CN117310267A - 一种储能系统的采样电流校准方法、装置及储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种储能系统的采样电流校准方法、装置及储能系统，方法包括：获取储能系统在充放电过程中电流的中间值，并依据中间值获取电流区间；获取储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与电流区间进行对比；若采样电流位于电流区间之间，则获取BMS模块所对应的第一校准值；依据第一校准值以第一预设规则对采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流；若采样电流位于电流区间之外，则获取DC‑DC模块所对应的第二校准值；依据第二校准值以第二预设规则对采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。本发明结合了DC‑DC大电流时候采样较精准与BMS采样板低电流采样较精准的特性，对两者的采样电流分区间结合得到系统的电流，增加了系统采样的精度。

Description

一种储能系统的采样电流校准方法、装置及储能系统

技术领域

本发明属于储能系统技术领域，具体涉及了一种储能系统的采样电流校准方法、装置及储能系统。

背景技术

储能系统主要由电池簇、电池管理系统、滤波器、储能变流器以及电器件构成，电池簇作为储能系统的关键部件，起到蓄能和出能的作用。储能系统具有几项比较重要的指标，如：循环效率、可用电量效率、充放电倍率、充放电功率、输出直流电压范围、恒流恒功率模式及与电池功率相匹配的DCDC变换器功率和储能变流器功率，而上述指标与储能系统的电流采样精度息息相关，其是储能系统工作状态的重要特征之一，因此电流检测的精确度是十分重要的，而现有的采样方法中一般是通过DC-DC模块采样或BMS模块采样实现储能系统的电流采样，但DC-DC模块在小电流的工况采样时以及BMS模块在大电流工况下的采样均存在采样精度不足的问题。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种储能系统的采样电流校准方法、装置及储能系统，以改善现有的采样方法中一般是通过DC-DC模块采样或BMS模块采样实现储能系统的电流采样，但DC-DC模块在小电流的工况采样时以及BMS模块在大电流工况下的采样均存在采样精度不足的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提出一种储能系统的采样电流校准方法，包括：

获取所述储能系统在充放电过程中电流的中间值，并依据所述中间值获取电流区间；

获取所述储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比；

若所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值；

依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流；

若所述采样电流位于所述电流区间之外，则对所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值；

依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。

在本发明的一个实施例中，所述若所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值的步骤包括：

当所述采样电流位于所述电流区间之间时，获取所述BMS模块在充电或放电过程中的系统采样电流值以及外部设备采样电流值；

依据所述系统采样电流值和所述外部设备采样电流值获取所述BMS模块的第一校准值。

在本发明的一个实施例中，所述依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流的步骤包括：

获取所述BMS模块的零偏值；

依据所述中间值、所述第一校准值和所述零偏值获取校准后的采样电流。

在本发明的一个实施例中，所述若所述采样电流位于所述电流区间之外，则对所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值的步骤包括：

当所述采样电流位于所述电流区间之外时，获取所述DC-DC模块在充电或放电过程中的系统采样电流值以及外部设备采样电流值；

依据所述系统采样电流值和所述外部设备采样电流值获取所述DC-DC模块的第一校准值。

在本发明的一个实施例中，所述依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流的步骤包括：

获取所述DC-DC模块的零偏值；

依据所述中间值、所述第二校准值和所述零偏值获取校准后的采样电流。

在本发明的一个实施例中，所述获取BMS模块或DC-DC模块的零偏值的步骤包括：

判断所述储能系统在采样时刻是否处于零点工况，其中，所述采样时刻为通过外部设备对所述储能系统中的BMS模块或DC-DC模块的电流进行采样的时刻，所述零点工况为所述储能系统不执行充放电的工况；

若所述储能系统处于零点工况，则通过外部设备对所述储能系统中的BMS模块或DC-DC模块的电流进行采样得到的电流为零偏值。

在本发明的一个实施例中，校准后的采样电流依据下式获取：

I_准＝k·i+B，其中，I_准为校准后的采样电流；k为第一校准值或第二校准值；i为储能系统充电过程中电流的中间值或储能系统放电过程中电流的中间值；B为BMS模块的零偏值或DC-DC模块的零偏值。

在本发明的一个实施例中，第一校准值或第二校准值通过下式获取：

其中，i₁为所述BMS模块或DC-DC模块在充电或放电过程中的系统采样电流值；i₂为所述BMS模块或DC-DC模块在充电或放电过程中外部设备采样电流值。

在本发明的一个实施例中，在获取校准后的采样电流的步骤之后还包括：

在所述储能系统的显示屏或其他与所述储能系统连接的显示屏上显示校准后的采样电流。

本发明还提出一种储能系统的采样电流校准装置，包括：

区间获取模块，用于获取所述储能系统在充放电过程中电流的中间值，并依据所述中间值获取电流区间；

电流采样模块，用于获取所述储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比；

校准值计算模块，用于当所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值；以及用于当所述采样电流位于所述电流区间之外，则对所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值；

校准模块，用于依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流；以及用于依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。

本发明还提出一种储能系统，包括采样电流校准装置，所述采样电流校准装置应用了如上述实施例中任意一项所述的储能系统的采样电流校准方法。

本发明提出一种储能系统的采样电流校准方法、装置及储能系统，其通过获取储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比，以选择对应的校准值对电流进行校准，当采样电流较小时，获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值进行校准，当采样电流较大时，获取所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值进行校准，使其结合了DC-DC大电流时候采样较精准的特性，与BMS采样板低电流采样较精准的特性，对两者的采样电流分区间结合得到系统的电流，使得系统总体的电流采样无限接近实际的电流值，增加了系统采样的精度，从而使得BMS在大功率(大电流)的工作模式下的SOC计算更加精准，增长了电池的使用寿命和使用容量，以及降低了DC-DC低电流震荡的风险，保证了系统在低功率(低电流)工作时候的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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的附图。

图1显示为一个实施例中储能系统的采样电流校准方法的流程图。

图2显示为本发明的一个实施例中获取第一校准值的流程示意图。

图3显示为本发明的一个实施例中校准后的采样电流的流程示意。

图4显示为本发明的一个实施例中获取BMS模块零偏值的流程示意图。

图5显示为本发明的一个实施例中获取第二校准值的流程示意图。

图6显示为本发明的一个实施例中根据第二校准值校准的流程示意。

图7显示为本发明的一个实施例中获取DC-DC模块零偏值的示意图。

图8显示为本发明一个实施例中采样电流校准装置的结构框图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1所示，本发明提出一种储能系统的采样电流校准方法、装置及储能系统，以改善现有的采样方法中一般是通过DC-DC模块采样或BMS模块采样实现储能系统的电流采样，但DC-DC模块在小电流的工况采样时以及BMS模块在大电流工况下的采样均存在采样精度不足的问题。图1显示为一个实施例中储能系统的采样电流校准方法的流程图，具体的，所述采样电流校准方法包括如下步骤：

S1、获取所述储能系统在充放电过程中电流的中间值，并依据所述中间值获取电流区间；例如，获取所述储能系统在充电和放电过程中电流的中间值，具体的，获取所述储能系统在充电过程中和放电过程中的电流上限，依据该上限获取其电流的中间值，并且以充电过程中的电流为正值，以放电过程中的电流为负值以获取所述电流区间。

S2、获取所述储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比，例如，通过电流采样工具获取所述储能系统在充电或放电过程中的采样电流，并将该采样电流与上述获取的电流区间进行对比，以判断该采样电流位于该电流区间内还是电流区间之外。

S3、若所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值；例如，若该采样电流位于上述获取的电流区间内，则获取该储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值。

请参阅图2所示，图2显示为本发明的一个实施例中获取第一校准值的流程示意图，具体的，获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值的步骤如下：

S31、当所述采样电流位于所述电流区间之间时，获取所述BMS模块在充电或放电过程中的系统采样电流值以及外部设备采样电流值；例如，依据步骤S2中判断结果，即当所述采样电流位于所述电流区间之间时，则获取所述BMS模块在充电或放电过程中的系统采样电流值以及外部设备采样电流值，其中，外部设备采样电流值例如是通过外部精准仪器设备采样得到的电流值，系统采样电流值是通过系统软件采样得到的电流值。

S32、依据所述系统采样电流值和所述外部设备采样电流值获取所述BMS模块的第一校准值，例如，所述第一校准值通过下式计算得到：

其中，k₁为第一校准值；i₁₁为所述BMS模块在充电或放电过程中的系统采样电流值；i₂₁为所述BMS模块在充电或放电过程中外部设备采样电流值。

S4、依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。图3显示为本发明的一个实施例中校准后的采样电流的流程示意，请参阅图3所示，所述依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流的步骤包括：

S41、获取所述BMS模块的零偏值；具体的，请参阅图4所示，图4显示为本发明的一个实施例中获取BMS模块的零偏值的流程示意图，所述获取所述BMS模块的零偏值的步骤包括：

S411、判断所述储能系统在采样时刻是否处于零点工况，其中，所述采样时刻为通过外部设备对所述储能系统中的BMS模块的电流进行采样的时刻，所述零点工况为所述储能系统不执行充放电的工况；

S412、若所述储能系统处于零点工况，则通过对所述储能系统中的BMS模块电流进行采样得到的电流为零偏值，例如可以通过外部设备对储能系统中的BMS模块电流进行采样。

S42、依据所述中间值、所述第一校准值和所述零偏值获取校准后的采样电流，其中，校准后的采样电流通过下式计算得出：

I_准＝k₁·i₁+B₁，其中，I_准为校准后的采样电流；k₁为第一校准值；当电流大于0时，即储能系统处于充电状态时，i₁为储能系统充电过程中电流的中间值；当电流小于0时，即储能系统处于放电状态时，i₁储能系统放电过程中电流的中间值；B₁为BMS模块的零偏值。

S5、若所述采样电流位于所述电流区间之外，则获取所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值；例如，若该采样电流位于上述获取的电流区间之外，则获取该储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值。请参阅图5所示，图5显示为本发明的一个实施例中获取第二校准值的流程示意图，具体的，获取所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值的步骤如下：

S51、当所述采样电流位于所述电流区间之外时，获取所述DC-DC模块在充电或放电过程中的系统采样电流值以及外部设备采样电流值；例如，依据步骤S2中判断结果，即当所述采样电流位于所述电流区间之间时，则获取所述BMS模块在充电或放电过程中的系统采样电流值以及外部设备采样电流值。

S52、依据所述系统采样电流值和所述外部设备采样电流值获取所述DC-DC模块的第二校准值，例如，所述第二校准值通过下式计算得到：

其中，k₂为第二校准值；i₁₂为所述DC-DC模块在充电或放电过程中的系统采样电流值；i₂₂为所述DC-DC模块在充电或放电过程中外部设备采样电流值。

S6、依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。图6显示为本发明的一个实施例中根据第二校准值校准的流程示意，请参阅图6所示，所述依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流的步骤包括：

S61、获取所述DC-DC模块的零偏值；具体的，请参阅图7所示，图7显示为本发明的一个实施例中获取DC-DC模块的零偏值的流程示意图，所述获取所述DC-DC模块的零偏值的步骤包括：

S611、判断所述储能系统在采样时刻是否处于零点工况，其中，所述采样时刻为通过外部设备对所述储能系统中的DC-DC模块的电流进行采样的时刻，所述零点工况为所述储能系统不执行充放电的工况；

S612、若所述储能系统处于零点工况，则对所述储能系统中的DC-DC模块电流进行采样得到的电流为零偏值，例如可以通过外部设备对储能系统中的DC-DC模块电流进行采样。

S62、依据所述中间值、所述第二校准值和所述零偏值获取校准后的采样电流，其中，校准后的采样电流通过下式计算得出：

I_准＝k₂·i₂+B₂，其中，I_准为校准后的采样电流；k₁为第一校准值；当电流大于0时，即储能系统处于充电状态时，i₂为储能系统充电过程中电流的中间值；当电流小于0时，即储能系统处于放电状态时，i₂储能系统放电过程中电流的中间值；B₂为DC-DC模块的零偏值。

需要说明的是，在本实施例中，所述方法还包括用于判断所述储能系统处于充电状态还是放电状态，从而获取对应状态下的电流中间值，以便于对采样电流进行校准。

在一些其他实施例中，在获取校准后的采样电流之后，所述方法还包括：在所述储能系统的显示屏或其他与所述储能系统连接的显示屏上显示校准后的采样电流，例如，可以是手机、电脑或与所述储能系统连接的其他电子设备的显示屏上显示，以便于用户查看采样电流。

请参阅图8所示，本发明还提出一种储能系统的采样电流校准装置，图8显示为本发明一个实施例中采样电流校准装置的结构框图，具体的，所述采样电流校准装置100包括区间获取模块10、电流采样模块20、校准值计算模块30和校准模块40，各个模块的具体功能描述如下。

所述区间获取模块10用于获取所述储能系统在充放电过程中电流的中间值，并依据所述中间值获取电流区间；所述电流采样模块20用于获取所述储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比；所述校准值计算模块30用于当所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值；以及用于当所述采样电流位于所述电流区间之外，则对所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值；所述校准模块40用于依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流；以及用于依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取所述储能系统在充放电过程中电流的中间值，并依据所述中间值获取电流区间；

获取所述储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比；

若所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值；

依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流；

若所述采样电流位于所述电流区间之外，则获取所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值；

依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取所述储能系统在充放电过程中电流的中间值，并依据所述中间值获取电流区间；

获取所述储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比；

若所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值；

依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流；

若所述采样电流位于所述电流区间之外，则获取所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值；

依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。

需要说明的是，上述关于计算机可读存储介质或计算机设备所能实现的功能或步骤，可对应参阅前述方法实施例的相关描述，为避免重复，这里不再一一描述。

请参阅图1所示，本发明还提出一种储能系统，所述储能系统包括采样电流校准装置，所述采样电流校准装置应用了如上述实施例所描述的储能系统的采样电流校准方法，为避免重复，这里不再一一描述。

本发明提出一种储能系统的采样电流校准方法、装置及储能系统，其通过获取储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比，以选择对应的校准值对电流进行校准，当采样电流较小时，获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值进行校准，当采样电流较大时，获取所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值进行校准，使其结合了DC-DC大电流时候采样较精准的特性，与BMS采样板低电流采样较精准的特性，对两者的采样电流分区间结合得到系统的电流，使得系统总体的电流采样无限接近实际的电流值，增加了系统采样的精度，从而使得BMS在大功率(大电流)的工作模式下的SOC计算更加精准，增长了电池的使用寿命和使用容量，以及降低了DC-DC低电流震荡的风险，保证了系统在低功率(低电流)工作时候的稳定性。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (11)

1.一种储能系统的采样电流校准方法，其特征在于，包括：

获取所述储能系统在充放电过程中电流的中间值，并依据所述中间值获取电流区间；

获取所述储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比；

若所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值；

依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流；

若所述采样电流位于所述电流区间之外，则获取所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值；

依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。

2.根据权利要求1所述的储能系统的采样电流校准方法，其特征在于，所述若所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值的步骤包括：

当所述采样电流位于所述电流区间之间时，获取所述BMS模块在充电或放电过程中的系统采样电流值以及外部设备采样电流值；

依据所述系统采样电流值和所述外部设备采样电流值获取所述BMS模块的第一校准值。

3.根据权利要求2所述的储能系统的采样电流校准方法，其特征在于，所述依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流的步骤包括：

获取所述BMS模块的零偏值；

依据所述中间值、所述第一校准值和所述零偏值获取校准后的采样电流。

4.根据权利要求1所述的储能系统的采样电流校准方法，其特征在于，所述若所述采样电流位于所述电流区间之外，则对所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值的步骤包括：

当所述采样电流位于所述电流区间之外时，获取所述DC-DC模块在充电或放电过程中的系统采样电流值以及外部设备采样电流值；

依据所述系统采样电流值和所述外部设备采样电流值获取所述DC-DC模块的第一校准值。

5.根据权利要求4所述的储能系统的采样电流校准方法，其特征在于，所述依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流的步骤包括：

获取所述DC-DC模块的零偏值；

依据所述中间值、所述第二校准值和所述零偏值获取校准后的采样电流。

6.根据权利要求3或5所述的储能系统的采样电流校准方法，其特征在于，所述获取BMS模块或DC-DC模块的零偏值的步骤包括：

判断所述储能系统在采样时刻是否处于零点工况，其中，所述采样时刻为通过外部设备对所述储能系统中的BMS模块或DC-DC模块的电流进行采样的时刻，所述零点工况为所述储能系统不执行充放电的工况；

若所述储能系统处于零点工况，则通过外部设备对所述储能系统中的BMS模块或DC-DC模块的电流进行采样得到的电流为零偏值。

7.根据权利要求3或5所述的储能系统的采样电流校准方法，其特征在于，校准后的采样电流依据下式获取：

I_准＝k·i+B，其中，I_准为校准后的采样电流；k为第一校准值或第二校准值；i为储能系统充电过程中电流的中间值或储能系统放电过程中电流的中间值；B为BMS模块的零偏值或DC-DC模块的零偏值。

8.根据权利要求2或3所述的储能系统的采样电流校准方法，其特征在于，第一校准值或第二校准值通过下式获取：

其中，i₁为所述BMS模块或DC-DC模块在充电或放电过程中的系统采样电流值；i₂为所述BMS模块或DC-DC模块在充电或放电过程中外部设备采样电流值。

9.根据权利要求1所述的储能系统的采样电流校准方法，其特征在于，在获取校准后的采样电流的步骤之后还包括：

在所述储能系统的显示屏或其他与所述储能系统连接的显示屏上显示校准后的采样电流。

10.一种储能系统的采样电流校准装置，其特征在于，包括：

区间获取模块，用于获取所述储能系统在充放电过程中电流的中间值，并依据所述中间值获取电流区间；

电流采样模块，用于获取所述储能系统充电或放电过程中的采样电流，并与所述电流区间进行对比；

校准值计算模块，用于当所述采样电流位于所述电流区间之间，则获取所述储能系统中的BMS模块所对应的第一校准值；以及用于当所述采样电流位于所述电流区间之外，则对所述储能系统中的DC-DC模块所对应的第二校准值；

校准模块，用于依据所述第一校准值以第一预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流；以及用于依据所述第二校准值以第二预设规则对所述采样电流进行校准，以获取校准后的采样电流。

11.一种储能系统，其特征在于，包括采样电流校准装置，所述采样电流校准装置应用了如权利要求1至9中任意一项所述的储能系统的采样电流校准方法。