CN116683555A - 一种可重构电池网络能量管控方法、系统及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可重构电池网络能量管控方法、系统及电子设备,涉及电池能量管理技术领域。本发明基于电池组中各单体电池间的连接关系生成电池网络拓扑结构后,基于电池网络中每一单体电池的SOC值或开路电压值对单体电池进行降序排列,然后以这一排序结果为基础,控制电池网络中每一单体电池的运行状态,以实现对电池网络能量的管控,进而能够真正解决电池差异性管理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池能量管理技术领域,特别是涉及一种可重构电池网络能量管控方法、系统及电子设备。
背景技术
传统电池均衡技术主要是利用电池组内部差异性进行主动均衡,以消除电池成组后由于自身和使用过程中产生的各种不一致性。但在均衡过程当中,能量转移会导致因均衡电源自身的功效特性而产生热损耗,以及导致电池极化内阻的变化,并不能真正解决电池差异性管理的问题。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种可重构电池网络能量管控方法、系统及电子设备。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种可重构电池网络能量管控方法,包括:
获取电池组中各单体电池间的连接关系;
基于所述连接关系生成电池网络拓扑结构;所述电池网络拓扑结构为树状结构;所述树状结构中的一个节点表示一个电池网络;一个电池网络包括多个电池单体;
获取所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的SOC值或开路电压值;
基于所述SOC值或所述开路电压值对所述单体电池进行降序排列,得到电池序列;
基于所述电池序列控制所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态。
可选地,基于所述连接关系生成电池网络拓扑结构,具体包括:
将所述电池组中所有的单体电池等效为两个顶点,并连接两个顶点形成单体簇;
以连接关系中与正极总线连接的单体簇作为起点;
遍历得到所述起点的邻接单体簇;
将所述邻接单体簇中与所述起点并联的单体簇确定为一个一级簇,并将与这一个一级簇中单体簇相邻且并联的单体簇或将与这一个一级簇中单体簇相邻且仅存在正极与正极这一连接通路的单体簇确定为一个一级簇;
将与任意一个所述一级簇中单体簇相邻且串联的单体簇作为新的起点,并返回“遍历得到所述起点的邻接单体簇”,得到二级簇,依次类推,将电池组划分为多级簇;各级簇间的连接关系为串联,同一级簇中每一单体簇间的连接关系为并联;
基于各级簇间的连接关系,以与正极总线连接的单体簇为根节点,将各级簇等效为一个节点形成所述电池网络拓扑结构。
可选地,基于所述SOC值或所述开路电压值对所述单体电池进行降序排列,得到电池序列,具体包括:
当对串联连接的多个级簇进行能量管控时,获取每一级簇中单体电池的SOC值;
基于所述SOC值对所有的单体电池进行降序排列得到第一电池序列;
当对一个级簇进行能量管控时,获取每一级簇中单体电池的开路电压值;
基于所述开路电压值对所有的单体电池进行降序排列得到第二电池序列。
可选地,基于所述电池序列控制所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态,具体包括:
从所述第一电池序列的列尾开始,依次选择m个单体电池;
判断选择得到的m个单体电池的端电压是否满足第一预设条件;
当选择得到的m个单体电池的端电压均满足所述第一预设条件时,调整选择得到的m个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,并将所述电池网络拓扑结构中剩余的n-m个单体电池断开;n为电池网络中单体电池的总个数;
将所述串联电池组中的m个单体电池的运行状态控制为充电状态;
当选择得到的m个单体电池中存在j个端电压不满足所述第一预设条件的单体电池时,剔除端电压不满足所述第一预设条件的单体电池,并确定端电压不满足所述第一预设条件的单体电池占m个单体电池的比例,当所述比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当所述比例不超过所述比例阈值时,调整剩余的m-j个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,将所述串联电池组中的单体电池的运行状态控制为充电状态,同时将电池网络中剩余的n-m个单体电池断开;
从所述第一电池序列的列头开始,依次选择l个单体电池;
判断选择得到的l个单体电池的端电压是否满足第二预设条件;
当选择得到的l个单体电池的端电压满足所述第二预设条件时,调整选择得到的l个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,并将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开;
将所述串联电池组中的l个单体电池的运行状态控制为放电状态;
当选择得到的l个单体电池中存在j个端电压不满足所述第二预设条件的单体电池时,剔除端电压不满足所述第二预设条件的单体电池,并确定端电压不满足所述第二预设条件的单体电池占l个单体电池的比例,当所述比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当所述比例不超过所述比例阈值时,调整剩余的l-j个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,将所述串联电池组中的单体电池的运行状态控制为放电状态,同时将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开。
可选地,基于所述电池序列控制所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态,具体包括:
从所述第二电池序列的列尾开始,依次选择m个单体电池;
判断选择得到的m个单体电池在电流倍率为1C时的充电电流是否满足第三预设条件;
当选择得到的m个单体电池在电流倍率为1C时的充电电流均满足所述第三预设条件时,调整选择得到的m个单体电池间的连接关系,得到并联电池组,并将所述电池网络拓扑结构中剩余的n-m个单体电池断开;n为电池网络中单体电池的总个数;
将所述并联电池组中的m个单体电池的运行状态控制为充电状态;
当选择得到的m个单体电池中存在j个在电流倍率为1C时充电电流不满足所述第三预设条件的单体电池时,剔除在电流倍率为1C时充电电流不满足所述第三预设条件的单体电池,并确定在电流倍率为1C时充电电流不满足所述第三预设条件的单体电池占m个单体电池的比例,当所述比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当所述比例不超过所述比例阈值时,调整剩余的m-j个单体电池间的连接关系,得到并联电池组,将所述并联电池组中的单体电池的运行状态控制为充电状态,同时将电池网络中剩余的n-m个单体电池断开;
从所述第二电池序列的列头开始,依次选择l个单体电池;
判断选择得到的l个单体电池在电流倍率为1C时的放电电流是否满足第四预设条件;
当选择得到的l个单体电池的端电压满足所述第四预设条件时,将所述串联电池组中的l个单体电池的运行状态控制为放电状态,并将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开;
当选择得到的l个单体电池中存在j个在电流倍率为1C时的放电电流不满足所述第四预设条件的单体电池时,剔除在电流倍率为1C时放电电流不满足所述第四预设条件的单体电池,并确定在电流倍率为1C时放电电流不满足所述第四预设条件的单体电池占l个单体电池的比例,当所述比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当所述比例不超过所述比例阈值时,调整剩余的l-j个单体电池间的连接关系,得到并联电池组,将所述并联电池组中的单体电池的运行状态控制为放电状态,同时将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开。
可选地,所述第一预设条件为:
所述第二预设条件为:
式中,Uout(i)为第i节电池的端电压,U为直流母线的额定电压,ΔU为直流母线额定电压允许的偏差。
可选地,所述第三预设条件为:
所述第四预设条件为:
式中,I1c(i)为第i节电池的电流倍率为1C时的充电电流,I为支路电流,r′1c(i)为第i节电池的电流倍率为1C时的放电电流。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提供的可重构电池网络能量管控方法,基于电池组中各单体电池间的连接关系生成电池网络拓扑结构后,基于电池网络中每一单体电池的SOC值或开路电压值对单体电池进行降序排列,然后以这一排序结果为基础,控制电池网络中每一单体电池的运行状态,以实现对电池网络能量的管控,进而能够真正解决电池差异性管理的问题。
本发明还提供了以下两种实施架构:
一种可重构电池网络能量管控系统,应用于上述提供的可重构电池网络能量管控方法;所述系统包括:
连接关系获取模块,用于获取电池组中各单体电池间的连接关系;
拓扑结构构建模块,用于基于所述连接关系生成电池网络拓扑结构;所述电池网络拓扑结构为树状结构;所述树状结构中的一个节点表示一个电池网络;一个电池网络包括多个电池单体;
电池值获取模块,用于获取所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的SOC值或开路电压值;
电池排序模块,用于基于所述SOC值或所述开路电压值对所述单体电池进行降序排列,得到电池序列;
运行状态控制模块,用于基于所述电池序列控制所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态。
一种电子设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,与所述存储器连接,用于调取并执行所述计算机程序,以实施上述提供的可重构电池网络能量管控方法。
可选地,所述存储器为计算机可读存储介质。
因本发明提供的这两种架构实现的技术效果与本发明上述提供的可重构电池网络能量管控方法实现的技术效果相同,故在此不再进行赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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获得其他的附图。
图1为本发明提供的可重构电池网络能量管控方法的流程图;
图2为本发明提供的个单体簇的划分示意图;
图3为本发明提供的一级簇的划分结果示意图;
图4为本发明提供的多级簇的划分结果示意图;
图5为本发明提供的电池网络拓扑结构示意图;
图6为本发明提供的放电过程中单体电池放电电流的波形变化示意图;
图7为本发明提供的放电过程中单体电池SOC值的波形变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种可重构电池网络能量管控方法、系统及电子设备,能够真正解决电池差异性管理的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,本发明提供的可重构电池网络能量管控方法,包括:
步骤100:获取电池组中各单体电池间的连接关系。
步骤101:基于连接关系生成电池网络拓扑结构。电池网络拓扑结构为树状结构。树状结构中的一个节点表示一个电池网络。一个电池网络包括多个电池单体。
步骤102:获取电池网络拓扑结构中每一单体电池的SOC值或开路电压值。
步骤103:基于SOC值或开路电压值对单体电池进行降序排列,得到电池序列。
步骤104:基于电池序列控制电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态。
进一步,为了提高电池网络能量管控的效率,在步骤101构建电池网络拓扑结构的过程可以为:
将电池组中所有的单体电池等效为两个顶点,并连接两个顶点形成单体簇,如图2所示。
以连接关系中与正极总线连接的单体簇作为一级起点。
通过路径搜索方法遍历得到一级起点的邻接单体簇。在该单体簇的邻接单体簇(即与该簇直接连通的单体簇)中搜索与该单体簇具有两条直接通路(即两节单体电池间正极与正极相连,负极与负极相连)的单体簇,将这些单体簇划分为同一个一级簇,如图3所示的一级簇2。按照上述方法,将与已经属于同一级簇中的单体簇相邻且具有两条通路的单体簇也划分为一级簇,如图3的一级簇1。将与任意一级簇中任一单体簇相邻且仅有一条通路并正极与正极相连的单体簇也作为一级起点,按照上述方法搜索组成相应一级簇,如图3所示的一级簇3。
基于上述划分得到的一级簇,搜索与任意一级簇中单体簇相邻且只有一条通路且负极与正极相连的单体簇作为二级起点,并按照前述一级簇的搜索方式,构建二级簇,如图4所示。
根据图4中显示的树状结构可以发现,同一个簇内的单体电池为并联关系,同一级簇之间呈并联关系,直接相连两簇之间呈串联关系。
根据上述方式不断确定下级起点,反复执行上述方法构建各级簇直至最后一级簇中的单体负极直接与负极总线相连。
根据生成的各级簇以及簇与簇之间的连接关系,以正极总线为根节点,生成电池网络串并联的树形结构表示图,以前述两级簇图为例,其树形结构如图5所示。
进一步,基于上述101构建得到的电池网络拓扑结构,在实际应用过程中,需要根据用户的需求进行功能分配,这时候就会存在采用一个级簇中的单体电池功能、采用多个级簇中的单体电池供能等情况。为了使得供能在完全能够满足用户需求的前提下,进一步弱化电池间的差异性,进而提高电池组的使用效率和使用寿命。本发明针对不同的供能情况设计了不同的能量管控方式,例如:
情况一、对多个级簇进行能量管控时,基于各级簇之间的串联关系,进行串联动态控制,其中:
(1)充电控制
设电池网络中共有n个级簇串联,为了进一步提高控制效率,可以将充电过程划分为多个子阶段。
在每个子阶段内,获取每一级簇中单体电池的SOC值。
基于SOC值对所有的单体电池进行降序排列得到第一电池序列。
从第一电池序列的列尾开始,依次选择m个单体电池(即选择SOC值最小的m个单体电池)。
判断选择得到的m个单体电池的端电压是否满足第一预设条件。其中,第一预设条件为:式中,Uout(i)为第i节电池的端电压,U为直流母线的额定电压,ΔU为直流母线额定电压允许的偏差。
当选择得到的m个单体电池的端电压均满足第一预设条件时,调整选择得到的m个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,并将电池网络拓扑结构中剩余的n-m个单体电池断开。n为电池网络中单体电池的总个数。
将串联电池组中的m个单体电池的运行状态控制为充电状态。
当选择得到的m个单体电池中存在j个端电压不满足第一预设条件的单体电池时,剔除端电压不满足第一预设条件的单体电池,并确定端电压不满足第一预设条件的单体电池占m个单体电池的比例,当比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当比例不超过比例阈值时,调整剩余的m-j个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,将串联电池组中的单体电池的运行状态控制为充电状态,同时将电池网络中剩余的n-m个单体电池断开。
在充电过程中,当充电时间达到预定时间阈值时,或者达到充电量的设定需求时,则进入下一个子阶段。
经过多个子阶段的连续充电,电池序列中的单体电池将同步接近满充状态。
(2)放电控制
从第一电池序列的列头开始,依次选择l个单体电池(即选择SOC值最高的l个单体电池)。
判断选择得到的l个单体电池的端电压是否满足第二预设条件。其中,第二预设条件为:
当选择得到的l个单体电池的端电压满足第二预设条件时,调整选择得到的l个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,并将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开。
将串联电池组中的l个单体电池的运行状态控制为放电状态。
当选择得到的l个单体电池中存在j个端电压不满足第二预设条件的单体电池时,剔除端电压不满足第二预设条件的单体电池,并确定端电压不满足第二预设条件的单体电池占l个单体电池的比例,当比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当比例不超过比例阈值时,调整剩余的l-j个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,将串联电池组中的单体电池的运行状态控制为放电状态,同时将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开。
当放电时间达到预定时间阈值tset,或者满足maxi∈[l,n)SOC(i)-minl∈[l,n)SOC(i)>SOCset,则进入下一个子阶段。式中,maxi∈[l,n)SOC(i)为n-l个单体电池的最大SOC值,mini∈[l,n)SOC(i)为n-l个单体电池的最小SOC值,SOCset为设定的SOC偏差值。
经过多个子阶段的连续放电,n个电池单元将同步接近放空状态。
情况二、当对一个级簇进行能量管控时,这一级簇中各单体电池间均为并联关系,此时进行并联动态控制,其中:
(1)充电控制
获取每一级簇中单体电池的开路电压值。
基于开路电压值对所有的单体电池进行降序排列得到第二电池序列。
从第二电池序列的列尾开始,依次选择m个单体电池(即选择开路电压值UOCV最小的m个单体电池)。
判断选择得到的m个单体电池在电流倍率为1C时的充电电流是否满足第三预设条件。其中,第三预设条件为:式中,I1c(i)为第i节电池的电流倍率为1C时的充电电流,I为支路电流,r′1c(i)为第i节电池的电流倍率为1C时的放电电流。
当选择得到的m个单体电池在电流倍率为1C时的充电电流均满足第三预设条件时,调整选择得到的m个单体电池间的连接关系,得到并联电池组,并将电池网络拓扑结构中剩余的n-m个单体电池断开。n为电池网络中单体电池的总个数。
将并联电池组中的m个单体电池的运行状态控制为充电状态。
当选择得到的m个单体电池中存在j个在电流倍率为1C时充电电流不满足第三预设条件的单体电池时,剔除在电流倍率为1C时充电电流不满足第三预设条件的单体电池,并确定在电流倍率为1C时充电电流不满足第三预设条件的单体电池占m个单体电池的比例,当比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当比例不超过比例阈值时,调整剩余的m-j个单体电池间的连接关系,得到并联电池组,将并联电池组中的单体电池的运行状态控制为充电状态,同时将电池网络中剩余的n-m个单体电池断开。
当充电时间达到预定时间阈值tset,或者maxi∈[L,n)UOCV(i)-minl∈[l,n)UOCV(i)>UOCV-set,则进入下一个子阶段。式中,maxi∈[l,n)UOCV(i)为n-l个单体电池的最大开路电压值,mini∈[l,n)UOCV(i)为n-l个单体电池的最小开路电压值,UOCV-set为设定的开路电压偏差值。
经过多个子阶段的连续充电,电池序列中的单体电池将同步接近满充状态。
(2)放电控制
从第二电池序列的列头开始,依次选择l个单体电池。
判断选择得到的l个单体电池在电流倍率为1C时的放电电流是否满足第四预设条件。其中,第四预设条件为:
当选择得到的l个单体电池的端电压满足第四预设条件时,将串联电池组中的l个单体电池的运行状态控制为放电状态,并将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开。
当选择得到的l个单体电池中存在j个在电流倍率为1C时的放电电流不满足第四预设条件的单体电池时,剔除在电流倍率为1C时放电电流不满足第四预设条件的单体电池,并确定在电流倍率为1C时放电电流不满足第四预设条件的单体电池占l个单体电池的比例,当比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当比例不超过比例阈值时,调整剩余的l-j个单体电池间的连接关系,得到并联电池组,将并联电池组中的单体电池的运行状态控制为放电状态,同时将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开。
当放电时间达到预定时间阈值tset,或者满足maxi∈[L,n)UOCV(i)-minl∈[l,n)UOCV(i)>UOCV-set,则进入下一个子阶段。
经过多个子阶段的连续放电,该电池序列中的单体电池将同步接近放空状态。
以4节单体电池并联结构为例进行放电实验,每10s为一个子阶段,在每个子阶段内,选择3节单体电池并联放电,余下1节断下,放电过程总共持续16min,放电过程中放电电流和单体电池的SOC值的波形变化如图6和图7所示。
从图6和图7可知,在16min放电过程中,4节单体电池中每次有3节单体电池放电、1节断开。放电过程中,4节单体电池的SOC值变化基本保持一致。
基于上述描述,本发明通过重构电池连接拓扑,对单体电池的充放电过程进行动态一致性管理,使得在放电和充电过程中,实现所有电池的状态接近一致,显著提高电池系统的容量利用率,进而能够真正解决电池差异性管理的问题。
本发明还提供了以下两种实施架构:
一种可重构电池网络能量管控系统,应用于上述提供的可重构电池网络能量管控方法。系统包括:
连接关系获取模块,用于获取电池组中各单体电池间的连接关系。
拓扑结构构建模块,用于基于连接关系生成电池网络拓扑结构。电池网络拓扑结构为树状结构。树状结构中的一个节点表示一个电池网络。一个电池网络包括多个电池单体。
电池值获取模块,用于获取电池网络拓扑结构中每一单体电池的SOC值或开路电压值。
电池排序模块,用于基于SOC值或开路电压值对单体电池进行降序排列,得到电池序列。
运行状态控制模块,用于基于电池序列控制电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态。
一种电子设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序。
处理器,与存储器连接,用于调取并执行计算机程序,以实施上述提供的可重构电池网络能量管控方法。
此外,上述的存储器中的计算机程序通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种可重构电池网络能量管控方法,其特征在于,包括:
获取电池组中各单体电池间的连接关系;
基于所述连接关系生成电池网络拓扑结构;所述电池网络拓扑结构为树状结构;所述树状结构中的一个节点表示一个电池网络;一个电池网络包括多个电池单体;
获取所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的SOC值或开路电压值;
基于所述SOC值或所述开路电压值对所述单体电池进行降序排列,得到电池序列;
基于所述电池序列控制所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态。
2.根据权利要求1所述的可重构电池网络能量管控方法,其特征在于,基于所述连接关系生成电池网络拓扑结构,具体包括:
将所述电池组中所有的单体电池等效为两个顶点,并连接两个顶点形成单体簇;
以连接关系中与正极总线连接的单体簇作为起点;
遍历得到所述起点的邻接单体簇;
将所述邻接单体簇中与所述起点并联的单体簇确定为一个一级簇,并将与这一个一级簇中单体簇相邻且并联的单体簇或将与这一个一级簇中单体簇相邻且仅存在正极与正极这一连接通路的单体簇确定为一个一级簇;
将与任意一个所述一级簇中单体簇相邻且串联的单体簇作为新的起点,并返回“遍历得到所述起点的邻接单体簇”,得到二级簇,依次类推,将电池组划分为多级簇;各级簇间的连接关系为串联,同一级簇中每一单体簇间的连接关系为并联;
基于各级簇间的连接关系,以与正极总线连接的单体簇为根节点,将各级簇等效为一个节点形成所述电池网络拓扑结构。
3.根据权利要求2所述的可重构电池网络能量管控方法,其特征在于,基于所述SOC值或所述开路电压值对所述单体电池进行降序排列,得到电池序列,具体包括:
当对串联连接的多个级簇进行能量管控时,获取每一级簇中单体电池的SOC值;
基于所述SOC值对所有的单体电池进行降序排列得到第一电池序列;
当对一个级簇进行能量管控时,获取每一级簇中单体电池的开路电压值;
基于所述开路电压值对所有的单体电池进行降序排列得到第二电池序列。
4.根据权利要求3所述的可重构电池网络能量管控方法,其特征在于,基于所述电池序列控制所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态,具体包括:
从所述第一电池序列的列尾开始,依次选择m个单体电池;
判断选择得到的m个单体电池的端电压是否满足第一预设条件;
当选择得到的m个单体电池的端电压均满足所述第一预设条件时,调整选择得到的m个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,并将所述电池网络拓扑结构中剩余的n-m个单体电池断开;n为电池网络中单体电池的总个数;
将所述串联电池组中的m个单体电池的运行状态控制为充电状态;
当选择得到的m个单体电池中存在j个端电压不满足所述第一预设条件的单体电池时,剔除端电压不满足所述第一预设条件的单体电池,并确定端电压不满足所述第一预设条件的单体电池占m个单体电池的比例,当所述比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当所述比例不超过所述比例阈值时,调整剩余的m-j个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,将所述串联电池组中的单体电池的运行状态控制为充电状态,同时将电池网络中剩余的n-m个单体电池断开;
从所述第一电池序列的列头开始,依次选择l个单体电池;
判断选择得到的l个单体电池的端电压是否满足第二预设条件;
当选择得到的l个单体电池的端电压满足所述第二预设条件时,调整选择得到的l个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,并将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开;
将所述串联电池组中的l个单体电池的运行状态控制为放电状态;
当选择得到的l个单体电池中存在j个端电压不满足所述第二预设条件的单体电池时,剔除端电压不满足所述第二预设条件的单体电池,并确定端电压不满足所述第二预设条件的单体电池占l个单体电池的比例,当所述比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当所述比例不超过所述比例阈值时,调整剩余的l-j个单体电池间的连接关系,得到串联电池组,将所述串联电池组中的单体电池的运行状态控制为放电状态,同时将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开。
5.根据权利要求3所述的可重构电池网络能量管控方法,其特征在于,基于所述电池序列控制所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态,具体包括:
从所述第二电池序列的列尾开始,依次选择m个单体电池;
判断选择得到的m个单体电池在电流倍率为1C时的充电电流是否满足第三预设条件;
当选择得到的m个单体电池在电流倍率为1C时的充电电流均满足所述第三预设条件时,调整选择得到的m个单体电池间的连接关系,得到并联电池组,并将所述电池网络拓扑结构中剩余的n-m个单体电池断开;n为电池网络中单体电池的总个数;
将所述并联电池组中的m个单体电池的运行状态控制为充电状态;
当选择得到的m个单体电池中存在j个在电流倍率为1C时充电电流不满足所述第三预设条件的单体电池时,剔除在电流倍率为1C时充电电流不满足所述第三预设条件的单体电池,并确定在电流倍率为1C时充电电流不满足所述第三预设条件的单体电池占m个单体电池的比例,当所述比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当所述比例不超过所述比例阈值时,调整剩余的m-j个单体电池间的连接关系,得到并联电池组,将所述并联电池组中的单体电池的运行状态控制为充电状态,同时将电池网络中剩余的n-m个单体电池断开;
从所述第二电池序列的列头开始,依次选择l个单体电池;
判断选择得到的l个单体电池在电流倍率为1C时的放电电流是否满足第四预设条件;
当选择得到的l个单体电池的端电压满足所述第四预设条件时,将所述串联电池组中的l个单体电池的运行状态控制为放电状态,并将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开;
当选择得到的l个单体电池中存在j个在电流倍率为1C时的放电电流不满足所述第四预设条件的单体电池时,剔除在电流倍率为1C时放电电流不满足所述第四预设条件的单体电池,并确定在电流倍率为1C时放电电流不满足所述第四预设条件的单体电池占l个单体电池的比例,当所述比例超过比例阈值时,确定当前电池网络故障,当所述比例不超过所述比例阈值时,调整剩余的l-j个单体电池间的连接关系,得到并联电池组,将所述并联电池组中的单体电池的运行状态控制为放电状态,同时将电池网络中剩余的n-l个单体电池断开。
6.根据权利要求4所述的可重构电池网络能量管控方法,其特征在于,所述第一预设条件为:
所述第二预设条件为:
式中,Uout(i)为第i节电池的端电压,U为直流母线的额定电压,ΔU为直流母线额定电压允许的偏差。
7.根据权利要求5所述的可重构电池网络能量管控方法,其特征在于,所述第三预设条件为:
所述第四预设条件为:
式中,I1c(i)为第i节电池的电流倍率为1C时的充电电流,I为支路电流,I′1c(i)为第i节电池的电流倍率为1C时的放电电流。
8.一种可重构电池网络能量管控系统,其特征在于,应用于如权利要求1-7任意一项所述的可重构电池网络能量管控方法;所述系统包括:
连接关系获取模块,用于获取电池组中各单体电池间的连接关系;
拓扑结构构建模块,用于基于所述连接关系生成电池网络拓扑结构;所述电池网络拓扑结构为树状结构;所述树状结构中的一个节点表示一个电池网络;一个电池网络包括多个电池单体;
电池值获取模块,用于获取所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的SOC值或开路电压值;
电池排序模块,用于基于所述SOC值或所述开路电压值对所述单体电池进行降序排列,得到电池序列;
运行状态控制模块,用于基于所述电池序列控制所述电池网络拓扑结构中每一单体电池的运行状态。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,与所述存储器连接,用于调取并执行所述计算机程序,以实施如权利要求1-7任意一项所述的可重构电池网络能量管控方法。
10.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于,所述存储器为计算机可读存储介质。
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