池簇，并入储能系统。

图14示出了本申请储能系统管理方法的一种实施例，包括：

S0:基于未并入储能系统的电池簇，将最大数量可并入储能系统的电池簇并入储能系统。

S1:基于第一电池簇并入储能系统，响应于第一电池簇和第二电池簇满足第一并入条件，将第二电池簇并入储能系统，第一电池簇包括已并入储能系统的电池簇。

S2:基于第一电池簇并入储能系统，响应于第一电池簇和第二电池簇不满足第一并入条件，第二电池簇不并入储能系统。

本申请实施例还提供了一种存储介质，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或多个处理器执行，例如图3中的一个处理器1001，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的储能系统管理方法，例如，执行以上描述的图5中的方法步骤S1、S2，图6中的101-103，图8中的S11、S12，图9中的101a-1010a，图10中的101b-1010b，图11中的S3、S4，以及图14中的S0-S2。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被机器(例如BMS)执行时，使所述机器执行上述的储能系统管理方法。例如，执行以上描述的图5中的方法步骤S1、S2，图6中的101-103，图8中的S11、S12，图9中的101a-1010a，图10中的101b-1010b，图11中的S3、S4，以及图14中的S0-S2。

以上所述仅为本申请的实施例，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。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种储能系统管理方法，其特征在于，包括：

响应于第一电池单元和第二电池单元满足第一并入条件，将所述第二电池单元并入储能系统；

或者，响应于所述第一电池单元和所述第二电池单元不满足所述第一并入条件，所述第二电池单元不并入储能系统；

其中，所述第一并入条件包括第一开路电压和第二开路电压的电压差满足第一压差条件，所述第一开路电压为所述第一电池单元的开路电压，所述第二开路电压为所述第二电池单元的开路电压，所述第一电池单元包括已并入储能系统的电池单元，所述第二电池单元包括未并入储能系统的电池单元。

2.根据权利要求1所述的储能系统管理方法，其特征在于，所述第一开路电压基于所述第一电池单元的等效内阻、电流和端电压获得，其中，所述电流包括所述第一电池单元的充电电流和放电电流。

3.根据权利要求2所述的储能系统管理方法，其特征在于，若所述第一电池单元为充电状态或静置状态，则所述第一开路电压为：

V1＝V0-IR；

若所述第一电池单元为放电状态，则所述第一开路电压为：

V1＝V0+IR，

其中，V1为所述第一开路电压，V0为所述端电压，R为所述等效内阻，在所述第一电池单元为充电状态时，I为所述第一电池单元的充电电流，在所述第一电池单元为放电状态或静置状态时，I为所述第一电池单元的放电电流。

4.根据权利要求2所述的储能系统管理方法，其特征在于，还包括：

电池单元以第一功率放电第一时间，静置第二时间后，再以第二功率放电第三时间；

所述等效内阻为：

其中，R为所述等效内阻，U1为所述电池单元在第一时间内端电压的平均值，I 1为所述电池单元在第一时间内放电电流的平均值，U2为所述电池单元在第三时间内端电压的平均值，I 2为所述电池单元在第三时间内放电电流的平均值。

5.根据权利要求1所述的储能系统管理方法，其特征在于，所述第一压差条件包括：

所述电压差的绝对值小于或等于第一压差阈值。

6.根据权利要求1所述的储能系统管理方法，其特征在于，所述第一压差条件包括：

所述电压差大于或者等于0，且小于或等于第一压差阈值；

其中，在所述第一电池单元为充电状态或静置状态时，所述电压差为所述第一开路电压减去所述第二开路电压，在所述第一电池单元为放电状态时，所述电压差为所述第二开路电压减去所述第一开路电压。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的储能系统管理方法，其特征在于，所述第一并入条件还包括：

第一容量和第二容量的容量差满足第一容量差阈值；

其中，所述第一容量为所述第一电池单元的容量，所述第二容量为所述第二电池单元的容量。

8.根据权利要求7所述的储能系统管理方法，其特征在于，所述第一容量为：

其中，SocA为所述第一容量，Mi nSoc为各第一电池单元中的最小容量，MaxSoc为各第一电池单元中的最大容量；

或者，所述第一容量为各第一电池单元中的最小容量；

或者，所述第一容量为各第一电池单元中的最大容量；

或者，所述第一容量为各第一电池单元的容量平均值；

或者，所述第一容量为任一第一电池单元的容量。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的储能系统管理方法，其特征在于，还包括：

基于已并入所述储能系统的所述第二电池单元，响应于所述第二电池单元的电流与所述第一电池单元的电流不满足第一条件，基于第一电池单元的功率状态和第二电池单元的功率状态计算所述储能系统的功率状态；

或者，

响应于所述第二电池单元的电流与所述第一电池单元的电流满足第一条件，基于第一电池单元的功率状态计算所述储能系统的功率状态；

其中，所述第一条件包括：

第一电流和第二电流方向相反，其中，第一电流为所述第一电池单元的电流，第二电流为所述第二电池单元的电流；

或者，

第一电流和第二电流方向相同，在所述第一电池单元处于充电状态时，所述第二电流小于所述第一电流、且所述第一电流和所述第二电流的差率大于或者等于第一差率阈值，在所述第一电池单元处于放电状态时，所述第二电流大于所述第一电流、且所述第一电流和所述第二电流的差率大于或者等于所述第一差率阈值。

10.根据权利要求9所述的储能系统管理方法，其特征在于，所述储能系统的功率状态为各电池单元中的最小功率状态与电池单元数量的乘积。

11.根据权利要求1-6任意一项所述的储能系统管理方法，其特征在于，还包括：

基于未并入储能系统的电池单元，将最大数量可并入储能系统的电池单元并入所述储能系统；

其中，最大数量为，分别以各电池单元的电压作为基准电压，各电池单元中，满足第二并入条件的电池单元最多的数量，所述第二并入条件包括电池单元的电压与所述基准电压的的电压差绝对值不大于第二压差阈值。

12.一种电池管理系统，其特征在于，包括

至少一个处理器，以及

存储器，所述存储器与所述至少一个处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，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能够执行权利要求1-11任一项所述的方法。

13.一种储能系统，其特征在于，包括：

并联连接的至少两个电池单元，以及权利要求12所述的电池管理系统。

14.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被机器执行时，使所述机器执行如权利要求1-11任一项所述的方法。

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