CN116964894A - 蓄电源管理装置及控制其的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种蓄电源管理装置及控制其的方法。在根据本公开的管理装置中，控制单元被配置为从传感器单元获取蓄电源的运行特性信息并确定蓄电源的运行功率限制，在蓄电源的运行期间，利用运行特性信息，确定蓄电源的充电功率或放电功率，响应于满足充电功率或放电功率大于PCS的预设不稳定功率范围并且比运行功率限制大了第一阈值的第一运行停止条件，停止蓄电源的运行，并且响应于满足充电功率或放电功率在PCS的预设不稳定功率范围内，并且比运行功率限制大了第二阈值(其大于第一阈值)的第二运行停止条件，停止蓄电源的运行。

Description

蓄电源管理装置及控制其的方法

技术领域

本公开涉及一种蓄电源管理装置及控制其的方法，并且更具体地，涉及一种用于防止正在被充电或放电的蓄电源在充电或放电的后期停止充电/放电的蓄电源管理装置及控制其的方法。

本申请要求于2021年11月2日在韩国提交的韩国专利申请第10-2021-0149215号的优先权，其公开通过引用并入本文。

背景技术

近年来，全球资源枯竭和严重的气候变化导致对能源的兴趣增长，智能电网和可再生能源技术备受关注。由于可再生能源具有波动的能源供应劣势，因此需要应对这一劣势的技术。

储能系统(ESS)用于克服可再生能源的缺点，并且更有效地构建智能电网。

ESS是一种将通过可再生能源产生的电力或电力网的未使用或多余的电力存储在蓄电源中，并在需要电力时为电力网供应存储的电力以提高电力使用效率的系统。

ESS包括：包括多个电池的蓄电源、电力转换系统(PCS)和能量管理系统(EMS)。

PCS转换电流的特性，以将存储在蓄电源中的电力输出到电网，并执行监测-控制，独立运行和电网保护功能。EMS管理整个ESS，并且特别是作为调整蓄电源的充电条件和放电条件的角色，以更有效地运行储能系统。

PCS根据EMS设置的运营策略，使用从电力网或可再生能源发电机供应的电力为蓄电源充电。此外，PCS根据由EMS设置的运行策略，通过对蓄电源放电，为电力网提供电力。

PCS具有可控的功率规格。例如，当PCS的功率规格为5000kW时，PCS可以向蓄电源供应高达5000kW的充电功率，或者可以从蓄电源供应高达5000kW的放电功率。

PCS监测电力线的电压和电流，以防止蓄电源的充电功率和放电功率超过可控功率规格。PCS中包含的电压测量传感器和电流测量传感器存在测量误差。在电压测量传感器和电流测量传感器的误差为1％或更小的情况下，当充电功率和放电功率低时，PCS的功率控制精度可能会降低。在上面的示例中，对应于误差1％的功率为50kW。因此，当充电功率和放电功率等于或小于50kW时，PCS的功率控制精度可能会降低。在下文中，PCS的功率控制精度低的功率规格范围被定义为不稳定功率范围。

蓄电源具有管理装置。管理装置根据蓄电源的充电状态(SOC)和温度确定蓄电源的允许运行功率限制。运行功率限制是蓄电源的最大允许充电功率或放电功率。当输入到蓄电源的充电功率或从蓄电源输出的放电功率以预定百分比大于运行功率限制时，为了安全起见，蓄电源管理装置停止对蓄电源进行充电/放电。例如，当比运行功率限制大10％至20％被设置为充电/放电停止条件时，当蓄电源的充电功率或放电功率比运行功率限制大10％至20％时，管理装置立即停止对蓄电源进行充电/放电。

PCS功率控制精度低的功率范围是蓄电源的SOC接近完全充电状态或完全放电状态的时间。随着蓄电源的SOC接近完全充电状态或完全放电状态，充电功率或放电功率降低，最终低于PCS的不稳定功率范围。

如上所述，在不稳定功率范围内，PCS的功率控制精度低。也就是说，很难将充电功率和放电功率精确控制在蓄电源管理装置所需的水平。因此，在不稳定功率范围内，充电/放电停止事件经常发生。也就是说，经常性地，供应给蓄电源的充电功率或从蓄电源输出的放电功率可能以预定的百分比变得大于运行功率限制。由此原因，在某些情况下，蓄电源未充满电或放电并突然停止工作。

发明内容

技术问题

本公开是在上述背景下设计的，因此本公开旨在提供一种具有改进的控制逻辑的蓄电源管理装置，以防止当蓄电源的充电功率或放电功率低于电力转换系统的不稳定功率范围时蓄电源突然停止运行，以及控制该蓄电源管理装置的方法。

技术方案

为了解决上述技术问题，根据本公开的一个方面的蓄电源管理装置包括：被配置成测量蓄电源的运行特性的传感器单元；以及可操作地耦合到传感器单元的控制单元。

优选地，控制单元可被配置成(i)从传感器单元获取蓄电源的运行特性信息并确定蓄电源的运行功率限制，(ii)在蓄电源的运行期间，使用运行特性信息，确定从电力转换系统(PCS)供应的充电功率或提供给PCS的放电功率，(iii)响应于满足充电功率或放电功率大于PCS的预设不稳定功率范围，并且充电功率或放电功率比运行功率限制大了第一阈值的第一运行停止条件，停止蓄电源的运行，(iv)响应于满足充电功率或放电功率在PCS的预设不稳定功率范围内，并且充电功率或放电功率比运行功率限制大第二阈值(其大于第一阈值)的第二运行停止条件，停止蓄电源的运行。

根据一个方面，控制单元可以被配置成从传感器单元接收包括蓄电源的充电/放电电流、电压和温度的运行特性信息，通过累积充电/放电电流来确定蓄电源的充电状态(SOC)，并通过参考查找信息来确定与所确定的SOC和所接收的温度相对应的蓄电源的运行功率限制，该查找信息定义SOC和温度与运行功率限制之间相关性。

根据另一方面，控制单元可以从PCS接收与PCS的预设不稳定功率范围相关联的信息。

优选地，第一阈值可以是运行功率限制的10％至30％。此外，第二阈值可以是运行功率限制的30％至60％。

可选地，第二阈值可以随着蓄电源的充电功率或放电功率的降低而增加。

根据又一方面，蓄电源可以包括第一至第n电池架。

为了解决上述技术问题，根据本公开的另一方面的蓄电源管理装置包括：分别安装在第一至第n电池架中的第一至第n从属控制单元；以及耦合到第一至第n从属控制单元实现它们之间的通信的主控制单元。

优选地，第一至第n从属控制单元中的每个可以被配置成从传感器单元获取其自身安装到的电池架的运行特性信息，使用运行特性信息确定电池架的运行功率限制和充电功率或放电功率，并将其提供给主控制单元。

优选地，主控制单元可以被配置成通过对从第一至第n从属控制单元传输的运行功率限制和充电功率或放电功率求和来确定总运行功率限制和总充电功率或放电功率，响应于满足总充电功率或放电功率大于PCS的预设不稳定功率范围，并且总充电功率或放电功率比总运行功率限制大了第一阈值的第一运行停止条件，向第一至第n从属控制单元提供运行停止消息，并响应于满足总充电功率或放电功率在PCS的预设不稳定功率范围内，并且总功率充电功率或放电功率比总运行功率限制大了第二阈值(其大于第一阈值)的第二运行停止条件，向第一至第n从属控制单元提供运行停止消息。

为了解决上述技术问题，根据本公开的又一方面的控制蓄电源管理装置的方法包括：从测量蓄电源的运行特性的传感器单元获取蓄电源的运行特性信息；使用运行特性信息确定蓄电源的运行功率限制；在蓄电源的运行期间，使用运行特性信息确定从PCS供应的充电功率或提供给PCS的放电功率；响应于满足充电功率或放电功率大于PCS的预设不稳定功率范围，并且充电功率或放电功率比运行功率限制大了第一阈值的第一运行停止条件，停止蓄电源的运行；并且响应于满足充电功率或放电功率在PCS的预设不稳定功率范围内，并且充电功率或放电功率比运行功率限制大了第二阈值(其大于第一阈值)的第二运行停止条件，停止蓄电源的运行。

为了解决上述技术问题，根据本公开的又一方面的控制蓄电源管理装置的方法是一种控制蓄电源管理装置的方法，该蓄电源管理装置包括分别安装在第一至第n电池架中的第一至第n从属控制单元，以及耦合到第一至第n从属控制单元以实现它们之间的通信的主控制单元，并且该方法包括：通过第一至第n从属控制单元中的每一个从测量其自身安装到的电池架的运行特性的传感器单元获取运行特性信息，确定电池架的运行功率限制和充电功率或放电功率，并将其提供给主控制单元；由主控制单元通过将从第一至第n从属控制单元传输的运行功率限制和充电功率或放电功率求和，确定总运行功率限制和总充电功率或放电功率；响应于满足总充电功率或放电功率大于PCS的预设不稳定功率范围，并且总充电功率或放电功率比总运行功率限制大了第一阈值的第一运行停止条件，由主控制单元向第一至第n从属控制单元提供运行停止消息；响应于满足总充电功率或放电功率在PCS的预设不稳定功率范围内，并且总充电功率或放电功率比总运行功率限制大了第二阈值(其大于第一阈值)的第二运行停止条件，由主控制单元向第一至第n从属控制单元提供运行停止消息；并且响应于接收到运行停止消息，由第一至第n从属控制单元停止其自身安装到的电池架的运行。

有益效果

根据本公开，当蓄电源的充电功率或放电功率低于电力转换系统的不稳定功率范围时，充电/放电停止条件被放松。因此，通过防止蓄电源在充电或放电的后期停止运行，可以对蓄电源进行完全充电和完全放电。通过这种方式，可以最大限度地利用蓄电源的容量。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施例，并且与以下详细描述一起，用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此本公开不应被解释为仅限于附图。

图1是根据本公开第一实施例的蓄电源管理装置的示意图。

图2是根据本公开第二实施例的蓄电源管理装置的示意图。

图3是根据本公开第一实施例的用于控制蓄电源管理装置的方法的流程图。

图4是根据本公开第二实施例的用于控制蓄电源管理装置的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本公开的示例性实施例。在说明书之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而应基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解释，其基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则。因此，本文中描述的实施例和附图中的图示只是本公开的示例性实施例，并没有完全描述本公开的技术方面，因此应当理解，在提交专利申请时可以对其进行各种其它等同和修改。

图1是根据本公开第一实施例的蓄电源管理装置10的示意图。

参见图1，第一实施例的蓄电源管理装置10耦合到蓄电源11。蓄电源11通过开关12连接到电力转换系统(PCS)13。PCS13被包括在储能系统(ESS)中并被配置为转换电流的特性，以便将存储在蓄电源11中的电力输出到电网或将电网的电力供应给蓄电源11，并独立运行和电网保护功能执行监测和控制。

蓄电源11包括多个电池14。多个电池14可以串联和/或并联连接。在示例中，多个电池可以安装在电池架中。电池架广泛用于ESS，并且包括架结构，其中可以装载多个电池14。优选地，电池架可以是包含在ESS中的组件。

多个电池14可以是锂离子电池，并且本公开不受电池14类型的限制。

开关12是用于将PCS13与蓄电源11连接/从蓄电源11断开的组件。开关12可以是继电器开关或电力半导体开关。然而，本公开不受开关12类型的限制。

蓄电源管理装置10包括传感器单元15，以测量蓄电源11的运行特性。优选地，传感器单元15包括电压测量单元15a、电流测量单元15b和温度测量单元15c。

电压测量单元15a在对多个电池单体14进行充电或放电期间以预定的时间间隔测量每个电池单体的电压，并将电压测量值输出到控制单元16。

电压测量单元15a可以是对应技术领域中已知的电压测量电路。电压测量电路是众所周知的，并且其详细描述被省略了。

电流测量单元15b以预定的时间间隔测量流经多个电池单体14的充电/放电电流，并将电流测量值输出到控制单元16。

电流测量单元15b可以是对应技术领域中已知的电流测量电路。电流测量单元15b可以是霍尔效应传感器或感测电阻器，其输出对应于电流大小的电压值。电压值可以根据欧姆定律转换为电流值。

温度测量单元15c在多个电池单体14的充电或放电期间以预定的时间间隔测量每个电池单体14的温度，并将温度测量值输出到控制单元16。

温度测量单元15c可以是对应技术领域中已知的温度测量电路。温度测量单元15c可以是热电偶或温度测量设备，其输出对应于温度的电压值。电压值可以使用电压-温度转换查找表(函数)转换为温度值。

蓄电源管理装置10包括控制单元16。控制单元16从传感器单元15获取蓄电源11的运行特性信息，并确定蓄电源11的运行功率限制。运行特性信息与包含在蓄电源11中的多个电池单体14的电压、充电/放电电流和温度相关联。此外，运行功率限制是可施加到蓄电源11的最大充电功率或可从蓄电源11输出到电网的最大放电功率。

控制单元16可以通过累积多个电池单体14中每个电池单体的充电/放电电流来确定每个电池单体的充电状态(SOC)，并通过对电池单体的SOC求和来确定蓄电源11的SOC。

充电/放电电流的累积是使用与本公开有关的技术领域中已知的库仑计数进行的。当累积充电/放电电流时，SOC的初始值可以使用在多个电池单体14保持空载状况预定时间后测量的稳定电压来确定。也就是说，可以通过参考预先定义稳定电压与SOC之间相关性的查找信息来查找与稳定电压对应的SOC，并且可以将查找的SOC设置为SOC的初始值。

在另一示例中，控制单元16可以通过将与多个电池单体14中每个电池单体的电压、充电/放电电流和温度相关联的信息输入扩展卡尔曼滤波器来确定每个电池单体的SOC，并通过对电池单体的SOC求和来确定蓄电源11的SOC。用于根据电池单体的电压、充电/放电电流和温度确定SOC的扩展卡尔曼滤波器在对应技术领域中是已知的。

例如，对于使用扩展卡尔曼滤波器的SOC估计，可以参考Gregory L.Plett的论文“基于LiPB的HEV电池组的电池管理系统的扩展卡尔曼滤波，第1，2和3部分(电源期刊134，2004，252-261)(Extended Kalman filtering for battery management systemsofLiPB-based HEV battery packs Parts 1,2and 3”(Journal of Power Source 134,2004,252-261))”，其公开通过引用并入本文。

优选地，控制单元16可以通过参考定义SOC和温度与运行功率限制之间的相关性的查找信息来确定对应于蓄电源11的当前SOC和当前温度的运行功率限制。

蓄电源11通过供暖、通风和空调(HVAC)系统一致地维持温度。因此，蓄电源11的温度可以是电池单体的平均温度。可替选地，蓄电源11的温度可以是电池单体的最高温度。

除了参考查找信息外，运行功率限制可以通过任何其他已知的方法确定，并且本公开不限于用于确定运行功率限制的特定方法。

此外，控制单元16可以确定在对蓄电源11进行充电或放电期间从PCS13供应给蓄电源11的充电功率或从蓄电源11提供给PCS13的放电功率。

为此，控制单元16可以通过将多个电池单体14的总电压和充电/放电电流相乘来确定充电功率或放电功率。总电压可以通过对每个电池单体的电压求和来确定。每个电池单体的电压和充电/放电电流可以通过参考通过传感器单元15获得的运行特性信息来获得。

控制单元16可以通过直接测量PCS13和蓄电源11所连接的电力线的电流和电压，确定从PCS13供应给存储器11的充电功率或从存储器源11提供给PCS13的放电功率。在这种情况下，蓄电源管理装置10可以包括电流测量单元(未示出)和电压测量单元(未示出)，以用于分别监测电力线的电流和电压。

控制单元16可以通过确定蓄电源11的充电功率或放电功率是否属于PCS13的预设不稳定功率范围，以及充电功率或放电功率是否大于阈值的运行功率限制来维持或停止蓄电源11的运行。

根据一个方面，控制单元16可以确定是否满足蓄电源11的充电功率或放电功率大于PCS13的预设不稳定功率范围，并且充电功率或放电功率大于第一阈值的蓄电源11的运行功率限制的条件(第一运行停止条件)。当满足第一运行停止条件时，控制单元16可以关闭开关12以停止对蓄电源11的充电或放电。相反，当第一运行停止条件不满足时，控制单元16可以保持开关12处于导通状态以保持对蓄电源11的充电或放电。

根据另一方面，控制单元16可以确定是否满足蓄电源11的充电功率或放电功率在PCS13的预设不稳定功率范围内，并且充电功率或放电功率大于第二阈值(其大于第一阈值)的蓄电源11的运行功率限制的条件(第二运行停止条件)。当满足第二运行停止条件时，控制单元16可以关闭开关12以停止对蓄电源11的充电或放电。相反，当第二运行停止条件不满足时，控制单元16可以保持开关12处于导通状态以保持对蓄电源11的充电或放电。

第一阈值可设置为运行功率限制的10％至30％。在这种情况下，当满足蓄电源11的充电功率或放电功率大于PCS13的预设不稳定功率范围，并且充电功率或放电功率大于运行功率限制10％至30％的条件时，控制单元16可以停止蓄电源11的运行。

第二阈值可设置为运行功率限制的30％至60％。在这种情况下，当满足蓄电源11的充电功率或放电功率在PCS13的预设不稳定功率范围内，并且充电功率或放电功率大于蓄电源11的运行功率限制30％至60％的条件时，控制单元16可以停止蓄电源11的运行。

根据本公开，当蓄电源11的充电功率或放电功率在PCS13的预设不稳定功率范围内时，应用第二运行停止条件。不稳定功率范围是由PCS的电压和电流测量误差引起的。例如，当电压和电流测量误差为1％时，不稳定功率范围是对应于“PCS的功率规格*测量误差”的功率范围。当PCS的功率规格为5000kW时，不稳定功率范围在0到50kW之间。

蓄电源11的充电功率或放电功率进入不稳定功率范围的时间是蓄电源11接近完全充电状态或完全放电状态的时间。此时，由于充电功率或放电功率非常低，即使第二阈值大于第一阈值，也不会出现安全问题。由于蓄电源11包括多个电池单体14，即使第二阈值大于第一阈值，在每个电池单体看来，超出运行功率限制的程度也不是要担心的水平。

如上所述，当PCS13的充电功率或放电功率进入不稳定功率范围时，蓄电源11的充电/放电停止条件从第一阈值增加到第二阈值使得可以防止蓄电源11在充电或放电的后期突然停止，而不会引起电池单体的安全问题，并利用蓄电源11从完全充电状态到完全放电状态。通过这种方式，可以提高能源使用效率。

同时，第二阈值可以取决于蓄电源11的充电功率或放电功率的水平适应性地变化。在示例中，当蓄电源11的充电功率或放电功率属于PCS13的预设不稳定功率范围时，随着充电功率或放电功率的减小，第二阈值可以逐渐增加。这是因为随着充电功率或放电功率越低，发生电池单体安全问题的可能性越低。

蓄电源管理装置10还可以包括存储介质17和通信接口18。

存储介质17不限于特定类型，并且包括能够记录和擦除数据和/或信息的任何类型的存储介质。例如，存储介质17可以是RAM、ROM、寄存器、闪存、硬盘或磁性记录介质。

存储介质17可以电连接到控制单元16，例如，通过数据总线以允许控制单元16访问。

存储介质17存储和/或更新和/或擦除和/或传输程序，包括由控制单元16执行的控制逻辑和/或执行控制逻辑时生成的数据和/或预设数据或查找信息/表。

控制单元16通过通信接口18向PCS13传输信息和/或数据/从PCS13接收信息和/或数据。优选地，控制单元16可以通过通信接口18接收与PCS13的不稳定功率范围相关联的信息并将其记录在存储介质17中。当确定是否满足第一运行停止条件和第二运行停止条件时，可以参考与存储在存储介质17中的不稳定功率范围相关联的信息。

此外，控制单元16可以通过通信接口18将运行功率限制传输到PCS13。然后，PCS13向蓄电源11供应充电功率以不超过运行功率限制。在这种情况下，PCS13将电力网的交流电转换为对应于充电功率的直流电，并将其提供给蓄电源11。此外，PCS13在不超过运行功率限制的范围内从蓄电源11被供应直流放电功率，并在将直流电转换为交流电后将其供应给电力网。

通信接口18可以是已知的有线或无线通信接口，其支持近场通信或远距离通信。例如，通信接口18可以是近场无线通信接口，诸如CAN通信接口、菊花链接口、以太网通信接口、WI-FI、蓝牙，或Zigbee，但本公开不限于此。

图2是根据本公开第二实施例的蓄电源管理装置20的示意图。

参见图2，在第二实施例中，蓄电源11包括第一至第n电池架11-1～11-n。以与第一实施例的蓄电源11相同的方式，每个电池架包括串联和/或并联连接的多个电池单体。

蓄电源管理装置20包括分别耦合到第一至第n电池架11-1～11-n的第一至第n从属控制单元16-1～16-n。第一至第n从属控制单元16-1～16-n包括分别耦合到第一至第n电池架11-1～11-n的第一至第n传感器单元15-1～15-n。与第一实施例相同，第一至第n传感器单元15-1～15-n包括电压测量单元15a、电流测量单元15b和温度测量单元15c。

此外，蓄电源管理装置20包括分别耦合到第一至第n从属控制单元16-1～16-n的第一至第n存储介质17-1～17-n。此外，蓄电源管理装置20包括分别耦合到第一至第n从属控制单元16-1～16-n的第一至第n通信接口18-1～18-n。第一至第n存储介质17-1～17-n和第一至第n通信接口18-1～18-n与第一实施例基本相同。

此外，蓄电源管理装置20包括主控制单元21。主控制单元21可以可操作地耦合到存储介质22和通信接口23。存储介质22和通信接口23与第一实施例的存储介质17和通信接口18基本相同。

主控制单元21可以通过通信接口23向第一至第n从属控制单元16-1～16-n传输数据和/或信息/从第一至第n从属控制单元16-1～16-n接收数据和/或信息。

在下面的描述中，当主控制单元21和第一至第n从属控制单元16-1～16-n传输和接收数据和/或信息时，显然，通信接口16-1～16-n、23将被使用。因此，在描述控制单元之间的数据和/或信息的传输/接收时，省略了通信接口的提及。

优选地，第一至第n从属控制单元16-1～16-n执行基本相同的操作。

具体地，第一从属控制单元16-1从传感器单元15-1获取运行特性信息，传感器单元15-1测量安装有第一从属控制单元16-1的第一电池架11-1的运行特性，确定第一电池架11-1的运行功率限制，并经由通信将其传输到主控制单元21。第二从属控制单元16-2至第n从属控制单元16-n还确定其中第二从属控制单元16-2至第n从属控制单元16-n分别安装的第二至第n电池架11-2～11-n的运行功率限制，并经由通信将其传输给主控制单元21。确定运行功率限制的方法与第一实施例基本相同。

此外，第一从属控制单元16-1确定第一电池架11-1的充电或放电期间的充电功率或放电功率，并经由通信向主控制单元21提供充电功率或放电功率。第二从属控制单元16-2至第n从属控制单元16-n还确定第二从属控制单元16-2至第n从属控制单元16-n分别安装于其中的第二至第n电池架11-2～11-n的充电功率或放电功率，并经由通信将其传输到主控制单元21。确定充电功率或放电功率的方法与第一实施例基本相同。

当运行功率限制从第一从属控制单元16-1～16-n传输时，主控制单元21可以通过对每个值求和来确定第一至第n电池架11-1～11-n的总运行功率限制。

此外，当充电功率或放电功率从第一从属控制单元16-1～16-n传输时，主控制单元21可以通过对每个值求和来确定第一至第n电池架11-1～11-n的总充电功率或放电功率。

根据一个方面，另外，主控制单元21确定是否满足总充电功率或放电功率大于PCS13的预设不稳定功率范围，并且总充电功率或放电功率比总运行功率限制大了第一阈值的条件(第一运行停止条件)。优选地，以与第一实施例相同的方式，第一阈值可以设置为总运行功率限制的10％至30％，但本公开不限于此。

当满足第一运行停止条件时，主控制单元21经由通信向第一至第n从属控制单元16-1～16-n传输运行停止消息。相反，当第一运行停止条件不满足时，主控制单元21经由通信向第一至第n从属控制单元16-1～16-n传输运行维持消息。

根据另一方面，主控制单元21确定是否满足总充电功率或放电功率在PCS13的预设不稳定功率范围内，并且总充电功率或放电功率比总运行功率限制大了第二阈值(其大于第一阈值)的条件(第二运行停止条件)。优选地，以与第一实施例相同的方式，第二阈值可以设置为总运行功率限制的30％至60％，但本公开不限于此。

当满足第二运行停止条件时，主控制单元21经由通信将运行停止消息传输到第一至第n从属控制单元16-1～16-n。相反，当第二运行停止条件不满足时，主控制单元21经由通信将运行维持消息传输到第一至第n从属控制单元16-1～16-n。

当第一从属控制单元16-1经由通信接收到来自主控制单元21的运行停止消息时，第一从属控制单元16-1关闭在其中安装了第一从属控制单元16-1的第一电池架11-1中安装的开关12-1，以停止对第一电池架11-1的充电或放电。相反，当第一从属控制单元16-1经由通信接收来自主控制单元21的运行维持消息时，第一从属控制单元16-1维持在其中安装第一从属控制单元16-1的第一电池架11-1中安装的开关12-1的开启状态，以保持对第一电池架11-1的充电或放电。

与第一从属控制单元16-1相同的方式，当第二至第n从属控制单元16-2～16-n经由通信接收到运行停止消息时，第二至第n从属控制单元16-2～16-n停止其中分别安装了第二至第n从属控制单元16-2～16-n的电池架的运行，相反，当第二至第n从属控制单元16-2～16-N经由通信接收到运行维持消息时，第二至第n从属控制单元16-2～16-N维持其中分别安装了第二至第n从属控制单元16-2～16-N的电池架的运行。

图3是根据本公开第一实施例的用于控制蓄电源管理装置的方法的流程图。

图3是根据第一实施例的用于控制蓄电源管理装置10的方法，除非另有说明，否则图3的步骤由第一实施例的控制单元16执行。另外，图3的步骤可以周期性地以预定的时间间隔重复。

参见图1和图3，在步骤S10中，控制单元16从传感器单元15获取蓄电源11的运行特性信息。

随后，在步骤S20中，控制单元16使用运行特性信息确定蓄电源11的运行功率限制。

随后，在步骤S30中，控制单元16确定从PCS13供应给蓄电源11的充电功率或从蓄电源11供应给PCS13的放电功率。

随后，在步骤S40中，控制单元16确定蓄电源11的充电功率或放电功率是否大于PCS13的预设不稳定功率范围。

当步骤S40的确定为“是”时，在步骤S50中，控制单元16确定蓄电源11的充电功率或放电功率是否比对应于蓄电源11的SOC和温度的运行功率限制大了第一阈值。

当步骤S50的确定为“是”时，在步骤S70中，控制单元16关闭安装在电力线12中的开关以停止蓄电源11的运行。相反，当步骤S50的确定为“否”时，在步骤S80中，控制单元16维持安装在电力线中的开关12的导通状态，以维持蓄电源11的运行。

另一方面，当步骤S40的确定为“否”时，在步骤S60中，控制单元16确定蓄电源11的充电功率或放电功率是否比对应于蓄电源11的SOC和温度的运行功率限制大了第二阈值(其大于第一阈值)。

当步骤S60的确定为“是”时，在步骤S90中，控制单元16关闭安装在电力线12中的开关以停止蓄电源11的运行。相反，当步骤S60的确定为“否”时，在步骤S100中，控制单元16维持安装在电力线中的开关12的导通状态，以维持蓄电源11的运行。

根据本公开，当蓄电源11的充电功率或放电功率属于PCS13的预设不稳定功率范围时，可以通过增加蓄电源11的充电/放电停止条件来防止蓄电源11在充电或放电的后期停止运行。因此，可以对蓄电源11进行完全充电和完全放电，从而最大限度地利用蓄电源11的容量。

图4是根据本公开第二实施例的用于控制蓄电源管理装置20的方法的流程图。

图4所示的方法是根据第二实施例的用于控制蓄电源管理装置20的蓄电源的方法，并且图4的步骤由第二实施例的第一至第n从属控制单元16-1～16-n或主控制单元21执行。另外，图4的步骤可以周期性地以预定的时间间隔重复。

参见图2和图4，在步骤S200中，第一从属控制单元16-1从传感器单元15-1获取运行特性信息，传感器单元15-1测量安装第一从属控制单元16-1的第一电池架11-1的运行特性，确定第一电池架11-1的运行功率限制并将其提供给主控制单元21。与第一从属控制单元16-1相同的方式，第二至第n从属控制单元16-2～16-n确定第二至第n电池架11-2～11-n的运行功率限制并将其提供给主控制单元21。

随后，在步骤S210中，主控制单元21通过将从第一至第n从属控制单元16-1～16-n传输的运行功率限制求和来确定总运行功率限制。

随后，在步骤S220中，主控制单元21确定在第一和第n电池架11-1～11-n的运行期间从PCS13供应的总充电功率或供应给PCS13的总放电功率。

为了确定总充电功率或放电功率，第一至第n从属控制单元16-1～16-n可以确定在其中分别安装第一至第n从属控制单元16-1～16-n的电池架的充电功率或放电功率，并经由通信将其传输到主控制单元21。然后，主控制单元21可以通过对每个电池架的充电功率或放电功率求和来确定总充电功率或放电功率。可替选地，主控制单元21可以使用分别安装在电力线中的电压测量单元(未示出)和电流测量单元(未示出)来测量电力线的电压和电流，并通过电压和电流的乘法来确定总充电功率或放电功率。确定每个电池架的充电功率或放电功率的方法与上述相同。

步骤S220之后是步骤S230。

在步骤S230中，主控单元21确定总充电功率或放电功率是否大于PCS13的预设不稳定功率范围。

当步骤S230的确定为“是”时，在S240中，主控单元21确定总充电功率或放电功率是否比总运行功率限制大了第一阈值。

当步骤S240的确定为“是”时，在步骤S250中，主控制单元21经由通信将运行停止消息传输到第一至第n从属控制单元16-1～16-n。然后，在步骤S260中，第一至第n从属控制单元16-1～16-n关闭在其中分别安装第一至第n从属控制单元16-1～16-n的电池架的开关，以停止电池架的运行。

当步骤S240的确定为“否”时，在步骤S270中，主控制单元21经由通信将运行维持消息传输到第一至第n从属控制单元16-1～16-n。然后，在步骤S280中，第一至第n从属控制单元16-1～16-n维持在其中分别安装第一至第n从属控制单元16-1～16-n的电池架的开关的导通状态，以维持电池架的运行。

另一方面，当步骤S230的确定为“否”时，在步骤S255中，主控单元21确定总充电功率或放电功率是否比总运行功率限制大了第二阈值(其大于第一阈值)。

当步骤S255的确定为“是”时，在步骤S290中，主控制单元21经由通信将运行停止消息传输到第一至第n从属控制单元16-1～16-n。然后，在步骤S300中，第一至第n从属控制单元16-1～16-n关闭在其中分别安装第一至第n从属控制单元16-1～16-n的电池架的开关，以停止电池架的运行。

当步骤S255的确定为“否”时，在步骤S310中，主控制单元21经由通信将运行维持消息传输到第一至第n从属控制单元16-1～16-n。然后，在步骤S320中，第一至第n从属控制单元16-1～16-n维持在其中分别安装第一至第n从属控制单元16-1～16-n的电池架的开关的导通状态，以维持电池架的运行。

根据本公开，当第一至第n电池架11-1～11-n的总充电功率或放电功率属于PCS13的预设不稳定功率范围时，可以通过增加第一至第n电池架11-1～11-n的充电/放电停止条件，来防止第一至第n电池架11-1～11-n在充电或放电的后期停止运行。因此，可以对第一至第n电池架11-1～11-n进行完全充电和完全放电，从而最大限度地利用第一至第n电池架11-1～11-n的容量。

在本公开中，控制单元16、16-1～16-n、21可以是控制电路。控制单元16、16-1～16-n、21可以选择性地包括对应技术领域中已知的处理器、专用集成电路(ASIC)、芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器、数据处理设备等，以执行上述控制逻辑。此外，当控制逻辑在软件中实现时，控制单元16、16-1～16-n、21可以被设计为程序模块的集合。在这种情况下，程序模块可以存储在存储器中并由处理器执行。存储器可以位于处理器内部或外部，并且可以利用各种已知的计算机组件连接到处理器。此外，存储器可以包括在本公开的存储介质17、17-1～17-n、22中。此外，存储器统指存储信息的设备，而不考虑设备类型，不指特定的存储器设备。

控制单元16、16-1～16-n、21的控制逻辑中的至少一个可以组合在一起，并且组合的控制逻辑可以用计算机可读的代码编写并记录在计算机可读的记录介质中。记录介质不限于特定类型，并且包括计算机中包含的处理器可以访问的任何类型的记录介质。例如，记录介质包括选自由ROM、RAM、寄存器、CD-ROM、磁带、硬盘、软盘和光学数据记录设备组成的组中的至少一个。此外，代码可以在经由网络连接的分布式计算机中存储和执行。此外，用于实现组合控制逻辑的功能程序、代码和代码段可以由与本公开相关的技术领域的程序员容易得推断出。

在描述本公开的各种实施例时，称为“～单元”的组件应理解为在功能上而不是物理上划分的组件。因此，每个组件可以选择性地与其他组件组合或拆分为子组件，以便有效地执行控制逻辑。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在功能的识别被确认的情况下，即使组件被组合或拆分，组合或拆分的组件也应被解释为属于本公开的范围。

虽然本公开在上文中已经关于有限数量的实施例和附图进行了描述，但本公开不限于此，并且对于本领域技术人员来说，显而易见的是，在本公开的技术方面及其所附权利要求及其等同物中可以对其进行各种修改和更改。

Claims (15)

1.一种蓄电源管理装置，包括：

传感器单元，所述传感器单元被配置为测量蓄电源的运行特性；和

控制单元，所述控制单元可操作地耦合到所述传感器单元，

其中，所述控制单元被配置为：

(i)从所述传感器单元获取所述蓄电源的运行特性信息，并确定所述蓄电源的运行功率限制，

(ii)在所述蓄电源的运行期间，使用所述运行特性信息，确定从电力转换系统(PCS)供应的充电功率或提供给所述PCS的放电功率，

(iii)响应于满足所述充电功率或所述放电功率大于所述PCS的预设不稳定功率范围，并且所述充电功率或所述放电功率比所述运行功率限制大了第一阈值的第一运行停止条件，停止所述蓄电源的运行，以及

(iv)响应于满足所述充电功率或所述放电功率在所述PCS的所述预设不稳定功率范围内，并且所述充电功率或所述放电功率比所述运行功率限制大了第二阈值的第二运行停止条件，停止所述蓄电源的运行，所述第二阈值大于所述第一阈值。

2.根据权利要求1所述的蓄电源管理装置，其中，所述控制单元被配置为从所述传感器单元接收包括所述蓄电源的充电/放电电流、电压和温度的运行特性信息，通过累积所述充电/放电电流来确定所述蓄电源的充电状态(SOC)，并通过参考定义所述SOC和温度与所述运行功率限制之间相关性的查找信息，确定与所确定的SOC和所接收的温度相对应的所述蓄电源的所述运行功率限制。

3.根据权利要求1所述的蓄电源管理装置，其中，所述控制单元从所述PCS接收与所述PCS的所述预设不稳定功率范围相关联的信息。

4.根据权利要求1所述的蓄电源管理装置，其中，所述第一阈值是所述运行功率限制的10％至30％。

5.根据权利要求1所述的蓄电源管理装置，其中，所述第二阈值是所述运行功率限制的30％至60％。

6.根据权利要求5所述的蓄电源管理装置，其中，所述第二阈值随着所述蓄电源的所述充电功率或所述放电功率的降低而增加。

7.根据权利要求1所述的蓄电源管理装置，其中，所述蓄电源包括第一至第n电池架。

8.一种蓄电源管理装置，包括：

第一至第n从属控制单元，所述第一至第n从属控制单元分别安装在第一至第n电池架中；以及

主控制单元，所述主控制单元与所述第一到第n从属控制单元耦合以实现它们之间的通信，

其中，所述第一至第n从属控制单元中的每一个被配置成从传感器单元获取其自身安装到的所述电池架的运行特性信息，使用所述运行特性信息确定所述电池架的运行功率限制和充电功率或放电功率，并将其提供给所述主控制单元，并且

其中，所述主控制单元被配置为：

通过将从所述第一至第n从属控制单元传输的所述运行功率限制和所述充电功率或所述放电功率求和，确定总运行功率限制和总充电功率或放电功率，

响应于满足所述总充电功率或放电功率大于电力转换系统(PCS)的预设不稳定功率范围，并且所述总充电功率或放电功率比所述总运行功率限制大了第一阈值的第一运行停止条件，向所述第一至第n从属控制单元提供运行停止消息，以及

响应于满足所述总充电功率或放电功率在所述PCS的所述预设不稳定功率范围内，并且所述总充电功率或放电功率比所述总运行功率限制大了第二阈值的第二运行停止条件，向所述第一至第n从属控制单元提供所述运行停止消息，所述第二阈值大于所述第一阈值。

9.一种用于控制蓄电源管理装置的方法，包括：

从测量蓄电源的运行特性的传感器单元获取所述蓄电源的运行特性信息；

使用所述运行特性信息确定所述蓄电源的运行功率限制；

在所述蓄电源的运行期间，使用所述运行特性信息，确定从电力转换系统(PCS)供应的充电功率或提供给所述PCS的放电功率；

响应于满足所述充电功率或所述放电功率大于所述PCS的预设不稳定功率范围，并且所述充电功率或所述放电功率比所述运行功率限制大了第一阈值的第一运行停止条件，停止所述蓄电源的运行；以及

响应于满足所述充电功率或所述放电功率在所述PCS的所述预设不稳定功率范围内，并且所述充电功率或所述放电功率比所述运行功率限制大了第二阈值的第二运行停止条件，停止所述蓄电源的运行，所述第二阈值大于所述第一阈值。

10.根据权利要求9所述的用于控制蓄电源管理装置的方法，其中，所述方法包括：

从所述传感器单元接收所述运行特性信息，所述运行特性信息包括所述蓄电源的充电/放电电流、电压和温度；

通过累积所述充电/放电电流来确定所述蓄电源的充电状态(SOC)；以及

通过参考定义所述SOC和温度与所述运行功率限制之间相关性的查找信息，确定与所确定的SOC和所接收的温度相对应的所述蓄电源的所述运行功率限制。

11.根据权利要求9所述的用于控制蓄电源管理装置的方法，还包括：

从所述PCS接收与所述PCS的所述预设不稳定功率范围相关联的信息。

12.根据权利要求9所述的用于控制蓄电源管理装置的方法，其中，所述第一阈值是所述运行功率限制的10％至30％。

13.根据权利要求9所述的用于控制蓄电源管理装置的方法，其中，所述第二阈值是所述运行功率限制的30％至60％。

14.根据权利要求13所述的用于控制蓄电源管理装置的方法，其中，所述第二阈值随着所述蓄电源的所述充电功率或所述放电功率的降低而增加。

15.一种用于控制蓄电源管理装置的方法，所述蓄电源管理装置包括分别安装在第一至第n电池架中的第一至第n从属控制单元和耦合到所述第一至第n从属控制单元以实现它们之间的通信的主控制单元，所述方法包括：

通过所述第一至第n从属控制单元中的每一个，从测量其自身安装到的所述电池架的运行特性的传感器单元获取运行特性信息，确定所述电池架的运行功率限制和充电功率或放电功率，并将其提供给所述主控制单元；

由所述主控制单元通过将从所述第一至第n从属控制单元传输的所述运行功率限制和所述充电功率或所述放电功率求和，确定总运行功率限制和总充电功率或放电功率；

响应于满足所述总充电功率或放电功率大于PCS的预设不稳定功率范围，并且所述总充电功率或放电功率比所述总运行功率限制大了第一阈值的第一运行停止条件，由所述主控制单元向所述第一至第n从属控制单元提供运行停止消息；

响应于满足所述总充电功率或放电功率在所述PCS的所述预设不稳定功率范围内，并且所述总充电功率或放电功率比所述总运行功率限制大了第二阈值的第二运行停止条件，由所述主控制单元向所述第一至第n从属控制单元提供所述运行停止消息，所述第二阈值大于所述第一阈值；以及

响应于接收到所述运行停止消息，由所述第一至第n从属控制单元停止其自身安装到的所述电池架的运行。