CN116260208B - 智能电池管理系统、方法、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

智能电池管理系统、方法、电子设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种智能电池管理系统、方法、电子设备及可读存储介质，属于智能电池领域。本申请的智能电池管理系统包括BCMU部件和多个电源工作组，各电源工作组分别与BCMU部件连接，各电源工作组用于并联接入母排，电源工作组包括双向DCDC模块和多个电池模块，各电池模块分别与BCMU部件连接；各电池模块并联接入双向DCDC模块的输入端，双向DCDC模块的输出端用于接入母排，各电池模块轮询复用双向DCDC模块。本申请能够提高智能电池管理系统的系统能效。

Description

智能电池管理系统、方法、电子设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及智能电池领域，尤其涉及智能电池管理系统、方法、电子设备及可读存储介质。
背景技术
电池作为不间断供电技术手段，广泛应用于通信、电力和金融等各个领域。随着5G时代到来，推动了人类社会的快速数字化转型。然而，5G网络架构的全面革新，对通信能源提出了严峻挑战。比如，如何更好地对5G基站进行安全、经济、稳定的电源供应，将成为5G建设速度的重要影响因素。
目前，各通信设备商或电池厂商，通过采用智能锂电储能管理系统(即一种智能电池管理系统)对5G站点机房能源进行管理，该智能电池管理系统是在传统锂电池中内嵌双向DC/DC(Direct Current，直流变换)拓扑电路和DSP(digital singnal processor，数字信号处理)控制电路，封装构成一个智能化系统。然而，在实际工况下，传统锂电池中的电池电芯和双向DC/DC拓扑很难同时工作在系统最大效率点上，造成耗损较大、能效降低，严重提高了整个通信网的能源供应成本。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种智能电池管理系统、方法、电子设备及可读存储介质，旨在解决智能电池管理系统的系统能效低的技术问题。
为实现上述目的，本申请提供一种智能电池管理系统，包括BCMU部件和多个电源工作组，各所述电源工作组分别与所述BCMU部件连接，各所述电源工作组用于并联接入母排，所述电源工作组包括：
多个电池模块，各所述电池模块分别与所述BCMU部件连接；
双向DCDC模块，各所述电池模块并联接入所述双向DCDC模块的输入端，所述双向DCDC模块的输出端用于接入所述母排，各所述电池模块轮询复用所述双向DCDC模块。
在一些实施例中，所述电池模块包括电芯单元和BMU单元，所述BMU单元与所述BCMU部件连接，各所述电池模块中的电芯单元并联接入所述双向DCDC模块的输入端，所述BCMU部件通过所述BMU单元控制所述电芯单元的工作状态。
在一些实施例中，所述电池模块包括充放电回路开关，且所述充放电回路开关串联于所述电芯单元和所述双向DCDC模块之间，所述BMU单元通过控制所述充放电回路开关的断开或闭合，控制所述电芯单元的工作状态。
在一些实施例中，所述双向DCDC模块和BCMU部件连接，所述双向DCDC模块包括DCDC变换单元和DSP控制单元，各所述BMU单元分别与所述DSP控制单元连接，所述DSP控制单元与所述BCMU部件连接，各所述电池模块中的电芯单元并联接入所述DCDC变换单元的输入端，所述DCDC变换单元的输出端用于接入所述母排，各所述电池模块中的电芯单元轮询复用所述DCDC变换单元。
此外，为实现上述目的，本申请提供一种智能电池管理系统，所述智能电池管理方法应用于如上所述的智能电池管理系统，所述智能电池管理方法包括：
获取当前需求负载，确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量；
根据所述最小工作组启动数量，确定电源工作组的启动数量备选区间；
确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效；
在所述启动数量备选区间内选择所述系统能效最高的工作组启动数量作为最佳工作组启动数量，并启动运行所述最佳工作组启动数量的电源工作组为母排供电。
在一些实施例中，所述确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量的步骤包括：
获取双向DCDC模块的额定功率，以及所述电池模块的电池电压和最大放电电流；
计算所述当前需求负载与所述额定功率的第一比值；
计算所述电池电压和所述最大放电电流的乘积，并计算所述当前需求负载与所述乘积的第二比值；
根据所述第一比值和所述第二比值中的最大值，确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量。
在一些实施例中，所述确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效的步骤包括：
根据所述当前需求负载、所述额定功率，以及所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量，确定各工作组启动数量的电源工作组启动时的双向DCDC模块对应的第一带载率；
获取所述电池模块的额定容量，根据所述额定容量、所述当前需求负载、所述电池电压，以及所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量，确定各工作组启动数量的电源工作组启动时的电池模块对应的第二带载率；
根据各所述第一带载率和各所述第二带载率，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效。
在一些实施例中，所述根据各所述第一带载率和各所述第二带载率，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效的步骤包括：
从预存的第一能效数据映射表中，查询得到各所述第一带载率映射的双向DCDC模块的第一模块能效；
从预存的第二能效数据映射表中，查询得到各所述第二带载率映射的电池模块的第二模块能效；
根据所述第一模块能效和所述第二模块能效的乘积，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效。
在一些实施例中，所述启动运行所述最佳工作组启动数量的电源工作组的步骤包括：
每间隔预设轮询周期，依次从智能电池管理系统的所有电源工作组中轮询选择所述最佳工作组启动数量的电源工作组进行启动运行。
此外，为实现上述目的，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的智能电池管理系统、存储器、处理器，以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的智能电池管理程序，所述智能电池管理程序被处理器执行时实现如上所述的智能电池管理方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本申请还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有智能电池管理程序，所述智能电池管理程序被处理器执行时实现如上所述的智能电池管理方法的步骤。
本申请提出一种智能电池管理系统、方法、电子设备及可读存储介质，本申请实施例的技术方案是通过将智能电池管理系统设置为BCMU部件和多个电源工作组，各电源工作组分别与BCMU部件连接，各电源工作组用于并联接入母排，该电源工作组包括双向DCDC模块和多个电池模块，各电池模块分别与BCMU部件连接，各电池模块并联接入双向DCDC模块的输入端，双向DCDC模块的输出端用于接入母排，各电池模块轮询复用双向DCDC模块。
相比于目前采用在电池模块中内嵌双向DCDC模块(包括DCDC变换拓扑电路和DSP控制电路)的方式，本申请实施例通过把原先电池模块中内置的双向DCDC模块拆离出来构成可外置的模块，从而可根据站点/机房负载情况来灵活配置外置的双向DCDC模块数量，而不是每个电池模块必配一个双向DCDC模块，从而大大降低了配置投资成本，并且后续也非常容易直接扩容，通过各电池模块分组复用一个双向DCDC模块，解除电池模块中电芯与双向DCDC拓扑一一匹配的强耦合关系，在降低硬件成本的同时，提高了功率变换的利用率，降低了能效浪费，通过对传统的智能电池系统架构进行改造，从而实现电池电芯和双向DCDC模块可以灵活组合搭配，使得电池电芯和双向DCDC模块工作于系统最佳能效工况下，克服目前的各类通信智能锂电系统，在实际工况下电池模块和双向DCDC模块很难工作于最佳效率点，造成耗损较大、能效降低的问题，从而使得本申请实施例提高了智能电池管理系统的系统能效，解决了智能电池管理系统的系统能效低的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请智能电池管理系统第一实施例的结构示意图；
图2为本申请智能电池管理系统第二实施例的部分结构示意图；
图3为本申请智能电池管理系统第三实施例的部分结构示意图；
图4为本申请智能电池管理系统一实施例的系统架构示意图；
图5为本申请智能电池管理方法第一实施例的流程示意图；
图6为本申请双向DCDC模块一实施例的拓扑结构图；
图7为本申请实施例方案涉及的电子设备的结构示意图。
本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 智能电池管理系统 212 BMU单元
1 BCMU部件 213 充放电回路开关
2 电源工作组 22 双向DCDC模块
21 电池模块 221 DCDC变换单元
211 电芯单元 222 DSP控制单元
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，除非另有明确的限定。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中的具体含义。
另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
智能电池管理系统的关键技术是在传统电池中内嵌双向DC/DC拓扑电路和控制系统，封装构成一个智能化系统，从而降低锂电池应用的复杂性的同时，也隔离了内部电芯和外部负载。电池电芯可以在“尽可能理想的内部环境”下进行自由的充放电控制和管理，从而通过高度灵活的软件定义输出特性，能够与供电、储能、用电、温控等其他系统进行智能适配、高效协同和智能调度，实现站点机房能源的安全、节约、绿色和高效管理。
然而，目前的智能电池管理系统是在传统锂电池中内嵌双向DC/DC(DirectCurrent，直流变换)拓扑电路和DSP(digital singnal processor，数字信号处理)控制电路，封装构成一个智能化系统。在实际工况下，传统锂电池中的电池电芯和双向DC/DC拓扑很难同时工作在系统最大效率点上，造成耗损较大、能效降低，严重提高了整个通信网的能源供应成本。
此外，本申请实施例还提出一种智能电池管理系统100，参照图1，图1为本申请智能电池管理系统100一实施例的结构示意图。
本实施例中，智能电池管理系统100包括BCMU部件1和多个电源工作组2，各电源工作组2分别与BCMU部件1连接，各电源工作组2用于并联接入母排，电源工作组2包括：
多个电池模块21，各电池模块21分别与BCMU部件1连接；
双向DCDC模块22，各电池模块21并联接入双向DCDC模块22的输入端，双向DCDC模块22的输出端用于接入母排，各电池模块21轮询复用双向DCDC模块22。
在本实施例中，可结合参照图2，电池模块21可包括电芯单元211和BMU(BatteryManagement Unit，电池管理单元)单元212，本领域技术人员可以理解的是，BMU单元212是BMS(Battery Management System，电池管理系统)的第一级，为管理一串电池(电池组或电池簇)中单个电池的管理单元，BMU单元212也可称为电池模块21中的BMS，主要完成监控和均衡功能，每个电池模块21均配置一个BMU监测自身电池状态(例如电流、电压、温度和电量等)。而BCMU(Battery Cluster Management Unit，电池簇管理单元)部件1，是BMS的第二级，为管理N个串并联的电池组(N为正整数)，BCMU部件1可通过电池模块21上的BMU单元212，来获取各电池组中每个电池模块21的各种参数，也即BCMU部件1主要用于监测电池簇及各电池单体的状态信息(电压、电流、温度和电量等)，对充放电过程进行统一管理，对可能出现的故障进行报警和应急保护处理，保证电池簇安全、可靠、稳定运行。
容易理解的是，该双向DCDC模块22为一种双向的将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源的模块，可实现对电池模块21的放电或者充电，解决了单一的充电模式，电压偏高之后难以调节的问题，采用充放电的组合调节使用，提高均衡维护效率及效果，达到均衡提高的效果。
在本实施例中，可结合参照图3，双向DCDC模块22可包括DCDC(Direct Current，直流变换)变换单元221和DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)控制单元222，本领域技术人员可以理解的是，该DCDC变换单元221为一种直流-直流转换单元，可将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压。
需要说明的是，该各电池模块21轮询复用双向DCDC模块22，是指多个电池模块21通过分时复用的方式轮询复用一个双向DCDC模块22。多个电池模块21并联，并通过轮流共用/复用一个双向DCDC模块22，从而提高了DC/DC功率变换的利用率，也大大降低了硬件投资成本，并且各电池模块21通过轮流运行，保障了所有电池模块21能参与到运行中，提高了电池模块21长期小电流工作状况下的均衡性和一致性。另外，本实施例通过多个电池模块21轮询复用一个双向DCDC模块22，即各电池模块21轮流运行，也变相减少了各个电池模块21的实际运行时间，从而延长了电池模块21的使用寿命，提高了智能电池管理系统100的可靠性。
其中，该电池模块21可为锂电池，多个电池模块21的输出端电气并联后(构成电池簇)接入外置的双向DCDC模块22的一端，从而构成一个电源工作组2，双向DCDC模块22的另一端可用于接入母排(例如48V母排)，多个电源工作组2可通过各自配置的双向DCDC模块22并联接入母排，各电源工作组2分别与BCMU部件1连接，BCMU部件1可通过CAN(ControllerArea Network，控制器局域网络)网络，对双向DCDC模块22中的DSP控制单元222，以及各电池模块21中的BMU单元212进行统一的控制和管理，也即BCMU部件1可分别独立控制各电源工作组2的运行参数，从而使得并联的多个电源工作组2构成一个集中功率变换子系统。
本申请实施例的技术方案是通过将智能电池管理系统100设置为BCMU部件1和多个电源工作组2，各电源工作组2分别与BCMU部件1连接，各电源工作组2用于并联接入母排，该电源工作组2包括双向DCDC模块22和多个电池模块21，各电池模块21分别与BCMU部件1连接，各电池模块21并联接入双向DCDC模块22的输入端，双向DCDC模块22的输出端用于接入母排，各电池模块21轮询复用双向DCDC模块22。
相比于目前采用在电池模块21中内嵌双向DCDC模块22(包括DCDC变换拓扑电路和DSP控制电路)的方式，本申请实施例通过把原先电池模块中内置的双向DCDC模块22拆离出来构成可外置的模块，从而可根据站点/机房负载情况来灵活配置外置的双向DCDC模块22数量，而不是每个电池模块21必配一个双向DCDC模块22，从而大大降低了配置投资成本，并且后续也非常容易直接扩容，通过各电池模块21分组复用一个双向DCDC模块22，解除电池模块21中电芯与双向DCDC拓扑一一匹配的强耦合关系，在降低硬件成本的同时，提高了功率变换的利用率，降低了能效浪费，通过对传统的智能电池系统架构进行改造，从而实现电池电芯和双向DCDC模块22可以灵活组合搭配，使得电池电芯和双向DCDC模块22工作于系统最佳能效工况下，克服目前的各类通信智能锂电系统，在实际工况下电池模块21和双向DCDC模块22很难工作于最佳效率点，造成耗损较大、能效降低的问题，从而使得本申请实施例提高了智能电池管理系统100的系统能效，解决了智能电池管理系统100的系统能效低的技术问题。
在本实施例中，可根据站点负载和用户需求，对智能电池管理系统100中双向DCDC模块22的数量、电池模块21的数量，以及双向DCDC模块22与电池模块21之间的配比进行灵活配置，为了助于理解，列举一具体实施例：
1)初配双向DCDC模块22：根据站点峰值负载和DC/DC单模块功率规格进行配置。如站点负载峰值功耗20kW，单双向DCDC模块226kW，则至少需配置4个模块；
2)初配电池模块21：根据备电时间进行配置。如站点负载峰值功耗20kW需要10小时备电，需要配置48V/100Ah、最大放电1C能力的电池模块21数量最少为42；
3)分组初配置：根据DC/DC和电池模块21初配数量进行分组。如前，DC/DC和电池模块21比例为4:42，则按照1:11进行分组。即每11个电池模块21，共享一个双向DCDC模块22；
4)调整配置：调整DC/DC和电池模块21数量，保障N+1冗余备份前提下配置最优。当某个双向DCDC模块22故障同组内所有电池模块21也将无法工作，可能导致备电不足；因此需要适当增加电池或双向DCDC模块22的配置。因此，可以如下调整：双向DCDC模块22和电池模块21配置比为6:48，按照1:8进行分组。
本具体实施例通过将双向DCDC模块22从原智能锂电中拆离出来，解除电芯和双向DCDC模块22间一一对应的强耦合关系，实现自由组合，克服目前的各类通信智能锂电系统，在实际工况下电池电芯和双向DCDC模块22等很难工作于最佳效率、造成耗损较大、能效降低，以及存在DC/DC超量配置造成更多能效浪费等各类问题。本具体实施例通过分时复用双向DCDC模块22，实现了一个智能化、快速准确的提升通信智能锂电系统能效的方法和装置。
需要说明的是，上述具体实施例仅用于帮助理解本申请实施例的技术构思，并不构成对本申请的限定，基于该技术构思进行更多形式的简单变换，均应在本申请的保护范围内。
进一步地，基于智能电池管理系统100的第一实施例，提出智能电池管理系统100的第二实施例，请结合参照图2，在第二实施例中，电池模块21包括电芯单元211和BMU单元212，BMU单元212与BCMU部件1连接，各电池模块21中的电芯单元211并联接入双向DCDC模块22的输入端，BCMU部件1通过BMU单元212控制电芯单元211的工作状态。
示例性地，该电池模块21可为锂电池。
本领域技术人员可以理解的是，电芯单元211相当于电池模块21的心脏，BMU(Battery Management System，电池管理系统)单元212相当于电池模块21的大脑。
在本实施例中，电芯单元211的工作状态可包括休眠状态或运行状态。BCMU部件1通过CAN网络对BMU单元212进行控制和管理，进而通过BMU单元212间接控制电芯单元211的工作状态切换为休眠状态或运行状态。
示例性地，第一电池模块21的BMU单元212可直接控制第一电池模块21的电芯单元211的工作状态，第二电池模块21的BMU单元212可直接控制第二电池模块21的电芯单元211的工作状态，第三电池模块21的BMU单元212可直接控制第三电池模块21的电芯单元211的工作状态。因此BCMU部件1可通过向第一电池模块21的BMU单元212、第二电池模块21的BMU单元212和第三电池模块21的BMU单元212发送控制信号，来独立控制第一电池模块21的电芯单元211、第二电池模块21的电芯单元211和第三电池模块21的电芯单元211的工作状态。
本实施例通过将电池模块21设置为电芯单元211和BMU单元212，该BMU单元212与BCMU部件1连接，各电池模块21中的电芯单元211并联接入双向DCDC模块22的输入端，实现通过BCMU部件1对各电池模块21中的BMU单元212进行统一控制和管理，从而可通过BCMU部件1统一管理控制BMU单元212，来间接独立控制各电芯单元211的工作状态，进而通过独立控制各电芯单元211的工作状态，达到调节电源工作组2的运行参数(例如输出功率)的目的。
在一种可能的实施方式中，电池模块21包括充放电回路开关213，且充放电回路开关213串联于电芯单元211和双向DCDC模块22之间，BMU单元212通过控制充放电回路开关213的断开或闭合，控制电芯单元211的工作状态。
在本实施例中，由于充放电回路开关213串联于电芯单元211和双向DCDC模块22之间，且双向DCDC模块22的输出端用于接入母排，因此当充放电回路开关213为闭合状态时，电芯单元211自身的电源信号可经过双向DCDC模块22的电压转换后为母排供电(即电芯单元211的放电场景)，或者来自母排的电源信号经过双向DCDC模块22的电压转换后为电芯单元211充电(即电芯单元211的充电场景)。而当充放电回路开关213为断开状态时，与充放电回路开关213串联的电芯单元211则无法实现为母排供电或者为母排提供负载。容易理解的是，可通过BMU单元212来控制充放电回路开关213的断开或闭合，从而控制电芯单元211的工作状态切换为运行状态或休眠状态，进而达到调节电池模块21的运行参数(例如输出功率)的目的。其中，电芯单元211的运行状态可包括电芯单元211的充电场景和放电场景。
示例性地，第一电池模块21的BMU单元212可通过控制第一电池模块21中充放电回路开关213的断开或闭合，控制第一电池模块21的电芯单元211的工作状态。第二电池模块21的BMU单元212可通过控制第二电池模块21中充放电回路开关213的断开或闭合，控制第二电池模块21的电芯单元211的工作状态。第三电池模块21的BMU单元212可通过控制第三电池模块21中充放电回路开关213的断开或闭合，控制第三电池模块21的电芯单元211的工作状态。因此BCMU部件1可通过第一电池模块21的BMU单元212、第二电池模块21的BMU单元212和第三电池模块21的BMU单元212发送控制信号，从而控制第一电池模块21的充放电回路开关213、第二电池模块21的充放电回路开关213，以及第三电池模块21的充放电回路开关213，进而使得BCMU部件1可统一管理第一电池模块21的电芯单元211、第二电池模块21的电芯单元211和第三电池模块21的电芯单元211的工作状态。
可以理解的是，各BMU单元212与BCMU部件1连接，BCMU部件1可通过统一管理控制BMU单元212，来达到分别独立控制各电芯单元211的工作状态的目的。其中，BCMU部件1可根据BMU单元212采集的电池实时状态信息，来对各电芯单元211的运行参数(例如充放电电压、充放电电流、充放电功率、带载率等)执行均衡控制，完成充放电场景的运行参数智能管理。
进一步地，基于智能电池管理系统100的上述实施例，提出智能电池管理系统100的第三实施例，请结合参照图3，在第三实施例中，双向DCDC模块22和BCMU部件1连接，双向DCDC模块22包括DCDC变换单元221和DSP控制单元222，各BMU单元212分别与DSP控制单元222连接，DSP控制单元222与BCMU部件1连接，各电池模块21中的电芯单元211并联接入DCDC变换单元221的输入端，DCDC变换单元221的输出端用于接入母排，各电池模块21中的电芯单元211轮询复用DCDC变换单元221。
在本实施例中，双向DCDC模块22包括DCDC变换单元221和DSP控制单元222，本领域技术人员可以理解的是，该DCDC(Direct Current，直流变换)变换单元为一种直流-直流转换单元，可将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压。该DSP(Digital SignalProcess，数字信号处理)控制单元222可控制DCDC变换单元221的运行参数(例如压差比、带载率等)。
可以理解的是，BCMU部件1可通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)网络，对双向DCDC模块22中的DSP控制单元222，以及各电池模块21中的BMU单元212进行统一的控制和管理，也即BCMU部件1可分别独立控制各电源工作组2的运行参数，从而使得并联的多个电源工作组2构成一个集中功率变换子系统。
在本实施例中，各BMU单元212可通过CAN网络分别与DSP控制单元222连接，然后DSP控制单元222可通过CAN网络与BCMU部件1连接，当然，各BMU单元212也可通过CAN网络直接与BCMU部件1连接，各电池模块21中的电芯单元211并联接入DCDC变换单元221的输入端，从而实现BCMU部件1既可对各电池模块21中的BMU单元212进行统一控制和管理，来间接独立控制各电芯单元211的运行参数(例如充放电电压、充放电电流、充放电功率、带载率等)，还可通过BCMU部件1对双向DCDC模块22中的DSP控制单元222进行控制，来间接实现对DCDC变换单元221的运行参数(例如压差比、带载率等)的控制。
为了助于理解本申请实施例的技术原理，列举一具体实施例：下面结合附图对智能电池管理系统作进一步的详细描述，请参照图4，图4为本申请一具体实施例中智能电池管理系统架构的结构示意图：
在本具体实施例中，智能电池管理系统架构为智能锂电系统架构，该智能锂电系统架构包括BCMU和多个工作组(也可称为电源工作组)，例如图4中的工作组1和工作组2。各工作组分别通过CAN网络与BCMU连接，各工作组还用于并联接入48V母排，其中，工作组包括双向DCDC模块和多个电池模块，双向DCDC模块包括DC/DC(也可称为DCDC变换单元)和DSP，各电池模块分别与BCMU连接，各电池模块中的电芯并联接入DC/DC的输入端，BCMU通过BMU控制电芯单元的工作状态，DC/DC的输出端用于接入48V母排，各电池模块通过分时复用的方式轮询复用DC/DC。具体地，电池模块包括电芯、BMU和充放电回路开关，且充放电回路开关串联于电芯和DC/DC之间，BMU通过控制充放电回路开关的断开或闭合，控制电芯单元的工作状态。再具体地，DC/DC和BCMU连接，各BMU分别与DSP连接，DSP与BCMU连接。
本具体实施例通过把DC/DC变换单元及DSP控制部分拆离，构成一个外置独立DC/DC模块，并与多个电池模块通过复用方式进行连接，从而可根据站点/机房负载情况来配置外置DC/DC模块数量(而不是根据备电需求配置，每个电池模块必配一个DC/DC变换单元)，从而大大降低初始配置数量、并且后续也非常容易直接扩容。对于电池模块来说，多个电池模块并联、并与轮流共用/复用的DC/DC模块构成一个工作组，从而极大提高了DC/DC功率变换的利用率，也大大降低了投资成本。
另外，考虑双向DCDC模块多数时间都工作于轻载状态，本具体实施例为了进一步提升双向DCDC模块的能效，因此，可使用双相交错并联技术和双向H桥非隔离拓扑结构。如图6所示，Vin+与Vin-侧与系统相连作为输入侧，工作电压范围42V-58V，输出侧为电池电压，电压范围42V-56V，能量可以在输入侧和输出侧之间双向传输。输入侧采用一级共模电感L1滤波，滤波电感设置由继电器K1，VD1，R3组成的输入电容预充电电路，同时实现输入防反接保护。而VT1、VT2、VT3、VT4、L1、CT1、Cin、Co组成第一相双向DC/DC变换电路，VT11、VT22、VT33、VT44、L2、CT2、Cin、Co组成第二相双向DC/DC变换电路，两相电路交错180o工作，CT1和CT3代表电流采样芯片，分别采集电感L1和L2中的电流iL1和iL2参与环路控制和进行电流逐波保护。在轻载时，可以关断其中的一相变换电路，以提高带载能效，重载时再打开即可。
需要说明的是，上述具体实施例仅用于帮助理解本申请实施例的技术构思，并不构成对本申请的限定，基于该技术构思进行更多形式的简单变换，均应在本申请的保护范围内。
本申请实施例提供了一种智能电池管理方法，智能电池管理方法应用于如上述的智能电池管理系统，参照图5，图5为本申请一种智能电池管理方法一实施例的流程示意图。
本实施例中，该智能电池管理方法包括：
步骤S10，获取当前需求负载，确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量；
在本实施例中，该当前需求负载是指用电需求负载，本领域技术人员可知的是，站点/机房在不同用电时段由于用电需求的不同，其用电需求负载往往也会存在一定的变化。
本领域技术人员可知的是，当前需求负载越大，电源工作组的需求开启数量则越大，以达到满足支持当前需求负载。也即当前需求负载越大，满足支持当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量越大。
步骤S20，根据所述最小工作组启动数量，确定电源工作组的启动数量备选区间；
示例性地，步骤S20，根据所述最小工作组启动数量，确定电源工作组的启动数量备选区间的步骤包括：
步骤A10，将所述智能电池管理系统中的电源工作组的工作组总数作为最大工作组启动数量；
步骤A20，将所述最小工作组启动数量至所述最大工作组启动数量的数值范围，作为所述智能电池管理系统的启动数量备选区间。
步骤S20之后，执行步骤S30：确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效；
本领域技术人员可知的是，智能电池管理系统的能效，反映智能电池管理系统在充放电过程中的能量损失，可理解为系统放出能量与充入能量的比值，也可称为循环效率。
在本实施例中，可通过从预存的系统能效数据映射表中，查询得到该启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效。
步骤S40，在所述启动数量备选区间内选择所述系统能效最高的工作组启动数量作为最佳工作组启动数量，并启动运行所述最佳工作组启动数量的电源工作组为母排供电。
本实施例在基于上述的智能电池管理系统架构的基础上，还提供一种效率寻优算法，即通过获取当前需求负载，确定满足支持当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量，然后根据最小工作组启动数量，确定电源工作组的启动数量备选区间，并确定启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效，在启动数量备选区间内选择系统能效最高的工作组启动数量作为最佳工作组启动数量，并启动运行最佳工作组启动数量的电源工作组为母排供电，从而可实现根据(例如站点/机房)当前负载情况来配置电源工作组的工作数量，以使电池模块和双向DCDC模块工作于系统最佳能效工况下，克服目前的各类通信智能锂电系统，在实际工况下电池模块和双向DCDC模块很难工作于最佳效率，造成耗损较大、能效降低的问题，多个电池模块轮询复用一个外置的双向DCDC模块，构成一个电源工作组，再结合该效率寻优算法，从而提高了双向DCDC模块功率变换的利用率，消除不工作通道的器件损耗，提高轻载效率，使得电源工作组中双向DCDC模块和电池模块实现全负载范围的高效率，而对于整个智能电池管理系统来说，通过动态寻优算法，实时启动运行最合适数量的电源工作组，以将双向DCDC模块和电池模块的能效调节至最优能效，使得整个系统的能效实时保持在最佳状态，从而使得本申请实施例提高了智能电池管理系统的系统能效，解决了智能电池管理系统的系统能效低的技术问题。
作为一种可能的实施方式，在步骤S10中，确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量的步骤包括：
步骤B10，获取双向DCDC模块的额定功率，以及所述电池模块的电池电压和最大放电电流；
步骤B20，计算所述当前需求负载与所述额定功率的第一比值；
步骤B30，计算所述电池电压和所述最大放电电流的乘积，并计算所述当前需求负载与所述乘积的第二比值；
步骤B40，根据所述第一比值和所述第二比值中的最大值，确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量。
示例性地，将该第一比值和该第二比值中的最大值，作为支持当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量。
为了依据智能电池管理系统的当前运行工况，动态调整双向DCDC模块和电池模块的运行参数，使得整个系统能效最高，本实施例首先需要计算出满足支持当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量。而为了助于理解本申请实施例的原理或构思，列举实例一：
在该实例一中，智能电池管理系统开通运行后，配置有M个额定功率为Pd的双向DCDC模块，M*N个额定容量为Cr、最大放电电流为Ir的电池模块，双向DCDC模块和电池模块配置比为1：N。定义一个双向DCDC模块和其电气连接的N个电池模块为一个电池工作组。假设当前智能电池管理系统处于放电过程中，当前需求负载为PL，电池模块的电池电压为Vb，母排电压为Vo，当前环境温度为Tb，其中，M、N均为正整数。此时，满足支持当前需求负载PL的该最小工作组启动数量Kmin的计算公式为：
Kmin＝max(PL/Pd，PL/(Vb*Ir))。
需要说明的是，Kmin应该为正整数，因此，当Kmin的值具有小数时往上进一，例如当Kmin为5.2时，将Kmin更新为6，又例如当Kmin为4.35时，将Kmin更新为5。
本实施例通过获取双向DCDC模块的额定功率，以及电池模块的电池电压和最大放电电流，然后计算当前需求负载与额定功率的第一比值，并计算该电池电压和最大放电电流的乘积，计算当前需求负载与乘积的第二比值，再根据第一比值和第二比值中的最大值，确定满足支持当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量，从而根据智能电池管理系统的当前运行工况，准确地计算出支持当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量，进而便于后续根据计算出的该最小工作组启动数量，准确地得到最合适的电源工作组的工作数量，以将双向DCDC模块和电池模块的能效调节至最优能效，使得整个系统的能效实时保持在最佳状态。
在一种可实施的方式中，步骤S30，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效的步骤包括：
步骤C10，根据所述当前需求负载、所述额定功率，以及所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量，确定各工作组启动数量的电源工作组启动时的双向DCDC模块对应的第一带载率；
步骤C20，获取所述电池模块的额定容量，根据所述额定容量、所述当前需求负载、所述电池电压，以及所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量，确定各工作组启动数量的电源工作组启动时的电池模块对应的第二带载率；
在本实施例中，本领域技术人员可以理解的是，该第一带载率是指双向DCDC模块的负载率，即双向DCDC模块的实际负载与其额定负载的比值。该第二带载率是指电池模块的负载率，即电池模块的实际负载与其额定负载的比值。
为了助于理解本申请实施例的原理或构思，继续沿用上述实例一往下描述：
在该实例一中，在计算出支持当前需求负载PL的电源工作组的最小工作组启动数量Kmin之后，需要根据最小工作组启动数量，确定电源工作组的启动数量备选区间，其中，可通过遍历所有可正常运行的电源工作组(需要电源工作组中双向DCDC模块和电池模块均可正常运行)的数量，其值即为Kmax，将电源工作组的数量从Kmin到Kmax的数量范围作为智能电池管理系统的启动数量备选区间。
然后，根据确定出的智能电池管理系统的启动数量备选区间，计算出启动数量备选区间内各数值的电源工作组启动时，双向DCDC模块对应的第一带载率，以及电池模块对应的第二带载率，在该实例一中，该双向DCDC模块对应的第一带载率DZL1的计算公式为：
DZL1＝PL/(m*Pd)；
其中，m为智能电池管理系统的启动数量备选区间内的数值，且m为正整数。
该电池模块对应的第二带载率DZL2的计算公式为：
DZL2＝PL/(m*Vb*Cr)；
步骤C20之后，执行步骤C30，根据各所述第一带载率和各所述第二带载率，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效。
示例性地，步骤C30，根据各所述第一带载率和各所述第二带载率，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效的步骤包括：
步骤D10，从预存的第一能效数据映射表中，查询得到各所述第一带载率映射的双向DCDC模块的第一模块能效；
在本实施例中，该第一模块能效是指双向DCDC模块的模块能效，本领域技术人员可以理解的是，双向DCDC模块的模块能效，是指在进行双向变换时的电气转换效率。一般情况下，双向DCDC模块的带载率在40％至60％范围的效率往往最高。
可以理解的是，该第一能效数据映射表中预存有该第一带载率与该第一模块能效之间一一映射的映射关系，因此从预存的第一能效数据映射表中，可查询得到各第一带载率映射的双向DCDC模块的第一模块能效。
步骤D20，从预存的第二能效数据映射表中，查询得到各所述第二带载率映射的电池模块的第二模块能效；
在本实施例中，该第二模块能效是指电池模块的模块能效，本领域技术人员可以理解的是，电池模块的模块能效，一般是指电芯电化学的转换效率。一般情况下充放电电流越小，发热越少，效率越高。
可以理解的是，该第二能效数据映射表中预存有该第二带载率与该第二模块能效之间一一映射的映射关系，因此从预存的第二能效数据映射表中，可查询得到各第二带载率映射的电池模块的第一模块能效。
步骤D30，根据所述第一模块能效和所述第二模块能效的乘积，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效。
为了助于理解本申请实施例的原理或构思，继续沿用上述实例一往下描述：
在该实例一中，在计算出双向DCDC模块对应的第一带载率、电池模块对应的第二带载率后，从双向DCDC模块的能效数据记录表(即第一能效数据映射表)中，搜索出与当前环境温度Tb、第一带载率DZL1的工况最接近的效率值e1(e1即DCDC模块的第一模块能效)，并从电池模块的能效数据记录表(即第二能效数据映射表)中，搜索与第二带载率DZL2的工况最接近的效率值e2(e2即电池模块的第二模块能效)。然后计算该智能电池管理系统的系统能效e＝e1*e2。
在该实例一中，可通过将m(m为正整数)依次取值为该智能电池管理系统的启动数量备选区间内的各个数值，例如从Kmin至Kmax，计算得到Kmin到Kmax各数值的工作组启动数量对应的系统能效值，并从所有系统能效值中，选取出最大系统能效值对应的电源工作组启动数量k，也就是智能电池管理系统的系统效率最佳的最佳工作组启动数量k，并通过控制k个双向DCDC模块的开启运行，每个双向DCDC模块的带载率为PL/(Pd*k)；其他M-k个双向DCDC模块关机。同时，在开启运行的双向DCDC模块内部，控制交错并联工作的通道数，关闭不必要的工作通道，使得电池模块和双向DCDC模块工作于系统最优能效工况下，实现在当前需求负载对应工况下以系统最高能效运行。
在该实例一中，可通过技术人员在研发阶段对不同工况下的双向DCDC模块和电池模块的能效进行测试，生成不同运行温度、不同带载率情况下，双向DCDC模块和电池模块的能效数据，从而标定得到该第一能效数据映射表和第二能效数据映射表，并预存于智能电池管理系统的存储器中。
本实施例通过根据当前需求负载、双向DCDC模块的额定功率，以及该启动数量备选区间内的各工作组启动数量，确定各工作组启动数量的电源工作组启动时的双向DCDC模块对应的第一带载率，然后通过获取电池模块的额定容量，根据该额定容量、当前需求负载、电池模块的电池电压，以及该启动数量备选区间内的各工作组启动数量，确定各工作组启动数量的电源工作组启动时的电池模块对应的第二带载率，最后根据各第一带载率和各第二带载率，确定启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效，从而可根据站点/机房的当前负载情况，来灵活配置电源工作组的工作组开启数量，并根据工作组开启数量灵活控制双向DCDC模块的运行数量以及运行参数，关闭不必要的工作通道，使得电池模块和双向DCDC模块运行于系统最佳能效工况下，通过实时运行工况中的该能效动态寻优算法，实现运行在系统最佳效率点，进而克服目前的各类通信智能锂电系统，在实际工况下电池模块和双向DCDC模块很难工作于最佳效率，造成耗损较大、能效降低的问题。
也即，本实施例通过结合当前负载情况下的实时运行工况，在满足支持当前需求负载情况下，分别计算出不同数量电源工作组启动时，电池模块和双向DCDC模块的带载率，从而根据两者的带载率从预存的能效数据映射表中，分别查询出不同数量电源工作组启动时电池模块和双向DCDC模块各自对应的模块能效值，并根据查询出的电池模块和双向DCDC模块各自对应的模块能效值，确定出系统能效最高的最佳工作组启动数量，开启最佳工作组启动数量的电源工作组进行运行，关闭其他闲置的电源工作组，实现通过该动态寻优算法，得到最合适的电源工作组的工作数量，以将双向DCDC模块和电池模块的能效调节至最优能效，使得整个系统的能效实时保持在最佳状态，进而解决了智能电池管理系统的系统能效低的技术问题。
在一种可能的实施方式中，启动运行所述最佳工作组启动数量的电源工作组的步骤包括：
步骤E10，每间隔预设轮询周期，依次从智能电池管理系统的所有电源工作组中轮询选择所述最佳工作组启动数量的电源工作组进行启动运行。
为了助于理解本申请实施例的原理或构思，继续沿用上述实例一往下描述：
在该实例一中，在开启运行双向DCDC模块的电源工作组内，执行N个电池模块复用一个双向DCDC模块的策略。即轮流接入N个电池模块中的其一运行，其他N-1个电池模块关机。复用策略上，可以采用分时复用，比如每个电池模块放电一段时间(如10分钟)后切换到下一个电池模块放电。也可以设定一定的切换条件，比如每个电池模块放电到预设阈值电压或者预设阈值电池容量后，再切换到下一个电池模块放电，从而保障了所有电池模块能参与到运行中，提高了电池模块运行的均衡性和一致性，延长了电池模块的使用寿命，并提高了智能电池管理系统的可靠性。
另外，在双向DCDC模块轮流切换时，可通过控制开关管驱动信号占空比不发生突变，也就是说新轮询开启的双向DCDC模块的功率逐步加强，而被接替关闭的双向DCDC模块的功率逐步减少直至关机，从而进一步提高智能电池管理系统的系统能效。
本实施例通过每间隔预设轮询周期，依次从智能电池管理系统的所有电源工作组中轮询选择最佳工作组启动数量的电源工作组进行启动运行，从而使得各个电源工作组的交替运行，保障各电源工作组的运行时间大致相同。DC/DC模块和电池模块都会进行主动的轮流运行，未运行的各模块可以关机或深度休眠，保障了所有电池模块和双向DCDC模块能参与到运行中，提高了电池模块和双向DCDC模块工作的均衡性和一致性。并且在该电源工作组的轮流运行模式，也变相减少了各个模块的运行时间，从而延长了电源工作组的使用寿命，提高了系统的可靠性。
为了助于理解本申请实施例的技术原理，列举一具体实施例：
假设某公司为电信运营商提供了应用于基站和机房的通信智能锂电池产品，电芯选用主流磷酸铁锂，具备功率高密高、循环寿命长等特点，模块标称容量为100Ah/4.8kWh，最大放电能力为1C；由于电池内置的双向DC/DC拓扑的最大功率转换能力为55V*100A，因此其功率额度设计为5.5kW。
假设某中心机房的最大负载为100kW，要求最长10小时备电能力；因此，需要配置该类型电池数量为100*10/4.8＝208个。这对用户来说，是一笔很大的资产投资。根据测试数据显示，0.1C充放电场景下，电芯瓦时效率97.2％，双向DC/DC拓扑效率96.5％，因此电池模块整体能效为97.2％*96.5％＝93.8％。显然，该产品在中心机房长时备电场景下存在严重的投资大、能效低问题。
为降低成本、提高能效，首先需要进行如下设计：
1)对电池模块进行改造：内置的DC/DC变换单元及其DSP控制部分分离取出，增加必要的外壳和防护后，构成独立的DC/DC模块；电芯、BMU等部分保留在电池模块，相关功能保持不变；
2)新的电池模块、DC/DC模块(也可称为双向DCDC模块)均通过CAN网络接入BCMU，接受BCMU的控制和管理；多个锂电池模块输出端电气并联，再和一个外置DC/DC模块进行电气连接，构成一个工作组；所有DC/DC模块集中外置构成功率变换子系统，另一端则并接在48V母线上。
接下来，就可以根据站点负载和用户需求，进行系统的配置管理：
1)配置DC/DC模块：根据站点负载情况，依据一定的规则进行配置。机房最大负载为100kW，而单个DC/DC模块为5.5kW，因此至少需配置100/5.5＝19个模块；
2)配置电池模块：如前述，电池模块至少需要配置100*103/(48*10)＝209个；
3)初步分组配置：根据DC/DC模块和电池模块数量进行初步分组。如前述，DC/DC模块和电池模块比例为19:209，按照1:11完成初步分组；
4)调整分组配置：调整DC/DC模块和电池模块数量，保障N+1冗余备份。因此，配置调整为：DC/DC和电池模块配置比为20:220，1:11分组。
显然，原来传统的配置方案需要209个电池和209个DC/DC单元，而本具体实施例的方案只需220个电池和20个DC/DC模块。硬件成本大大降低，同时DC/DC模块(功率变换节点)数量锐减，能效也显著提升。
下面，针对DC/DC模块和电池模块的能效进行测试，得到不同运行温度、不同功率或倍率情况下DC/DC模块和电池模块的能效数据，生成表格保存在BCMU软件中使用：
1)DC/DC模块能效：测试在不同典型温度、不同输入输出压差的情况下，带载率0％～100％全范围各测点下不同的最佳转换效率(轻载时需要关断一相变换电路)，带载率测点间隔5％。以下是一组实际测试数据，前者为带载率，后者为对应的效率值：{10％，96.5％}，{20％，97.2％}，{30％，98.5％}，{40％，98.2％}，{50％，98.5％}，{60％，98.4％}，{80％，98.1％}，{90％，97.8％}，{100％，97.6％}；
电池模块能效：测试在不同典型温度情况下，从0.1C到1.0C间各测点不同的瓦时效率，间隔点为0.05C。测试数据表明，电池模块的能效值基本上和带载率(电流值)近似线性下降关系；比如在0.2C时2)效率为97.1％，0.5C时效率为95.6％，1.0C时效率为91.5％。
开通运行锂电系统后，BCMU根据当前工况，动态调整DC/DC模块和电池模块的运行参数，使得整个系统的能效最高。假设当前系统所有电池和DC/DC模块均可正常工作，系统处于放电过程中，系统负载33kW，放电电压49V：
1)获取可工作组最大数量：遍历所有正常运行状态的工作组，数量Kmax＝20；
2)确认工作组数量范围：工作组最小值为Kmin＝33*103/(49*100)＝7；
最小值Kmin＝max(PL/Pd，PL/(Vb*Ir))
Kmin＝33*103/(55*100)
3)遍历全范围内所有可能的系统效率。其主要步骤如下：
(1)当前工作组数量为m＝Kmin＝7；
(2)从DC/DC模块的能效数据记录表中，查找该模块运行电压和环境温度、带载率为33*103/(m*5500)工况最相近的效率值e1；
(3)从电池模块的能效数据记录表中，查找该模块带载率为33*103/(m*49*100)工况最相近的效率值e2；
(4)计算得到当前系统效率e＝e1*e2；
(5)当前工作组数量m+1；
(6)重复运行步骤(2)到(5)，得到工作组数量m从Kmin到Kmax范围内所有的系统效率值；
4)从各系统效率值中，找到最大值，也就是系统效率最佳的工作组数值。假设其数值k＝18；即表示，在DC/DC模块带载率为33*103/(18*5500)＝33.3％、电池模块放电电流为33*103/(18*49*100)＝0.37C时，系统整体能效最高；
5)控制18个DC/DC模块的开启运行，带载率为33.3％。此时，18个模块内部的一路交错并联通道数予以关闭不工作，以提高能效；另外2个DC/DC模块全部关机；
6)在DC/DC模块开启运行的工作组内，需要轮流接入11个电池模块中的其一运行；其他10个电池模块关机。多个电池模块复用一个DC/DC模块，复用策略可以采用最简单的分时复用法，比如每个电池放电10分钟后切换到下一个电池放电；
7)从系统的角度看，还需要执行全部20个工作组的轮流运行策略，同一时刻需要18个工作组运行；也就是说每隔110分钟，就启动一次工作组的轮换。在DC/DC模块轮流切换时，需要注意开关管驱动信号占空比的不发生突变；也就是说新DC/DC模块功率逐步加大，而被接替DC/DC模块功率逐步减少直至关机；
各个工作组的交替运行，保障了所有电池模块能参与到运行中，提高了电池模块、尤其是长期处于小电流工作下的均衡性和一致性。
需要说明的是，上述具体实施例仅用于帮助理解本申请实施例的技术构思，并不构成对本申请的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本具体实施例的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
另外，本申请实例二还提供一种智能电池管理系统在充电过程中的动态寻优算法。由于智能电池管理系统处于充电过程中，带载率是自主可控的。因此其寻优算法相对简单：在供电安全有保障的前提下，尽量减少充电电流，以提高电芯乃至整个系统的能效。假设电池最小充电电流为0.05C，最大充电电流为1.0C。其充电寻优算法简述如下：
1)遍历充电电流0.05C～1.0C，DC/DC模块所有测点的效率值e1；
2)遍历充电电流0.05C～1.0C，电池模块所有测点的效率值e2；
3)计算0.05C～1.0C下，所有记录测点的系统效率e＝e1*e2；
4)对所有记录测点效率从大到小进行排序，选择系统效率e最大的测点，作为最佳充电电流；
5)如果充电电流大小有运维要求(如较频繁停电的场景下，要求充电电流0.2C以上以便尽快完成电池补充)；则需要从排序表中，选择测试点电流≥0.2C、效率e最大的那个测点即可；
6)所有可正常运行的工作组(DC/DC模块和电池模块)，全部运行于最佳充电电流。
此外，本申请实施例还提供一种电子设备，参照图7，图7为本申请一实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。如图7所示，电子设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储设备。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。如图7所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及智能电池管理程序。
在图7所示的电子设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本实施例中的处理器1001、存储器1005可以设置在电子设备中，电子设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的智能电池管理程序，并执行上述任一实施例提供的应用于智能电池管理方法。
本实施例提出的终端与上述实施例提出的应用于智能电池管理方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述任意实施例，并且本实施例具备与执行智能电池管理方法相同的有益效果。
此外，本申请实施例还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质为计算机存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有智能电池管理程序，该智能电池管理程序被处理器执行时实现如上所述的智能电池管理方法。
本申请实施例的电子设备和计算机可读存储介质的各实施例，均可参照本申请智能电池管理方法各个实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台电子设备设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
以上仅为本申请的优选实施例，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。

Claims (11)

1.一种智能电池管理系统，其特征在于，包括BCMU部件和多个电源工作组，各所述电源工作组分别与所述BCMU部件连接，各所述电源工作组用于并联接入母排，所述电源工作组包括：
多个电池模块，各所述电池模块分别与所述BCMU部件连接；
双向DCDC模块，各所述电池模块并联接入所述双向DCDC模块的输入端，所述双向DCDC模块的输出端用于接入所述母排，各所述电池模块轮询复用所述双向DCDC模块；
其中，所述智能电池管理系统被应用于智能电池管理方法，所述智能电池管理方法包括：
获取当前需求负载，确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量；
根据所述最小工作组启动数量，确定电源工作组的启动数量备选区间；
确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效；
在所述启动数量备选区间内选择所述系统能效最高的工作组启动数量作为最佳工作组启动数量，并启动运行所述最佳工作组启动数量的电源工作组为母排供电。
2.如权利要求1所述的智能电池管理系统，其特征在于，所述电池模块包括电芯单元和BMU单元，所述BMU单元与所述BCMU部件连接，各所述电池模块中的电芯单元并联接入所述双向DCDC模块的输入端，所述BCMU部件通过所述BMU单元控制所述电芯单元的工作状态。
3.如权利要求2所述的智能电池管理系统，其特征在于，所述电池模块包括充放电回路开关，且所述充放电回路开关串联于所述电芯单元和所述双向DCDC模块之间，所述BMU单元通过控制所述充放电回路开关的断开或闭合，控制所述电芯单元的工作状态。
4.如权利要求2所述的智能电池管理系统，其特征在于，所述双向DCDC模块和BCMU部件连接，所述双向DCDC模块包括DCDC变换单元和DSP控制单元，各所述BMU单元分别与所述DSP控制单元连接，所述DSP控制单元与所述BCMU部件连接，各所述电池模块中的电芯单元并联接入所述DCDC变换单元的输入端，所述DCDC变换单元的输出端用于接入所述母排，各所述电池模块中的电芯单元轮询复用所述DCDC变换单元。
5.一种智能电池管理方法，其特征在于，所述智能电池管理方法应用于如权利要求1至4中任一项所述的智能电池管理系统，所述智能电池管理方法包括：
获取当前需求负载，确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量；
根据所述最小工作组启动数量，确定电源工作组的启动数量备选区间；
确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效；
在所述启动数量备选区间内选择所述系统能效最高的工作组启动数量作为最佳工作组启动数量，并启动运行所述最佳工作组启动数量的电源工作组为母排供电。
6.如权利要求5所述的智能电池管理方法，其特征在于，所述确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量的步骤包括：
获取双向DCDC模块的额定功率，以及所述电池模块的电池电压和最大放电电流；
计算所述当前需求负载与所述额定功率的第一比值；
计算所述电池电压和所述最大放电电流的乘积，并计算所述当前需求负载与所述乘积的第二比值；
根据所述第一比值和所述第二比值中的最大值，确定满足支持所述当前需求负载的电源工作组的最小工作组启动数量。
7.如权利要求6所述的智能电池管理方法，其特征在于，所述确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效的步骤包括：
根据所述当前需求负载、所述额定功率，以及所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量，确定各工作组启动数量的电源工作组启动时的双向DCDC模块对应的第一带载率；
获取所述电池模块的额定容量，根据所述额定容量、所述当前需求负载、所述电池电压，以及所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量，确定各工作组启动数量的电源工作组启动时的电池模块对应的第二带载率；
根据各所述第一带载率和各所述第二带载率，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效。
8.如权利要求7所述的智能电池管理方法，其特征在于，所述根据各所述第一带载率和各所述第二带载率，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效的步骤包括：
从预存的第一能效数据映射表中，查询得到各所述第一带载率映射的双向DCDC模块的第一模块能效；
从预存的第二能效数据映射表中，查询得到各所述第二带载率映射的电池模块的第二模块能效；
根据所述第一模块能效和所述第二模块能效的乘积，确定所述启动数量备选区间内的各工作组启动数量映射的智能电池管理系统的系统能效。
9.如权利要求5所述的智能电池管理方法，其特征在于，所述启动运行所述最佳工作组启动数量的电源工作组的步骤包括：
每间隔预设轮询周期，依次从智能电池管理系统的所有电源工作组中轮询选择所述最佳工作组启动数量的电源工作组进行启动运行。
10.一种电子设备，其特征在于，包括如上权利要求1至4中任一项所述的智能电池管理系统、存储器、处理器，以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的智能电池管理程序，所述智能电池管理程序被处理器执行时实现如权利要求5至9中任一项所述的智能电池管理方法的步骤。
11.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有智能电池管理程序，所述智能电池管理程序被处理器执行时实现如权利要求5至9中任一项所述的智能电池管理方法的步骤。
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