CN115885447B - 充放电装置、电池充电和放电的方法、以及充放电系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种充放电装置,能够提升电池的充电效率。该充放电装置包括AC/DC转换器、第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器和控制单元,第二DC/DC转换器的一端连接在第一DC/DC转换器和AC/DC转换器之间,另一端连接储能单元;控制单元用于:接收BMS发送的第一充电请求,第一充电请求包括第一充电电压和第一充电电流;基于第一充电电压和第一充电电流设置第一DC/DC转换器的输出功率;若储能单元的SOC大于第一阈值,开启第二DC/DC转换器,以通过第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器由储能单元向电池充电;在储能单元向电池充电的过程中,若母线电压小于充放电装置的母线平衡电压且二者的电压差值超过预设值,调整第二DC/DC转换器的输出功率以使该电压差值小于等于预设值。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,特别是涉及一种充放电装置、电池充电和放电的方法、以及充放电系统。
背景技术
随着时代的发展,电动汽车由于其高环保性、低噪音、使用成本低等优点,具有巨大的市场前景且能够有效促进节能减排,有利社会的发展和进步。
对于电动汽车而言,电池技术是关乎其发展的一项重要因素,尤其是电池的充电时间,会影响大众对电动汽车的接受度。因此,如何提升电池的充电效率和/或放电效率,成为需要解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种充放电装置、电池充电和放电的方法和充放电系统,能够提升电池的充电效率和/或放电效率。
第一方面,提供了一种充放电装置,包括AC/DC转换器、第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器之间,另一端连接储能单元;所述控制单元用于:接收所述电池的电池管理系统BMS发送的第一充电请求,所述第一充电请求包括第一充电电压和第一充电电流;基于所述第一充电电压和所述第一充电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输出功率为所述第一DC/DC转换器的第一输出功率;获取所述储能单元的SOC;若所述储能单元的SOC大于第一阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器由所述储能单元向所述电池充电;实时获取所述充放电装置的母线电压;在所述储能单元向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输出功率至所述第二DC/DC转换器的第一输出功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输出功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输出功率;其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
在本申请实施例中,充放电装置中除了设置有AC/DC转换器和第一DC/DC转换器之外,还额外设置有连接在第一DC/DC转换器与AC/DC转换器之间的第二DC/DC转换器,因此除了可以通过交流电源向电池充电外,还可以通过与第二DC/DC转换器相连的储能单元对电池充电,提升充放电装置的充电效率。充放电装置可以根据储能单元的SOC以及充电过程中的母线电压,实时确定采用储能单元和交流电源中的一个或两个,向电池进行充电,从而保证充电过程的稳定和平衡。
在一种可能的实现方式中,所述控制单元还用于:在所述储能单元向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输出功率至所述第二DC/DC转换器的最大输出功率,开启所述AC/DC转换器,并调整所述AC/DC转换器的输出功率至所述AC/DC转换器的第一输出功率,以通过所述AC/DC转换器和所述第一DC/DC转换器由所述交流电源同时为所述电池充电;其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的最大输出功率工作,且所述AC/DC转换器在所述AC/DC转换器的第一输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
在该实施例中,当储能单元的SOC较大时,优先使用储能单元向电池充电,以释放储能单元中存储的电量,为后续接收电池释放的电量做准备,并在母线电压与母线平衡电压之间相差较大时,开启交流电源,以由交流电源和储能单元一起向电池充电,从而使母线电压与母线平衡电压之保持平衡,以便充放电装置在稳定的状态下对电池进行充电。
第二方面,提供了一种充放电装置,包括AC/DC转换器、第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器之间,另一端用于连接储能单元;所述控制单元用于:接收所述电池的电池管理系统BMS发送的第一放电请求,所述第一放电请求包括第一放电电压和第一放电电流;基于所述第一放电电压和所述第一放电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输入功率为所述第一DC/DC转换器的第一输入功率;获取所述储能单元的SOC;若所述储能单元的SOC小于第三阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器将所述电池的电量释放至所述储能单元;实时获取所述充放电装置的母线电压;在将所述电池的电量释放至向所述储能单元的过程中,若所述母线电压大于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输入功率至所述第二DC/DC转换器的第一输入功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输入功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输入功率;其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
本申请实施例中,充放电装置中除了设置有AC/DC转换器和第一DC/DC转换器之外,还额外设置有连接在第一DC/DC转换器与AC/DC转换器之间的第二DC/DC转换器,因此电池可以将电量释放至与第二DC/DC转换器相连的储能单元,提升充放电装置的输出能力。充放电装置可以根据储能单元的SOC以及放电过程中的母线电压,确定将电池的电量释放至储能单元和交流电源中的一个或两个,从而保证放电过程的稳定和平衡。
在一种可能的实现方式中,所述控制单元还用于:在将所述电池的电量释放至向所述储能单元的过程中,若所述母线电压大于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输入功率至所述第二DC/DC转换器的最大输入功率,开启所述AC/DC转换器,并调整所述AC/DC转换器的输入功率至所述AC/DC转换器的第一输入功率,以通过所述AC/DC转换器和所述第一DC/DC转换器将所述电池的电量同时释放至所述交流电源;其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的最大输入功率工作,且所述AC/DC转换器在所述AC/DC转换器的第一输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
这样,当储能单元的SOC较小时,优先将电池的电量释放至储能单元,以补充储能单元中存储的电量,并在母线电压与母线平衡电压之间相差较大时,再将电池的电量同时释放至交流电源,由交流电源和储能单元一起接收电池释放的电量,从而使母线电压与母线平衡电压之保持平衡,以便充放电装置在稳定的状态下使电池释放电量。
第三方面,提供了一种电池充电的方法,应用于上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的充放电装置,所述充放电装置包括AC/DC转换器、第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器之间,另一端连接储能单元;所述方法包括:接收所述电池的电池管理系统BMS发送的第一充电请求,所述第一充电请求包括第一充电电压和第一充电电流;基于所述第一充电电压和所述第一充电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输出功率为所述第一DC/DC转换器的第一输出功率;获取所述储能单元的SOC;若所述储能单元的SOC大于第一阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器由所述储能单元向所述电池充电;实时获取所述充放电装置的母线电压;在所述储能单元向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输出功率至所述第二DC/DC转换器的第一输出功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输出功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输出功率;其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
第四方面,提供了一种电池放电的方法,应用于上述第二方面或第二方面的任一可能的实现方式中的充放电装置,所述充放电装置包括AC/DC转换器、第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器之间,另一端连接储能单元;所述方法包括:接收所述电池的电池管理系统BMS发送的第一放电请求,所述第一放电请求包括第一放电电压和第一放电电流;基于所述第一放电电压和所述第一放电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输入功率为所述第一DC/DC转换器的第一输入功率;获取所述储能单元的SOC;实时获取所述充放电装置的母线电压;若所述储能单元的SOC小于第三阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器将所述电池的电量释放至所述储能单元;在将所述电池的电量释放至向所述储能单元的过程中,若所述母线电压大于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输入功率至所述第二DC/DC转换器的第一输入功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输入功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输入功率;其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
第五方面,提供了一种充放电装置,包括处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于调用所述计算机程序,执行如上述第三方面或第三方面的任一可能的实现方式中的电池充电的方法。
第六方面,提供了一种充放电装置,包括处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于调用所述计算机程序,执行如上述第四方面或第四方面的任一可能的实现方式中的电池放电的方法。
第七方面,提供了一种充放电系统,包括:电池的BMS;上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的充放电装置,和/或,上述第二方面或第二方面的任一可能的实现方式中的充放电装置。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例适用的一种充电系统的架构图;
图2是本申请实施例提供的另一充放电装置的示意性结构框图;
图3是本申请实施例提供的充放电装置中功率转换单元的示意性结构框图;
图4是本申请实施例提供的电池放电的示意性流程图;
图5是本申请实施例提供的电池放电的示意性流程图;
图6是本申请实施例提供的电池放电的示意性流程图;
图7是本申请实施例提供的电池充电的示意性流程图;
图8是本申请实施例提供的电池充电的示意性流程图;
图9是本申请实施例提供的电池充电的示意性流程图;
图10是本申请实施例提供的一种电池充电的方法的流程交互图;
图11是本申请实施例提供的电池的充电电流和放电电流的示意性波形图;
图12是本申请实施例提供的一种电池充电的方法的示意性流程框图;
图13是本申请实施例提供的一种电池放电的方法的示意性流程框图;
图14是本申请一个实施例的电子装置的示意性结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,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的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在新能源领域中,动力电池可作为用电装置(例如车辆、船舶或航天器等)的主要动力源,而储能电池可作为用电装置的充电来源,二者的重要性均不言而喻。作为示例而非限定,在一些应用场景中,动力电池可为用电装置中的电池,储能电池可为充电装置中的电池。为了便于描述,在下文中,动力电池和储能电池均可统称为电池。
图1示出了本申请实施例适用的一种充电系统的架构图。
如图1所示,该充电系统100可包括:充放电装置110和电池系统120,可选地,该电池系统120可为电动汽车(包含纯电动汽车和可插电的混合动力电动汽车)中的电池系统或者其它应用场景下的电池系统。
可选地,电池系统120中可设置有至少一个电池包(battery pack),该至少一个电池包的整体可统称为电池121。从电池的种类而言,该电池121可以是任意类型的电池,包括但不限于:锂离子电池、锂金属电池、锂硫电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、或者锂空气电池等等。从电池的规模而言,本申请实施例中的电池121可以是电芯/电池单体(cell),也可以是电池模组或电池包,电池模组或电池包均可由多个电池串并联形成,在本申请实施例中,电池121的具体类型和规模均不做具体限定。
此外,为了智能化管理及维护电池121,防止电池121出现过充电和过放电,延长电池121的使用寿命,电池系统120中一般还设置有电池管理系统(battery managementsystem,BMS)122,用于监控电池121的状态。可选地,该BMS 122可以与电池121集成设置于同一设备/装置中,或者,该BMS 122也可作为独立的设备/装置设置于电池121之外。
具体地,充放电装置110是一种为电池系统120中的电池121补充电能和/或控制电池121放电的装置。
可选地,本申请实施例中的充放电装置110可以为普通充电桩、超级充电桩、支持汽车对电网(vehicle to grid,V2G)模式的充电桩,或者可以对电池进行充和/或放电的充放电装置/设备等。本申请实施例对充放电装置110的具体类型和具体应用场景不做限定。
可选地,如图1所示,充放电装置110可通过电线130连接于电池121,且通过通信线140连接于BMS 122,其中,通信线140用于实现充放电装置110以及BMS之间的信息交互。
作为示例,该通信线140包括但不限于是控制器局域网(control area network,CAN)通信总线或者菊花链(daisy chain)通信总线。
可选地,充放电装置110除了可通过通信线140与BMS 122进行通信以外,还可以通过无线网络与BMS 122进行通信。本申请实施例对充放电装置与BMS 122的有线通信类型或无线通信类型均不做具体限定。
对于充放电装置110而言,其可通过不同的硬件架构实现对电池的充电并控制电池的放电。
图2示出了本申请实施例提供的另一充放电装置的示意性结构框图。
如图2所示,充放电装置200可包括:控制单元210和功率转换单元220。
其中,功率转换单元220例如可包括高压器件,用于实现大功率的电能转换,而控制单元210可包括低压电路,用于实现功率转换单元220中高压器件的控制功能。除此之外,控制单元210还可与BMS建立通信连接,例如,作为示例但非限定,控制单元210可通过通信总线与BMS建立通信连接,或者,控制单元210也可通过无线网与BMS建立通信连接。
可选地,作为一种示例,图3示出了本申请实施例提供的一种功率转换单元220的示意性结构框图。图3所示的功率转换单元220可以应用于本申请任一实施例中的充放电装置。
如图3所示,功率转换单元220可连接于交流(alternating current,AC)电源和电池。其中,功率转换单元220包括交流/直流(alternating current/direct current,AC/DC)转换器310、第一直流/直流(direct current/direct current,DC/DC)转换器320、以及第二DC/DC转换器330。其中,第二DC/DC转换器330的一端连接在第一DC/DC转换器320和AC/DC转换器310之间,第二DC/DC转换器330的另一端连接有储能单元340。
储能单元340可以作为功率转换单元220的一部分,也可以作为与功率转换单元220相互独立的单元并通过电线与功率转换单元220相连。储能单元340例如可以是储能电池。
在一种实现方式中,控制单元210可以根据储能单元的SOC,控制功率转换单元130,以将电池的电量释放至交流电源和/或储能单元340。
例如,控制单元210可以根据储能单元的SOC,判断优先将电池的电量释放至交流电源和储能单元340中的一个,并根据电池放电时的母线电压,判断是否开启交流电源和储能单元中340的另一个以将电池的电量同时释放至其中。
在另一种实现方式中,控制单元210还可以根据储能单元的SOC,控制功率转换单元130,以通过交流电源和/或储能单元340向电池充电。
例如,控制单元210可以根据储能单元的SOC,判断优先由交流电源和储能单元340中的一个向电池充电,并根据充电时的母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance之间的关系,判断是否开启交流电源和储能单元340中的另一个以同时向电池充电。
如图3所示,母线电压Ubus为第一DC/DC转换器320的第一端的正负极之间的电压,第一DC/DC转换器320的第一端是用于连接AC/DC转换器310和第二DC/DC转换器330的一端。
母线平衡电压Ubalance是为充电系统设计的电压,通常可以等于充电系统的额定母线电压。对于三相交流电源而言,母线平衡电压Ubalance例如可以设置为650V至850V。
本申请实施例中,充放电装置中除了设置有AC/DC转换器和第一DC/DC转换器之外,还额外设置有连接在第一DC/DC转换器与AC/DC转换器之间的第二DC/DC转换器,因此电池可以将电量释放至与第二DC/DC转换器相连的储能单元,提升充放电装置的输出能力。充放电装置可以根据储能单元的SOC以及放电过程中的母线电压,确定将电池的电量释放至储能单元和交流电源中的一个或两个,从而保证放电过程的稳定和平衡。
首先,结合图4至图6,描述电池向储能单元340和/或交流电源放电的过程。
可选地,控制单元210可以首先基于BMS发送的第一放电电压和第一放电电流,设置第一DC/DC转换器320的输入功率为其第一输入功率WDC/DC1-IN1,并获取储能单元340的SOC,根据储能单元340的SOC控制功率转换单元130,以将电池的电量释放至交流电源和/或储能单元340。
第一DC/DC转换器320的输入功率例如可以设置为等于电池的放电需求功率WSUM1,即WDC/DC1-IN1=WsUM1,电池的放电需求功率WSUM1例如可以是第一放电电流与第一放电电压的乘积。
控制单元210需要实时获取充放电装置200的母线电压Ubus。例如,用于检测母线电压Ubus的检测电路实时检测母线电压,并将检测到的母线电压Ubus发送给控制单元210。母线电压Ubus可以按照一定频率来进行实时检测。
情况1
储能单元340的SOC小于第三阈值。
这时,开启第二DC/DC转换器330,以通过第一DC/DC转换器320和第二DC/DC转换器330将电池的电量释放至储能单元340。
在一种实现方式中,在电池向储能单元340放电的过程中,若母线电压Ubus大于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub1,调整第二DC/DC转换器330的输入功率至第二DC/DC转换器330的第一输入功率WDC/DC2-IN1,其中第二DC/DC转换器330的第一输入功率WDC/DC2-IN1小于或等于第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的第一输入功率WDC/DC2-IN1工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于该预设值Ub1。
在另一种实现方式中,在电源向储能单元340放电的过程中,若母线电压Ubus大于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub1,调整第二DC/DC转换器330的输入功率至第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN,开启AC/DC转换器310,并调整AC/DC转换器310的输入功率至AC/DC转换器310的第一输入功率WAC/DC-IN1,以通过AC/DC转换器310和第一DC/DC转换器320将电池的电量同时释放至交流电源。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN工作,且AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的第一输入功率WAC/DC-IN1工作时,母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于该预设值Ub1。
具体来说,在情况1中,储能单元340的SOC小于第三阈值,开启第二DC/DC转换器330,优先将电池的电量释放至储能单元340。在电池向储能单元340放电的过程中,如果Ubus>Ubalance+Ub1,则调整第二DC/DC转换器330的输入功率直至|Ubus-Ubalance|<Ub1。如果第二DC/DC转换器330的输入功率被调整至其最大输入功率PMAXDC/DC2-IN时,仍然Ubus>Ubalance+Ub1,则开启AC/DC转换器310,从而将电池的电量同时释放至交流电源。调整AC/DC转换器310的输入功率从0开始增加,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1。
这样,当储能单元的SOC较小时,优先将电池的电量释放至储能单元,以补充储能单元中存储的电量,并在母线电压与母线平衡电压之间相差较大时,再将电池的电量同时释放至交流电源,由交流电源和储能单元一起接收电池释放的电量,从而使母线电压与母线平衡电压之保持平衡,以便充放电装置在稳定的状态下使电池释放其电量。
可选地,控制单元210还用于:接收BMS发送的第二放电请求,第二放电请求包括第二放电电压和第二放电电流;基于第二放电电压和第二放电电流,设置第一DC/DC转换器的输入功率为第一DC/DC转换器的第二输入功率WDC/DC1-IN2,第一DC/DC转换器的第二输入功率WDC/DC1-IN2小于第一DC/DC转换器的第一输入功率WDC/DC1-IN1。
应理解,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance之间的差值无法始终小于预设值Ub1,例如,由于放电请求中的放电电流和放电电压是可以随时变化的,因此母线电压Ubus也会发生变化,如果接收到BMS发送的第二放电电压和第二放电电流,需要重新设置第一DC/DC转换器320的输入功率,如果重新设置的该输入功率变小,母线电压Ubus可能会减小。这时就需要相应地减小第二DC/DC转换器230和AC/DC转换器210的输入功率。
在一种实现方式中,在电池向储能单元340和交流电源放电的过程中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压与母线平衡电压的差值超过预设值Ub1,保持第二DC/DC转换器330的输入功率为第二DC/DC转换器的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN,并调整AC/DC转换器310的第一输入功率WAC/DC-IN1减少至AC/DC转换器的第二输入功率WAC/DC-IN2。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN工作且AC/DC转换器基于AC/DC转换器的第二输入功率WAC/DC-IN2工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于预设值Ub1。
在另一种实现方式中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub1,调整AC/DC转换器310的第一输入功率至零,并将第二DC/DC转换器330的输入功率从第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN调整至第二DC/DC转换器330的第二输入功率WDC/DC2-IN2。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的第二输入功率WDC/DC2-IN2工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于预设值Ub1。
可见,当Ubalance-Ub1<Ubus<Ubalance+Ub1(即|Ubus-Ubalance|<Ub1)时,可以保持第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的状态和输入功率不变;当Ubus<Ubalance-Ub1时,需要优先减小AC/DC转换器310的输入功率,如果AC/DC转换器310的输入功率被减小至0时,仍然Ubus<Ubalance-Ub1,则接着减小第二DC/DC转换器330的输入功率。
下面以图4为例,详细描述储能单元340的SOC小于第三阈值的情况下如何使电池释放电量,图4所示的流程400包括以下步骤中的部分或全部。
步骤401:检测是否接收到电池的BMS发送的第一放电请求。
其中,第一放电请求包括第一放电电流和第一放电电压。
如果接收到BMS发送的第一放电请求,则执行步骤402。
步骤402:基于第一放电电压和第一放电电流,设置第一DC/DC转换器320的输入功率为第一DC/DC转换器320的第一输入功率WDC/DC1-IN1。
例如,可以是设置WDC/DC1-IN1=第一放电电压×第一放电电流。
步骤403:获取储能单元340的SOC。
应理解,此处不限定步骤403的执行时机,图4仅为示例,步骤403可以在步骤402之后执行,也可以在步骤401之前执行,只要步骤403在步骤404之前执行即可。
步骤404:判断储能单元340的SOC是否小于第三阈值。
第三阈值可以根据储能单元的特性来设定,例如可以设置为10%、20%或30%。
其中,在步骤404中,若判断储能单元340的SOC小于第三阈值,则执行步骤405。
步骤405:开启第二DC/DC转换器330。
由于第二DC/DC转换器330的充电模式被开启,因此电池的电量可以释放至储能单元340。
步骤406:判断是否Ubus>Ubalance+Ub1。
在步骤406中,如果判断Ubus>Ubalance+Ub1,则执行步骤407至步骤409。
步骤407:开启第二DC/DC转换器330并调整其输入功率。
例如,从0开始逐步增加第二DC/DC转换器330的输入功率。
步骤408:判断第二DC/DC转换器330的输入功率是否达到第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN。
第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN,例如可以基于储能单元340的放电能力确定。储能单元340能够接收的电量越多,第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN可以设置的越大。
步骤407和步骤408需要并行执行,即,调整第二DC/DC转换器330的输出功率,并在调整过程中判断第二DC/DC转换器330的输入功率是否达到第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN。具体来说,调整第二DC/DC转换器330的输入功率时,实时获取母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1时停止调整第二DC/DC转换器330的输入功率。此时,若第二DC/DC转换器330的输入功率还未达到第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN,则保持AC/DC转换器310处于断开状态。假设此时第二DC/DC转换器330的输入功率被调整至第二DC/DC转换器330的第一输入功率WDC/DC2-IN1,那么,在第二DC/DC转换器330基于其第一输入功率WDC/DC2-IN1工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub1。
也就是说,第二DC/DC转换器330的输入功率还未被调整至其最大输入功率PMAXDC/DC2-IN,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub1,那么此时无需再开启AC/DC转换器310。
然而,如果第二DC/DC转换器330的输入功率被调整至其最大输入功率PMAXDC/DC2-IN时,仍然Ubus>Ubalance+Ub1,则执行步骤409。
步骤409:开启AC/DC转换器310并对AC/DC转换器310的输入功率进行调整。
由于AC/DC转换器310开启了电网对汽车(grid to vehicle,G2V)模式,此时可以将电池的电量同时释放至交流电源。控制单元210调整AC/DC转换器310的输入功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1,假设此时AC/DC转换器310的输入功率被调整至其第一输入功率WAC/DC-IN1。这时,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的最大输入功率PMAXDC/DC2-IN工作,且AC/DC转换器310在AC/DC转换器310的第一输入功率WAC/DC-IN1工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub1。
在步骤406中,如果判断Ubus<Ubalance+Ub1,则执行步骤410至步骤413。
步骤410:判断是否Ubus>Ubalance-Ub1。
如果Ubalance-Ub<Ubus<Ubalance+Ub,那么维持AC/DC转换器310和第二DC/DC转换器330的工作状态和功率不变;如果Ubus<Ubalance-Ub1,那么执行步骤411和步骤412。
步骤411:调整AC/DC转换器310的输入功率。
步骤412:判断AC/DC转换器310的输入功率是否达到0。
步骤411和步骤412需要并行执行,即,调整AC/DC转换器310的输入功率,并在调整过程中判断AC/DC转换器310的输入功率是否由其第一输入功率WAC/DC-IN1被调整至0。具体来说,调整AC/DC转换器310的输入功率时,实时检测母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1时停止调整AC/DC转换器310输入功率。此时,若AC/DC转换器310的输入功率还未达到0,则无需对第二DC/DC转换器330进行任何调整。假设此时AC/DC转换器310的输入功率为AC/DC转换器310的第二输入功率WAC/DC-IN2,那么,在AC/DC转换器310基于其第二输入功率WAC/DC-IN2工作且第二DC/DC转换310基于其最大输入功率PMAXDC/DC2-IN工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub1。
也就是说,AC/DC转换器310的输入功率还未被调整至0,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub1,那么此时无需再对第二DC/DC转换器330的输入功率进行调整。
然而,如果AC/DC转换器310的输入功率被调整至0时,仍然Ubus<Ubalance-Ub1,则执行步骤413。
步骤413:调整第二D/DC转换器330的输入功率。
控制单元210调整第二DC/DC转换器330的输入功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1,假设此时第二DC/DC转换器330的输入功率被调整至其第二输入功率WDC/DC2-IN2。这时,在第二DC/DC转换器330基于其第二输入功率WDC/DC2-IN2工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub1。
情况2
储能单元340的SOC大于第三阈值且小于第四阈值。
这时,开启AC/DC转换器310,以通过第一DC/DC转换器320和AC/DC转换器310将电池的电量释放至交流电源。
在一种实现方式中,在将电池的电量释放至交流电源的过程中,若母线电压Ubus大于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub1,调整AC/DC转换器310的输入功率至AC/DC转换器310的第三输入功率WAC/DC-IN3,AC/DC转换器310的第三输入功率WAC/DC-IN3小于或等于AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN。
其中,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的第三输入功率WAC/DC-IN3工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于该预设值Ub1。
在另一种实现方式中,在将电池的电量释放至交流电源的过程中,若母线电压Ubus大于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub1,调整AC/DC转换器310的输入功率至AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN,开启第二DC/DC转换器330,并调整第二DC/DC转换器330的输入功率至第二DC/DC转换器330的第三输入功率WDC/DC2-IN3,以通过第一DC/DC转换器320和第二DC/DC转换器330将电池的电量同时释放至储能单元340。
其中,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN工作,且第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的第三输入功率WDC/DC2-IN3工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于预设值Ub1。
具体来说,在情况2中,储能单元340的SOC大于第三阈值且小于第四阈值,开启第二DC/DC转换器330,优先将电池的电量释放至交流电源。在电池向交流电源放电的过程中,如果Ubus>Ubalance+Ub1,则调整AC/DC转换器310的输入功率直至|Ubus-Ubalance|<Ub1。如果AC/DC转换器310的输入功率被调整至其最大输入功率PMAXAC/DC-IN时,仍然Ubus>Ubalance+Ub1,则开启第二DC/DC转换器330,从而将电池的电量同时释放至储能单元340。调整第二DC/DC转换器330的输入功率从0开始增加,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1。
这样,当储能单元的SOC在合适的范围时,优先将电池的电量释放至交流电源,以避免储能单元中存储的电量超过其容量,并在母线电压与母线平衡电压之间相差较大时,再将电池的电量同时释放至储能单元,由储能单元和交流电源一起接收电池释放的电量,从而使母线电压与母线平衡电压之保持平衡,以便充放电装置在稳定的状态下使电池释放电量。
可选地,控制单元210还用于:接收BMS发送的第三放电请求,第三放电请求包括第三放电电压和第三放电电流;基于第三放电电压和第三放电电流,设置第一DC/DC转换器320的输入功率为第一DC/DC转换器320的第三输入功率WDC/DC1-IN3,第一DC/DC转换器的第三输入功率WDC/DC1-IN3小于第一DC/DC转换器320第一输入功率WDC/DC1-IN1。
应理解,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance之间的差值无法始终小于预设值Ub1,例如,由于放电请求中的放电电流和放电电压是可以随时变化的,因此母线电压Ubus也会发生变化,如果接收到BMS发送的第三放电电压和第三放电电流,需要重新设置第一DC/DC转换器320的输入功率,如果重新设置的该输入功率变小,母线电压Ubus可能会减小。这时就需要相应地减小第二DC/DC转换器230和AC/DC转换器210的输入功率。
在一种实现方式中,在电池向储能单元340和交流电源放电的过程中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压与母线平衡电压的差值超过预设值Ub1,保持AC/DC转换器310的输入功率为AC/DC转换器的最大输入功率PMAXAC/DC-IN,并调整第二DC/DC转换器330的第三输入功率WDC/DC2-IN3减少至第二DC/DC转换器的第四输入功率WDC/DC2-IN4。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器的第四输入功率WDC/DC2-IN3工作且AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于预设值Ub1。
在另一种实现方式中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压与母线平衡电压的差值超过预设值Ub1,调整第二DC/DC转换器的第三输入功率WDC/DC2-IN3至零,并将AC/DC转换器310的输入功率从AC/DC转换器的最大输入功率PMAXAC/DC-IN调整至AC/DC转换器的第四输入功率WAC/DC-IN4。
其中,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的第四输入功率WAC/DC-IN4工作且第二DC/DC转换器330的输入功率为零时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于预设值Ub1。
可见,当Ubalance-Ub1<Ubus<Ubalance+Ub1(即|Ubus-Ubalance|<Ub1)时,可以保持第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的状态和输入功率不变;当Ubus<Ubalance-Ub1时,需要优先减小第二DC/DC转换器330的输入功率,如果第二DC/DC转换器330的输入功率被减小至0时,仍然Ubus<Ubalance-Ub1,则接着减小AC/DC转换器310的输入功率。
下面以图5为例,详细描述储能单元340的SOC大于第三阈值且小于第四阈值的情况下如何使电池释放电量,图5所示的流程500包括以下步骤中的部分或全部。
步骤501:检测是否接收到电池的BMS发送的第一放电请求。
其中,第一放电请求包括第一放电电流和第一放电电压。
如果接收到BMS发送的第一放电请求,则执行步骤502。
步骤502:基于第一放电电压和第一放电电流,设置第一DC/DC转换器320的输入功率为第一DC/DC转换器320的第一输入功率WDC/DC1-IN1。
例如,可以是设置WDC/DCI-IN1=第一放电电压×第一放电电流。
步骤503:获取储能单元340的SOC。
应理解,此处不限定步骤503的执行时机,图5仅为示例,步骤503可以在步骤502之后执行,也可以在步骤501之前执行,只要步骤503在步骤504之前执行即可。
步骤504:判断储能单元340的SOC是否大于第三阈值且小于第四阈值。
第三阈值和第四阈值可以根据储能单元340的特性来设定,例如第三阈值可以设置为10%、20%或30%,第四阈值可以设置为70%、80%或90%。
其中,在步骤504中,若判断储能单元340的SOC大于第三阈值且小于第四阈值,则执行步骤505。
步骤505:开启AC/DC转换器310。
由于AC/DC转换器310的G2V模式被开启,因此电池的电量可以释放至储能单元340。
步骤506:判断是否Ubus>Ubalance+Ub1。
在步骤506中,如果判断Ubus>Ubalance+Ub1,则执行步骤507至步骤509。
步骤507:开启AC/DC转换器310并调整其输入功率。
例如,从0开始逐步增加AC/DC转换器310的输入功率。
步骤508:判断AC/DC转换器310的输入功率是否达到AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN。
步骤507和步骤508需要并行执行,即,调整AC/DC转换器310的输出功率,并在调整过程中判断AC/DC转换器310的输入功率是否达到AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN。具体来说,调整AC/DC转换器310的输入功率时,实时获取母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1时停止调整AC/DC转换器310的输入功率。此时,若AC/DC转换器310的输入功率还未达到AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN,则保持第二DC/DC转换器310处于断开状态。假设此时AC/DC转换器310的输入功率被调整至AC/DC转换器310的第三输入功率WAC/DC-IN3,那么,在AC/DC转换器310基于其第三输入功率WAC/DC-IN3工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub1。
也就是说,AC/DC转换器310的输入功率还未被调整至其最大输入功率PMAXAC/DC-IN,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub1,那么此时无需再开启第二DC/DC转换器330。
然而,如果AC/DC转换器310的输入功率被调整至其最大输入功率PMAXAC/DC-IN时,仍然Ubus>Ubalance+Ub1,则执行步骤509。
步骤509:开启第二DC/DC转换器310并对第二DC/DC转换器310的输入功率进行调整。
由于第二DC/DC转换器310开启了充电模式,此时还可以通过将电池的电量同时释放至储能单元340。控制单元210调整第二DC/DC转换器330的输入功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1,假设此时第二DC/DC转换器330的输入功率被调整至其第三输入功率WDC/DC2-IN3。这时,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-IN工作,且第二DC/DC转换器330在第二DC/DC转换器330的第三输出功率WDC/DC2-IN3工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub1。
在步骤506中,如果判断Ubus<Ubalance+Ub1,则执行步骤510至步骤513。
步骤510:判断是否Ubus>Ubalance-Ub1。
如果Ubalance-Ub<Ubus<Ubalance+Ub,那么维持第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的工作状态和功率不变;如果Ubus<Ubalance-Ub1,那么需要执行步骤511和步骤512。
步骤511:调整第二DC/DC转换器330的输入功率。
步骤512:判断第二DC/DC转换器330的输入功率是否达到0。
步骤511和步骤512需要并行执行,即,调整第二DC/DC转换器330的输入功率,并在调整过程中判断第二DC/DC转换器330的输入功率是否由其第三输入功率WDC/DC2-IN3被调整至0。具体来说,调整第二DC/DC转换器330的输入功率时,实时检测母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1时停止调整第二DC/DC转换器330的输入功率。此时,若第二DC/DC转换器330的输入功率还未达到0,则无需对AC/DC转换器310进行任何调整。假设此时第二DC/DC转换器330的输入功率为第二DC/DC转换器330的第四输入功率WDC/DC2-IN4,那么,在第二DC/DC转换器330基于其第四输入功率WDC/DC2-IN4工作且AC/DC转换310基于其最大输入功率PMAXAC/DC-IN工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub1。
也就是说,第二DC/DC转换器330的输入功率还未被调整至0,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub1,那么此时无需再对AC/DC转换器310的输入功率进行调整。
然而,如果第二DC/DC转换器330的输入功率被调整至0时,仍然Ubus<Ubalance-Ub1,则执行步骤513。
步骤513:调整AC/DC转换器310的输入功率。
控制单元210调整AC/DC转换器310的输入功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1,假设此时AC/DC转换器310的输入功率被调整至其第四输入功率WAC/DC-IN4。这时,在AC/DC转换器310基于其第四输入功率WAC/DC-IN4工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub1。
情况3
储能单元340的SOC大于第四阈值。
这时,开启AC/DC转换器310,以通过第一DC/DC转换器320和AC/DC转换器310将电池的电量释放至交流电源,并控制第二DC/DC转换器330断开,以禁止通过第一DC/DC转换器320和第二DC/DC转换器330将电池的电量释放至储能单元340。
在一种实现方式中,在将电池的电量释放至交流电源的过程中,若母线电压Ubus大于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub1,调整AC/DC转换器310的输入功率至AC/DC转换器310的第五输入功率WAC/DC-IN5,AC/DC转换器310的第五输入功率WAC/DC-IN5小于或等于AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN。
其中,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的第五输入功率WAC/DC-IN5工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于该预设值Ub1。
在另一种实现方式中,在将电池的电量释放至交流电源的过程中,若母线电压Ubus大于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub1,调整AC/DC转换器310的输入功率至AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN,并设置第一DC/DC转换器320的输入功率等于AC/DC转换器的最大输入功率PMAXAC/DC-IN。
具体来说,在情况3中,储能单元340的SOC大于第四阈值,储能单元340无法承受多余的电量,因此开启AC/DC转换器310,将电池的电量仅释放至交流电源,并控制第二DC/DC转换器330处于断开状态,以禁止将电池的电量释放至储能单元340。在电池向交流电源放电的过程中,如果Ubus>Ubalance+Ub1,则调整AC/DC转换器310的输入功率直至|Ubus-Ubalance|<Ub1。当AC/DC转换器310的输入功率被调整至其最大输入功率PMAXAC/DC-IN时,第一DC/DC转换器320的输入功率相应地调整至等于AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN,以使电池通过第一DC/DC转换器320和AC/DC转换器310按照PMAXAC/DC-IN向交流电源放电。
这样,当储能单元的SOC较大时,将电池的电量仅释放至交流电源,以避免储能单元中存储的电量超过其容量。
类似地,如果发生例如BMS发送的放电请求中的放电电流和/或放电电压变化的等情况,而导致Ubus<Ubalance-Ub1,则需要减小AC/DC转换器310的输入功率。
下面以图6为例,详细描述储能单元340的SOC大于第四阈值的情况下如何使电池释放电量,图6所示的流程600包括以下步骤中的部分或全部。
步骤601:检测是否接收到电池的BMS发送的第一放电请求。
其中,第一放电请求包括第一放电电流和第一放电电压。
如果接收到BMS发送的第一放电请求,则执行步骤602。
步骤602:基于第一放电电压和第一放电电流,设置第一DC/DC转换器320的输入功率为第一DC/DC转换器320的第一输入功率WDC/DC1-IN1。
例如,可以是设置WDC/DC1-IN1=第一放电电压×第一放电电流。
步骤603:获取储能单元340的SOC。
应理解,此处不限定步骤603的执行时机,图6仅为示例,步骤603可以在步骤602之后执行,也可以在步骤601之前执行,只要步骤603在步骤604之前执行即可。
步骤604:判断储能单元340的SOC是否大于第四阈值。
第四阈值可以根据储能单元340的特性来设定,例如设置为70%、80%或90%。
其中,在步骤604中,若判断储能单元340的SOC大于第四阈值,则执行步骤605。
步骤605:开启AC/DC转换器310,断开第二DC/DC变换器330。
由于AC/DC转换器310的G2V模式被开启,因此电池的电量可以释放至交流电源。第二DC/DC变换器330被断开,因此电池的电量不会释放至储能单元340。
步骤606:判断是否Ubus>Ubalance+Ub1。
在步骤606中,如果判断Ubus>Ubalance+Ub1,则执行步骤607至步骤609。
步骤607:开启AC/DC转换器310并调整其输入功率。
例如,从0开始逐步增加AC/DC转换器310的输入功率。
步骤608:判断AC/DC转换器310的输入功率是否达到AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN。
步骤607和步骤608需要并行执行,即,调整AC/DC转换器310的输出功率,并在调整过程中判断AC/DC转换器310的输入功率是否达到AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN。具体来说,调整AC/DC转换器310的输入功率时,实时获取母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1时停止调整AC/DC转换器310的输入功率。此时,若AC/DC转换器310的输入功率还未达到AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN,则保持第二DC/DC转换器310处于断开状态。假设此时AC/DC转换器310的输入功率被调整至AC/DC转换器310的第五输入功率WAC/DC-IN5,那么,在AC/DC转换器310基于其第五输入功率WAC/DC-IN5工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub1。
也就是说,AC/DC转换器310的输入功率还未被调整至其最大输入功率PMAXAC/DC-IN,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub1。如果AC/DC转换器310的输入功率被调整至其最大输入功率PMAXAC/DC-IN时,仍然Ubus>Ubalance+Ub1,则执行步骤609。
步骤609调整第一DC/DC转换器320的输入功率。
由于第二DC/DC转换器310断开,因此即便AC/DC转换器310的输入功率被调整至其最大输入功率PMAXAC/DC-IN时仍然Ubus>Ubalance+Ub1,也无法通过储能单元340来接收电池释放的电量,这时,只能将第一DC/DC转换器320的输入功率调整至等于AC/DC转换器310的最大输入功率PMAXAC/DC-IN,以使电池通过第一DC/DC转换器320和AC/DC转换器310按照PMAXAC/DC-IN向交流电源放电。
在步骤606中,如果判断Ubus<Ubalance+Ub1,则执行步骤610。
步骤610:判断是否Ubus>Ubalance-Ub1。
如果Ubalance-Ub<Ubus<Ubalance+Ub,那么维持第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的工作状态和功率不变;如果|Ubus-Ubalance|>Ub1,那么执行步骤611。
步骤611:调整AC/DC转换器330的输入功率。
控制单元210调整AC/DC转换器310的输入功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub1。
上面结合图4至图6描述了电池向储能单元340和/或交流电源放电的过程,下面结合图7至图9描述储能单元340和/或交流电源向电池充电的过程。
可选地,控制单元210可以首先基于BMS发送的第一充电电压和第一充电电流,设置第一DC/DC转换器320的输出功率为其第一输出功率WDC/DC1-OUT1,并获取储能单元340的SOC,根据储能单元340的SOC控制功率转换单元130,以将通过交流电源和/或储能单元340向电池充电。
第一DC/DC转换器320的输出功率例如可以设置为等于电池的充电需求功率WSUM2,即WDC/DC1-OUT1=WSUM2,电池的充电需求功率WSUM2例如可以是第一充电电流与第一充电电压的乘积。
控制单元210需要实时获取充充电装置200的母线电压Ubus。例如,用于检测母线电压Ubus的检测电路实时检测母线电压,并将检测到的母线电压Ubus发送给控制单元210。母线电压Ubus可以按照一定频率来进行实时检测。
情况1
储能单元340的SOC大于第一阈值。
这时,开启第二DC/DC转换器330,以通过第一DC/DC转换器320和第二DC/DC转换器330由储能单元340向电池充电。
在一种实现方式中,在储能单元340向电池充电的过程中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub2,调整第二DC/DC转换器330的输出功率至第二DC/DC转换器330的第一输出功率WDC/DC2-OUT1,其中第二DC/DC转换器330的第一输出功率WDC/DC2-OUT1小于或等于第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的第一输出功率WDC/DC2-OUT1工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于该预设值Ub2。
在另一种实现方式中,在储能单元340向电池充电的过程中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub2,调整第二DC/DC转换器330的输出功率至第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT,开启AC/DC转换器310,并调整AC/DC转换器310的输出功率至AC/DC转换器310的第一输出功率WAC/DC-OUT1,以通过AC/DC转换器310和第一DC/DC转换器320由交流电源同时向电池充电。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT工作,且AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的第一输出功率WAC/DC-OUT1工作时,母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于该预设值Ub2。
具体来说,在情况1中,储能单元340的SOC大于第一阈值,开启第二DC/DC转换器330,优先通过储能单元340对电池充电。在储能单元340向电池充电充电的过程中,如果Ubus<Ubalance-Ub2,则调整第二DC/DC转换器330的输出功率直至|Ubus-Ubalance|<Ub2。如果第二DC/DC转换器330的输出功率被调整至其最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT时,仍然Ubus<Ubalance-Ub2,则开启AC/DC转换器310,从而通过交流电源同时向电池充电。调整AC/DC转换器310的输出功率从0开始增加,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2。
这样,当储能单元的SOC较大时,优先使用储能单元向电池充电,以释放储能单元中存储的电量,为后续接收电池释放的电量做准备,并在母线电压与母线平衡电压之间相差较大时,开启交流电源,以由交流电源和储能单元一起向电池充电,从而使母线电压与母线平衡电压之保持平衡,以便充放电装置在稳定的状态下对电池进行充电。
可选地,控制单元210还用于:接收BMS发送的第二充电请求,第二充电请求包括第二充电电压和第二充电电流;基于第二充电电压和第二充电电流,设置第一DC/DC转换器的输出功率为第一DC/DC转换器的第二输出功率WDC/DC1-OUT2,第一DC/DC转换器的第二输出功率WDC/DC1-OUT2小于第一DC/DC转换器的第一输出功率WDC/DC1-OUT1。
应理解,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance之间的差值无法始终小于预设值Ub2,由于充电请求中的充电电流和充电电压是可以随时变化的,因此母线电压Ubus也会发生变化,如果接收到BMS发送的第二充电电压和第二充电电流,需要重新设置第一DC/DC转换器320的输出功率,如果重新设置的该输出功率变小,母线电压Ubus可能会变大。这时就需要相应地减小第二DC/DC转换器230和AC/DC转换器210的输出功率。
在一种实现方式中,在储能单元340和交流电源向电池充电的过程中,若母线电压Ubus大于母线平衡电压Ubalance且母线电压与母线平衡电压的差值超过预设值Ub2,保持第二DC/DC转换器330的输出功率为第二DC/DC转换器的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT,并调整AC/DC转换器310的第一输出功率WAC/DC-OUT1减少至AC/DC转换器的第二输出功率WAC/DC-OUT2。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT工作且AC/DC转换器基于AC/DC转换器的第二输出功率WAC/DC-OUT2工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于预设值Ub2。
在另一种实现方式中,若母线电压Ubus大于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub2,调整AC/DC转换器310的第一输出功率至零,并将第二DC/DC转换器330的输出功率从第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT调整至第二DC/DC转换器330的第二输出功率WDC/DC2-OUT2。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的第二输出功率WDC/DC2-OUT2工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于预设值Ub2。
可见,当Ubalance-Ub2<Ubus<Ubalance+Ub2(即|Ubus-Ubalance|<Ub2)时,可以保持第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的状态和输出功率不变;当Ubus>Ubalance+Ub2时,需要优先减小AC/DC转换器310的输出功率,如果AC/DC转换器310的输出功率被减小至0时,仍然Ubus>Ubalance+Ub2,则接着减小第二DC/DC转换器330的输出功率。
下面以图7为例,详细描述储能单元340的SOC大于第一阈值的情况下如何对电池充电,图7所示的流程700包括以下步骤中的部分或全部。
步骤701:检测是否接收到电池的BMS发送的第一充电请求。
其中,第一充电请求包括第一充电电流和第一充电电压。
如果接收到BMS发送的第一充电请求,则执行步骤702。
步骤702:基于第一充电电压和第一充电电流,设置第一DC/DC转换器320的输出功率为第一DC/DC转换器320的第一输出功率WDC/DC1-OUT1。
例如,可以是设置WDC/DC1-OUT1=第一充电电压×第一充电电流。
步骤703:获取储能单元340的SOC。
应理解,此处不限定步骤703的执行时机,图7仅为示例,步骤703可以在步骤702之后执行,也可以在步骤701之前执行,只要步骤703在步骤704之前执行即可。
步骤704:判断储能单元340的SOC是否大于第一阈值。
第一阈值可以根据储能单元340的特性来设定,例如可以设置为70%、80%或90%。
其中,在步骤704中,若判断储能单元340的SOC大于第一阈值,则执行步骤705。
步骤705:开启第二DC/DC转换器330。
由于第二DC/DC转换器330的放电模式被开启,因此可以通过储能单元340向电池充电。
步骤706:判断是否Ubus<Ubalance-Ub2。
在步骤706中,如果判断Ubus<Ubalance-Ub2,则执行步骤707至步骤709。
步骤707:开启第二DC/DC转换器330并调整其输出功率。
例如,从0开始逐步增加第二DC/DC转换器330的输出功率。
步骤708:判断第二DC/DC转换器330的输出功率是否达到第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT。
第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT,例如可以基于储能单元340的放电能力确定。储能单元340能够释放的电量越多,第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT可以设置的越大。
步骤707和步骤708需要并行执行,即,调整第二DC/DC转换器330的输出功率,并在调整过程中判断第二DC/DC转换器330的输出功率是否达到第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT。具体来说,调整第二DC/DC转换器330的输出功率时,实时获取母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2时停止调整第二DC/DC转换器330的输出功率。此时,若第二DC/DC转换器330的输出功率还未达到第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT,则保持AC/DC转换器310处于断开状态。假设此时第二DC/DC转换器330的输出功率被调整至第二DC/DC转换器330的第一输出功率WDC/DC2-OUT1,那么,在第二DC/DC转换器330基于其第一输出功率WDC/DC2-OUT1工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub2。
也就是说,第二DC/DC转换器330的输出功率还未被调整至其最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub2,那么此时无需再开启AC/DC转换器310。
然而,如果第二DC/DC转换器330的输出功率被调整至其最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT时,仍然Ubus<Ubalance-Ub2,则执行步骤709。
步骤709:开启AC/DC转换器310并对AC/DC转换器310的输出功率进行调整。
由于AC/DC转换器310开启了V2G模式,此时可以通过交流电源同时向电池充电。控制单元210调整AC/DC转换器310的输出功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2,假设此时AC/DC转换器310的输出功率被调整至其第一输出功率WAC/DC-OUT1。这时,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT工作,且AC/DC转换器310在AC/DC转换器310的第一输出功率WAC/DC-OUT1工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub2。
在步骤706中,如果判断Ubus>Ubalance-Ub2,则执行步骤710至步骤713。
步骤710:判断是否Ubus<Ubalance+Ub2。
如果Ubalance-Ub<Ubus<Ubalance+Ub,那么维持AC/DC转换器310和第二DC/DC转换器330的工作状态和功率不变;如果Ubus>Ubalance+Ub2,那么执行步骤711和步骤712。
步骤711:调整AC/DC转换器310的输出功率。
步骤712:判断AC/DC转换器310的输出功率是否达到0。
步骤711和步骤712需要并行执行,即,调整AC/DC转换器310的输出功率,并在调整过程中判断AC/DC转换器310的输出功率是否由其第一输出功率WAC/DC-OUT1被调整至0。具体来说,调整AC/DC转换器310的输出功率时,实时检测母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2时停止调整AC/DC转换器310输出功率。此时,若AC/DC转换器310的输出功率还未达到0,则无需对第二DC/DC转换器330进行任何调整。假设此时AC/DC转换器310的输出功率为AC/DC转换器310的第二输出功率WAC/DC-OUT2,那么,在AC/DC转换器310基于其第二输出功率WAC/DC-OUT2工作且第二DC/DC转换310基于其最大输出功率PMAXDC/DC2-OUT工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub2。
也就是说,AC/DC转换器310的输出功率还未被调整至0,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub2,那么此时无需再对第二DC/DC转换器330的输出功率进行调整。
然而,如果AC/DC转换器310的输出功率被调整至0时,仍然Ubus>Ubalance+Ub2,则执行步骤713。
步骤713:调整第二D/DC转换器330的输出功率。
控制单元210调整第二DC/DC转换器330的输出功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2,假设此时第二DC/DC转换器330的输出功率被调整至其第二输出功率WDC/DC2-OUT2。这时,在第二DC/DC转换器330基于其第二输出功率WDC/DC2-OUT2工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub2。
情况2
储能单元340的SOC大于第二阈值且小于第一阈值。
这时,开启AC/DC转换器310,以通过第一DC/DC转换器320和AC/DC转换器310由交流电源向电池充电。
在一种实现方式中,在交流电源向电池充电的过程中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub2,调整AC/DC转换器310的输出功率至AC/DC转换器310的第三输出功率WAC/DC-OUT3,AC/DC转换器310的第三输出功率WAC/DC-OUT3小于或等于AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT。
其中,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的第三输出功率WAC/DC-OUT3工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于该预设值Ub2。
在另一种实现方式中,在将电池的电量释放至交流电源的过程中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub2,调整AC/DC转换器310的输出功率至AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT,开启第二DC/DC转换器330,并调整第二DC/DC转换器330的输出功率至第二DC/DC转换器330的第三输出功率WDC/DC2-OUT3,以通过第一DC/DC转换器320和第二DC/DC转换器330由储能单元340同时向电池充电。
其中,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT工作,且第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器330的第三输出功率WDC/DC2-OUT3工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于预设值Ub2。
具体来说,在情况2中,储能单元340的SOC大于第二阈值且小于第一阈值,开启第二DC/DC转换器330,优先由交流电源向电池充电。在交流电源向电池充电的过程中,如果Ubus<Ubalance-Ub2,则调整AC/DC转换器310的输出功率直至|Ubus-Ubalance|<Ub2。如果AC/DC转换器310的输出功率被调整至其最大输出功率PMAXAC/DC-OUT时,仍然Ubus<Ubalance-Ub2,则开启第二DC/DC转换器330,从而将电池的电量同时释放至储能单元340。调整第二DC/DC转换器330的输出功率从0开始增加,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2。
在该实施例中,当储能单元的SOC在合适的范围时,优先使用交流电源向电池充电,并在母线电压与母线平衡电压之间相差较大时,开启储能单元,以由储能单元和交流电源一起向电池充电,从而使母线电压与母线平衡电压之保持平衡,以便充放电装置在稳定的状态下对电池进行充电。
可选地,控制单元210还用于:接收BMS发送的第三充电请求,第三充电请求包括第三充电电压和第三充电电流;基于第三充电电压和第三充电电流,设置第一DC/DC转换器320的输出功率为第一DC/DC转换器320的第三输出功率WDC/DC1-OUT3,第一DC/DC转换器的第三输出功率WDC/DC1-OUT3小于第一DC/DC转换器320第一输出功率WDC/DC1-OUT1。
应理解,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance之间的差值无法始终小于预设值Ub2,由于充电请求中的充电电流和充电电压是可以随时变化的,因此母线电压Ubus也会发生变化,如果接收到BMS发送的第三充电电压和第三充电电流,需要重新设置第一DC/DC转换器320的输出功率,如果重新设置的该输出功率变小,母线电压Ubus可能会变大。这时就需要相应地减小第二DC/DC转换器230和AC/DC转换器210的输出功率。
在一种实现方式中,在电池向储能单元340和交流电源充电的过程中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压与母线平衡电压的差值超过预设值Ub2,保持AC/DC转换器310的输出功率为AC/DC转换器的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT,并调整第二DC/DC转换器330的第三输出功率WDC/DC2-OUT3减少至第二DC/DC转换器的第四输出功率WDC/DC2-OUT4。
其中,在第二DC/DC转换器330基于第二DC/DC转换器的第四输出功率WDC/DC2-OUT3工作且AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于预设值Ub2。
在另一种实现方式中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压与母线平衡电压的差值超过预设值Ub2,调整第二DC/DC转换器的第三输出功率WDC/DC2-OUT3至零,并将AC/DC转换器310的输出功率从AC/DC转换器的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT调整至AC/DC转换器的第四输出功率WAC/DC-OUT4。
其中,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的第四输出功率WAC/DC-OUT4工作且第二DC/DC转换器330的输出功率为零时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于预设值Ub2。
可见,当Ubalance-Ub2<Ubus<Ubalance+Ub2(即|Ubus-Ubalance|<Ub2)时,可以保持第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的状态和输出功率不变;当Ubus>Ubalance+Ub2时,需要优先减小第二DC/DC转换器330的输出功率,如果第二DC/DC转换器330的输出功率被减小至0时,仍然Ubus>Ubalance+Ub2,则接着减小AC/DC转换器310的输出功率。
下面以图8为例,详细描述储能单元340的SOC大于第二阈值且小于第一阈值的情况下如何对电池充电,图8所示的流程800包括以下步骤中的部分或全部。
步骤801:检测是否接收到电池的BMS发送的第一充电请求。
其中,第一充电请求包括第一充电电流和第一充电电压。
如果接收到BMS发送的第一充电请求,则执行步骤802。
步骤802:基于第一充电电压和第一充电电流,设置第一DC/DC转换器320的输出功率为第一DC/DC转换器320的第一输出功率WDC/DC1-OUT1。
例如,可以是设置WDC/DC1-OUT1=第一充电电压×第一充电电流。
步骤803:获取储能单元340的SOC。
应理解,此处不限定步骤803的执行时机,图8仅为示例,步骤803可以在步骤802之后执行,也可以在步骤801之前执行,只要步骤803在步骤804之前执行即可。
步骤804:判断储能单元340的SOC是否大于第二阈值且小于第一阈值。
第一阈值和第二阈值可以根据储能单元340的特性来设定,例如第二阈值可以设置为10%、20%或30%,第一阈值可以设置为70%、80%或90%。
其中,在步骤804中,若判断储能单元340的SOC大于第二阈值且小于第一阈值,则执行步骤805。
步骤805:开启AC/DC转换器310。
由于AC/DC转换器310的V2G模式被开启,因此可以通过储能单元340线该电池充电。
步骤806:判断是否Ubus<Ubalance-Ub2。
在步骤806中,如果判断Ubus<Ubalance-Ub2,则执行步骤807至步骤809。
步骤807:开启AC/DC转换器310并调整其输出功率。
例如,从0开始逐步增加AC/DC转换器310的输出功率。
步骤808:判断AC/DC转换器310的输出功率是否达到AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT。
步骤807和步骤808需要并行执行,即,调整AC/DC转换器310的输出功率,并在调整过程中判断AC/DC转换器310的输出功率是否达到AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT。具体来说,调整AC/DC转换器310的输出功率时,实时获取母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2时停止调整AC/DC转换器310的输出功率。此时,若AC/DC转换器310的输出功率还未达到AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT,则保持第二DC/DC转换器310处于断开状态。假设此时AC/DC转换器310的输出功率被调整至AC/DC转换器310的第三输出功率WAC/DC-OUT3,那么,在AC/DC转换器310基于其第三输出功率WAC/DC-OUT3工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub2。
也就是说,AC/DC转换器310的输出功率还未被调整至其最大输出功率PMAXAC/DC-OUT,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub2,那么此时无需再开启第二DC/DC转换器330。
然而,如果AC/DC转换器310的输出功率被调整至其最大输出功率PMAXAC/DC-OUT时,仍然Ubus<Ubalance-Ub2,则执行步骤809。
步骤809:开启第二DC/DC转换器310并对第二DC/DC转换器310的输出功率进行调整。
由于第二DC/DC转换器310开启了放电模式,此时还可以通过储能单元340同时向电池充电。控制单元210调整第二DC/DC转换器330的输出功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2,假设此时第二DC/DC转换器330的输出功率被调整至其第三输出功率WDC/DC2-OUT3。这时,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT工作,且第二DC/DC转换器330在第二DC/DC转换器330的第三输出功率WDC/DC2-OUT3工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub2。
在步骤806中,如果判断Ubus>Ubalance-Ub2,则执行步骤810至步骤813。
步骤810:判断是否Ubus<Ubalance+Ub2。
如果Ubalance-Ub<Ubus<Ubalance+Ub,那么维持第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的工作状态和功率不变;如果Ubus>Ubalance+Ub2,那么需要执行步骤811和步骤812。
步骤811:调整第二DC/DC转换器330的输出功率。
步骤812:判断第二DC/DC转换器330的输出功率是否达到0。
步骤811和步骤812需要并行执行,即,调整第二DC/DC转换器330的输出功率,并在调整过程中判断第二DC/DC转换器330的输出功率是否由其第三输出功率WDC/DC2-OUT3被调整至0。具体来说,调整第二DC/DC转换器330的输出功率时,实时检测母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2时停止调整第二DC/DC转换器330的输出功率。此时,若第二DC/DC转换器330的输出功率还未达到0,则无需对AC/DC转换器310进行任何调整。假设此时第二DC/DC转换器330的输出功率为第二DC/DC转换器330的第四输出功率WDC/DC2-OUT4,那么,在第二DC/DC转换器330基于其第四输出功率WDC/DC2-OUT4工作且AC/DC转换310基于其最大输出功率PMAXAC/DC-OUT工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub2。
也就是说,第二DC/DC转换器330的输出功率还未被调整至0,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub2,那么此时无需再对AC/DC转换器310的输出功率进行调整。
然而,如果第二DC/DC转换器330的输出功率被调整至0时,仍然Ubus>Ubalance+Ub2,则执行步骤813。
步骤813:调整AC/DC转换器310的输出功率。
在步骤813中,控制单元210调整AC/DC转换器310的输出功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2,假设此时AC/DC转换器310的输出功率被调整至其第四输出功率WAC/DC-OUT4。这时,在AC/DC转换器310基于其第四输出功率WAC/DC-OUT4工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub2。
情况3
储能单元340的SOC小于第二阈值。
这时,开启AC/DC转换器310,以通过第一DC/DC转换器320和AC/DC转换器310由交流电源向电源充电,并控制第二DC/DC转换器330断开,以禁止通过第一DC/DC转换器320和第二DC/DC转换器330由储能单元340线电池充电。
在一种实现方式中,在交流电源向电池充电的过程中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub2,调整AC/DC转换器310的输出功率至AC/DC转换器310的第五输出功率WAC/DC-OUT5,AC/DC转换器310的第五输出功率WAC/DC-OUT5小于或等于AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT。
其中,在AC/DC转换器310基于AC/DC转换器310的第五输出功率WAC/DC-OUT5工作时,母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值小于或等于该预设值Ub2。
在另一种实现方式中,在交流电源向电池充电的过程中,若母线电压Ubus小于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值超过预设值Ub2,调整AC/DC转换器310的输出功率至AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT,并设置第一DC/DC转换器320的输出功率等于AC/DC转换器的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT。
具体来说,在情况3中,储能单元340的SOC小于第二阈值,储能单元340没有多余的电量能够向电池充电,因此开启AC/DC转换器310,将通过交流电源向电池充电,并控制第二DC/DC转换器330处于断开状态,以禁止通过储能单元340向电池充电。在交流电源向电池充电的过程中,如果Ubus<Ubalance-Ub2,则调整AC/DC转换器310的输出功率直至|Ubus-Ubalance|<Ub2。当AC/DC转换器310的输出功率被调整至其最大输出功率PMAXAC/DC-OUT时,第一DC/DC转换器320的输出功率相应地调整至等于AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT,以使交流电源通过第一DC/DC转换器320和AC/DC转换器310按照PMAXAC/DC-OUT向电池充电。
在该实施例中,当储能单元的SOC较小时,仅使用交流电源向电池充电,以节省储能单元中存留的电量。
类似地,BMS发送的充电请求中的充电电流和/或充电电压发生变化,可能导致Ubus>Ubalance+Ub2。这时,交流电源还可能用来给储能单元340充电。
可选地,控制单元210还用于:接收BMS发送的第四充电请求,第四充电请求包括第四充电电压和第四充电电流;基于所述第四充电电压和所述第四充电电流,设置所述第一DC/DC转换器320的输出功率为第一DC/DC转换器320的第四输出功率WDC/DC1-OUT4,第一DC/DC转换器320的第四输出功率WDC/DC1-OUT4小于第一DC/DC转换器320的第一输出功率WDC/DC1-OUT1。
其中,在交流电源向电池充电的过程中,若母线电压Ubus大于母线平衡电压Ubalance且母线电压Ubus与母线平衡电压Ubalance的差值大于预设值Ub2,开启第二DC/DC转换器330,以通过交流电源向储能单元340充电。
这样,交流电源除了能够给电池充电外,还可以在储能单元340的SOC较小时给储能单元340充电,以补充储能单元340中存储的电量。
下面以图9为例,详细描述储能单元340的SOC小于第二阈值的情况下如何对电池充电,图9所示的流程900包括以下步骤中的部分或全部。
步骤901:检测是否接收到电池的BMS发送的第一充电请求。
其中,第一充电请求包括第一充电电流和第一充电电压。
如果接收到BMS发送的第一充电请求,则执行步骤902。
步骤902:基于第一充电电压和第一充电电流,设置第一DC/DC转换器320的输出功率为第一DC/DC转换器320的第一输出功率WDC/DC1-OUT1。
例如,可以是设置WDC/DC1-OUT1=第一充电电压×第一充电电流。
步骤903:获取储能单元340的SOC。
应理解,此处不限定步骤903的执行时机,图9仅为示例,步骤903可以在步骤902之后执行,也可以在步骤901之前执行,只要步骤903在步骤904之前执行即可。
步骤904:判断储能单元340的SOC是否小于第二阈值。
第二阈值可以根据储能单元340的特性来设定,例如设置为10%、20%或30%。
其中,在步骤904中,若判断储能单元340的SOC小于第二阈值,则执行步骤905。
步骤905:开启AC/DC转换器310,断开第二DC/DC变换器330。
由于AC/DC转换器310的V2G模式被开启,因此交流电源可以向电池充电。第二DC/DC变换器330被断开,因此储能单元340不会向电池充电。
步骤906:判断是否Ubus<Ubalance-Ub2。
在步骤906中,如果判断Ubus<Ubalance-Ub2,则执行步骤907至步骤909。
步骤907:开启AC/DC转换器310并调整其输出功率。
例如,从0开始逐步增加AC/DC转换器310的输出功率。
步骤908:判断AC/DC转换器310的输出功率是否达到AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT。
步骤907和步骤908需要并行执行,即,调整AC/DC转换器310的输出功率,并在调整过程中判断AC/DC转换器310的输出功率是否达到AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT。具体来说,调整AC/DC转换器310的输出功率时,实时获取母线电压Ubus,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2时停止调整AC/DC转换器310的输出功率。此时,若AC/DC转换器310的输出功率还未达到AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT,则保持第二DC/DC转换器310处于断开状态。假设此时AC/DC转换器310的输出功率被调整至AC/DC转换器310的第五输出功率WAC/DC-OUT5,那么,在AC/DC转换器310基于其第五输出功率WAC/DC-OUT5工作时,|Ubus-Ubalance|<Ub2。
也就是说,AC/DC转换器310的输出功率还未被调整至其最大输出功率PMAXAC/DC-OUT,就达到|Ubus-Ubalance|<Ub2。如果AC/DC转换器310的输出功率被调整至其最大输出功率PMAXAC/DC-OUT时,仍然Ubus<Ubalance-Ub2,则执行步骤909。
步骤909调整第一DC/DC转换器320的输出功率。
由于第二DC/DC转换器310断开,因此即便AC/DC转换器310的输出功率被调整至其最大输出功率PMAXAC/DC-OUT时仍然Ubus<Ubalance-Ub2,也无法通过储能单元340向电池充电,这时,只能将第一DC/DC转换器320的输出功率调整至等于AC/DC转换器310的最大输出功率PMAXAC/DC-OUT,以使交流电源通过第一DC/DC转换器320和AC/DC转换器310按照PMAXAC/DC-OUT向电池充电。
在步骤906中,如果判断Ubus>Ubalance-Ub2,则执行步骤910。
步骤910:判断是否Ubus<Ubalance+Ub。
如果Ubalance-Ub2<Ubus<Ubalance+Ub2(即|Ubus-Ubalance|<Ub2),那么维持第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的工作状态和功率不变;如果Ubus>Ubalance+Ub2,那么执行步骤911。
步骤911:调整AC/DC转换器330的输出功率。
在步骤911中,控制单元210调整AC/DC转换器310的输出功率,直至|Ubus-Ubalance|<Ub2。
应理解,本申请实施例中,双向AC/DC转换器310、第一DC/DC转换器320、以及第二DC/DC转换器330工作时的输入功率和输出功率,均不得超过各自的最大输入功率和最大输出功率。
本申请实施例对第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的输出功率的调整方式不做限定,例如,可以按照预设的步长逐步增加或减小AC/DC转换器1610或者第二DC/DC转换器330的输出功率或者输入功率。
应理解,图4至图6所示的流程可以单独执行,即充放电装置仅用于使电池放电;图7至图9所示的流程可以单独执行,即充放电装置仅用于向电池充电;图4至图6所示的流程,以及图7至图9所示的流程,也可以结合执行,即充放电装置既可以用于使电池放电,也可以用于向电池充电。本申请对此不做限定。
还应理解,前述针对图4至图9所描述的放电和充电过程,其中任意分支所描述的情况均可以单独执行,而不依赖于其他分支所描述的方案;不同分支所描述的情况也可以进行组合。举例来说,对于电池放电的过程,以图4所示的储能单元340的SOC小于第三阈值的情况为例,这时,当发现Ubus>Ubalance+Ub1,就按照顺序依次增加第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310的输入功率(其中第二DC/DC转换器330的输入功率已达到其最大输入功率时才增加AC/DC转换器310的输入功率),直至|Ubus-Ubalance|<Ub1;当发现Ubus<Ubalance-Ub1,就按照顺序依次减小AC/DC转换器310和第二DC/DC转换器330的输入功率(其中AC/DC转换器310的输入功率已达到0时才减小第二DC/DC转换器330的输入功率),直至|Ubus-Ubalance|<Ub1;如果检测到|Ubus-Ubalance|<Ub1,则保持第二DC/DC转换器330和AC/DC转换器310当前的状态和功率不变。
除了上面描述的情况,当控制单元210既没有收到第一充电请求,也没有收到第一充电请求时,获取储能单元320的SOC。如果储能单元340的SOC大于第五阈值且小于第六阈值,则控制AC/DC转换器310、第一DC/DC转换器320、第二DC/DC转换器330断开。否则,仅控制第一DC/DC转换器320断开,这时,如果储能单元340的SOC小于第五阈值,则依次开启第二DC/DC转换器330的充电模式和AC/DC转换器310的G2V模式,并设置二者的运行功率均为第二DC/DC转换器330的最大输入功率,以通过交流电源向储能单元340充电;如果储能单元340的SOC大于第六阈值,则依次开启第二DC/DC转换器330的放电模式和AC/DC转换器310的V2G模式,并设置二者的运行功率均为第二DC/DC转换器330的最大输出功率,以由储能单元340向交流电源放电。
AC/DC转换器310和第一DC/DC变换器320可以均为单向AC/DC转换器,从而实现充放电装置200对电池的充电或者放电。
AC/DC转换器310和第一DC/DC变换器320可以均为双向AC/DC转换器,从而同时实现充放电装置200对电池的充电和放电。
第二DC/DC转换器330可以为单向AC/DC转换器,从而仅用于接收电池释放的电量。第二DC/DC转换器330也可以为双向AC/DC转换器,从而用于对电池充电以及接收电池释放的电量。
目前,市面上的电池多为可充电的蓄电池,最常见的是锂电池,例如锂离子电池或锂离子聚合物电池等等。在充电过程中,一般采用持续充电的方式对电池进行充电,而对电池进行持续充电会造成电池的析锂、发热等现象的发生,其中,析锂、发热等现象不仅会使电池性能下降,循环寿命大幅缩短,还限制了电池的快充容量,并有可能引起燃烧、爆炸等灾难性后果,造成严重的安全问题。
为了保证电池的安全性能,当充放电装置中的第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器均为双向DC/DC转换器时,在对电池进行充电的过程中,充放电装置可基于BMS发送的充电电流和放电电流实现对电池的充电和放电,避免持续对电池充电,从而避免电池因持续充电造成的发热、锂离子聚集等问题。由于发热会造成电池温度上升,锂离子聚集产生的结晶物可能会刺穿电池,引发电解液泄露造成电池短路,电池温度上升和电池短路等均可能会造成电池的安全问题,例如引发电池燃烧或爆炸等。因此,通过本申请实施例的技术方案,充放电装置基于BMS发送的充电电流和放电电流实现对电池的充电和放电,可以保证电池的安全性能。另外,持续充电的过程中,锂离子持续聚集也会造成析锂问题,影响电池的使用寿命和充电能力,因此,通过本申请实施例的技术方案,也可保证电池的使用寿命和充电容量。
图10示出了本申请实施例提出的一种电池充电的方法200的示意性流程框图。可选地,本申请实施例的方法1000可适用于上文图1所示的充放电装置110和电池系统120。
如图10所示,该电池充电的方法1000可包括以下步骤。
步骤1010:BMS获取充电电流I1。
步骤1020:BMS向充放电装置发送充电电流I1。
步骤1030:充放电装置基于充电电流I1对电池充电。
步骤1040:若电池的第一累积充电量大于或等于第一累积充电量阈值且电池的电池单体的电压未超过电池单体的满充电压,BMS获取放电电流I3。
步骤1050:BMS向充放电装置发送放电电流I3。
步骤1060:充放电装置基于放电电流I3控制电池放电。
具体地,在步骤210至步骤230中,BMS可先进入充电模式以控制充放电装置对电池充电,首先,BMS获取充电电流I1,在BMS向充放电装置发送充电电流I1后,充放电装置基于接收的充电电流I1对电池充电。
可选地,BMS可从其自身的功能单元(例如,存储单元或者处理单元)中获取充电电流I1,或者,BMS也可从其它装置获取充电电流I1。在一些实施方式中,该充电电流I1可为预设电流,该预设电流可以为固定值,或者也可以随时间按照预设方式进行变化。或者,在另一些实施方式中,该充电电流I1也可为根据电池的状态参数确定的电流,该充电电流I1随电池的状态参数的变化而变化。
可选地,当充放电装置基于充电电流I1对电池充电的过程中,BMS可获取电池的第一累积充电量,并判断该第一累积充电量是否大于或等于第一累积充电量阈值,若电池的第一累积充电量大于或等于第一累积充电量阈值且电池的电池单体的电压未超过电池单体的满充电压,BMS获取放电电流I3。
具体地,如上文图1中对于电池的说明可知,电池可包括一个或多个电池单体,BMS可通过监控电池中一个或多个电池单体的电压,以监控该电池是否达到满充状态。可选地,若电池包括多个电池单体,则多个电池单体的电压可能不同,在该情况下,可通过判断电池单体的最大电压是否超过电池单体的满充电压,以判断电池是否达到满充状态。或者,在其它方式中,除了电池单体的最大电压以外,也可利用电池中电池单体的其它电压,判断电池是否达到满充状态。
在电池的电池单体的电压未超过电池单体的满充电压,即电池未达到满充状态的前提下,若电池的第一累积充电量大于或等于第一累积充电量阈值,BMS获取放电电流I3,即对于电池来说,由充电模式转入放电模式。
可选地,上述的第一累积充电量可以为第一累积充电容量或者也可以为第一累积充电电量。对应的,若第一累积充电量为第一累积充电容量,则第一累积充电量阈值为第一累积充电容量阈值,若第一累积充电量为第一累积充电电量,则第一累积充电量阈值为第一累积充电电量阈值。
在一些实施方式中,上述的第一累积充电量阈值可以为预设阈值,该预设阈值可以为固定阈值,或者也可以随时间按照预设方式进行变化。
在另一些实施方式中,该第一累积充电量阈值也可以根据电池的状态参数确定,即电池的状态参数发生变化时,该第一累积充电量阈值也随之变化,通过该实施方式,第一累积充电量阈值可以更好的适应于电池当前的状态参数,以能够更好的控制当前的充电过程,提升电池的充电效率,且不会对电池造成损伤影响。
进一步地,在步骤240至步骤260中,BMS获取放电电流I3,并将该放电电流I3发送给充放电装置,充放电装置基于接收到的放电电流I3控制电池放电。
可选地,BMS可从其自身的功能单元,例如存储单元或者处理单元中获取放电电流I3,或者,BMS也可从其它装置获取放电电流I3。在一些实施方式中,该放电电流I3可为预设电流,该预设电流可以为固定值,或者也可以随时间按照预设方式进行变化。或者,在另一些实施方式中,该放电电流I3也可为根据电池的状态参数确定的电流,该放电电流I3随电池的状态参数的变化而变化。在一些实施方式中,在放电模式或放电阶段,可将电池的电传输至储能装置中和/或电网,有利于电能的循环利用。该储能装置可以设置于充放电装置中也可设置于充放电装置以外,旨在使得其可接收电池的放电电流,本申请实施例对储能装置的具体设置不做限定。可选的,在放电模式,也可将电池的电量用其他方式消耗,本申请实施例对消耗电能的具体方式不做限定。
进一步地,在充放电装置控制电池放电的过程中,BMS可获取电池在放电过程中的第一累积放电量,并判断该第一累积放电量是否大于或等于第一累积放电量阈值。
可选地,上述的第一累积放电量可以为第一累积放电容量或者也可以为第一累积放电电量。对应的,若第一累积放电量为第一累积放电容量,则第一累积放电量阈值为第一累积放电容量阈值,若第一累积放电量为第一累积放电电量,则第一累积放电量阈值为第一累积放电电量阈值。
在一些实施方式中,上述的第一累积放电量阈值可以为预设阈值,该预设阈值可以为固定阈值,或者也可以随时间按照预设方式进行变化。
在另一些实施方式中,该第一累积放电量阈值也可以根据电池的状态参数确定,即电池的状态参数发生变化时,该第一累积放电量阈值也随之变化,通过该实施方式,第一累积放电量阈值可以更好的适应于电池当前的状态参数,以能够更好的控制当前的放电过程,提升电池的放电效率,且不会对电池造成损伤影响。
当第一累积放电量大于或等于第一累积放电量阈值时,充放电装置控制电池停止放电。
通过上述过程,充放电装置基于BMS发送的充电电流I1和放电电流I3实现对电池的充电和放电,从而避免电池因持续充电造成的发热、锂离子聚集等问题,继而避免由于发热、锂离子聚集等问题引发电池的安全问题,例如电池燃烧或爆炸等,保证电池的安全性能。另外,基于充电电流I1对电池充电至第一累计充电量后再基于放电电流I3将电池的电量释放到第一累计放电量,可以释放充电过程中聚集于电池负极的锂离子,防止持续充电中产生的析锂问题,从而提升电池的使用寿命和充电能力。
对于电池充电来说,在经过一次充电以及一次放电之后,可继续对电池进行第二次充电,以继续对电池进行充电。
可选地,如图10所示,本申请实施例中的电池充电的方法1000还可进一步包括以下步骤。
步骤1070:若电池的第一累积放电量大于或等于第一累积放电量阈值,BMS获取充电电流I2。
步骤1080:BMS向充放电装置发送充电电流I2。
步骤1090:充放电装置基于充电电流I2对电池充电。
具体地,在上述步骤1070至步骤1090中,BMS判断电池的第一累积放电量大于或等于第一累积放电量阈值时,BMS获取充电电流I2,并将该充电电流I2发送至充放电装置,充放电装置基于接收的充电电流I2继续对电池充电,即对于电池来说,由放电模式重新进入充电模式。可选地,该步骤1070至步骤1090的其它相关技术方案可以参见上文中步骤1010至步骤1030的相关描述,此处不做过多赘述。
可理解的,在上述申请实施例中,对电池进行充放电除了上述充放电所需的电流信息,还需要充放电所需的电压信息,例如,在步骤1010至230中:BMS获取充电电流I1和充电电压U1,并向充放电装置发送该充电电流I1和充电电压U1,该充放电装置用于基于该充电电流I1和充电电压U1对电池充电;在步骤1040至260中,BMS获取放电电流I3和放电电压U3,并向充放电装置发送该放电电流I3和放电电压U3,该充放电装置用于基于该放电电流I3和该放电电压U3对电池放电。后续充放电过程可与上述充放电过程类似,不再赘述。
作为示例,图11示出了一种本申请实施例提供的电池的充电电流和放电电流的示意性波形图。
如图11所示,从t1至t2时段,充放电装置基于充电电流I1对电池充电,充电至该电池的第一累积充电量大于或等于第一累积充电量阈值且该电池的电池单体的电压未超过电池单体的满充电压,从t2至t3时段,充放电装置基于放电电流I3控制电池放电,放电至该电池的第一累积放电量大于或等于第一累积放电量阈值,可选的,放电电流I3的持续时间可小于充电电流I1的持续时间。从t3至t4时段,充放电装置基于充电电流I2对电池继续充电,充电至该电池的第二累积充电量大于或等于第二累积充电量阈值且该电池的电池单体的电压未超过电池单体的满充电压,从t4至t5时段,充放电装置基于放电电流I4控制电池放电,放电至该电池的第二累积放电量大于或等于第二累积放电量阈值,可选的,充电电流I2的持续时间可小于充电电流I1的持续时间。可以理解的,上述充放过程持续进行直至该电池充满。
需要说明的是,图11中仅示意性的示出了充电电流I1、充电电流I2、放电电流I3和放电电流I4的波形图,充电电流I1在t1至t2可为如图11所示的恒定电流,或者也可以为随时间变化的变化电流,类似地,充电电流I2、放电电流I3和放电电流I4可为如图11所示的恒定电流,或者也可以为随时间变化的变化电流。另外,图11中示意性的示出的充电电流I1和充电电流I2的大小相同,放电电流I3和放电电流I4的大小相同,除此之外,充电电流I1和充电电流I2的大小也可以不同,放电电流I3和放电电流I4的大小也可以不同,本申请实施例对此不做具体限定。
可选地,若电池的电池单体的电压超过电池单体的满充电压,BMS向充放电装置发送充电停止命令,从而充放电装置停止对电池充电。
可选地,为了实现大电流快速充电,充电电流I1和/或充电电流I2的充电倍率的范围为2C至10C之间。
进一步地,本申请实施例中放电电流为小电流,旨在通过电池小电流的放电,释放聚集于电池负极的锂离子,而不会造成电池中已充入的电量过多流失。
具体地,上述方法中的放电电流I3和/或放电电流I4可以为小电流,此外,在充放电装置基于放电电流I4控制电池放电后,后续放电过程的放电电流也可为小电流。
可选地,为了实现小电流放电,放电电流I3和/或放电电流I4的充电倍率的范围为0.1C至1C之间。
可选地,在上述方法中,为了更好的控制充电过程中电池的充电量和放电过程中电池的放电量,可设置放电过程中的累积放电量阈值以及充电过程中的累积充电量阈值的比例,以使得放电量较小,而不会造成电池中已充入的电量过多流失。
作为示例,在上述方法中,第一累积放电量阈值与第一累积充电量阈值之比小于等于10%,和/或,第二累积放电量阈值与第二累积充电量阈值之比小于等于10%。
除此之外,在充放电装置基于充电电流I2和第二放电放电电流对电池充电和控制电池放电后,后续充放电过程中的累积放电量阈值与累积充电量阈值之比也可小于等于10%。
需要说明的是,上述比例10%还可以随着应用场景以及应用需求的变化而调整,本申请对于该比例的具体数值不做限定。
可选地,在上述方法实施例中,BMS获取的充电电流I1和充电电流I2可以相同或者不同。该充电电流I1和/或充电电流I2可以为预设的电流,或者,该充电电流I1和/或充电电流I2也可以为根据电池的状态参数确定的电流,当电池的状态参数发生变化,则充电电流I1和/或充电电流I2可为不同状态参数下对应的不同电流。其中,电池的状态参数包括以下参数中的至少一项:电池温度,电池电压、电池电流、电池荷电状态(state of charge,SOC)和电池健康状态(state of health,SOH)等等。
类似的,BMS获取的放电电流I3和放电电流I4可以相同或者不同。该放电电流I3和/或放电电流I4可以为预设的电流,或者,该放电电流I3和/或放电电流I4也可以为根据电池的状态参数确定的电流。
若充电电流I1、充电电流I2、放电电流I3和放电电流I4中的至少一种为根据电池的状态参数确定的电流时,其可以更好的适应于电池当前的状态参数,提升电池的充电效率和/或放电效率,且不会对电池造成损伤影响。
除此之外,在充放电装置基于充电电流I2和第二放电放电电流对电池充电和控制电池放电后,后续充放电过程中充电电流和/或放电电流同样可为预设的电流,或者,也可以为根据电池的状态参数确定的电流。
可选地,根据电池的状态参数确定充电电流和放电电流可有多种实现方式,作为一种示例,可获取电池的状态参数与充电电流、放电电流的映射关系,根据该映射关系,通过电池的状态参数确定具体的充电电流和放电电流,其中,该映射关系可以是由大量的实验数据拟合得到的映射关系,具有较高的可信度和准确度,该映射关系具体可为映射表,映射图或者映射公式等等。此外,在其它示例中,还可根据大量的实验数据训练专用的神经网络模型,该神经网络模型可根据输入的电池的状态参数,输出充电电流和放电电流。
在本申请实施例中,BMS可定期获取充电电流I1、放电电流I3以及充电电流I2。对应的,BMS可定期向充放电装置发送充电电流I1、放电电流I3以及充电电流I2。
可理解的,在上述实施例中,对电池进行充放电除了上述充放电所需的电流信息,还需要充放电所需的电压信息,充放电所需的电压的获取方式对本申请实施例不造成任何限定。
可选地,在上述方法实施例中,BMS和充放电装置之间的通信可兼容现有的充电机和BMS之间的通信协议,因此,BMS和充放电装置之间的通信便于实现,且具有良好的应用前景。
具体地,在上述方法实施例的基础上,BMS还可获取充电电压U1、充电电压U2、放电电压U3和放电电压U4中的至少一种,并将该充电电压U1、充电电压U2、放电电压U3和放电电压U4中的至少一种发送给充放电装置,其中,该充电电流I1、充电电压U1携带于第一电池充电需求报文(BCL报文)中,和/或,放电电流I3、放电电压U3携带于第二BCL报文中,和/或,充电电流I2、充电电压U2携带于第三BCL报文中,和/或,放电电流I4、放电电压U4携带于第四BCL报文中。
除此之外,在充放电装置基于充电电流I2和第二放电放电电流对电池充电和控制电池放电后,后续充放电过程中的充电电流、充电电压、放电电流与放电电压也可以携带于BCL报文中,通过BMS发送给充放电装置。
可选地,上述交流电源包括但不限于是电网,其可用于提供三相交流电,电网既能提供足够的电量给电池充电,也能够接收较多的电池释放的电量。
或者,在其它实施方式中,上述交流电源也可为单相交流电源。本申请实施例对交流电源的具体类型不做限定。
需要说明的是,在本申请实施例中,功率转换单元220除了可如图3所示,连接于AC电源以外,还可连接于DC电源,此时,功率转换单元220中可仅包括DC/DC转换器,以实现电池与DC电源之间的电流传输。
图12示出了本申请实施例的电池充电的方法1200。方法1200可以应用于具有如图3所示的功率转换单元1120的充放电装置。所述充放电装置包括交流/直流AC/DC转换器、第一直流/直流DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器之间,另一端连接储能单元。如图12所示,所述方法包括:
步骤1210:接收所述电池的BMS发送的第一充电请求,所述第一充电请求包括第一充电电压和第一充电电流。
步骤1220:基于所述第一充电电压和所述第一充电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输出功率为所述第一DC/DC转换器的第一输出功率。
步骤1230:获取所述储能单元的SOC。
步骤1240:若所述储能单元的SOC大于第一阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器由所述储能单元向所述电池充电。
步骤1250:实时获取所述充放电装置的母线电压。
步骤1260:在所述储能单元向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输出功率至所述第二DC/DC转换器的第一输出功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输出功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输出功率。
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
应理解,图12所示的方法的具体细节,可以参考前述关于图4至图6的描述,为了简洁,这里不再赘述。
图13示出了本申请实施例的电池放电的方法1300。方法1300可以应用于具有如图3所示的功率转换单元1130的充放电装置。所述充放电装置包括交流/直流AC/DC转换器、第一直流/直流DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器之间,另一端连接储能单元。如图13所示,所述方法包括:
步骤1310:接收所述电池的BMS发送的第一放电请求,所述第一放电请求包括第一放电电压和第一放电电流。
步骤1320:基于所述第一放电电压和所述第一放电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输入功率为所述第一DC/DC转换器的第一输入功率。
步骤1330:获取所述储能单元的SOC。
步骤1340:若所述储能单元的SOC小于第三阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器将所述电池的电量释放至所述储能单元。
步骤1350:实时获取所述充放电装置的母线电压。
步骤1360:在将所述电池的电量释放至向所述储能单元的过程中,若所述母线电压大于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输入功率至所述第二DC/DC转换器的第一输入功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输入功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输入功率。
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
应理解,图13所示的方法的具体细节,可以参考前述关于图7至图9的描述,为了简洁,这里不再赘述。
图14示出了本申请一个实施例的电子装置1400的示意性结构框图。如图14所示,电子装置1400包括存储器1410和处理器1414,其中,存储器1410用于存储计算机程序,处理器1414用于读取所述计算机程序并基于所述计算机程序执行前述本申请各种实施例的方法。
可选地,该电子装置1400可用于BMS和充放电装置中任意一种或者多种。本申请实施例中,除了充放电装置中的处理器读取相应的计算机程序并基于该计算机程序执行前述各种实施例中充放电装置对应的充电方法以外,BMS中的处理器也可读取相应的计算机程序并基于该计算机程序执行前述各种实施例中BMS对应的充电方法。
此外,本申请实施例还提供了一种可读存储介质,用于存储计算机程序,所述计算机程序用于执行前述本申请各种实施例的方法。可选地,该计算机程序可以为上述充放电装置和/或BMS中的计算机程序。
应理解,本文中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例,而非限制本申请实施例的范围。
还应理解,在本申请的各种实施例中,各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解,本说明书中描述的各种实施方式,既可以单独实施,也可以组合实施,本申请实施例对此并不限定。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (27)
1.一种充放电装置,其特征在于,包括AC/DC转换器、第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器的一端和所述AC/DC转换器的一端之间,所述第二DC/DC转换器的另一端连接储能单元,所述第一DC/DC转换器的另一端用于连接电池,所述AC/DC转换器的另一端用于连接交流电源;
所述控制单元用于:
接收所述电池的电池管理系统BMS发送的第一充电请求,所述第一充电请求包括第一充电电压和第一充电电流;
基于所述第一充电电压和所述第一充电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输出功率为所述第一DC/DC转换器的第一输出功率;
获取所述储能单元的电池荷电状态SOC;
若所述储能单元的SOC大于第一阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器由所述储能单元向所述电池充电;
实时获取所述充放电装置的母线电压;
在所述储能单元向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输出功率至所述第二DC/DC转换器的第一输出功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输出功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输出功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
2.根据权利要求1所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
在所述储能单元向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输出功率至所述第二DC/DC转换器的最大输出功率,开启所述AC/DC转换器,并调整所述AC/DC转换器的输出功率至所述AC/DC转换器的第一输出功率,以通过所述AC/DC转换器和所述第一DC/DC转换器由所述交流电源同时为所述电池充电;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的最大输出功率工作,且所述AC/DC转换器在所述AC/DC转换器的第一输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
3.根据权利要求2所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
接收所述BMS发送的第二充电请求,所述第二充电请求包括第二充电电压和第二充电电流;
基于所述第二充电电压和所述第二充电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输出功率为所述第一DC/DC转换器的第二输出功率,所述第一DC/DC转换器的第二输出功率小于所述第一DC/DC转换器的第一输出功率;
在所述储能单元和所述交流电源向所述电池充电的过程中,若所述母线电压大于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,保持所述第二DC/DC转换器的输出功率为所述第二DC/DC转换器的最大输出功率,并调整所述AC/DC转换器的第一输出功率减少至所述AC/DC转换器的第二输出功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的最大输出功率工作且所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的第二输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
4.根据权利要求3所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
若所述母线电压大于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述AC/DC转换器的第一输出功率至零,并将所述第二DC/DC转换器的输出功率从所述第二DC/DC转换器的最大输出功率调整至所述第二DC/DC转换器的第二输出功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第二输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
若所述储能单元的SOC大于第二阈值且小于第一阈值,开启所述AC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器由所述交流电源向所述电池充电;
在所述交流电源向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述AC/DC转换器的输出功率至所述AC/DC转换器的第三输出功率,所述AC/DC转换器的第三输出功率小于或等于所述AC/DC转换器的最大输出功率;
其中,在所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的第三输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
6.根据权利要求5所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
在所述交流电源向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述AC/DC转换器的输出功率至所述AC/DC转换器的最大输出功率,开启所述第二DC/DC转换器,并调整所述第二DC/DC转换器的输出功率至所述第二DC/DC转换器的第三输出功率,以通过所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器由所述储能单元同时为所述电池充电;
其中,在所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的最大输出功率工作,且所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第三输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压之间的差值小于所述预设值。
7.根据权利要求6所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
接收所述BMS发送的第三充电请求,所述第三充电请求包括第三充电电压和第三充电电流;
基于所述第三充电电压和所述第三充电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输出功率为所述第一DC/DC转换器的第三输出功率,所述第一DC/DC转换器的第三输出功率小于所述第一DC/DC转换器的第一输出功率;
在所述储能单元和所述交流电源向所述电池充电的过程中,若所述母线电压大于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,保持所述AC/DC转换器的输出功率为所述AC/DC转换器的最大输出功率,并调整所述第二DC/DC转换器的第三输出功率减少至所述第二DC/DC转换器的第四输出功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第四输出功率工作且所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的最大输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
8.根据权利要求7所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
若所述母线电压大于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述第二DC/DC转换器的第四输出功率至零,并将所述AC/DC转换器的输出功率从所述AC/DC转换器的最大输出功率调整至所述AC/DC转换器的第四输出功率;
其中,在所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的第四输出功率工作且所述第二DC/DC转换器的输出功率为零时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
若所述储能单元的SOC小于第二阈值,开启所述AC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器由所述交流电源向所述电池充电;
在所述交流电源向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述AC/DC转换器的输入功率至所述AC/DC转换器的第五输出功率,所述AC/DC转换器的所述第五输出功率小于所述AC/DC转换器的最大输出功率;
其中,在所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的第五输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
10.根据权利要求9所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
在所述交流电源向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值大于所述预设值,调整所述AC/DC转换器的输入功率至所述AC/DC转换器的最大输入功率,并设置所述第一DC/DC转换器的输出功率为所述AC/DC转换器的最大输入功率。
11.根据权利要求9所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
接收所述BMS发送的第四充电请求,所述第四充电请求包括第四充电电压和第四充电电流;
基于所述第四充电电压和所述第四充电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输出功率为所述第一DC/DC转换器的第四输出功率,所述第一DC/DC转换器的第四输出功率小于所述第一DC/DC转换器的第一输出功率;
在所述交流电源向所述电池充电的过程中,若所述母线电压大于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值大于所述预设值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述交流电源向所述储能单元充电。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的充放电装置,其特征在于,所述第一DC/DC转换器为单向DC/DC转换器或者双向DC/DC转换器,所述第二DC/DC转换器为单向DC/DC转换器或者双向DC/DC转换器。
13.一种充放电装置,其特征在于,包括AC/DC转换器、第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器的一端和所述AC/DC转换器的一端之间,所述第二DC/DC转换器的另一端用于连接储能单元,所述第一DC/DC转换器的另一端用于连接电池,所述AC/DC转换器的另一端用于连接交流电源;
所述控制单元用于:
接收所述电池的电池管理系统BMS发送的第一放电请求,所述第一放电请求包括第一放电电压和第一放电电流;
基于所述第一放电电压和所述第一放电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输入功率为所述第一DC/DC转换器的第一输入功率;
获取所述储能单元的电池荷电状态SOC;
若所述储能单元的SOC小于第三阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器将所述电池的电量释放至所述储能单元;
实时获取所述充放电装置的母线电压;
在将所述电池的电量释放至向所述储能单元的过程中,若所述母线电压大于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输入功率至所述第二DC/DC转换器的第一输入功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输入功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输入功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
14.根据权利要求13所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
在将所述电池的电量释放至向所述储能单元的过程中,若所述母线电压大于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输入功率至所述第二DC/DC转换器的最大输入功率,开启所述AC/DC转换器,并调整所述AC/DC转换器的输入功率至所述AC/DC转换器的第一输入功率,以通过所述AC/DC转换器和所述第一DC/DC转换器将所述电池的电量同时释放至所述交流电源;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的最大输入功率工作,且所述AC/DC转换器在所述AC/DC转换器的第一输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
15.根据权利要求14所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
接收所述BMS发送的第二放电请求,所述第二放电请求包括第二放电电压和第二放电电流;
基于所述第二放电电压和所述第二放电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输入功率为所述第一DC/DC转换器的第二输入功率,所述第一DC/DC转换器的第二输入功率小于所述第一DC/DC转换器的第一输入功率;
在所述电池向所述储能单元和所述交流电源放电的过程中,若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,保持所述第二DC/DC转换器的输入功率为所述第二DC/DC转换器的最大输入功率,并调整所述AC/DC转换器的第一输入功率减少至所述AC/DC转换器的第二输入功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的最大输入功率工作且所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的第二输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
16.根据权利要求15所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述AC/DC转换器的第一输入功率至零,并将所述第二DC/DC转换器的输入功率从所述第二DC/DC转换器的最大输入功率调整至所述第二DC/DC转换器的第二输入功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第二输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
若所述储能单元的SOC大于第三阈值且小于第四阈值,开启所述AC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器将所述电池的电量释放至所述交流电源;
在将所述电池的电量释放至所述交流电源的过程中中,若所述母线电压大于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述AC/DC转换器的输入功率至所述AC/DC转换器的第三输入功率,所述AC/DC转换器的第三输入功率小于或等于所述AC/DC转换器的最大输入功率;
其中,在所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的第三输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
18.根据权利要求17所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
在将所述电池的电量释放至所述交流电源的过程中中,若所述母线电压大于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述AC/DC转换器的输入功率至所述AC/DC转换器的最大输入功率,开启所述第二DC/DC转换器,并调整所述第二DC/DC转换器的输入功率至所述第二DC/DC转换器的第三输入功率,以通过所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器将所述电池的电量同时释放至所述储能单元;
其中,在所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的最大输入功率工作,且所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第三输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压之间的差值小于所述预设值。
19.根据权利要求18所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
接收所述BMS发送的第三放电请求,所述第三放电请求包括第三放电电压和第三放电电流;
基于所述第三放电电压和所述第三放电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输入功率为所述第一DC/DC转换器的第三输入功率,所述第一DC/DC转换器的第三输入功率小于所述第一DC/DC转换器的第一输入功率;
在将所述电池的电量释放至所述储能单元和所述交流电源的过程中,若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,保持所述AC/DC转换器的输入功率为所述AC/DC转换器的最大输入功率,并调整所述第二DC/DC转换器的第三输入功率减少至所述第二DC/DC转换器的第四输入功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第四输入功率工作且所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的最大输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
20.根据权利要求19所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
若所述母线电压小于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述第二DC/DC转换器的第三输入功率至零,并将所述AC/DC转换器的输入功率从所述AC/DC转换器的最大输入功率调整至所述AC/DC转换器的第四输入功率;
其中,在所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的第四输入功率工作且所述第二DC/DC转换器的输入功率为零时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
若所述储能单元的SOC大于第四阈值,开启所述AC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和所述AC/DC转换器将所述电池的电量释放至所述交流电源,并控制所述第二DC/DC转换器断开,以禁止通过所述第一DC/DC转换器和所述第二DC/DC转换器将所述电池的电量释放至所述储能单元;
在将所述电池的电量释放至所述交流电源的过程中,若所述母线电压大于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述AC/DC转换器的输入功率至所述AC/DC转换器的第五输入功率,所述AC/DC转换器的所述第五输入功率小于所述AC/DC转换器的最大输入功率;
其中,在所述AC/DC转换器基于所述AC/DC转换器的第五输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
22.根据权利要求21所述的充放电装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
在将所述电池的电量释放至所述交流电源的过程中,若所述母线电压大于所述母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过所述预设值,调整所述AC/DC转换器的输入功率至所述AC/DC转换器的最大输入功率,并设置所述第一DC/DC转换器的输入功率为所述AC/DC转换器的最大输入功率。
23.根据权利要求13至22中任一项所述的充放电装置,其特征在于,所述第一DC/DC转换器为单向DC/DC转换器或者双向DC/DC转换器,所述第二DC/DC转换器为单向DC/DC转换器或者双向DC/DC转换器。
24.一种电池充电的方法,其特征在于,应用于充放电装置,所述充放电装置包括AC/DC转换器、第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器的一端和所述AC/DC转换器的一端之间,所述第二DC/DC转换器的另一端连接储能单元,所述第一DC/DC转换器的另一端用于连接电池,所述AC/DC转换器的另一端用于连接交流电源;
所述方法包括:
接收所述电池的电池管理系统BMS发送的第一充电请求,所述第一充电请求包括第一充电电压和第一充电电流;
基于所述第一充电电压和所述第一充电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输出功率为所述第一DC/DC转换器的第一输出功率;
获取所述储能单元的电池荷电状态SOC;
若所述储能单元的SOC大于第一阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器由所述储能单元向所述电池充电;
实时获取所述充放电装置的母线电压;
在所述储能单元向所述电池充电的过程中,若所述母线电压小于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输出功率至所述第二DC/DC转换器的第一输出功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输出功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输出功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输出功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
25.一种电池放电的方法,其特征在于,应用于充放电装置,所述充放电装置包括AC/DC转换器、第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器、以及控制单元,其中,所述第二DC/DC转换器的一端连接在所述第一DC/DC转换器的一端和所述AC/DC转换器的一端之间,所述第二DC/DC转换器的另一端连接储能单元,所述第一DC/DC转换器的另一端用于连接电池,所述AC/DC转换器的另一端用于连接交流电源;
所述方法包括:
接收所述电池的电池管理系统BMS发送的第一放电请求,所述第一放电请求包括第一放电电压和第一放电电流;
基于所述第一放电电压和所述第一放电电流,设置所述第一DC/DC转换器的输入功率为所述第一DC/DC转换器的第一输入功率;
获取所述储能单元的电池荷电状态SOC;
若所述储能单元的SOC小于第三阈值,开启所述第二DC/DC转换器,以通过所述第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器将所述电池的电量释放至所述储能单元;
实时获取所述充放电装置的母线电压;
在将所述电池的电量释放至向所述储能单元的过程中,若所述母线电压大于母线平衡电压且所述母线电压与所述母线平衡电压的差值超过预设值,调整所述第二DC/DC转换器的输入功率至所述第二DC/DC转换器的第一输入功率,所述第二DC/DC转换器的所述第一输入功率小于或等于所述第二DC/DC转换器的最大输入功率;
其中,在所述第二DC/DC转换器基于所述第二DC/DC转换器的第一输入功率工作时,所述母线电压与所述母线平衡电压的差值小于或等于所述预设值。
26.一种充放电装置,其特征在于,包括:包括处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于调用所述计算机程序,执行如权利要求24所述的电池充电的方法或者如权利要求25所述的电池放电的方法。
27.一种充放电系统,其特征在于,包括:
电池的电池管理系统BMS;
如权利要求1至12中任一项所述的充放电装置,和/或,如权利要求13至23中任一项所述的充放电装置。
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---|---|---|---|---|
CN111293739B (zh) * | 2018-12-10 | 2022-05-17 | 华为技术有限公司 | 一种充电方法及装置 |
US11267360B2 (en) * | 2020-06-30 | 2022-03-08 | Apple Inc. | Modular charging systems for vehicles |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102664439A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-09-12 | 刘青峰 | 基于直流母线的可充电电池冲放电过程中能量回收系统 |
JP2012210018A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Sharp Corp | 直流給電システム |
EP2690749A1 (en) * | 2011-03-24 | 2014-01-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power conversion facility, electric vehicle, and charging system for electric vehicle |
KR20140136792A (ko) * | 2013-05-21 | 2014-12-01 | 주식회사 엘지씨엔에스 | 에너지 효율 향상을 위한 배터리 충/방전 장치 및 그 방법 |
JP2017011869A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 住友電気工業株式会社 | 電力変換装置及びその制御方法 |
CN107204654A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-09-26 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种电池包控制系统及充电设备 |
CN110912235A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-03-24 | 阳光电源股份有限公司 | 储能系统及其均流方法 |
CN111431410A (zh) * | 2018-12-31 | 2020-07-17 | Lg电子株式会社 | 用于电动车辆的dc-dc转换器 |
CN111756046A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-09 | 阳光电源股份有限公司 | 一种母线电压控制方法、控制器及光伏储能变换系统 |
CN112585856A (zh) * | 2018-08-22 | 2021-03-30 | Lg伊诺特有限公司 | 用于太阳能链接系统的dc-dc转换器 |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4978082B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電源システムおよびそれを備えた車両 |
US8138720B2 (en) * | 2008-02-26 | 2012-03-20 | Afs Trinity Power Corporation | System and method for dual energy storage management |
JP5433368B2 (ja) | 2009-10-09 | 2014-03-05 | 東芝Itコントロールシステム株式会社 | 電池パック検査装置 |
KR101324479B1 (ko) * | 2011-12-07 | 2013-11-01 | 한국전기연구원 | 신재생에너지원, 보조 에너지 저장 장치 및 전기자동차 충전소를 연계한 v2g 서비스 방법 |
US9467999B2 (en) * | 2013-04-12 | 2016-10-11 | Broadcom Corporation | Base station configuration using massive multiple input multiple output (M-MIMO) |
CN103762703B (zh) * | 2014-02-19 | 2016-04-27 | 国家电网公司 | 电动汽车充储放一体化充电站及充放电方法 |
JP6053711B2 (ja) | 2014-02-27 | 2016-12-27 | 三菱重工業株式会社 | 充電設備管理装置、充電設備管理方法、およびプログラム |
CN104283298A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-01-14 | 新疆希望电子有限公司 | 一种蓄电池与超级电容器混合储能充放电电流控制方法 |
WO2017148407A1 (zh) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | 英飞特电子(杭州)股份有限公司 | 一种储能式充电系统 |
JP6694592B2 (ja) * | 2016-07-07 | 2020-05-20 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | リレー装置 |
JP6928863B2 (ja) * | 2017-03-02 | 2021-09-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 充電装置、及び車載電源装置 |
DE102017207102A1 (de) * | 2017-03-13 | 2018-09-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Stationärspeicher zum Zwischenspeichern von elektrischer Energie in einem elektrischen Versorgungsnetz sowie Betriebsverfahren und Nachrüstmodul für den Stationärspeicher |
US10407050B2 (en) * | 2017-06-20 | 2019-09-10 | Ford Global Technologies, Llc | Auxiliary power supply for hybrid electric vehicle |
KR20190040634A (ko) * | 2017-10-11 | 2019-04-19 | 르노삼성자동차 주식회사 | 에너지 저장 시스템을 이용한 전기 자동차 충전기 |
CN208272645U (zh) * | 2018-05-11 | 2018-12-21 | 宁波利维能储能系统有限公司 | 电动汽车换电及储能站的输电系统 |
JP7003855B2 (ja) * | 2018-07-05 | 2022-01-21 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電源システム |
US20210252947A1 (en) * | 2018-09-28 | 2021-08-19 | Carrier Corporation | Electrical architecture for powering transportation refrigeration unit |
JP6837518B2 (ja) * | 2019-06-24 | 2021-03-03 | 本田技研工業株式会社 | 制御システム、制御方法、及びプログラム |
KR102278937B1 (ko) * | 2019-09-27 | 2021-07-16 | 정인호 | 배터리 방전을 예방할 수 있는 전기자동차의 축전지를 기반으로 하는 ess 운영시스템 |
WO2021062417A1 (en) * | 2019-09-29 | 2021-04-01 | F3 Biodesigns, Llc | Enteral feeding device and method of using the same |
JP7189861B2 (ja) | 2019-12-06 | 2022-12-14 | 古河電気工業株式会社 | 充電装置及び充電方法 |
US11267360B2 (en) * | 2020-06-30 | 2022-03-08 | Apple Inc. | Modular charging systems for vehicles |
-
2021
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- 2021-12-27 US US17/562,286 patent/US11685289B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2690749A1 (en) * | 2011-03-24 | 2014-01-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power conversion facility, electric vehicle, and charging system for electric vehicle |
JP2012210018A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Sharp Corp | 直流給電システム |
CN102664439A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-09-12 | 刘青峰 | 基于直流母线的可充电电池冲放电过程中能量回收系统 |
KR20140136792A (ko) * | 2013-05-21 | 2014-12-01 | 주식회사 엘지씨엔에스 | 에너지 효율 향상을 위한 배터리 충/방전 장치 및 그 방법 |
JP2017011869A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 住友電気工業株式会社 | 電力変換装置及びその制御方法 |
CN107204654A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-09-26 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种电池包控制系统及充电设备 |
CN112585856A (zh) * | 2018-08-22 | 2021-03-30 | Lg伊诺特有限公司 | 用于太阳能链接系统的dc-dc转换器 |
CN111431410A (zh) * | 2018-12-31 | 2020-07-17 | Lg电子株式会社 | 用于电动车辆的dc-dc转换器 |
CN110912235A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-03-24 | 阳光电源股份有限公司 | 储能系统及其均流方法 |
CN111756046A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-09 | 阳光电源股份有限公司 | 一种母线电压控制方法、控制器及光伏储能变换系统 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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