CN116505479A - 欠压保护方法、储能设备及光伏系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种欠压保护方法、储能设备及光伏系统。其中，欠压保护方法包括：获取电池模组的电池电压；在电池电压小于第一欠压保护值时，执行欠压保护操作，并统计欠压保护次数；当在第一预设时长内，欠压保护次数大于或等于预设欠压次数，则输出禁止放电信号至第一开关单元，以使得第一开关单元处于禁止电池模组放电但允许充电的状态；当电池电压小于第二欠压保护值时，输出第一关断信号至第三开关单元，以控制第三开关单元关断与第二辅源电路的连接；第二欠压保护值小于第一欠压保护值。本申请提供的欠压保护方法可在光照条件较差时，降低电池模组的过放风险，从而延长电池模组的使用寿命。

Description

欠压保护方法、储能设备及光伏系统

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种欠压保护方法、储能设备及光伏系统。

背景技术

在光伏供电场景中，光伏组件给电池充电时，经常会碰到太阳光线不足，光伏组件输出功率低的情况。光伏组件在接入到电子设备并为电子设备供电时，就会唤醒电子设备中用于对电池包电量进行管理的电池管理系统，电池管理系统在被唤醒后会控制电池包对电子设备中其他电路进行供电，但此时的光伏组件并不能给足电量，对电池包的供电在开启和断开的状态中反复切换，并不能支持对电池包的充电，电池包在电池管理系统唤醒后，虽然充电不足，但仍会对外放电使电池包的电量继续被消耗，如此会导致电池包中的电量被耗尽，影响电池包的寿命。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种欠压保护方法、储能设备及光伏系统，以解决电池包在光伏供电场景下，因光伏组件输出功率低导致电池包的电量耗尽，影响电池寿命的问题。

本申请第一方面提供一种欠压保护方法，应用于储能设备中的电池管理系统的控制器。储能设备包括功率变换电路、开关电路、电池模组、电能输出电路、电池管理系统、第一辅源电路和第二辅源电路。开关电路包括第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元。功率变换电路的输入端用于连接光伏组件，功率变换电路的输出端与第一开关单元的第一端连接，功率变换电路的输出端还与第二辅源电路的使能端连接。第一开关单元的第一端还与电能输出电路连接，第一开关单元的第二端与电池模组连接。电池模组还连接第二开关单元后与第一辅源电路的使能端连接。电池模组还连接第三开关单元后与第二辅源电路的使能端连接。第一辅源电路的使能端还与功率变换电路连接。第一辅源电路用于在使能端接收到使能信号时唤醒电池管理系统。第二辅源电路用于在使能端接收到使能信号时唤醒电能输出电路。该欠压保护方法包括：获取电池模组的电池电压；在电池电压小于第一欠压保护值时，执行欠压保护操作，并统计欠压保护次数；当在第一预设时长内，欠压保护次数大于或等于预设欠压次数，则输出禁止放电信号至第一开关单元，以使得第一开关单元处于禁止电池模组放电但允许充电的状态；当电池电压小于第二欠压保护值时，输出第一关断信号至第三开关单元，以控制第三开关单元关断与第二辅源电路的连接；第二欠压保护值小于第一欠压保护值。

在一种实施方式中，在电池电压小于第三欠压保护值时，输出第二关断信号至第二开关单元，以控制第二开关单元关断与第一辅源电路的连接。

在一种实施方式中，欠压保护方法还包括：在电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，输出导通信号至第三开关单元，以导通第三开关单元；预设恢复电压阈值大于第一欠压保护值。

在一种实施方式中，欠压保护方法还包括：输出导通信号至第二开关单元，以导通第二开关单元。

在一种实施方式中，欠压保护方法还包括：输出使能放电信号至第一开关单元，以使得第一开关单元处于允许充电和放电状态。

在一种实施方式中，在电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，欠压保护方法还包括：清零欠压保护次数。

在一种实施方式中，欠压保护方法还包括：在电池电压小于第一欠压保护值时，置位第一欠压标识；在电池电压小于第二欠压保护值时，置位第二欠压标识；在电池电压小于第三欠压保护值时，置位第三欠压标识。

在一种实施方式中，欠压保护方法还包括：在电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时复位第一欠压标识、第二欠压标识及第三欠压标识，其中，预设恢复电压阈值大于第一欠压阈值。

本申请第二方面提供一种储能设备，包括功率变换电路、开关电路、电池模组、电能输出电路、电池管理系统、第一辅源电路和第二辅源电路，开关电路包括第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元。功率变换电路的输入端用于连接光伏组件，功率变换电路的输出端与第一开关单元的第一端连接，功率变换电路的输出端还与第二辅源电路的使能端连接。第一开关单元的第一端还与电能输出电路连接，第一开关单元的第二端与电池模组连接。电池模组还连接第二开关单元后与第一辅源电路的使能端连接。电池模组还连接第三开关单元后与第二辅源电路的使能端连接。第二辅源电路的使能端还与功率变换电路连接。第一辅源电路用于在使能端接收到使能信号时唤醒电池管理系统。第二辅源电路用于在使能端接收到使能信号时唤醒电能输出电路，电池管理系统的控制器用于执行如权利要求1-8的欠压保护方法。

本申请第三方面提供一种光伏系统，光伏系统包括光伏组件和上任一项记载的储能设备。光伏组件的输出端与储能设备中的功率变换电路的输入端连接。

本申请提供的欠压保护方法，首先通过获取电池模组的电池电压，以在电池电压小于第一欠压保护值时，执行欠压保护操作，以使电池管理系统进入休眠状态，从而初步停止电池模组对外放电，降低电池模组的过放风险。进一步地，该方法在执行欠压保护操作的同时，还统计欠压保护次数；且当在第一预设时长内，确认欠压保护次数大于或等于预设欠压次数时，确认当前光照条件不稳定，进而禁止电池模组放电但允许电池模组充电，以在保证储能设备的部分功能正常使用的同时进一步降低电池模组的能耗；本申请还通过在电池电压小于第二欠压保护值时，关断第三开关单元与第二辅源电路之间的电连接，从而禁止电池模组对第二辅源电路供电，再进一步降低电池模组的能耗，以进一步降低过放风险。综上，本申请提供的欠压保护方法，通过获取电池电压，以在电池电压下降至对应的欠压保护值时，逐渐控制电池模组停止对外供电，从而在降低电池管理系统休眠次数的同时，降低电池模组的能耗，从而降低电池模组过放的风险，以延长电池模组的寿命。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的光伏系统的结构框图。

图2为本申请一实施例提供的功率变换电路通过第一开关单元电连接至电池模组的电路示意图。

图3为本申请一实施例提供的电池模组通过第三开关单元电连接至第二辅源电路的电路示意图。

图4A为本申请一实施例提供的电池模组、功率变换电路电连接至第一辅源电路的电路示意图。

图4B为本申请一实施例提供的电池模组、功率变换电路、光伏组件电连接至第一辅源电路的第一种电路示意图。

图4C为本申请一实施例提供的电池模组、功率变换电路、光伏组件电连接至第一辅源电路的第二种电路示意图。

图5为本申请一实施例提供的欠压保护方法的流程示意图。

图6为本申请一实施例提供的欠压保护装置的示意图。

主要元件符号说明

10—光伏系统 200—光伏组件 100—储能设备 110—功率变换电路

120—开关电路 10—第一开关单元 1220—第二开关单元

1230—第三开关单元 1240—第四开关单元 1250—第五开关单元

130—电池模组 140—第一辅源电路 150—电池管理系统

160—第二辅源电路 170—电能输出电路 1810—第一驱动电路

1820—第二驱动电路 1830—第三驱动电路 1840—第四驱动电路

20—欠压保护装置 210—获取模块 20—比较模块 230—控制模块

具体实施方式

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描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

下面将结合附图对一些实施例做出说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在光伏供电场景中，光伏组件(例如太阳能板)给电池充电时，经常会碰到太阳光线不足，光伏组件输出功率低的情况。光伏组件在接入到电子设备并为电子设备供电时，就会唤醒电子设备中用于对电池包电量进行管理的电池管理系统，电池管理系统在被唤醒后会控制电池包对电子设备中的其他电路进行供电，但此时的光伏组件并不能给足电量，对电池包的供电在反复开启和断开的状态中反复切换，并不能支持对电池包的充电，而电池包中的电量在电池管理系统唤醒后虽然充电不足，但仍对外放电使电池包的电量继续被消耗，如此会导致电池包中的电量被耗尽死，影响电池包的寿命。

基于此，本申请提供一种欠压保护方法，以在太阳光线不足时，减少电池包反复开启和断开的次数，降低电池包的耗能。

请参阅图1，图1示意性地示出了应用本申请技术方案的光伏系统10的结构框图。如图1所示，光伏系统10包括储能设备100及光伏组件200。其中，储能设备100还可以替换为任何可接收光伏组件200输出的电能，且设置有电池的电子设备，包括但不限于空调、移动小车、割草机等电子设备。在本申请中，以光伏系统10包括储能设备100举例说明本申请提供的技术方案。

具体地，储能设备100包括功率变换电路110、开关电路120、电池模组130、第一辅源电路140、电池管理系统150、第二辅源电路160和电能输出电路170。开关电路120包括第一开关单元1210、第二开关单元1220及第三开关单元1230。

其中，功率变换电路110的输入端用于连接光伏组件200的输出端PV+。功率变换电路110的输出端PACK+(图1仅示出功率变换电路的正极输出端)与第一开关单元1210的第一端连接。功率变换电路110的输出端PACK+还与第一辅源电路140的使能端PW+连接。第一开关单元1210的第一端还与电能输出电路170连接。第一开关单元1210的第二端与电池模组130连接。电池模组130与第二开关单元1220连接，第二开关单元1220与第一辅源电路140的使能端PW+连接。电池模组130还连接第三开关单元1230，第三开关单元1230与第二辅源电路160的使能端ExPW+连接。第一辅源电路140用于在使能端PW+接收到使能信号时唤醒电池管理系统150。第二辅源电路160用于在使能端ExPW+接收到使能信号时唤醒电能输出电路170。

在本实施例中，光伏组件200用于将接收到的光能转换为电能，并输出至储能设备100的功率转换电路110。在一些实施例中，光伏组件200还可以是组串式的户用光伏组件。

储能设备100用于接收并存储光伏组件200输出的电能。在一些实施例中，储能设备100还电连接至其他用电设备(图中未示出)，以为外部的其他用电设备供电。

具体地，功率变换电路110用于接收光伏组件200输出的直流电，以转换为直流的充电电压。在一些实施例中，功率变换电路110可包括DC/DC(DC-to-DC converter，直流-直流)转换电路。其中，光伏组件200的输出端PV+电连接至DC/DC转换电路的输入端。DC/DC转换电路用于将光伏组件200输出的直流电转换为电池模组130适用的直流电，以为电池模组130充电。在本实施例中，功率变换电路110的输出端PACK+可以是DC/DC转换电路的输出端。

开关电路120中的第一开关单元1210、第二开关单元1220及第三开关单元1230，用于分别接收电池管理系统150的控制器输出的控制信号，以在电池管理系统150的控制下导通或断开。

具体地，功率变换电路110的输出端PACK+通过第一开关单元1210电连接至电池模组130的输出端BAT+(图1仅示出电池模组的正极输出端)。也就是说，第一开关单元1210设置在电池模组130的充放电回路上。

在一些实施例中，电池模组130的充放电回路上还设置有采样电阻R1(参阅图2)。可理解地，通过对采样电阻R1两端的电压进行采样或者电流采样，可获取电池模组130的充放电回路上的电流或电池模组130的电池电压。

请再次参阅图1，在一些实施例中，第二开关单元1220及第三开关单元1230可分别包括至少一开关管。如此，电池管理系统150可通过输出控制信号控制开关管的导通或关断，可实现对应的开关单元的导通或关断。

电池模组130包括至少一电芯。电池模组130用于在充电时储存电能，还用于在放电时为储能设备100的内部电路供电，及/或为储能设备100以外的用电设备供电。

可理解地，辅源电路用于在电路启动初期提供设备的主电路工作所需要的电压，从而唤醒或启动电路。如此，在本申请实施例中，第一辅源电路140为电池管理系统150提供第一启动电压，以唤醒电池管理系统150。第二辅源电路160为电能输出电路170提供第二启动电压，以唤醒电能输出电路170。可理解地，第一启动电压的电压值和第二启动电压的电压值可以相同，也可以不相同，本申请并不对此进行限制。

电池管理系统150包括控制器、保护电路、监测电路等。具体地，控制器加载有电能管理系统(Energy Management System，EMS)的预设程序，以对电池模组130进行管理。电池管理系统150作为电池模组130的管理单元，用于监测电池模组130的运行状态。可以理解，在一些实施例中，电池管理系统150的控制器也可以复用储能设备100中的任一个控制器。

电能输出电路170用于被唤醒后，接收电池模组130输出的直流电，以对储能设备100中除了电池管理系统150之外的用电模块供电，及对储能设备100以外的用电设备供电。其中，电能输出电路170的输入端IN与第一开关单元1210的第一端连接。电能输出电路170的输出端OUT用于电连接至其他用电电路或用电设备。电能输出电路170的受控端CTR与第二辅源电路160连接。电能输出电路170的受控端CTR接收到第二辅源电路160提供的第二启动电压时，导通电能输出电路170的输入端IN和输出端OUT。如此，电能输出电路170可通过接收电池模组130输出的电能，对除了电池管理系统150以外的用电电路或用电设备供电。

可理解地，在一些实施例中，电能输出电路170可以包括功率传输(PowerDelivery,PD)模块。如此，电能输出电路170的输出端OUT可以通过储能设备100的接口电连接至外部用电设备，以在第二辅源电路160唤醒电能输出电路170后，为外部用电设备供电。

在另一些实施例中，电能输出电路170还可以包括功率输出模块、逆变电路、Buck-Boost电路等，且电能输出电路170的输出端OUT可以通过储能设备100的接口电连接至外部用电设备。如此，电能输出电路170可通过功率传输模块输出直流电及/或交流电。

在另一些实施例中，电能输出电路170还可以是设置在储能设备100中的电源管理芯片。如此，电能输出电路170的输出端可电连接至储能设备100内的各用电模块(例如显示模块、驱动模块、PD模块等)，，以在第二辅源电路160唤醒电能输出电路170后，为储能设备100内除了电池管理系统150的其他用电电路供电。

可理解地，在一些实施例中，当光伏组件200暴露在足够的光照下时，光伏组件200输出直流电至储能设备100的功率变换电路110。功率变换电路110对接收到的直流电进行转换，以输出对应的直流充电电压至第一辅源电路140的使能端PW+以作为使能信号，从而使能第一辅源电路140唤醒电池管理系统150。电池管理系统150被唤醒后，控制第一开关单元1210导通，以使得直流充电电压通过第一开关单元1210传输至电池模组130，以对电池模组130中的电芯进行充电。同时，电池管理系统150的控制器还控制第二开关单元1220及第三开关单元1230导通，如此，电池模组130通过第二开关单元1220使能第一辅源电路140，并为电池管理系统150供电；电池模组130还通过第三开关单元1230使能第二辅源电路160，以通过第二辅源电路160唤醒电能输出电路170，并使电池模组130通过第一开关单元1210为电能输出电路170供电。如此，即使当光照条件突然变差，也可通过电池模组130保证电池管理系统150的供电。

当光伏组件200所处环境中的光照条件变差时，光伏组件200输出至功率变换电路110的功率降低，如此，功率变换电路110输出的充电功率也降低。当充电功率下降至预设功率阈值时，直流充电电压无法维持对电池模组130的充电。此时，电池管理系统150及电能输出电路170均由电池模组130供电。也就是说，当功率变换电路110的充电功率降低至预设功率阈值时，由电池模组130为储能设备100的整个系统供电。进一步地，当电池模组130的电压下降至第一欠压保护值时，电池管理系统150会关断第一开关单元1210，并进入休眠状态，以等待下次唤醒。

可理解地，在本申请中，并未对光伏组件200所处环境中的光照条件进行严格具体的数值限制。本方案中所指的光照条件变差，是指光伏组件200所处环境中的光照条件变差，以至于当前的光照条件足以启动与光伏组件200连接的MPPT电路，但MPPT电路短暂开启后，光伏组件200的输出端PV+的输出电压下降(甚至下降为0)，使光伏组件200与储能设备100的功率转换电路110之间的电路连接相当于断开的状态。相应地，光照条件改善，指的是光伏组件200所处环境中的光照条件可启动MPPT电路，且使光伏组件200的输出端PV+输出足够的电压为电池模组130充电。

请继续参阅图2，图2为图1中的功率变换电路110的输出端PACK+通过第一开关单元1210电连接至电池模组130的输出端BAT+的电路示意图。其中，第一开关单元1210包括放电开关管Q2及充电开关管Q1。在第一开关单元1210中，当充电开关管Q1断开且放电开关管Q2导通时，电池模组130通过充电开关管Q1的体二极管和放电开关管Q2放电；在放电开关管Q2断开且充电开关管Q1导通时，电池模组130通过放电开关管Q2的体二极管和充电开关管Q1进行充电。可理解地，放电开关管Q2的受控端电连接至电池管理系统150的控制器的第二输出端S2，充电开关管Q1的受控端电连接至电池管理系统150的控制器的第一输出端S1。且放电开关管Q2及充电开关管Q1分别根据第二输出端S2及第一输出端S1输出的控制信号导通或关断。可理解地，在本申请中，电池管理系统150控制第一开关单元1210导通，指的是电池管理系统150的控制器分别输出控制信号至充电开关管Q1及放电开关管Q2，以控制充电开关管Q1及放电开关管Q2同时导通，如此，电池模组130可通过第一开关单元1210进行充电，也可以通过第一开关单元1210对外放电。

请参阅图3，在一些实施例中，电池模组130的输出端BAT+通过第三开关单元1230及二极管D1电连接至第二辅源电路160的使能端ExPW+。储能设备100还包括第一驱动电路1810。其中，第三开关单元1230包括开关管Q3、分压电阻R2。开关管Q3的第一端电连接至电池模组130的输出端BAT+，开关管Q3的第二端通过二极管D1电连接至第一辅源电路140的使能端PW+。开关管Q3的受控端电连接至第一驱动电路1810。分压电阻R2一端电连接至开关管Q3的第一端，分压电阻R2另一端电连接至开关管Q3的受控端。第一驱动电路1810包括驱动开关管VT1、限流电阻R3、限流电阻R4及分压电阻R5。其中，限流电阻R3的第一端电路连接至第三开关单元1220的分压电阻R2，限流电阻R3第二端电路连接至驱动开关管VT1的第一端。限流电阻R4第一端电路连接至驱动开关管VT1的控制端。限流电阻R4第二端用于接收电池管理系统150的控制器的输出端S3输出的关断信号或导通信号。分压电阻R5的第一端电路连接至驱动开关管VT1的控制端。分压电阻R5的第二端接地。驱动开关管VT1的第二端电路连接至分压电阻R5的第二端。

如此，第三开关单元1230中的开关管Q3可根据电池管理系统150的控制器的输出端S3输出的导通信号导通，或根据电池管理系统150的控制器的输出端S3输出的关断信号关断。可理解地，二极管D1起到限流及防反的作用，以提高储能设备100的安全性。

请参阅图4A，图4A为本申请一实施例中电池模组130及功率变换电路110通过第二开关单元1220电连接至第一辅源电路140的使能端PW+的电路示意图。图4A的电路结构与图3中的电路结构大致相同，在此不再赘述。其中，第二开关单元1220通过第二驱动电路1820接收电池管理系统150的控制器的输出端S4输出的导通信号或关断信号，以在电池管理系统150的控制器的控制下导通或断开。在图4A中，功率变换电路110的输出端PACK+还通过二极管D3电连接至第一辅源电路140的使能端PW+，如此，功率变换电路110亦可使能第一辅源电路140，并为电池管理系统150供电。

请参阅图4B，图4B为本申请一实施例中电池模组130的输出端BAT+、功率变换电路110的输出端PACK+、光伏组件200的输出端PV+电连接至第一辅源电路140的使能端PW+的电路示意图。图4B与图4A的电路结构大致相同，区别在于图4B中，光伏组件200的输出端PV+还通过二极管D5电连接至第一辅源电路140的的使能端，如此，在一些实施例中，光伏组件200亦可直接使能第一辅源电路140。可理解地，通过图4C的电路设计，可扩大第一辅源电路140的使能方式。

请参阅图4C，图4C为本申请另一实施例中电池模组130的输出端BAT+、功率变换电路110的输出端PACK+、光伏组件200的输出端PV+电连接至第一辅源电路140的的使能端PW+的电路示意图。图4C与图4B的电路结构大致相同，区别在于图4C中，储能设备100还设置有第四开关单元1240、第五开关单元1250、第三驱动电路1830及第四驱动电路1840。第四开关单元1240、第五开关单元1250与第二开关单元122的电路结构大致相同，在此不再赘述。第三驱动电路1830及第四驱动电路1840的电路结构与第一驱动电路1810的电路结构大致相同，在此不再赘述。可理解地，在图4C中，通过设置第四开关单元1240及第三驱动电路1830，当电池管理系统150的控制器的输出端S8输出导通信号时，功率变换电路110可使能第一辅源电路140；通过设置第五开关单元1250及第四驱动电路1840，当电池管理系统150的控制器的输出端S7输出导通信号时，光伏组件200输出的直流电可使能第一辅源电路140。如此，通过图4C的电路设计，在扩大第一辅源电路140的使能方式的同时，可加强电池管理系统150的控制器对储能设备100的控制，提高储能设备100的安全性。

请参阅图5，图5为本申请一实施例提供的欠压保护方法的流程示意图。在一些实施例中，图5示出的欠压保护方法由电池管理系统150的控制器执行，且下文在说明该欠压保护方法的各步骤的过程中提及的控制器均为电池管理系统150的控制器。可理解地，图5提供的欠压保护方法可应用于图1-图4C中的任一种电路。该欠压保护方法包括：

步骤S510：获取电池模组的电池电压。

在一实施例中，可通过在电池模组的正极端口及负极端口设置电压采样电路，或通过前端模拟芯片电连接至电池模组的正极端口及负极端口，从而获取电池电压。

在另一实施例中，当电池模组包括多个串联连接的电芯时，获取电池模组的电池，具体可以是获取电池模块中各个电芯的电芯电压，再计算各个电芯的电芯电压之和，以得到电池模组的电池电压。

在本申请实施例中，电池管理系统150上电工作(或被唤醒)后，周期性地获取电池模组130的电池电压，以获取电池模组130实时电压变化。

步骤S520：在电池电压小于第一欠压保护值时，执行欠压保护操作，并统计欠压保护次数。

请一并参阅图1，如上文介绍的，当光照条件变差时，光伏组件200输出至功率变换电路110的直流电功率降低，进而，功率变换电路110输出的充电功率降低，无法维持对电池模组130的充电。但是由于电池管理系统150被唤醒，因此电池模组130还在对电池管理系统150及电能输出电路170供电。也就是说，当光照条件变差时，电池模组130不仅无法充电，而且还在不断地消耗电能，因此，电池模组130的电压将下降。

可理解地，当电池电压小于第一欠压保护值时，如果仍然控制电池模组130持续对外供电，容易出现电池过放的情况，减少电池使用寿命。因此，在本实施例中，在电池电压小于第一欠压保护值时，执行欠压保护操作，以停止电池模组130对外供电，从而保护电池模组130，提高电池模组130的寿命。

在一些实施例中，电池管理系统150还包括互相电连接的欠压保护电路及触发电路(图未示)。触发电路还电连接至第一辅源电路140及第二辅源电路160。具体地，欠压保护操作可以包括，当控制器确认电池电压小于第一欠压保护值时，控制器控制欠压保护电路输出欠压保护信号至触发电路。触发电路接收到欠压保护信号时，断开第一辅源电路140及第二辅源电路160的使能信号的传输电路，以使电池管理系统150及电能输出电路170停止接收电池模组130输出的电能。欠压保护操作还可以包括，当控制器确认电池电压小于第一欠压保护值时，控制器控制第一开关单元断开，以停止电池模组130对外供电。

在步骤S520中，电池管理系统150进入休眠状态之前，还对欠压保护次数进行加1计数，并控制第一开关单元1210中的充电开关管Q1及放电开关管Q2断开。也就是说，欠压保护次数，表示电池电压小于第一欠压保护值且电池管理系统150进入休眠状态的次数。且当电池管理系统150再次被唤醒后，控制器还可查询到欠压保护次数。

如此，通过执行步骤S520，可在电池电压小于第一欠压保护值时，执行欠压保护操作，停止电池模组130对外供电，以降低过放对电池模组130的损耗，延长电池模组130寿命。

在本申请中，由于功率变换电路110还电连接至光伏组件200，如此，在光伏组件200又受到足够的光照时，光伏组件200输出直流电至功率变换电路110，使得功率变换电路110输出的充电电压足够使能第一辅源电路140，进而唤醒电池管理系统150，使得第一开关单元1210中的充电开关管Q1及放电开关管Q2重新导通，实现电池模组130的充电，从而使电池模组130的电池电压高于第一欠压保护值。

如此，当光伏组件200持续受到足够的光照时，电池模组130亦可通过光伏组件200充电直至充满。当光伏组件200的光照条件又变差，使得功率变换电路110输出的充电电压无法维持对电池模组130的充电时，由于电池模组130需维持储能设备100的整个系统的供电，电池模组130的电池电压将再次小于第一欠压保护阈值。如此，控制器再次执行欠压保护操作，并对欠压保护次数进行加1计数。

如此，通过多次执行步骤S520，可统计得到欠压保护次数。

步骤S530：当在第一预设时长内，欠压保护次数大于或等于预设欠压次数，则输出禁止放电信号至第一开关单元，以使得第一开关单元处于禁止电池模组放电但允许充电状态。

可理解地，步骤S530由电池管理系统150再次被唤醒后执行。

其中，控制器在记录第1次欠压保护次数时启动计时，以作为第一预设时长的起点。

在一些实施例中，第一预设时长可以是1分钟，预设次数可以是10次。可理解地，本申请并不对第一预设时长及预设欠压次数的具体数值进行限制，在其他实施例中，本领域技术人员可根据光伏组件200所处的环境、光伏组件的参数等因素调整第一预设时长及预设欠压次数的具体数值。

进一步地，在步骤S520中，禁止放电信号由控制器输出至第一开关单元1210中的放电开关管Q2。且禁止放电信号用于关断第一开关单元1210中的放电开关管Q2。如此，电池模组130停止通过第一开关单元1210对外放电，但电池模组130还可通过放电开关管Q2上的体二极管及充电开关管Q1进行充电。

可理解地，当在第一预设时长内，欠压保护次数大于或等于预设欠压次数时，说明当前光照条件不稳定。这样一来，不仅增加了电池模组130的损毁风险，而且电池管理系统150多次的休眠唤醒，将给用户带来较差的使用体验。如此，在步骤S530中，通过控制第一开关单元1210处于禁止电池模组130放电但允许充电状态，可降低电池模组130的功耗，进而降低电池模组130的过放风险。

可理解地，在步骤S530中，第一开关单元1210的放电开关管Q2被关断后，电池模组130停止通过第一开关单元1210对外放电，也就是说，电池模组130停止向电能输出电路170供电。此时，当光伏组件200所处环境的光照条件改善时，仍可由功率变换电路110输出充电电压，以为电池模组130充电；但由于电池模组130还对电池管理系统150供电，如此，当光伏组件200因光照条件较差停止对电池模组130充电时，或充电速度小于放电速度时，电池电压仍有可能再次下降至第一欠压保护值，以使电池管理系统150进入休眠状态。

在步骤S530中，当控制器确认在第一预设时长内欠压保护次数大于或等于预设次数时，控制器还生成相应的异常日志或数据，以在电池管理系统150休眠后再次被唤醒时，根据生成的异常日志或数据，执行步骤S530中的操作。

在一些实施例中，欠压保护方法还包括：当在第一预设时长内，欠压保护次数小于预设欠压次数时，清零欠压保护次数。如此，可降低因长时间内的偶发错误导致误判，产生连续执行欠压保护操作的概率。

步骤S540：当电池电压小于第二欠压保护值时，输出第一关断信号至第三开关单元，以控制第三开关单元关断与第二辅源电路的连接；第二欠压保护值小于第一欠压保护值。

可理解地，虽然电池模组130可在光照条件改善时继续充电，但由于电池模组在电池管理系统150反复地休眠、开启过程中，需要在电池管理系统150开启后保持对外供电，因此，电池电压可进一步下降。当电池管理系统150再次被唤醒后，且检测到电池电压小于第二欠压保护值时，控制器输出第一关断信号至第三开关单元1230，以控制第三开关单元1230关断与第二辅源电路160的电连接，从而使得电池模组130停止对第二辅源电路160供电，进一步降低电池模组130的能耗。

可理解地，在步骤S540中，电池管理系统150还根据步骤S530中生成的异常日志或数据，控制第一开关单元1210处于禁止电池模组130放电但允许充电的状态。

也就是说，在步骤S540中，第一开关单元1210的放电开关管Q2关断，且第三开关单元1230关断与第二辅源电路160的电连接，如此，电池模组130可接收功率变换电路110输出的充电电压，且电池模组130仅为电池管理系统150供电。

本申请并不对第一欠压保护值及第二欠压保护值的具体数值进行限定，本领域技术人员可根据电池模组130的电池容量、电芯数量等因素确定相应的第一欠压保护值、第二欠压保护值。

可理解地，在步骤S540中，当控制器确认电池电压小于第二欠压保护值时，控制器亦生成相应的异常日志或数据，以在电池管理系统150休眠后再次被唤醒时，根据生成的异常日志或数据，执行步骤S540中的操作。

本申请提供的欠压保护方法，通过获取电池模组130的电池电压，以在电池电压小于第一欠压保护值时，执行欠压保护操作，并统计欠压保护次数，从而初步保护电池模组130；本申请还通过在第一预设时长内，确认欠压保护次数大于或等于预设欠压次数时，则禁止电池模组放电但允许电池模组充电，以进一步降低电池模组的能耗；本申请还通过在电池电压小于第二欠压保护值时，关断第三开关单元1230与第二辅源电路160之间的电连接，从而禁止电池模组130对第二辅源电路160供电。综上，本申请提供的欠压保护方法，通过获取电池电压，以在电池电压下降至对应的欠压保护值时，依次控制电池模组130部分停止对外供电，从而降低电池模组130的能耗，降低电池模组130过放的风险，以延长电池模组130的寿命。

在一些实施例中，该欠压保护方法还包括：

在电池电压小于第三欠压保护值时，输出第二关断信号至所述第二开关单元，以控制第二开关单元关断与第一辅源电路的连接。

可理解地，第三欠压保护值小于第二欠压保护值。例如，第三欠压保护值可以小于第二欠压保护值100mV(毫伏)。

在本实施例中，当电池电压小于第三欠压保护值时，输出第二关断信号至第二开关单元1220，以控制第二开关单元1220关断与第一辅源电路140的连接，从而使得电池模组130停止对第一辅源电路140供电，即，使得电池模组130停止对电池管理系统150的供电，进一步降低电池模组130的能耗。

可理解地，控制器还根据步骤S530及步骤S540中生成的异常日志或数据，执行步骤S530及步骤S540的操作。如此，在本实施例中，当电池电压小于第三欠压保护值时，电池模组130完全停止对外供电，从而降低电池模组130的过放风险。

可理解地，控制第二开关单元1220关断与第一辅源电路140的连接后，光伏组件200及/或功率变换电路110可使能第一辅源电路140，以为电池管理系统150供电，如此，功率变换电路110还可维持储能设备100的正常工作。当光伏组件200所处环境的光照条件持续恶化，使光伏组件200及功率变换电路110的输出功率均不足以为电池管理系统200供电时，电池管理系统150进入休眠状态。

在一些实施例中，当光照条件较差时，电池管理系统150反复开启关闭负载，此时，由于电池极化的原因，使得电池模组130处于放电状态且与负载断开时，电池电压会上升。由于电池电压当前已经较小，如此，即使是小幅度的电压上升，总体上来看也会较大地影响电池电压与第三欠压保护值的比较。

如此，在一些实施例中，电池电压还可以是第二预设时长内的电池电压的平均值。其中，第二预设时长小于第一预设时长。例如，第二预设时长可以是10S(秒)。也就是说，当电池电压在10S内的电池电压的平均值小于第三欠压保护值时，输出第二关断信号至第二开关单元1220，以控制第二开关单元1220关断与第一辅源电路140的连接。

可理解地，当电池电压是第二预设时长内的电池电压的平均值时，可降低电池管理系统150反复开启关闭负载带来的电芯回升的影响，降低电池欠压的漏判、误判概率，从而更好地保护电池模组130。

在一些实施例中，欠压保护方法还包括：

在电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，输出导通信号至第二开关单元，以导通第二开关单元；其中，预设恢复电压阈值大于第一欠压保护值。

可理解地，通过执行上述步骤导通第二开关单元1220，可恢复电池模组130对第一辅源电路140供电，以为电池管理系统150供电，保证电池管理系统150的正常工作。

在一些实施例中，欠压保护方法还包括：

在电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，输出导通信号至第三开关单元，以导通第三开关单元。

可理解地，通过执行上述步骤导通第三开关单元1230，可恢复电池模组130对第二辅源电路160供电。

在一些实施例中，欠压保护方法还包括：

在电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，输出使能放电信号至第一开关单元1210，以使得第一开关单元1210处于允许充电和放电状态。

可理解地，使能放电信号用于控制第一开关单元1210中的放电开关管Q2导通。如此，输出使能放电信号至第一开关单元1210，可恢复第一开关单元1210的放电功能，从而使得电池模组130可在光伏组件正常工作时，接收功率变换电路110输出的充电电压进行充电；且使得电池模组130可通过第一开关单元1210对电能输出电路170供电。

在一些实施例中，欠压保护方法还包括：

在电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，依次执行：输出导通信号至第三开关单元1230、输出导通信号至第二开关单元1220及输出使能放电信号至第一开关单元1210。

如此，可在光照条件较差时，恢复电池模组130对第一辅源电路140及第二辅源电路160的供电，从而使能第一辅源电路140及第二辅源电路160，实现电池模组130对电池管理系统150及电能输出电路170供电。

在一些实施例中，在电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，欠压保护方法还包括：

清零欠压保护次数。

可理解地，通过清零欠压保护次数，可降低连续触发欠压保护方法的概率。

在一些实施例中，当电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，清除上述各步骤中生成的异常日志或数据，亦可降低连续触发欠压保护方法的概率。

在一些实施例中，欠压保护方法还包括：

在电池电压小于第一欠压保护值时，置位第一欠压标识；

在电池电压小于第二欠压保护值时，置位第二欠压标识；

在电池电压小于第三欠压保护值时，置位第三欠压标识。

其中，第一欠压标识、第二欠压标识及第三欠压标识均为电池管理系统1300休眠后再被开启时，仍能获取的标识数据。如此，控制器在进入软件欠压关机状态后又被开启时，当控制器获取到对应的欠压标识，控制器还可根据对应的欠压标识，执行对应该欠压标识的欠压保护方法。

举例而言，在电池电压小于第一欠压保护值时，置位第一欠压标识。如此，当电池管理系统150欠压关机后再次开启时，控制器可在确认第一欠压标识为置位状态时，执行对应于电池电压小于第一欠压保护值时的操作。如此，通过置位相应的欠压标识，可保持电池管理系统150执行欠压方法的连续性，有利于实现逐级控制电池模组130对外供电，以在最大程度地保证储能设备100正常使用的前提下，降低电池模组130的功耗，降低电池模组130的过放风险。

在一些实施例中，欠压保护方法还包括：

在电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时复位第一欠压标识、第二欠压标识及第三欠压标识，其中，预设恢复电压阈值大于第一欠压阈值。

如此，通过复位第一欠压标识、第二欠压标识及第三欠压标识，可降低连续触发欠压保护方法的概率。

请继续参阅图6，本申请还提供一种欠压保护装置。图6示意性地示出了本申请实施例提供的欠压保护装置的结构框图。如图6所示，欠压保护装置20包括：

获取模块210，用于获取电池模组的电池电压。

比较模块220，用于比较电池电压与欠压保护值(例如第一欠压保护值及第二欠压保护值)的大小。

控制模块230，用于在电池电压小于第一欠压保护值时，执行欠压保护操作，并统计欠压保护次数。控制模块230还用于当在第一预设时长内，欠压保护次数大于或等于预设欠压次数时，输出禁止放电信号至第一开关单元，以使得第一开关单元处于禁止电池模组放电但允许充电的状态。控制模块230还用于当电池电压小于第二欠压保护值时，输出第一关断信号至第三开关单元，以控制第三开关单元关断与第二辅源电路的连接，且第二欠压保护值小于第一欠压保护值。

本申请实施例中提供的欠压保护装置实现欠压保护方法的具体细节已经在对应的欠压方法的实施例中进行了详细的描述，此处不再赘述。

本申请实施方式还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如以上技术方案中的欠压保护方法。计算机可读介质可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

上述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种欠压保护方法，应用于储能设备中的电池管理系统的控制器，其特征在于，所述储能设备包括功率变换电路、开关电路、电池模组、电能输出电路、电池管理系统、第一辅源电路和第二辅源电路，所述开关电路包括第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元；所述功率变换电路的输入端用于连接光伏组件，所述功率变换电路的输出端与所述第一开关单元的第一端连接，所述功率变换电路的输出端还与所述第一辅源电路的使能端连接；所述第一开关单元的第一端还与所述电能输出电路连接，所述第一开关单元的第二端与所述电池模组连接；所述电池模组还连接所述第二开关单元后与所述第一辅源电路的使能端连接；所述电池模组还连接所述第三开关单元后与所述第二辅源电路的使能端连接；所述第一辅源电路用于在使能端接收到使能信号时唤醒所述电池管理系统；所述第二辅源电路用于在使能端接收到使能信号时唤醒所述电能输出电路；所述方法包括：

获取所述电池模组的电池电压；

在所述电池电压小于第一欠压保护值时，执行欠压保护操作，并统计欠压保护次数；

若在第一预设时长内，所述欠压保护次数大于或等于预设欠压次数，则输出禁止放电信号至所述第一开关单元，以使得所述第一开关单元处于禁止所述电池模组放电但允许充电的状态；

在所述电池电压小于第二欠压保护值时，输出第一关断信号至所述第三开关单元，以控制所述第三开关单元关断与所述第二辅源电路的连接；所述第二欠压保护值小于所述第一欠压保护值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述电池电压小于第三欠压保护值时，输出第二关断信号至所述第二开关单元，以控制所述第二开关单元关断与所述第一辅源电路的连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，输出导通信号至所述第二开关单元，以导通所述第二开关单元；所述预设恢复电压阈值大于所述第一欠压保护值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

输出导通信号至所述第三开关单元，以导通所述第三开关单元。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

输出使能放电信号至所述第一开关单元，以使得所述第一开关单元处于允许充电和放电状态。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时，所述方法还包括：

清零所述欠压保护次数。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述欠压保护方法还包括：

在所述电池电压小于第一欠压保护值时，置位第一欠压标识；在所述电池电压小于第二欠压保护值时，置位第二欠压标识；在所述电池电压小于第三欠压保护值时，置位第三欠压标识。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述欠压保护方法还还包括：在所述电池电压大于或等于预设恢复电压阈值时复位所述第一欠压标识、所述第二欠压标识及所述第三欠压标识，其中，所述预设恢复电压阈值大于所述第一欠压阈值。

9.一种储能设备，所述储能设备包括功率变换电路、开关电路、电池模组、电能输出电路、电池管理系统、第一辅源电路和第二辅源电路，所述开关电路包括第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元；所述功率变换电路的输入端用于连接光伏组件，所述功率变换电路的输出端与所述第一开关单元的第一端连接，所述功率变换电路的输出端还与所述第一辅源电路的使能端连接；所述第一开关单元的第一端还与所述电能输出电路连接，所述第一开关单元的第二端与所述电池模组连接；所述电池模组还连接所述第二开关单元后与所述第一辅源电路的使能端连接；所述电池模组还连接所述第三开关单元后与所述第二辅源电路的使能端连接；所述第一辅源电路用于在使能端接收到使能信号时唤醒所述电池管理系统；所述第二辅源电路用于在使能端接收到使能信号时唤醒所述电能输出电路，所述电池管理系统的控制器用于执行如权利要求1-8所述的欠压保护方法。

10.一种光伏系统，其特征在于，所述光伏系统包括光伏组件和如权利要求9所述的储能设备；

所述光伏组件的输出端与所述储能设备中的功率变换电路的输入端连接。