WO2024040757A1

WO2024040757A1 - 多电池包切换控制方法以及储能设备

Info

Publication number: WO2024040757A1
Application number: PCT/CN2022/132142
Authority: WO
Inventors: 幸云辉; 于扬鑫
Original assignee: 深圳市正浩创新科技股份有限公司
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-11-16
Publication date: 2024-02-29
Also published as: CN115276210A

Abstract

一种多电池包切换控制方法，包括：响应于放电切换指令，向第一电池包的充电开关管发送第一关断信号；当检测到第一电池包的充电开关管处于关断状态时，向第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号；当检测到第二电池包的充电开关管和放电开关管均处于导通状态时，向第一电池包的放电开关管发送第二关断信号。

Description

多电池包切换控制方法以及储能设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年08月23日提交中国专利局、申请号为202211016915.2、发明名称为“多电池包切换控制方法、储能设备以及储能系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种多电池包切换控制方法以及储能设备。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成示例性技术。

在采用多电池包供电的设备中，当在电池包充电或放电时，如果切换电池包，会存在切换时储能设备无法对负载连续稳定供电的情况，使得负载电压短暂波动，影响负载的正常工作。

因此，如何在切换电池包时实现对于负载的连续稳定供电，是亟需解决的技术问题。

发明内容

根据本申请的各种实施例，提供一种多电池包切换控制方法、装置、存储介质、储能设备以及储能系统。

本申请实施方式提供一种多电池包切换控制方法，所述多电池包切换控制方法包括：

响应于放电切换指令，向第一电池包的充电开关管发送第一关断信号，所述放电指令用于指示将负载的供电电源从所述第一电池包切换为第二电池包；所述第一关断信号用于指示所述第一电池包的充电开关管关断；

当检测到所述第一电池包的充电开关管处于关断状态时，向所述第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号，所述第一导通信号用于指示所述第二电池包的充电开关管和放电开关管导通；

当检测到所述第二电池包的充电开关管和放电开关管均处于导通状态时，向所述第一电池包的放电开关管发送第二关断信号，所述第二关断信号用于指示所述第一电池包的放电开关管关断，其中，任一电池包的充电开关管和放电开关管均关断时，所述电池包停止对所述负载供电。

本申请实施方式还提供一种多电池包切换控制方法，所述多电池包切换控制方法包括：

响应于充电切换指令，向第二电池包的放电开关管发送第一导通信号，所述第一导通信号用于指示所述第二电池包的放电开关管导通；所述充电切换指令用于指示将充电对象从所述第一电池包切换为所述第二电池包；

当检测到所述第二电池包的放电开关管处于导通状态时，向所述第一电池包的充电开关管和放电开关管发送关断信号，所述关断信号用于指示所述第一电池包的充电开关管和放电开关管关断；

当检测到所述第一电池包的充电开关管和放电开关管均处于关断状态时，向所述第二电池包的充电开关管发送第二导通信号，所述第二导通信号用于指示所述第二电池包的充电开关管导通。

本申请实施方式还提供一种多电池包切换控制装置，所述多电池包切换控制装置包括：

第一关断模块，被配置为响应于放电切换指令，向第一电池包的充电开关管发送第一关断信号，所述放电指令用于指示将负载的供电电源从所述第一电池包切换为第二电池包；所述第一关断信号用于指示所述第一电池包的充电开关管关断；

第一导通模块，被配置为当检测到所述第一电池包的充电开关管处于关断状态时，向所述第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号，所述第一导通信号用于指示所述第二电池包的充电开关管和放电开关管导通；

第二关断模块，被配置为当检测到所述第二电池包的充电开关管和放电开关管均处于导通状态时，向所述第一电池包的放电开关管发送第二关断信号，所述第二关断信号用于指示所述第一电池包的放电开关管关断，其中，任一电池包的充电开关管和放电开关管均关断时，所述电池包停止对所述负载供电。

本申请实施方式还提供一种储能设备，所述储能设备包括并机端口、控制器以及电池包，所述并机端口用于与其他储能设备或者独立电池包连接，所述控制器用于执行如上任一实施方式所述的多电池包切换控制方法。

本申请实施方式还提供一种储能系统，所述储能系统包括控制器以及至少两个电池包，所述控制器用于执行如上任一实施方式所述的多电池包切换控制方法。

本申请实施方式还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如以上技术方案中的多电池包切换控制方法。

本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或示例性技术中的技术方案，下面将对实施例或示例性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1示意性地示出了能够适用本申请实施方式的多电池包切换控制方法的电池充放电电路。

图2示意性地示出了本申请某些实施方式的多电池包切换控制方法的步骤流程图。

图3示意性地示出了本申请某实施例中向第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号之后的步骤流程图。

图4示意性地示出了本申请某实施例中检测到第一电池包的充电开关管处于关断状态之后的步骤流程图。

图5示意性地示出了本申请某实施例中多电池包切换控制方法的步骤流程图。

图6示意性地示出了本申请某实施例中向第一电池包的充电开关管和放电开关管发送第三关断信号之后的步骤流程图。

图7示意性地示出了本申请某实施例中检测到第二电池包的放电开关管处于导通状态之后的步骤流程图。

图8示意性地示出了本申请另一些实施方式的多电池包切换控制方法的步骤流程图。

图9示意性地示出了本申请实施例提供的储能设备的结构框图。

图10示意性地示出了本申请实施例提供的多电池包切换控制装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请实施方式的多电池包切换控制方法可适用于多电池包充放电电路。图1示意性地示出了能够适用本申请实施方式的多电池包切换控制方法的双电池包并机示意图。可以理解，在其他一些实施例中，上述多电池包切换控制方法也可以适用于多个电池包之间的切换控制。

如图1所示，电池包10和电池包20的输出正极相连接，电池包10和电池包20的输出负极相连接，从而实现两个电池包的并联。在每个电池包的输出侧还并联有电容30。电池包的输出侧还用于与负载连接，以利用电池包的输出电能给负载供电。对于每个电池包，其均包括电池模组以及电池管理系统，如图1中所示的电池模组100或电池模组200。电池管理系统用于对电池模组进行管理以及保护。图1中并未示出电池管理系统的完整结构，仅仅示意出来了电池管理系统中的充电开关管和放电开关管。充电开关管和放电开关管串联在电池模组的充放电回路上，以控制该回路的通断。

如图1所示，在电池包10中的充放回路上串联有第一充电开关管110、第一放电开关管120，第一充电开关管110、第一放电开关管120均导通时，电池模组100经第一充电开关管110、第一放电开关管120、电容30形成第一充放电回路，此时电池包的输出侧可接入负载或外部电源，以对外放电或接收外部电源充电。同样的，电池包20中的充放回路上串联有第二充电开关管210、第二放电开关管220，第二充电开关管210、第二放电开关管220均导通时，电池模组200经第二充电开关管210、第二放电开关管220、电容30形成第二充放电回路，此时电池包的输出侧可接入负载或外部电源，以对外放电或接收外部电源充电。

图1所示的充电开关管和放电开关管串联在电池包的正极输出侧回路上，可以理解，在其他实施例中，充电开关管和放电开关管也可以串联在电池包的负极输出侧回路上。

可以理解，在如图1所示的实施例中，当需要从通过第一充放电电路对负载供电切换至通过第二充放电电路对负载供电，若直接关断第一充放电电路的第一放电开关管120和第一充电开关管110后，再导通第二充放电电路的第二放电开关管220和第二充电开关管210，由于开关管具有导通延迟，在第一充放电电路的第一放电开关管120和第一充电开关管110关断到第二放电开关管220和第二充电开关管210导通之间的时间间隔中，需依赖电池侧电容30的能量支撑为负载供电。当负载的工作功率较大时，电池侧电容30的能量会很快耗尽，电压快速下降，此时，难以保证负载侧的连续稳定供电，甚至导致负载掉电。

本申请实施方式提供一种多电池包切换控制方法。图2示意性地示出了本申请某些实施方式的多电池包切换控制方法的步骤流程图。该多电池包切换控制方法的执行主体可以是用于控制电池充放电电路的控制器或处理器等。

如图2所示，本申请实施方式的多电池包切换控制方法主要可以包括如下步骤S210至S230。

S210，响应于放电切换指令，向第一电池包的充电开关管发送第一关断信号，放电指令用于指示将负载的供电电源从第一电池包切换为第二电池包；第一关断信号用于指示第一电池包的充电开关管关断。

在某些实施方式中，第一电池包的充电开关管可以为MOS管。如图1所示，充电开关管110为MOS管，该MOS管110中包括有体二极管111。第一电池包100的充电开关管110的导通方向与该充电开关管110的体二极管111的导通方向相反。

在某些实施方式中，第一电池包的放电开关管可以为MOS管。如图1所示，放电开关管120为MOS管，该MOS管中包括有体二极管121。第一电池包100的放电开关管120的导通方向与该放电开关管120的体二极管121的导通方向相反。

第一电池包为当前放电的电池包，多电池包还包括除第一电池包外满足放电条件，可向负载供电的备选电池包。第二电池包可以是备选电池包中的一个。可以理解的，第二电池包可以是可向负载供电的备选电池包中电量最高的电池包，也可以是满足放电条件的任意电池包，例如，电量高于第一电池包的备选电池包中的任意一个。在第一电池包对外放电时，第一电池包的充电开关管以及放电开关管均处于导通状态。当需要进行放电切换时，向第一电池包的充电开关管发送第一关断信号，以关断第一电池包的充电开关管。第一电池包的充电开关管关断后，放电开关管此时仍旧处于导通状态，第一电池包能够通过第一电池包的充电开关管中的体二极管、放电开关管对外放电，直至切换至第二电池包放电，进而能够使得电池包切换过程中，能够实现从第一电池包放电到第二电池包放电的无缝切换，从而实现供电切换时确保负载侧的稳定供电。

S220，当检测到第一电池包的充电开关管处于关断状态时，向第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号，第一导通信号用于指示第二电池包的充电开关管和放电开关管导通。

具体地，在某些实施方式中，第二电池包的充电开关管可以为MOS管。如图1所示，充电开关管210为MOS管，该MOS管210中包括有体二极管211。第二电池包200的充电开关管210的导通方向与该充电开关管210的体二极管211的导通方向相反。

在某些实施方式中，第二电池包的放电开关管可以为MOS管。如图1所示，放电开关管220为MOS管，该MOS管220中包括有体二极管221。第二电池包200的放电开关管220的导通方向与该放电开关管220的体二极管221的导通方向相反。

由此，当检测到第一电池包的充电开关管处于关断状态时，向第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号，能够在确定第一电池包的充电回路关断之后再导通第二电池包的放电回路，从而能够避免第一电池包的充电回路和第二电池包的放电回路同时导通时，发生第二电池包对第一电池包进行充电的情况，避免第二电池包对第一电池包进行充电的过程导致的电能损耗。

S230，当检测到第二电池包的充电开关管和放电开关管均处于导通状态时，向第一电池包的放电开关管发送第二关断信号，第二关断信号用于指示第一电池包的放电开关管关断。

对于电池包，任一电池包的充电开关管和放电开关管均关断时，该电池包所在的充放电回路被切换，电池包无法对外放电，也不能接受充电。在第二电池包的充电开关管和放电开关管完全导通后，第二电池包可以通过充电开关管和放电开关管对外稳定供电。此时，再将第一电池包的放电开关管关断，完全切断第一电池包的对外放电回路，完成由第一电池包到第二电池包的放电切换。

由此，在确定第二电池包的充电开关管和放电开关管均导通后，向第一电池包的放电开关管发送第二关断信号以关断第一电池包的放电开关管，能够实现从第一电池包放电到第二电池包放电的无缝切换。

并且，本申请在检测到第一电池包的充电开关管处于关断状态时，再导通第二电池包的充电开关管和放电开关管，能够避免第一电池包的充电回路和第二电池包的放电回路同时导通时，发生第二电池包对第一电池包进行充电的情况，从而能够避免第二电池包对第一电池包进行充电的过程导致的电能损耗。

图3示意性地示出了本申请某实施例中向第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号之后的步骤流程图。如图3所示，在以上实施例的基础上，步骤S220的向第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号之后，可以进一步包括以下步骤S310至S340。

S310，若检测到第二电池包的充电开关管和放电开关管均处于关断状态，且第一电池包的充电开关管的关断时长达到预设关断时长，则向第一电池包的充电开关管发送第二导通信号，第二导通信号用于指示以第一电池包的充电开关管导通。

可以理解，从第一电池包的充电开关管关断后到第二电池包的充电开关管和放电开关管导通前，第一电池包对外放电的电流均只能通过第一电池包的充电开关管的体二极管流向负载。当第二电池包的充电开关管和放电开关管接收到第一导通信号后没有及时导通，仍处于关断状态，而第一电池包的充电开关管的关断时长达到预设关断时长时，电流长时间流经第一电池包的充电开关管的体二极管时，会危害电路安全性。此时，即便第二电池包的充电开关管和放电开关管仍未导通，未完成切换，也不能继续通过第一电池包的放电开关管、充电开关管的体二极管继续对外放电。因此，本申请如上实施例通过电压传感器或电流传感器检测第一电池包的充电开关管、第二电池包的充电开关管和放电开关管是否处于关断状态并对第一电池包的充电开关管的关断时长进行监控，从而能够实现电路安全预警，以便及时作出对应的安全措施，在本实施例中，采用的安全措施为向第一电池包的充电开关管发送第二导通信号，从而能够使得第一电池包的放电电流从第一电池包的充电开关管的MOS管中正常通过，进而避免放电电流继续通过第一电池包的充电开关管的体二极管，能够避免由于第一电池包的充电开关管的体二极管由于长时间流经电流导致温度过高导致元件损坏或其他电路危害。

可以理解，预设关断时长可以根据开关管的特性设置，例如，根据开关管体二极管所能承受的最大温度设置，以保证开关管体二极管温度不超标。

S320，将放电切换失败次数增加一，放电切换失败次数记录从第一电池包切换为第二电池包的失败次数。

在如步骤S210至S230所示的从第一电池包放电切换为第二电池包放电的切换流程中，如出现如S310步骤所示的放电切换失败情况时，则将放电切换失败次数增加一。记录放电切换失败次数，可以避免不断地在两个电池包之间切换。

S330，若放电切换失败次数未达到预设次数，等待预设时长后再次响应放电切换指令。

具体地，对于放电切换失败，若失败次数较少，可能是由于器件的不稳定性导致，则可以再次尝试切换，也即，再次响应放电切换指令。再次切换等待预设时长后进行，可以为器件的恢复预留一定的恢复时间。

可以理解，预设次数以及预设时长可以依据器件特性以及器件工作环境设置，例如，根据开关管的反应时长设置，本申请对此不做限制。

可以理解，每次电池包插入或拔出后，放电切换次数会重置为零。

S340，若放电切换失败次数达到预设次数，则禁止响应放电切换指令。

若放电切换失败次数达到预设次数，说明已达到较多次数的放电切换失败操作。此时，禁止响应放电切换指令，可以避免无限次的切换。通过预设关断时长的设置以及对放电切换失败次数的记录，能够对对电池包的放电切换进行管理，从而防止系统不断尝试切换电池包并切换失败带来的资源消耗。

在某些实施方式中，预设次数可以为3次、5次、7次等，本申请对此不作特殊限制。

在具体实施方式中，预设关断时长可以为8s、10s、12s、15s等，本申请对此不作特殊限制。

可以理解，上述步骤S310至S340在步骤S220之后执行，在向第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号后，检测第二电池包的充放电开关管的状态，若第二电池包的充电开关管和放电开关管一直处于关断状态且满足步骤S310的条件，则执行步骤S320至S340，若第二电池包的充电开关管和放电开关管切换到导通状态，则进入到步骤S230。

图4示意性地示出了本申请某实施例中检测到第一电池包的充电开关管处于关断状态之后的步骤流程图。如图4所示，在以上实施例的基础上，步骤S220的检测到第一电池包的充电开关管处于关断状态之后，可以进一步包括以下步骤S410至S450。

S410，获取第一电池包的充电开关管的第一温度。

可以通过在第一电池包的充电开关管附近设置的温度采集器件获取该第一温度，温度采集器件可以为温度传感器，以采集第一电池包的充电开关管的第一温度。

S420，当第一温度达到第一预设温度时，向第一电池包的充电开关管发送第二导通信号。

本申请实施例中，第二导通信号用于指示以第一电池包的充电开关管导通。

在放电切换过程中，当第一电池包的充电开关管关断后，第一电池包的放电电流是通过第一电池包的放电开关管、充电开关管的体二极管流向负载，相比于导通状态下直接流经充电开关管，充电开关管的体二极管温度会上升更快。若任由放电电流长时间流经体二极管，容易损坏充电开关管，因此，监测第一电池包充电开关管的温度，若温度达到第一预设温度，则应当再次导通充电开关管，让放电电流正常通过充电开关管流向负载。同时，这也表明本次放电切换失败。

对于第一预设温度，可以根据充电开关管的最高耐温温度设置第一预设温度。可以理解，也可以根据能够保证电路安全的最高耐温温度设置第一预设温度。

S430，将放电切换失败次数增加一，放电切换失败次数记录从第一电池包切换为第二电池包的失败次数。

在如步骤S210至S230所示的从第一电池包放电切换为第二电池包放电的切换流程中，如出现如S420步骤所示的放电切换失败情况时，则将放电切换失败次数增加一。

S440，若放电切换失败次数未达到预设次数，等待预设时长后再次响应放电切换指令。

如前所述，对于放电切换失败，若失败次数较少，可能是由于器件的不稳定性导致，则可以再次尝试切换，也即，再次响应放电切换指令。再次切换等待预设时长后进行，可以为器件的恢复预留一定的恢复时间。

S450，若放电切换失败次数达到预设次数，则禁止响应放电切换指令。

若放电切换失败次数达到预设次数，说明已达到较多次数的放电切换失败。此时，禁止响应放电切换指令。若还未达到预设次数，则可以等待预设时长后再次响应放电切换指令，以再次尝试切换。本实施例中通过对第一电池包的充电开关管的第一温度的监控，能够在温度较高时避免放电电流继续通过第一电池包的充电开关管的体二极管，从而避免第一电池包的充电开关管继续升温导致器件损坏，提高了电路的安全性。可以理解，上述步骤S410至S450在步骤S220之后执行。在检测到所述第一电池包的充电开关管处于关断状态后，检测第一电池包的充电开关管的温度，也检测第二电池包的充放电开关管的状态。若第一电池包的充电开关管的温度先超标，则执行步骤S420至S450。若第一电池包的充电开关管的温度超标前，第二电池包的充电开关管和放电开关管已经导通，则进入到步骤S230。

在某些实施方式中，在禁止响应放电切换指令之后，若检测到电池包接入操作或电池包拔出操作，则重置放电切换失败次数并恢复响应放电切换指令。

若有新的电池包接入或当前电池包被拔出，电路组成发生了变化，此时，包括多个电池包的整个储能系统已经发生变化，因此，放电切换失败次数应当重置为0，此时，若触发放电切换指令，则正常响应，执行上述各实施例的各个步骤。

在某些实施方式中，在以上实施例的基础上，步骤S230之后，也即在向第一电池包的放电开关管发送第二关断信号之后，可以进一步包括以下步骤：若检测到第一电池包的放电开关管处于关断状态，确认放电切换成功并将放电切换失败次数清零。

由此，若检测到第一电池包的放电开关管处于关断状态，从而能确定本次电池包切换动作已完成，此时确认放电切换成功并将放电切换失败次数清零，能够重新统计放电切换失败次数，实现对电池包切换的高效管理。

在某些实施方式中，在响应于放电切换指令之前，多电池包切换控制方法还可以包括如下步骤：

在采用多电池包对负载进行供电时，若检测第二电池包的输出电压高于第一电池包的输出电压且第一电池包和第二电池包的输出电压差值高于第一预设电压差，则生成放电切换指令。

可以理解，在采用多电池包对负载进行供电时，在长时间使用第一电池包对负载进行供电后，第一电池包电量较低并且导致电压过低，此时需要切换至第二电池包对负载进行供电。本申请某些实施方式在采用多电池包对负载进行供电时，若检测第二电池包的输出电压高于第一电池包的输出电压且第一电池包和第二电池包的输出电压差值高于第一预设电压差，则生成放电切换指令，无需人工操作就能实现电池包的自动切换，能够提高采用多电池包对负载进行供电的智能程度。

可以理解，在其他一些实施例中，放电切换指令也可以由用户触发，例如，由用户操作储能设备或电池包上的相应按钮，或通过移动设备上用于管理电池包的应用程序界面进行操作触发，本申请对此不做限制。

图5示意性地示出了本申请另一实施例的多电池包切换控制方法中步骤流程图。如图5所示，在以上实施例的基础上，可以进一步包括以下步骤S510至S530。

S510，响应于充电切换指令，向第三电池包的放电开关管发送第三导通信号。

本申请实施例中，第三导通信号用于指示第三电池包的放电开关管导通，充电切换指令用于指示将充电对象从第四电池包切换为第三电池包。第四电池包为当前放电的电池包，多电池包还包括除第四电池包外，待充电的备选电池包。第三电池包可以是备选电池包中的一个。可以理解的，第三电池包可以是待充电的备选电池包中电量最低的电池包，也可以是待充电的备选电池包中满足充电条件的任意电池包，例如，电量低于第四电池包的备选电池包中的任意一个。在某些实施方式中，可以理解，储能设备可以在对电池包充电的同时对负载进行供电，此时，电池包的充电和负载的供电由外部电源进行，例如市电或光伏组件。在进行充电切换的时候，例如，从对第四电池包充电切换为对第三电池包充电，电池包短暂停止充电，此时，负载供电依旧可以由外部电源供电，但为了确保负载特别是大功率负载供电电压的稳定，此时电池包同样需要有稳定的对外放电能力，也即电池侧电容的电压需要保持稳定。若直接将第四电池包的放电开关管和充电开关管关闭后，再导通第三电池包的放电开关管和充电开关管，由于开关管的导通关断均有一定的延时，在第四电池包的放电开关管和充电开关管关闭后到第三电池包的放电开关管和充电开关管导通前，两个电池包均无法对外放电，电池侧电容的电压无法保持稳定。

本申请实施例中，在响应充电切换指令进行充电切换时，向第三电池包的放电开关管发送第三导通信号，以导通第三电池包的放电开关管，此时，若负载侧需要第三电池包放电，则第三电池包可以通过导通的放电开关管以及充电开关管中的体二极管形成放电回路。

S520，当检测到第三电池包的放电开关管处于导通状态时，向第四电池包的充电开关管和放电开关管发送第三关断信号，第三关断信号用于指示第四电池包的充电开关管和放电开关管关断。

如前所述，第三电池包的放电开关管导通后，第三电池包对外放电的回路导通，可以确保负载在需要放电时提供相应的供电能力，此时，即便切断第四电池包的充放电回路，也可以由第三电池包代替第一电池包进行放电，确保负载电压稳定。由此，当检测到第三电池包的放电开关管处于导通状态时，向第四电池包的充电开关管和放电开关管发送第三关断信号，切断第四电池包的充放电回路，能够实现充电时的无缝切换，确保负载的稳定供电。

S530，当检测到第四电池包的充电开关管和放电开关管均处于关断状态时，向第三电池包的充电开关管发送第四导通信号，第四导通信号用于指示第三电池包的充电开关管导通。

在确定第四电池包的充电开关管和放电开关管均关断后，说明第四电池包的充放电回路已经被完全切断，此时，向第二电池包的充电开关管发送第四导通信号以导通第三电池包的充电回路，外部电源能够通过充电回路对第三电池包进行充电，由此，完成了边充边放过程中的电池包的无缝切换。

可以理解，上述步骤S510至S530描述的是充电切换的过程，与以上实施例各步骤描述的放电切换过程是先后进行的，本申请对先后顺序不做限制。例如，可以先进行放电切换，再进行放电切换。也可以是先进行充电切换，再进行放电切换。

图6示意性地示出了本申请某实施例中向第四电池包的充电开关管和放电开关管发送第三关断信号之后的步骤流程图。如图6所示，在以上实施例的基础上，步骤S520的向第四电池包的充电开关管和放电开关管发送第三关断信号之后，可以进一步包括以下步骤S610至S640。

S610，若检测到第四电池包的充电开关管和放电开关管均处于导通状态，并且第三电池包的放电开关管的导通时长达到预设导通时长时，向第三电池包的放电开关管发送第四关断控制信号，第四关断控制信号用于指示第三电池包的放电开关管关断。

可以理解，若在向第四电池包的充电开关管和放电开关管发送第三关断信号的预设导通时长后，仍然检测到第四电池包的充电开关管和放电开关管处于导通状态，由于第四电池包电压高于第三电池包，此时若导通第三电池包的充电开关管，第四电池包可能会给第三电池包充电，因此，无法导通第三电池包的充电开关管。在第三电池包的充电开关管不导通时，第三电池包对外放电是通过放电开关管、充电开关管的体二极管释放放电电流。相比于导通状态下直接流经充电开关管，充电开关管的体二极管温度会上升更快。若任由放电电流长时间流经体二极管，容易损坏充电开关管，因此，若在第三电池包的放电开关管导通预设导通时长时，第四电池包的充电开关管和放电开关管仍处于导通状态，表明本次充电切换失败，应向第三电池包的放电开关管发送第四关断控制信号，避免第三电池包继续通过充电开关管的体二极管对外放电，由此，可以避免第三电池包的充电开关管由于体二极管长时间承受电流导致温度过高，导致元件损坏或其他电路危害。

S620，将充电切换失败次数增加一，充电切换失败次数记录将充电对象从第四电池包切换为第三电池包的失败次数。

在如步骤S510至S530所示的将充电对象从第四电池包切换为第三电池包的切换流程中，如出现如S610步骤所示的放电切换失败情况时，则将放电切换失败次数增加一。

S630，若充电切换失败次数未达到预设次数，等待预设时长后再次响应充电切换指令。

具体地，对于上述充电切换失败，若失败次数较少，可能是由于器件的不稳定性导致，则可以再次尝试切换，也即，再次响应充电切换指令。再次切换等待预设时长后进行，可以为器件的恢复预留一定的恢复时间。

S640，若充电切换失败次数达到预设次数时，则禁止响应充电切换指令。

若充电切换失败次数达到预设次数，说明已达到较多次数的充电切换失败操作。此时，禁止响应充电切换指令，可以避免无限次的切换。通过预设导通时长的设置以及对充电切换失败次数的记录，能够实现对电池包充电切换的管理。当充电切换失败次数达到预设次数时，禁止响应充电切换指令，可以防止系统不断尝试切换电池包并切换失败带来的系统资源消耗。

在具体实施方式中，预设导通时长可以为8s、10s、12s、15s等，本申请对此不作特殊限制。

可以理解，上述步骤S610至S640在步骤S520之后执行，在向第四电池包的充电开关管和放电开关管发送第三关断信号后，检测第四电池包的充放电开关管的状态，若第四电池包的充电开关管和放电开关管一直处于导通状态且满足步骤S610的条件，则执行步骤S620至S640，若第四电池包的充电开关管和放电开关管从导通状态切换到关断状态，则进入到步骤S530。

图7示意性地示出了本申请某实施例中检测到第三电池包的放电开关管处于导通状态之后的步骤流程图。如图7所示，在以上实施例的基础上，步骤S520的检测到第三电池包的放电开关管处于导通状态之后，可以进一步包括以下步骤S710至S750。

S710，获取第三电池包的充电开关管的第二温度。

例如，可以通过在第三电池包的充电开关管附近设置温度传感器以采集第三电池包的充电开关管的第一温度。

S720，当第二温度达到第二预设温度时，向第三电池包的放电开关管发送第四关断控制信号，第四关断控制信号用于指示第三电池包的放电开关管关断。

例如，可以根据充电开关管的最高耐温温度设置第一预设温度。或者，根据能够保证电路安全的最高耐温温度设置第一预设温度。

在充电切换过程中，当第三电池包的放电开关管导通后，第三电池包的放电开关管、充电开关管的体二极管已经形成了放电回路，第三电池包可以通过放电开关管、充电开关管的体二极管对负载放电。相比于导通状态下直接流经充电开关管，充电开关管的体二极管温度会上升更快。若任由放电电流长时间流经体二极管，容易损坏充电开关管，因此，监测第三电池包充电开关管的温度，若温度达到第二预设温度，则应当关断第三电池包的放电开关管，停止第三电池包通过充电开关管的体二极管继续放电。同时，这也表明本次放电切换失败。

S730，将充电切换失败次数增加一，充电切换失败次数记录将充电对象从第四电池包切换为第三电池包的失败次数。

在如步骤S510至S530所示的将充电对象从第四电池包切换为第三电池包的切换流程中，如出现如S720步骤所示的放电切换失败情况时，则将放电切换失败次数增加一。

S740，若充电切换失败次数未达到预设次数，等待预设时长后再次响应充电切换指令。

与上述放电切换失败类似，在充电切换过程中，若失败次数较少，可能是由于器件的不稳定性导致，则可以再次尝试切换，也即，再次响应充电切换指令。再次切换等待预设时长后进行，可以为器件的恢复预留一定的恢复时间。可以理解，预设次数、预设时长可以根据不同电路组成，例如，电池包数量设置，本申请对此不做特殊限制。

S750，若充电切换失败次数达到预设次数时，则禁止响应充电切换指令。

若充电切换失败次数达到预设次数，说明已达到较多次数的充电切换失败。此时，禁止响应充电切换指令，能够通过对第三电池包的充电开关管的第二温度的监控，并且当第二温度达到第二预设温度时，向第三电池包的充电开关管发送第四关断控制信号以关断第三电池包的放电开关管，避免充电电流继续通过第三电池包的充电开关管的体二极管，从而避免第三电池包的充电开关管继续升温，提高了电路的安全性。

在某些实施方式中，在禁止响应充电切换指令之后，若检测到电池包接入操作或电池包拔出操作，则重置放电切换失败次数并恢复响应充电切换指令。

在某些实施方式中，在以上实施例的基础上，步骤S530的向第三电池包的充电开关管发送第四导通信号后，可以进一步包括以下步骤：

若检测到第三电池包的充电开关管处于导通状态，确认充电切换成功并将充电切换失败次数清零。

由此，若检测到第三电池包的充电开关管处于导通状态，从而能确定本次电池包切换动作已完成，此时确认充放电切换成功并将充电切换失败次数清零，能够重新统计充电切换失败次数，实现对电池包切换的高效管理。

在某些实施方式中，在响应于充电切换指令之前，多电池包切换控制方法还包括如下步骤：

在对多电池包进行充电时，若检测第三电池包的输出电压低于第四电池包的输出电压且第四电池包和第三电池包的输出电压差值高于第二预设电压差，则生成充电切换指令。

可以理解，在对多电池包进行充电时，在对第四电池包进行的充电完成后，第四电池包的电压较高，可能比第三电池包高出如上所述的差值，此时生成充电切换指令以将对第四电池包充电切换至对第三电池包充电，无需人工操作就能实现电池包的自动切换，能够提高对多电池包进行充电的充电便捷性。

本申请实施方式还提供一种多电池包切换控制方法。图8示意性地示出了本申请另一些实施方式的多电池包切换控制方法的步骤流程图。该多电池包切换控制方法的执行主体可以是用于控制电池充放电电路的控制器或处理器等。如图8所示，本申请实施方式的多电池包切换控制方法可以包括如下步骤S810至S830。

S810，响应于充电切换指令，向第二电池包的放电开关管发送第一导通信号，第一导通信号用于指示第二电池包的放电开关管导通。

本申请实施例中，充电切换指令用于指示由对第一电池包充电切换至对第二电池包充电线。第一电池包为当前放电的电池包，多电池包还包括除第一电池包外，待充电的备选电池包。第二电池包可以是备选电池包中的一个。可以理解的，第二电池包可以是待充电的备选电池包中电量最低的电池包，也可以是待充电的备选电池包中满足充电条件的任意电池包，例如，电量低于第一电池包的备选电池包中的任意一个。

在某些实施方式中，可以理解，储能设备可以在对电池包充电的同时对负载进行供电，此时，电池包的充电和负载的供电由外部电源进行，例如市电或光伏组件。在进行充电切换的时候，例如，从对第一电池包充电切换为对第二电池包充电，电池包短暂停止充电，此时，负载供电依旧可以由外部电源供电，但为了确保负载特别是大功率负载供电电压的稳定，此时电池包同样需要有稳定的对外放电能力，也即电池侧电容的电压需要保持稳定。

若直接将第一电池包的放电开关管和充电开关管关闭后，再导通第二电池包的放电开关管和充电开关管，由于开关管的导通关断均有一定的延时，在第一电池包的放电开关管和充电开关管关闭后到第二电池包的放电开关管和充电开关管导通前，两个电池包均无法对外放电，电池侧电容的电压无法保持稳定。

在响应充电切换指令进行充电切换时，向第二电池包的放电开关管发送第一导通信号，以导通第二电池包的放电开关管，此时，若负载侧需要第二电池包放电，则第二电池包可以通过导通的放电开关管以及充电开关管中的体二极管形成放电回路。

S820，当检测到第二电池包的放电开关管处于导通状态时，向第一电池包的充电开关管和放电开关管发送关断信号，关断信号用于指示第一电池包的充电开关管和放电开关管关断。

如前所述，第二电池包的放电开关管导通后，第二电池包对外放电的回路导通，可以确保负载在需要放电时提供相应的供电能力，此时，即便切断第一电池包的充放电回路，也可以由第二电池包代替第一电池包进行放电，确保负载电压稳定。由此，当检测到第二电池包的放电开关管处于导通状态时，向第一电池包的充电开关管和放电开关管发送关断信号，切断第一电池包的充放电回路，能够实现充电时的无缝切换，确保负载的稳定供电。

S830，当检测到第一电池包的充电开关管和放电开关管均处于关断状态时，向第二电池包的充电开关管发送第二导通信号，第二导通信号用于指示第二电池包的充电开关管导通。

在确定第一电池包的充电开关管和放电开关管均关断后，说明第一电池包的充放电回路已经被完全切断，此时，向第二电池包的充电开关管发送第二导通信号以导通第二电池包的充电回路，外部电源能够通过充电回路对第二电池包进行充电，由此，完成了边充边放过程中的电池包的无缝切换。

图8所示的实施例中提供的多电池包切换控制方法的具体细节已经在对上述多电池包切换控制方法的具体实施例中进行了详细的描述，此处不再赘述。

本申请实施方式还提供一种储能设备。储能设备包括并机端口、控制器以及电池包。并机端口用于与其他储能设备或独立电池包连接。控制器用于执行如上任一实施方式的多电池包切换控制方法。

图9示意性地示出了本申请实施例提供的储能设备的结构框图。如图9所示，储能设备900包括控制器910、电池包920和并机端口930。并机端口930与电池包920的输出端并联(图中未示出)，例如，并机端口第一端与电池包920的正极输出端连接，并机端口的第二端与电池包920的负极输出端连接。在储能设备通过并机端口930与其他储能设备或独立电池包连接后，电池包920与储能设备中的另一个电池包，或与独立电池包并联形成多电池包，当需要在多个电池包之间进行放电切换或充电切换时，控制器910执行多电池包切换控制方法，以在多个电池包之间实现切换。

可以理解，如图1所示，储能设备中还可包括电池侧电容，并联于电池包的输出端。

本申请中提供的储能设备的控制器实现多个电池包的充放电切换的具体细节已经在对应的多电池包切换控制方法的实施例中进行了详细的描述，此处不再赘述。

本申请还提供一种储能系统，该储能系统包括控制器以及至少两个电池包，控制器用于执行上述实施例所述的多电池包切换控制方法。

控制器可以是任一电池包中的控制器，该控制器用于对电池包实现电池管理的同时，还用于执行上述实施例所示的多电池包切换控制方法。例如，该控制器可以为其中一个电池包的电池管理系统中的控制器，在实现电池管理的同时执行上述方法。可以理解，该控制器也可以是独立控制器。储能系统中，每个电池包上集成有一个控制器，为电池管理系统中的控制器。除此之外，储能系统中还包括一个独立控制器，用于执行上述多电池包切换控制方法。

本申请实施方式还提供一种多电池包切换控制装置。图10示意性地示出了本申请实施例提供的多电池包切换控制装置的结构框图。如图10所示，多电池包切换控制装置1000包括：

第一关断模块1010，被配置为响应于放电切换指令，向第一电池包的充电开关管发送第一关断信号，放电指令用于指示将负载的供电电源从第一电池包切换为第二电池包。第一关断信号用于指示第一电池包的充电开关管关断。

第一导通模块1020，被配置为当检测到第一电池包的充电开关管处于关断状态时，向第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号。

第二关断模块1030，被配置为当检测到第二电池包的充电开关管和放电开关管均处于导通状态时，向第一电池包的放电开关管发送第二关断信号，第二关断信号用于指示所述第一电池包的放电开关管关断。

本申请各实施例中提供的多电池包切换控制装置实现多电池包切换控制方法的具体细节已经在对应的多电池包切换控制方法的实施例中进行了详细的描述，此处不再赘述。

本申请实施方式还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如以上技术方案中的多电池包切换控制方法。计算机可读介质可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

上述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

应当理解，以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

一种多电池包切换控制方法，所述方法包括：

响应于放电切换指令，向第一电池包的充电开关管发送第一关断信号，所述放电指令用于指示将负载的供电电源从所述第一电池包切换为第二电池包；所述第一关断信号用于指示所述第一电池包的充电开关管关断，所述第二电池包为向负载供电的备选电池包中的一个；

当检测到所述第一电池包的充电开关管处于关断状态时，向所述第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号，所述第一导通信号用于指示所述第二电池包的充电开关管和放电开关管导通；

当检测到所述第二电池包的充电开关管和放电开关管均处于导通状态时，向所述第一电池包的放电开关管发送第二关断信号，所述第二关断信号用于指示所述第一电池包的放电开关管关断。
根据权利要求1所述的方法，其中，在向所述第二电池包的充电开关管和放电开关管发送第一导通信号之后，所述多电池包切换控制方法还包括：

若检测到所述第二电池包的充电开关管和放电开关管均处于关断状态，且所述第一电池包的充电开关管的关断时长达到预设关断时长，则向所述第一电池包的充电开关管发送第二导通信号，所述第二导通信号用于指示以所述第一电池包的充电开关管导通；

将放电切换失败次数增加一，所述放电切换失败次数记录从所述第一电池包切换为第二电池包的失败次数；

若所述放电切换失败次数未达到预设次数，等待预设时长后再次响应所述放电切换指令；

若所述放电切换失败次数达到所述预设次数，则禁止响应所述放电切换指令。
根据权利要求1所述的方法，其中，在检测到所述第一电池包的充电开关管处于关断状态之后，所述多电池包切换控制方法还包括：

获取所述第一电池包的充电开关管的第一温度；

当所述第一温度达到第一预设温度时，向所述第一电池包的充电开关管发送第二导通信号；所述第二导通信号用于指示以所述第一电池包的充电开关管导通；

将放电切换失败次数增加一，所述放电切换失败次数记录从所述第一电池包切换为第二电池包的失败次数；

若所述放电切换失败次数未达到预设次数，等待预设时长后再次响应所述放电切换指令；

若所述放电切换失败次数达到所述预设次数，则禁止响应所述放电切换指令。
根据权利要求2或3所述的方法，其中，在禁止响应所述放电切换指令之后，所述多电池包切换控制方法还包括：

若检测到电池包接入操作或电池包拔出操作，重置放电切换失败次数并恢复响应放电切换指令。
根据权利要求1所述的方法，其中，所述多电池包切换控制方法还包括：

响应于充电切换指令，向第三电池包的放电开关管发送第三导通信号，所述第三导通信号用于指示所述第三电池包的放电开关管导通；所述充电切换指令用于指示将充电对象从当前的所述第四电池包切换为所述第三电池包所述第三电池包为待充电的备选电池包中的一个；

当检测到所述第三电池包的放电开关管处于导通状态时，向所述第四电池包的充电开关管和放电开关管发送第三关断信号，所述第三关断信号用于指示所述第四电池包的充电开关管和放电开关管关断；

当检测到所述第四电池包的充电开关管和放电开关管均处于关断状态时，向所述第三电池包的充电开关管发送第四导通信号，所述第四导通信号用于指示所述第三电池包的充电开关管导通。
根据权利要求5所述的方法，其中，在向所述第四电池包的充电开关管和放电开关管发送第三关断信号之后，所述方法还包括：

若检测到第四电池包的充电开关管和放电开关管均处于导通状态，且所述第三电池包的放电开关管的导通时长达到预设导通时长，向所述第三电池包的放电开关管发送第四关断控制信号，所述第四关断控制信号用于指示所述第二电池包的放电开关管关断；

将充电切换失败次数增加一，所述充电切换失败次数记录将充电对象从所述第四电池包切换为第三电池包的失败次数；

若所述充电切换失败次数未达到预设次数，等待预设时长后再次响应所述充电切换指令；

若所述充电切换失败次数达到所述预设次数时，则禁止响应所述充电切换指令。
根据权利要求5所述的方法，其中，在检测到所述第三电池包的放电开关管处于导通状态之后，所述方法还包括：

获取所述第三电池包的充电开关管的第二温度；

当所述第二温度达到第二预设温度时，向所述第三电池包的放电开关管发送第四关断控制信号，所述第四关断控制信号用于指示所述第二电池包的放电开关管关断；

将充电切换失败次数增加一，所述充电切换失败次数记录将充电对象从所述第四电池包切换为第三电池包的失败次数；

若所述充电切换失败次数未达到预设次数，等待预设时长后再次响应所述充电切换指令；

若所述充电切换失败次数达到所述预设次数时，则禁止响应所述充电切换指令。
根据权利要求1所述的方法，其中，在响应于放电切换指令之前，所述方法还包括：

若所述第二电池包的输出电压高于所述第一电池包的输出电压且所述第一电池包和所述第二电池包的输出电压差值高于第一预设电压差，生成放电切换指令。
一种多电池包切换控制方法，所述方法包括：

响应于充电切换指令，向第二电池包的放电开关管发送第一导通信号，所述第一导通信号用于指示所述第二电池包的放电开关管导通；所述充电切换指令用于指示将充电对象从所述第一电池包切换为所述第二电池包，所述第二电池包为待充电的备选电池包中的一个；

当检测到所述第二电池包的放电开关管处于导通状态时，向所述第一电池包的充电开关管和放电开关管发送关断信号，所述关断信号用于指示所述第一电池包的充电开关管和放电开关管关断；

当检测到所述第一电池包的充电开关管和放电开关管均处于关断状态时，向所述第二电池包的充电开关管发送第二导通信号，所述第二导通信号用于指示所述第二电池包的充电开关管导通。
一种储能设备，所述储能设备包括并机端口、控制器以及电池包，所述并机端口用于与其他储能设备或者独立电池包连接；所述控制器用于执行上述权利要求1-9任意一项所述的多电池包切换控制方法。