CN116111662A - 电池管理方法及电源系统 - Google Patents

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Delta Electronics Shanghai Co Ltd
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Abstract

本申请提供了一种电池管理方法及电源系统，电源系统包括电源装置以及多个并联连接的电池系统，电源装置与每一电池系统电连接，电源装置被配置为控制每一电池系统充/放电，电池管理方法包括以下步骤：检测每一电池系统的实际电压值；控制启动实际电压值低的电池系统，并进行充/放电；电压平衡后，控制启动实际电压值高的电池系统。根据本申请实施例，当电池系统并联入电源系统时直接由电源装置控制，无需重新设计电池系统或增加BMS，可实现无限制扩容。

Description

电池管理方法及电源系统
技术领域
本申请涉及电源控制技术领域，尤其涉及一种电池管理方法及电源系统。
背景技术
目前，当现有电源系统内的电池系统无法满足日益增长的容量需求时，需要在电源系统中增加电池系统数量或更换大容量电池系统来进行扩容。而直接将高电压电池系统并联到电源系统中，对低电压系统会产生冲击电流，可能会造成电池失效。另外，若直接并联电池系统，无法控制所有电池的总充电电流限值，会出现超出单独电池系统充电电流限值的问题。
现有的电源系统，普遍采用带预充功能的电池系统，可直接并联入电源系统，通过通讯线与电源装置连接使用，但是电池系统预充回路有电流限制会影响并联启动时间,故会对电池系统的电压差有限制，需要通过电阻对低电压的电池系统充/放电，因预充回路的功率限制，针对大容量电池系统会显著影响并联启动时间。或者，在现有电池系统基础上并联同规格的电池系统，但需额外增加集中BMS系统对并联连接的电池系统进行统一管理，又或者在初始规划时就考虑扩容要求提前增加集中BMS系统，这会导致成本与系统空间的增加。
发明内容
在该背景下，本公开内容的一个方面是提供一种集成于电源系统内的电池管理方法，该方法中，由电源系统中的电源装置直接控制多个并联连接的电池系统，无需重新设计电池系统或增加BMS，无电压差限制，可实现电池系统的无限制扩容。
根据本公开内容的另一个方面，还提供一种电源系统，由电源系统中的电源装置直接控制多个并联连接的电池系统，无需重新设计电池或增加BMS，无电压差限制，可实现电池系统的无限制扩容。
根据本公开内容的一个方面，提供一种集成于电源系统内的电池管理方法，用于在电池系统扩容时进行智能启动与控制充电平衡，所述电源系统包括电源装置以及多个并联连接的电池系统，所述电源装置与每一所述电池系统电连接，所述电源装置被配置为控制每一所述电池系统充/放电，所述电池管理方法包括以下步骤：
检测每一所述电池系统的实际电压值；
控制启动实际电压值低的所述电池系统，并进行充/放电；
电压平衡后，控制启动实际电压值高的所述电池系统。
可选的，
所述控制启动实际电压值低的所述电池系统，包括以下步骤：
根据每一所述电池系统的实际电压值，获取最小实际电压值；
判断每一所述电池系统的实际电压值与最小实际电压值的差值是否小于所述电池系统并联时所允许的电压差值；
若是，则启动实际电压值与最小实际电压值的差值小于所述电池系统并联时所允许的电压差值的所述电池系统以及实际电压值最小的所述电池系统；
否则，启动实际电压值最小的所述电池系统。
可选的，
所述的电池管理方法还包括以下步骤：
自动识别已启动的所述电池系统的充电电流限值；
根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值。
可选的，
所述根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值，包括以下步骤：
根据已启动的所述电池系统的数量获取每一所述电池系统的充电电流限值；
根据每一所述电池系统的充电电流限值，设置该多个并联连接的所述电池系统的总充电电流限值；
根据每一所述电池系统的实际电流值，反馈调节所述总充电电流限值，使所述总充电电流限值满足所述电池系统并联时所允许的电流限值。
可选的，
所述的电池管理方法还包括：
在所述电源系统上电后，设置初始充/放电电压值；
在每一所述电池系统启动后，根据每一所述电池系统实际充放电回路的状态，设置预设充/放电电压值。
可选的，
所述的电池管理方法还包括以下步骤：
根据所述预设充/放电电压值，控制每一所述电池系统充/放电，并检测每一所述电池系统的实际电压值。
根据本公开内容的另一个方面，还提供一种电源系统，包括电源装置以及多个并联连接的电池系统，所述电源系统与每一所述电池系统电连接，所述电源装置被配置为控制每一所述电池系统充/放电，所述电源装置包括电池控制单元，所述电池控制单元用于：
检测每一所述电池系统实际电压值；
控制启动实际电压值低的所述电池系统，并进行充/放电；
电压平衡后，控制启动实际电压值高的所述电池系统。
可选的，
所述控制启动实际电压值低的所述电池系统，包括：
根据每一所述电池系统的实际电压值，获取最小实际电压值；
判断每一所述电池系统的实际电压值与最小实际电压值的差值是否小于所述电池系统并联时所允许的电压差值；
若是，则启动实际电压值与最小实际电压值的差值小于所述电池系统并联时所允许的电压差值的所述电池系统以及实际电压值最小的所述电池系统；
否则，启动实际电压值最小的所述电池系统。
可选的，
所述电池控制单元还用于：
自动识别已启动的所述电池系统的充电电流限值；
根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值。
可选的，
所述根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值，包括：
根据已启动的所述电池系统的数量获取每一所述电池系统的充电电流限值；
根据每一所述电池系统的充电电流限值，设置该多个并联连接的所述电池系统的总电电流限值；
根据每一所述电池系统的实际电流值，反馈调节所述总充电电流限值，使所述总充电电流限值满足所述电池系统并联时所允许的电流限值。
可选的，
所述电池控制单元还用于：
在所述电源系统上电后，设置初始充/放电电压值；
在每一所述电池系统启动后，根据每一所述电池系统实际充放电回路的状态，设置预设充/放电电压值。
可选的，
所述电池控制单元还用于：
根据所述预设充/放电电压值，控制每一所述电池系统充/放电，并检测每一所述电池系统的实际电压值。
上述实施方式可提供集成于电源系统内的电池管理方法，将多个电池系统并联直接由电源系统内的电源装置控制，在有扩容需求的情况下只需将新增的电池系统通过通讯线与电力线并入电源系统，工作中电池系统可直接并联，电源装置自动识别电池系统，电源装置直接管理整个电池并联系统，无需重新设计电池系统或增加中央电池管理系统(BMS)。同时，电源装置控制先启动电压低电池系统，在进行充/放电，电压平衡后再启动电压高的电池系统，无电压差限制。
同时，进一步增加识别已启动的电池系统的充电电流限值，并根据每一电池系统的实际电流值调节该充电电流限值的过程，以保持并联电池系统稳定工作，解决了现有技术中直接并联电池系统无法控制充电电流限值的，而出现超出单独电池系统充电电流限值的问题。
附图说明
本公开内容上述和其他的目的、特征和优点将根据下面结合附图的详细描述变得更加显而易见，其中：
图1是电源系统的系统框图；
图2是本公开内容实施方式电池管理方法的流程示意图；
图3是根据本公开内容实施方式实施例一的电池管理方法的详细流程示意图；
图4是根据本公开内容实施方式又一实施例的电池管理方法的详细流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的，本说明书中在给图中的元件指定参考标记时，尽管在不同的图中显示了相同的参考标记，但相同的参考标记尽可能表示相同的元件。此外，在本公开内容下面的描述中，当对并入本文的已知功能和构造的详细描述反而会使本公开内容的主题相当不清楚时，将省略其详细描述。
此外，当描述本公开内容的元件时，可在本文中使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等这样的术语。这些术语仅用于将一个元件与其他元件区分开，相应元件的本质、顺序、次序、或数量不受这些术语的限制。当一个元件被描述为“连接至”、“耦接至”或“链接至”另一元件时，将理解的是，一个元件不仅可以直接连接至或耦接至另一元件，而且还可以经由第三元件“连接至”、“耦接至”或“链接至”另一元件，或者第三元件可插置在一个元件与另一元件之间。
此外，针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。
此外，在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可以用不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求书中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此系包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。
图1为根据本公开内容实施方式的电源系统的原理框图；
图2是根据本公开内容实施方式实施例一的电池管理方法的基本流程示意图；
图3是根据本公开内容实施方式实施例一的电池管理方法的详细流程示意图。
作为示例，如图1所述，本实施例中电源系统包括电源装置以及多个并联连接的电池系统，所述电池系统可以是包括锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池或铅酸电池在内的电池系统，所述电源装置与每一所述电池系统电连接，所述电源装置可以为不间断电源(UPS)，但本申请不限于此。所述电源装置包括电池控制单元，所述电池控制单元用于控制每一所述电池系统充/放电。具体为：
如图2、图3所示，一种电池管理方法，包括以下步骤：
在电源系统上电后，设置初始充/放电电压值，检测每一所述电池系统的实际电压值；
控制启动实际电压值低的所述电池系统，并进行充/放电，电压平衡后，控制启动实际电压值高的所述电池系统。具体为：
在一些实施例中，
所述控制启动实际电压值低的所述电池系统，包括：
根据每一所述电池系统的实际电压值，获取最小实际电压值；
判断每一所述电池系统的实际电压值与最小实际电压值的差值是否小于所述电池系统并联时所允许的电压差值；
若是，则启动实际电压值与最小实际电压值的差值小于所述电池系统并联时所允许的电压差值的所述电池系统以及实际电压值最小的所述电池系统；
否则，启动实际电压值最小的所述电池系统。
在每一所述电池系统启动后，根据每一所述电池系统实际充放电回路的状态，设置预设充/放电电压值，根据所述预设充/放电电压值，控制每一所述电池系统充/放电，并检测每一所述电池系统的实际电压值。
本实施例中，将多个电池系统并联，直接由电源装置控制管理每一个电池系统，在有扩容需求的情况下只需将新增的电池系统通过通讯线与电力线并入电源系统，工作中电池系统可直接并联，电源装置能够自动识别电池系统，电源装置直接管理并联连接的所有电池系统，无需重新设计电池或增加中央电池管理系统(BMS)。同时，电源装置控制先启动电压低的电池系统，在进行充/放电，电压平衡后再启动电压高的电池系统，由于具备智能启动与控制充电平衡，因此本申请的电源系统在扩容时无电压差限制。
图4是根据本公开内容实施方式又一实施例的电池管理方法的流程示意图。
一种电池管理方法，包括以下步骤：
在电源系统上电后，设置初始充/放电电压值，检测每一所述电池系统的实际电压值；
控制启动实际电压值低的所述电池系统，并进行充/放电，具体为：
在一些实施例中，
所述控制启动实际电压值低的所述电池系统，包括：
根据每一所述电池系统的实际电压值，获取最小实际电压值；
判断每一所述电池系统的实际电压值与最小实际电压值的差值是否小于所述电池系统并联时所允许的电压差值；
若是，则启动实际电压值与最小实际电压值的差值小于所述电池系统并联时所允许的电压差值的所述电池系统以及实际电压值最小的所述电池系统；
否则，启动实际电压值最小的所述电池系统。
自动识别已启动的所述电池系统的充电电流限值，根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值，具体为：
在一些实施例中，所述根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值，包括：
根据已启动的所述电池系统的数量获取每一所述电池系统的充电电流限值；
根据每一所述电池系统的充电电流限值，设置该多个并联连接的所述电池系统的总充电电流限值；
根据每一所述电池系统的实际电流值，反馈调节所述总充电电流限值，使所述总充电电流限值满足所述电池系统并联时所允许的电流限值。
本实施例在实施例一的控制方法的基础上，进一步增加自动识别已启动的所述电池系统的充电电流限值，根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值的过程，保持电源系统在扩容后的稳定工作。
综上，本申请提供的集成于电源系统内的电池管理方法，将并联的多个电池系统直接由电源系统内的电源装置控制，在有扩容需求的情况下只需将新增的电池系统通过通讯线与电力线并入电源系统，工作中的电池系统可直接并联，电源装置会自动识别电池系统，电源装置直接管理并联连接的所有电池系统，无需重新设计电池或增加中央电池管理系统(BMS)。同时，电源装置控制先启动电压低的电池系统，在进行充/放电，电压平衡后再启动电压高的电池系统，无电压差限制。同时，进一步增加自动识别已启动的电池系统的充电电流限值，且根据每一电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值的过程，以保持整个电源系统的稳定工作，解决了现有技术中直接并联电池系统无法控制充电电流限值，而出现超出单独电池系统的充电电流限值的问题。
以上描述和附图仅提供作为本公开内容的技术构思的示例，本公开内容所属技术领域的普通技术人员将理解，在不背离本公开内容的本质特征的情况下，可对本文描述的实施方式进行形式上的各种修改和变化，诸如构造的组合、分离、替换和变化。因此，本公开内容中披露的实施方式并不意在限制而是描述本公开内容的技术构思，因而不限制本公开内容的技术构思的范围。本公开内容的范围应基于所附权利要求来解释，包括在与所附权利要求等同范围内的所有技术构思应被解释为包括在本公开内容的范围内。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种集成于电源系统内的电池管理方法，用于在电池系统扩容时进行智能启动与控制充电平衡，所述电源系统包括电源装置以及多个并联连接的电池系统，所述电源装置与每一所述电池系统电连接，所述电源装置被配置为控制每一所述电池系统充/放电，其特征在于，所述电池管理方法包括以下步骤：
检测每一所述电池系统的实际电压值；
控制启动实际电压值低的所述电池系统，并进行充/放电；
电压平衡后，控制启动实际电压值高的所述电池系统。
2.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于，所述控制启动实际电压值低的所述电池系统，包括以下步骤：
根据每一所述电池系统的实际电压值，获取最小实际电压值；
判断每一所述电池系统的实际电压值与最小实际电压值的差值是否小于所述电池系统并联时所允许的电压差值；
若是，则启动实际电压值与最小实际电压值的差值小于所述电池系统并联时所允许的电压差值的所述电池系统以及实际电压值最小的所述电池系统；
否则，启动实际电压值最小的所述电池系统。
3.根据权利要求1或2所述的电池管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
自动识别已启动的所述电池系统的充电电流限值；
根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值。
4.根据权利要求3所述的电池管理方法，其特征在于，所述根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值，包括以下步骤：
根据已启动的所述电池系统的数量获取每一所述电池系统的充电电流限值；
根据每一所述电池系统的充电电流限值，设置该多个并联连接的所述电池系统的总充电电流限值；
根据每一所述电池系统的实际电流值，反馈调节所述总充电电流限值，使所述总充电电流限值满足所述电池系统并联时所允许的电流限值。
5.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述电源系统上电后，设置初始充/放电电压值；
在每一所述电池系统启动后，根据每一所述电池系统实际充放电回路的状态，设置预设充/放电电压值。
6.根据权利要求5所述的电池管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
根据所述预设充/放电电压值，控制每一所述电池系统充/放电，并检测每一所述电池系统的实际电压值。
7.一种电源系统，其特征在于，包括电源装置以及多个并联连接的电池系统，所述电源装置与每一所述电池系统电连接，所述电源装置被配置为控制每一所述电池系统充/放电，所述电源装置包括电池控制单元，其中所述电池控制单元用于：
检测每一所述电池系统的实际电压值；
控制启动实际电压值低的所述电池系统，并进行充/放电；
电压平衡后，控制启动实际电压值高的所述电池系统。
8.根据权利要求7所述的电源系统，其特征在于，所述控制启动实际电压值低的所述电池系统，包括：
根据每一所述电池系统的实际电压值，获取最小实际电压值；
判断每一所述电池系统的实际电压值与最小实际电压值的差值是否小于所述电池系统并联时所允许的电压差值；
若是，则启动实际电压值与最小实际电压值的差值小于所述电池系统并联时所允许的电压差值的所述电池系统以及实际电压值最小的所述电池系统；
否则，启动实际电压值最小的所述电池系统。
9.根据权利要求7或8所述的电源系统，其特征在于，所述电池控制单元还用于：
自动识别已启动的所述电池系统的充电电流限值；
根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值。
10.根据权利要求9所述的电源系统，其特征在于，所述根据每一所述电池系统的实际电流值调节所述充电电流限值，包括：
根据已启动的所述电池系统的数量获取每一所述电池系统的充电电流限值；
根据每一所述电池系统的充电电流限值，设置该多个并联连接的所述电池系统的总充电电流限值；
根据每一所述电池系统的实际电流值，反馈调节所述总充电电流限值，使所述总充电电流限值满足所述电池系统并联时所允许的电流限值。
11.根据权利要求7所述的电源系统，其特征在于，所述电池控制单元还用于：
在所述电源系统上电后，设置初始充/放电电压值；
在每一所述电池系统启动后，根据每一所述电池系统实际充放电回路的状态，设置预设充/放电电压值。
12.根据权利要求11所述的电源系统，其特征在于，所述电池控制单元还用于：
根据所述预设充/放电电压值，控制每一所述电池系统充/放电，并检测每一所述电池系统的实际电压值。
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