CN116802956A - 充放电控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种充放电控制方法、装置、设备及存储介质,该方法应用于充电系统,充电系统包括至少两个充电设备,至少两个充电设备分别与电池连接,该方法包括:当至少两个电池的至少一个请求放电时,根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径。本申请依据电池的充放电参数自主控制放电路径,有助于缩短放电路径,使同一时刻请求放电电池放出的电量能直接通过直流母线充入请求充电的电池,使这部分电量的转换路径很短,提高充电效率,缩短放电路径会使电量损耗减少,节省能源,减小因电量损耗而增加的充电成本。且通过放电缓解析锂及电池极化问题,提高充电安全性,又有助于提升充电倍率,实现安全快充的效果。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种充放电控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
锂离子电池在充电过程中,锂离子从正极迁移到负极,随着充电过程的持续进行,锂离子在负极聚集,一方面限制了充电电流,另一方面大电流持续充电容易引起电芯析锂,缩短电池使用寿命,甚至引发安全问题。
目前,相关技术在大倍率充电过程中增加小倍率放电,通过放电缓解电芯析锂的问题。但相关技术中电池释放出的电流会被释放回电网中,在电池充电阶段再从电网充至电池中,这样电池释放的这部分电量的电流路径很长,充电效率低,造成电量损耗,提高了电池的充电成本。
发明内容
本申请实施例提供了一种充放电控制方法、装置、设备及存储介质,在充电系统同时与多个电池建立充放电连接的情况下,能够在有电池放电时,依据连接的电池的充放电参数自动确定请求放电的电池的放电路径,实现对放电路径的自主控制,从而有助于缩短电池的放电路径,提高充电效率。
第一方面,本申请实施例提供了一种充放电控制方法,应用于充电系统,所述充电系统包括至少两个充电设备,所述至少两个充电设备分别与电池连接,所述方法包括:
当至少两个所述电池的至少一个请求放电时,根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径。
在该实施例中,在充电系统连接多个电池的情况下,当至少一个电池请求放电时,依据电池的充放电参数自动确定请求放电的电池的放电路径,实现对放电路径的自主控制,有助于缩短电池的放电路径,提高充电效率,缩短放电路径会使电量损耗减少,节省能源,且减小因电量损耗而增加的电池的充电成本。
在本申请的一些实施例中,所述根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径,包括:
根据当前连接的每个电池的充放电参数及预设功率条件,确定请求放电的电池的放电路径;所述预设功率条件包括当前连接的所有电池的总充电功率大于等于总放电功率。
在该实施例中,由于在总充电功率大于等于总放电功率的情况下请求放电的电池释放的电能才能经直流母线充至请求充电的电池中,而无需回馈到电网中去。因此将总充电功率大于等于总放电功率作为预设功率条件,依据电池的充放电参数和该预设功率条件来确定请求放电的电池的放电路径,有助于确定出经直流母线直接充至请求充电的电池中的放电路径,减少放电路径包括流至电网或充电系统的储能装置的情况,缩短电池的放电路径,提高充电效率,且减少电池释放的电量流经该放电路径造成的电量损耗,节省能源,降低用电设备的充电成本。
在本申请的一些实施例中,所述根据当前连接的每个电池的充放电参数及预设功率条件,确定请求放电的电池的放电路径,包括:
根据当前连接的每个电池的充放电参数,确定当前是否满足预设功率条件;
如果是,则确定请求放电的电池的放电路径为由请求放电的电池经直流母线流向请求充电的电池;
如果否,则控制请求放电的电池暂停放电。
在该实施例中,若当前满足预设功率条件,即当前所有电池的总充电功率大于等于总放电功率,则表明请求放电的电池释放的电量能够全部被请求充电的电池所接受,因此确定放电路径为由请求放电的电池经直流母线流向请求充电的电池,控制请求放电的电池按照该放电路径放电,此时释放的电量无需回馈到电网或存储到充电系统的储能装置中,放电路径很短,提高了充电效率,避免了放电路径过长造成的电量损耗。而若确定当前的总充电功率小于总放电功率,则表明若请求放电的电池放电,则释放的电量无法被请求充电的电池全部接受,将存在冗余的电量,冗余的电量需回馈到电网或储存到充电系统的储能装置中,如此会导致放电路径过长。为了减少这种情况发生,本申请实施例在确定不满足预设功率条件时,控制当前请求放电的电池先暂停放电,以便在后续满足预设功率条件时再控制该电池放电,从而缩短其放电路径。
在本申请的一些实施例中,所述控制请求放电的电池暂停放电之后,还包括:
在预设时长内周期性地确定当前是否满足所述预设功率条件;或者,
在预设时长内,每当检测到出现由放电状态切换至充电状态的电池时确定当前是否满足所述预设功率条件。
在该实施例中,周期性地判断是否满足预设功率条件,有助于在条件达到时及时控制暂停的电池放电,避免电池暂停放电的时间过长。或者,由于出现状态切换至充电状态的电池时,整个系统中能够接受的充电电量增大,此时更有可能满足预设功率条件,能够减少重复判断次数,节省充电设备的计算资源。
在本申请的一些实施例中,所述方法还包括:
若所述请求放电的电池暂停放电的时长达到所述预设时长时仍不满足所述预设功率条件,则确定放电路径为由请求放电的电池流向电网和/或所述充电系统中的储能装置。
在该实施例中,在暂停放电的时长达到预设时长时仍不满足预设功率条件,直接控制电池将电能释放到电网和/或充电系统的储能装置中,如此能够避免电池长时间处于暂停状态,避免电池的总充电时长过长。
在本申请的一些实施例中,所述根据当前连接的每个电池的充放电参数,确定当前是否满足预设功率条件,包括:
根据当前放电电池的放电参数和当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前连接的所有电池的总放电功率;
根据当前充电电池的充电参数,计算当前连接的所有电池的总充电功率;
根据所述总充电功率及所述总放电功率,确定当前是否满足预设功率条件。
在该实施例中,根据当前连接的每个电池的充放电参数,可以定量地计算出当前连接的所有电池的总充电功率和总放电功率,根据计算出的总充电功率和总放电功率可以准确地判断出当前是否满足预设功率条件,进而准确地确定出当前请求放电的电池的放电路径。
在本申请的一些实施例中,所述根据当前放电电池的放电参数和当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前连接的所有电池的总放电功率,包括:
根据当前放电电池的放电参数,计算所有当前放电电池的放电功率;
根据当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前请求放电的电池的请求放电功率;
计算所有当前放电电池的放电功率与所述请求放电功率之和,得到当前连接的所有电池的总放电功率。
在该实施例中,将当前正处于放电阶段的电池以及当前请求放电的电池均考虑在内,使得最终计算的总放电功率更加准确,提高后续判断当前是否满足预设功率条件的准确度,进而可以更加准确地确定电池的放电路径。
在本申请的一些实施例中,若暂停放电及当前请求放电的待放电电池有多个,则根据当前放电电池的放电参数和当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前连接的所有电池的总放电功率,包括:
确定多个所述待放电电池的全组合,所述全组合中每个组合均至少包括一个待放电电池;
根据每个当前放电电池的放电参数,分别计算每个当前放电电池的放电功率;根据每个组合中待放电电池的放电参数,分别计算每个组合中每个待放电电池的请求放电功率;
根据所有当前放电电池的放电功率及每个组合中待放电电池的请求放电功率,分别计算每个组合对应的总放电功率。
在该实施例中,在存在多个待放电电池的情况下,对于这多个待放电电池的每种组合形式,均计算每种组合形式对应的总放电功率,从而后续可以判断每种组合形式是否符合预设功率条件,使得充放电控制更加灵活,有助于寻求充放电控制的最佳组合形式。
在本申请的一些实施例中,根据所述总充电功率及所述总放电功率,确定当前是否满足预设功率条件,包括:
判断所述每个组合中是否存在总放电功率小于等于总充电功率的组合;
若存在,则确定当前满足所述预设功率条件。
在该实施例中,在有多个待放电电池的情况下,确定这多个电池的全组合,以组合为单位来判断每个组合是否满足预设功率条件,从而能够基于对总充电功率和总放电功率的控制情况,来确定允许待放电电池中一个或多个电池放电,使得多个待放电电池的情况下的控制过程更加灵活、高效。
在本申请的一些实施例中,所述方法还包括:
若判断出存在总放电功率小于等于当前的总充电功率的一个组合,则控制判断出的所述组合中的待放电电池放电;或者,
若判断出存在总放电功率小于等于总充电功率的多个组合,则从所述多个组合中确定包含待放电电池数目最多的目标组合;若确定出一个所述目标组合,则控制所述目标组合中的每个待放电电池放电;若确定出多个所述目标组合,则从多个所述目标组合中,选择待放电电池暂停放电的时长最长的目标组合,控制选择的所述目标组合中的每个待放电电池放电。
在该实施例中,当判断出的候选的组合有多个时,选取包含待放电电池数目最多的组合,如此可以控制更多待放电放电的电池放电,缩短这些电池的总充电时长。当包含待放电电池数目最多的组合有多个时,分别确定这多个组合中每个待放电电池暂停放电的时长,确定暂停放电的时长最长的待放电电池,控制包含该待放电电池的组合中的每个待放电电池放电。如此能够确保使暂停放电的时长最长的电池恢复放电,避免该电池的等待时间过长。
在本申请的一些实施例中,所述控制请求放电的电池暂停放电,包括:
控制与请求放电的电池连接的充电设备的输出电压为所述请求放电的电池的当前电压;或者,
控制与请求放电的电池连接的充电设备暂停输出。
在该实施例中,在总充电功率小于总放电功率的情况下,控制请求放电的电池暂停放电,避免整个充电系统中出现无法被处于充电阶段的电池接受的冗余电量,通过控制与该电池连接的充电设备暂停输出或输出电流为零,控制过程简单、高效。
在本申请的一些实施例中,所述方法还包括:
若所述充电系统在同一时刻与多个电池建立充放电连接,则控制与所述多个电池连接的充电设备先后启动充电功能。
即虽然这多个电池同时与充电系统建立了充放电连接,但是充电系统控制每个电池连接的充电设备按照一定的时间先后顺序启动,使得这多个电池的实际充电过程是先后开始的,从而使这多个电池的放电阶段不完全同步,以减少出现总充电功率小于总放电功率的情况,使后续的控制过程更加顺畅,降低控制复杂度,提高充电效率。
第二方面,本申请实施例提供了一种充放电控制装置,应用于充电系统,所述充电系统包括至少两个充电设备,所述至少两个充电设备分别与电池连接,所述装置包括:
放电路径确定模块,用于当至少两个所述电池的至少一个请求放电时,根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径。
第三方面,本申请实施例提供了一种充电系统,包括:控制单元、电源转换器、直流母线及多个充电设备;
所述电源转换器分别与电网及所述直流母线连接;
所述多个充电设备均与所述直流母线连接,每个所述充电设备用于与电池连接;
所述控制单元,用于执行上述第一方面所述的方法。
在本申请的一些实施例中,还包括储能装置及其对应的电压转换器;
所述储能装置通过其对应的电压转换器与所述直流母线连接。
第四方面,本申请实施例了一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如第一方面所述的方法。
第五方面,本申请实施例了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如第一方面所述的方法。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的充电过程中增加放电阶段的电流波形图。
图2是本申请一实施例提供的一种充电系统的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的另一种充电系统的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的一种充放电控制方法的流程示意图。
图5是本申请实施例提供的车1、车2和车n充电过程中的电流波形图;
图6是本申请实施例提供的一种充放电控制装置的结构示意图。
图7是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
目前,电池被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。在电动交通供给、军事装备、航空航天等领域中,通常通过电池来提供动力。但使用电池的用电设备最人诟病的一点是充电时间长,充电时间极大制约了大众对用电设备(如电动车辆)的接受度。如何提升充电速度,缩短充电时间,成为了用电设备发展过程中必须要攻克的一道难关。
在提升充电速度缩短充电时间的背景下,现有技术主要依靠单向充电设备(如单向充电桩),一方面提升单向直流充电设备的输出功率,同时另一方面提升电池允许的持续最大充电电流,从这两个维度同时进行来提升充电速度。通常电池为功率型电芯类型,提升电芯的低温性能,配合提升直流充电设备的功率,当电池温度达到电芯的最佳充电温度点时,BMS向充电设备请求电池的最大充电电流,从而实现超级快充功能。
但目前电池常采用锂电池,从锂电池材料微观层面表述,充电时锂离子从正极迁移到负极,嵌入到负极材料中就完成了充电过程。提升充电速度,也就是加快锂离子迁移和嵌入速度。在单向大倍率持续充电过程中,锂离子在负极聚集,一方面限制了充电电流,另一方面大电流持续充电容易引起电芯析锂,导致电池负极的热稳定性降低,同时形成的锂枝晶可能会刺穿隔膜,导致正负极短路,减少锂电池的使用寿命,甚至诱发热失控等严重安全问题。因此在对电池进行上述快速充电过程中,负极锂离子的累计效应无法及时消除,因此能够提升的充电速度有限。
在研究如何缓解充电过程中负极锂离子堆积问题的过程中,发现相关技术中可以通过在充电过程中,增加短时放电过程,通过放电来及时消除锂电池负极锂离子堆积。如图1所示,在充电过程中充电电流和放电电流相互切换,在一个充电周期内,充电电流为ReqChgI1,累计充电容量>=Q11,随后切换到放电状态,放电电流为ReqDischgI1,累计放电容量>=Q21。重复充电放电过程,根据电池状态,动态调整充电电流ReqChgI1和放电电流ReqDischgI1的大小和持续时间。其中,每个周期中的累计充电容量大于累计放电容量,一个周期内的放电电流可以小于充电电流,也可以大于或等于充电电流。一个周期内的放电时长小于充电时长。
通过在大倍率充电的过程中增加小倍率放电过程,有效消除了负极锂离子堆积的问题,减弱甚至消除了电池极化现象,提高了电池充电的安全性,同时有助于提升电池的充电倍率,实现了电池安全快充的目的。
采用上述在充电过程中增加放电阶段的方式进行快速充电时,需要使用既能充电又能放电的充电设备。该充电设备需要能够将电池放出的电量释放到电网或充电系统内的储能装置中。对于充电站或换电站等充电系统的应用场景下,通常会有多个用电设备同时充电,每个用电设备分别与一个充电设备建立充放电连接。发明人发现充电系统在同时对多个用电设备的电池快速充电时,每个用电设备的电池在放电阶段放出的电量,都被释放到电网或充电系统内的储能装置中。而在充电阶段,又从电网或储能装置将电量充到用电设备的电池中。因此对于电池释放的这部分电量,最终再回充到电池中所经过的路径太长,导致充电效率低,而且在整个过程中会造成更多的电量损耗,而损耗的电量成本会由用户承担,增加了用户使用用电设备的成本。
基于此,本申请的发明人通过深入研究设计了一种充放电控制方法,在该方法中充电系统包括至少两个充电设备,该至少两个充电设备分别与电池建立充放电连接,当该至少两个电池的至少一个请求放电时,根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径。
在充电系统连接多个电池的情况下,当至少一个电池请求放电时,依据电池的充放电参数自动确定请求放电的电池的放电路径,实现对放电路径的自主控制,有助于缩短电池的放电路径,提高充电效率,缩短放电路径会使电量损耗减少,节省能源,且减小因电量损耗而增加的电池的充电成本。
本申请实施例提供的充放电控制方法,可以应用于任意既能够对电池充电又能够接收电池放电的充电系统,且该充电系统包括至少两个充电设备。该充电系统可以为换电站、充电站或光伏储能系统等,充电设备可以为充电桩、充放机、充电器等。使用该充电系统进行充电的电池可以为单体电芯,也可以为多个单体电芯组成的电池组或电池包等。充电系统可以利用本申请实施例提高的方法对任意用电设备的电池进行充放电,用电设备可以为但不限于,具有电池的电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
本申请实施例中充电系统能够同时与多个电池保持充放电连接,从而同时对多个电池进行充电或放电。该充电系统可以包括控制单元、电源转换器、直流母线及多个充电设备。其中,电源转换器分别连接电网和直流母线,多个充电设备均与直流母线连接,控制单元分别与电源转换器和多个充电设备连接。
电源转换器可以为AC/DC(交流/直流)转换器,电源转换器用于把电网的交流电转换为直流电。电源转换器的直流侧称为直流母线,电压转换器将电网的交流电转换为直流电后将直流电传导至直流母线上。
充电设备可以为电压转换器,如DC/DC转换器,用于在直流电路中将一个电压值的电能转换为另一个电压值的电能。在本申请实施例的充电系统中,上述充电设备用于把直流母线的电压降低或者升高后,供给电池进行充电,或者把电池的电能释放到直流母线。
控制单元可以为充电系统的处理器,控制单元也可以是由多个更小功能的控制器组成,在这里不做限定。该控制单元与电源转换器连接,用于控制电源转换器启用整流功能将电网的交流电转换为直流电,以对电池进行充电。或者,控制单元用于控制电源转换器启动逆变功能将直流母线侧的直流电转换为交流电,以将电池释放的电能泄放到电网中。控制单元还与每个充电设备连接,实际应用中充电设备用于与用电设备中的电池连接,控制单元控制充电设备调整直流母线侧的电压,以将直流母线侧的电能充至电池中,或将电池放电的电能释放到直流母线上。
在另一些实施例中,充电系统中还包括储能装置及与该储能装置连接的电压转换器,储能装置通过该电压转换器与直流母线连接,控制单元也与该电压转换器连接。控制单元用于控制该电压转换器调整电压,以将电池释放到直流母线上的电能储存到该储能装置中,或者,将储能装置中的电能通过直流母线充至电池中。其中,该储能装置可以为蓄电池或光伏板等。
需要说明的是,储能装置以及连接在储能装置和直流母线之间的电压转换器不是必要的,如果电流转换器支持电能双向流动功能,也就是说既可以把交流电整流为直流电,又可以把直流电逆变为交流电反馈到电网,那么在这种情况下充电系统中可以设置储能装置及其对应的电压转换器,也可以不设置。
为了便于理解上述充电系统的结构,下面结合附图以具体实例进行说明,在该实例中用电设备以电动汽车为例。如图2所示,充电系统包括控制单元、电源转换器AC/DC、直流母线、充电设备DC/DC-1、DC/DC-2……DC/DC-n,以及包括储能电池以及分别与储能电池和直流母线连接的电压转换器DC/DC。其中,DC/DC-1、DC/DC-2……DC/DC-n均用于与电动汽车的电池连接。图2中以虚线示出了控制单元分别与AC/DC、DC/DC-1、DC/DC-2……DC/DC-n、储能电池以及储能电池对应的DC/DC连接。
在充电系统的一种使用工况中,待充电的电动汽车只有一台,假设该电动汽车与DC/DC1连接进行充电。则充电起始阶段DC/DC1把直流母线的电能经过电压变换后,按照该电动汽车的BMS的要求输出直流电。当充入电池的能量累计到上限阈值W1时,快速切换请求一定的放电电流,此时DC/DC1切换到放电状态,AC/DC和/或与储能电池连接的DC/DC也切换到放电状态,以将该电动汽车的电池释放的电量泄放至电网,和/或,将释放的电量存储至储能电池中。通过在充电过程中增加放电阶段,减少在电池负极累积的锂离子,缓解锂离子聚集导致的析锂,在不损害电池使用寿命的前提下,大倍率充电,实现超级快充。
在充电系统的另一种使用工况中,待充电的电动汽车有多台,每台电动汽车分别与一个DC/DC连接。如图2中所示,有车1、车2……车n,其中DC/DC-1与车1连接,DC/DC-2与车2连接,DC/DC-n与车n连接。充电设备对车1、车2……车n都进行快速充电,在快速充电的过程中进行大倍率充电结合小倍率放电。若整个电路中所有车辆的总放电功率大于总充电功率,则多释放出的部分电量δW就需要通过AC/DC回馈到电网,或者经过与储能电池连接的DC/DC充入储能电池中。等下个阶段充电功率大于放电功率时,又需要从电网额外多获取一部分电量。以车1的电池释放的电量为例进行说明,这部分电量总体的转换路径为:车1的电池->DC/DC1->AC/DC->电网->AC/DC->DC/DC1->车1的电池,或者,车1的电池->DC/DC1->储能电池对应的DC/DC->储能电池->储能电池对应的DC/DC->DC/DC1->车1的电池。如此电能经过多级变换,转换效率较低,这种场景下损耗的电量最终会让车主来买单,增加了车主用车成本。
而本申请实施例中,在充电系统同时与多个电动汽车建立连接的应用场景中,充电系统在接收到至少一个电池的放电请求时,根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径,实现自动控制放电路径,从而有助于缩短放电路径。还是以车1的电池释放的电量为例进行说明,车1需要向充电系统放电时,依据当前连接的电池的充放电参数确定车1的电池的放电路径,使其放出的电能直接经过直流母线后被充入另一台正处在充电阶段的车m。车1释放的电量的转换路径为:车1的电池->DC/DC1->直流母线->DC/DCm->车m的电池。
在光伏储能的应用场景中,用电设备以出储能电柜为例进行说明。如图3所示,充电系统包括控制单元、电源转换器AC/DC、直流母线、充电设备DC/DC-1、DC/DC-2……DC/DC-n,以及包括光伏板、与光伏板和直流母线连接的电压转换器MPPT(最大功率跟踪器)。其中,DC/DC-1、DC/DC-2……DC/DC-n均用于与储能电柜中的电池连接。图3中以虚线示出了控制单元分别与AC/DC、DC/DC-1、DC/DC-2……DC/DC-n、光伏板以及光伏板对应的MPPT连接。
如图3中所示,有储能电柜1、储能电柜2……储能电柜n,其中DC/DC-1与储能电柜1连接,DC/DC-2与储能电柜2连接,DC/DC-n与储能电柜n连接。DC/DC-1、DC/DC-2……DC/DC-n分别对储能电柜1、储能电柜2……储能电柜n进行充放电。以储能电柜1的电池释放的电量为例进行说明,储能电柜1需要向充电系统放电时,依据当前连接的电池的充放电参数确定储能电柜1的电池的放电路径,使其放出的电能直接经过直流母线后被充入另一正处在充电阶段的储能电柜m。储能电柜1释放的电量的转换路径为:储能电柜1的电池->DC/DC1->直流母线->DC/DCm->储能电柜m的电池。
由上述结合图2和3的示例可知,本申请实施例依据电池的充放电参数自主确定放电路径,能够使得电能的转换路径短,所以转换效率高,电量损耗少,不会给用户带来额外的成本负担。既能够通过放电消除负极锂离子堆积,减弱甚至消除电池极化现象,提高充电安全性,又有助于提升电池的充电倍率,提高充电效率,实现安全快充的效果。
本申请实施例提供了一种充放电控制方法,该方法应用于充电系统,该充电系统包括至少两个充电设备,每个充电设备均用于与电池连接,在该充电系统同时与多个电池建立充放电连接的情况下,参见图4所示的充放电控制方法的流程图,该方法具体包括以下步骤:
步骤101:确定当前连接的至少两个电池中的至少一个请求放电。
本申请实施例的执行主体为充电系统,具体可以由充电系统包括的控制单元来实现。充电系统中的充电设备可以为既能够对电池充电又能够接收电池放电的设备。
在用电设备的电池需要充电时,将充电设备的插枪插在用电设备的充电插口上,用电设备的控制模块检测到插枪插入,控制电池上高压进入快充充电。其中,上高压指闭合电池的主正继电器以及主负继电器,使电池所在的充电电路导通。用电设备的控制模块还与充电设备之间建立通信连接。在本申请实施例中,充电系统可以通过至少两个充电设备同时与多个用电设备的电池之间建立充放电连接。
其中,充放电连接用于表示通过充电设备与电池之间的连接,既可以对电池充电,又可以对电池放电。
用电设备的电池与充电设备建立充放电连接,并与充电设备之间建立通信连接之后,用电设备的控制模块确定当前电池能够接受的请求充电电流和请求充电电压,发送充电请求给充电设备,该充电请求中包括电池的当前电压、请求充电电流以及请求充电电压。充电设备基于用电设备发送的充电请求,以该充电请求中包括的请求充电电流及请求充电电压对该用电设备的电池进行充电。
充电设备对用电设备进行一段时间的充电后,用电设备的控制模块会控制电池由充电状态切换至放电状态。此时用电设备发送放电请求给充电设备。由于电池由充电状态切换至放电状态是由用电设备的控制模块来控制的,充电设备是无法提前预知用电设备的电池何时需要进行放电。因此在接收到至少一个电池的放电请求时,采用如下步骤102的操作来确定请求放电的电池的放电路径。
步骤102:根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径。
本申请实施例在充电系统的控制单元中预先配置了预设功率条件,该预设功率条件包括当前连接的所有电池的总充电功率大于等于总放电功率。根据当前连接的每个电池的充放电参数及预设功率条件,确定请求放电的电池的放电路径。放电路径是指电池放电时电流从电池流出并流向目标的过程中流经的路径。
由于在总充电功率大于等于总放电功率的情况下请求放电的电池释放的电能才能经直流母线充至请求充电的电池中,而无需回馈到电网中去。因此将总充电功率大于等于总放电功率作为预设功率条件,依据电池的充放电参数和该预设功率条件来确定请求放电的电池的放电路径,有助于确定出经直流母线直接充至请求充电的电池中的放电路径,减少放电路径包括流至电网或充电系统的储能装置的情况,缩短电池的放电路径,提高充电效率,且减少电池释放的电量流经该放电路径造成的电量损耗,节省能源,降低用电设备的充电成本。
具体地,根据当前连接的每个电池的充放电参数,确定当前是否满足预设功率条件;如果是,则确定请求放电的电池的放电路径为由请求放电的电池经直流母线流向请求充电的电池;如果否,则控制请求放电的电池暂停放电。
若当前满足预设功率条件,即当前所有电池的总充电功率大于等于总放电功率,则表明请求放电的电池释放的电量能够全部被请求充电的电池所接受,因此确定放电路径为由请求放电的电池经直流母线流向请求充电的电池,控制请求放电的电池按照该放电路径放电,此时释放的电量无需回馈到电网或存储到充电系统的储能装置中,放电路径很短,提高了充电效率,避免了放电路径过长造成的电量损耗。而若确定当前的总充电功率小于总放电功率,则表明若请求放电的电池放电,则释放的电量无法被请求充电的电池全部接受,将存在冗余的电量,冗余的电量需回馈到电网或储存到充电系统的储能装置中,如此会导致放电路径过长。为了减少这种情况发生,本申请实施例在确定不满足预设功率条件时,控制当前请求放电的电池先暂停放电,以便在后续满足预设功率条件时再控制该电池放电,从而缩短其放电路径。
在本申请实施例中,控制请求放电的电池暂停放电时还开始记录该电池暂停放电的时长。充电系统的控制单元中预先配置了预设时长,该预设时长为允许电池暂停放电的最大时长,预设时长可以为4min、5min或6min等。
若上述控制请求放电的电池暂停放电了,则作为一种实现方式,在预设时长内周期性地确定当前是否满足预设功率条件。一个周期的时长可以为0.2s、0.5s或1s等。每个周期地判断过程均与上述确定是否满足预设功率条件的判断过程相同,在此不再赘述。周期性地判断是否满足预设功率条件,有助于在条件达到时及时控制暂停的电池放电,避免电池暂停放电的时间过长。
或者,作为另一种实现方式,在预设时长内,每当检测到出现由放电状态切换至充电状态的电池时确定当前是否满足预设功率条件。由于出现状态切换至充电状态的电池时,整个系统中能够接受的充电电量增大,此时更有可能满足预设功率条件,能够减少重复判断次数,节省充电设备的计算资源。
在一些实施例中,充电设备每隔一定时间段比较电池暂停的时长与该预设时长,若比较出电池暂停的时长小于该预设时长,则继续保持该电池暂停放电,并按照上文描述的方式判断是否满足预设功率条件。若比较出该电池暂停放电的时长达到预设时长时仍不满足预设功率条件,则确定放电路径为由请求放电的电池流向电网和/或充电系统中的储能装置,控制该电池按照确定的放电路径进行放电。
在暂停放电的时长达到预设时长时仍不满足预设功率条件,直接控制电池将电能释放到电网和/或充电系统的储能装置中,如此能够避免电池长时间处于暂停状态,避免电池的总充电时长过长。
当电池暂停放电的时长达到预设时长仍不满足预设功率条件时,充电系统启动与该电池连接的充电设备的放电功能,根据该电池的放电请求参数包括的请求放电电流和请求放电电压,控制该电池开始放电。同时充电系统还启动电源转换器的逆变功能,将该电池放电的电量释放到电网中。和/或,充电系统启动充电系统内的储能装置对应的电压转换器,将该电池放电的电量储存在储能装置中。该电池放电之后即可切换至充电状态继续充电,避免该电池长时间不充电。
上述根据当前连接的每个电池的充放电参数,确定当前是否满足预设功率条件,具体包括:
根据当前放电电池的放电参数和当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前连接的所有电池的总放电功率;根据当前充电电池的充电参数,计算当前连接的所有电池的总充电功率;根据总充电功率及总放电功率,确定当前是否满足预设功率条件。
其中,当前放电电池为正处于放电阶段的电池,其放电参数包括与当前放电电池连接的充电设备响应于当前放电电池的放电请求而输出的实际放电电流和实际放电电压。当前请求放电的电池为当前发送放电请求给充电设备的电池,其请求放电而尚未放电,该电池的放电请求参数包括该电池发送的放电请求中携带的放电请求电流和放电请求电压。当前充电电池包括正处于充电阶段的电池及当前请求充电电池,其中当前请求充电电池尚未开始充电。正处于充电阶段的电池的充电参数包括充电设备响应于当前充电电池的充电请求而输出的实际充电电流和实际充电电压。当前请求充电电池的充电参数包括该电池当前发送的充电请求中携带的充电请求电流和充电请求电压。
根据当前连接的每个电池的充放电参数,可以定量地计算出当前连接的所有电池的总充电功率和总放电功率,根据计算出的总充电功率和总放电功率可以准确地判断出当前是否满足预设功率条件,进而准确地确定出当前请求放电的电池的放电路径。
对于总充电功率,可以计算正处于充电阶段的电池对应的实际充电电流和实际充电电压的乘积,得到正处于充电阶段的电池的充电功率。以及,计算当前请求充电电池对应的充电请求电流和充电请求电压的乘积,得到当前请求充电电池的充电请求功率。计算正处于充电阶段的每个电池的充电功率及当前请求充电的每个电池的充电请求功率之和,得到当前连接的所有电池的总充电功率。
对于总放电功率,根据当前放电电池的放电参数,计算所有当前放电电池的放电功率。具体地,计算当前放电电池对应的实际放电电流与实际放电电压的乘积,得到当前放电电池的放电功率。根据当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前请求放电的电池的请求放电功率。具体地,计算当前请求放电的电池对应的放电请求电流和放电请求电压的乘积,得到当前请求放电的电池的请求放电功率。计算所有当前放电电池的放电功率与请求放电功率之和,得到当前连接的所有电池的总放电功率。
将当前正处于放电阶段的电池以及当前请求放电的电池均考虑在内,使得最终计算的总放电功率更加准确,提高后续判断当前是否满足预设功率条件的准确度,进而可以更加准确地确定电池的放电路径。
为了便于理解本申请实施例提供的控制过程,下面从充电起始阶段开始说明充电系统对多个电池的充放电过程。在充电起始阶段,所有用电设备都是以充电开始的,所以此时恒有总充电功率Wc≥总放电功率Wdisc,即在充电起始阶段是满足预设功率条件的。因此每个用电设备在刚刚与充电设备建立充放电连接及通信连接之后,即可立即进入充电阶段。
充电系统的控制单元实时检测是否接收到用电设备的电池的放电请求,在检测到放电请求时根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径。由于对于任意电池的放电请求,充电设备的控制过程都是相同的,因此本申请实施例以第一电池为例进行说明,第一电池为当前与充电设备建立了充放电连接的多个电池中的任一电池。
具体地,充电设备接收第一电池的放电请求,该放电请求中包括第一电池的当前电压、请求放电电流及请求放电电压。充电设备根据当前充电电池的充电功率、当前放电电池的放电功率以及第一电池的请求放电功率,确定当前是否满足预设功率条件。
充电系统每当接收到一个电池的放电请求时,即根据当前所有电池的充放电参数,进行总充电功率和总放电功率的判断,依据判断结果来确定是否允许当前请求放电的电池进行放电,以及确定当前请求放电的电池的放电路径,从而使当前连接的多个电池的总充电功率大于等于总放电功率,使得所有放电的电池释放的电能,都能够通过直流母线直接充至处于充电阶段的电池中,而无需经过多级变换泄放至电网或充电系统的储能装置中。使得放电的电池释放的电量的转换路径很短,既提高了充电效率,又通过放电消除负极锂离子堆积,提高充电安全性,而且电量损耗极少,不会给用户带来额外的成本负担。
在接收到第一电池的放电请求后,计算所有当前放电电池的放电功率与第一电池的请求放电功率之和,得到总放电功率。以及计算所有当前充电电池的充电功率及当前请求充电电池的请求充电功率之和,得到总充电功率。判断总充电功率是否大于等于总放电功率;如果是,则确定第一电池的放电路径为由第一电池经直流母线至处于充电阶段的电池,控制第一电池按照确定的放电路径进行放电;如果否,则控制第一电池暂停放电。
具体地,充电系统与多个电池建立充放电连接后,充电系统会实时检测与每个电池连接的充电设备实际输出的电流和电压值。对于每个当前放电电池,充电系统检测与该当前放电电池连接的充电设备实际输出的电流和电压值,计算该电流和电压值的乘积,得到该当前放电电池的放电功率。按照同样的方式可以计算出每个当前放电电池的放电功率。从第一电池的放电请求中提取第一电池的请求放电电流及请求放电电压,计算请求放电电流及请求放电电压的乘积,得到第一电池的请求放电功率。计算每个当前放电电池的放电功率与第一电池的请求放电功率之和,得到当前的总放电功率。
对于每个当前充电电池,充电系统同样检测与当前充电电池连接的充电设备,检测该充电设备实际输出的电流和电压值,计算该电流和电压值的乘积,得到当前充电电池的充电功率。对于每个当前请求充电电池,充电系统从当前请求充电电池的充电请求中提取请求充电电流和请求充电电压,计算请求充电电流和请求充电电压的乘积,得到当前请求充电电池的充电请求功率。计算每个当前充电电池的充电功率与每个当前请求充电电池的充电请求功率之和,得到当前的总充电功率。需要说明的是,对于当前请求充电电池的充电请求,与该当前请求充电电池连接的充电设备会按照充电请求携带的请求充电电流和请求充电电压进行立即响应。
若判断出当前满足预设功率条件,即总充电功率大于等于总放电功率,则表明如果允许第一电池放电,则其释放的电能能够被处于充电阶段的电池所接受。因此充电系统启动与第一电池连接的充电设备的放电功能,根据第一电池的放电请求中包括的请求放电电流和请求放电电压,控制第一电池放电,此时电流从第一电池流出,经过直流母线,直接流入处于充电阶段的电池中。若当前不满足预设功率条件,即总充电功率小于总放电功率,则表明如果允许第一电池放电,则其释放的电能将无法被处于充电阶段的电池所接受。因此充电系统控制第一电池暂停放电。
充电系统通过检测各充电设备输出的电流及电压值,实现对所有电池的总充电功率和总放电功率的计算,通过自动计算功率,以及总充电功率与总放电功率的大小判断逻辑,自动判断是否允许第一电池放电,使得电池释放的电能都能经过直流母线直接充到处于充电阶段的电池中,提高充电效率,减少电量损耗。
对于控制请求放电的电池暂停放电,在一种实现方式中,可以从该电池的放电请求中获取该电池的当前电压,控制与该电池连接的充电设备的输出电压为该电池的当前电压,充电设备的输出电压为该电池的当前电压后,该充电设备与该电池的电势相同,从而使该充电设备的输出电流为零。在另一种实现方式中,充电设备都自带有暂停功能,充电系统可以控制与该电池连接的充电设备启动暂停功能,暂停输出电流。
在总充电功率小于总放电功率的情况下,控制请求放电的电池暂停放电,避免整个充电系统中出现无法被处于充电阶段的电池接受的冗余电量,通过控制与该电池连接的充电设备暂停输出或输出电流为零,控制过程简单、高效。
在本申请的一些实施例中,同一时刻处于暂停放电状态的电池可能有多个,同一时刻也可能接收到多个电池的放电请求,为了便于描述,本申请实施例将处于暂停放电状态的电池及当前请求放电的电池均称为待放电电池。在系统中存在多个待放电电池的应用场景下,同样周期性地或当检测到出现由放电状态切换至充电状态的电池时,判断是否满足预设功率条件,进而确定是否控制这些待放电电池放电。
在判断是否控制这些待放电电池放电的过程中,首先确定多个待放电电池的全组合,全组合中每个组合均至少包括一个待放电电池。例如,假设当前处于暂停放电状态的电池有电池A、B和C,则这三个电池的全组合包括电池A、电池B、电池C、(电池A,电池B)、(电池A,电池C)、(电池B,电池C)和(电池A,电池B,电池C),一共7种组合形式。
对于上述全组合中的每个组合,均根据每个当前放电电池的放电参数,分别计算每个当前放电电池的放电功率;根据每个组合中待放电电池的放电参数,分别计算每个组合中每个待放电电池的请求放电功率。根据所有当前放电电池的放电功率及每个组合中待放电电池的请求放电功率,分别计算每个组合对应的总放电功率。
即充电系统检测当前与每个电池连接的充电设备实际输出的电流和电压值,计算处于放电状态的每个电池对应的电流和电压值的乘积,得到每个处于放电状态的电池的放电功率。计算当前的组合中包括的每个待放电电池的请求放电电流和请求放电电压的乘积,分别得到该组合中每个待放电电池的请求放电功率。然后计算每个处于放电状态的电池的放电功率与该组合中每个待放电电池的请求放电功率,得到该组合对应的当前的总放电功率。对于每个处于充电状态的电池,计算电池对应的充电设备输出的电流和电压值的乘积,得到处于充电状态的电池的充电功率。计算每个处于充电状态的电池的充电功率之和,得到当前的总充电功率。
在存在多个待放电电池的情况下,对于这多个待放电电池的每种组合形式,均计算每种组合形式对应的总放电功率,从而后续可以判断每种组合形式是否符合预设功率条件,使得充放电控制更加灵活,有助于寻求充放电控制的最佳组合形式。
对于每一种组合形式,均判断是否满足预设功率条件,即判断当前的总充电功率是否大于等于组合对应的总放电功率,如果是,则确定该组合满足预设功率条件,并将该组合作为一个候选的组合。对于全组合中的每个组合,都按照上述方式进行操作,判断出全组合中是否存在总放电功率小于等于当前的总充电功率的组合。
若通过上述方式判断出一个或多个候选的组合,则基于判断出的组合确定允许放电的电池的放电路径,并控制允许放电的电池放电。
在有多个待放电电池的情况下,确定这多个电池的全组合,以组合为单位来判断每个组合是否满足预设功率条件,从而能够基于对总充电功率和总放电功率的控制情况,来确定允许待放电电池中一个或多个电池放电,使得多个待放电电池的情况下的控制过程更加灵活、高效。
在一些实施例中,若判断出存在总放电功率小于等于当前的总充电功率的组合只有一个,则控制判断出的组合包括的待放电电池放电,其放电路径为从该组合中的待放电电池经直流母线至充电阶段的电池。在另一些实施例中,若判断出存在总放电功率小于等于当前的总充电功率的组合有多个,则从判断出的组合中确定包含电池数目最多的目标组合;若确定出一个目标组合,则控制目标组合中的每个待放电电池放电。若确定出多个目标组合,则从多个目标组合中,选择待放电电池暂停放电的时长最长的目标组合,控制选择的目标组合中的每个待放电电池放电。
当判断出的候选的组合有多个时,选取包含待放电电池数目最多的组合,如此可以控制更多待放电放电的电池放电,缩短这些电池的总充电时长。当包含待放电电池数目最多的组合有多个时,分别确定这多个组合中每个待放电电池暂停放电的时长,确定暂停放电的时长最长的待放电电池,控制包含该待放电电池的组合中的每个待放电电池放电。如此能够确保使暂停放电的时长最长的电池恢复放电,避免该电池的等待时间过长。
在本申请实施例中,考虑到存在多个电池在同一时刻与充电设备建立充放电连接的情况,在这种情况下易出现多个电池同步处于充电阶段以及同步处于放电阶段的情况。当多个电池同步处于放电阶段时容易使得整个系统中的总充电功率小于总放电功率,从而容易使得多个电池同时处于暂停放电状态。基于此,本申请实施例中充电系统若检测到在同一时刻与多个电池建立充放电连接,则充电系统控制与这多个电池中每个电池连接的充电设备先后启动充电功能。
如图5所示,车1、车2和车n同时与充电设备连接,但实际充电开始是车1、车2和车n先后开始充电,这样能够使车1、车2和车n的放电阶段错开,避免在同一时间段多个车同时放电。
即虽然这多个电池同时与充电系统建立了充放电连接,但是充电系统控制每个电池连接的充电设备按照一定的时间先后顺序启动,使得这多个电池的实际充电过程是先后开始的,从而使这多个电池的放电阶段不完全同步,以减少出现总充电功率小于总放电功率的情况,使后续的控制过程更加顺畅,降低控制复杂度,提高充电效率。
在本申请实施例中,在充电系统同时与多个电池建立充放电连接的情况下,充电系统根据这多个电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径。有助于使得在同一时刻请求放电的电池放出的电量能够直接通过直流母线充入请求充电的电池中,使得这部分电量的转换路径很短,使电能得到最有效利用,电能转换效率最高。该实施例中在对电池进行超大倍率的持续快充时,采用快速切换到放电模式,消除电池负极锂离子聚集,消除了电芯析锂风险,减弱甚至消除电池极化现象,可以有效延缓电池寿命的衰减,使电池包的充电在健康的状态下进行,提高充电安全性。在充电过程中新增放电步骤,极大的提升了充电时的倍率,从整体上缩短了充电时间。即使在低温下,也可以通过充电和放电相互交替进行的模式,避免传统单向充电必须先加热等电池包温度达到一定程度才能逐步加大充电电流的情况。而且由于电池释放出的电量的转换路径很短,电量损耗极少,不会给用户带来额外的成本负担。充分考虑到商业化需求,使车主充电成本降低,充电站运营成本降低,节能环保。
为了便于理解本申请实施例提出的充放电控制方法,下面结合具体实例进行说明。如图2所示,假设此时正在充电或者即将来充电的车有车1、车2、车n。车1和充电系统中的DC/DC1物理连接完成后,DC/DC1与车1建立通信连接,并完成充电参数的配置进入充电流程。充电系统的控制单元启动AC/DC和DC/DC1的充电功能,按照车1BMS需求进行输出。
时间t1后,车2在车1正在充电时,也和充电系统建立了物理连接,DC/DC2与车2建立通信连接,并完成充电参数的配置进入充电流程。在对车1和车2充电过程中,若接收到车2发送的放电请求,则计算总充电功率Wc和总放电功率Wdisc,若Wc≥Wdisc,则控制单元直接启动DC/DC2的放电功能,DC/DC2按照车3的放电请求中携带的请求放电电流和请求放电电压进行输出,放电路径为车2的电池→DC/DC2→直流母线→处于充电阶段的DC/DCm→车m的电池。否则保持DC/DC2的零电流输出状态,并周期性地计算Wc和Wdisc,直到Wc≥Wdisc时,再启动DC/DC2的放电功能。
时间t2后,车n在车1和车2充电时,和DC/DCn建立了物理连接,DC/DCn与车n建立通信连接,并完成充电参数的配置进入充电流程。在对车1、车2和车n充电过程中,若接收到车n发送的放电请求,则计算此时的Wc和Wdisc,若Wc≥Wdisc,则控制单元直接启动DC/DCn的放电功能,否则保持DC/DCn的零电流输出状态,并周期性地计算Wc和Wdisc,直到Wc≥Wdisc时,再启动DC/DCn的放电功能。
在充电系统同时与多个电池建立充放电连接的情况下,充电系统依据电池的充放电参数确定请求放电的电池的放电路径,以在同一时刻请求放电的电池放出的电量能够直接通过直流母线充入请求充电的电池中,使得这部分电量的转换路径很短,既能够通过放电消除负极锂离子堆积,减弱甚至消除电池极化现象,提高充电安全性,又有助于提升电池的充电倍率,提高充电效率,实现安全快充的效果。而且由于电池释放出的电量的转换路径很短,电量损耗极少,不会给用户带来额外的成本负担。
本申请实施例还提供了一种充放电控制装置,应用于充电系统,充电系统包括至少两个充电设备,至少两个充电设备分别与电池连接,该装置用于执行上述各实施例提供的充放电控制方法,如图6所示,该装置包括:
放电路径确定模块201,用于当至少两个电池的至少一个请求放电时,根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径
放电路径确定模块201,用于根据当前连接的每个电池的充放电参数及预设功率条件,确定请求放电的电池的放电路径;预设功率条件包括当前连接的所有电池的总充电功率大于等于总放电功率。
放电路径确定模块201,用于根据当前连接的每个电池的充放电参数,确定当前是否满足预设功率条件;如果是,则确定请求放电的电池的放电路径为由请求放电的电池经直流母线流向请求充电的电池;如果否,则控制请求放电的电池暂停放电。
放电路径确定模块201,用于在预设时长内周期性地确定当前是否满足预设功率条件;或者,在预设时长内,每当检测到出现由放电状态切换至充电状态的电池时确定当前是否满足预设功率条件。
放电路径确定模块201,用于若请求放电的电池暂停放电的时长达到预设时长时仍不满足预设功率条件,则确定放电路径为由请求放电的电池流向电网和/或充电系统中的储能装置。
放电路径确定模块201,用于根据当前放电电池的放电参数和当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前连接的所有电池的总放电功率;根据当前充电电池的充电参数,计算当前连接的所有电池的总充电功率;根据总充电功率及总放电功率,确定当前是否满足预设功率条件。
放电路径确定模块201,用于根据当前放电电池的放电参数,计算所有当前放电电池的放电功率;根据当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前请求放电的电池的请求放电功率;计算所有当前放电电池的放电功率与请求放电功率之和,得到当前连接的所有电池的总放电功率。
放电路径确定模块201,用于确定多个待放电电池的全组合,全组合中每个组合均至少包括一个待放电电池;根据每个当前放电电池的放电参数,分别计算每个当前放电电池的放电功率;根据每个组合中待放电电池的放电参数,分别计算每个组合中每个待放电电池的请求放电功率;根据所有当前放电电池的放电功率及每个组合中待放电电池的请求放电功率,分别计算每个组合对应的总放电功率。
放电路径确定模块201,用于判断每个组合中是否存在总放电功率小于等于总充电功率的组合;若存在,则确定当前满足预设功率条件。
放电路径确定模块201,用于若判断出存在总放电功率小于等于当前的总充电功率的一个组合,则控制判断出的组合中的待放电电池放电;或者,若判断出存在总放电功率小于等于总充电功率的多个组合,则从多个组合中确定包含待放电电池数目最多的目标组合;若确定出一个目标组合,则控制目标组合中的每个待放电电池放电;若确定出多个目标组合,则从多个目标组合中,选择待放电电池暂停放电的时长最长的目标组合,控制选择的目标组合中的每个待放电电池放电。
放电路径确定模块201,用于控制与请求放电的电池连接的充电设备的输出电压为请求放电的电池的当前电压;或者,控制与请求放电的电池连接的充电设备暂停输出。
放电路径确定模块201,用于若充电系统在同一时刻与多个电池建立充放电连接,则控制与多个电池连接的充电设备先后启动充电功能。
本申请的上述实施例提供的充放电控制装置与本申请实施例提供的充放电控制方法出于相同的发明构思,具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
图7示出了本申请实施例的电子设备700的示意性框图。如图7所示,电子设备700包括处理器710,可选地,电子设备700还包括存储器720,其中,存储器720用于存储计算机程序,处理器710用于读取计算机程序并基于计算机程序执行前述本申请各种实施例的充放电控制方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,用于存储计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,实现前述本申请各种实施例的方法。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以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,本申请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技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,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)执行本申请各个实施例所述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(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,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,可轻易想到变化或替换,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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种充放电控制方法,其特征在于,应用于充电系统,所述充电系统包括至少两个充电设备,所述至少两个充电设备分别与电池连接,所述方法包括:
当至少两个所述电池的至少一个请求放电时,根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径,包括:
根据当前连接的每个电池的充放电参数及预设功率条件,确定请求放电的电池的放电路径;所述预设功率条件包括当前连接的所有电池的总充电功率大于等于总放电功率。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据当前连接的每个电池的充放电参数及预设功率条件,确定请求放电的电池的放电路径,包括:
根据当前连接的每个电池的充放电参数,确定当前是否满足预设功率条件;
如果是,则确定请求放电的电池的放电路径为由请求放电的电池经直流母线流向请求充电的电池;
如果否,则控制请求放电的电池暂停放电。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述控制请求放电的电池暂停放电之后,还包括:
在预设时长内周期性地确定当前是否满足所述预设功率条件;或者,
在预设时长内,每当检测到出现由放电状态切换至充电状态的电池时确定当前是否满足所述预设功率条件。
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:
若所述请求放电的电池暂停放电的时长达到所述预设时长时仍不满足所述预设功率条件,则确定放电路径为由请求放电的电池流向电网和/或所述充电系统中的储能装置。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法,其特征在于,所述根据当前连接的每个电池的充放电参数,确定当前是否满足预设功率条件,包括:
根据当前放电电池的放电参数和当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前连接的所有电池的总放电功率;
根据当前充电电池的充电参数,计算当前连接的所有电池的总充电功率;
根据所述总充电功率及所述总放电功率,确定当前是否满足预设功率条件。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据当前放电电池的放电参数和当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前连接的所有电池的总放电功率,包括:
根据当前放电电池的放电参数,计算所有当前放电电池的放电功率;
根据当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前请求放电的电池的请求放电功率;
计算所有当前放电电池的放电功率与所述请求放电功率之和,得到当前连接的所有电池的总放电功率。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,若暂停放电及当前请求放电的待放电电池有多个,则根据当前放电电池的放电参数和当前请求放电的电池的放电请求参数,计算当前连接的所有电池的总放电功率,包括:
确定多个所述待放电电池的全组合,所述全组合中每个组合均至少包括一个待放电电池;
根据每个当前放电电池的放电参数,分别计算每个当前放电电池的放电功率;根据每个组合中待放电电池的放电参数,分别计算每个组合中每个待放电电池的请求放电功率;
根据所有当前放电电池的放电功率及每个组合中待放电电池的请求放电功率,分别计算每个组合对应的总放电功率。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,根据所述总充电功率及所述总放电功率,确定当前是否满足预设功率条件,包括:
判断所述每个组合中是否存在总放电功率小于等于总充电功率的组合;
若存在,则确定当前满足所述预设功率条件。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若判断出存在总放电功率小于等于当前的总充电功率的一个组合,则控制判断出的所述组合中的待放电电池放电;或者,
若判断出存在总放电功率小于等于总充电功率的多个组合,则从所述多个组合中确定包含待放电电池数目最多的目标组合;若确定出一个所述目标组合,则控制所述目标组合中的每个待放电电池放电;若确定出多个所述目标组合,则从多个所述目标组合中,选择待放电电池暂停放电的时长最长的目标组合,控制选择的所述目标组合中的每个待放电电池放电。
11.根据权利要求3-10任一项所述的方法,其特征在于,所述控制请求放电的电池暂停放电,包括:
控制与请求放电的电池连接的充电设备的输出电压为所述请求放电的电池的当前电压;或者,
控制与请求放电的电池连接的充电设备暂停输出。
12.根据权利要求1-11任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述充电系统在同一时刻与多个电池建立充放电连接,则控制与所述多个电池连接的充电设备先后启动充电功能。
13.一种充放电控制装置,其特征在于,应用于充电系统,所述充电系统包括至少两个充电设备,所述至少两个充电设备分别与电池连接,所述装置包括:
放电路径确定模块,用于当至少两个所述电池的至少一个请求放电时,根据当前连接的电池的充放电参数,确定请求放电的电池的放电路径。
14.一种充电系统,其特征在于,包括:控制单元、电源转换器、直流母线及多个充电设备;
所述电源转换器分别与电网及所述直流母线连接;
所述多个充电设备均与所述直流母线连接,每个所述充电设备用于与电池连接;
所述控制单元,用于执行所述权利要求1-12任一项所述的方法。
15.根据权利要求14所述的充电系统,其特征在于,还包括储能装置及其对应的电压转换器;
所述储能装置通过所述电压转换器与所述直流母线连接。
16.一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如权利要求1-12任一项所述的方法。
17.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1-12任一项所述的方法。
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