ES3058511T3 - Battery control device for responding to loss of communication situation, and energy storage system comprising same - Google Patents

Battery control device for responding to loss of communication situation, and energy storage system comprising same

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ES3058511T3 ES23872717T ES23872717T ES3058511T3 ES 3058511 T3 ES3058511 T3 ES 3058511T3 ES 23872717 T ES23872717 T ES 23872717T ES 23872717 T ES23872717 T ES 23872717T ES 3058511 T3 ES3058511 T3 ES 3058511T3
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Youngdoo Song
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Abstract

Un sistema de almacenamiento de energía, según una realización de la presente invención, puede comprender: varios BMS correspondientes a varias baterías, respectivamente; y un dispositivo de control superior que recopila información de estado sobre las baterías de los BMS y las monitoriza o controla basándose en dicha información. Si no se recibe información de estado de una primera batería de un BMS debido a una pérdida de comunicación, el dispositivo de control superior puede seleccionar una segunda batería basándose en el historial guardado y utilizar la información de estado de la segunda batería como información de estado de la primera. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Dispositivo de control de batería para responder a una situación de pérdida de comunicación, y sistema de almacenamiento de energía que comprende el mismo
[0003] [Sector de la técnica]
[0004] La presente invención se refiere a un aparato de control de batería y a un sistema de almacenamiento de energía que incluye el mismo y, más particularmente, a un aparato de control de batería capaz de hacer funcionar de forma estable el sistema de almacenamiento de energía en una situación de pérdida de comunicación y a un sistema de almacenamiento de energía que incluye el mismo.
[0005] [Antecedentes de la invención]
[0006] Una batería secundaria es una batería que puede recargarse y reutilizarse incluso después de descargarse. La batería secundaria puede usarse como una fuente de energía para dispositivos pequeños tales como teléfonos móviles, PC de tipo tableta y aspiradoras, y también puede usarse como una fuente de energía para dispositivos medianos y grandes tales como un sistema de almacenamiento de energía (ESS) para automóviles y redes eléctricas inteligentes. La batería secundaria se aplica a un sistema en forma de un conjunto tal como un módulo de batería en el que una pluralidad de celdas de batería se conecta en serie y en paralelo o un paquete de baterías en el que los módulos de batería se conectan en serie y en paralelo de acuerdo con los requisitos del sistema.
[0007] Un dispositivo de control integrado (o dispositivo de control superior) en un sistema de almacenamiento de energía supervisa y controla conjuntos de batería basándose en información de estado de batería tal como estado de carga (SOC) recopilada desde los conjuntos de batería. Un ejemplo de un dispositivo de control en un sistema de almacenamiento de energía puede hallarse, por ejemplo, en los documentos KR 20180037722 A o JP 6008403 B2. En el presente caso, si un conjunto de batería específico experimenta una pérdida de comunicación (LOC), el dispositivo de control integrado es incapaz de recibir información del estado de la batería desde el conjunto de batería correspondiente y, en consecuencia, el control del sistema de almacenamiento de energía se vuelve imposible. En este caso, el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía debe detenerse para llevar a cabo el mantenimiento en un módulo que experimenta una pérdida de comunicación. Por otro lado, en el caso de un sistema de almacenamiento de energía que emplea baterías de fosfato de hierro y litio (LFP), es necesario cargar o descargar completamente los conjuntos de batería de tal modo que los conjuntos de batería se conectan en paralelo entre sí cuando todos los conjuntos de batería son del mismo SOC.
[0008] Para resolver estos problemas de la técnica anterior, se requiere una solución de control apropiada para hacer funcionar de forma estable el sistema de almacenamiento de energía sin detener el sistema de almacenamiento de energía cuando tiene lugar una pérdida de comunicación en un conjunto de batería específico.
[0009] [Explicación de la invención]
[0010] [Problema técnico]
[0011] Para obviar uno o más problemas de la técnica relacionada, las realizaciones de la presente divulgación proporcionan un aparato de control de batería capaz de hacer funcionar de forma estable un sistema de almacenamiento de energía sin detener el sistema de almacenamiento de energía cuando tiene lugar una pérdida de comunicación en un conjunto de batería específico.
[0012] Para obviar uno o más problemas de la técnica relacionada, las realizaciones de la presente divulgación también proporcionan un método de control de batería usando el aparato de control de batería.
[0013] Para obviar uno o más problemas de la técnica relacionada, las realizaciones de la presente divulgación también proporcionan un sistema de almacenamiento de energía que incluye el aparato de control de batería.
[0014] [Solución técnica]
[0015] La presente invención proporciona un sistema de almacenamiento de energía como se define en la reivindicación independiente 1 y un método de control de batería como se define en la reivindicación independiente12. En las reivindicaciones dependientes adjuntas se definen realizaciones preferidas.
[0016] Un sistema de almacenamiento de energía incluye una pluralidad de sistemas de gestión de batería (BMS) proporcionados en correspondencia con una pluralidad de baterías, respectivamente; y un aparato de control superior configurado para recopilar información de estado acerca de la pluralidad de baterías desde la pluralidad de BMS y para supervisar o controlar la pluralidad de baterías basándose en la información de estado recopilada.
[0017] En el presente caso, el aparato de control superior está configurado para, al no recibirse la información de estado de una primera batería desde un primer BMS debido a una pérdida de comunicación, seleccionar una segunda batería de entre una pluralidad de baterías basándose en información de historial almacenada previamente de baterías y usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
[0018] El aparato de control superior puede configurarse para seguir supervisando o controlando la pluralidad de baterías sin detener el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía incluso si la información de estado de la primera batería no se recibe desde el primer BMS usando la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
[0019] El aparato de control superior puede configurarse para recibir información de estado de la segunda batería desde un segundo BMS durante un período en el que no se recibe la información de estado de la primera batería y para registrar la información de estado recibida de la segunda batería como información de estado de la primera batería.
[0020] El aparato de control superior puede configurarse para, al no recibirse el estado de carga (SOC) de la primera batería desde el primer BMS, seleccionar una segunda batería entre una pluralidad de baterías basándose en información de historial almacenada previamente de las baterías y usar el SOC de la segunda batería como el SOC de la primera batería.
[0021] El aparato de control superior puede configurarse para seleccionar la segunda batería usando información de historial acerca de uno o más de unos SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa y valores de temperatura de las baterías. El aparato de control superior está configurado para comparar información de historial de la primera batería con información de historial de baterías que no sean la primera batería, calcular una similitud de una batería con la primera batería, y determinar una batería que tiene la similitud más alta con la primera batería como la segunda batería. El aparato de control superior puede configurarse para excluir baterías con un historial de fallos registrado dentro de un período predeterminado desde una comparación entre las baterías que no sean la primera batería.
[0022] El aparato de control superior puede configurarse para actualizar una batería que tiene una similitud superior siguiente con la primera batería como una segunda batería, si tiene lugar un fallo en la segunda batería después de que se haya seleccionado la segunda batería.
[0023] El aparato de control superior puede configurarse para: al no recibir un SOC de la primera batería, identificar el SOC más reciente de la primera batería o baterías que no sean la primera batería; comprobar si el SOC más reciente identificado está dentro de un intervalo de SOC umbral predefinido como una sección de estimación de SOC imposible. En el presente caso, el aparato de control superior puede determinar una batería con la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería como la segunda batería, si el SOC más reciente identificado está fuera del intervalo de SOC umbral.
[0024] El aparato de control superior puede configurarse para: al ser dos o más el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería, determinar una batería, entre las dos o más baterías, que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
[0025] El aparato de control superior puede configurarse para: al estar el SOC más reciente identificado dentro del intervalo de SOC umbral, determinar una batería que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
[0026] El aparato de control superior puede configurarse para: determinar una batería que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería como una segunda batería. En el presente caso, al ser dos o más el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería, el aparato de control superior puede determinar, entre las dos o más baterías, una batería que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca del valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
[0027] El método para controlar una batería mediante un aparato de control de batería que interacciona con una pluralidad de sistemas de gestión de batería (BMS) proporcionados en correspondencia con una pluralidad de baterías, respectivamente, el método incluye: recopilar información de estado acerca de la pluralidad de baterías desde la pluralidad de BMS y supervisar o controlar la pluralidad de baterías basándose en la información de estado recopilada; al no recibirse la información de estado de una primera batería desde un primer BMS debido a una pérdida de comunicación, seleccionar una segunda batería de entre una pluralidad de baterías basándose en información de historial almacenada previamente de baterías; y usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
[0028] El uso de la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería puede incluir supervisar o controlar la pluralidad de baterías sin detener el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía incluso si la información de estado de la primera batería no se recibe desde el primer BMS usando la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
[0029] El uso de la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería puede incluir: recibir información de estado de la segunda batería desde un segundo BMS durante un período en el que no se recibe la información de estado de la primera batería; y registrar la información de estado recibida de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
[0030] La selección de una segunda batería puede incluir, al no recibirse el estado de carga (SOC) de la primera batería desde el primer BMS, seleccionar una segunda batería entre una pluralidad de baterías basándose en información de historial almacenada previamente de las baterías. En el presente caso, el uso de la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería puede incluir usar el SOC de la segunda batería como el SOC de la primera batería.
[0031] La selección de una segunda batería puede incluir seleccionar la segunda batería usando información de historial acerca de uno o más de unos SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa y valores de temperatura de las baterías. La selección de una segunda batería incluye: comparar información de historial de la primera batería con información de historial de baterías que no sean la primera batería para calcular una similitud de una batería con la primera batería; y determinar una batería que tiene la similitud más alta con la primera batería como la segunda batería.
[0032] La selección de una segunda batería puede incluir excluir baterías con un historial de fallos registrado dentro de un período predeterminado desde una comparación entre las baterías que no sean la primera batería.
[0033] El método puede incluir además actualizar una batería que tiene una similitud superior siguiente con la primera batería como una segunda batería, si tiene lugar un fallo en la segunda batería después de que se haya seleccionado la segunda batería.
[0034] La selección de una segunda batería puede incluir: al no recibir un SOC de la primera batería, identificar el SOC más reciente de la primera batería o baterías que no sean la primera batería; comprobar si el SOC más reciente identificado está dentro de un intervalo de SOC umbral predefinido como una sección de estimación de SOC imposible; y determinar una batería con la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería como la segunda batería, si el SOC más reciente identificado está fuera del intervalo de SOC umbral.
[0035] La selección de una segunda batería puede incluir: al ser dos o más el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería, determinar una batería, entre las dos o más baterías, que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
[0036] La selección de una segunda batería puede incluir: al estar el SOC más reciente identificado dentro del intervalo de SOC umbral, determinar una batería que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
[0037] La selección de una segunda batería puede incluir: determinar una batería que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería como una segunda batería y, al ser dos o más el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería, determinar, entre las dos o más baterías, una batería que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca del valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
[0038] [Efectos ventajosos]
[0039] De acuerdo con realizaciones de la presente divulgación, el sistema de almacenamiento de energía puede hacerse funcionar de forma estable sin detenerse incluso si tiene lugar una situación de pérdida de comunicación en un conjunto de batería específico.
[0040] [Breve descripción de los dibujos]
[0041] La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de almacenamiento de energía general.
[0042] La figura 2 muestra una curva de característica de carga de la batería de LFP.
[0043] La figura 3 es un diagrama de flujo operativo de un método operativo general de un sistema de almacenamiento de energía cuando tiene lugar una pérdida de comunicación.
[0044] La figura 4 es un diagrama de bloques de un sistema de almacenamiento de energía de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0045] La figura 5 es un diagrama de flujo de operaciones de un método de control de batería de un aparato de control de batería de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0046] La figura 6 es un diagrama de flujo de operaciones de un método para seleccionar una batería de referencia de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0047] La figura 7 es una tabla de referencia para explicar un método para seleccionar una batería de referencia de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0048] La figura 8 es un diagrama de bloques de un aparato de control de batería de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0049] 100: batería
[0050] 200: BMS
[0051] 300: aparato de control superior
[0052] 310: dispositivo de almacenamiento
[0053] 800: aparato de control de batería
[0054] [Realización preferente de la invención]
[0055] La presente invención puede modificarse de diversas formas y tener diversas realizaciones, y realizaciones específicas de la misma se muestran a modo de ejemplo en los dibujos y se describirán con detalle a continuación.
[0056] Se entenderá que, aunque en el presente documento pueden usarse términos tales como primero, segundo, A, B y similares para describir diversos elementos, estos elementos no deberían estar limitados por estos términos. Estos términos solo se usan para distinguir un elemento de otro. Por ejemplo, un primer elemento podría denominarse segundo elemento y, de forma similar, un segundo elemento podría denominarse primer elemento, sin apartarse del alcance de la presente invención. Como se usa en el presente documento, la expresión "y/o" incluye combinaciones de una pluralidad de elementos enumerados asociados o cualquiera de la pluralidad de elementos enumerados asociados.
[0057] Se entenderá que, cuando se hace referencia a un elemento como "acoplado" o "conectado" a otro elemento, este puede acoplarse o conectarse directamente al otro elemento o puede haber presente un elemento intermedio. En cambio, cuando se hace referencia a un elemento como "directamente acoplado" o "directamente conectado" a otro elemento, no hay presente ningún elemento intermedio.
[0058] Los términos usados en el presente documento solo tienen el fin de describir realizaciones específicas y no pretenden limitar la presente invención. Como se usan en el presente documento, las formas en singular "un/una" y "el/la" pretenden incluir también las formas en plural, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se entenderá adicionalmente que los términos y expresiones "comprende", "comprendiendo/que comprende", "incluye", "incluyendo/que incluye" y/o "teniendo/que tiene", cuando se usan en el presente documento, especifican la presencia de características, elementos integrantes, etapas, operaciones, elementos constitucionales, componentes y/o combinaciones de los mismos que se hayan expuesto, pero no excluyen la presencia o adición de otras una o más características, elementos integrantes, etapas, operaciones, elementos constitucionales, componentes y/o combinaciones de los mismos.
[0059] A menos que se defina de otro modo, todos los términos usados en el presente documento, incluyendo los términos técnicos y científicos, tienen los mismos significados que serían entendidos comúnmente por un experto en la materia a la que pertenece la presente invención. Se entenderá adicionalmente que términos tales como los definidos en diccionarios de uso común, deberían interpretarse como que tienen significados que son coherentes con sus significados en el contexto de la técnica pertinente y no se interpretarán en un sentido idealizado o excesivamente formal a menos que tal cosa se definida expresamente en el presente documento.
[0060] Algunos términos usados en el presente documento se definen como sigue.
[0061] Una celda de batería es una unidad mínima que sirve para almacenar energía y un módulo de batería se refiere a un conjunto en el que una pluralidad de celdas de batería se conecta eléctricamente.
[0062] Un bastidor de baterías se refiere a un sistema de una estructura única mínima que se ensambla conectando eléctricamente unidades modulares, configuradas por un fabricante de baterías, y puede ser supervisado y controlado por un aparato/sistema de gestión de batería (BMS). Un bastidor de baterías puede incluir varios módulos de batería y una unidad de protección de batería o cualquier otro dispositivo de protección.
[0063] Un banco de baterías se refiere a un grupo de sistemas de bastidores de baterías a gran escala configurados conectando varios bastidores en paralelo. Un BMS de banco para un banco de baterías puede supervisar y controlar los BMS de bastidor, cada uno de los cuales gestiona un bastidor de baterías.
[0064] Un conjunto de batería puede incluir una pluralidad de celdas de batería conectadas eléctricamente, y se refiere a un conjunto que funciona como una fuente de suministro de alimentación al aplicarse a un sistema o dispositivo específico.
[0065] En el presente caso, el conjunto de batería puede significar un módulo de batería, un paquete de baterías, un bastidor de baterías o un banco de baterías, pero el alcance de la presente invención no se limita a estas entidades.
[0066] Un controlador de sistema de batería (BSC) es un dispositivo de control de nivel superior que controla un sistema de batería que incluye un banco de baterías o un sistema de baterías con una estructura de nivel de banco múltiple. El estado de carga (SOC) se refiere a un estado de carga actual de una batería, representado en puntos porcentuales [%], y el estado de salud (SOH) puede ser una condición actual de una batería en comparación con sus condiciones ideales u originales, representado en puntos porcentuales [%].
[0067] La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de almacenamiento de energía general.
[0068] En un sistema de almacenamiento de energía (ESS), habitualmente una celda de batería es una unidad mínima de almacenamiento de energía o potencia. Una combinación en serie/paralelo de celdas de batería puede formar un módulo de batería, y una pluralidad de paquetes de batería puede formar un bastidor de baterías. En otras palabras, un bastidor de baterías puede ser una unidad mínima de un sistema de baterías como una combinación en serie/paralelo de paquetes de baterías. En el presente caso, dependiendo de un dispositivo o un sistema en el que se use la batería, un paquete de baterías puede denominarse módulo de batería.
[0069] Haciendo referencia a la figura 1, un bastidor de baterías 10 puede incluir una pluralidad de módulos de batería y una unidad de protección de batería (BPU) o cualquier otro dispositivo de protección. El bastidor de baterías puede supervisarse y controlarse a través de un BMS de bastidor (RBMS). El RBMS puede supervisar una corriente, un voltaje y una temperatura, entre otros, de cada bastidor de baterías que va a gestionarse, calcular un estado de carga (SOC) de la batería basándose en resultados de supervisión, y controlar la carga y descarga del bastidor de baterías. La unidad de protección de batería (BPU) es un dispositivo para proteger el bastidor de baterías frente a una corriente anómala y una corriente de defecto en el bastidor de baterías. La BPU puede incluir un contactor principal (MC), un fusible y un interruptor automático (CB) o un conmutador de desconexión (DS). La BPU puede controlar un sistema de batería bastidor a bastidor a través del control de encendido/apagado del contactor principal (MC) basándose en un control desde el BMS de bastidor. La BPU también puede proteger el bastidor de baterías frente a una corriente de cortocircuito usando un fusible en el caso de un cortocircuito. En este sentido, el sistema de batería puede controlarse a través de un dispositivo de protección tal como una BPU o una aparamenta.
[0070] Un controlador de sistema de batería (BSC) 20 se ubica en cada sección de batería que incluye una pluralidad de baterías, circuitos periféricos y dispositivos para supervisar y controlar objetos tales como un voltaje, una corriente, una temperatura y un interruptor automático. El controlador de sistema de batería es un aparato de control superior en un sistema de batería a nivel de banco que incluye una pluralidad de bastidores de baterías. El controlador de sistema de batería también puede usarse como un aparato de control en un sistema de batería que tiene una pluralidad de estructuras a nivel de banco.
[0071] Un sistema de conversión de potencia (PCS) 40 instalado en cada sección de batería realiza una carga/descarga basándose en un comando de carga/descarga (por ejemplo, un comando de carga o descarga) desde el sistema de gestión de energía (EMS) 30. El sistema de conversión de potencia (PCS) 40 puede incluir una unidad de conversión de potencia (inversor de CC/CA) y un controlador. La salida de cada BPU puede conectarse al PCS 40 a través de un bus de CC, y el PCS 40 puede conectarse a una red eléctrica de alimentación. Además, el EMS (o sistema de gestión de potencia (PMS)) 30 puede gestionar el sistema de almacenamiento de energía (ESS) global.
[0072] La figura 2 muestra una curva de característica de carga de una batería de LFP.
[0073] Se usan principalmente materiales de carbono como un material activo de ánodo de las baterías secundarias de litio, mientras que se usa principalmente óxido de cobalto que contiene litio (LiCoO2) como un material activo de cátodo y también se están considerando óxidos de manganeso que contienen litio (LiMnO2, LiMn2O4, etc.) y óxido de níquel que contiene litio (LiNiO2).
[0074] Recientemente, se ha usado un compuesto a base de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) como un material activo de cátodo para una batería secundaria de litio. Una batería de fosfato de hierro y litio (LFP) que usa fosfato de hierro y litio como un material activo de cátodo es superior en términos de estabilidad térmica y rentabilidad en comparación con otros tipos de baterías.
[0075] Durante el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía, el control de equilibrado o el control de carga/descarga puede realizarse basándose en unos SOC de baterías. En el presente caso, se usa principalmente un método para medir un valor de voltaje de circuito abierto de la batería y estimar el SOC de la batería basándose en el valor de voltaje de circuito abierto medido, para calcular el SOC de una batería.
[0076] La figura 2 muestra una curva de característica de carga que representa una correspondencia entre un voltaje de circuito abierto (OCV) y un SOC medido durante un proceso de carga de batería.
[0077] Haciendo referencia a la figura 2, la curva de característica de carga de la batería de LFP tiene una meseta de voltaje en el intervalo de SOC de aproximadamente el 10 % a aproximadamente el 90 %. En el caso de una batería de LFP que tiene una característica de meseta de este tipo, es difícil estimar con precisión el SOC en la sección de meseta, una estimación precisa solo es posible en una sección sin meseta (por ejemplo, una sección en la que el SOC es del 90 % o más, o una sección en la que el SOC es del 10 % o menos). En otras palabras, en un sistema de batería al que se aplica la batería de LFP, una estimación de SOC precisa solo es posible en una sección de SOC muy limitada. La figura 3 es un diagrama de flujo operativo de un método operativo general de un sistema de almacenamiento de energía cuando tiene lugar una pérdida de comunicación.
[0078] Un aparato de control superior (por ejemplo, BSC o EMS) del sistema de almacenamiento de energía puede supervisar y controlar bastidores de baterías basándose en unos SOC recopilados desde unos RBMS. En el presente caso, cuando tiene lugar una pérdida de comunicación (LOC) en un bastidor de baterías específico (S310), el aparato de control superior no puede recibir el SOC desde el RBMS del bastidor de baterías correspondiente (bastidor con LOC). Debido a que se omite el SOC del bastidor de baterías en el que tuvo lugar una pérdida de comunicación, el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía se vuelve imposible, el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía se detiene (S320) y el bastidor de baterías correspondiente se abre para realizar la inspección y trabajo de mantenimiento para resolver la situación de pérdida de comunicación (S330).
[0079] Cuando se resuelve el estado de pérdida de comunicación del bastidor de baterías correspondiente, el bastidor de baterías puede reconectarse al sistema de almacenamiento de energía. En el presente caso, para un funcionamiento estable del sistema de almacenamiento de energía, el bastidor de baterías correspondiente necesita reconectarse al sistema de almacenamiento de energía cuando los SOC del bastidor de baterías correspondiente y otros bastidores de baterías son muy similares.
[0080] En el presente caso, en el caso de bastidores de baterías con baterías de LFP, es necesario que los bastidores de baterías estén completamente cargados o completamente descargados debido a que una estimación precisa del SOC solo es posible en secciones no planas (por ejemplo, una sección con SOC del 90 % o más, o una sección con SOC del 10 % o menos) (S340). Entonces, cuando los bastidores de baterías se conectan eléctricamente, el sistema de almacenamiento de energía puede estar volviendo a funcionar (S350).
[0081] En otras palabras, cuando tiene lugar una pérdida de comunicación en un bastidor de baterías específico durante el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía, todo el sistema se detiene y debe realizarse un proceso de carga completa o descarga completa y, por lo tanto, lleva una cantidad de tiempo considerable volver a hacer funcionar el sistema.
[0082] La presente invención se presenta para resolver este problema y se refiere a un aparato de control de batería y un sistema de almacenamiento de energía que incluye el mismo, que puede hacer funcionar de forma estable el sistema de almacenamiento de energía sin detenerse incluso si tiene lugar una pérdida de comunicación en un conjunto de batería específico.
[0083] En lo sucesivo en el presente documento, realizaciones preferidas de acuerdo con la presente invención se describirán con detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
[0084] La figura 4 es un diagrama de bloques de un sistema de almacenamiento de energía de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0085] Haciendo referencia a la figura 4, el sistema de almacenamiento de energía de acuerdo con las realizaciones de la presente invención incluye una pluralidad de baterías 100 y una pluralidad de sistemas de gestión de baterías (BMS) proporcionados en correspondencia con la pluralidad de baterías, respectivamente, y para gestionar y controlar unas baterías (200) correspondientes.
[0086] La pluralidad de baterías 100 puede conectarse eléctricamente entre sí en paralelo.
[0087] En la presente divulgación, la batería 100 puede significar un conjunto de batería. En otras palabras, la batería 100 de acuerdo con la presente invención puede corresponder a un módulo de batería, un paquete de baterías, un bastidor de baterías o un banco de baterías.
[0088] En algunas realizaciones, la batería 100 puede corresponder a un conjunto de batería que incluye una o más celdas de batería (por ejemplo, celdas de batería de LFP) que tienen al menos una porción de una sección de meseta de voltaje en una curva de característica de carga.
[0089] El BMS 200 puede gestionar y controlar su batería 100 correspondiente recopilando información de estado acerca de la batería 100 correspondiente y realizando una operación de control predefinida basándose en la información de estado recopilada. En el presente caso, el BMS 200 puede controlar la carga y descarga de la batería basándose en la información de estado de la batería y diagnosticar si las celdas de batería están fuera de servicio.
[0090] Cada uno de la pluralidad de BMS 200 puede conectarse a un aparato de control superior 300 a través de una red, transmitir información de estado de batería tal como SOC de la batería al aparato de control superior 300, recibir comandos de control desde el aparato de control superior 300 y funcionar basándose en los comandos de control recibidos.
[0091] El aparato de control superior 300 puede recopilar información de estado acerca de una pluralidad de baterías de la pluralidad de BMS 200 y supervisar o controlar la pluralidad de baterías basándose en la información de estado recopilada. En el presente caso, el aparato de control superior 300 puede corresponder a un controlador de sistema de batería (BSC), un sistema de gestión de energía (EMS) o un sistema de gestión de potencia (PMS).
[0092] Cuando tiene lugar una pérdida de comunicación en una batería específica (primera batería) y el aparato de control superior 300 no puede recibir información de estado desde el BMS (primer BMS) correspondiente a la batería, el aparato de control superior 300 puede hacer funcionar el sistema de energía seleccionando una batería de referencia (segunda batería) que se estima que tiene un estado similar al de la batería específica (primera batería) y usando información de estado de la batería de referencia seleccionada (segunda batería) como información de estado de la batería específica con pérdida de comunicación (primera batería).
[0093] En otras palabras, el aparato de control superior 300 puede configurarse para supervisar o controlar una pluralidad de baterías usando la información de estado de la batería de referencia seleccionada (segunda batería) como información de estado de una batería específica con pérdida de comunicación (primera batería), sin detener el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía incluso si la información de estado de la batería específica no se recibe desde un BMS específico (primer BMS).
[0094] Por otro lado, el aparato de control superior 300 puede seleccionar una segunda batería entre una pluralidad de baterías basándose en información de historial de las baterías almacenada en el dispositivo de almacenamiento 310. Por ejemplo, el aparato de control superior 300 puede seleccionar una batería que tiene un patrón de funcionamiento similar a la primera batería y determinar la batería como la segunda batería, usando información de historial acerca de uno o más de unos SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa y valores de temperatura de la pluralidad de baterías almacenada en el dispositivo de almacenamiento 310.
[0095] La figura 5 es un diagrama de flujo operativo de un método de control de batería de un aparato de control de batería de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0096] El método de control mostrado en la figura 5 puede realizarse en un aparato de control de batería que interacciona con una pluralidad de BMS proporcionados en correspondencia con una pluralidad de baterías. En el presente caso, el aparato de control de batería puede ser un aparato de control superior para una pluralidad de BMS y puede corresponder, por ejemplo, a un controlador de sistema de batería (BSC), un sistema de gestión de energía (EMS) o un sistema de gestión de potencia (PMS).
[0097] El aparato de control de batería puede recopilar información de estado acerca de una pluralidad de baterías desde una pluralidad de BMS (S510). En el presente caso, la información de estado puede incluir uno o más de un SOC de batería, un valor de voltaje, un valor de corriente, una cantidad de carga/descarga y un valor de temperatura.
[0098] El aparato de control de batería puede supervisar o controlar la pluralidad de baterías basándose en la información de estado recopilada (S520). Por ejemplo, el aparato de control de batería puede controlar la carga y descarga de cada batería basándose en la información de estado recopilada.
[0099] El aparato de control de batería puede detectar si ha tenido lugar una pérdida de comunicación en una batería específica entre una pluralidad de baterías (S530). En el presente caso, el aparato de control de batería puede determinar que ha tenido lugar una pérdida de comunicación en una batería específica cuando no se recibe información de estado desde la batería específica.
[0100] Cuando tiene lugar una pérdida de comunicación en una batería específica (primera batería) y no se recibe información de estado desde el BMS (un primer BMS) que gestiona la batería (S en S530), el aparato de control de batería puede designar una batería de referencia (una segunda batería) para la batería que experimenta una pérdida de comunicación (S540).
[0101] El aparato de control de batería puede seleccionar una segunda batería basándose en información de historial de baterías almacenada en el dispositivo de almacenamiento.
[0102] El aparato de control de batería puede determinar la segunda batería entre una pluralidad de baterías usando información de historial durante un período de tiempo predeterminado. En el presente caso, la información de historial puede incluir datos de historial acerca de uno o más de SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura. Por ejemplo, el aparato de control de batería puede seleccionar una segunda batería que tiene un patrón de funcionamiento similar al de la primera batería usando datos de historial acerca de SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa o valor de temperatura durante un período de 3 días antes de la aparición de la pérdida de comunicación.
[0103] El aparato de control de batería puede comparar información de historial de la primera batería con información de historial de baterías que no sean la primera batería, calcular un grado de similitud con la primera batería, y determinar una segunda batería basándose en el grado de similitud calculado. Por ejemplo, el aparato de control de batería puede calcular una diferencia entre valores de estado (por ejemplo, SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa o valor de temperatura) para cada punto de tiempo incluido en los datos de historial, acumula las diferencias calculadas y calcula la similitud basándose en las diferencias acumulativas. En el presente caso, el grado de similitud puede calcularse como un valor más alto a medida que el valor de diferencia acumulado se vuelve más bajo.
[0104] En algunas realizaciones, el aparato de control de batería puede excluir de la comparación una batería entre las baterías restantes que no sean la primera batería, teniendo la batería un historial de fallos registrado dentro de un período predeterminado. Por ejemplo, una batería con un registro de historial de aparición de un voltaje anómalo o detección de un suceso de ignición durante un período de hasta 3 días desde el momento de una aparición de pérdida de comunicación puede excluirse de entre los candidatos para la segunda batería.
[0105] El aparato de control de batería puede determinar una batería que tiene la similitud más alta con la primera batería como la segunda batería, entre las baterías restantes que no sean la primera batería.
[0106] El aparato de control de batería puede supervisar o controlar una pluralidad de baterías (S560) usando información de estado de la segunda batería seleccionada como información de estado de la primera batería (S550) sin detener el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía. Por ejemplo, el aparato de control de batería puede hacer funcionar el sistema de almacenamiento de energía usando el SOC de la segunda batería como un SOC de la primera batería.
[0107] El aparato de control de batería puede registrar la información de estado de la segunda batería recibida desde el segundo BMS como información de estado de la primera batería en un dispositivo de almacenamiento durante un período en el que no se recibe la información de estado de la primera batería.
[0108] En algunas realizaciones, después de que se haya seleccionado la segunda batería, si tiene lugar un fallo en la segunda batería, el aparato de control de batería puede renovar la segunda batería con una batería que tiene una similitud superior siguiente. Por ejemplo, cuando tiene lugar una pérdida de comunicación en el bastidor n.º 1, el sistema de almacenamiento de energía puede hacerse funcionar de tal modo que el bastidor n.º 2 que tiene la similitud más alta con el bastidor n.º 1 se selecciona como la batería de referencia y se usa el SOC del bastidor n.º 2 como el SOC del bastidor n.º 1. Si tiene lugar un fallo en el bastidor n.º 2 durante el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía, la batería de referencia puede sustituirse por el bastidor n.º 3 que muestra la siguiente similitud más alta con el bastidor n.º 1 junto al bastidor n.º 2.
[0109] El aparato de control de batería puede comprobar si se libera el estado de pérdida de comunicación de la primera batería. En el presente caso, el aparato de control de batería puede determinar que el estado de pérdida de comunicación de la primera batería se libera cuando se recibe información de estado desde el primer BMS.
[0110] Cuando se libera el estado de pérdida de comunicación con respecto a la primera batería, el aparato de control de batería puede no usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería, pero supervisar y controlar las baterías usando información de estado de cada una de las baterías.
[0111] La figura 6 es un diagrama de flujo operativo de un método para seleccionar una batería de referencia de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0112] El aparato de control de batería puede determinar una segunda batería entre una pluralidad de baterías usando información de historial durante un período de tiempo predeterminado. En el presente caso, la información de historial puede incluir datos de historial acerca de uno o más de SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura.
[0113] En algunas realizaciones, el aparato de control de batería puede determinar la segunda batería basándose en un SOC inmediatamente antes de que tenga lugar una pérdida de comunicación y prioridades predefinidas asignadas a cada elemento de datos de historial. En el presente caso, las prioridades pueden predefinirse en una secuencia que empieza con SOC, seguido por la cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura.
[0114] Haciendo referencia a la figura 6, cuando tiene lugar una pérdida de comunicación en una batería específica (primera batería) y no se recibe información de estado desde el BMS (primer BMS) que gestiona la batería, el aparato de control de batería puede determinar que ha tenido lugar una pérdida de comunicación en la primera batería.
[0115] El aparato de control de batería puede comprobar el SOC más reciente de la primera batería o baterías que no sean la primera batería (S610). Por ejemplo, si tiene lugar una pérdida de comunicación, el aparato de control de batería puede comprobar el último SOC registrado de cada batería en el dispositivo de almacenamiento.
[0116] El aparato de control de batería puede comprobar si el SOC más reciente está dentro de un intervalo de SOC umbral predefinido como una sección de estimación de SOC imposible (S620). En el presente caso, el intervalo de SOC umbral puede predefinirse como una sección de SOC en la que la cantidad de cambio en voltaje frente a la cantidad de cambio en SOC es menor que o igual a un valor umbral predefinido en un SOC y la curva de correspondencia de voltaje de la batería, que puede definirse, por ejemplo, como una sección de SOC mayor que 10 y menor que 90. Si el SOC más reciente identificado está fuera del intervalo de SOC umbral (N en S620), el aparato de control de batería puede comparar información de historial de SOC de la primera batería e información de historial de SOC de otras baterías (S630) para determinar una batería con la similitud más alta. Por ejemplo, si el SOC más reciente de la primera batería está fuera del intervalo de SOC umbral (es decir, cuando tiene lugar una pérdida de comunicación mientras puede estimarse el SOC de la primera batería), el aparato de control de batería puede determinar la segunda batería comparando información de historial de SOC que se predefine como el primer elemento de comparación de prioridad.
[0117] En el presente caso, cuando hay una batería que tiene la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería (N en S640), la batería correspondiente puede determinarse como la segunda batería (S650). Por otro lado, cuando el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería es dos o más (S en S640), el aparato de control de batería puede determinar una batería, entre las dos o más baterías, que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de la cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería (S660 a 680). En otras palabras, si no puede determinarse una única batería de referencia comparando la información de historial de SOC que se predefine como un elemento de comparación de primera prioridad, el aparato de control de batería puede determinar una única batería de referencia comparando secuencialmente los elementos de historial de la siguiente prioridad.
[0118] Por ejemplo, cuando el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería es 2 o más, el aparato de control de batería puede determinar la batería que tiene la similitud más alta comparando información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa (segunda prioridad) entre la primera batería y las otras baterías (S660). Si el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería es 2 o más (S en S670), el aparato de control de batería puede determinar la batería que tiene la similitud más alta comparando información de historial acerca del valor de temperatura (tercera prioridad) de la primera batería e información de historial acerca de los valores de temperatura de las otras baterías (S680). En el presente caso, cuando se selecciona una única batería que tiene la similitud más alta, puede completarse (S650) el proceso de seleccionar la batería de referencia. Por otro lado, si no se selecciona una única batería incluso a través de la comparación de valores de temperatura, una batería ubicada lo más cerca de la primera batería entre baterías que tienen el mismo grado de similitud puede seleccionarse por último como la segunda batería.
[0119] En S620, si el SOC más reciente identificado está dentro del intervalo de SOC umbral (S en S620), el aparato de control de batería puede determinar una batería que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca de una o más de la cantidad de carga/descarga acumulativa y el valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería (S660 a 680). Por ejemplo, si el SOC más reciente de la primera batería está dentro del intervalo de SOC umbral (es decir, cuando tiene lugar una pérdida de comunicación en un estado en el que no puede estimarse el SOC de la primera batería), el aparato de control de batería puede determinar una batería de referencia comparando secuencialmente elementos de historial de la siguiente prioridad sin comparar información de historial de SOC que se predefine como la primera prioridad.
[0120] La figura 7 es una tabla de referencia para explicar un método para seleccionar una batería de referencia de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0121] En algunas realizaciones, pueden predefinirse prioridades de comparación para cada uno de la sección de estimación de SOC imposible y los elementos de historial para la selección de la batería de referencia. En el presente caso, el aparato de control de batería puede seleccionar una batería de referencia para una batería con pérdida de comunicación basándose en la sección de estimación de SOC imposible almacenada en el dispositivo de almacenamiento y la prioridad de comparación.
[0122] Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 7, la sección de estimación de SOC imposible (intervalo de SOC umbral) puede definirse como una sección de SOC mayor que 10 y menor que 90.
[0123] Además, los elementos de historial que van a compararse pueden incluir SOC, cantidad acumulativa de corriente de carga/descarga (Ah), energía de carga/descarga acumulativa (Wh), temperatura promedio, temperatura máxima y temperatura mínima. En el presente caso, la prioridad de comparación de elementos de historial puede definirse en el orden de SOC, cantidad acumulativa de corriente de carga/descarga (Ah), energía de carga/descarga acumulativa (Wh), temperatura promedio, temperatura máxima y temperatura mínima.
[0124] En el caso de que se predefina como se muestra en la tabla de la figura 7, el aparato de control de batería puede determinar una batería de referencia (segunda batería) como sigue.
[0125] Si el SOC más reciente de la primera batería está fuera del intervalo de SOC umbral, el aparato de control de batería puede comparar secuencialmente información de historial acerca del SOC, información de historial acerca de la cantidad acumulativa de corriente de carga/descarga (Ah), información de historial acerca de la energía de carga/descarga acumulativa (Wh), información de historial acerca de la temperatura promedio, información de historial acerca de la temperatura máxima e información de historial acerca de la temperatura mínima, hasta que se determina una única batería de referencia.
[0126] Si el SOC más reciente de la primera batería está dentro del intervalo de SOC umbral, el aparato de control de batería puede comparar secuencialmente información de historial acerca de la cantidad acumulativa de corriente de carga/descarga (Ah), información de historial acerca de la energía de carga/descarga acumulativa (Wh), información de historial acerca de la temperatura promedio, información de historial acerca de la temperatura máxima e información de historial acerca de la temperatura mínima, hasta que se determina una única batería de referencia.
[0127] Por otro lado, si no se selecciona una única batería como resultado de comparar los elementos de historial, una batería ubicada lo más cerca de la primera batería entre baterías que tienen el mismo grado de similitud puede seleccionarse por último como la segunda batería.
[0128] La figura 8 es un diagrama de bloques de un aparato de control de batería de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
[0129] El aparato de control de batería 800 de acuerdo con realizaciones de la presente invención puede corresponder a un aparato de control superior que se ubica en un sistema de almacenamiento de energía e interacciona con una pluralidad de BMS proporcionados en correspondencia con una pluralidad de baterías. Por ejemplo, el aparato de control de batería 800 puede corresponder a un controlador de sistema de batería (BSC), un sistema de gestión de energía (EMS) o un sistema de gestión de potencia (PMS), o puede implementarse incluyéndose en uno cualquiera de los mismos.
[0130] El aparato de control de batería 800 puede incluir al menos un procesador 810, una memoria 820 que almacena al menos una instrucción ejecutada por el procesador, y un transceptor 830 conectado a una red para realizar una comunicación.
[0131] La al menos una instrucción puede incluir una instrucción para recopilar información de estado acerca de la pluralidad de baterías de la pluralidad de BMS y supervisar o controlar la pluralidad de baterías basándose en la información de estado recopilada; una instrucción para, al no recibirse la información de estado de la primera batería desde un primer BMS debido a una pérdida de comunicación, seleccionar una segunda batería de entre una pluralidad de baterías basándose en información de historial almacenada previamente de baterías; y una instrucción para usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
[0132] La instrucción para usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería puede incluir una instrucción para seguir supervisando o controlando la pluralidad de baterías sin detener el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía incluso si la información de estado de la primera batería no se recibe desde el primer BMS usando la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
[0133] La instrucción para usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería puede incluir: una instrucción para recibir información de estado de la segunda batería desde un segundo BMS durante un período en el que no se recibe la información de estado de la primera batería; y una instrucción para registrar la información de estado recibida de la segunda batería como la información de estado de la primera batería. La instrucción para seleccionar una segunda batería puede incluir una instrucción para, al no recibirse el estado de carga (SOC) de la primera batería desde el primer BMS, seleccionar una segunda batería entre una pluralidad de baterías basándose en información de historial almacenada previamente de las baterías. En el presente caso, la instrucción para usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería puede incluir una instrucción para usar el SOC de la segunda batería como el SOC de la primera batería. La instrucción para seleccionar una segunda batería puede incluir una instrucción para seleccionar la segunda batería usando información de historial acerca de uno o más de unos SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa y valores de temperatura de las baterías.
[0134] La instrucción para seleccionar una segunda batería puede incluir: una instrucción para comparar información de historial de la primera batería con información de historial de baterías que no sean la primera batería para calcular una similitud de una batería con la primera batería; y una instrucción para determinar una batería que tiene la similitud más alta con la primera batería como la segunda batería.
[0135] La instrucción para seleccionar una segunda batería puede incluir una instrucción para excluir baterías con un historial de fallos registrado dentro de un período predeterminado desde una comparación entre las baterías que no sean la primera batería.
[0136] La al menos una instrucción puede incluir además una instrucción para actualizar una batería que tiene una similitud superior siguiente con la primera batería como una segunda batería, si tiene lugar un fallo en la segunda batería después de que se haya seleccionado la segunda batería.
[0137] La instrucción para seleccionar una segunda batería puede incluir: una instrucción para, al no recibir un SOC de la primera batería, identificar el SOC más reciente de la primera batería o baterías que no sean la primera batería; una instrucción para comprobar si el SOC más reciente identificado está dentro de un intervalo de SOC umbral predefinido como una sección de estimación de SOC imposible; y una instrucción para determinar una batería con la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería como la segunda batería, si el SOC más reciente identificado está fuera del intervalo de SOC umbral.
[0138] La instrucción para seleccionar una segunda batería puede incluir una instrucción para: al ser dos o más el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería, determinar una batería, entre las dos o más baterías, que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
[0139] La instrucción para seleccionar una segunda batería puede incluir una instrucción para: al estar el SOC más reciente identificado dentro del intervalo de SOC umbral, determinar una batería que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
[0140] La instrucción para seleccionar una segunda batería puede incluir: una instrucción para determinar una batería que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería como una segunda batería y una instrucción para, al ser dos o más el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería, determinar, entre las dos o más baterías, una batería que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca del valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
[0141] El aparato de control de batería 800 puede incluir además una interfaz de entrada 840, una interfaz de salida 850, un dispositivo de almacenamiento 860 y similares. Los componentes respectivos incluidos en el aparato de control de batería 800 pueden conectarse mediante un bus 870 para comunicarse entre sí.
[0142] En el presente caso, el procesador 810 puede significar una unidad de procesamiento central (CPU), una unidad de procesamiento de gráficos (GPU) o un procesador dedicado en el que se realizan métodos de acuerdo con realizaciones de la presente invención. La memoria (o dispositivo de almacenamiento) puede incluir al menos uno de un medio de almacenamiento volátil y un medio de almacenamiento no volátil. Por ejemplo, la memoria puede incluir al menos una de memoria de solo lectura (ROM) y memoria de acceso aleatorio (RAM).
[0143] Las operaciones del método de acuerdo con las realizaciones de la presente invención pueden implementarse como un programa o código legible por ordenador en un medio de registro legible por ordenador. El medio de registro legible por ordenador incluye todos los tipos de dispositivos de registro en los que se almacenan datos legibles por un sistema informático. Además, el medio de registro legible por ordenador puede distribuirse en un sistema informático conectado a la red para almacenar y ejecutar programas o códigos legibles por ordenador de una forma distribuida.
[0144] Aunque algunos aspectos de la invención se han descrito en el contexto del aparato, también puede representar una descripción de acuerdo con un método correspondiente, en donde un bloque o aparato corresponde a una etapa de método o una característica de una etapa de método. De forma similar, los aspectos descritos en el contexto de un método también pueden representar una característica de un bloque o elemento correspondiente o un aparato correspondiente. Algunas o todas las etapas del método pueden ser realizadas por (o usando) un dispositivo de hardware, tal como, por ejemplo, un microprocesador, un ordenador programable o un circuito electrónico. En algunas realizaciones, una o más de las etapas de método más importantes pueden ser realizadas por un aparato de este tipo. En lo anterior, la presente invención se ha descrito con referencia a la realización ilustrativa de la presente invención, pero los expertos en la materia pueden apreciar que la presente invención puede corregirse y cambiarse de diversas formas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (22)

1. REIVINDICACIONES
1. Un sistema de almacenamiento de energía que comprende:
una pluralidad de sistemas de gestión de batería (200), BMS, asociado cada uno con una batería respectiva de una pluralidad de baterías (100); y
un aparato de control superior (300) configurado para:
recopilar información de estado acerca de la pluralidad de baterías desde la pluralidad de BMS; supervisar o controlar la pluralidad de baterías basándose en la información de estado recopilada;
al no recibirse la información de estado de una primera batería de entre la pluralidad de baterías desde un primer BMS entre la pluralidad de BMS debido a una pérdida de comunicación, seleccionar una segunda batería de entre las baterías restantes basándose en información de historial almacenada previamente de la pluralidad de baterías y usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería,
en donde, para seleccionar la segunda batería, el aparato de control superior está configurado para: comparar información de historial de la primera batería con información de historial de baterías que no sean la primera batería y calcular una diferencia entre valores de estado para cada punto de tiempo incluido en datos de historial de información de historial;
acumular las diferencias calculadas a lo largo del tiempo para cada comparación y basándose en las diferencias acumuladas calcular un grado de similitud con la primera batería; y
determinar como la segunda batería una batería que tiene el grado más alto de similitud con la primera batería, en donde el grado de similitud aumenta a medida que disminuye el valor de diferencia acumulado.
2. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 1, en donde el aparato de control superior está configurado para seguir supervisando o controlando la pluralidad de baterías sin detener el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía incluso si la información de estado de la primera batería no se recibe desde el primer BMS usando la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
3. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 1, en donde el aparato de control superior está configurado para recibir información de estado de la segunda batería desde un segundo BMS entre la pluralidad de BMS durante un período en el que no se recibe la información de estado de la primera batería y para registrar la información de estado recibida de la segunda batería como información de estado de la primera batería.
4. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 1, en donde el aparato de control superior está configurado para, al no recibirse el estado de carga, SOC, de la primera batería desde el primer BMS, seleccionar la segunda batería entre la pluralidad de baterías basándose en información de historial almacenada previamente de las baterías y usar el SOC de la segunda batería como el SOC de la primera batería.
5. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 4, en donde el aparato de control superior está configurado para seleccionar la segunda batería usando información de historial acerca de uno o más de unos SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa y valores de temperatura de la pluralidad de baterías.
6. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 5, en donde el aparato de control superior está configurado para excluir baterías con un historial de fallos registrado dentro de un período predeterminado desde una comparación entre las baterías que no sean la primera batería.
7. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 5, en donde el aparato de control superior está configurado para actualizar una batería de la pluralidad de baterías que tiene una similitud superior siguiente con la primera batería como una segunda batería, si tiene lugar un fallo en la segunda batería después de que se haya seleccionado la segunda batería.
8. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 4, en donde el aparato de control superior está configurado para:
al no recibir un SOC de la primera batería,
identificar el SOC más reciente de la primera batería;
comprobar si el SOC más reciente identificado está dentro de un intervalo de SOC umbral predefinido como una sección de estimación de SOC imposible, en donde la sección de estimación de SOC imposible es una sección de SOC mayor que 10 y menor que 90; y
determinar una batería de entre la pluralidad de baterías con la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería como la segunda batería, si el SOC más reciente identificado de la primera batería está fuera del intervalo de SOC umbral.
9. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 8, en donde el aparato de control superior está configurado para:
al ser dos o más el número de baterías entre la pluralidad de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería,
determinar una batería, entre las dos o más baterías, que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
10. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 8, en donde el aparato de control superior está configurado para:
al estar el SOC más reciente identificado dentro del intervalo de SOC umbral,
determinar una batería de la pluralidad de baterías que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
11. El sistema de almacenamiento de energía de la reivindicación 10, en donde el aparato de control superior está configurado para:
determinar una batería de la pluralidad de baterías que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería como una segunda batería y al ser dos o más el número de baterías entre la pluralidad de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería, determinar, entre las dos o más baterías, una batería que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca del valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
12. Un método de control de batería para
un aparato de control de batería (800) que interacciona con una pluralidad de sistemas de gestión de batería (200), BMS, asociado cada uno con una batería respectiva de una pluralidad de baterías (100), comprendiendo el método: recopilar información de estado (S510) acerca de la pluralidad de baterías desde la pluralidad de BMS y supervisar o controlar (S520) la pluralidad de baterías basándose en la información de estado recopilada;
al no recibirse (S530) la información de estado de una primera batería de entre la pluralidad de baterías desde un primer BMS entre la pluralidad de baterías debido a una pérdida de comunicación, seleccionar una segunda batería de entre
las baterías restantes basándose en información de historial almacenada previamente de la pluralidad de baterías; y
usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería, en donde la selección de la segunda batería comprende:
comparar información de historial de la primera batería con información de historial de baterías que no sean la primera batería y calcular una diferencia entre valores de estado para cada punto de tiempo incluido en datos de historial de información de historial;
acumular las diferencias calculadas a lo largo del tiempo para cada comparación y basándose en las diferencias acumuladas calcular un grado de similitud con la primera batería; y
determinar como la segunda batería una batería que tiene el grado más alto de similitud con la primera batería, en donde el grado de similitud aumenta a medida que disminuye el valor de diferencia acumulado.
13. El método de la reivindicación 12, en donde el uso de la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería incluye supervisar o controlar (S560) la pluralidad de baterías sin detener el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía incluso si la información de estado de la primera batería no se recibe desde el primer BMS usando la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
14. El método de la reivindicación 12, en donde el uso de la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería incluye:
recibir información de estado de la segunda batería desde un segundo BMS entre la pluralidad de BMS durante un período en el que no se recibe la información de estado de la primera batería; y
registrar la información de estado recibida de la segunda batería como la información de estado de la primera batería.
15. El método de la reivindicación 12, en donde la selección de la segunda batería incluye, al no recibirse el estado de carga, SOC, de la primera batería desde el primer BMS, seleccionar la segunda batería entre la pluralidad de baterías basándose en la información de historial almacenada previamente de las baterías, y
en donde usar la información de estado de la segunda batería como la información de estado de la primera batería incluye usar el SOC de la segunda batería como el SOC de la primera batería.
16. El método de la reivindicación 15, en donde la selección de la segunda batería incluye seleccionar la segunda batería usando información de historial que incluye uno o más de unos SOC, cantidad de carga/descarga acumulativa y valores de temperatura de las baterías.
17. El método de la reivindicación 16, en donde la selección de una segunda batería incluye excluir baterías con un historial de fallos registrado dentro de un período predeterminado desde una comparación entre las baterías que no sean la primera batería.
18. El método de la reivindicación 16, que comprende además actualizar una batería entre la pluralidad de baterías que tiene una similitud superior siguiente con la primera batería como la segunda batería, si tiene lugar un fallo en la segunda batería después de que se haya seleccionado la segunda batería.
19. El método de la reivindicación 15, en donde la selección de la segunda batería incluye:
al no recibir un SOC de la primera batería, identificar el SOC más reciente de la primera batería; comprobar si el SOC más reciente identificado está dentro de un intervalo de SOC umbral predefinido como una sección de estimación de SOC imposible, en donde la sección de estimación de SOC imposible es una sección de SOC mayor que 10 y menor que 90; y
determinar una batería de entre la pluralidad de baterías con la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería como la segunda batería, si el SOC más reciente identificado de la primera batería está fuera del intervalo de SOC umbral.
20. El método de la reivindicación 19, en donde la selección de la segunda batería además:
al ser dos o más el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial de SOC de la primera batería,
determinar una batería, entre las dos o más baterías, que tiene la similitud más alta con información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
21. El método de la reivindicación 19, en donde la selección de la segunda batería incluye:
al estar el SOC más reciente identificado dentro del intervalo de SOC umbral,
determinar una batería de la pluralidad de baterías que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca de una o más de una cantidad de carga/descarga acumulativa y un valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
22. El método de la reivindicación 21, en donde la selección de la segunda batería incluye:
determinar una batería de la pluralidad de baterías que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería como la segunda batería y al ser dos o más el número de baterías que tienen la similitud más alta con la información de historial acerca de la cantidad de carga/descarga acumulativa de la primera batería, determinar, entre las dos o más baterías, una batería de la pluralidad de baterías que tiene la similitud más alta con la información de historial acerca del valor de temperatura de la primera batería como la segunda batería.
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