CN116806316A - 包括新安装电池架的能量存储系统和用于控制其的方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施例的能量存储系统可以包括：多个第一电池架；多个电池保护单元，其用于分别管理所述多个第一电池架；多个第二电池架；多个DC/DC转换器，其用于分别管理所述多个第二电池架；以及电池部管理设备，其链接到多个电池保护单元和多个DC/DC转换器以监测多个DC/DC转换器和多个电池保护单元的输出，并且其控制多个DC/DC转换器的输出。

Description

包括新安装电池架的能量存储系统和用于控制其的方法
技术领域
本申请要求于2021年9月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0119406的优先权和权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文。
本发明涉及能量存储系统和用于控制能量存储系统的方法，并且更特别地，涉及包括新的或后续安装的电池架的能量存储系统和用于控制包括新的或后续安装的电池架的能量存储系统的方法。
背景技术
能量存储系统涉及各种技术，包括可再生能源、存储电力的电池和电网电力。近来，随着对智能电网和可再生能源的研究扩展以及对电力系统的效率和稳定性的强调，对用于电力供需控制以及电力质量改善的能量存储系统的需求正在增加。取决于使用目的，能量存储系统可以具有不同的输出和容量。为了配置大容量能量存储系统，多个电池系统可以连接以提供大容量能量存储系统。
在能量存储系统中，一些电池架的性能可能随时间而劣化，并且因此，新电池架可以被添加到现有电池架，以便补充现有电池架的性能。然而，在新添加的电池架和现有电池架之间可能存在性能差异，并且因此，由于新电池架和现有电池架当中的性能差异，可能会重复不必要的架平衡。这里，出现的问题在于，新电池架可能遵循现有电池架的性能，即使新电池架是为了现有电池架的性能补偿而添加的。换句话说，即使添加了新电池架，也不能充分地利用新电池架所具有的最大性能(例如，标称容量、使用时段等)。
发明内容
技术问题
为了避免相关技术的一个或多个问题，本公开的实施例提供了包括一个或多个现有电池架和一个或多个新电池架的能量存储系统。
为了避免相关技术的一个或多个问题，本公开的实施例还提供了一种用于控制电池系统的装置，该电池系统包括一个或多个现有电池架和一个或多个新电池架。
为了避免相关技术的一个或多个问题，本公开的实施例还提供了一种用于控制包括一个或多个现有电池架和一个或多个新电池架的能量存储系统的方法。
技术方案
为了实现本公开的目的，能量存储系统可以包括：多个第一电池架；多个电池保护单元，其被配置成分别管理多个第一电池架；多个第二电池架；多个DC/DC转换器，其被配置成分别管理多个第二电池架；以及电池部控制器，其被配置成监测多个电池保护单元的输出和多个DC/DC转换器的输出，并且控制多个DC/DC转换器的输出。
在该实施例中，电池部控制器可以被配置成：检测根据充电或放电命令操作的多个第一电池架的输出电力值，并且基于多个第一电池架的输出、关于多个第一电池架的信息、和关于多个第二电池架的信息中的至少一个来计算要由第二电池架输出的输出电力值。
这里，关于多个第二电池架的信息可以包括第二电池架的数目、第二电池架的健康状态(SOH)、充电状态(SOC)、输出电流、输出电力和温度中的至少一个。
此外，电池部控制器可以被配置成使用关于多个第二电池架的信息来计算每个第二电池架的输出权重。
电池部控制器还可以被配置成：基于每个第二电池架的输出权重和与能量存储系统中的电池架的总数相比的第二电池架的数目，计算第二电池架中的每一个的电力命令值。
当来自电力转换系统的输出命令指示停止充电/放电操作时，电池部控制器可以停止多个DC/DC转换器的输出。
充电或放电命令可以从能量管理系统发送到能量存储系统的电力转换系统。
根据本公开的另一个实施例，电池系统控制器可以包括至少一个处理器和配置成存储由至少一个处理器执行的至少一个指令的存储器，电池系统控制器连接到分别管理多个第一电池架的多个电池保护单元并且连接到分别管理多个第二电池架的多个DC/DC转换器。
这里，至少一个指令可以包括监测多个电池保护单元的输出和多个DC/DC转换器的输出的指令，以及基于监测结果控制多个DC/DC转换器的输出的指令。
监测多个电池保护单元的输出和多个DC/DC转换器的输出的指令可以包括检测根据充电或放电命令操作的多个第一电池架的输出电力值的指令。
基于监测结果控制多个DC/DC转换器的输出的指令可以包括基于多个第一电池架的输出、关于多个第一电池架的信息、和关于多个第二电池架的信息来计算要由第二电池架输出的输出电力值的指令。
基于监测结果控制多个DC/DC转换器的输出的指令可以包括基于多个第一电池架和多个第二电池架的输出电力值、多个第一电池架的数量信息、和多个第二电池架的数量信息来计算多个第二电池架的总电力命令值的指令，以及基于每个第二电池架的输出权重和总电力命令值来计算多个第二电池架中的每个的单独电力命令值的指令。
电池系统控制器可以监测从能量管理系统发送到电力转换系统的充电或放电命令。
根据本公开的另一个实施例，提供了一种用于控制能量存储系统的方法，其中能量存储系统包括多个第一电池架、被配置成分别管理多个第一电池架的多个电池保护单元、多个第二电池架、被配置成分别管理多个第二电池架的多个DC/DC转换器。该方法可以包括：使用电池系统控制器(BSC)监测多个电池保护单元的输出和多个DC/DC转换器的输出；检测根据充电或放电命令操作的多个第一电池架的输出电力值；以及基于多个第一电池架的输出、关于多个第一电池架的信息、和关于多个第二电池架的信息中的至少一个来计算将由第二电池架输出的输出电力值。
计算将由第二电池架输出的输出电力值可以包括：基于多个第一电池架和多个第二电池架的输出电力值、多个第一电池架的数量信息、和多个第二电池架的数量信息来计算多个第二电池架的总电力命令值；以及基于每个第二电池架的输出权重和总电力命令值来计算多个第二电池架中的每个的单独电力命令值。
这里，关于多个第二电池架的信息可以包括第二电池架的数目、多个第二电池架的健康状态(SOH)、充电状态(SOC)、输出电流、输出电力和温度中的至少一个。
用于控制能量存储系统的方法还可以包括当来自电力转换系统的输出命令指示停止充电/放电操作时停止多个DC/DC转换器的输出。
充电或放电命令可以从能量管理系统发送到电力转换系统。
有益效果
根据本公开的实施例，当新电池架被添加到具有现有电池架的现有能量存储系统时，可以避免或减少不必要的或过度的架平衡。
因此，新电池架的性能可以最充分地(例如，100％)被利用。
此外，通过仅修改电池部控制器的固件而不修改现有电力转换系统和现有电力管理系统的固件，可以用现有方法操作现有能量存储系统。
附图说明
图1是传统能量存储系统的框图。
图2是根据本发明的实施例的能量存储系统的框图。
图3图示了根据本发明的实施例的、当能量存储系统起动和停止时在现有区域和扩增区域中的每一个中的输出值和输出命令值之间的关系。
图4图示了根据本发明的实施例的计算用于扩增区域中的每个DC/DC转换器的输出控制权重的概念。
图5是根据本发明的实施例的用于控制能量存储系统的方法的流程图。
图6是根据本发明的实施例的电池部控制器的示意图。
具体实施方式
本发明可以以各种形式进行修改并具有各种实施例，并且其具体实施例在附图中以示例的方式示出并将在下面详细地描述。然而，应该理解，不旨在将本发明限制于具体实施例，而是相反，本发明将覆盖落入本发明的精神和技术范围内的所有修改、等同物和备选方案。在附图的整个描述中，相同的附图标记表示相同的元件。
应当理解，尽管诸如第一、第二、A、B等的术语可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文中所用，术语“和/或”包括多个相关联的列出的项目的组合或多个相关联的列出的项目中的任一个。
将理解，当元件被称为“耦合”或“连接”到另一个元件时，该元件可直接耦合或连接到另一元件，或者可以存在居间元件。相反，当元件被称为“直接耦合”或“直接连接”到另一个元件时，不存在居间元件。
本文中使用的术语仅仅是为了描述具体实施例的目的，并且并不旨在限制本发明。如本文中所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解，当在本文中使用时。术语“包括”、“包含”和/或“具有”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、构成元件、部件和/或其组合的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、构成元件、部件和/或其组合的存在或添加。
除非另有定义，本文中使用的所有术语——包括技术和科学术语——具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。还应当理解，诸如在常用词典中定义的那些术语的术语应当被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非在本文中明确定义，否则将不以理想化或过于正式的意义来解释。
本文中使用的一些术语定义如下。
充电状态(SOC)是指用百分点[％]表示的、电池的当前充电状态，并且健康状态(SOH)可以是用百分点[％]表示的、与其理想或原始状况相比的电池的当前状况。
电池架是指通过串联/并联连接模块单元而组装的最小单一结构的系统，模块单元由电池制造商设置。电池架可以由电池管理系统(BMS)监测和控制。电池架可以包括数个电池模块和电池保护单元或任何其它保护设备。
电池库是指通过并联连接数个架来配置的大规模电池架系统的群组。用于电池库的库BMS可以监测和控制数个架BMS，架BMS中的每一个管理电池架。
电池部控制器(battery section controller：BSC)是指控制包括电池库级结构或多库级结构的电池系统的最顶层的设备。电池部控制器也可以称为电池系统控制器。
标称容量(Nominal Capacity；Nominal Capa.)是指由电池制造商在开发期间设置的电池的容量[Ah]。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1是传统能量存储系统的框图。
在能量存储系统(ESS)中，典型地，电池单体是存储能量或电力的最小单元。电池单体的串联/并联组合可以形成电池模块，并且多个电池模块可以形成电池架。换句话说，电池架可以是作为电池模块的串联/并联组合的电池系统的最小单元。这里，取决于在其中使用电池的设备或系统，电池架可以被称为电池组。
参考图1，电池架可以包括多个电池模块和电池保护单元(BPU)10或任何其它保护设备。电池架可以通过架BMS(RBMS)而被监测和控制。RBMS可以监测要管理的每个电池架的电流、电压和温度等，基于监测结果计算电池的充电状态(SOC)，并控制电池架的充电和放电。
电池保护单元(BPU)10是用于保护电池架免受电池架中的异常电流和故障电流影响的设备。BPU可以包括主接触器(MC)、熔断器、断路器(CB)或断连开关(DS)。BPU 10可以基于来自架BMS的控制，通过对主接触器(MC)进行接通/关断控制来逐个架地控制电池系统。在短路的情况下，BPU 10还可以使用熔断器保护电池架免受短路电流的影响。因此，电池系统可以通过诸如BPU 10或开关设备的保护设备来控制。
电池部控制器(BSC)20位于包括多个电池、外围电路、和设备的每个电池部中，以监测和控制诸如电压、电流、温度、以及断路器的对象。电池部控制器20是包括具有多个电池架的至少一个电池库的电池系统中的最上层控制设备。电池部控制器20还可以用作具有多个库级结构的电池系统中的控制设备。
安装在每个电池部中的电力转换系统(PCS)40基于来自能量管理系统(EMS)30的充电/放电命令(例如，充电命令或放电命令)执行充电/放电。电力转换系统(PCS)40可以包括电力转换单元(DC/AC逆变器)和控制器。每个BPU 10的输出可以通过DC总线连接到PCS40，并且PCS 40可以连接到电网。此外，EMS(或电力管理系统(PMS))30可以管理整个能量存储系统(ESS)。
在如图1中所示的传统电池系统中，电池系统仅通过诸如BPU和开关设备的保护元件来管理。因此，不可能基于电池架或电池组的单独特性——诸如电池容量、SOH和SOC——来控制电池系统。
在这种能量存储系统中，多个电池架可以用作电压源，并且PCS使用恒定电流(CC)控制方法或恒定功率(CP)控制方法对电池架进行充电和放电。在电池架的初始安装时，电池架的性能几乎相似(如果用等效电阻表示，则其示出相似的电阻值)，并且每个架的充电/放电电流呈现相似的水平。然而，一些架可能随时间而经历劣化。在这种情况下，可以将新架添加到现有能量系统中，以便补充系统性能，这可以被称为扩增(augmentation)。
这里，在新添加的电池架(也称为第二电池架)与现有电池架(也称为第一电池架)之间可能存在性能差异，这可能导致根据现有控制方法的重复和不必要的(或过度的)架平衡，并且因此，新添加的电池架最终跟随现有电池架的劣化的性能。因此，即使添加了新电池架，也不能充分地利用新电池架的最大性能(例如，标称容量、使用时段等)。在本发明的实施例中，对新电池架的引用包括新制造的电池架，但是也可以包括用来在后续时间点扩增现有电池架的电池架，其包括用于DC/DC转换的DC/DC转换器，并且可以已经被先前使用和/或翻新。
图2是根据本发明的实施例的能量存储系统的框图。
图2示出了能量存储系统，其中多个新电池架被添加到先前被操作的现有能量存储系统中。在本发明的实施例中，现有能量存储系统可以包括类似于图1中所示的能量存储系统的元件。现有能量存储系统可以包括能量管理系统(EMS)300、电力转换系统(PCS)400、电池保护单元(BPU)100、电池架(旧电池架)、和电池部控制器200。能量管理系统(EMS)也可以被称为电力管理系统(PMS)，并且可以管理能量存储系统(ESS)。
电池部控制器(BSC)200可以在管理每个电池架的状态和将每个电池架的输出限制通知给监督系统(例如EMS)中起作用。电池部控制器(BSC)200可以以被装配和安装在台式个人计算机(PC)等上的形式来实现。但是这不是必需的，并且可以使用单独的设备或控制器来实现BSC 200。电力转换系统400可以基于来自EMS 300的充电/放电命令来执行充电/放电。电力转换系统400可以包括DC/AC电力转换器和控制器。
当实现其中一个或多个新电池架(新架、New Rack)被添加以补充先前操作的多个电池架(旧架、Old Rack)和BPU 100的扩增时——即，当现有电池架(旧架)和新电池架(新架)通过扩增共存时，在能量存储系统通过已管理现有电池架的现有控制方法而被管理的情况下，新电池架的性能可能迅速劣化或者可能出现电池架之间的平衡问题。
因此，代替电池保护单元(BPU)，根据本发明的实施例的能量存储系统可以使用专门用于扩增区域中的新添加的电池架(新架)的DC/DC转换器150，并且避免或减少新添加的电池架的快速劣化或电池架之间的平衡问题。
DC/DC转换器150可以包括主体和DC/DC控制器。DC/DC转换器150可以在新电池架(新架)和电力转换系统(PCS)400之间执行DC/DC转换。
布置在扩增区域中的DC/DC转换器150允许现有区域中的现有电池架(旧架)和扩增区域中的新电池架(新架)被电分离和操作。可以主动地控制DC/DC转换器150的输出。因此，即使在现有电池架(旧架)和新电池架(新架)之间存在SOC、SOH和容量上的差异，也可以考虑每个电池架的特性来控制电池输出。
每个DC/DC转换器150连接到BSC 200和PCS 400。BSC 200可以监测和管理具有DC/DC转换器150且被布置在扩增区域中的新电池架(新架)的状态，以及具有BPU 100且被布置在现有区域中的现有电池架(旧架)的状态。
同时，从使用由能量存储系统(ESS)提供的服务的终端用户的角度来看，电池是否可以在不改变现有PCS和EMS的情况下操作对于互操作性和便利性是重要的。
通过仅修改电池区域处的BSC固件而不修改PCS或EMS的任何固件，本发明提供了使用DC/DC转换器的扩增技术。
在本发明的实施例中，在扩增区域中并且用于扩增现有电池架(旧架)的新电池架(新架)可以仅具有DC/DC转换器150，并且不具有BPU 100。因此，使用专门用于扩增区域中的新添加的电池架(新架)的DC/DC转换器150代替电池保护单元(BPU)可以提供避免或减少新添加的电池架的快速劣化或电池架之间的平衡问题的优点，并且可以提供仅修改电池区域处的BSC固件而不修改PCS或EMS的任何固件的优点。
为了进一步解释扩增技术，将描述根据本发明的实施例的能量存储系统的起动序列。
参考图2，EMS 300可以向PCS 400发送用于输出电力的充电/放电命令(Pbat*)。PCS 400可以接收充电/放电命令(Pbat*)，并且可以指引对应于充电/放电命令(Pbat*)的输出电力(Pbat*)的输出。此时，对应于充电/放电命令(Pbat*)的输出电力(Pbat*)可以首先(临时地或短时间帧地)从布置在现有区域中的BPU架(包括BPU 100和现有电池架(旧架))输出。
这里，BSC 200可以知道数量信息，诸如有多少BPU架可以被布置在现有区域中以及有多少DC/DC架(包括新电池架(新架)和DC/DC转换器150)被布置在扩增区域中。BSC 200可以监测来自与BSC 200连接的所有现有电池架(旧架)的总输出电力(Pbat*)。因此，Pbat*是指从现有区域中的BPU架和扩增区域中的DC/DC架所需求的总输出电力。
同时，BSC 200可以至少基于现有区域中的现有电池架(BPU架或旧架)和扩增区域中的新电池架(DC/DC架或新架)的总输出电力Pbat*、现有电池架(BPU架或旧架)的数量信息、以及新电池架(DC/DC架或新架)的数量信息来计算具有将由扩增区域中的新电池架(新架)输出的输出值Paug*的扩增电力。
此外，BSC 200可以基于位于扩增区域中的每个新电池架(新架)的状态信息(SOC、SOH等)来计算每个新电池架(新架)的输出权重。通过将每个新电池架(新架)的输出权重乘以输出值Paug*，可以计算每个单独的DC/DC架的加权输出值。换句话说，BSC 200可以基于新电池架(新架)的DC/DC架与现有电池架(旧架)的BPU架相比的剩余能量，计算要基于针对DC/DC转换器150的充电/放电命令(Paug*)生成的输出值Paug*。针对每个DC/DC转换器150所计算的充电/放电命令Paug*可以通过通信线路250发送到每个DC/DC转换器150，并且DC/DC架总体地输出具有与充电/放电命令(Paug*)相对应的输出值Paug*的扩增电力。
在本发明的实施例中，用于输出电力Pbat*的充电/放电命令也可以被称为用于输出电力Pbat*的指示。就这一点而言，用于输出电力的充电/放电命令可以由得到输出电力Pbat*的充电/放电命令需求或要求的输出电力Pbat*的值来表达或符号化。因此，根据上下文，Pbat*可以用来表达充电/放电命令和输出电力。以类似的方式，用于输出值Paug*的充电/放电命令也可以被称为用于输出值Paug*的指示。就这一点而言，用于输出值的充电/放电命令可以由得到输出值Paug*的充电/放电命令需求或要求的输出值Paug*的值来表达或符号化。因此，根据上下文，Paug*可以用来指定充电/放电命令和输出值。
在发起PCS的输出之后，在非常短的时间内执行上述起动序列中的一系列处理。
接下来，将描述能量存储系统的停止序列。
当能量存储系统(ESS)停止或将要停止时，PCS 400的输出变为0。此时，由于在现有区域中的现有BPU区域涉及无源元件，其中的电池架的输出根据PCS输出而改变。然而，在扩增区域中的DC/DC区域在BSC 200的控制下操作，并且因此，输出值Paug*短暂地被保持。换句话说，例如，对于诸如小于1秒至1毫秒的非常短的时刻，扩增区域可以输出输出值Paug*，并且现有BPU区域可以暂时接受对应的输出。同时，BSC 200可以检测到朝向PCS 400的输出已经变为0，并且将对应于输出值Paug*的DC/DC区域输出命令值(Paug*)校正为0。通过该处理，现有BPU区域和DC/DC区域中所有架的输出变为0，并且系统操作停止。
图3图示了根据本发明的实施例的、当能量存储系统起动和停止时在每个区域中的输出值与输出命令值之间的关系。
在起动序列中，当Pbat*的总输出电力要从能量存储系统输出时，Pbat*的输出电力首先通过从EMS 300接收充电/放电命令(Pbat*)的PCS 400从现有区域中的旧电池架(旧架)的电池输出，BSC 200可以识别从现有区域中的旧电池架(旧架)的电池提供的输出电力Pbat*，并计算要由扩增区域中的新电池架(新架)的电池输出以扩增旧电池架的电池的输出值Paug*，以便提供或持续地提供Pbat*的总输出电力。用于所计算的输出值Paug*的充电/放电命令然后可以被传送到扩增区域。
当扩增区域基于用于所计算的输出值Paug*的充电/放电命令来输出Paug*的输出值时，由于从扩增区域中的新电池架(新架)的电池提供输出值Paug*，现有区域中的旧电池架(旧架)的电池开始输出(Pbat*-Paug*)的电力。这里，不管是否已经执行了扩增，PCS 400的总输出值的值保持为Pbat*，因为EMS 300向PCS 400发送用于Pbat*的输出电力的恒定命令值。如上所述，根据本发明，PCS 400和EMS 300可以在不改变其原始操作的情况下操作，而不管扩增与否。
另一方面，在停止序列中，由于系统停止，用于PCS 400的输出值的命令值变为0。由于现有BPU区域涉及无源元件，现有BPU区域中的现有电池架(旧架)的输出根据PCS 400的输出而改变。作为扩增区域的DC/DC区域可以保持输出值Paug*直到接收来自BSC 200的命令，并且在接收到来自BSC 200的停止命令时将输出控制为0。在扩增区域输出输出值Paug*期间的短时间内，现有BPU区域暂时接受对应的输出值(-Paug*)。当通过来自BSC的停止命令使DC/DC区域的输出变为0时，现有BPU区域的输出也变为0。
图4图示了根据本发明的实施例的计算扩增区域中的每个DC/DC转换器150的输出控制权重的概念。
根据本发明的实施例，BSC 200可以基于诸如扩增区域中的新电池架(新架)的SOC和SOH的信息来估计每个新电池架的状态，并且基于每个DC/DC架的状态来计算每个DC/DC架的输出权重。
具体地，参考图4，BSC 200可以从每个DC/DC架接收数据，诸如每个新电池架(新架)的SOC、SOH、电流、电压和温度。BSC 200可以使用该数据来分别计算每个DC/DC架的输出权重α1、α2、…、αn。
下面的等式1表示用于计算扩增区域的总输出命令值Paug*的等式。例如，在本发明的实施例中，Pbat*和Paug*的单位可以是瓦特(W)。
【等式1】
在等式1中，m表示BPU架(旧)的数目(或数量)，并且n可以表示DC/DC架(新)的数目(或数量)。此外，Pbat*表示与从EMS 300接收的充电/放电命令值Pbat*相对应的输出电力。
等式2表示用于基于与命令值Paug*相对应的输出值Paug*来计算扩增区域中的DC/DC架的单独输出值PDC/DC-1*至PDC/DC-n*的等式。
【等式2】
PDC/DC-1 *＝α1×Paug *
PDC/DC-2 *＝α2×Paug *
PDC/DC-n *＝αn×Paug *
α1+α2+…αn＝1
在等式2中，DC/DC架的单独输出值可以通过将扩增区域的Paug*的总输出值乘以每个DC/DC架的输出权重来计算。这里，每个DC/DC架的所有输出权重α之和为1。
在一个实施例中，假设扩增区域中的新电池架(新架)是相同类型的电池架。
在这种情况下，当充电时，相同类型且具有相似SOH的扩增区域中的电池可以具有新电池架#j(Rack#j)的输出权重αi，该输出权重由以下等式定义：
[等式3]
在上述等式3中，是指扩增区域中的整个新电池架(新架)的可充电值的总和，并且(100-SOCRack#j)是指应用了对应输出权重α的#j新电池架的可充电值，并且n是扩增区域中的新电池架的总数。
此外，当扩增区域中的电池为相同类型并具有相似的SOH时，在放电期间每个新电池架的输出权重α可以被确定为对应新电池架的SOC与扩增区域中整个新电池架的SOC的比率。也就是说，其可以被定义为以下等式：
[等式4]
另一方面，当电池为相同类型但新电池架具有不同的SOH时，每个新电池架的输出权重α可以通过不仅考虑每个新电池架的SOC而且考虑每个新电池架的SOH来确定。
例如，在充电期间每个新电池架的输出权重α可以如下被定义：
[等式5]
此外，在放电期间每个电池架的输出权重可以如下被定义：
[等式6]
在上面的等式中，n、i和j可以是整数。因此，将由单独的新电池架#j供应的扩增电力的量可以由新电池架#j的输出权重αj提供，并且输出权重可以包括在充电/放电命令(Paug*)中。
图5是根据本发明的实施例的用于控制能量存储系统的方法的流程图。
根据本发明的能量存储系统的控制方法可以由能量存储系统中的电池部控制器来执行，该能量存储系统包括：多个第一电池架；多个电池保护单元，其被配置成分别管理多个第一电池架；多个第二电池架；多个DC/DC转换器，其被配置成分别管理多个第二电池架。
电池部控制器可以监测多个电池保护单元和多个DC/DC转换器的输出(操作S510)。
电池部控制器可以检测根据能量存储系统的充电或放电命令操作的多个第一电池架的输出电力值(操作S520)。
此后，电池部控制器计算将由多个第二电池架输出的输出电力值(操作S530)。这里，可以使用多个第一电池架的输出电力值、关于多个第一电池架的信息、和关于多个第二电池架的信息来计算将由第二电池架输出的输出电力值。更具体地，在计算将由多个第二电池架输出的输出电力值的操作中，可以使用关于多个第二电池架的信息来计算每个第二电池架的输出权重。在该操作中，可以基于每个第二电池架的输出权重和与能量存储系统中电池架的总数相比的第二电池架的数目来计算第二电池架中的每个的电力命令值。这里，关于多个第二电池架的信息包括多个第二电池架的数目、第二电池架的SOH、SOC、输出电流、输出电力和温度中的一个或多个。
此后，可以根据所计算的输出电力值控制多个DC/DC转换器的输出(操作S540)。
图6是根据本发明的实施例的电池部控制器的示意图。
电池部控制器200可以包括至少一个处理器、被配置成存储由至少一个处理器执行的至少一个指令的存储器。
至少一个指令可以是监测多个电池保护单元的输出和多个DC/DC转换器的输出的指令，以及基于监测结果控制多个DC/DC转换器的输出以扩增多个电池保护单元的输出的指令。
这里，处理器可以执行存储在存储器中的至少一个指令。处理器可以意指中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或在其上执行根据本发明的实施例的方法的专用处理器。存储器(或存储设备)可以包括易失性存储介质和非易失性存储介质中的至少一个。例如，存储器可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)中的至少一个。
根据本发明的实施例的方法的操作可以实现为计算机可读记录介质上的计算机可读程序或代码。计算机可读记录介质包括在其中存储可由计算机系统读取的数据的所有类型的记录设备。此外，计算机可读记录介质可以分布在网络连接的计算机系统中，以便以分布方式存储和执行计算机可读程序或代码。计算机可读介质的示例可以包括诸如ROM、RAM和闪存的硬件设备，其被专门配置成存储和执行程序指令。程序指令的示例包括由例如编译器制作的机器代码，以及可由计算机使用解释器执行的高级语言代码。尽管已经在装置的上下文中描述了本发明的一些方面，但是它也可以表示根据对应方法的描述，其中框或装置对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法的上下文中描述的方面也可以表示对应框或项目或对应装置的特征。方法步骤中的一些或全部可以由(或使用)诸如例如微处理器、可编程计算机或电子电路的硬件设备来执行。在一些实施例中，最重要的方法步骤中的一个或多个可以由这样的装置执行。
在前述内容中，已经参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求书中描述的本发明的精神和领域的范围内，可以对本发明进行各种修正和改变。

Claims (19)

1.一种能量存储系统，包括：
多个第一电池架；
多个电池保护单元，所述多个电池保护单元被配置成分别管理所述多个第一电池架；
多个第二电池架；
多个DC/DC转换器，所述多个DC/DC转换器被配置成分别管理所述多个第二电池架；以及
电池部控制器，所述电池部控制器被配置成监测所述多个电池保护单元的输出和所述多个DC/DC转换器的输出，并且控制所述多个DC/DC转换器的输出。
2.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述电池部控制器被配置成：检测根据充电或放电命令操作的所述多个第一电池架的输出电力值，并且基于所述多个第一电池架的输出、关于所述多个第一电池架的信息、和关于所述多个第二电池架的信息中的至少一个来计算要由所述多个第二电池架输出的输出电力值。
3.根据权利要求2所述的能量存储系统，其中，关于所述多个第二电池架的信息包括所述第二电池架的数目、所述第二电池架的健康状态(SOH)、充电状态(SOC)、输出电流、输出电力和温度中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的能量存储系统，其中，所述电池部控制器被配置成使用关于所述多个第二电池架的信息来计算每个第二电池架的输出权重。
5.根据权利要求4所述的能量存储系统，其中，所述电池部控制器被配置成基于所述多个第一电池架和所述多个第二电池架的输出电力值、所述多个第一电池架的数量信息、以及所述多个第二电池架的数量信息来计算所述多个第二电池架的总电力命令值。
6.根据权利要求5所述的能量存储系统，其中，所述电池部控制器被配置成基于每个第二电池架的输出权重和所述总电力命令值来计算所述多个第二电池架中的每一个的单独电力命令值。
7.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，当来自电力转换系统的输出命令指示停止充电/放电操作时，所述电池部控制器停止所述多个DC/DC转换器的输出。
8.根据权利要求2所述的能量存储系统，其中，所述充电或放电命令从能量管理系统发送到所述能量存储系统的电力转换系统。
9.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述多个第二电池架仅由所述多个电池保护单元和所述多个DC/DC转换器当中的所述多个DC/DC转换器管理。
10.一种电池系统控制器，所述电池系统控制器连接到分别管理多个第一电池架的多个电池保护单元，并且连接到分别管理多个第二电池架的多个DC/DC转换器，所述电池系统控制器包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器被配置成存储由所述至少一个处理器执行的至少一个指令，
其中，所述至少一个指令包括：
监测所述多个电池保护单元的输出和所述多个DC/DC转换器的输出的指令；以及
基于监测结果控制所述多个DC/DC转换器的输出的指令。
11.根据权利要求10所述的电池系统控制器，其中，监测所述多个电池保护单元的输出和所述多个DC/DC转换器的输出的所述指令包括：检测根据充电或放电命令操作的所述多个第一电池架的输出电力值的指令。
12.根据权利要求10所述的电池系统控制器，其中，基于所述监测结果控制所述多个DC/DC转换器的输出的所述指令包括：基于所述多个第一电池架的输出、关于所述多个第一电池架的信息、以及关于所述多个第二电池架的信息来计算要由所述第二电池架输出的输出电力值的指令。
13.根据权利要求10所述的电池系统控制器，其中，基于所述监测结果控制所述多个DC/DC转换器的输出的所述指令包括：
基于所述多个第一电池架和所述多个第二电池架的输出电力值、所述多个第一电池架的数量信息、和所述多个第二电池架的数量信息来计算所述多个第二电池架的总电力命令值的指令，以及
基于每个第二电池架的输出权重和所述总电力命令值来计算所述多个第二电池架中的每个的单独电力命令值的指令。
14.根据权利要求11所述的电池系统控制器，其中，所述电池系统控制器监测从能量管理系统发送到电力转换系统的所述充电或放电命令。
15.一种用于控制能量存储系统的方法，所述能量存储系统包括多个第一电池架、被配置成分别管理所述多个第一电池架的多个电池保护单元、多个第二电池架、被配置成分别管理所述多个第二电池架的多个DC/DC转换器，所述方法包括：
使用电池系统控制器(BSC)监测所述多个电池保护单元的输出和所述多个DC/DC转换器的输出；
检测根据充电或放电命令操作的所述多个第一电池架的输出电力值；以及
基于所述多个第一电池架的输出、关于所述多个第一电池架的信息、和关于所述多个第二电池架的信息中的至少一个来计算要由所述第二电池架输出的输出电力值。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，计算要由所述第二电池架输出的输出电力值包括：
基于所述多个第一电池架和所述多个第二电池架的输出电力值、所述多个第一电池架的数量信息、和所述多个第二电池架的数量信息来计算所述多个第二电池架的总电力命令值；以及
基于每个第二电池架的输出权重和所述总电力命令值来计算所述多个第二电池架中的每个的单独电力命令值。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，关于所述多个第二电池架的信息包括所述第二电池架的数目、所述多个第二电池架的健康状态(SOH)、充电状态(SOC)、输出电流、输出电力和温度中的至少一个。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括：
当来自电力转换系统的输出命令指示停止充电/放电操作时，停止所述多个DC/DC转换器的输出。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述充电或放电命令从能量管理系统发送到电力转换系统。
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