CN116565357B - 户储电源系统的自适应管理方法、装置、介质、设备 - Google Patents

户储电源系统的自适应管理方法、装置、介质、设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种户储电源系统的自适应管理方法、装置、介质、设备；包括：户储电源系统上电自检并初始化；建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯，并获取储能变流器的工作功率；获取接入户储电源系统的电池包PACK中电池模组内的电芯单体类型与电芯单体数量；根据储能变流器的工作功率、电芯单体电压、电芯单体容量、电芯单体数量与电池包PACK的数量匹配得到家用储能系统的电压等级以及报警参数。本发明通过在系统接入电池箱时识别储能变流器并采集电池包内相关信息，快速匹配得到相适应的监控机制，提高系统的通用性，大大缩短开发周期，有利于户用储能领域推广应用。

Description

户储电源系统的自适应管理方法、装置、介质、设备
技术领域
本发明涉及电源管理领域，特别涉及户储电源系统的自适应管理方法、装置、介质、电子设备。
背景技术
在家用储能电源中，电池箱作为常见的储能设备，其通过串联、并联的方式组建成容量定制的储能系统；家庭或户外用电需求因人而异，导致电源的容量定制差异化较为明显，故需要针对每一需求配置相应的电源系统。
如记载在201520443951.6中的具有自适应能力的家用储能系统，其电池模块的数量等亦可很容易的增、删调整，进而可便捷地实现系统容量的调节。为适配其运行与监测并反馈其健康状态（如监测系统允许的充放电电压范围，监测系统的电压报警参数，监测系统的绝缘阻值的报警参数），需要在电池箱搭建好硬件后再烧入配套的程序，不仅开发成本高，且开发周期长，无法快速响应需求的变化。
本申请旨在解决上述问题。
发明内容
为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供户储电源系统的自适应管理方法，包括如下步骤：
户储电源系统上电自检并初始化；
建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯，并获取储能变流器的工作功率；
获取接入户储电源系统的电池包PACK中电池模组内的电芯单体类型与电芯单体数量；其中，电芯单体类型用以匹配得到电芯单体电压与电芯单体容量；
依次访问各电池包PACK内的所有电池模组MMU，获取电池模组MMU的数量K1；
根据电池模组MMU的数量K1匹配得到电池包PACK的数量K2;所述电池包PACK的数量K2为m分之一的电池模组MMU的数量K1；其中，m为电池包PACK内并联的电池模组数量；
根据储能变流器的工作功率、电芯单体电压、电芯单体容量、电芯单体数量与电池包PACK的数量K2匹配得到户储电源系统的电压等级以及报警参数；其中，所述电压等级为待接入户储电源系统前储能变流器侧的直流标准电压，所述报警参数为在所述直流标准电压下户储电源系统所监测的参数阈值集合，所述参数阈值集合与所述直流标准电压一一对应。
在一优选方案中，建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯，具体包括如下步骤：
识别储能变流器的通讯类型；所述通讯类型至少包括CAN总线通讯、串口通讯；
根据储能变流器的通讯类型发送对应的通讯报文以实现与储能变流器握手，从而建立户储电源系统与储能变流器的连接通讯。
在一优选方案中，识别储能变流器的通讯类型，具体包括如下步骤：
通讯单元初始化；
判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的通讯报文；
若存在，则从所述通讯报文中获取储能变流器的型号；其中，储能变流器的型号中存储有储能变流器的通讯类型与工作功率；
若不存在，则重新配置通讯波特率，再次判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的通讯报文，并记录重新配置通讯波特率的次数；
当重新配置通讯波特率的次数超过预设波特率重置阈值后，仍未存在储能变流器返回的通讯报文时，则发送默认报文至储能变流器，以等待报文回复；
判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的默认报文；
若存在默认报文回复，则从默认报文中获取储能变流器的型号与工作功率；
若不存在默认报文回复，则切换通讯单元的通讯类型，并跳转至通讯单元初始化。
在一优选方案中，识别储能变流器的通讯类型，具体还包括如下步骤：
获取切换通讯单元的通讯类型的次数；
判断切换通讯单元的通讯类型的次数超过预设次数阈值；
若切换通讯单元的通讯类型的次数超过预设次数阈值；则通讯超时，户储电源系统接入储能变流器失败，各电池包PACK不接入户储电源系统；
若切换通讯单元的通讯类型的次数未超过预设次数阈值；则执行切换指令，并对切换后的通讯单元初始化。
在一优选方案中，获取电池模组MMU的数量K1，具体包括如下步骤：
系统内的采集单元上电，并接收唤醒指令；
采集单元唤醒后，采集单元发送第一指令至电池模组MMU的端口；
电池模组MMU接收到所述第一指令后并将其返回至采集单元；
系统内的处理单元根据对发送的第一指令与返回的第一指令进行校验；
若校验通过，则K1计数加一；
若校验不通过，则延时等待后，采集单元再次发送第一指令至电池模组MMU的端口，直至校验通过。
在一优选方案中，若校验不通过，还包括步骤：
获取校验不通过的次数C1；
判断校验次数C1是否大于等于校验阈值Cy；
若校验次数C1大于等于校验阈值Cy，则当前电池包PACK配置所述电池模组MMU重新上电初始化。
在一优选方案中，获取电池模组MMU的数量K1，具体包括如下步骤：
系统内的采集单元上电，并接收唤醒指令；
采集单元唤醒后，采集单元发送第二指令至电池模组MMU的端口；
电池模组MMU接收到所述第二指令后将其温度Tk与电压Uk返回至采集单元，并形成返回数组Dk（Tk，Uk），k=1,2,3……，n；并配置初始数组D0（0，0），n为返回数组的数量；系统内的处理单元对采集单元采集的返回数组Dk（Tk，Uk）与Dk+1（Tk+1，Uk+1）进行比对，k=0，1，2，3……，n；
若Dk（Tk，Uk）不等于Dk+1（Tk+1，Uk+1），则K1计数加一。
本发明的第二目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现户储电源系统的自适应管理方法。
本发明的第三目的是提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现户储电源系统的自适应管理方法。
本发明的第四目的是提供一种户储电源系统的自适应管理装置，包括：
通讯单元，用以在户储电源系统上电自检并初始化后，建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯；
采集单元，获取接入户储电源系统的电池包PACK中电池模组内的电芯单体类型与电芯单体数量以及储能变流器的工作功率；其中，电芯单体类型用以匹配得到电芯单体电压与电芯单体容量；依次访问各电池包PACK内的所有电池模组MMU，获取电池模组MMU的数量K1；
处理单元，用以根据电池模组MMU的数量K1匹配得到电池包PACK的数量K2;所述电池包PACK的数量K2为m分之一的电池模组MMU的数量K1；其中，m为电池包PACK内并联的电池模组数量；再根据储能变流器的工作功率、电芯单体电压、电芯单体容量、电芯单体数量与电池包PACK的数量K2匹配得到户储电源系统的电压等级以及报警参数；其中，所述电压等级为待接入户储电源系统前储能变流器侧的直流标准电压，所述报警参数为在所述直流标准电压下户储电源系统所监测的参数阈值集合，所述参数阈值集合与所述直流标准电压一一对应。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明涉及一种户储电源系统的自适应管理方法；包括：户储电源系统上电自检并初始化；建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯，并获取储能变流器的工作功率；获取接入户储电源系统的电池包PACK中电池模组内的电芯单体类型与电芯单体数量；依次访问各电池包PACK内的所有电池模组MMU，获取电池模组MMU的数量K1；根据电池模组MMU的数量K1匹配得到电池包PACK的数量K2;根据储能变流器的工作功率、电芯单体电压、电芯单体容量、电芯单体数量与电池包PACK的数量K2匹配得到家用储能系统的电压等级以及报警参数。本发明通过在系统接入电池箱时识别储能变流器并采集电池包内相关信息，快速匹配得到相适应的监控机制，提高系统的通用性，大大缩短开发周期，有利于户用储能领域推广应用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为实施例1中户储电源系统的自适应管理方法的流程示意图一；
图2为实施例1中户储电源系统的自适应管理方法的流程示意图二；
图3为实施例1中户储电源系统的自适应管理方法的流程示意图三；
图4为实施例1中户储电源系统的自适应管理方法的流程示意图四；
图5为实施例1中户储电源系统的自适应管理方法的流程示意图五；
图6为实施例1中户储电源系统的自适应管理方法的流程示意图六；
图7为实施例1中户储电源系统的自适应管理方法的流程示意图七；
图8为实施例3中户储电源系统的自适应管理装置的模块化示意图；
图9为实施例2中电子设备的模块化示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
下面通过下述实施例来详细描述。
实施例1
如图1所示，户储电源系统的自适应管理方法，包括如下步骤：
S101、户储电源系统上电自检并初始化；在本实施例中，户储电源系统上电后进行自检，自检正常后进入初始化程序，以等待后续程序的响应。
S102、建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯，并获取储能变流器的工作功率；在一些实施例中，如图2，具体包括如下步骤：
S1021、识别储能变流器的通讯类型；所述通讯类型至少包括CAN总线通讯、串口通讯；
S1022、根据储能变流器的通讯类型发送对应的通讯报文以实现与储能变流器握手，从而建立户储电源系统与储能变流器的连接通讯。
具体地，如图3所示，识别储能变流器的通讯类型，具体包括如下步骤：
S1021a、通讯单元初始化；在一些实施例中，将当前执行通讯的CAN总线通讯模块进行初始化；当后续进行切换通讯类型后，再对切换后的通讯单元进行初始化，以保证运行的稳定性与一致性。在另一些实施例中，还可将所有通讯单元进行初始化，例如将CAN总线通讯模块以及RS485串口通讯模块一并进行初始化，以等待数据反馈。
S1021b、判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的通讯报文；例如配置预设时间周期为5s，判断在5s内是否收到储能变流器返回的通讯报文。
S1021c、若存在，则从所述通讯报文中获取储能变流器的型号；其中，储能变流器的型号中存储有储能变流器的通讯类型与工作功率；例如，储能变流器的型号中的类型A对应CAN总线，类型B对应串口通讯；储能变流器的型号中的3000对应工作功率3kw，5000对应工作功率5kw；当解析到通讯报文中的型号为“xxx5000-A”时，即表明为工作功率为5kw且采用CAN总线进行通讯的储能变流器。
S1021d、若不存在，则重新配置通讯波特率，再次判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的通讯报文，并记录重新配置通讯波特率的次数；例如，CAN总线通讯的通讯波特率的重置范围为125K-1000Kbps，RS485串口通讯的通讯波特率的重置范围为1200-38400bps。S1021e-S1021f、当重新配置通讯波特率的次数超过预设波特率重置阈值后，仍未存在储能变流器返回的通讯报文时，则发送默认报文至储能变流器，以等待报文回复；在一些实施例中，默认报文为配置在户储电源系统内的常用储能变流器的通讯连接的报文，以通过通讯接口进行发送，等待报文回复。
S1021e-S1021d、当重新配置通讯波特率的次数未超过预设波特率重置阈值，则返回步骤S1021d；例如设定重新配置通讯波特率的次数为10，即在前10次重新配置通讯波特率的过程中，在同一个通讯方式下进行不同波特率的通讯；需要说明的是，不同通讯方式下的重新配置通讯波特率的次数不同，例如，在CAN总线通讯下，重新配置通讯波特率的次数可配置成16；在RS485串口通讯下，重新配置通讯波特率的次数可配置成32.
S1021g、判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的默认报文；例如配置预设时间周期为5s，判断在5s内是否收到储能变流器返回的默认报文。
S1021h、若存在默认报文回复，则从默认报文中获取储能变流器的型号；储能变流器的型号在S1021c中已经详细描述，在此不再赘述。
S1021i、若不存在默认报文回复，则切换通讯单元的通讯类型，并跳转至通讯单元初始化，即步骤S1021a，此时的通讯单元的通讯类型以及切换，例如从CAN总线通讯切换成串口通讯。
在一些优选的实施例中，如图4所示，识别储能变流器的通讯类型，具体还包括如下步骤：
S1021j、获取切换通讯单元的通讯类型的次数；切换通讯单元的通讯类型的次数通过执行切换指令后进行加一计数；在一些实施例中，当通讯建立后，切换通讯单元的通讯类型的次数转存至后台数据库后并清零；在另一些实施例中，当通讯建立失败或者系统上电初始化时，切换通讯单元的通讯类型的次数转存至后台数据库后并清零。
S1021p、判断切换通讯单元的通讯类型的次数超过预设次数阈值；预设次数阈值为3，即当第四次切换时，超出预设次数阈值。例如，在通讯方式为CAN总线通讯、RS485串口通讯时，表明在每种通讯方式下进行了2次通讯。
S1021q、若切换通讯单元的通讯类型的次数超过预设次数阈值；则通讯超时，户储电源系统接入储能变流器失败，各电池包PACK不接入户储电源系统；
S1021r、若切换通讯单元的通讯类型的次数未超过预设次数阈值；则执行切换指令，并对切换后的通讯单元初始化。
S103、获取接入户储电源系统的电池包PACK中电池模组内的电芯单体类型与电芯单体数量；其中，电芯单体类型用以匹配得到电芯单体电压与电芯单体容量；在一些实施例中，电芯单体类型包括NMC/NCA三元材料/NCA，LCO钴酸锂，LFP磷酸铁锂，LMO锰酸锂；其中，不同类型的电芯单体标称电压不同，例如，LFP磷酸铁锂的标称电压为3.2V；NCM 三元锂电池，正极材料是镍钴锰，标称电压3.7V；LMO锰酸锂的标称电压3.7V。通过电芯单体的类型，得到电芯单体对应的标称电压。
在本实施例中，户储电源系统接入的电池箱内配置有n个并联的电池包PACK，每个电池包PACK内通过m个MMU监控若干个串联的电芯单体；例如，48V20AH的锂电池组可通过13或14串联的NCM 三元锂电池后进行十并联（2AH的电芯容量），或者通过16串联的LFP磷酸铁锂后进行八并联（2.6AH的电芯容量）；例如，48V20AH电池箱通过10个电池包PACK并联，每个电池包PACK内配置有4个MMU，每一MMU监控4个串联的电芯单体。
S104、依次访问各电池包PACK内的所有电池模组MMU，获取电池模组MMU的数量K1；在一些实施例中，户储电源系统的通讯单元与电池包PACK的电池模组MMU建立连接通讯。
S105、根据电池模组MMU的数量K1匹配得到电池包PACK的数量K2;所述电池包PACK的数量K2为m分之一的电池模组MMU的数量K1；其中，m为电池包PACK内并联的电池模组数量。一般地，采集单元通过电池包PACK来访问各电池模组MMU，在一实施例中，如电池模组MMU的数量K1为4，则电池包PACK的数量K2为1；电池模组MMU的数量K1为8，则电池包PACK的数量K2为2；电池模组MMU的数量K1为12，则电池包PACK的数量K2为3；电池模组MMU的数量K1为16，则电池包PACK的数量K2为4。
S106、根据储能变流器的工作功率、电芯单体电压、电芯单体容量、电芯单体数量与电池包PACK的数量K2匹配得到户储电源系统的电压等级以及报警参数；其中，所述电压等级为待接入户储电源系统前储能变流器侧的直流标准电压，所述报警参数为在所述直流标准电压下户储电源系统所监测的参数阈值集合，所述参数阈值集合与所述直流标准电压一一对应。在一些实施例中，储能变流器的工作功率为5kw，电芯单体类型为LFP磷酸铁锂，电池包PACK的数量K2为1时，户储电源系统的电压等级为24V；电池包PACK的数量K2为2时，户储电源系统的电压等级为48V；电池包PACK的数量K2为4，户储电源系统的电压等级为96V；再通过储能变流器的工作功率与电压等级可快速匹配得到电池包PACK输出的电流上限，以在工作过程中利用电流上限判断电池包工作异常状态。需要说明的是，根据储能变流器的工作功率得到对应电压等级的参数阈值集合，例如，包括但不限于电压报警参数，绝缘阻值的下限报警参数；并根据上述报警参数执行对电池箱的参数监控。需要说明的是，户储电源系统中配置有多套监控机制，通过在系统接入电池箱时识别储能变流器并采集电池包内相关信息，快速匹配得到相适应的监控机制，提高系统的通用性，大大缩短开发周期，有利于户用储能领域推广应用。
具体的如图5所示，电池模组MMU的数量K1通过如下步骤得到：
S201、系统内的采集单元上电，并接收唤醒指令；在一些实施例中，采集单元配置成芯片MAX17823，系统上电后对MAX17823进行初始化，然后给MAX17823写指令将其唤醒；
S202、采集单元唤醒后，采集单元发送第一指令至电池模组MMU的端口；例如，MAX17823通过SPI给每个电池模组MMU的端口发送第一指令，其中，第一指令为随机编码的检验指令，用以进行校验返回指令的一致性；
S203、电池模组MMU接收到第一指令后并将其返回至采集单元；例如，电池模组MMU接收第一指令后并进行存储，并将存储后的第一指令打包进行发送，以返回至MAX17823中；
S204、系统内的处理单元根据对发送的第一指令与返回的第一指令进行校验；例如，系统内的处理单元将发送的第一指令与返回的第一指令进行CRC校验；在一些实施例中，返回的第一指令可经过加密处理，处理单元内配置有解密密钥，先对返回的第一指令进行解密后再进行校验，以提高系统的安全性。
S205、若校验通过，则K1计数加一；
S206、若校验不通过，则延时等待后，采集单元再次发送第一指令至电池模组MMU的端口，直至校验通过。通过校验，快速获取电池模组MMU的数量K1，若校验不通过，延时50ms等待后，MAX17823再次发送第一指令至电池模组MMU的端口，在一些优选实施例中，如图6所示，还包括步骤：
S301、获取校验不通过的次数C1；
S302、判断校验次数C1是否大于等于校验阈值Cy；
S303、若校验次数C1大于等于校验阈值Cy，则当前电池包PACK配置所述电池模组MMU重新上电初始化；S304、若校验次数C1小于校验阈值Cy，则执行步骤S206，进行重新发送；例如，当校验不通过后，次数C1进行加一，当其超过校验阈值Cy（如Cy配置成10），当其进行10次校验仍没有通过时，将该电池模组MMU重新上电初始化，重新建立通讯。
在另一些优选实施中，如图7所示，获取电池模组MMU的数量K1，具体包括如下步骤：
S401、系统内的采集单元上电，并接收唤醒指令；在一些实施例中，采集单元配置成芯片MAX17823，系统上电后对MAX17823进行初始化，然后给MAX17823写指令将其唤醒；
S402、采集单元唤醒后，采集单元发送第二指令至电池模组MMU的端口；例如，MAX17823通过SPI给每个电池模组MMU的端口发送第二指令，其中，第二指令为数据采集指令，用以采集电池模组MMU管理的若干电芯单体的电压及温度；
S403、电池模组MMU接收到所述第二指令后将其温度Tk与电压Uk返回至采集单元，并形成返回数组Dk（Tk，Uk），k=1,2,3……，n；
S404、系统内的处理单元对采集单元采集的返回数组Dk（Tk，Uk）与Dk+1（Tk+1，Uk+1）进行比对；
S405、若Dk（Tk，Uk）不等于Dk+1（Tk+1，Uk+1），则K1计数加一。S406、若Dk（Tk，Uk）等于Dk+1（Tk+1，Uk+1），则采集单元发送第二指令至下一电池模组MMU的端口；在本实施例中，由于不同电池模组内电芯单体的电压与温度都存在一定差异，例如，采集到的D1（25.1°C，3.212V）,D2（25.1°C，3.212V）,D3（25.2°C，3.214V），D4（25.4°C，3.196V），D5（25.2°C，3.199V）;D1与D2相同，则采集单元接收到同一MMU的两次返回的数组；故K1计数不变化，D2与D3、D3与D4、D4与D5都不相同，则K1计数依次进行加一；需要说明的是，在采集单元初始化后，K1计数清零，并配置初始数组D0（0，0），当获取到返回数组Dk（Tk，Uk）后，将其与初始数组D0（0，0）进行比较，若不同则K1计数加一。
还需要说明的是，电池模组MMU通过菊花链连接各电芯单体，其随机采集连接的其中之一的电芯单体的温度、电压、内阻等参数作为返回数组进行比较，参数种类越多，从而避免出现不同MMU采集的数据相同的概率，一般的，同一电池箱内MMU数量在100以内，故通过返回数组不易出现误判的情况。
实施例2
如图9所示，一种电子设备，包括：处理器23和存储器21，存储器21用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被处理器23执行时，实现如实施例1中的户储电源系统的自适应管理方法。在本实施例中，电子设备还包括通信接口22，用以接收与发送数据；总线24，用以在电子设备内部传递数据。
实施例3
如图8所示，一种户储电源系统的自适应管理装置，包括：
通讯单元501，用以在户储电源系统上电自检并初始化后，建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯；
采集单元502，获取接入户储电源系统的电池包PACK中电池模组内的电芯单体类型与电芯单体数量以及储能变流器的工作功率；其中，电芯单体类型用以匹配得到电芯单体电压与电芯单体容量；依次访问各电池包PACK内的所有电池模组MMU，获取电池模组MMU的数量K1；
处理单元503，用以根据电池模组MMU的数量K1匹配得到电池包PACK的数量K2;所述电池包PACK的数量K2为m分之一的电池模组MMU的数量K1；其中，m为电池包PACK内并联的电池模组数量；再根据储能变流器的工作功率、电芯单体电压、电芯单体容量、电芯单体数量与电池包PACK的数量K2匹配得到户储电源系统的电压等级以及报警参数；其中，所述电压等级为待接入户储电源系统前储能变流器侧的直流标准电压，所述报警参数为在所述直流标准电压下户储电源系统所监测的参数阈值集合，所述参数阈值集合与所述直流标准电压一一对应。
在一些实施例中，储能变流器的工作功率为5kw，电芯单体类型为LFP磷酸铁锂，电池包PACK的数量K2为1时，户储电源系统的电压等级为24V；电池包PACK的数量K2为2时，户储电源系统的电压等级为48V；电池包PACK的数量K2为4，户储电源系统的电压等级为96V；再通过储能变流器的工作功率与电压等级可快速匹配得到电池包PACK输出的电流上限，以在工作过程中利用电流上限判断电池包工作异常状态。需要说明的是，根据储能变流器的工作功率得到对应电压等级的参数阈值集合，例如，包括但不限于电压报警参数，绝缘阻值的下限报警参数；并根据上述报警参数执行对电池箱的参数监控。需要说明的是，户储电源系统中配置有多套监控机制，通过在系统接入电池箱时识别储能变流器并采集电池包内相关信息，快速匹配得到相适应的监控机制，提高系统的通用性，大大缩短开发周期，有利于户用储能领域推广应用。
在一些实施例中，通讯单元501识别储能变流器的通讯类型；所述通讯类型至少包括CAN总线通讯、串口通讯；根据储能变流器的通讯类型发送对应的通讯报文以实现与储能变流器握手，从而建立户储电源系统与储能变流器的连接通讯。
具体地，通讯单元初始化；在一些实施例中，将当前执行通讯的CAN总线通讯模块进行初始化；当后续进行切换通讯类型后，再对切换后的通讯单元进行初始化，以保证运行的稳定性与一致性。在另一些实施例中，还可将所有通讯单元进行初始化，例如将CAN总线通讯模块以及RS485串口通讯模块一并进行初始化，以等待数据反馈。
判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的通讯报文；例如配置预设时间周期为5s，判断在5s内是否收到储能变流器返回的通讯报文。
若存在，则从所述通讯报文中获取储能变流器的型号；其中，储能变流器的型号中存储有储能变流器的通讯类型与工作功率；例如，储能变流器的型号中的类型A对应CAN总线，类型B对应串口通讯；储能变流器的型号中的3000对应工作功率3kw，5000对应工作功率5kw；当解析到通讯报文中的型号为“xxx5000-A”时，即表明为工作功率为5kw且采用CAN总线进行通讯的储能变流器。
若不存在，则重新配置通讯波特率，再次判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的通讯报文，并记录重新配置通讯波特率的次数；例如，CAN总线通讯的通讯波特率的重置范围为125K-1000Kbps，RS485串口通讯的通讯波特率的重置范围为1200-38400bps。S1021e-S1021f、当重新配置通讯波特率的次数超过预设波特率重置阈值后，仍未存在储能变流器返回的通讯报文时，则发送默认报文至储能变流器，以等待报文回复；在一些实施例中，默认报文为配置在户储电源系统内的常用储能变流器的通讯连接的报文，以通过通讯接口进行发送，等待报文回复。
当重新配置通讯波特率的次数未超过预设波特率重置阈值，则返回步骤S1021d；例如设定重新配置通讯波特率的次数为10，即在前10次重新配置通讯波特率的过程中，在同一个通讯方式下进行不同波特率的通讯；需要说明的是，不同通讯方式下的重新配置通讯波特率的次数不同，例如，在CAN总线通讯下，重新配置通讯波特率的次数可配置成16；在RS485串口通讯下，重新配置通讯波特率的次数可配置成32.
判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的默认报文；例如配置预设时间周期为5s，判断在5s内是否收到储能变流器返回的默认报文。
若存在默认报文回复，则从默认报文中获取储能变流器的型号；储能变流器的型号在S1021c中已经详细描述，在此不再赘述。
若不存在默认报文回复，则切换通讯单元的通讯类型，并跳转至通讯单元初始化，即步骤S1021a，此时的通讯单元的通讯类型以及切换，例如从CAN总线通讯切换成串口通讯。
在一些优选的实施例中，识别储能变流器的通讯类型，具体还包括：获取切换通讯单元的通讯类型的次数；切换通讯单元的通讯类型的次数通过执行切换指令后进行加一计数；在一些实施例中，当通讯建立后，切换通讯单元的通讯类型的次数转存至后台数据库后并清零；在另一些实施例中，当通讯建立失败或者系统上电初始化时，切换通讯单元的通讯类型的次数转存至后台数据库后并清零。
判断切换通讯单元的通讯类型的次数超过预设次数阈值；预设次数阈值为3，即当第四次切换时，超出预设次数阈值。例如，在通讯方式为CAN总线通讯、RS485串口通讯时，表明在每种通讯方式下进行了2次通讯。
若切换通讯单元的通讯类型的次数超过预设次数阈值；则通讯超时，户储电源系统接入储能变流器失败，各电池包PACK不接入户储电源系统；
若切换通讯单元的通讯类型的次数未超过预设次数阈值；则执行切换指令，并对切换后的通讯单元初始化。
在一些实施例中，电芯单体类型包括NMC/NCA三元材料/NCA，LCO钴酸锂，LFP磷酸铁锂，LMO锰酸锂；其中，不同类型的电芯单体标称电压不同，例如，LFP磷酸铁锂的标称电压为3.2V；NCM 三元锂电池，正极材料是镍钴锰，标称电压3.7V；LMO锰酸锂的标称电压3.7V。通过电芯单体的类型，得到电芯单体对应的标称电压。
在本实施例中，户储电源系统接入的电池箱内配置有n个并联的电池包PACK，每个电池包PACK内通过m个MMU监控若干个串联的电芯单体；例如，48V20AH的锂电池组可通过13或14串联的NCM 三元锂电池后进行十并联（2AH的电芯容量），或者通过16串联的LFP磷酸铁锂后进行八并联（2.6AH的电芯容量）；例如，48V20AH电池箱通过10个电池包PACK并联，每个电池包PACK内配置有4个MMU，每一MMU监控4个串联的电芯单体。
在一些实施例中，户储电源系统的通讯单元与电池包PACK的电池模组MMU建立连接通讯。电池包PACK的数量K2为m分之一的电池模组MMU的数量K1；其中，m为电池包PACK内并联的电池模组数量。一般地，采集单元通过电池包PACK来访问各电池模组MMU，在一实施例中，如电池模组MMU的数量K1为4，则电池包PACK的数量K2为1；电池模组MMU的数量K1为8，则电池包PACK的数量K2为2；电池模组MMU的数量K1为12，则电池包PACK的数量K2为3；电池模组MMU的数量K1为16，则电池包PACK的数量K2为4。
在一些实施例中，电芯单体类型为LFP磷酸铁锂，电池包PACK的数量K2为1时，户储电源系统的电压等级为24V；电池包PACK的数量K2为2时，户储电源系统的电压等级为48V；电池包PACK的数量K2为4，用储能系统的电压等级为96V；同时得到对应电压等级的报警参数，包括电压报警参数，绝缘阻值的下限报警参数；并根据上述报警参数执行对电池箱的参数监控。需要说明的是，户储电源系统中配置有多套监控机制，通过在系统接入电池箱时采集其MMU的数量，快速匹配得到相适应的监控机制，提高系统的通用性，大大缩短开发周期，有利于家用储能领域推广应用。
具体的，在一些实施例中，采集单元配置成芯片MAX17823，系统上电后对MAX17823进行初始化，然后给MAX17823写指令将其唤醒；MAX17823通过SPI给每个电池模组MMU的端口发送第一指令，其中，第一指令为随机编码的检验指令，用以进行校验返回指令的一致性；电池模组MMU接收第一指令后并进行存储，并将存储后的第一指令打包进行发送，以返回至MAX17823中；系统内的处理单元将发送的第一指令与返回的第一指令进行CRC校验；在一些实施例中，返回的第一指令可经过加密处理，处理单元内配置有解密密钥，先对返回的第一指令进行解密后再进行校验，以提高系统的安全性。若校验通过，则K1计数加一；若校验不通过，则延时等待后，采集单元再次发送第一指令至电池模组MMU的端口，直至校验通过。通过校验，快速获取电池模组MMU的数量K1，若校验不通过，延时50ms等待后，MAX17823再次发送第一指令至电池模组MMU的端口。
在一些优选实施例中，例如，当校验不通过后，次数C1进行加一，当其超过校验阈值Cy（如Cy配置成10），当其进行10次校验仍没有通过时，将该电池模组MMU重新上电初始化，重新建立通讯。
在另一些优选实施中，采集单元配置成芯片MAX17823，系统上电后对MAX17823进行初始化，然后给MAX17823写指令将其唤醒；MAX17823通过SPI给每个电池模组MMU的端口发送第二指令，其中，第二指令为数据采集指令，用以采集电池模组MMU管理的若干电芯单体的电压及温度；电池模组MMU接收到所述第二指令后将其温度Tk与电压Uk返回至采集单元，并形成返回数组Dk（Tk，Uk），k=1,2,3……，n；系统内的处理单元对采集单元采集的返回数组Dk（Tk，Uk）与Dk+1（Tk+1，Uk+1）进行比对；若Dk（Tk，Uk）不等于Dk+1（Tk+1，Uk+1），则K1计数加一。若Dk（Tk，Uk）等于Dk+1（Tk+1，Uk+1），则采集单元发送第二指令至下一电池模组MMU的端口；在本实施例中，由于不同电池模组内电芯单体的电压与温度都存在一定差异，例如，采集到的D1（25.1°C，3.212V）,D2（25.1°C，3.212V）,D3（25.2°C，3.214V），D4（25.4°C，3.196V），D5（25.2°C，3.199V）;D1与D2相同，则采集单元接收到同一MMU的两次返回的数组；故K1计数不变化，D2与D3、D3与D4、D4与D5都不相同，则K1计数依次进行加一；需要说明的是，在采集单元初始化后，K1计数清零，并配置初始数组D0（0，0），当获取到返回数组Dk（Tk，Uk）后，将其与初始数组D0（0，0）进行比较，若不同则K1计数加一。
还需要说明的是，电池模组MMU通过菊花链连接各电芯单体，其随机采集连接的其中之一的电芯单体的温度、电压、内阻等参数作为返回数组进行比较，参数种类越多，从而避免出现不同MMU采集的数据相同的概率，一般的，同一电池箱内MMU数量在100以内，故通过返回数组不易出现误判的情况。
实施例4
一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被执行时实现实施例1中户储电源系统的自适应管理方法。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个计算机可读存储介质（可以是CD-ROM、U盘、移动硬盘等）中或网络上，包括若干计算机程序指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行根据本申请实施方式的上述方法。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
本说明书实施例提供的装置、电子设备、非易失性计算机存储介质与方法是对应的，因此，装置、电子设备、非易失性计算机存储介质也具有与对应方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述对应装置、电子设备、非易失性计算机存储介质的有益技术效果。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本说明书实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
还需要说明的是，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、商品或者设备不仅包括那些要素，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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例。

Claims (10)

1.一种户储电源系统的自适应管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
户储电源系统上电自检并初始化；
建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯，并获取储能变流器的工作功率；
获取接入户储电源系统的电池包PACK中电池模组内的电芯单体类型与电芯单体数量；其中，电芯单体类型用以匹配得到电芯单体电压与电芯单体容量；
依次访问各电池包PACK内的所有电池模组MMU，获取电池模组MMU的数量K1；
根据电池模组MMU的数量K1匹配得到电池包PACK的数量K2;所述电池包PACK的数量K2为m分之一的电池模组MMU的数量K1；其中，m为电池包PACK内并联的电池模组数量；
根据储能变流器的工作功率、电芯单体电压、电芯单体容量、电芯单体数量与电池包PACK的数量K2匹配得到户储电源系统的电压等级以及报警参数；其中，所述电压等级为待接入户储电源系统前储能变流器侧的直流标准电压，所述报警参数为在所述直流标准电压下户储电源系统所监测的参数阈值集合，所述参数阈值集合与所述直流标准电压一一对应。
2.根据权利要求1所述的户储电源系统的自适应管理方法，其特征在于，建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯，具体包括如下步骤：
识别储能变流器的通讯类型；所述通讯类型至少包括CAN总线通讯、串口通讯；
根据储能变流器的通讯类型发送对应的通讯报文以实现与储能变流器握手，从而建立户储电源系统与储能变流器的连接通讯。
3.根据权利要求2所述的户储电源系统的自适应管理方法，其特征在于，
识别储能变流器的通讯类型，具体包括如下步骤：
通讯单元初始化；
判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的通讯报文；
若存在，则从所述通讯报文中获取储能变流器的型号；其中，储能变流器的型号中存储有储能变流器的通讯类型与工作功率；
若不存在，则重新配置通讯波特率，再次判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的通讯报文，并记录重新配置通讯波特率的次数；
当重新配置通讯波特率的次数超过预设波特率重置阈值后，仍未存在储能变流器返回的通讯报文时，则发送默认报文至储能变流器，以等待报文回复；
判断在预设时间周期内是否存在储能变流器返回的默认报文；
若存在默认报文回复，则从默认报文中获取储能变流器的型号与工作功率；
若不存在默认报文回复，则切换通讯单元的通讯类型，并跳转至通讯单元初始化。
4.根据权利要求3所述的户储电源系统的自适应管理方法，其特征在于，
识别储能变流器的通讯类型，具体还包括如下步骤：
获取切换通讯单元的通讯类型的次数；
判断切换通讯单元的通讯类型的次数是否超过预设次数阈值；
若切换通讯单元的通讯类型的次数超过预设次数阈值，则通讯超时，户储电源系统接入储能变流器失败，各电池包PACK不接入户储电源系统；
若切换通讯单元的通讯类型的次数未超过预设次数阈值，则执行切换指令，并对切换后的通讯单元初始化。
5.根据权利要求1所述的户储电源系统的自适应管理方法，其特征在于，获取电池模组MMU的数量K1，具体包括如下步骤：
系统内的采集单元上电，并接收唤醒指令；
采集单元唤醒后，采集单元发送第一指令至电池模组MMU的端口；
电池模组MMU接收到所述第一指令后并将其返回至采集单元；
系统内的处理单元根据对发送的第一指令与返回的第一指令进行校验；
若校验通过，则K1计数加一；
若校验不通过，则延时等待后，采集单元再次发送第一指令至电池模组MMU的端口，直至校验通过。
6.根据权利要求5所述的户储电源系统的自适应管理方法，其特征在于，若校验不通过，还包括步骤：
获取校验不通过的次数C1；
判断校验次数C1是否大于等于校验阈值Cy；
若校验次数C1大于等于校验阈值Cy，则当前电池包PACK配置所述电池模组MMU重新上电初始化。
7.根据权利要求1所述的户储电源系统的自适应管理方法，其特征在于，获取电池模组MMU的数量K1，具体包括如下步骤：
系统内的采集单元上电，并接收唤醒指令；
采集单元唤醒后，采集单元发送第二指令至电池模组MMU的端口；
电池模组MMU接收到所述第二指令后将其温度Tk与电压Uk返回至采集单元，并形成返回数组Dk（Tk，Uk），k=1,2,3……，n；并配置初始数组D0（0，0），n为返回数组的数量；
系统内的处理单元对采集单元采集的返回数组Dk（Tk，Uk）与Dk+1（Tk+1，Uk+1）进行比对，k=0，1，2，3……，n；
若Dk（Tk，Uk）不等于Dk+1（Tk+1，Uk+1），则K1计数加一。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种户储电源系统的自适应管理装置，其特征在于，包括：
通讯单元，用以在户储电源系统上电自检并初始化后，建立户储电源系统与待接入各电池包PACK的储能变流器的连接通讯；
采集单元，获取接入户储电源系统的电池包PACK中电池模组内的电芯单体类型与电芯单体数量以及储能变流器的工作功率；其中，电芯单体类型用以匹配得到电芯单体电压与电芯单体容量；依次访问各电池包PACK内的所有电池模组MMU，获取电池模组MMU的数量K1；
处理单元，用以根据电池模组MMU的数量K1匹配得到电池包PACK的数量K2;所述电池包PACK的数量K2为m分之一的电池模组MMU的数量K1；其中，m为电池包PACK内并联的电池模组数量；再根据储能变流器的工作功率、电芯单体电压、电芯单体容量、电芯单体数量与电池包PACK的数量K2匹配得到户储电源系统的电压等级以及报警参数；其中，所述电压等级为待接入户储电源系统前储能变流器侧的直流标准电压，所述报警参数为在所述直流标准电压下户储电源系统所监测的参数阈值集合，所述参数阈值集合与所述直流标准电压一一对应。
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