发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提出一种户用储能系统电池管理方法、装置及系统。可以主动地对所有电池组进行调配管理,使各电池组的循环次数保持均衡。具体技术方案如下:
第一方面、提供了一种户用储能系统电池管理方法,包括:
获取各储能电池对应的循环次数或SOH数据;
根据所有储能电池对应的循环次数或SOH数据确定选取阈值;
将各储能电池对应的循环次数或SOH数据与所述选取阈值进行比较,根据比较结果选取相应的储能电池作为给用电池。
结合第一方面,在第一方面的第一种可实现方式中,所述根据所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据确定选取阈值,包括:
对所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据进行统计,确定所述循环次数或SOH数据对应的中值和标准差;
根据所述中值和标准差确定所述选取阈值。
结合第一方面,在第一方面的第二种可实现方式中,还包括:获取各储能电池对应的识别码,并根据所述给用电池对应的识别码生成相应的提示信息。
结合第一方面,在第一方面的第三种可实现方式中,所述根据比较结果选取相应的储能电池作为给用电池,包括:
选取循环次数小于相应选取阈值的储能电池作为备选电池,或SOH数据大于相应选取阈值的储能电池作为备选电池;
获取所有备选电池对应的荷电状态;
将各备选电池对应的荷电状态与供电条件进行匹配,选取所述荷电状态满足供电条件的备选电池作为给用电池。
第二方面,提供了一种户用储能系统电池管理装置,包括:
获取模块,配置为获取各储能电池对应的循环次数或SOH数据;
确定模块,配置为根据所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据确定选取阈值;
比较模块,配置为将各储能电池对应的循环次数或SOH数据与所述选取阈值进行比较,根据比较结果选取相应的储能电池作为给用电池。
结合二方面,在第二方面的第一种可实现方式中,所述确定模块包括:
统计单元,配置为对所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据进行统计,确定所述循环次数或SOH数据对应的中值和标准差;
计算单元,配置为根据所述中值和标准差计算出所述选取阈值。
结合二方面,在第二方面的第二种可实现方式中,还包括提示模块,该提示模块配置为获取各储能电池对应的识别码,并根据所述给用电池对应的识别码发出相应的提示信息。
结合二方面,在第二方面的第三种可实现方式中,所述比较模块包括:
选取单元,配置为选取循环次数小于相应选取阈值的储能电池作为备选电池,或SOH数据大于相应选取阈值的储能电池作为备选电池;
获取单元,配置为获取所有备选电池对应的荷电状态;
匹配单元,配置为将各备选电池对应的荷电状态与供电条件进行匹配,选取所述荷电状态满足供电条件的备选电池作为给用电池。
第三方面,提供了一种户用储能系统电池管理系统,包括:
各储能电池的BMS系统,配置为确定储能电池对应的循环次数或SOH数据;
管理终端,分别与各储能电池的BMS系统通信连接,配置为:
获取各储能电池的BMS系统发送的循环次数或SOH数据,并根据获取到的所有循环次数或SOH数据确定选取阈值;
将各储能电池对应的循环次数或SOH数据与所述选取阈值进行比较,并根据比较结果选取相应的储能电池作为给用电池。
结合三方面,在第三方面的第一种可实现方式中,所述管理终端采用以下方法确定所述选取阈值:
对所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据进行统计,确定所述循环次数或SOH数据对应的中值和标准差;
根据所述中值和标准差确定所述选取阈值。
结合三方面,在第三方面的第二种可实现方式中,所述管理终端还用于获取各BMS系统发送的识别码,并根据所述给用电池的BMS系统发送的识别码发出相应的提示信息。
结合三方面,在第三方面的第三种可实现方式中,所述管理终端包括:
选取循环次数小于相应选取阈值的储能电池作为备选电池,或SOH数据大于相应选取阈值的储能电池作为备选电池;
获取所有备选电池对应的荷电状态;
将各备选电池对应的荷电状态与供电条件进行匹配,选取所述荷电状态满足供电条件的备选电池作为给用电池。
有益效果:采用本发明的户用储能系统电池管理方法、装置及系统,通过获取到的各电池组对应的循环次数或SOH数据,可以计算出用于选取给用电池的选取阈值,并将各电池组的循环次数或SOH数据与选取阈值进行比较,以此来评估每个电池组的循环状态或健康状态,以选取出充电循环次数最少或健康状态最佳的电池组进行供电,从而使整个户用储能系统的各电池组的循环次数或健康状态保持均衡,延长储能系统的使用时间。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
应理解,如图8所示,本实施例中户用储能系统包括户用PCS、多个电池组和主控板组成。各个电池组的BMS板功率端分别经相应的输出继电器的常开开关电连接直流母线,并分别经相应的充电继电器的常开开关电连接不同的交流充电器的输出端,直流母线电连接户用PCS的电池端口。输出继电器和充电继电器的线圈信号连接主控板,主控板与各个电池组的BMS板通信连接,以获取各电池组的循环次数或SOH数据,并根据获取到的数据调配各个电池组进行充电或放电。
还应理解,在本实施例中“SOH数据”的全称是“Stateo ofHealth”,又称蓄电池容量、健康度或性能状态,是指蓄电池满充容量相对额定容量的百分比,电池组出厂时为100%,电池组报废是为0%。电池组的BMS板可以采用现有算法计算出电池组的SOH数据。
“循环次数”又称“循环充电次数”、“循环放电次数”或“循环充放电次数”,可以表示为电池组使用寿命中全部和部分放电周期的总数。例如,两次将电池组放电至50%的电量记为一个放电周期,且所有电池组的循环次数是有限的。电池组的BMS板可以采用现有算法计算出电池组的循环次数。
还应理解,“户用PCS”又称户用储能变流器,可以控制电池组的充电和放电过程,进行交直流的变换,在无电网情况下,可以直接为户用负载供电。
“BMS板”又称BMS电池系统、或电池管家,可以监控电池的各项状态,如荷电状态(SOC状态)、电池健康度、循环次数等。
如图1所示的户用储能系统电池管理方法的流程图,该管理方法包括:
步骤1、获取各储能电池对应的循环次数或SOH数据;
步骤2、根据所有储能电池对应的循环次数或SOH数据确定选取阈值;
步骤3、将各储能电池对应的循环次数或SOH数据与所述选取阈值进行比较,根据比较结果选取相应的储能电池作为给用电池。
具体而言,首先,主控板可以实时获取各储能电池的BMS板发送的循环次数信息或SOH数据。然后,主控板可以根据获取到的所有储能电池对应的循环次数信息或者SOH数据实时确定出用于选取给用电池的选取阈值。最后,主控板可以将获取到的每个储能电池对应的循环次数信息或者SOH数据与选取阈值进行比较,以此来评估每个储能电池的循环状态或健康状态,以选取出最佳的储能电池进行供电,从而使整个户用储能系统的各储能电池的循环次数或健康状态保持均衡,延长储能系统的使用时间。
下文将结合图2对步骤2中选取阈值的确定流程进行详细说明。
在本实施例中,可选的,所述根据所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据确定选取阈值,包括:
步骤2-1、对所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据进行统计,确定所述循环次数或SOH数据对应的中值和标准差;
步骤2-2、根据所述中值和标准差确定所述选取阈值。
具体而言,首先,主控板可以将获取到的所有储能电池对应的循环次数进行正态分布分析,计算出循环次数对应的中值和标准差,具体计算式如下:
其中,xi为储能电池对应的循环次数,N为储能电池数量,σ、μ分别为循环次数对应的标准差和中值。
然后,主控板可以根据计算得到的循环次数对应的中值和标准差,以及设定的选取系数确定选取阈值λ,其中,选取系数可以通过多次储能电池充放电试验获取到,具体计算式如下:
λ=μ+1.3σ。
计算出的选取阈值表征了户用储能系统中所有储能电池对应的平均循环次数。通过将每个储能电池对应的循环次数与根据循环次数计算出的选取阈值进行比较,选取出循环次数小于选取阈值的储能电池作为给用电池。如此,可以使整个户用储能系统的各电池组的循环次数保持均衡,延长储能系统的使用时间。
应理解,驱动控制还可以采用上述计算式,根据获取到的SOH数据确定用于选取给用电池的选取阈值,并将各储能电池的SOH数据与选取阈值进行比较,选取出SOH数据大于选取阈值的储能电池作为给用电池,使整个户用储能系统的各电池组的健康状态保持均衡,延长储能系统的使用时间。
在本实施例中,可选的,如图3所示,所述根据比较结果选取相应的储能电池作为给用电池,包括:
步骤3-1、选取循环次数小于相应选取阈值的储能电池作为备选电池,或SOH数据大于相应选取阈值的储能电池作为备选电池;
步骤3-2、获取所有备选电池对应的荷电状态;
步骤3-3、将各备选电池对应的荷电状态与供电条件进行匹配,选取所述荷电状态满足供电条件的备选电池作为给用电池。
具体而言,应理解,通过选取阈值选取出的给用电池中可能会存在荷电状态不满足供电条件的储能电池,即给用电池的存储的电量过低,无法进行供电。为此,主控板选取给用电池时,首先,可以选取出所有循环次数小于根据循环次数计算出的选取阈值的储能电池作为备用电池。然后,通过备用电池的BMS板获取所有备用电池的荷电状态。最后,将各备用电池的荷电状态与预设的荷电状态阈值进行比较,选取出超过荷电状态状态阈值的备用电池作为给用电池供给给用户使用,从而避免将电量不足的储能电池提供给用户使用,以确保整个户用系统正常使用。
应理解,主控板还可以选取出SOH值大于根据SOH数据计算出的选取阈值的储能电池作为备用电池。
在本实施例中,获取各储能电池对应的识别码,并根据所述给用电池对应的识别码生成相应的提示信息。具体而言,主控板在与储能电池建立起通信连接时,储能电池的BMS板会将对应的识别码发送给主控板,主控板可以将识别码与储能电池一一对应存储,识别码中可以包括储能电池的编号。主控板在选取好给用电池后,可以根据给用电池对应的识别码生成相应的提示信息,提示用户给用电池对应的编号。
如图4所示的户用储能系统电池管理装置的原理框图,该管理装置包括:
获取模块,配置为获取各储能电池对应的循环次数或SOH数据;
确定模块,配置为根据所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据确定选取阈值;
比较模块,配置为将各储能电池对应的循环次数或SOH数据与所述选取阈值进行比较,根据比较结果选取相应的储能电池作为给用电池。
具体而言,主控板包括获取模块、确定模块和比较模块。其中,获取模块可以实时获取各储能电池的BMS板发送的循环次数信息或SOH数据。确定模块可以根据获取到的所有储能电池对应的循环次数信息或者SOH数据实时确定出用于选取给用电池的选取阈值。比较模块可以将获取到的每个储能电池对应的循环次数信息或者SOH数据与选取阈值进行比较,以此来评估每个储能电池的循环状态或健康状态,以选取出最佳的储能电池进行供电,从而使整个户用储能系统的各储能电池的循环次数或健康状态保持均衡,延长储能系统的使用时间。
在本实施例中,可选的,如图5所示,所述确定模块包括:
统计单元,配置为对所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据进行统计,确定所述循环次数或SOH数据对应的中值和标准差;
计算单元,配置为根据所述中值和标准差计算出所述选取阈值。
具体而言,确定模块是由统计单元和计算单元组成。其中,统计单元可以对获取到的所有储能电池对应的循环次数进行统计,确定整个储能系统对应的循环次数中值和标准差。计算单元可以根据计算得到的中值和标准差计算出选取阈值,以此表征整个储能系统储能电池对应的平均循环次数。
应理解,统计单元还可以对获取到的所有储能电池对应的SOH数据进行统计,确定整个储能系统对应的SOH中值和标准差。计算单元还可以根据SOH中值和标准差确定用于选取给用电池的选取阈值。
在本实施例中,可选的,如图6所示,所述比较模块包括:
选取单元,配置为选取循环次数小于相应选取阈值的储能电池作为备选电池,或SOH数据大于相应选取阈值的储能电池作为备选电池;
获取单元,配置为获取所有备选电池对应的荷电状态;
匹配单元,配置为将各备选电池对应的荷电状态与供电条件进行匹配,选取所述荷电状态满足供电条件的备选电池作为给用电池。
具体而言,比较模块是由选取单元、获取单元和匹配单元组成。其中,选取单元可以选取出所有循环次数小于根据循环次数计算出的选取阈值的储能电池作为备用电池。获取单元可以通过备用电池的BMS板获取所有备用电池的荷电状态。匹配单元将各备用电池的荷电状态与预设的荷电状态阈值进行比较,选取出超过荷电状态状态阈值的备用电池作为给用电池供给给用户使用,从而避免将电量不足的储能电池提供给用户使用,以确保整个户用系统正常使用。
应理解,选取单元还可以根据SOH数据选取出SOH值大于根据SOH数据计算出的选取阈值的储能电池作为备选电池。
在本实施例中,可选的,还包括提示模块,该提示模块配置为获取各储能电池对应的识别码,并根据所述给用电池对应的识别码发出相应的提示信息。
具体而言,管理装置还包括提示模块,提示模块可以获取各储能电池发送的识别码,该识别码与储能电池相对应,包括储能电池编号。提示模块可以将识别码与储能电池一一对应存储,当比较模块选取好给用电池后,提示模块可以根据比较模块选取的给用电池对应的识别码生成相应的提示信息,提示用户给用电池对应的编号。
如图7所示的户用储能系统电池管理系统的系统框图,该管理系统包括:
各储能电池的BMS系统,配置为确定储能电池对应的循环次数或SOH数据;
管理终端,分别与各储能电池的BMS系统通信连接,且配置为:
获取各储能电池的BMS系统发送的循环次数或SOH数据,并根据获取到的所有循环次数或SOH数据确定选取阈值;
将各储能电池对应的循环次数或SOH数据与所述选取阈值进行比较,并根据比较结果选取相应的储能电池作为给用电池。
具体而言,管理系统是由管理终端和各储能电池的BMS系统组成。其中,管理终端可以实时获取各储能电池的BMS系统发送的循环次数信息或SOH数据,并根据获取到的所有储能电池对应的循环次数信息或者SOH数据实时确定出用于选取给用电池的选取阈值。管理终端可以将获取到的每个储能电池对应的循环次数信息或者SOH数据与选取阈值进行比较,以此来评估每个储能电池的循环状态或健康状态,以选取出最佳的储能电池进行供电,从而使整个户用储能系统的各储能电池的循环次数或健康状态保持均衡,延长储能系统的使用时间。
在本实施例中,可选的,所述管理终端采用以下方法确定所述选取阈值:
对所有所述储能电池对应的循环次数或SOH数据进行统计,确定所述循环次数或SOH数据对应的中值和标准差;
根据所述中值和标准差确定所述选取阈值。
具体而言,首先,管理终端可以将获取到的所有储能电池对应的循环次数进行正态分布分析,计算出循环次数对应的中值和标准差,具体计算式如下:
其中,xi为储能电池对应的循环次数,N为储能电池数量,σ、μ分别为循环次数对应的标准差和中值。
然后,管理终端可以根据计算得到的循环次数对应的中值和标准差,以及设定的选取系数确定选取阈值λ,其中,选取系数可以通过多次储能电池充放电试验获取到,具体计算式如下:
λ=μ+1.3σ。
计算出的选取阈值表征了户用储能系统中所有储能电池对应的平均循环次数。通过将每个储能电池对应的循环次数与根据循环次数计算出的选取阈值进行比较,选取出循环次数小于选取阈值的储能电池作为给用电池。如此,可以使整个户用储能系统的各电池组的循环次数保持均衡,延长储能系统的使用时间。
应理解,管理终端还可以采用上述计算式,根据获取到的SOH数据确定用于选取给用电池的选取阈值,并将各储能电池的SOH数据与选取阈值进行比较,选取出SOH数据大于选取阈值的储能电池作为给用电池,使整个户用储能系统的各电池组的健康状态保持均衡,延长储能系统的使用时间。
在本实施例中,可选的,所述管理终端包括:
选取循环次数小于相应选取阈值的储能电池作为备选电池,或SOH数据大于相应选取阈值的储能电池作为备选电池;
获取所有备选电池对应的荷电状态;
将各备选电池对应的荷电状态与供电条件进行匹配,选取所述荷电状态满足供电条件的备选电池作为给用电池。
具体而言,管理终端在选取给用电池时,首先,可以选取出所有循环次数小于根据循环次数计算出的选取阈值的储能电池作为备用电池。然后,通过备用电池的BMS系统获取所有备用电池的荷电状态。最后,将各备用电池的荷电状态与预设的荷电状态阈值进行比较,选取出超过荷电状态状态阈值的备用电池作为给用电池供给给用户使用,从而避免将电量不足的储能电池提供给用户使用,以确保整个户用系统正常使用。
应理解,管理终端还可以选取出SOH值大于根据SOH数据计算出的选取阈值的储能电池作为备用电池。
在本实施例中,所述管理终端还用于获取各BMS系统发送的识别码,并根据所述给用电池的BMS系统发送的识别码发出相应的提示信息。具体而言,管理终端在与储能电池的BMS系统建立起通信连接时,储能电池的BMS系统会将对应的识别码发送给管理终端,管理终端可以将识别码与储能电池一一对应存储,识别码中可以包括储能电池的编号。管理终端在选取好给用电池后,可以根据给用电池对应的识别码生成相应的提示信息,提示用户给用电池对应的编号。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。