CN118140378A - 用于通信丢失的电池控制装置和包括其的能量存储系统 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例，能量存储系统可以包括分别对应于多个电池设置的多个电池管理系统(BMS)；以及上级控制装置，其被配置为从多个BMS收集关于多个电池的状态信息并且基于所收集的状态信息来监测或控制多个电池。这里，上级控制装置可以被配置为：在由于通信丢失而未从第一BMS接收到第一电池的状态信息时，基于先前存储的电池的历史信息从多个电池当中选择第二电池，并且将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息。

Description

用于通信丢失的电池控制装置和包括其的能量存储系统

技术领域

本申请要求于2022年9月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0122226和于2023年2月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2023-0018655的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及电池控制装置和包括该装置的能量存储系统，并且更具体地，涉及能够在通信丢失情况下稳定操作能量存储系统的电池控制装置及包括该装置的能量存储系统。

背景技术

二次电池是即使在被放电之后也可以再充电和再使用的电池。二次电池可以用作诸如收集、平板PC、和吸尘器的小型设备的能量源，也可以用作诸如用于汽车和智能电网的能量存储系统(ESS)的中大型设备的能量源。

二次电池以诸如电池模块或电池组的组件的形式应用于系统，电池模块中多个电池单体串联和并联连接，电池组中电池模块根据系统要求串联和并联连接。

能量存储系统中的集成控制设备(或上级控制设备)基于从电池组件收集的诸如充电状态(SOC)的电池状态信息来监测和控制电池组件。这里，如果特定电池组件经历通信丢失(Loss of Communication：LOC)，则集成控制设备不能从对应电池组件接收电池状态信息，并且因此，控制能量存储系统变得不可能。在这种情况下，能量存储系统的操作必须停止以对经历通信丢失的模块进行维护。同时，在采用磷酸铁锂(LFP)电池的能量存储系统的情况下，需要对电池组件进行完全充电或完全放电，使得在整个电池组件处于相同SOC时电池组件彼此并联连接。

为了解决现有技术的这些问题，需要一种适当的控制方案，以在特定电池组件中发生通信丢失时，在不停止能量存储系统的情况下稳定地操作能量存储系统。

发明内容

[技术问题]

为了避免现有技术的一个或多个问题，本公开的实施例提供了一种电池控制装置，其能够在特定电池组件中发生通信丢失时，在不停止能量存储系统的情况下稳定地操作能量存储系统。

为了解决现有技术中的一个或多个问题，本公开的实施例还提供了一种使用该电池控制装置的电池控制方法。

为了解决现有技术中的一个或多个问题，本公开的实施例还提供了一种包括该电池控制装置的能量存储系统。

[技术方案]

为了实现本公开的目的，一种能量存储系统可以包括：分别与多个电池对应设置的多个电池管理系统(BMS)；上级控制装置，上级控制装置被配置为从多个BMS收集关于多个电池的状态信息，并且基于所收集的状态信息监测或控制多个电池。

这里，上级控制装置可以被配置为：在由于通信丢失而未从第一BMS接收到第一电池的状态信息时，基于先前存储的电池的历史信息从多个电池当中选择第二电池，并将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息。

上级控制装置可以被配置为：即使未从第一BMS接收到第一电池的状态信息，通过将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息，保持监测或控制多个电池而不停止能量存储系统的操作。

上级控制装置可以被配置为：在未接收到第一电池的状态信息的时间段内，从第二BMS接收第二电池的状态信息，并将所接收的第二电池的状态信息记录为第一电池的状态信息。

上级控制装置可以被配置为：在未从第一BMS接收到第一电池的充电状态(SOC)时，基于先前存储的电池的历史信息选择多个电池当中的第二电池，并且将第二电池的SOC用作第一电池的SOC。

上级控制装置可以被配置为：使用关于电池的SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史信息来选择第二电池。

上级控制装置可以被配置为：将第一电池的历史信息与除第一电池之外的电池的历史信息进行比较，计算电池与第一电池的相似性，并且将与第一电池具有最高相似性的电池确定为第二电池。

上级控制装置可以被配置为：从除第一电池之外的电池当中的比较排除具有在预定时段内记录的故障历史的电池。

上级控制装置可以被配置为：如果在第二电池被选择之后在第二电池中发生故障，则将与第一电池具有次高相似性的电池更新为第二电池。

上级控制装置可以被配置为：在未接收到第一电池的SOC时，识别第一电池或除第一电池之外的电池的最新SOC；检查所识别的最新SOC是否在预定义为SOC估计不可能区段的阈值SOC范围内。这里，如果所识别的最新SOC在阈值SOC范围之外，则上级控制装置可以将与第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

上级控制装置可以被配置为：在具有与第一电池的SOC历史信息的最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

上级控制装置可以被配置为：当所识别的最新SOC在阈值SOC范围内时，将与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

上级控制装置可以被配置为：将与关于第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。这里，在与关于第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于第一电池的温度值的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

根据本公开的另一个实施例，电池控制装置可以与分别与多个电池对应设置的多个电池管理系统(BMS)互通，并且可以包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器被配置为存储由至少一个处理器执行的至少一个指令。

至少一个指令可以包括：从多个BMS收集关于多个电池的状态信息并且基于所收集的状态信息监测或控制多个电池的指令；在由于通信丢失而未从第一BMS接收到第一电池的状态信息时，基于先前存储的电池的历史信息从多个电池当中选择第二电池的指令；以及将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息的指令。

将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息的指令可以包括：即使未从第一BMS接收到第一电池的状态信息，通过将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息，保持监测或控制多个电池而不停止能量存储系统的操作的指令。

将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息的指令可以包括：在未接收到第一电池的状态信息的时间段内，从第二BMS接收第二电池的状态信息的指令；将所接收的第二电池的状态信息记录为第一电池的状态信息的指令。

选择第二电池的指令可以包括：在未从第一BMS接收到第一电池的充电状态(SOC)时，基于先前存储的电池的历史信息选择多个电池当中的第二电池的指令。这里，将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息的指令可以包括：将第二电池的SOC用作第一电池的SOC的指令。

选择第二电池的指令可以包括：使用关于电池的SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史信息来选择第二电池的指令。

选择第二电池的指令可以包括：将第一电池的历史信息与除第一电池之外的电池的历史信息进行比较以计算电池与第一电池的相似性的指令；以及将与第一电池具有最高相似性的电池确定为第二电池的指令。

选择第二电池的指令可以包括：从除第一电池之外的电池当中的比较排除具有在预定时段内记录的故障历史的电池的指令。

至少一个指令可以还包括：如果在第二电池被选择之后在第二电池中发生故障，则将与第一电池具有次高相似性的电池更新为第二电池的指令。

选择第二电池的指令可以包括：在未接收到第一电池的SOC时识别第一电池或除第一电池之外的电池的最新SOC的指令；检查所识别的最新SOC是否在预定义为SOC估计不可能区段的阈值SOC范围内的指令；以及如果所识别的最新SOC在阈值SOC范围之外，则将与第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池的指令。

选择第二电池的指令可以还包括下述指令：在具有与第一电池的SOC历史信息的最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

选择第二电池的指令可以包括下述指令：当所识别的最新SOC在阈值SOC范围内时，将与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

选择第二电池的指令可以包括：将与关于第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池的指令；在与关于第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于第一电池的温度值的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池的指令。

根据本公开的另一个实施例，一种通过电池控制装置的电池控制方法，电池控制装置与分别与多个电池对应设置的多个电池管理系统(BMS)互通，方法可以包括：从多个BMS收集关于多个电池的状态信息，并且基于所收集的状态信息监测或控制多个电池；在由于通信丢失而未从第一BMS接收到第一电池的状态信息时，基于先前存储的电池的历史信息从多个电池当中选择第二电池；以及将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息。

将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息可以包括：即使未从第一BMS接收到第一电池的状态信息，通过将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息，保持监测或控制多个电池而不停止能量存储系统的操作。

将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息可以包括：在未接收到第一电池的状态信息的时间段内，从第二BMS接收第二电池的状态信息；将所接收的第二电池的状态信息记录为第一电池的状态信息。

选择第二电池可以包括：在未从第一BMS接收到第一电池的充电状态(SOC)时，基于先前存储的电池的历史信息选择多个电池当中的第二电池。这里将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息可以包括：将第二电池的SOC用作第一电池的SOC。

选择第二电池可以包括：使用关于电池的SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史信息来选择第二电池。

选择第二电池可以包括：将第一电池的历史信息与除第一电池之外的电池的历史信息进行比较以计算电池与第一电池的相似性；以及将与第一电池具有最高相似性的电池确定为第二电池。

选择第二电池可以包括：从除第一电池之外的电池当中的比较排除具有在预定时段内记录的故障历史的电池。

该方法还可以包括：如果在第二电池被选择之后在第二电池中发生故障，则将与第一电池具有次高相似性的电池更新为第二电池。

选择第二电池可以包括：在未接收到第一电池的SOC时识别第一电池或除第一电池之外的电池的最新SOC；检查所识别的最新SOC是否在预定义为SOC估计不可能区段的阈值SOC范围内；以及如果所识别的最新SOC在阈值SOC范围之外，则将与第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

选择第二电池可以包括：在具有与第一电池的SOC历史信息的最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

选择第二电池可以包括：当所识别的最新SOC在阈值SOC范围内时，将与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

选择第二电池可以包括：将与关于第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池；在与关于第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于第一电池的温度值的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

[有益效果]

根据本公开的实施例，即使在特定电池组件中发生通信丢失情况，能量存储系统也可以在不停止的情况下稳定地操作。

附图说明

图1是一般能量存储系统的框图。

图2示出了LFP电池的充电特性曲线。

图3是当发生通信丢失时能量存储系统的一般操作方法的操作流程图。

图4是根据本发明的实施例的能量存储系统的框图。

图5是根据本发明实施例的电池控制装置的电池控制方法的操作流程图。

图6是根据本发明实施例的选择参考电池的方法的操作流程图。

图7是用于解释根据本发明实施例的选择参考电池的方法的参考表。

图8是根据本发明实施例的电池控制装置的框图。

100：电池

200：BMS

300：上级控制装置

310：存储设备

800：电池控制装置

具体实施方式

本发明可以以各种形式修改并且具有各种实施例，并且其具体实施例在附图中以示例的方式示出并且将在下面详细描述。然而，应当理解，不存在将本发明限制于特定实施例的意图，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、等同物和替代方案。贯穿附图的描述，相同的附图标记表示相同的元件。

将理解，尽管在本文中可以使用诸如第一、第二、A、B等的术语来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，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，而不脱离本发明的范围。如本文所使用的，术语“和/或”包括多个相关联的列出项的组合或多个相关联的列出项中的任意项。

将理解，当元件被称为被“耦合”或“连接”到另一元件时，它可以直接耦合或连接到其他元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为被“直接耦合”或“直接连接”到另一元件时，不存在中间元件。

本文使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，而不旨在限制本发明。如本文所使用的，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，术语“包括”、“包含”和/或“具有”在本文中使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、组成元件、组件和/或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、组成元件、组件和/或其组合。

除非另外定义，否则本文使用的所有术语、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相同的含义。将进一步理解的是，诸如在常用词典中定义的术语的术语应当被解释为具有与相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文明确如此限定，否则将不以理想化或过于正式的意义来解释。

本文使用的一些术语定义如下。

电池单体(battery cell)是用于存储电力的最小单元，并且电池模块(batterymodule)指其中多个电池单体被电连接的组件。

电池架(battery rack)指由电池制造商设置的、通过电连接模块单元来组装的最小单个结构的系统，并且可以由电池管理装置/系统(BMS)监测和控制。电池架可以包括若干电池模块和电池保护单元或任何其他保护设备。

电池库(battery bank)指通过并联连接若干架而配置的大型电池架系统。用于电池库的库BMS可以监测和控制架BMS，每个架BMS管理电池架。

电池组件(battery assembly)可以包括多个电连接的电池单体，并且指通过应用于特定系统或设备而用作电源的组件。这里，电池组件可以意指电池模块、电池组、电池架或电池库，但是本发明的范围不限于这些实体。

电池系统控制器(BSC)是控制包括电池库的电池系统或具有多个库级结构的电池系统的顶层控制设备。

充电状态(SOC)指以百分点[％]表示的电池的当前充电状态，并且健康状态(SOH)可以是以百分点[％]表示的、与其理想或原始状况相比较的电池的当前状况。

图1是一般能量存储系统的框图。

在能量存储系统(ESS)中，通常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，并且多个电池组可以形成电池架。换句话说，电池架可以是作为电池组的串联/并联组合的电池系统的最小单元。这里，取决于电池被使用的设备或系统，电池组可以被称为电池模块。

参照图1，电池架10可包括多个电池模块和电池保护单元(BPU)或任何其他保护设备。可以通过架BMS(RBMS)监测和控制电池架。RBMS可以监测待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)，并且控制电池架的充电和放电。

电池保护单元(BPU)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、和断路器(CB)或断路开关(DS)。BPU可以逐架地通过基于来自架BMS的控制对主接触器(MC)进行接通/关断控制来控制电池系统。BPU还可以在短路的情况下使用熔断器保护电池架免受短路电流影响。因此，可以通过诸如BPU或开关装置的保护设备来控制电池系统。

电池系统控制器(BSC)20位于每个电池部中，电池部包括多个电池、外围电路、和用于监测和控制诸如电压、电流、温度的对象的设备、和断路器。电池系统控制器是包括多个电池架的库级电池系统中的最上级控制装置。电池系统控制器还可以用作具有多个库级结构的电池系统中的控制装置。

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的输出可以通过DC总线连接到PCS 40，并且PCS 40可以连接到电网。另外，EMS(或电力管理系统(PMS))30可以管理整个能量存储系统(ESS)。

图2示出了LFP电池的充电特性曲线。

碳材料主要用作锂二次电池的阴极活性材料，而含锂氧化钴(LiCoO2)主要用作正极活性材料，并且含锂氧化锰(LiMn O2、LiMn2O4等)和含锂氧化镍(LiNiO2)也被考虑。

最近，磷酸铁锂(LiFePO4)基化合物已被用作锂二次电池的正极活性材料。与其他类型的电池相比，使用磷酸铁锂作为正极活性材料的磷酸铁锂(LFP)电池在热稳定性和成本效率方面优越。

在能量存储系统的操作期间，可以基于电池的SOC执行平衡控制或充电/放电控制。这里，主要使用测量电池的开路电压值并基于所测量的开路电压值估计电池的SOC的方法，以便计算电池的SOC。

图2示出了表示在电池充电过程期间测量的开路电压(OCV)与SOC之间的对应关系的充电特性曲线。

参照图2，LFP电池的充电特性曲线在约10％至约90％的SOC范围内具有电压平台。在具有这种平台特性的LFP电池的情况下，难以准确地估计平台区段中的SOC，仅在非平台区段(例如，SOC为90％或更高的区段，或SOC为10％或更低的区段)中可能准确估计。换句话说，在应用LFP电池的电池系统中，准确的SOC估计仅在非常有限的SOC区段中是可能的。

图3是当发生通信丢失时能量存储系统的一般操作方法的操作流程图。

能量存储系统的上级控制装置(例如，BSC或EMS)可以基于从RBMS收集的SOC来监测和控制电池架。这里，当特定电池架中发生通信丢失(LOC)(S310)时，上级控制装置不能从对应电池架(具有LOC的架)的RBMS接收SOC。

由于省略了发生通信丢失的电池架的SOC，能量存储系统的操作变得不可能，能量存储系统的操作被停止(S320)，并且断开对应电池架以执行检修和维护工作，以解决通信丢失情况(S330)。

当对应电池架的通信丢失状态被解决时，电池架可以重新连接到能量存储系统。这里，对于能量存储系统的稳定操作，当对应电池架和其他电池架的SOC非常相似时，需要将对应电池架重新连接到能量存储系统。

这里，在具有LFP电池的电池架的情况下，电池架需要被完全充电或完全放电，因为仅在非平坦区段(例如，具有90％以上的SOC的区段，或具有10％以下的SOC的区段)中，SOC的准确估计是可能的(S340)。然后，当电池架电连接时，能量存储系统可以重新操作(S350)。

换句话说，当在能量存储系统的操作期间在特定电池架中发生通信丢失时，整个系统被停止并且必须执行完全充电或完全放电过程，并且因此，花费相当长的时间来重新操作系统。

本发明旨在解决这一问题，并且涉及一种电池控制装置和包括该电池控制装置的能量存储系统，其即使在特定电池组件中发生通信丢失也能够在不停止的情况下稳定地操作能量存储系统。

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的优选实施例。

图4是根据本发明的实施例的能量存储系统的框图。

参照图4，根据本发明的实施例的能量存储系统包括多个电池100和多个电池管理系统(BMS)，其分别对应于多个电池设置，并且用于管理和控制对应电池(200)。

多个电池100可以彼此并联电连接。

在本公开中，电池100可以指电池组件。换句话说，根据本发明的电池100可以对应于电池模块、电池组、电池架或电池库。

在实施例中，电池100可以对应于包括具有充电特性曲线中的电压平台区段的至少一部分的一个或多个电池单体(例如，LFP电池单体)的电池组件。

BMS200可以通过收集关于对应电池100的状态信息并基于所收集的状态信息执行预定义的控制操作来管理和控制其对应电池100。这里，BMS200可以基于电池的状态信息来控制电池的充电和放电，并且诊断电池单体是否故障。

多个BMS200中的每个可以通过网络连接到上级控制装置300，将诸如电池的SOC的电池状态信息发送到上级控制装置300，从上级控制装置300接收控制命令，并且基于所接收的控制命令进行操作。

上级控制装置300可以从多个BMS200收集关于多个电池的状态信息，并且基于所收集的状态信息来监测或控制多个电池。这里，上级控制装置300可以对应于电池系统控制器(BSC)、能量管理系统(EMS)、或电力管理系统(PMS)。

当在特定电池(第一电池)中发生通信丢失并且上级控制装置300不能从对应于电池的BMS(第一BMS)接收状态信息时，上级控制装置300可以通过选择被估计为具有与特定电池(第一电池)的状态类似的状态的参考电池(第二电池)并且使用所选择的参考电池(第二电池)的状态信息作为具有通信丢失的特定电池(第一电池)的状态信息来操作能量系统。

换句话说，即使没有从特定BMS(第一BMS)接收到特定电池的状态信息，上级控制装置300也可以被配置为通过使用所选择的参考电池(第二电池)的状态信息作为具有通信丢失的特定电池(第一电池)的状态信息来监测或控制多个电池，而不停止能量存储系统的操作。

同时，上级控制装置300可以基于存储在存储设备310中的电池的历史信息在多个电池当中选择第二电池。例如，上级控制装置300可以通过使用存储在存储设备310中的关于多个电池的SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史信息来选择具有与第一电池相似的操作模式的电池并且将该电池确定为第二电池。

图5是根据本发明实施例的电池控制装置的电池控制方法的操作流程图。

图5所示的控制方法可以在与对应于多个电池设置的多个BMS相互配合的电池控制装置中执行。这里，电池控制装置可以是用于多个BMS的上级控制装置，并且可以对应于例如电池系统控制器(BSC)、能量管理系统(EMS)、或电力管理系统(PMS)。

电池控制装置可以从多个BMS收集关于多个电池的状态信息(S510)。这里，状态信息可以包括电池SOC、电压值、电流值、充电/放电量、和温度值中的一个或多个。

电池控制装置可以基于所收集的状态信息来监测或控制多个电池(S520)。例如，电池控制装置可以基于所收集的状态信息控制每个电池的充电和放电。

电池控制装置可以检测多个电池当中的特定电池中是否发生了通信丢失(S530)。这里，当没有从特定电池接收到状态信息时，电池控制装置可以确定在特定电池中已经发生了通信丢失。

当在特定电池(第一电池)中发生通信丢失并且没有从管理电池的BMS(第一BMS)接收到状态信息(在S530中的Y)时，电池控制装置可以为经历通信丢失的电池指定参考电池(第二电池)(S540)。

电池控制装置可以基于存储在存储设备中的电池的历史信息来选择第二电池。

电池控制装置可以通过使用针对预定时间段的历史信息来确定多个电池当中的第二电池。这里，历史信息可以包括关于SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史数据。例如，电池控制装置可以通过使用关于针对发生通信丢失之前3天的时间段的SOC、累积充电/放电量、或温度值的历史数据来选择具有与第一电池的操作模式类似的操作模式的第二电池。

电池控制装置可以将第一电池的历史信息与除第一电池之外的电池的历史信息进行比较，计算与第一电池的相似度，并且基于所计算的相似度确定第二电池。例如，电池控制装置可以计算历史数据中包括的每个时间点的状态值(例如，SOC、累积充电/放电量、或温度值)之间的差，累积所计算的差，并且基于累积的差来计算相似性。这里，随着累积的差值变得更低，相似度可以被计算为更高的值。

在实施例中，电池控制装置可以从比较中排除除第一电池之外的剩余电池当中的电池，该电池具有在预定时段内记录的故障历史。例如，可以从第二电池的候选中排除在从发生通信丢失的时间以来直至3天的时间段内具有发生异常电压或检测到点火事件的历史记录的电池。

电池控制装置可以将除第一电池之外的剩余电池当中、与第一电池具有最高相似性的电池确定为第二电池。

电池控制装置可以通过将所选择的第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息来监测或控制多个电池(S550)，而不停止能量存储系统的操作。例如，电池控制装置可以通过将第二电池的SOC用作第一电池的SOC来操作能量存储系统。

电池控制装置可以在未接收到第一电池的状态信息的时段期间，将从第二BMS接收的第二电池的状态信息作为第一电池的状态信息记录在存储设备中。

在实施例中，在选择第二电池之后，如果在第二电池中发生故障，则电池控制装置可以用具有次高相似性的电池更新第二电池。例如，当在架#1中发生通信丢失时，可以操作能量存储系统，使得与架#1具有最高相似性的架#2被选择作为参考电池，并且架#2的SOC被用作架#1的SOC。如果在能量存储系统的操作期间在架#2中发生故障，则可以用示出与架#2相邻的架#1的次高相似性的架#3代替参考电池。

电池控制装置可以检查第一电池的通信丢失状态是否被解决。这里，电池控制装置可以在从第一BMS接收到状态信息时确定第一电池的通信丢失状态被解决。

当关于第一电池的通信丢失状态被解决时，电池控制装置可以不使用第二电池的状态信息作为第一电池的状态信息，而是使用每个电池的状态信息来监测和控制电池。

图6是根据本发明实施例的用于选择参考电池的方法的操作流程图。

电池控制装置可以通过使用针对预定时间段的历史信息来确定多个电池当中的第二电池。这里，历史信息可以包括关于SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史数据。

在实施例中，电池控制装置可以基于紧接在通信丢失发生之前的SOC和分配给每个历史数据项的预定义优先级来确定第二电池。这里，优先级可以以从SOC开始、随后是累积充电/放电量和温度值的序列预定义。

参照图6，当在特定电池(第一电池)中发生通信丢失并且未从管理电池的BMS(第一BMS)接收到状态信息时，电池控制装置可以确定第一电池中已经发生通信丢失。

电池控制装置可以检查第一电池或除第一电池之外的多个电池的最新SOC(S610)。例如，如果发生通信丢失，则电池控制装置可以检查存储设备中的每个电池的最后记录的SOC。

电池控制装置可以检查最新的SOC是否在预定义为SOC估计不可能区段(S620)的阈值SOC范围内。这里，阈值SOC范围可以被预定义为下述SOC区段：其中，电压中的变化量与SOC中的变化量小于或等于电池的SOC和电压对应曲线中的预定义阈值，其可以例如被定义为SOC的大于10且小于90的区段。

如果所识别的最新SOC在阈值SOC范围之外(S620中的N)，则电池控制装置可以将第一电池的SOC历史信息和其他电池的SOC历史信息进行比较(S630)，以确定具有最高相似性的电池。例如，如果第一电池的最新SOC在阈值SOC范围之外(即，当可以估计第一电池的SOC的同时发生通信丢失时)，则电池控制装置可以通过将预定义为第一优先级比较项的SOC的历史信息进行比较来确定第二电池。

这里，当存在与第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的一个电池(S640中的N)时，可以将对应电池确定为第二电池(S650)。

同时，当与第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的电池的数量为两个或更多个(S640中的Y)时，电池控制装置可以将两个或更多个电池当中的、与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池(S660至680)的。换句话说，如果不能通过比较预定义为第一优先级比较项的SOC历史信息来确定单个参考电池，则电池控制装置可以通过顺序地比较下一优先级的历史项来确定单个参考电池。

例如，当与第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的电池的数量为2或更高时，电池控制装置可以通过在第一电池和其他电池之间比较关于累积充电/放电量(第二优先级)的历史信息来确定具有最高相似性的电池(S660)。如果与关于第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池的数量是2或更多(S670中的Y)，则电池控制装置可以通过比较关于第一电池的温度值(第三优先级)的历史信息和关于其他电池的温度值的历史信息来确定具有最高相似性的电池(S680)。这里，当选择具有最高相似性的单个电池时，选择参考电池的过程可以被完成(S650)。同时，如果即使通过比较温度值也没有选择单个电池，则可以最终选择与具有相同相似度的电池当中的、定位为最接近第一电池的电池作为第二电池。

在S620中，如果所识别的最新SOC在阈值SOC范围内(在S620中为Y)，则电池控制装置可以将与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池(S660至680)。例如，如果第一电池的最新SOC在阈值SOC范围内(即，当在其中不能估计第一电池的SOC的状态中发生通信丢失时)，则电池控制装置可以通过顺序地比较下一优先级的历史项而不比较被预定义为第一优先级的SOC历史信息，来确定参考电池。

图7是用于说明根据本发明实施例的用于选择参考电池的方法的参考表。

在实施例中，可以针对参考电池的选择预定义SOC估计不可能区段和历史项中的每一个的比较优先级。这里，电池控制装置可以基于存储在存储设备中的SOC估计不可能区段和比较优先级来选择用于通信丢失电池的参考电池。

例如，参考图7，SOC估计不可能区段(阈值SOC范围)可被定义为SOC大于10且小于90的区段。

此外，要比较的历史项可以包括SOC、充电/放电电流的累积量(Ah)、累积充电/放电能量(Wh)、平均温度、最大温度、和最小温度。这里，历史项的比较优先级可以按SOC、充电/放电电流的的累积量(Ah)、累积充电/放电能量(Wh)、平均温度、最大温度、和最小温度的顺序来定义。

在如图7的表格所示预定义的情况下，电池控制装置可以如下确定参考电池(第二电池)。

如果第一电池的最新SOC在阈值SOC范围之外，则电池控制装置可以顺序地比较关于SOC的历史信息、关于充电/放电电流的累积量(Ah)的历史信息、关于累积充电/放电能量(Wh)的历史信息、关于平均温度的历史信息、关于最大温度的历史信息、和关于最小温度的历史信息，直到确定单个参考电池。

如果第一电池的最新SOC在阈值SOC范围内，则电池控制装置可以顺序地比较关于充电/放电电流的累积量(Ah)的历史信息、关于累积充电/放电能量(Wh)的历史信息、关于平均温度的历史信息、关于最大温度的历史信息、和关于最小温度的历史信息，直到确定单个参考电池。

同时，如果作为比较历史项的结果未选择单个电池，则可以最终选择具有相同相似度的电池当中、定位为最靠近第一电池的电池作为第二电池。

图8是根据本发明实施例的电池控制装置的框图。

根据本发明实施例的电池控制装置800可以对应于定位于能量存储系统中的上级控制装置，并且与对应于多个电池设置的多个BMS相互配合。例如，电池控制装置800可以对应于电池系统控制器(BSC)、能量管理系统(EMS)、或电力管理系统(PMS)，或者可以通过包括在它们中的任一个中来实施。

电池控制装置800可以包括至少一个处理器810、存储处理器执行的至少一个指令的存储器820、以及连接到网络以进行通信的收发器830。

至少一个指令可以包括：从多个BMS收集关于多个电池的状态信息并且基于所收集的状态信息监测或控制多个电池的指令；在由于通信丢失而未从第一BMS接收到第一电池的状态信息时，基于先前存储的电池的历史信息从多个电池当中选择第二电池的指令；以及将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息的指令

将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息的指令可以包括：即使未从第一BMS接收到第一电池的状态信息，通过将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息，保持监测或控制多个电池而不停止能量存储系统的操作的指令。

将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息的指令可以包括：在未接收到第一电池的状态信息的时间段内，从第二BMS接收第二电池的状态信息的指令；将所接收的第二电池的状态信息记录为第一电池的状态信息的指令。

选择第二电池的指令可以包括：在未从第一BMS接收到第一电池的充电状态(SOC)时，基于先前存储的电池的历史信息选择多个电池当中的第二电池的指令。这里，将第二电池的状态信息用作第一电池的状态信息的指令可以包括：将第二电池的SOC用作第一电池的SOC的指令。

选择第二电池的指令可以包括：使用关于电池的SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史信息来选择第二电池的指令。

选择第二电池的指令可以包括：将第一电池的历史信息与除第一电池之外的电池的历史信息进行比较以计算电池与第一电池的相似性的指令；以及将与第一电池具有最高相似性的电池确定为第二电池的指令。

选择第二电池的指令可以包括：从除第一电池之外的电池当中的比较排除具有在预定时段内记录的故障历史的电池的指令。

至少一个指令还可以包括：如果在第二电池被选择之后在第二电池中发生故障，则将与第一电池具有次高相似性的电池更新为第二电池的指令。

选择第二电池的指令可以包括：在未接收到第一电池的SOC时识别第一电池或除第一电池之外的电池的最新SOC的指令；检查所识别的最新SOC是否在预定义为SOC估计不可能区段的阈值SOC范围内的指令；以及如果所识别的最新SOC在阈值SOC范围之外，则将与第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池的指令。

选择第二电池的指令还可以包括下述指令：在具有与第一电池的SOC历史信息的最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

选择第二电池的指令可以包括下述指令：当所识别的最新SOC在阈值SOC范围内时，将与关于第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池。

选择第二电池的指令可以包括：将与关于第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池的指令；在与关于第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于第一电池的温度值的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池的指令。

电池控制装置800可以进一步包括输入接口840、输出接口850、存储设备860等。包括在电池控制装置800中的各个部件可以通过总线870连接以彼此通信。

这里，处理器810可以表示中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、或根据本发明实施例的方法在其上执行的专用处理器。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其中存储有计算机系统可读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联网的计算机系统中，从而以分布式存储和执行计算机可读程序或代码。

尽管已经在装置的上下文中描述了本发明的一些方面，但是其还可以表示根据对应方法的描述，其中，块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还可以表示对应块或项目或对应装置的特征。方法步骤中的一些或全部可以通过(或使用)硬件设备——诸如，例如微处理器、可编程计算机或电子电路——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，已经参考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中描述的本发明的精神和范围的情况下，可以在范围内对本发明进行各种校正和改变。

Claims (36)

1.一种能量存储系统，包括：

分别与多个电池对应设置的多个电池管理系统(BMS)；

上级控制装置，所述上级控制装置被配置为从所述多个BMS收集关于所述多个电池的状态信息，并且基于所收集的状态信息监测或控制所述多个电池，

其中，所述上级控制装置被配置为：在由于通信丢失而未从第一BMS接收到第一电池的状态信息时，基于先前存储的电池的历史信息从多个电池当中选择第二电池，并将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息。

2.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：即使未从所述第一BMS接收到所述第一电池的状态信息，通过将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息，保持监测或控制所述多个电池而不停止所述能量存储系统的操作。

3.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：在未接收到所述第一电池的状态信息的时间段内，从第二BMS接收所述第二电池的状态信息，并将所接收的所述第二电池的状态信息记录为所述第一电池的状态信息。

4.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：在未从所述第一BMS接收到所述第一电池的充电状态(SOC)时，基于先前存储的电池的历史信息选择多个电池当中的第二电池，并且将所述第二电池的SOC用作所述第一电池的SOC。

5.根据权利要求4所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：使用关于所述电池的SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史信息来选择所述第二电池。

6.根据权利要求5所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：将所述第一电池的历史信息与除所述第一电池之外的电池的历史信息进行比较，计算电池与所述第一电池的相似性，并且将与所述第一电池具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

7.根据权利要求6所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：从除所述第一电池之外的电池当中的比较排除具有在预定时段内记录的故障历史的电池。

8.根据权利要求6所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：如果在所述第二电池被选择之后在所述第二电池中发生故障，则将与所述第一电池具有次高相似性的电池更新为第二电池。

9.根据权利要求4所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：

在未接收到所述第一电池的SOC时，

识别所述第一电池或除所述第一电池之外的电池的最新SOC；

检查所识别的最新SOC是否在预定义为SOC估计不可能区段的阈值SOC范围内；以及

如果所识别的最新SOC在所述阈值SOC范围之外，则将与所述第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

10.根据权利要求9所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：

在具有与所述第一电池的SOC历史信息的最高相似性的电池的数量为两个以上时，

将两个以上电池当中的、与关于所述第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

11.根据权利要求9所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：

当所识别的最新SOC在所述阈值SOC范围内时，

将与关于所述第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

12.根据权利要求11所述的能量存储系统，其中，所述上级控制装置被配置为：

将与关于所述第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池，并且

在与关于所述第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于所述第一电池的温度值的历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

13.一种电池控制装置，所述电池控制装置与分别与多个电池对应设置的多个电池管理系统(BMS)互通，所述装置包括：

至少一个处理器；以及

存储器，所述存储器被配置为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：

从所述多个BMS收集关于所述多个电池的状态信息并且基于所收集的状态信息监测或控制所述多个电池的指令；

在由于通信丢失而未从第一BMS接收到第一电池的状态信息时，基于先前存储的电池的历史信息从多个电池当中选择第二电池的指令；以及

将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息的指令。

14.根据权利要求13所述的电池控制装置，其中，将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息的指令包括：即使未从所述第一BMS接收到所述第一电池的状态信息，通过将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息，保持监测或控制所述多个电池而不停止所述能量存储系统的操作的指令。

15.根据权利要求13所述的电池控制装置，其中，将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息的指令包括：

在未接收到所述第一电池的状态信息的时间段内，从第二BMS接收所述第二电池的状态信息的指令；

将所接收的所述第二电池的状态信息记录为所述第一电池的状态信息的指令。

16.根据权利要求13所述的电池控制装置，其中，选择第二电池的指令包括：在未从所述第一BMS接收到所述第一电池的充电状态(SOC)时，基于先前存储的电池的历史信息选择多个电池当中的第二电池的指令，并且

其中，将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息的指令包括：将所述第二电池的SOC用作所述第一电池的SOC的指令。

17.根据权利要求16所述的电池控制装置，其中，选择第二电池的指令包括：使用关于所述电池的SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史信息来选择所述第二电池的指令。

18.根据权利要求17所述的电池控制装置，其中，选择第二电池的指令包括：

将所述第一电池的历史信息与除所述第一电池之外的电池的历史信息进行比较以计算电池与所述第一电池的相似性的指令；以及

将与所述第一电池具有最高相似性的电池确定为所述第二电池的指令。

19.根据权利要求18所述的电池控制装置，其中，选择第二电池的指令包括：从除所述第一电池之外的电池当中的比较排除具有在预定时段内记录的故障历史的电池的指令。

20.根据权利要求18所述的电池控制装置，其中，所述至少一个指令还包括：如果在所述第二电池被选择之后在所述第二电池中发生故障，则将与所述第一电池具有次高相似性的电池更新为第二电池的指令。

21.根据权利要求16所述的电池控制装置，其中，选择第二电池的指令包括：

在未接收到所述第一电池的SOC时识别所述第一电池或除所述第一电池之外的电池的最新SOC的指令；

检查所识别的最新SOC是否在预定义为SOC估计不可能区段的阈值SOC范围内的指令；以及

如果所识别的最新SOC在所述阈值SOC范围之外，则将与所述第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池的指令。

22.根据权利要求21所述的电池控制装置，其中，选择第二电池的指令还包括下述指令：

在具有与所述第一电池的SOC历史信息的最高相似性的电池的数量为两个以上时，

将两个以上电池当中的、与关于所述第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

23.根据权利要求21所述的电池控制装置，其中，选择第二电池的所述指令包括下述指令：

当所识别的最新SOC在所述阈值SOC范围内时，

将与关于所述第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

24.根据权利要求23所述的电池控制装置，其中，选择第二电池的指令包括：

将与关于所述第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池的指令；

在与关于所述第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于所述第一电池的温度值的历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池的指令。

25.一种通过电池控制装置的电池控制方法，所述电池控制装置与分别与多个电池对应设置的多个电池管理系统(BMS)互通，所述方法包括：

从所述多个BMS收集关于所述多个电池的状态信息，并且基于所收集的状态信息监测或控制所述多个电池；

在由于通信丢失而未从第一BMS接收到第一电池的状态信息时，基于先前存储的电池的历史信息从多个电池当中选择第二电池；以及

将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息包括：即使未从所述第一BMS接收到所述第一电池的状态信息，通过将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息，保持监测或控制所述多个电池而不停止所述能量存储系统的操作。

27.根据权利要求25所述的方法，其中，将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息包括：

在未接收到所述第一电池的状态信息的时间段内，从第二BMS接收所述第二电池的状态信息；

将所接收的所述第二电池的状态信息记录为所述第一电池的状态信息。

28.根据权利要求25所述的方法，其中，选择第二电池包括：在未从所述第一BMS接收到所述第一电池的充电状态(SOC)时，基于先前存储的电池的历史信息选择多个电池当中的第二电池，以及

将所述第二电池的状态信息用作所述第一电池的状态信息包括：将所述第二电池的SOC用作所述第一电池的SOC。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，选择第二电池包括：使用关于所述电池的SOC、累积充电/放电量、和温度值中的一个或多个的历史信息来选择所述第二电池。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，选择第二电池包括：

将所述第一电池的历史信息与除所述第一电池之外的电池的历史信息进行比较以计算电池与所述第一电池的相似性；以及

将与所述第一电池具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，选择第二电池包括：从除所述第一电池之外的电池当中的比较排除具有在预定时段内记录的故障历史的电池。

32.根据权利要求30所述的方法，还包括：如果在所述第二电池被选择之后在所述第二电池中发生故障，则将与所述第一电池具有次高相似性的电池更新为第二电池。

33.根据权利要求28所述的方法，其中，选择第二电池包括：

在未接收到所述第一电池的SOC时识别所述第一电池或除所述第一电池之外的电池的最新SOC；

检查所识别的最新SOC是否在预定义为SOC估计不可能区段的阈值SOC范围内；以及

如果所识别的最新SOC在所述阈值SOC范围之外，则将与所述第一电池的SOC历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，选择第二电池还包括：

在具有与所述第一电池的SOC历史信息的最高相似性的电池的数量为两个以上时，

将两个以上电池当中的、与关于所述第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

35.根据权利要求33所述的方法，其中，选择第二电池包括：

当所识别的最新SOC在所述阈值SOC范围内时，

将与关于所述第一电池的累积充电/放电量和温度值中的一个或多个的历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，选择第二电池包括：

将与关于所述第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池确定为第二电池；

在与关于所述第一电池的累积充电/放电量的历史信息具有最高相似性的电池的数量为两个以上时，将两个以上电池当中的、与关于所述第一电池的温度值的历史信息具有最高相似性的电池确定为所述第二电池。