CN116667499A - 过压保护方法、电池包系统及储能设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种过压保护方法、电池包系统及储能设备。其中，过压保护方法包括：当电池包系统处于放电状态且目标电池包均处于过压状态时，控制目标电池包的充电开关管断开及目标电池包的放电开关管导通；其中，在充电开关管断开且放电开关管导通时，目标电池包通过充电开关管的体二极管和放电开关管放电；监测目标电池包的放电容量；当放电容量大于或等于充电容量阈值时，控制充电开关管导通；当电池包系统从放电状态进入充电状态且目标电池包仍处于过压状态时，断开充电开关管。本申请提供的过压保护方法可降低电池包系统的安全风险。

Description

过压保护方法、电池包系统及储能设备

技术领域

本申请涉及电力电子控制技术领域，尤其涉及一种过压保护方法、电池包系统及储能设备。

背景技术

相关技术中，当电池包触发过压错误时，断开充电开关管，且不允许为电池包充电。但允许过压的电池包为负载供电，且电池包为负载供电时通常会导通该电池包的充电开关管及放电开关管。

然而，如果在导通充电开关管后，外部的输入源和负载功率关系变化可能会导致该电池包从放电状态变为充电状态，此时外部输入源对电池包进行充电，可能进一步导致电池包过充，带来安全风险。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种过压保护方法、储能设备及电池包，可降低过压电池包在充电状态及放电状态转换时的过压风险。

本申请第一方面提供一种过压保护方法，应用于电池包系统，该电池包系统包括至少一个电池包。该过压保护方法包括：当电池包系统处于放电状态且目标电池包均处于过压状态时，控制目标电池包的充电开关管断开及目标电池包的放电开关管导通；其中，在充电开关管断开且放电开关管导通时，目标电池包通过充电开关管的体二极管和放电开关管放电；监测目标电池包的放电容量；当放电容量大于或等于充电容量阈值时，控制充电开关管导通；当电池包系统从放电状态进入充电状态且目标电池包仍处于过压状态时，断开充电开关管。

在一实施方式中，过压保护方法还包括：计算目标电池包在充电开关管导通时的实际充电容量；根据实际充电容量更新充电容量阈值。

在一实施方式中，计算目标电池包在充电开关管导通时的实际充电容量，包括：统计充电开关管的导通时长；获取电池包系统处于充电状态时，目标电池包的充电电流；根据充电电流及导通时长计算得到实际充电容量。

在一实施方式中，充电容量阈值的初始值为目标电池包的最大充电电流与目标电池包的电流滤波检测时间之间的乘积。

在一实施方式中，在监测目标电池包的放电容量之前，过压保护方法还包括：获取电池包系统中每一电池包的电池电压；当任一电池包的电池电压大于或等于第一预设电压时，置位对应电池包的过压错误标识，过压错误标识置位时用于表示对应的电池包处于过压状态。

在一实施方式中，过压保护方法还包括：当目标电池包的电压小于第二预设电压时，复位目标电池包的过压错误标识，过压错误标识复位时用于表示对应的电池包未处于过压状态。

在一实施方式中，过压保护方法还包括：当检测到电池包系统中所有电池包的放电电流的和大于或等于第一预设电流阈值时，确认电池包系统处于放电状态；当检测到电池包系统中所有电池包的充电电流的和大于或等于第二预设电流阈值时，确认电池包系统处于充电状态。

本申请第二方面提供一种电池包系统，包括控制设备和至少一个电池包。控制设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序在处理器上运行时执行如上任一项所述的过压保护方法。

本申请第三方面提供一种过压保护方法，应用于储能设备，该储能设备包括电池包。该过压保护方法包括：当储能设备处于放电状态且电池包处于过压状态时，控制电池包的充电开关管断开及电池包的放电开关管导通；其中，在充电开关管断开且放电开关管导通时，电池包通过充电开关管的体二极管和放电开关管放电；监测电池包的放电容量；当放电容量大于或等于充电容量阈值时，控制充电开关管导通；当储能设备从放电状态进入充电状态且电池包仍处于过压状态时，断开充电开关管。

本申请第四方面提供一种储能设备，包括存储器、处理器及至少一个电池包。存储器存储有计算机程序，计算机程序在处理器上运行时执行如上所述的过压保护方法。

本申请提供的过压保护方法，在启用处于过压状态的目标电池包为负载供电时，计算过压电池包的放电容量，并将放电容量与充电容量阈值做比较，当放电容量大于或等于充电容量阈值，才允许导通目标电池包的充电开关管，否则，则目标电池包通过放电开关管和充电开关管的二极管放电。如此，在放电容量大于或等于充电容量阈值才允许导通充电开关管，可以使过压的目标电池包先释放部分电量，起到一定的缓冲作用，确保电池包系统在充放电状态反复跳变时，即便处于过压状态的目标电池包放电后立即转为充电状态，也可藉由释放的容量进行缓冲，在缓冲的时间段内及时断开充电开关管，从而降低目标电池包进一步过充的安全风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1为本申请一实施例提供的过压保护方法的第一种应用环境的示意图。

图2为本申请一实施例提供的过压保护方法的流程示意图。

图3为本申请一实施例提供的执行步骤S240后的过压保护方法的部分流程示意图。

图4为本申请一实施例提供的步骤S310的子步骤流程示意图。

图5为本申请一实施例提供的执行步骤S220之前的过压保护方法的部分流程示意图。

图6为本申请另一实施例提供的执行步骤S240后的过压保护方法的部分流程示意图。

图7为本申请一实施例提供的过压保护方法的第二种应用环境的示意图。

图8为本申请另一实施例提供的过压保护方法的流程示意图。

图9为本申请一实施例提供的储能设备的结构框图。

图10为本申请一实施例提供的电池包系统的结构框图。

图11为本申请一实施例提供的控制装置的结构框图。

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。当一个组件被认为是“设于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、以及类似的表述只是为了说明的目的。

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。

首先，请参阅图1，图1为本申请涉及的一种供电系统的应用环境的示意图。其中，供电系统包括电池包系统10、负载20、功率转换设备30及供电电源40。电池包系统10包括至少一个电池包110。电池包系统10中的电池包110的输出端均电连接至并机端口(包括并机端口正极P+、并机端口负极P-)，并通过并机端口充放电。其中，当电池包系统10包括两个及两个以上的电池包110时，可形成并联连接的电池包系统10。每一电池包110的充放电回路上均设置有充电开关管Q1及放电开关管Q2。

进一步地，并机端口可以是功率转换设备30上的并机端口，且功率转换设备30集成有功率变换电路310。其中，功率变换电路310可以包括AC-DC转换电路、DC-AC转换电路、DC-DC转换电路等。如此，电池包系统10可通过功率转换设备30接收供电电源40的电能进行充电，或电池包系统10可通过功率转换设备30输出电能，以为负载20供电。而且供电电源40可以是交流电源(例如市电)或直流电源(例如光伏组件)，负载20可以是交流负载或直流负载。

可理解地，在一些实施例中，多个电池包中的至少一个电池包110可集成于储能设备上；多个电池包中的其他电池包110分别为独立的电池包或其他储能设备。且并机端口也可以设置于储能设备上。并机端口与储能设备中的电池包110的输出端连接(图中未示出)，例如，并机端口第一端与电池包110的正极输出端连接，并机端口的第二端与电池包110的负极输出端连接。在储能设备通过并机端口与其他储能设备或独立电池包连接后，储能设备中的电池包110，与其他若干独立电池包110或其他储能设备中的电池包形成电池包系统10。

可理解地，功率转换设备30输出至负载20的输出功率，与功率转换设备30通过供电电源40接收的输入功率之间的大小关系，可决定电池包系统10处于充电状态还是放电状态。具体地，当输出功率大于输入功率时，电池包系统10处于放电状态；当输出功率小于输入功率时，电池包系统10处于充电状态。如此，当输入功率与输出功率之间的大小关系不稳定时，则可能导致电池包系统10在充电状态与放电状态之间反复跳变。

例如，当供电电源40为光伏组件(例如太阳能板)时，由于光照条件的变化，使得通过供电电源40接收的输入功率不稳定，而输出至负载20的输出功率保持较稳定的状态，那么输入功率与输出功率之间的大小关系可能随着光照条件的变化而发生变化，则电池包系统10可能在充电状态与放电状态之间反复跳变。又例如，当负载20所需的输出功率可变化(例如负载20为变频冰箱)，而电池包系统10通过供电电源40接收的输入功率较稳定时，那么输入功率与输出功率之间的大小关系可能随着负载所需的输出功率发生变化，则电池包系统10也可能在充电状态与放电状态之间反复跳变。

如此，充电状态下，当电池包系统10中的电池包110触发过压错误时，断开充电开关管，且不允许为电池包110充电。但此时若进入放电状态，则允许过压的电池包110为负载供电，且电池包110为负载供电时通常会导通该电池包110的充电开关管及放电开关管。然而，如果在导通充电开关管后，外部的供电电源40和负载20的功率关系变化导致该电池包110从放电状态变为充电状态，此时由于充电开关管被导通，则供电电源40可以对电池包110进行充电，可能进一步导致电池包110过充，带来安全风险。

基于此，本申请提供一种过压保护方法，应用于电池包系统10，可降低电池包的安全风险。

可理解地，在电池包系统10中，每一电池包110均包括控制器(图未示出)。在一些实施例中，控制器上加载有电池管理系统BMS(Battery Management System)(图未示出)，用于保护及管理对应的电池包110。电池包系统10中的多个电池包110可互相通信，例如可通过CAN(Controller Area Network,控制器域网)总线通信。电池包系统10中的一个电池包110作为主包，其他电池包110作为从包。主包上的控制器还加载有能源管理系统EMS(Energy Management System)，用于与电池包系统10中的所有BMS通讯。在一些实施例中，当电池包系统10包括多个电池包时，EMS用于执行本申请提供的过压保护方法，并实现对电池包系统10的中各个电池包的统一控制。在另一些实施例中，当电池包系统10包括一个电池包时，可直接由该电池包上的BMS执行该过压保护方法。

请参阅图2，图2为本申请一实施例提供的过压保护方法的流程示意图。该过压保护方法包括：

步骤S210：当电池包系统处于放电状态且目标电池包均处于过压状态时，控制目标电池包的充电开关管断开及目标电池包的放电开关管导通。

其中，在充电开关管断开且放电开关管导通时，目标电池包通过充电开关管的体二极管和放电开关管放电。

在本申请中，电池包处于过压状态，指的是电池包的电压大于或等于截止电压。可理解地，由于电池包内的电芯特性，每一电池包充电到截止电压后，需要停止充电。以磷酸铁锂电池包为例，磷酸铁锂电池包的截止电压为3.6V，如果对该电池包充电至3.6V时没有停止充电，那么电压继续上升至危险电压，例如3.65V时，电芯内部会形成锂枝晶。当上述工况反复发生时，锂枝晶越来越长，会刺穿电芯内部SEI膜，导致正负极短路，且使得电芯漏液起火爆炸。因此，在电池包处于过压状态时，应尽量避免对电池包充电，以控制电池包的电压达不到危险电压。

在一些实施例中，目标电池包可以是当电池包系统处于放电状态时，根据预设规则启用的没有放电错误(包括但不限于放电开关管过温、故障等)的电池包。可理解地，为了使电池包系统中各电池包的电压较均衡，以降低电池包系统10的安全风险，通常会在电池包系统处于放电状态时控制电量(或电压)高的电池包优先放电，在电池包系统处于充电状态时控制电量(或电压)低的电池包优先充电。如此一来，由于处于过压状态的电池包的电量较高，例如通常为100％，那么则存在电池包系统10处于放电状态时，确定用于放电的目标电池包处于过压状态的情况。

可理解地，在步骤S210中，通过控制目标电池包的充电开关管断开，使得目标电池包无法充电，从而降低已经处于过压状态的目标电池包的安全风险。

步骤S220：监测目标电池包的放电容量。

可理解地，控制器在每一运行周期内可获取各电池包的电池参数。在一些实施例中，每一电池包上的BMS可通过采样电路或前端模拟芯片获取对应的电池包的各种电池参数。进而，在每一运行周期，通过EMS与电池包系统中的每一电池包的BMS通信，EMS可周期性地获取每一电池包的电池参数。

其中，电池参数包括但不限于放电电流、充电电流、电池电压、充电开关管及放电开关管的温度等。如此，在步骤S220中，获取目标电池包的放电电流，进而对放电电流进行安时积分，如此可计算得到电池包系统处于放电状态时，目标电池包每一时刻输出的电荷量，即监测目标电池包的放电容量。

步骤S230：当放电容量大于或等于充电容量阈值时，控制充电开关管导通。

其中，充电容量阈值用于表征目标电池包上次过压充电过程中的充电容量，即目标电池包上次过压充电过程中获取的电荷量。可理解地，控制器确认电池包系统是否进入充电状态以及断开充电开关管均存在一定的延迟时间，例如，检测延迟，滤波延迟、通信延迟等等。也即，在控制器确认电池包系统10已经切换至充电状态之前，实际上电池包系统10在进入充电状态的那一刻就开始充电，直至控制器确认电池包系统10已经进入充电状态并断开充电开关管时才停止充电。如此，只要电池包系统10进入充电状态，处于过压状态的目标电池包就可能由于上述延迟时间而存在短暂的过压充电过程，并在该过压充电过程中通过充电获取电荷量，从而产生充电容量。充电容量阈值表征目标电池包上次过压充电过程中的充电容量。也即，电池包系统10上一次从放电状态进入充电状态时，由于控制器的延迟导致的过压充电过程中，目标电池包实际充电获取的电荷量。

可以理解，对于同一个控制器和电池包系统而言，该延迟时间通常是相对固定的。因此，即便充电容量阈值是由目标电池包上次过压充电过程中的充电容量确定的，该充电容量阈值一定程度上也可以表征下一次可能发生过压充电时，目标电池包在充电开关管断开前的充电容量。

因此，在步骤S230中，当放电容量大于或等于充电容量阈值时，说明此时目标电池包放电释放的电荷量大于未来可能存在过压充电时获取的电荷量，即目标电池包已经释放掉目标电池包高于截止电压的部分的电荷量。如此，此时即使导通目标电池包的充电开关管且电池包系统10立即进入充电状态时进行充电，也不会使目标电池包从截止电压立即升压至危险电压，可降低目标电池包的安全风险。对应地，当放电容量小于充电容量阈值时，说明此时目标电池包放电释放的电荷量小于未来可能存在过压充电时获取的电荷量，即目标电池包还未释放掉目标电池包高于截止电压的部分的电荷量。如此，此时如果控制充电开关管导通，则容易使得目标电池包从截止电压升压至危险电压。

如此，在步骤S230中，当放电容量大于或等于充电容量阈值时，才控制目标电池包的充电开关管导通，相较于相关技术中的当电池包系统进入放电状态时直接控制处于过压状态的电池包的放电开关管导通，可进一步降低目标电池包的安全风险，保障电池包系统10的使用安全。

步骤S240：当电池包系统从放电状态进入充电状态且目标电池包仍处于过压状态时，断开充电开关管。

可理解地，执行步骤S230中的导通充电开关管后，如上文所描述的，电池包系统10可能再次进入充电状态。此时，由于目标电池包的充电开关管导通，需要断开处于过压状态的目标电池包的充电开关管，以阻断目标电池包进行充电，从而降低目前电池包的安全风险。

而且，由于步骤S230中已经释放了一定的容量，如此，电池包系统10在充放电状态反复跳变时，即便处于过压状态的目标电池包放电后立即转为充电状态，也可藉由释放的容量进行缓冲，在缓冲的时间段内及时断开充电开关管，从而降低目标电池包进一步过充的安全风险。

综上，本申请提供的过压保护方法，在启用处于过压状态的目标电池包为负载供电时，计算过压电池包的放电容量，并将放电容量与充电容量阈值做比较，当放电容量大于或等于充电容量阈值，才允许导通目标电池包的充电开关管，否则，则目标电池包通过放电开关管和充电开关管的二极管放电。如此，在放电容量大于或等于充电容量阈值才允许导通充电开关管，可以使过压的目标电池包先释放部分电量，起到一定的缓冲作用确保电池包系统10在充放电状态反复跳变时，即便处于过压状态的目标电池包放电后立即转为充电状态，也可藉由释放的容量进行缓冲，在缓冲的时间段内及时断开充电开关管，从而降低目标电池包进一步过充的安全风险。

请继续参阅图3，在一些实施例中，过压保护方法还包括：

步骤S310：计算目标电池包在充电开关管导通时的实际充电容量。

可理解地，在步骤S240中，目标电池包的充电开关管导通后，从电池包系统10切换至充电状态开始充电，到控制器确认电池包系统10处于充电状态之间，存在一定的时间差。也就是说，控制器确认电池包系统10从放电状态切换至充电状态以断开充电开关管需要一定的时间，而在这期间对目标电池包的充电实际上已经发生，且目标电池包在充电开关管导通的期间内可通过充电获取电荷量，即目标电池包在充电开关管导通时的实际充电容量。

步骤S320：根据实际充电容量更新充电容量阈值。

在步骤S320中，根据实际充电容量更新充电容量阈值，可以是将步骤S310获取的实际充电容量作为充电容量阈值，以在下一次电池包系统10处于放电状态时，与目标电池包的放电容量进行比较，从而确定充电开关管的导通或断开。

在另一些实施例中，步骤S320还可以是，通过系数对步骤S310获取的实际充电容量进行调整以更新充电容量阈值。可以理解地，系数可以是比例系数也可以是常数，本申请并不对具体的调整系数及运算规则进行限制。

如此，通过循环执行步骤S210至步骤S240，及步骤S310至步骤S320，可根据步骤S310获取的实际充电容量，周期性地更新充电容量阈值，进而确保电池包系统10在充放电状态反复跳变时，目标电池包的电池电量不会立即增加以使目标电池包的电压上升至危险电压，从而降低目标电池包的安全风险。

请继续参阅图4，在一些实施例中，步骤S310包括如下子步骤：

步骤S410：统计充电开关管的导通时长。

可理解地，在一些实施例中，执行步骤S230，以控制目标电池包的充电开关管导通后，电池包系统10从放电状态跳变至充电状态。此时，充电开关管导通且电池包系统10处于充电状态，则目标电池包开始充电直至充电开关管断开。

在一些实施例中，可在步骤S230控制充电开关管导通时启动计时，在步骤S240断开充电开关管时停止计时。如此，通过步骤S410统计充电开关管的导通时长，实际可获取目标电池包在本次过压充电过程中的充电时长。

步骤S420：获取电池包系统处于充电状态时，目标电池包的充电电流。

可理解地，目标电池包的充电电流可通过上文提及的采样电路或前端模拟芯片采集得到，在此不再赘述。

步骤S430：根据充电电流及导通时长计算得到实际充电容量。

在步骤S430中，根据充电电流及导通时长进行安时积分，如此，可获取充电开关管导通期间，即目标电池包处于过压状态时充电获取的电荷量，即实际充电容量。

综上，通过执行步骤S410至步骤S430，可根据充电开关管的导通时长及目标电池包的充电电流，计算得到实际充电容量。

可理解地，在另外一些实施例中，执行步骤S230中的导通充电开关管后，电池包系统10并未立即切换至充电状态时，则目标电池包可能先放电至解除过压状态。当电池包系统10切换至充电状态时，目标电池包再次充电至过压状态。那么在这种工况下，可统计目标电池包处于过压状态下的充电开关管的导通时长参与实际充电容量的计算，如此，可提高实际充电容量的精度，从而在步骤S230中可较快导通充电开关管，从而使电池包系统10尽可能早地恢复放电状态下的正常工作。

在一些实施例中，充电容量阈值的初始值为目标电池包的最大充电电流与目标电池包的电流滤波检测时间之间的乘积。

可理解地，在一些实施例中，当电池包系统10开始运行时即处于放电状态，且目标电池包处于过压状态，也就是说，此时目标电池包在当前运行周期内还没有经过充电阶段时，那么则引入充电容量阈值的初始值与放电容量进行比较(即执行步骤S230)，从而判断是否导通充电开关管。

其中，最大充电电流为根据目标电池包的产品规格的最大充电电流。

可理解地，控制器可对检测到的目标电池包的电流进行滤波处理，进而根据滤波处理后的电流方向及电流大小，确定该电流是否为充电电流；且当确认该电流为充电电流，则可进一步确定电池包系统10处于充电状态。如此，从检测到电流到确认充电状态的过程，需要一定的延迟时长，且在该延迟时长中，电流的滤波检测用时较多，因此，可用电流滤波检测时间表征控制器根据电流确定电池包系统10是否处于充电状态所用的延迟时间。

如此，目标电池包的最大充电电流与目标电池包的电流滤波检测时间之间的乘积，可用于表征目标电池包处于过压状态后，电池包系统10从放电状态到确认电池包系统10处于充电状态这段时间内，目标电池包实际充入的最大充电容量。如此，当把目标电池包的最大充电电流与目标电池包的电流滤波检测时间之间的乘积作为充电容量阈值的初始值时，可根据该充电容量阈值的初始值与目标电池包的放电容量判断目标电池包当前的总放电容量是否足以缓冲未来可能发生的过压充电。当放电容量大于充电容量阈值时，才导通目标电池包的充电开关管，可以确保目标电池包即便发生过压充电，在目标电池包从放电，进入过压充电直至充电MOS断开的整个过程中，总的充放电容量为负，如此，不会导致目标电池包马上过压。

可理解地，最大充电电流与电流滤波检测时间均可为预设值，且根据不同的电池包的规格，最大充电电流与电流滤波检测时间可做相应的调整。

可理解地，在另一些实施例中，充电容量阈值的初始值也可以是一个预设值。例如，该预设值可以是基于实验室多组实验得到的经验值。

请继续参阅图5，在一些实施例中，在执行步骤S220之前，过压保护方法还包括如下步骤：

步骤S510：获取电池包系统中每一电池包的电池电压。

可理解地，每一电池包的电池电压可通过上文提及的采样电路或前端模拟芯片采集得到，在此不再赘述。

步骤S520：当任一电池包的电池电压大于或等于第一预设电压时，置位对应电池包的过压错误标识，过压错误标识置位时用于表示对应的电池包处于过压状态。

其中，第一预设电压大于或等于对应电池包的截止电压。

在本实施例中，每一电池包设置有过压错误标识，且每一过压错误标识包括预设位数的标志位数据来标记对应电池包的过压状态。例如，当过压错误标识包括1位数的标志位数据，且当该标志位数据为第一错误标识(例如“1”)时，表示对应的电池包处于过压状态；当错误标志位数据为第二错误标识(例如“0”)时，表示对应的电池包未发生过压错误或过压状态已解除。

如此，在步骤S520中，当确认任一电池包的电池电压大于或等于第一预设电压时，控制对应电池包的标志位数据从第二错误标识切换至第一错误标识，以置位对应电池包的过压错误标识。

综上，通过执行步骤S510至步骤S520，可随时更新电池包系统10中的每一电池包的过压状态，进而确认目标电池包的过压状态，以在电池包系统10进入充电状态时，及时根据目标电池包的过压状态，控制目标电池包的充电开关管的导通或断开。

可理解地，在其他实施例中，还可获取每一电池包的剩余电量(State Of Charge,SOC)，进而根据每一电池包的SOC确认对应的电池包是否处于过压状态。例如，当电池包的SOC大于或等于第一预设SOC(例如100％)时，则置位对应电池包的过压错误标识。

在一些实施例中，过压保护方法还包括：

当目标电池包的电压小于第二预设电压时，复位目标电池包的过压错误标识，过压错误标识复位时用于表示对应的电池包未处于过压状态。

其中，第二预设电压小于第一预设电压。可理解地，当目标电池包的电压小于第二预设电压时，控制对应电池包的标志位数据从第一错误标识切换至第二错误标识，以复位对应电池包的过压错误标识。

可理解地，在其他实施例中，当目标电池包的SOC小于第二预设SOC(例如97％)时，亦可复位对应电池包的过压错误标识；或者当检测到供电电源40断开与电池包系统10的连接时，此时电池包系统10只能放电，因此亦可恢复过压错误标识。

如此，通过确认目标电池包的状态，及时复位目标电池包的过压错误标识，可更新上述步骤S210至步骤S240中的目标电池包，使电池包系统10保持正常工作状态。

在一些实施例中，过压保护方法还包括：

当检测到电池包系统中所有电池包的放电电流的和大于或等于第一预设电流阈值时，确认电池包系统处于放电状态；

当检测到电池包系统中所有电池包的充电电流的和大于或等于第二预设电流阈值时，确认电池包系统处于充电状态。

其中，第一预设电流阈值小于第二预设电流阈值。可理解地，基于用户的实际使用需求，通常用户对于充电时间的需求总是越短越好。而放电时，基于负载侧的最大充电电流及充电过程中的安全考虑，总是会限制放电电流。因此，在一些实施例中，电池包系统10的充电电流的绝对值总是大于放电电流的绝对值。如此，可通过将所有电池包的放电电流的和的绝对值与相应的第一预设电流阈值比较，或将所有电池包的充电电流的和的绝对值与相应的第二预设电流阈值比较，以确定电池包系统10当前是充电状态还是放电状态。

其中，放电电流与充电电流的电流方向不同。具体地，放电电流的电流方向由电池包流向负载20(或并机端口)；充电电流的方向由供电电源40(并机端口)流向电池包。如此，在一些实施例中，可通过初步检测所有电池包的电流方向，先初步确定充电电流或放电电流；再根据所有电池包的电流的绝对值与第一预设电流阈值及第二预设电流阈值的比较，最终确定电池包系统10当前处于充电状态或放电状态，从而在充电状态或放电状态根据上述实施例提及的过压保护方法控制充电开关管的导通或断开，从而降低电池包系统10的安全风险。

可理解地，在步骤S210中，目标电池包处于过压状态时，其充电开关管会由于过压保护而断开，实际上，在电池包的充电或放电过程中，除了考虑过压、欠压外，通常还需要考虑充电开关管或放电开关管的温度。进而，请继续参阅图6，在一些实施例中，过压保护方法还包括：

步骤S610：检测目标电池包的充电开关管及放电开关管的温度。

可理解地，在一些实施例中，目标电池包的充电开关管及放电开关管的温度可通过上文提及的采样电路或前端模拟芯片采集得到，在此不再赘述。在另一些实施例中，电池包系统10中每一电池包还可设置温度传感器。如此，可通过目标电池包内的温度传感器检测充电开关管及放电开关管的温度。

步骤S620：当充电开关管的温度大于或等于预设温度时，断开目标电池包的充电开关管。

步骤S630：当放电开关管的温度大于或等于预设温度时，断开目标电池包的放电开关管。

可理解地，预设温度为开关管(包括充电开关管及放电开关管)的高温保护温度阈值。其中，当开关管的温度大于预设温度阈值时，则极大增加了对应的开关管烧毁的概率。因此，在步骤S620及步骤S630中，当检测到充电开关管的温度大于或等于预设温度，或放电开关管的温度大于或等于预设温度时，通过断开目标电池包的充电开关管或放电开关管，降低开关管的烧毁概率，从而进一步降低电池包系统10的安全风险。

可理解地，在一些实施例中，EMS可通过获取所有BMS上报的温度数据，确定目标电池包的充电开关管及/或放电开关管的温度是否超过预设温度。且当EMS确认目标电池包的充电开关管或放电开关管的温度大于预设温度时，EMS下发指令控制目标电池包的BMS控制充电开关管或放电开关管断开。

可理解地，在另一些实施例中，上述步骤S610至步骤S630可直接由对应电池包的BMS执行，且每一BMS通过与EMS通信，将检测到的温度数据及对应的执行结果反馈至EMS，以由EMS进一步统一控制电池包系统10工作。

请继续参阅图7，图7为本申请涉及的另一种供电系统的应用环境示意图。其中，该供电系统包括储能设备50、负载20及供电电源40。其中，储能设备50包括至少一电池包510以及一功率变换电路520。储能设备50还包括并机端口(图中未示出)。该并机端口与储能设备50中的电池包510的输出端并联(如图7中的P+/P-)，例如，并机端口第一端与电池包110的正极输出端连接，并机端口的第二端与电池包510的负极输出端连接。当储能设备50通过并机端口与其他储能设备或独立电池包连接后，储能设备中的电池包510，与其他若干独立电池包并联形成电池包系统(图中未示出)。储能设备50可接收供电电源40输出的电能进行充电。储能设备50亦可放电至负载30，以为负载30供电。

在一些实施例中，当储能设备50并机端口上并未连接其他储能设备或独立电池包时，则此时，储能设备50中的电池包510独立放电或充电。例如，当储能设备50上同时接入负载20以及供电电源40时，则电池包510是进行充电或是放电由负载20的需求功率以及供电电源40的输入功率决定。不管电池包510是充电或是放电，其均会通过P+/P-节点接受充电或对外放电。可以理解，此时，电池包510同样存在如前述图1所示的电池包系统10中的过压充电风险。

可以理解的是，电池包510与图1所示的电池包110可以是完全相同的电池包，其区别仅在于电池包510内置于储能设备50中。

请参阅图8，本申请一实施例还提供一种过压保护方法，可应用于储能设备50中。也就是说，本申请提供的过压保护方法亦可适用于仅包括一个电池包，且该电池包处于过压状态的电池包系统10中。

具体地，该过压保护方法包括如下步骤：

步骤S810：当储能设备处于放电状态且电池包处于过压状态时，控制电池包的充电开关管断开及电池包的放电开关管导通。

其中，在充电开关管断开且放电开关管导通时，电池包通过充电开关管的体二极管和放电开关管放电。

步骤S820：监测电池包的放电容量。

步骤S830：当放电容量大于或等于充电容量阈值时，控制充电开关管导通。

步骤S840：当储能设备从放电状态进入充电状态且电池包仍处于过压状态时，断开充电开关管。

可理解地，上述过压保护方法的具体实施细节与上文应用于电池包系统10中的过压保护方法大致相同，在此不再赘述。

如此，通过在储能设备50中应用如图8示出的过压保护方法，可在启用处于过压状态的电池包为负载供电时，计算过压电池包的放电容量，并将放电容量与充电容量阈值做比较，当放电容量大于或等于充电容量阈值，才允许导通电池包的充电开关管，否则，则电池包通过放电开关管和充电开关管的二极管放电。如此，在放电容量大于或等于充电容量阈值才允许导通充电开关管，可以使过压的目标电池包先释放部分电量，起到一定的缓冲作用，确保电池包系统在充放电状态反复跳变时，即便处于过压状态的目标电池包放电后立即转为充电状态，也可藉由释放的容量进行缓冲，在缓冲的时间段内及时断开充电开关管，从而降低目标电池包进一步过充的安全风险。可理解地，上文中过压保护方法的其他实施例亦可应用于储能设备50，在此亦不再赘述。

请继续参阅图9，本申请一实施例还提供一种储能设备50。储能设备50包括存储器501、处理器502及至少一个电池包510。存储器501存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器502上运行时执行如上任一实施例所述的过压保护方法。

可理解地，储能设备50可以是任何具有储能功能的电子器件，包括但不限于冰箱、空调等。本申请并不对储能设备50的具体形式进行限制。

请参阅图10，本申请一实施例还提供一种电池包系统10。电池包系统10包括控制设备120和至少一个电池包110。控制设备120包括存储器1201和处理器1202。存储器1201存储有计算机程序。计算机程序在处理器1202上运行时执行如上任一项所述的过压保护方法。在一些实施例中，控制设备120可以是一独立设备，且控制设备120用于控制包括电池包110的电子设备。

本申请一实施例还提供一种控制装置，用于实现如上任一实施例所记载的电池包系统的过压保护方法。图11示意性地示出了本申请实施例提供的控制装置60的结构框图。如图11所示，控制装置60包括：

控制模块610，用于当电池包系统处于放电状态且目标电池包均处于过压状态时，控制目标电池包的充电开关管断开及目标电池包的放电开关管导通。其中，在充电开关管断开且放电开关管导通时，目标电池包通过充电开关管的体二极管和放电开关管放电。

监测模块620，用于监测目标电池包的放电容量。

控制模块610还用于当放电容量大于或等于充电容量阈值时，控制充电开关管导通；及当电池包系统从放电状态进入充电状态且目标电池包仍处于过压状态时，断开充电开关管。

本申请实施例中提供的控制装置实现电池包系统的控制方法的具体细节已经在对应的控制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过压保护方法。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。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种过压保护方法，应用于电池包系统，所述电池包系统包括至少一个电池包；其特征在于，所述过压保护方法包括：

当所述电池包系统处于放电状态且目标电池包均处于过压状态时，控制所述目标电池包的充电开关管断开及所述目标电池包的放电开关管导通；其中，在所述充电开关管断开且放电开关管导通时，所述目标电池包通过所述充电开关管的体二极管和所述放电开关管放电；

监测所述目标电池包的放电容量；

当所述放电容量大于或等于充电容量阈值时，控制所述充电开关管导通；

当所述电池包系统从放电状态进入充电状态且所述目标电池包仍处于过压状态时，断开所述充电开关管。

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：

计算所述目标电池包在所述充电开关管导通时的实际充电容量；

根据所述实际充电容量更新所述充电容量阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述目标电池包在所述充电开关管导通时的实际充电容量，包括：

统计所述充电开关管的导通时长；

获取所述电池包系统处于充电状态时，所述目标电池包的充电电流；

根据所述充电电流及所述导通时长计算得到所述实际充电容量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充电容量阈值的初始值为所述目标电池包的最大充电电流与所述目标电池包的电流滤波检测时间之间的乘积。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述监测所述目标电池包的放电容量之前，所述方法还包括：

获取所述电池包系统中每一电池包的电池电压；

当任一电池包的电池电压大于或等于第一预设电压时，置位对应电池包的过压错误标识，所述过压错误标识置位时用于表示对应的电池包处于过压状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述目标电池包的电压小于第二预设电压时，复位所述目标电池包的过压错误标识，所述过压错误标识复位时用于表示对应的电池包未处于过压状态。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到所述电池包系统中所有电池包的放电电流的和大于或等于第一预设电流阈值时，确认所述电池包系统处于所述放电状态；

当检测到所述电池包系统中所有电池包的充电电流的和大于或等于第二预设电流阈值时，确认所述电池包系统处于所述充电状态。

8.一种电池包系统，其特征在于，所述电池包系统包括控制设备和至少一个电池包，所述控制设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行权利要求1至7任一项所述的过压保护方法。

9.一种过压保护方法，应用于储能设备，所述储能设备包括电池包；其特征在于，所述过压保护方法包括：

当所述储能设备处于放电状态且所述电池包处于过压状态时，控制所述电池包的充电开关管断开及所述电池包的放电开关管导通；其中，在所述充电开关管断开且放电开关管导通时，所述电池包通过所述充电开关管的体二极管和所述放电开关管放电；

监测所述电池包的放电容量；

当所述放电容量大于或等于充电容量阈值时，控制所述充电开关管导通；

当所述储能设备从放电状态进入充电状态且所述电池包仍处于过压状态时，断开所述充电开关管。

10.一种储能设备，其特征在于，所述储能设备包括存储器、处理器、至少一个电池包，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行权利要求9所述的过压保护方法。