CN116508225A - 一种电池系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电池系统及控制方法，可以提供多种负载所需电压，应用场景广泛，具有较高的场景适应性。包括第一母线、至少一个电池簇和控制电路；每个电池簇分别与第一母线连接，第一母线与负载连接；电池簇包括多个电池单元，多个电池单元串联连接；每个电池单元包括电池模组、接入开关K1和隔离开关K2；接入开关K1与电池模组串联连接形成第一支路，隔离开关K2与第一支路并联；控制电路连接接入开关K1和隔离开关K2的控制端，用于：根据负载所需的第一电压，控制电池簇中N个电池单元的接入开关K1和隔离开关K2，以使N个电池单元中的电池模组接入第一母线进行供电，第一母线输出电压满足负载所需的第一电压。

Description

一种电池系统及控制方法 技术领域
本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种电池系统及控制方法。
背景技术
目前，电池系统在发电侧、电网侧、用户侧(如工商业用电、居民住宅用电等)和微电网等场景中均具有广泛应用。不同场景所需的直流电压等级也是多样化的，例如，发电侧中的商用电站所需直流电压等级最高，工商业用电场景中所需的直流电压等级比商用电站所需直流电压等级低一些，用户侧场景所需直流电压等级通常最低。目前，一个电池系统可以提供单一直流电压等级，难以适应于不同场景所需多样化的直流电压等级。
发明内容
本申请提供一种电池系统及控制方法，可以提供多种负载所需电压，应用场景广泛，具有较高的场景适应性。
第一方面，本申请提供一种电池系统，包括第一母线、至少一个电池簇和控制电路；每个所述电池簇分别与所述第一母线连接，所述第一母线与负载连接；所述电池簇包括多个电池单元，所述多个电池单元串联连接；每个电池单元包括电池模组、接入开关K1和隔离开关K2；所述接入开关K1与所述电池模组串联连接形成第一支路，所述隔离开关K2与所述第一支路并联；所述控制电路连接所述接入开关K1和所述隔离开关K2的控制端，用于：根据所述负载所需的第一电压，控制所述电池簇中N个电池单元的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述N个电池单元中的电池模组接入所述第一母线进行供电，所述第一母线输出电压满足所述负载所需的第一电压。
本申请实施例中，控制电路与各电池单元中的接入开关K1和隔离开关K2的控制连接，可以控制各接入开关K1和隔离开关K2处于导通状态，或者断路状态。控制电路可以通过对各电池单元中的接入开关K1和隔离开关K2的控制，使电池单元中的电池模组接入第一母线。控制电路可以根据负载所需的第一电压，通过控制电池簇中N个电池单元中的电池模组接入第一母线进行供电，实现调整第一母线输出电压可以满足负载所需电压。控制电路调整第一母线向负载输出电压更为灵活，电池系统可以应用于所需电压不同的场景中，具有广泛的应用场景，并且场景适应性高。
一种可能的设计中，所述控制电路还用于：根据所述负载所需的电压与电池单元数量的对应关系和所述第一电压，确定所述第一电压相应的电池单元数量为所述N，其中，所述对应关系中包括多个所述负载所需的电压。
本申请实施例中，负载所需的电压不同的情形中，控制电路可以根据电压与电池单元数量的对应关系，确定与负载所需电压相应的电池单元数量。控制电路可以通过控制电池簇中该数量个电池单元中的接入开关K1和隔离开关K2，使该数量个电池模组接入第一母线供电，实现调整第一母线输出电压。控制电路调整第一母线输出电压满足负载所需电压的方式较为灵活。
一种可能的设计中，所述电池系统还包括至少一个电池模组管理电路；所述电池模组管理电路分别与所述电池簇和所述控制电路连接；所述电池模组管理电路，用于采集连接 的电池簇中各电池单元的电压和电流，基于采集的电压和电流确定各电池模组健康状态SOH参数，以使所述控制电路根据各电池模组SOH参数从所述电池簇中选择所述N个电池单元。
本申请实施例中，电池系统可以包括电池模组管理电路，用于采集各电池模组的电压及电流，以确定各电池模组的SOH参数，可便于控制电路根据各电池模组的SOH参数从电池簇中选择接入第一母线的电池模组。
一种可能的实施方式中，所述控制电路还用于：根据预设的多个状态类别中各状态类别对应的SOH参数范围以及所述电池模组的SOH参数，确定所述电池模组所属的电池单元的状态类别；基于所述电池簇中各电池单元的状态类别，从所述电池簇中选择所述N个电池单元，以使所述电池簇中的各电池模组的SOH均衡。
本申请实施例中，控制电路可以在调整电池簇的输出电压的过程中，根据各电池单元的SOH的状态类别，从电池簇所包括的全部电池单元中，选择出N个电池单元并控制选择出的电池单元中的电池模组接入第一母线，实现调整第一母线输出电压，可以兼顾各电池模组的SOH状态，提升各电池模组的使用效率。
一种可能的设计中，所述电池模组管理电路，具体用于周期性地采集连接的电池簇中各电池单元的电压和电流，基于采集的电压和电流确定各电池模组的SOH参数，并将所述电池模组的SOH参数提供给所述控制电路；所述控制电路还用于：基于最近一次接收的所述电池模组的SOH参数，更新所述电池模组所属的电池单元的状态类别。
本申请实施例中，电池模组管理电路可以周期性地确定各电池模组的SOH，实现对各电池模组的SOH进行动态检测，以便于控制电路可以动态地更新各电池单元的状态类别，基于更新后的各电池单元的状态类别，确定调整第一母线输出电压所接入第一母线的电池模组。
一种可能的设计中，所述多个状态类别包括第一状态类别和第二状态类别，且所述第一状态类别对应的SOH参数范围与所述第二状态类别对应的SOH参数范围不重叠。本申请实施例中，第一状态类别和第二状态类别分别对应的SOH参数范围不重叠，可使一个电池模组的SOH状态类别为第一状态类别和第二状态类别中的一个，便于控制电路对各电池模组进行管理。
一种可能的设计中，所述电池模组管理电路分别与连接的电池簇中的各电池单元中的所述接入开关K1的控制端和所述隔离开关K2的控制端连接；所述电池模组管理电路，还用于检测连接的电池簇中各电池单元中的电池模组是否故障；以及在检测到第一电池单元中的电池模组发生故障时，控制所述第一电池单元中的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述第一电池单元中的电池模组与其它电池单元中的电池模组之间不连通。
本申请实施例中，所述电池模组管理电路可以检测连接的电池簇中的电池模组是否故障。在电池模组发生故障的情形下，所述电池模组管理电路可以控制发生故障的电池模组所属电池单元中的接入开关K1和隔离开关K2，例如控制接入开关K1处于断路状态，隔离开关K2处于导通状态，使发生故障的电池模组从电池簇中隔离出来，不影响电池簇中其它电池模组的运行，提升电池系统的可用度。
一种可能的设计中，所述电池模组管理电路还用于检测连接的电池簇中各电池单元中的电池模组是否故障；以及在检测到第一电池单元中的电池模组发生故障后，将携带所述第一电池单元标识的故障指示信息提供给所述控制电路，以使所述控制电路控制所述第二 电池单元中电池模组与其它电池单元中的电池模组之间不连通。
本申请实施例中，所述电池模组管理电路可以检测连接的电池簇中的电池模组是否故障。在确定电池模组发生故障时，将该故障电池模组所属电池单元信息提供给控制电路以便控制电路对该电池单元中的接入开关K1和隔离开关K2控制，使发生故障的电池模组从电池簇中隔离出来。例如，在电池模组故障较为严重的情形下，电池模组管理电路可以及时地将该故障的电池组从电池簇中隔离出来。
一种可能的设计中，所述控制电路还用于：根据接收的故障指示信息中的第三电池单元标识，控制所述第三电池单元标识对应的第三电池单元中的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述第三电池单元中的电池模组与其它电池单元中的电池模组之间不连通。
本申请实施例中，控制电路可以根据接收的故障指示信息，获知故障电池模组所属电池单元的信息，控制电路可以调整发生故障的电池模组所属的电池单元中的接入开关K1和隔离开关K2。例如，控制接入开关K1处于断路状态，隔离开关K2处于导通状态，使发生故障的电池模组从电池簇中隔离出来，不影响电池簇中其它电池模组的运行，提升电池系统的可用度。
一种可能的设计中，所述电池系统还包括至少一个高压开关；所述至少一个电池簇与所述至少一个高压开关具有一一对应关系，所述控制电路与所述高压开关的控制端连接；所述电池簇与相应的高压开关连接，所述相应的高压开关处于导通状态下，所述电池簇与所述第一母线连通，所述相应的高压开关处于断路状态下，所述电池簇与所述第一母线不连通。
本申请实施中，控制电路可以通过控制电池簇所连接的高压开关处于导通状态，使该电池簇与第一母线连通，该电池簇可以通过第一母线进行放电，或者充电。控制电路也可以控制电池簇所连接的高压开关处于断路状态，使该电池簇与第一母线之间不连通。
一种可能的设计中，所述电池系统还包括至少一个直流/直流变换电路；所述至少一个直流/直流变换电路分别与所述至少一个电池簇一一对应；所述电池簇与对应的直流/直流变换电路的第一侧连接，所述对应的直流/直流变换电路的另一侧与所述第一母线连接；所述直流/直流变换电路用于对所述电池簇的输出电压进行调制，并将调制后的电压并传输至所述第一母线。
本申请实施例中，电池系统所包括的直流/直流变换电路可以对电池簇输出的电压进行调制，并将调制后的电压传输至第一母线处，便于为与第一母线连接的负载供电。
一种可能的设计中，所述直流/直流变换电路还用于将所述第一母线处的电压调制为充电电压，以为连接的电池簇充电。本申请实施例中，电池系统中的第一母线与外部电源连接。各电池簇用于储存电能。直流/直流变换电路可以将第一母线处的电压调制为充电电压，对其连接的电池簇充电。可见，电池系统不仅可以应用于供电场景，还可以应用于备电场景。
一种可能的设计中，所述电池系统还包括至少一个高压开关；所述至少一个电池簇与所述至少一个高压开关具有一一对应关系，所述控制电路与所述高压开关的控制端连接；所述电池簇、所述电池簇对应的高压开关、所述电池簇对应的直流/直流变换电路依次串联连接，所述对应的高压开关处于导通状态下，所述电池簇与所述对应的直流/直流变换电路连通，所述对应的高压开关处于断路状态下，所述电池簇与所述对应的直流/直流变换电路不连通。
本申请实施例中，控制电路可以通过控制电池簇所连接的高压开关处于导通状态，使该电池簇与相应的直流/直流变换电路连通，以为直流/直流变换电路对该电池簇提供的电压进行调制并输出到第一母线，或者以为直流/直流变换电路对第一母线处的电压进行调制并输出到该电池簇，对该电池簇进行充电。控制电路也可以控制电池簇所连接的高压开关处于断路状态，使该电池簇与相应的直流/直流变换电路之间不连通。
一种可能的设计中，所述电池系统还包括直流/交流变换电路；所述直流/交流变换电路分别连接所述第一母线连接和负载；所述直流/交流变换电路用于将所述第一母线处的直流电转换为交流电后，并将所述交流电提供给所述负载。本申请实施例中，电池系统可以包括直流/交流变换电路，可以应用于交流电场景中。
第二方面，本申请提供一种控制方法，可应用于电池系统，所述电池系统包括第一母线、至少一个电池簇和控制电路；每个所述电池簇分别与所述第一母线连接，所述第一母线与负载连接；所述电池簇包括多个电池单元，所述多个电池单元串联连接；每个电池单元包括电池模组、接入开关K1和隔离开关K2；所述接入开关K1与所述电池模组串联连接形成第一支路，所述隔离开关K2与所述第一支路并联；所述方法包括：根据所述负载所需的第一电压，控制所述电池簇中N个电池单元的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述N个电池单元中的电池模组接入所述第一母线进行供电，所述第一母线输出电压满足所述负载所需的第一电压。
一种可能的设计中，所述电池系统还包括至少一个电池模组管理电路，所述电池模组管理电路与所述电池簇连接，用于采集连接的电池簇中各电池单元的电压和电流；所述方法还包括：基于采集的电压和电流确定各电池模组健康状态SOH参数，所述SOH参数用于从所述电池簇中选择所述N个电池单元。
一种可能的设计中，所述多个状态类别包括第一状态类别和第二状态类别，且所述第一状态类别对应的SOH参数范围与所述第二状态类别对应的SOH参数范围不重叠。
一种可能的设计中，所述电池模组管理电路还用于周期性地采集连接的电池簇中各电池单元的电压和电流；所述方法还包括：基于最近一次确定的所述电池模组的SOH参数，更新所述电池模组所属的电池单元的状态类别。
一种可能的设计中，所述方法还包括：根据预设的多个状态类别中各状态类别对应的SOH参数范围以及所述电池模组的SOH参数，确定所述电池模组所属的电池单元的状态类别；基于所述电池簇中各电池单元的状态类别，从所述电池簇中选择所述N个电池单元，以使所述电池簇中的各电池模组的SOH均衡。
一种可能的设计中，所述方法还包括：检测所述电池簇中各电池单元中的电池模组是否故障；以及在检测到第一电池单元中的电池模组发生故障时，控制所述第一电池单元中的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述第一电池单元中的电池模组与其它电池单元中的电池模组之间不连通。
第二方面中相应方案的技术效果可以参照第一方面中对应方案可以得到的技术效果，重复之处不予详述。
附图说明
图1为传统的电池系统的结构示意图；
图2为一种电池系统的结构示意图；
图3为电池系统输出不同电压的示意图；
图4为一种电池系统的结构示意图；
图5为传统的备电时长不同的多个电池系统的结构示意图；
图6为备电时长不同的多个电池系统的结构示意图。
具体实施方式
目前的电池系统仅可以提供一种直流电压等级。对于所需直流电压等级不同的场景中，一般设计开发不同电压等级的独立的电池系统。请参见图1，电池系统1包括串联的N个电池模组，电池系统1提供直流电压VN。电池系统2包括M个串联的电池模组，电池系统2提供直流电压VM。电池系统2中的串联的电池模组数量M小于电池系统1中的串联的电池模组数量N，则直流电压VN大于直流电压VM。两个电池系统中，电池系统1提供的直流电压较高，可以提供高电压等级的直流电压(或称提供高电压等级)。而电池系统2提供的直流电压较低，可以提供低电压等级的直流电压(或称提供低电压等级)。
通常，多个串联的电池模组可称为电池簇。各电池系统还可以包括功率变换系统(power conversion system，PCS)可以控制电池簇的充电和放电过程，进行直流电流转换为交流电流，或者交流电流转换为直流电流。
因目前的一个电池系统仅可以提供一种直流电压等级，难以适应于不同场景所需多样化的直流电压等级。有鉴于此，本申请实施例提供一种电池系统100，可以提供多种直流电压，应用场景广泛，并且应用场景适应性较高。下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。
请参见图2，电池系统可以包括第一母线和至少一个电池簇20。每个电池簇20分别与第一母线耦合。示例性的，第一母线可以包括正极母线和负极母线，电池簇20的正极可以与正极母线连接，电池簇20的负极可以与负极母线连接。
作为举例，图2中示出了两个电池簇20。应理解的是，电池系统还可以包括两个以上的电池簇20。每个电池簇20可以向第一母线输出电压，因而第一母线处的电压是基于每个电池簇20向其输出的电压确定的。若电池系统包括一个电池簇30，则第一母线处的电压为所述一个电池簇20输出的电压。若电池系统包括多个电池簇30，则第一母线处的电压可以根据各所述电池簇20输出的电压确定。
每个电池簇20可以包括多个电池单元30，所述多个电池单元30依次串联连接。每个电池簇20包括的电池单元30的数量可以为N个，其中N为大于或等于2的整数。每个电池单元30中可以包括电池模组、接入开关K1和隔离开关K2。接入开关K1与电池模组串联形成第一支路，隔离开关K2与第一支路并联。示例性的，如图2所示，接入开关K1的第一端k1a与隔离开关K2的第一端k2a连接，可以作为电池单元30的第一端。接入开关K1的第二端k1b与电池模组的第一端a1连接。电池模组的第二端a2和隔离开关K2的第二端k2b连接，可以作为电池单元30的第二端。
电池模组也可以称为电池模块、电箱或电池包。电池模组可以包括多个电芯(储能电池)。多个电芯可以串联连接或者并联连接。可选地，电池模组可以包括单板、温度传感器、电压传感器等组件，用于对电池模组进行管理。电池模组也可以包括电池管理系统等。可选地，电池模组可以包括电池状态监控控制器。如电池状态监控控制器可以与每个储能电池耦合，用于对管理各储能电池的健康状态。
每个电池模组的第一端a1可以为正极端子，第二端a2可以为负极端子。或者，每个电池模组的第一端a1可以为负极端子，第二端a2可以为正极端子。下面的实施例中，以每个电池模组的第一端a1为正极端子，第二端a2为负极端子作为例子进行说明。
本申请实施例中，多个电池单元30可依次串联连接。相邻的两个电池单元30中，前一电池单元30的第二端与后一电池单元30的第一端连接。其中，最末一个电池单元30的第二端不与其它电池单元30连接。首个电池单元30的第一端不与其它电池单元30连接。电池簇20中的首个电池单元30的第一端也是该电池簇20的第一端，最末一个电池单元30的第二端也是该电池簇20的第二端。电池簇20的第一端和第二端分别与负载的正极输入端和负极输入端连接。
电池系统100还可以包括控制电路，控制电路可以连接各电池簇20中的每个电池单元30中的接入开关K1的控制端和隔离开关K2的控制端。控制电路可以控制接入开关K1处于导通状态，或者处于断路状态。控制电路也可以控制隔离开关K2处于导通状态，或者处于断路状态。
第一母线可以与负载连接。控制电路可以通过控制电池簇20中的各电池单元30中的接入开关K1和隔离开关K2的状态，实现调整电池簇20可以向第一母线输出多种电压，从而使电池系统100可以为负载提供多种电压等级。例如，负载所需电压为V1，控制电路可以控制电池簇中N1个电池单元中的接入开关K1和隔离开关K2，使N1个电池单元中的电池模组接入第一母线进行供电，可使第一母线向负载输出的电压满足负载所需电压V1。又例如，负载所需电压为V2，控制电路可以控制电池簇中N2个电池单元中的接入开关K1和隔离开关K2，使N2个电池单元中的电池模组接入第一母线进行供电，可使第一母线向负载输出的电压满足负载所需电压V2。可见，本申请实施例提供的电池系统100可以应用于不同电压需求的场景中。
下面以控制电路对电池系统100所包括的多个电池簇中的一个电池簇的输出电压进行控制为例。对于一个电池簇20中的一个电池单元30，电池单元30与电池簇20的第一端连通，且与电池簇20的第二端连通，可记为该电池单元30处于在线状态，也即电池单元30中的电池模组接入第一母线。电池单元30未能与电池簇20的第一端连通，或未能与电池簇20的第二端连通，可记为该电池单元30处于离线状态，即电池单元30中的电池模组未接入第一母线。
示例性的，在电池单元30中的接入开关K1处于导通状态，且隔离开关K2处于断路状态时，该电池单元30中的电池模组处于在线状态。该电池单元30中的电池模组接入第一母线，也即接入与电池系统的负载(如直流/直流变换器、直流/交流变换器、功率变换系统、用电负载、电源装置等)连接的回路，可以通过该回路进行充电或者放电过程。换句话说，电池单元30提供的电流可以传输至电池簇20的第一端或第二端，或者电池簇20的第一端处或第二端处的电流可以传输至电池单元30。
示例性的，在电池单元30中的接入开关K1处于断路状态，且隔离开关K2处于导通状态时，该电池单元30中的电池模组处于离线状态。该电池单元30中的电池模组未接入与电池系统的负载连接的回路，也未能通过该回路进行充电或者放电过程。换句话说，电池单元30提供的电流无法传输至电池簇20的第一端或第二端，或者电池簇20的第一端处或第二端处的电流可以传输至电池单元30。
应理解的是，控制电路可以通过控制电池单元30中的接入开关K1和隔离开关K2的 状态，实现调整电池单元30处于在线状态或者离线状态，也即实现调整电池单元30中的电池模组接入第一母线或者未接入第一母线。控制电路调整电池单元30处于在线状态时，可以控制该电池单元30中的接入开关K1处于导通状态，且隔离开关K2处于断路状态。控制电路调整电池单元30处于离线状态时，可以控制该电池单元30中的接入开关K1处于断路状态时，且隔离开关K2处于导通状态。
控制电路可以控制各电池单元30中的接入开关K1和隔离开关K2，调整电池簇20中与电池簇20的第一端及第二端连通的电池单元30的数量，也是调整电池簇20中接入第一母线的电池模组的数量。因电池簇20的第一端和第二端连通的电池单元30的数量不同，使得电池簇20输出的电压不同。或者说，电池簇20中接入第一母线的电池模组的数量不同，可使电池簇20向第一母线输出的电压不同。
可见，控制电路可以通过调整电池簇20中处于在线状态的电池单元30的数量，实现调整电池簇20的输出电压。或者说，控制电路可以通过调整电池簇20中接入第一母线进行供电的电池模组的数量，实现调整电池簇20向第一母线输出的电压。
对于一个电池簇20，电池簇20中的全部电池单元30的电池模组均处于在线状态，即电池簇20中的全部电池模组接入第一母线进行供电，电池簇20的输出电压为该电池簇20的最大输出电压。示例性的，控制电路可以调整所述电池簇20中的各电池单元30中的电池模组均为在线状态。例如，控制电路可以控制电池簇20中各电池单元30中的接入开关K1处于导通状态，隔离开关K2处于断路状态。在此情形下，电池簇20的第一端和第二端之间的电压为最大输出电压。
对于一个电池簇20，电池簇20中的全部电池单元30的电池模组均处于离线状态，即电池簇20中的全部电池模组未接入第一母线，电池簇20的输出电压为零。示例性的，控制电路可以调整所述电池簇20中的各电池单元30中的电池模组均为离线状态。例如，控制电路可以控制电池簇20中各电池单元30中的接入开关K1处于断路状态，隔离开关K2处于导通状态。在此情形下，电池簇20的第一端和第二端之间的电压为零。
对于负载1所需电压为V1的情形下，控制电路可以调整电池簇20中的N1个电池单元30中的电池模组均为在线状态，即控制N1个电池单元中的电池模组接入第一母线进行供电，电池簇20中除了所述N1个电池单元30中的电池模组之外的其它电池模组未接入第一母线，可使电池簇向第一母线提供的电压，也即第一母线向负载输出的电压满足负载所需电压V1。第一母线输出电压可以由控制电路通过调整接入第一母线的电池模组的数量实现调整。
示例性的，控制电路可以调整电池簇20中的N1个电池单元30中的电池模组均为在线状态。其中，电池簇20中的全部电池单元30总数量可记为P个，N1可为集合A中的整数，集合A可为[0，P]。控制电路可以调整电池簇30中除前述N1个电池单元30之外的其它电池单元处于离线状态，也即其它P-N1个电池单元处于离线状态。
控制电路可以控制电池簇20中的N1个电池单元30中的接入开关K1处于导通状态，隔离开关K2处于断路状态，P-N1个电池单元30中的接入开关K1处于断路状态，隔离开关K2处于导通状态，可使所述N1个电池单元30中的电池模组均接入第一母线，所述P-N1个电池单元30中的电池模组均未接入第一母线。在此情形下，电池簇20的第一端和第二端之间的电压为所述N1个电池单元30中的电池模组提供的电压总和。由此可见，控制电路可以通过调整该电池簇20中接入第一母线进行供电的电池模组数量，实现调整该电 池簇20向第一母线提供的电压，即实现调整第一母线向负载输出电压。
一种可能的实施方式中，电池系统100中的第一母线与负载耦合，电池系统100向负载输出电压时，各电池簇的输出电压相同，也即各电池簇的运行状态相同。换句话说，各电池簇中处于在线状态的电池单元的数量相同。在各电池簇输出电压为最大输出电压的情形下，电池系统100输出的电压为最大系统总电压。
又一种可能的实施方式中，电池系统100包括至少一个直流/直流变换电路。所述至少一个直流/直流变换电路50与所述至少一个电池簇一一对应。每个电池簇20通过对应的直流/直流变换电路50与第一母线连接。如图2所示，电池簇20的第一端可以与相应的直流/直流变换电路50的第一端b1连接，电池簇20的第二端可以与相应的直流/直流变换电路50的第二端b2连接。每个直流/直流变换电路50的第三端C与第一母线耦合。直流/直流变换电路50可以与相应的电池簇形成充放电回路。
直流/直流变换电路50可以包括但不限于以下电路中的一个或多个：线性稳压电源电路、降压(Buck)变换电路、升压(Boost)变换电路、降压-升压(Buck-Boost)变换电路、三电平降压(Buck)变换电路、开关电容变换电路、电感电感电容(LLC)谐振变换电路、双主动全桥直流-直流(dual active bridge，DAB)变换电路、正激变换电路、反激变换电路、半桥推挽电路、全桥推挽电路、全桥移相变换电路等等，本申请实施例对此不再一一列举。
电池系统100可以用于储存电能。例如，第一母线与外部电源连接时，每个直流/直流变换电路50可以将第一母线处的电压调制为充电电压，并提供给连接的电池簇20，以为连接的电池簇20充电，电池簇20可以储存电能。
电池系统100可以用于提供电能。例如，第一母线与负载连接时，每个直流/直流变换电路50可以将连接的电池簇20输出的电压进行调制，并将调制后的电压，输出到第一母线上，提供给负载，以实现电池系统100为负载提供电能。直流/直流变换电路50连接的电池簇20输出的电压为最大输出电压时，直流/直流变换电路50对连接的电池簇20输出的最大输出电压进行调制，调制后的电压为该直流/直流变换电路50相应的调制后的最大电压(也可称为最大放电电压)。在每个直流/直流变换电路50输出的电压为相应的调制后的最大电压的情形下，电池系统100输出的电压为最大系统总电压。
控制电路可以与直流/直流变换电路50的控制端连接，可以直流/直流变换电路50进行电压调制(变换)。一般来说，直流/直流变换电路50中包括一个或多个开关管，直流/直流变换电路50的控制端可以包括这些开关管的控制电极(栅极)。控制电路可以是具有逻辑运算能力的逻辑电路，能够产生控制信号，通过控制信号分别直流/直流变换电路50中各个开关管的导通或断开，从而直流/直流变换电路50实现电压变换。
对于前述任意一种电池系统100，控制电路可以预先存储电池系统100的输出电压(系统总电压、负载所需电压等)与电池单元数量(各电池簇中接入第一母线进行供电的电池模组数量)的对应关系。例如，电池系统100输出的系统总电压为U1，对应的电池单元的数量为num1。电池系统100输出的系统总电压为U2，对应的电池单元的数量为num2。
电池系统100可以包括显示组件、按钮等，通过按钮或者显示界面中的菜单可以触发该电压调整指令。可选地，所述电压调整指令可以是外部设备(电池系统之外的设备)发送给控制电路的。控制电路可以接收该电压调整指令。电压调整指令可以携带用于指示第一母线连接的负载所需电压(便于描述，记为第一电压)的信息。该电压调整指令可以用 于指示控制电路调整各电池簇中处于在线状态(所包括的电池模组接入第一母线)的电池单元的数量，以使第一母线输出电压满足第一电压，如第一母线输出电压为第一电压，或者接近第一电压(第一母线所连接的负载可以正常运行)。可选地，电压调整指令携带的第一电压)可以为电池系统100输出的系统总电压最大值与零之间的一个数值。
例如，控制电路可以接收到第一调整指令(也可称最大输出电压指令)，该第一调整指令用于指示控制电路调整电池系统100的输出电压为该电池系统100的最大系统总电压。控制电路在接收到第一调整指令后，可以调整全部电池簇20的输出电压为各电池簇20的最大输出电压，使第一母线输出电压为最大输出电压，也即电池系统100所提供的电压可为电池系统100的最大输出电压。
再例如，控制电路可以接收到第二调整指令(也可称停止输出电压指令)，该第二调整指令用于指示控制电路调整电池系统100的输出电压为零。控制电路在接收到第二调整指令后，可以调整全部电池簇20的输出电压为零，第一母线处的电压为零，也即电池系统100所提供的电压为零。
又例如，控制电路可以接收到第三调整指令(也可称输出指定电压指令)，该第三调整指令用于指示控制电路调整电池系统100的输出电压为指定电压。控制电路可以在接收到第三调整指令后，可以调整全部电池簇20中处于在线状态的电池单元30的数量(全部电池簇20中接入第一母线进行供电的电池模组数量)，可使第一母线输出电压为指定电压。
一个示例中，控制电路可以基于预先存储电池系统100的输出电压(系统总电压、负载所需电压等)与电池单元数量(各电池簇中接入第一母线进行供电的电池模组数量)的对应关系，确定第一电压对应的电池单元数量。便于描述，将第一电压对应的电池单元数量记为第一数量。
对于电池系统100中的任意一个电池簇(如第一电池簇)，控制电路可以从第一电池簇中选择第一数量M个电池单元30，并调整选出的第一数量个电池单元30处于在线状态。示例性的，控制电路可以控制选择出的第一数量个电池单元30中的接入开关K1处于导通状态，隔离开关K2处于断路状态，以使所述第一数量个电池单元30中的电池模组接入第一母线。而第一电池簇中除所述第一数量个电池单元30之外的电池单元中的接入开关K1处于断路状态，隔离开关K2处于导通状态，以使第一电池簇中除第一数量个电池单元30之外的电池单元30中的电池模组未接入第一母线。
可选地，控制电路可以随机地从第一电池簇中选择出第一数量个电池单元，或者任意地从第一电池簇中选择出第一数量个电池单元。控制电路可以按照预设选择方式，从第一电池簇中选择出第一数量个电池单元。
一个示例中，第一电池簇输出电压为最大输出电压Umax的情形中(如图3中(a)部分所示)，控制电路控制第一电池簇中全部电池单元30中的电池模组接入第一母线。示例性的，控制电路可以控制全部电池单元30中的接入开关K1处于导通状态，隔离开关K2处于断路状态。
第一电池簇输出电压为 的情形中(如图3中(b)部分所示)，控制电路控制第一电池簇中 个电池单元30中的电池模组接入第一母线，除所述 个电池单元30之外的其它电池单元30中的电池模组未接入第一母线。示例性的，控制电路可以控制电路控制第一电池簇中 个电池单元30中的接入开关K1处于导通状态，隔离开关K2处于断路状态，除所述 个电池单元30之外的其它电池单元30中的接入开关K1处于断路状态，隔 离开关K2处于导通状态。
第一电池簇输出电压为 的情形中(如图3中(c)部分所示)，控制电路控制第一电池簇中 个电池单元30中的电池模组接入第一母线，除所述 个电池单元30之外的其它电池单元30中的电池模组未接入第一母线。示例性的，控制电路控制第一电池簇中 个电池单元30中的接入开关K1处于导通状态，隔离开关K2处于断路状态，除所述 个电池单元30之外的其它电池单元30中的接入开关K1处于断路状态，隔离开关K2处于导通状态。
本申请实施例中，控制电路可以控制第一电池簇中各电池单元30中的电池模组处于在线状态(接入第一母线)或者离线状态(未接入第一母线)，实现调整第一电池簇向第一母线提供的电压，从而调整第一母线输出电压。因而，第一电池簇可以应用于所需电压等级不超过该第一电池簇的最大输出电压的应用场景中。可见，本申请实施例提供的电池系统100可以满足不同场景所需多样化的直流电压等级，而非传统电池系统仅适用单一直流电压等级的场景。
一种可能的设计中，如图2所示，电池系统100可以包括至少一个高压开关40。所述至少一个高压开关40的数量可以与所述至少一个电池簇的数量相同。所述至少一个高压开关40与所述至少一个电池簇可以具有一一对应关系。
一个示例中，电池簇20可以与相应的高压开关40中的高压开关连接。电池簇20可以经由高压开关与第一母线连接。又一个示例中，电池簇20的第一端、相应的高压开关40以及相应的直流/直流变换电路的第一端依次串联。电池簇20的第二端与直流/直流变换电路的第二端连接。直流/直流变换电路的第三端与第一母线连接。
一种可能的设计中，电池系统100可以包括直流/交流变换电路，电池系统100可以应用于交流电用电场景。第一母线与直流/交流变换电路的输入侧连接，直流/交流变换电路的输出侧与负载连接。直流/交流变换电路可以将第一母线上的直流电处理为交流电，并提供给所述负载。作为一种举例，负载可以为功率变换系统。
通常，电池系统中的同一电池簇中的各电池模组是同时投入同时退役的，若在退役时电池簇中的部分电池模组仍具有较优的健康状态(state of health，SOH)，也即该电池簇中的各电池模组的SOH不一致，则会造成具有较优SOH的电池模组的资源浪费。
为充分使用同一电池簇中各电池模组，使电池簇使用效率最大化，避免资源浪费。电池系统100还可以包括一个或多个电池模组管理电路50。
一个示例中，如图4所示，电池系统100包括一个电池模组管理电路60，每个电池簇20中的各电池模组可以与该电池模组管理电路60耦合，电池模组管理电路60用于采集连接的电池簇中各电池单元30的电压和电流，基于采集的电压和电流确定各电池模组健康状态SOH参数。电池模组管理电路60可以采用现有的任意一种确定电池模组SOH的方法，基于采集的电压和电流确定各电池模组SOH参数。电池模组管理电路60还可以包括存储器，用于存储确定各电池模组SOH参数所需要的数据，例如采集的电池模组的电压值、电流值等数据，也可以存储电池模组的额定参数如电池模组的内阻等，还可以存储电池模组的历史参数，例如前一次确定的电池模组的SOH参数等。
另一个示例中，电池系统100也可以包括多个电池模组管理电路60。多个电池簇20与多个电池模组管理电路60可以具有一一对应的关系。电池簇20与相应的电池模组管理电路60耦合。示例性的，电池模组管理电路60可以与相应电池簇20中的各电池模组耦 合，可以采集连接的电池簇中各电池单元的电压和电流，基于采集的电压和电流确定各电池模组健康状态SOH参数。下面以电池系统100中包括多个电池模组管理电路60作为例子进行说明。
电池模组管理电路60可以集成在BMS中。或者，电池模组管理电路60可为电池管理系统(battery management system，BMS)。还电池模组管理电路60还可以除确定各电池模组的SOH参数之外的功能，例如，电池模组温度检测。
控制电路可以与各电池模组管理电路60耦合。例如，控制电路可以与电池模组管理电路60通过总线连接，并通过该总线交互数据或者信息。示例性的，控制电路可以接收各电池模组管理电路60提供的各电池模组的SOH参数。电池模组管理电路60确定的各电池模组的SOH参数可以用于控制电路根据各电池模组SOH参数从电池簇中选择电池单元。
一种可能的设计中，电池模组管理电路60可以周期性地确定各电池模组的SOH参数，并发送给控制电路，以使控制电路可以周期性地获取各电池模组的SOH参数。可选地，各电池模组管理电路60可以按照设定周期，采集各电池模组的电压和电流，确定各电池模组的SOH参数，并发送给控制电路，以使控制电路可以周期性地获取各电池模组的SOH参数。所述设定周期的粒度可以为小时、分钟、秒等。
对电池系统100中的任意一个电池簇(即第一电池簇)，控制电路可以根据至少两个状态类别的SOH范围，以及第一电池簇中各电池模组的SOH参数，确定第一电池簇中各电池模组的状态类别。示例性的，所述至少两个状态类别可包括第一状态类别和第二状态类别，第一状态类别相对应的SOH范围可记为集合B1，第二状态类别相对应的SOH范围可记为集合B2。其中，集合B1和集合B2无重叠元素，以使一个电池模组仅具有一个状态类别。本申请实施例中，一个电池模组的状态类别，可以作为该电池模组所属的电池单元的状态类别。
控制电路可以接收(或者获取)到第一电池簇中各电池模组的SOH参数，可以根据所述至少两个状态类别的SOH范围，确定第一电池簇中各电池单元的状态类别，或者说，更新第一电池簇中各电池单元的状态类别。可以理解的是，一个电池模组的状态类别可以是动态变化的，或者一个电池单元的状态类别可以是动态变化的。
控制电路可以基于第一电池簇中当前各电池单元的状态类别(也是控制电路最近一次确定出的各电池模组的状态类别)，从状态类别为第三状态类别的电池单元中选择所述第一数量的电池单元。其中，所述第三状态类别可以为所述第一状态类别或者所述第二状态类别。也即，控制电路可以从一种状态类别中选择出第一数量个电池单元。例如，从状态类别为第一状态类别的全部电池单元中，选择出第一数量个电池单元。或者，从状态了别为第二状态类别的全部电池单元中，选择出第一数量个电池单元。
一种可能的情形中，状态类别为第三状态类别的电池单元的总数量num1小于所述第一数量，控制电路可以确定num1与所述第一数量的差值dn，并从状态类别为第四状态类别(所述多个状态类别中除所述第三状态类别之外的一个状态类别)的电池单元中选择数量为所述差值dn个电池单元。控制电路可以控制状态类别为第三状态类别的全部电池单元以及所述差值dn个电池单元中的电池模组接入第一母线，其它电池单元中的电池模组未接入第一母线。
一种可能的实施方式中，控制电路在控制第一电池簇中状态类别为第三状态类别的全 部电池单元以及所述差值dn个电池单元中的电池模组接入第一母线，其它电池单元中的电池模组未接入第一母线后，第一电池簇相应的电池模组管理电路60可以确定第一电池簇中各电池模组的SOH参数，并将各电池模组的SOH参数发送给控制电路。控制电路可以重新确定第一电池簇中各电池模组的状态类别，也即确定各电池单元的状态类别。控制电路可以基于所述重新确定的各电池单元的状态类别，重新从第一电池簇中选择第一数量个电池单元，并控制重新选择出的第一数量个电池单元中的电池模组接入第一母线，第一电池簇中的其它电池单元中的电池模组未接入第一母线。
这样的设计，可以实现在第一电池簇提供第一电压的情形中，基于各电池模组的SOH，控制各电池单元动态地接入第一电池簇，实现轮流投入各电池模组，可以使各电池模组SOH均衡，或SOH一致。
一种可能的实施方式中，电池模组管理电路60还可以检测连接的电池簇中各电池单元30中的电池模组是否发生故障。例如，电池模组管理电路60检测电池模组发生过压故障，过流故障，过温故障，或者内短路故障等故障情形中的至少一种。
电池模组管理电路60可以与连接的电池簇中各电池单元30中的接入开关K1和隔离开关K2连接，控制各开关的导通或者断路状态。电池模组管理电路60若检测到第一电池单元中的电池模组发生故障，则可以控制第一电池单元中的接入开关K1处于导通状态，以及隔离开关K2处于断路状态，可使发生故障的电池模组从电池簇中隔离出来，不影响电池簇中其它电池模组的运行，提升电池系统的可用度。
电池模组管理电路60可以向控制电路发送包括故障的电池模组标识的故障指示信息，以便控制电路获知发生故障的电池模组标识。例如，向控制电路发送携带第一电池单元标识的故障指示信息。
一种可能的设计中，电池模组管理电路60可以包括多个子管理电路。多个子管理电路与电池模组管理电路60连接的电池簇中的多个电池单元30一一对应。子管理电路与相应的电池单元30中的接入开关K1和隔离开关K2连接，控制各开关的导通或者断路状态。子管理电路可以用于相应的电池单元中的电池模组是否发生故障。子管理电路若检测到第一电池单元中的电池模组发生故障，则可以控制第一电池单元中的接入开关K1处于导通状态，以及隔离开关K2处于断路状态，可使发生故障的电池模组从电池簇中隔离出来。
一种可能的实施方式中，电池模组管理电路60还可以检测连接的电池簇中各电池单元30中的电池模组是否发生故障。若检测到第二电池单元中的电池模组发生故障，则可以向控制电路发送故障指示信息，其中故障指示信息可以包括第二电池单元的标识。控制电路可以在接收到故障指示信息后，调整故障指示信息中的标识对应的电池单元处于离线状态。例如，调整所述第二电池单元处于离线状态。这样的设计中，发生故障的电池模组从电池簇中隔离出来，不影响电池簇中其它电池模组的运行，提升电池系统的可用度。
控制电路在接收该故障指示信息后，可以不再调整故障指示信息所包括的标识对应的电池单元的状态，或者说不再控制发生故障的电池模组所属电池单元中的接入开关K1和隔离开关K2。换句话说，控制电路从所述第一电池簇中选择所述第一数量个电池单元时，所选择的第一数量个电池单元不包括发生故障的电池单元。
本申请实施例提供的电池系统100不仅可以满足不同场景所需多样化的直流电压等级，还可以满足不同场景所需多样化的备电时长。
在电压需求为 的场景中，传统电池系统的每个电池簇包括串联的k个电池模组， 每个电池簇的最大输出电压为 请参见图5，假设s个电池簇可以提供1h备电，也即可以恒功率充电1小时或者恒功率放电1小时。若传统电池系统包括2s个并联的电池簇，则传统电池系统可以提供2h备电。若传统电池系统包括4s个并联的电池簇，则传统电池系统可以提供4h备电。
而本申请实施例提供的电池系统100中每个电池簇的最大输出电压为Umax，每个电池簇20可以包括P个电池单元30，每个电池单元30包括一个电池模组。故每个电池簇20中包括P个电池模组。本申请实施例中P可以为k的2倍。在电压需求为 的场景中，请参见图6，电池系统100包括 个并联的电池簇20可以供1h备电。或者，电池系统100包括s个并联的电池簇20可以提供2h备电。或者电池系统100包括2s个并联的电池簇20可以提供4h备电。
可见，电池系统100中的电池簇可以输出高电压等级，并应用在需要低电压等级的场景的情形下，因每个电池簇20的容量更高。在构成相同备电小时的电池系统时，相比于传统电池系统，本申请实施例提供的电池系统100可以包括更少数量的电池簇，也因此可以减少高压开关、线缆、备电开关等设备的数量，实现降低电池系统的成本。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的保护范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

  1. 一种电池系统，其特征在于，包括第一母线、至少一个电池簇和控制电路；每个所述电池簇分别与所述第一母线连接，所述第一母线与负载连接；所述电池簇包括多个电池单元，所述多个电池单元串联连接；每个电池单元包括电池模组、接入开关K1和隔离开关K2；所述接入开关K1与所述电池模组串联连接形成第一支路，所述隔离开关K2与所述第一支路并联；
    所述控制电路连接所述接入开关K1和所述隔离开关K2的控制端，用于：
    根据所述负载所需的第一电压，控制所述电池簇中N个电池单元的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述N个电池单元中的电池模组接入所述第一母线进行供电，所述第一母线输出电压满足所述负载所需的第一电压。
  2. 如权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述控制电路还用于：
    根据所述负载所需的电压与电池单元数量的对应关系和所述第一电压，确定所述第一电压相应的电池单元数量为所述N，其中，所述对应关系中包括多个所述负载所需的电压。
  3. 如权利要求1或2所述的电池系统，其特征在于，所述电池系统还包括至少一个电池模组管理电路；所述电池模组管理电路分别与所述电池簇和所述控制电路连接；
    所述电池模组管理电路，用于采集连接的电池簇中各电池单元的电压和电流，基于采集的电压和电流确定各电池模组健康状态SOH参数，以使所述控制电路根据各电池模组SOH参数从所述电池簇中选择所述N个电池单元。
  4. 如权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述控制电路还用于：
    根据预设的多个状态类别中各状态类别对应的SOH参数范围以及所述电池模组的SOH参数，确定所述电池模组所属的电池单元的状态类别；
    基于所述电池簇中各电池单元的状态类别，从所述电池簇中选择所述N个电池单元，以使所述电池簇中的各电池模组的SOH均衡。
  5. 如权利要求4所述的电池系统，其特征在于，所述电池模组管理电路，具体用于周期性地采集连接的电池簇中各电池单元的电压和电流，基于采集的电压和电流确定各电池模组健康状态SOH参数，以及将所述电池模组健康状态SOH参数提供给所述控制电路；
    所述控制电路，还用于：
    基于最近一次接收的所述电池模组的SOH参数，更新所述电池模组所属的电池单元的状态类别。
  6. 如权利要求3-5中任一所述的电池系统，其特征在于，所述多个状态类别包括第一状态类别和第二状态类别，且所述第一状态类别对应的SOH参数范围与所述第二状态类别对应的SOH参数范围不重叠。
  7. 如权利要求3-6中任一所述的电池系统，其特征在于，所述电池模组管理电路分别与连接的电池簇中的各电池单元中的所述接入开关K1的控制端和所述隔离开关K2的控制端连接；
    所述电池模组管理电路，还用于检测连接的电池簇中各电池单元中的电池模组是否故障；以及在检测到第一电池单元中的电池模组发生故障时，控制所述第一电池单元中的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述第一电池单元中的电池模组与其它电池单元中的电池模组之间不连通。
  8. 如权利要求3-6中任一所述的电池系统，其特征在于，所述电池模组管理电路还用于检测连接的电池簇中各电池单元中的电池模组是否故障；以及在检测到第二电池单元中的电池模组发生故障后，将包括所述第二电池单元标识的故障指示信息提供给所述控制电路，以使所述控制电路控制所述第二电池单元中电池模组与其它电池单元中的电池模组之间不连通。
  9. 如权利要求8所述的电池系统，其特征在于，所述控制电路，还用于：
    根据接收的故障指示信息中的第三电池单元标识，控制所述第三电池单元标识对应的第三电池单元中的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述第三电池单元中的电池模组与其它电池单元中的电池模组之间不连通。
  10. 如权利要求1-9中任一所述的电池系统，其特征在于，还包括至少一个高压开关；所述至少一个电池簇与所述至少一个高压开关具有一一对应关系，所述控制电路与所述高压开关的控制端连接；
    所述电池簇与相应的高压开关连接，所述相应的高压开关处于导通状态下，所述电池簇与所述第一母线连通，所述相应的高压开关处于断路状态下，所述电池簇与所述第一母线不连通。
  11. 如权利要求1-9中任一所述的电池系统，其特征在于，还包括至少一个直流/直流变换电路；所述至少一个直流/直流变换电路分别与所述至少一个电池簇一一对应；
    所述电池簇与对应的直流/直流变换电路的第一侧连接，所述对应的直流/直流变换电路的另一侧与所述第一母线连接；
    所述直流/直流变换电路用于对所述电池簇的输出电压进行调制，并将调制后的电压传输至所述第一母线。
  12. 如权利要求11所述的电池系统，其特征在于，所述直流/直流变换电路还用于将所述第一母线处的电压调制为充电电压，以为连接的电池簇充电。
  13. 如权利要求11或12所述的电池系统，其特征在于，还包括至少一个高压开关；所述至少一个电池簇与所述至少一个高压开关具有一一对应关系，所述控制电路与所述高压开关的控制端连接；
    所述电池簇、所述电池簇对应的高压开关、所述电池簇对应的直流/直流变换电路依次串联连接，所述对应的高压开关处于导通状态下，所述电池簇与所述对应的直流/直流变换电路连通，所述对应的高压开关处于断路状态下，所述电池簇与所述对应的直流/直流变换电路不连通。
  14. 如权利要求1-13中任一所述的电池系统，其特征在于，还包括直流/交流变换电路；所述直流/交流变换电路分别连接所述第一母线和所述负载；
    所述直流/交流变换电路用于将所述第一母线处的直流电转换为交流电后，并将所述交流电提供给所述负载。
  15. 一种控制方法，其特征在于，应用于电池系统，所述电池系统包括第一母线、至少一个电池簇和控制电路；每个所述电池簇分别与所述第一母线连接，所述第一母线与负载连接；所述电池簇包括多个电池单元，所述多个电池单元串联连接；每个电池单元包括电池模组、接入开关K1和隔离开关K2；所述接入开关K1与所述电池模组串联连接形成第一支路，所述隔离开关K2与所述第一支路并联；
    所述方法包括：
    根据所述负载所需的第一电压，控制所述电池簇中N个电池单元的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述N个电池单元中的电池模组接入所述第一母线进行供电，所述第一母线输出电压满足所述负载所需的第一电压。
  16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电池系统还包括至少一个电池模组管理电路，所述电池模组管理电路与所述电池簇连接，用于采集连接的电池簇中各电池单元的电压和电流；
    所述方法还包括：
    基于采集的电压和电流确定各电池模组健康状态SOH参数，所述SOH参数用于从所述电池簇中选择所述N个电池单元。
  17. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    根据预设的多个状态类别中各状态类别对应的SOH参数范围以及所述电池模组的SOH参数，确定所述电池模组所属的电池单元的状态类别；
    基于所述电池簇中各电池单元的状态类别，从所述电池簇中选择所述N个电池单元，以使所述电池簇中的各电池模组的SOH均衡。
  18. 如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    检测所述电池簇中各电池单元中的电池模组是否故障；以及在检测到第一电池单元中的电池模组发生故障时，控制所述第一电池单元中的所述接入开关K1和所述隔离开关K2，以使所述第一电池单元中的电池模组与其它电池单元中的电池模组之间不连通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117375054A (zh) * 2023-12-07 2024-01-09 上海派能能源科技股份有限公司 储能系统高压接入控制方法、储能系统、设备及存储介质

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116760153B (zh) * 2023-08-17 2024-04-16 中宏科创新能源科技(浙江)有限公司 一种集成电池管理和变流控制的储能系统
CN117690329B (zh) * 2024-02-02 2024-05-03 深圳风向标教育资源股份有限公司 动力电池管理系统开发实训平台及其布局方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012209995A1 (de) * 2012-06-14 2013-12-19 Robert Bosch Gmbh Schaltvorrichtung für eine Batterie und entsprechendes Schaltverfahren
CN108377023A (zh) * 2018-05-14 2018-08-07 深圳市华思旭科技有限公司 启动电源
CN111431231B (zh) * 2020-03-31 2024-04-26 清华大学 一种基于柔性连接和冗余的电池成组架构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117375054A (zh) * 2023-12-07 2024-01-09 上海派能能源科技股份有限公司 储能系统高压接入控制方法、储能系统、设备及存储介质
CN117375054B (zh) * 2023-12-07 2024-02-27 上海派能能源科技股份有限公司 储能系统高压接入控制方法、储能系统、设备及存储介质

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