CN115800417A - 电池控制方法、储能系统、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电池控制方法、储能系统、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：根据目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定目标电池簇的目标电流；根据目标电流确定目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节目标电池簇的电流。采用本方法能够基于电池簇的剩余电量的差异对电池簇的电流进行柔性调节，解决不同电池簇之间并联失配问题。
Description
技术领域
本申请涉及储能技术领域，特别是涉及一种电池控制方法、储能系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
随着电力电子技术和新能源技术领域的快速发展，储能系统成为了新能源领域中比较重要的研究方向。
传统储能系统方案的架构中，储能系统包括多个并联的电池簇。并联后的电池组由于电池电压、内阻、自放电率等参数的差异导致电流不均衡现象，例如支路间会产生电流环流，从而影响储能系统的寿命。并且，由于不同电池簇之间的SOC(State of Charge，电池荷电状态，也称剩余电量)存在差异，储能系统在充放电时，出现各电池簇的剩余电量不同，进而导致安全隐患。
目前通过在支路电池组上串联的开关实现对并联电池组的依次充电避免电池组间的环流，无法同时对储能系统中并联的多个电池簇进行均衡电流控制，导致不同电池簇之间并联失配。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决不同电池簇之间并联失配的电池控制方法、储能系统、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种电池控制方法。方法包括：
根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流；
根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流。
上述实施例中，通过根据目标电池簇的剩余电量差值调节目标电池簇对应变换器的输出电压，根据输出电压对目标电池簇进行电流调节，减小目标电池簇的剩余电量差值。也就是说，基于目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的差异对目标电池簇的进行柔性调节，确保储能系统各支路电池簇提供均衡工况，进而保证支路间电池簇的容量一致性、提升储能系统能量利用率。
在其中一个实施例中，根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流，包括：
根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量；
根据目标电池簇的电流采样值和所述电流调整量，确定所述目标电池簇的目标电流。
上述实施例中，在对目标电池簇进行电流控制时，根据目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的差值确定的电流调整量和采样电流值，确定目标电流。基于各电池簇之间的剩余电量差异进行调节，避免电池簇之间的电池状态差异过大。
在其中一个实施例中，根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
确定储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值；
确定所述目标电池簇的充放电状态；
根据所述充放电状态和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量。
上述实施例中，在对目标电池簇进行电流控制时，结合目标电池簇的当前充放电状态和剩余电量差值，准确地确定目标电池簇的电流调整量，避免电池调整量过大或者过小，影响目标电池簇以及其他电池簇的过流能力。
在其中一个实施例中，根据所述充放电状态和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
若所述目标电池簇处于充电状态，且所述剩余电量差值大于零，则确定所述目标电池簇的电流调整量，以调小所述目标电池簇的电流。
上述实施例中，在目标电池簇处于充电状态和剩余电量差值大于零的情况下，通过确定电流调整量调小目标电池簇的电流，减小目标电池簇和其它电池簇的容量差异。
在其中一个实施例中，根据所述充放电状态向和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
若所述目标电池簇处于充电状态，且所述剩余电量差值小于零，则确定所述目标电池簇的电流调整量，以调大所述目标电池簇的电流。
上述实施例中，在目标电池簇处于充电状态和剩余电量差值小于零的情况下，通过确定电流调整量调大目标电池簇的电流，减小目标电池簇和其它电池簇的容量差异。
在其中一个实施例中，根据所述充放电状态和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
若所述目标电池簇处于放电状态，且所述剩余电量差值大于零，则确定所述目标电池簇的电流调整量，以调大所述目标电池簇的电流。
上述实施例中，在目标电池簇处于放电状态和剩余电量差值大于零的情况下，通过确定电流调整量调大目标电池簇的电流，减小目标电池簇和其它电池簇的容量差异。
在其中一个实施例中，根据所述充放电状态和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
若所述目标电池簇处于放电状态，且所述剩余电量差值小于零，则确定所述目标电池簇的电流调整量，以调小所述目标电池簇的电流。
上述实施例中，在目标电池簇的充放电状态和剩余电量差值小于零的情况下，通过确定电流调整量调小目标电池簇的电流，减小目标电池簇和其它电池簇的容量差异。
在其中一个实施例中，根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流，包括：
根据所述目标电流和所述电流采样值的比值，确定所述目标电池簇对应变换器的电压调整参数；
根据所述电压调整参数调整所述变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流。
上述实施例中，根据目标电池簇所在支路的电流采样值和目标电流确定电压调整参数，对变换器的输出电压进行调整，提高了调整的准确性。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
获取所述变换器的补偿电压；
若所述补偿电压小于设定电压，则将所述变换器切换为旁路状态；
若所述补偿电压大于设定电压，则保持所述变换器当前的工作状态。
上述实施例中，在对目标电池簇完成调节后，为了减小电池簇之前的环流指，通过获取变换器的补偿电压，根据变换器的补偿电压的大小来确定变换器的状态，避免在补偿电压过大情况下，切换至旁路状态时超出目标电池簇的承受范围，进而影响电池的使用寿命。
在其中一个实施例中，在根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流之前，所述方法还包括：
若所述储能系统中存在不满足均衡条件的目标电池簇，则生成对所述目标电池簇的电流控制请求；
响应所述电流控制请求，执行所述根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流步骤。
上述实施例中，通过对储能系统中的各电池簇进行判断，在触发电流调节时对需要调节电流的电池簇请求电流控制，准确地确定要调节的目标电池簇。
第二方面，本申请还提供了一种储能系统，所述储能系统包括控制器件、多个并联的电池簇和多个变换器；
所述控制器件，用于根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流；
根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流。
上述实施例中，对包括多个并联的电池簇的储能系统进行电流控制时，基于储能系统的目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的差异对电池簇的剩余电量进行柔性调节，确保储能系统各支路电池簇提供均衡工况，进而保证支路间电池簇的容量一致性、提升储能系统能量利用率。
第三方面，本申请还提供了一种电池控制装置。装置包括：
目标电流确定模块，用于根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流；
调节模块，用于根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以提升储能系统能量利用率。
上述实施例中，基于储能系统的目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的差异对电池簇的剩余电量进行柔性调节，确保储能系统各支路电池簇提供均衡工况，进而保证支路间电池簇的容量一致性、提升储能系统能量利用率。
第四方面，本申请还提供了一种计算机设备。计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流；
根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流。
第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。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以下步骤：
根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流；
根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流。
第六方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。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以下步骤：
根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流；
根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为一个实施例中储能系统的结构示意图；
图2为一个实施例中电池控制方法的流程示意图；
图3为一个实施例中储能系统的部分电池簇示意图；
图4为一个实施例中变换器为旁路状态的示意图；
图5为一个实施例中变换器为工作状态的示意图；
图6为一个实施例中确定目标电流方法的流程示意图；
图7为另一个实施例中电池控制方法的流程示意图；
图8为一个实施例中电池控制方法的结果示意图；
图9为一个实施例中储能系统的结构示意图；
图10为一个实施例中DC/DC变换器的连接结构示意图；
图11为一个实施例中电池控制装置的结构框图；
图12为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种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这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
随着新能源技术的发展，储能系统为了新能源领域中比较重要的研究方向之一。储能系统通常包括多个并联的电池簇，每个电池簇由多个串联的电池组成。由于各支路内电池簇电芯的个体容量、电池簇内阻以及各电池簇的实际工作环境温度等因素存在差异，导致并联的多个电池簇的SOC(State of Charge，电池荷电状态，也称剩余电量)存在差异。储能系统进行放电过程中，剩余电量最小的电池簇会最先放空，储能系统退出放电；在充电过程中，剩余电量的最多的电池簇最先充满，储能系统退出充电，剩余电量最小的电池簇无法充满。也就是说，各电池簇被强制平衡，当内阻较小的电池簇电量充满或放光后，其他电池簇必须停止充放，造成电池簇充不满、放不尽，出现各支路的充放电量不一致，从而产生安全隐患。
针对储能系统充放电过程中，出现各支路的充放电量不一致导致不同电池簇之间并联失配问题。通过在支路电池组上串联的开关实现对并联电池组的依次充电避免电池组间的环流，无法同时对储能系统中并联的多个电池簇进行均衡电流控制。针对图1所示的储能系统，储能系统包括多个并联的电池簇和多个DCDC变换器。当系统中各电池组SOC差异较大时，每个支路会出现不均流现象，从而导致系统产生环流。
因此，提出了一种电池控制方法，根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定目标电池簇的目标电流；根据目标电流确定目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节目标电池簇的电流。基于目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的差异对储能系统的电池簇进行柔性调节，确保储能系统各支路电池簇提供均衡工况，进而保证支路间电池簇的容量一致性，以及提高了储能系统的稳定性和延长了电池的使用寿命。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种电池控制方法，以该方法应用于图1中的储能系统为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定目标电池簇的目标电流。
其中，目标电池簇是指不满足均衡条件的电池簇，目标电池簇需要进行电流调节，减小目标电池簇与储能系统其它电池簇的剩余电量差异。例如，目标电池簇可以是高SOC簇，还可以低SOC簇，这里的所说的高SOC簇和低SOC簇可以是根据参考剩余电量来确定的。均衡条件可以是储能系统的某一簇电池簇的剩余电量与参考剩余电量的差值大于设定阈值。参考剩余电量包括储能系统的平均剩余电量和其他任意一簇电池簇的剩余电量中至少一种。
储能系统充放电过程中包括平台区和非平台区，平台区是指电池电压变化率在设定变化率范围的阶段，例如，在5％-95％剩余电量的阶段，属于储能系统的平台区。非平台区是指电池电压变化不在设定变化率范围的阶段，在小于5％剩余电量和大于95％剩余电量的阶段，属于储能系统的非平台区。
考虑到储能系统在P/Q模式(恒功率控制)下，总功率是恒定的，在对目标电池簇进行调节过程中，其它未调节支路会被动的相应增加或减小电流以满足总功率。在对目标电池簇进行调节过程中，不仅注意本簇电流的过流能力，还需注意其它支路受到影响后的电流也要考虑过流能力。因此，在确定目标电池簇的目标电流时，根据目标电池簇的剩余量和参考剩余电量的剩余电量差值来确定。
具体地，在储能系统处于充放电平台区域时，若储能系统中存在某一簇电池簇的剩余电量和储能系统中其它簇的剩余电量的差值的绝对值大于设定值或者某一簇电池簇的剩余电量和储能系统的平均剩余电量的差值的绝对值大于设定值，则该电池簇可能是高SOC簇或者是低SOC簇，需要对该电池簇的电流进行调节且储能系统进入非平台区前调节结束。将该电池簇确定为需要调节的目标电池簇，获取目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量，确定两则之间的剩余电量差值，根据剩余电量差值的大小可以确定目标电池簇是为高SOC簇，还是低SOC簇。根据剩余电量差值确定目标电池簇的电流调整量，根据储能系统的簇平均电流和电流调整量，确定目标电池簇的目标电流。
例如，充电时，若目标电池簇为高SOC簇，需要对目标电池簇的电流调小；充电时，若目标电池簇为低SOC簇，需要对目标电池簇的电流调大。放电时，若目标电池簇为高SOC簇，需要对目标电池簇的电流调大。放电时，若目标电池簇为低SOC簇，需要对目标电池簇的电流调小。
步骤204，根据目标电流确定目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以减小剩余电量差值。
其中，变换器可以但不限于为DC/DC(Direct Current/Direct Current)变换器，本实例以变换器为DC/DC变换器来进行说明。DC/DC可以是隔离型DC/DC也可以是非隔离型DC/DC。DC/DC具备正电压输出、负电压输出和正负电压输出能力。变换器的输出电压是通过控制DC/DC内部开关器件的占空比来调整电压的。根据占空比来调整电压可以通过现有的方式来实现，在此不做赘述。
在储能系统中，电池簇的电流大小可以通过调整电池簇所在支路上的DC/DC变换器的输出电压来实现。如图3所示，为储能系统的部分电池簇示意图，通过把DC/DC的一端与电池串联，充放电时电流等效于DC/DC通过调节电压的方式来达到调节电流的效果。
在充电时，电池簇的电流通过母线电压减去串联在电池上的DC/DC变换器的电压和电池簇这一支路的电池电压的电压差值，除以这一支路上的总阻抗确定，即可以表示为：
I＝(U母线电压-Udcdc-Ubat)/R总
在放电时，电池簇的电流确定方式为：串联在电池上的DC/DC变换器的电压和电池簇这一支路的电池电压的加权值，通过加权值减去母线电压后，除以这一支路上的总阻抗确定，即可以表示为：
I＝(Udcdc+Ubat-U母线电压)/R总
其中，Udcdc为DCDC串联在电池上的电压，Ubat为这一支路的电池电压，R总为这一支路上的总阻抗，总阻抗包含电池阻抗、连接器件阻抗、开关器件阻抗等，其中，电池阻抗占比较大，大于连接器件阻抗和开关器件阻抗。
具体地，根据目标电流确定目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，通过调整目标电池簇中DC/DC变换器的输出电压，调整目标电池簇的支路电流，进而调整了目标电池簇的剩余电量，以减小目标电池簇的剩余电量和参考剩余量的剩余电量差值，确保了储能系统各电池簇的电芯容量的一致性。
上述电池簇间均衡控制方法中，基于目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的差异对电池簇进行柔性调节，通过调节目标电池簇对应变换器的输出电压，实现对目标电池簇进行电流调节，减小目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量之间的剩余电量差值，确保储能系统各支路电池簇提供均衡工况，进而保证支路间电池簇的容量一致性。
在对储能系统的电池簇的电流进行调节之前，需要确定储能系统中请求电流调整的目标电流簇，接入目标电池簇所在支路的变换器进行调整，对于未请求电流调整的电池簇继续保持所在支路的变换器处于旁路状态。
在一个实施例中，在根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定目标电池簇的目标电流之前，若储能系统存在不满足均衡条件的目标电池簇，生成对目标电池簇的电流控制请求；响应电流控制请求，根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定目标电池簇的目标电流。
其中，不满足均衡条件时，生成电流控制请求，也就是说，在储能系统存在不满足均衡条件的目标电池簇时，启动储能系统的均衡控制。启动均衡控制的条件可以是储能系统中的某一簇电池簇的剩余电量和储能系统中其它簇的剩余电量的差值的绝对值大于设定值，还可以是某一簇电池簇的剩余电量和储能系统的平均剩余电量的差值的绝对值大于设定值。可以理解的是，若储能系统中的某一簇的剩余电量和其它簇的剩余电量的差值的绝对值大于设定值，或者，某一簇电池簇的剩余电量和储能系统的平均剩余电量的差值的绝对值大于设定值，该电池簇可以充电状态下的高SOC簇或低SOC簇，还可以是放电状态下的的高SOC簇或低SOC簇。若不进行均衡调节，可能会存在当前簇的剩余电量先放完或者先充满的情况，此时，其它电池簇处于未放完或者未充满的状态，导致电池簇的能量利用率低。
电流控制请求对应的控制形式可以但不仅限于将电池簇所在支路的变换器由旁路状态切换为工作状态。其中，变换器一端与电池簇串联，一端与本簇电池组(可以理解为该变换器所在支路的电池簇组)并联或连接其它功率源，如母线、低压电源、其他支路的电池组等。如图4所示，为一个实施例中变换器为旁路状态的示意图，当变换器切换为旁路状态时，导通变换器的旁路开关。如图5所示，为一个实施例中变换器为工作状态的示意图，当变换器切换为工作状态时，断开变换器的旁路开关。
具体地，在储能系统处于充放电平台区域时，若储能系统中存在某一簇电池簇的剩余电量和储能系统中其它簇的剩余电量的差值的绝对值大于设定值或者某一簇电池簇的剩余电量和储能系统的平均剩余电量的差值的绝对值大于设定值，则确定该目标电池簇不满足均衡条件，触发生成电流控制请求，对目标电池簇的电流进行调整，且确保储能系统进入非平台区前调节结束。
在一个实施例中，如图6所示，根据目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定目标电池簇的目标电流的过程，可以包括以下步骤：
步骤602，根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值，确定目标电池簇的电流调整量。
具体地，响应电流控制请求，根据目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量确定剩余电量差值。根据剩余电量差值的大小确定目标电池簇需要调大还是调小，确定对应的调节方式，基于调节方式确定目标电池簇的电流调整量。例如，目标电池簇处于放电状态，目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的剩余电量差值小于零，则说明目标电池簇SOC较低，避免目标电池簇放电过快、过早满放而导致整个系统提前结束放电，需要调小目标电池簇的放电电流，延长目标电池簇的放电时长，以使储能系统的各电池簇同时放完电。
目标电池簇处于充电状态，目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的剩余电量差值大于零，则说明目标电池簇SOC较高，避免目标电池簇充电过快、过早满充而导致整个系统提前结束充电，需要调大目标电池簇的充电电流，缩短目标电池簇的充电时长，以使储能系统的各电池簇同时充完电。
其中，剩余电量可以但不仅于是百分比。确定目标电池簇的电流调整量的调节方式可以表示为：
调节方式一:f(ΔSOC)＝k*((1+ΔSOC)n-1)；ΔSOC>0
调节方式二:f(ΔSOC)＝-k*((1+ΔSOC)n-1)；ΔSOC<0
其中，k为线性系数，n为幂指数，k和n的上限取决于DC/DC变换器的输出功率和调节能力，k和n的取值是根据电池在达到充放电截止条件前使得各支路SOC调节趋于一致来决定的。
步骤604，根据目标电池簇的电流采样值和电流调整量，确定目标电池簇的目标电流。
其中，电流采样值为储能系统的簇平均电流。
具体地，根据目标电池簇的电流采样值I和电流调整量进行加权f(ΔSOC)，确定目标电池簇的目标电流I1。目标电流的确定方式可以表示为：I1＝I+f(ΔSOC)。
上述实施例中，在需要对目标电池簇进行电流控制时，根据目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的差值确定的电流调整量和采样电流值，确定目标电流。基于电池簇之间的剩余电量差异进行调节，避免电池簇之间的电池状态差异过大。
进一步地，储能系统的工作状态包括充电状态和放电状态，在充放电时，避免出现某一电池簇先放完或者先充满，导致支路间的电芯容量不一致，需要对充放电下的电池簇进行均衡调节。为了对不同工作下的储能系统实现簇间均衡控制，需要确定储能系统中电池簇的工作状态，根据电池簇的工作状态和剩余电量差值确定目标电池簇的电流调整量。
在一个实施例中，确定目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值；确定目标电池簇的工作状态；根据工作状态和剩余电量差值，确定目标电池簇的电流调整量。
电池簇的工作状态可以通过电流方向来表示，在本实施例中，电池簇放电时，电流方向为正向，电池簇充电时，电流方向为负向。根据电池簇的工作状态和剩余电量差值确定目标电池簇的电流调整量包括以下四种方式：
方式一：若目标电池簇处于放电状态，且剩余电量差值大于零，则确定目标电池簇的电流调整量，以调大目标电池簇的电流。
具体地，若目标电池簇处于放电状态，且目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的剩余电量差值大于零，则表明目标电池簇SOC较高、放电过慢，需要加快目标电池的放电速度，即需要调大目标电池簇的目标电流，此时，放电状态的电流为正向电流，需要得到一个正向的电流调整值，将剩余电量差值代入调节方式一f(ΔSOC)＝k*((1+ΔSOC)n-1)中，得到目标电池簇的电流调整量，使目标电池簇加快放电，和其他簇同时满放，提升了目标电池簇放出的电量，减小目标电池簇和其它电池簇的容量差异，从而避免环流并提升储能系统的能量利用率。
方式二：若目标电池簇处于放电状态，且剩余电量差值小于零，则确定目标电池簇的电流调整量，以调小目标电池簇的电流。
具体地，若目标电池簇处于放电状态，且目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的剩余电量差值小于零，则表明目标电池簇SOC较低、放电过快，需要减慢目标电池的放电速度，即需要调小目标电池簇的目标电流，此时，放电状态的电流为正向电流，需要得到一个负向的电流调整值且小于目标电池簇的电流采样值，将剩余电量差值代入调节方式二f(ΔSOC)＝-k*((1+ΔSOC)n-1)中，得到目标电池簇的电流调整量，使目标电池簇减慢放电，和其他簇同时满放，减小目标电池簇和其它电池簇的容量差异，从而避免环流并提升储能系统的能量利用率。
方式三：若目标电池簇处于充电状态，且剩余电量差值大于零，则确定目标电池簇的电流调整量，以调小目标电池簇的电流。
具体地，若目标电池簇处于充电状态，且目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的剩余电量差值大于零，则表明目标电池簇充电过快，目标电池簇为高SOC簇，需要减慢目标电池的充电速度，即需要调小目标电池簇的目标电流，此时，放电状态的电流为负向电流，需要得到一个正向的电流调整值且小于目标电池簇的电流采样值，将剩余电量差值代入上述调节方式一f(ΔSOC)＝k*((1+ΔSOC)n-1)中，得到目标电池簇的电流调整量，使目标电池簇减慢充电放电，和其他簇同时满充，提升了目标电池簇放出的电量，减小目标电池簇和其它电池簇的容量差异，从而避免环流并提升储能系统的能量利用率。
方式四：若目标电池簇处于充电状态，且剩余电量差值小于零，则确定目标电池簇的电流调整量，以调大目标电池簇的电流。
具体地，若目标电池簇处于充电状态，且目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的剩余电量差值小于零，则表明目标电池簇充电过慢，目标电池簇为低SOC簇，需要加快目标电池的充电速度，即需要调大目标电池簇的目标电流，此时，放电状态的电流为负向电流，需要得到一个负向的电流调整值，将剩余电量差值代入调节方式二f(ΔSOC)＝-k*((1+ΔSOC)n-1)中，得到目标电池簇的电流调整量，使目标电池簇加快充电，和其他簇同时满充，减小目标电池簇和其它电池簇的容量差异，从而避免环流并提升储能系统的能量利用率。
在另一个实施例中，如图7所示，提供了一种电池控制方法，以该方法应用于图1中的储能系统为例进行说明，包括以下步骤：
步骤702，若储能系统存在不满足簇间均衡条件的目标电池簇，生成对目标电池簇的电流控制请求。
其中，目标电池簇的确定方式可以通过上述方式来确定，在此不做赘述。
步骤704，响应电流控制请求，根据目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定目标电池簇的目标电流。
具体地，响应电流控制请求，根据目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量确定目标电池簇的剩余变量差值。根据储能系统中的电流信号确定目标电池簇的电流方向，即确定目标电池簇是处于充电状态还是放电状态。根据目标电池簇的充放电状态和剩余电量差值确定目标电池簇的电流调整量，根据电流调整量和电流采样值确定目标电池簇的目标电流。其中，根据目标电池簇的充放电状态和剩余电量差值确定目标电池簇的电流调整量可以通过上述方式实现，在此不做赘述。
步骤706，根据目标电流和电流采样值的比值，确定目标电池簇对应变换器的电压调整参数。
步骤708，根据电压调整参数调整变换器的输出电压，以调节目标电池簇的电流。
具体地，根据目标电流确定目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，根据变换器的输出电压调节目标电池簇所在支路电流，以使在平台区末确保目标电池簇的电流达到目标电流，减小目标电池簇和参考剩余电量的剩余电量参考值，满足簇间均衡条件。如图8所示，为基于电池簇间均衡控制方法的结果示意图，DC/DC基于各电池簇的剩余电量对支路电流进行调节，对储能系统中的支路1、支路2和支路3进行调节，在进入储能系统的临界区完成调节，也可以理解为，储能系统在进入非平台区前调节结束。
步骤710，获取变换器的补偿电压。
步骤712，判断补偿电压，若补偿电压小于设定电压，执行步骤714；若补偿电压大于设定电压，执行步骤716。
步骤714，若补偿电压小于设定电压，则将变换器切换为旁路状态。
步骤716，若补偿电压大于设定电压，则保持当前的工作状态。
可以理解的是，理想情况下，当目标电池簇的电流达到目标电流时，储能系统的剩余电量达到设定值电量，或者目标电池簇的簇电压也达到设定电压值后，变换器对目标电池簇的补偿电压为零。考虑到储能系统的电池的材质，例如，磷酸铁锂电池在高SOC和低SOC的时候电压变化剧烈，可能两簇的SOC相等但是电压不一致，在完成电流控制后，若变换器对目标电池簇的补偿电压大于设定值，则保持当前的工作状态；若变换器对目标电池簇的补偿电压小于设定值，则变换器切换为旁路状态，节省系统功耗。
本实施例中，通过在储能系统中存在不满足簇间均衡条件的目标电池簇时，基于各电池簇的剩余电量的差异对电池簇进行柔性调节，通过调节目标电池簇对应变换器的输出电压，实现对目标电池簇进行电流调节，减小目标电池簇和参考剩余电量的剩余电量差值，确保储能系统各支路电池簇提供均衡工况，进而保证支路间电池簇的容量一致性。以及在对目标电池簇完成调节后，通过获取变换器的补偿电压，根据变换器的补偿电压的大小来确定变换器的状态，避免在补偿电压过大情况下，切换至旁路状态时超出目标电池簇的承受范围，进而影响电池的使用寿命。
应该理解的是，虽然如上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，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上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，而是可以与其它步骤或者其它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。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电池控制方法的储能系统。该储能系统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，故下面所提供的一个或多个储能系统实施例中的具体限定可以参见上文中对于电池控制方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种储能系统，包括储能系统包括控制器件、多个并联的电池簇和多个变换器。控制器件，用于根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定目标电池簇的目标电流；根据目标电流确定目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节目标电池簇的电流。
其中，变换器可以但不仅限于是DC/DC变换器。控制器件可以包括主电池管理系统MBMU(Master Battery Management Unit，MBMU)和多个从电池管理系统SBMU(SlaveBattery Management Unit，SBMU)，MBMU分别与多个SBMU连接，每个SBMU与一个电池簇对应连接。MBMU可以进行整个储能系统的管理、故障处理以及与能量管理系统EMS(EnergyManagement System,EMS)通信；SBMU可以控制对应连接的电池簇。
DC/DC通过调节与电池簇串联端的电压，从而调节不同簇的电流。DC/DC可以是隔离型DC/DC也可以是非隔离型DC/DC。DC/DC的一端可以串联在电池簇的正极/负极，或N个电池中间的位置。DC/DC的另一端可以是本簇的电池。可选的也可以是其它功率源，功率源可以是其它簇的电池、额外的独立电池、超级电容、直流母线，如图10所示。
上述实施例中，对包括多个并联的电池簇的储能系统进行电池控制时，根据目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的差异对电池簇进行柔性调节，能够确保储能系统各支路电池簇提供均衡工况，进而保证支路间电池簇的容量一致性。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电池控制方法的电池控制装置。该装置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，故下面所提供的一个或多个电池控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电池控制方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图11所示，提供了一种电池控制装置，包括：目标电流确定模块1102和调节模块1104，其中：
目标电流确定模块1104，用于根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定目标电池簇的目标电流。
调节模块1106，用于根据目标电流确定目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节目标电池簇的电流。
上述实施例中，通过根据目标电池簇的剩余电量差值调节目标电池簇对应变换器的输出电压，根据输出电压对目标电池簇进行电流调节，减小目标电池簇的剩余电量差值。也就是说，基于目标电池簇的剩余电量和参考剩余电量的差异对目标电池簇的进行柔性调节，确保储能系统各支路电池簇提供均衡工况，进而保证支路间电池簇的容量一致性、提升储能系统能量利用率。
在另一个实施例中，提供了一种电池控制装置，除包括目标电流确定模块1102和调节模块1104之外，还包括：电流控制触发模块和状态切换模块，其中：
目标电流确定模块1102还用于根据目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值，确定目标电池簇的电流调整量；
根据目标电池簇的电流采样值和电流调整量，确定目标电池簇的目标电流。
目标电流确定模块1102还用于确定目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值；确定目标电池簇的充放电状态；
根据充放电状态和剩余电量差值，确定目标电池簇的电流调整量。
目标电流确定模块1102还用于若目标电池簇的电流方向处于充电状态，且剩余电量差值大于零，则确定目标电池簇的电流调整量，以调小目标电池簇的电流。
目标电流确定模块1102还用于若目标电池簇处于充电状态向，且剩余电量差值小于零，则确定目标电池簇的电流调整量，以调大目标电池簇的电流。
目标电流确定模块1102还用于若目标电池簇处于放电状态，且剩余电量差值大于零，则确定目标电池簇的电流调整量，以调大目标电池簇的电流。
目标电流确定模块1102还用于若目标电池簇处于放电状态，且剩余电量差值小于零，则确定目标电池簇的电流调整量，以调小目标电池簇的电流。
调节模块1104还用于根据目标电流和电流采样值的比值，确定目标电池簇对应变换器的电压调整参数；
根据电压调整参数调整变换器的输出电压，以减小剩余电量差值电流采样值。
状态切换模块，用于获取变换器的补偿电压；若补偿电压小于设定电压，将变换器切换为旁路状态；若补偿电压大于设定电压，则保持当前的工作状态。
电流控制触发模块，用于若储能系统存在不满足均衡条件的目标电池簇，生成对目标电池簇的电流控制请求。
上述电池控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块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。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电池簇间均衡控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，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。
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。
需要说明的是，本申请所涉及的数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例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，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (16)
1.一种电池控制方法，其特征在于，方法包括：
根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流；
根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流，包括：
根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量；
根据目标电池簇的电流采样值和所述电流调整量，确定所述目标电池簇的目标电流。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
确定所述目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值；
确定所述目标电池簇的充放电状态；
根据所述充放电状态和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述充放电状态和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
若所述目标电池簇处于充电状态，且所述剩余电量差值大于零，则确定所述目标电池簇的电流调整量，以调小所述目标电池簇的电流。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述充放电状态和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
若所述目标电池簇处于充电状态，且所述剩余电量差值小于零，则确定所述目标电池簇的电流调整量，以调大所述目标电池簇的电流。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述充放电状态和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
若所述目标电池簇处于放电状态，且所述剩余电量差值大于零，则确定所述目标电池簇的电流调整量，以调大所述目标电池簇的电流。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述充放电状态和所述剩余电量差值，确定所述目标电池簇的电流调整量，包括：
若所述目标电池簇处于放电状态，且所述剩余电量差值小于零，则确定所述目标电池簇的电流调整量，以调小所述目标电池簇的电流。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流，包括：
根据所述目标电流和所述电流采样值的比值，确定所述目标电池簇对应变换器的电压调整参数；
根据所述电压调整参数调整所述变换器的输出电压，以减小剩余电量差值。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流之前，所述方法还包括：
若所述储能系统存在不满足均衡条件的目标电池簇，生成对所述目标电池簇的电流控制请求；
响应所述电流控制请求，执行所述根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流步骤。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述变换器的补偿电压；
若所述补偿电压小于设定电压，则将所述变换器切换为旁路状态；
若所述补偿电压大于设定电压，则保持所述变换器当前的工作状态。
11.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括控制器件、多个并联的电池簇和多个变换器；
所述控制器件，用于根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流；
根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以减小剩余电量差值。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，各所述变换器一端与电池簇串联，一端与本簇电池组并联或连接其它功率源。
13.一种电池控制装置，其特征在于，所述装置包括：
目标电流确定模块，用于根据储能系统的目标电池簇的剩余电量与参考剩余电量的剩余电量差值确定所述目标电池簇的目标电流；
调节模块，用于根据所述目标电流确定所述目标电池簇所在支路的变换器的输出电压，以调节所述目标电池簇的电流。
14.一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现权利要求1至10中任一项的方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项的方法的步骤。
16.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项的方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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