电池管理方法、系统、计算机可读存储介质及电子设备与流程

文档序号:32491185发布日期:2022-12-10 02:51阅读:28来源:国知局
电池管理方法、系统、计算机可读存储介质及电子设备与流程

1.本技术涉及锂电池领域,具体而言,涉及一种电池管理方法、系统、计算机可读存储介质及电子设备。


背景技术:

2.锂离子电池因具有使用寿命长、环保性好、能量密度高、占地面积小等优点,使得其替代铅酸电池已成为众多行业的发展趋势,例如,数据中心行业构建由数千节锂离子电池组成的系统以作为备电电源或者储能使用。但是,锂离子电池在机械刺激、电刺激、散热不良时易发生热失控,热失控的后果往往是冒烟、起火或爆炸,因此,其运营安全是业界广泛关注的问题。
3.然而,目前相关的电池管理系统在监视、控制、管理大量锂离子电池的运行方面,仍存在一定缺陷,从而导致锂离子电池的运行安全性低的问题。
4.针对上述的问题,目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素:

5.本技术实施例提供了一种电池管理方法、系统、计算机可读存储介质及电子设备,以至少解决现有技术中相关电池运行安全性低的技术问题。
6.根据本技术实施例的一个方面,还提供了一种电池管理方法,该方法应用于远端电池管理系统,包括:获取多个电池组中每个电池组的电池运行数据;基于每个电池组的电池运行数据,确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息;生成与异常信息对应的目标控制指令;将目标控制指令发送给目标组管理单元,以使目标组管理单元基于目标控制指令更新异常电池组的充放电状态,其中,目标组管理单元为与异常电池组对应的组管理单元。
7.根据本技术实施例的另一方面,还提供了一种电池管理方法,该方法应用于本地电池管理系统,包括:获取多个电池组中每个电池组的电池运行数据,并将每个电池组的电池运行数据发送给远端电池管理系统;控制目标组管理单元接收远端电池管理系统返回的目标控制指令,其中,目标组管理单元为与异常电池组对应的组管理单元,异常电池组为远端电池管理系统基于每个电池组的电池运行数据确定的,目标控制指令为远端电池管理系统基于与异常电池组对应的异常信息生成的;控制目标组管理单元基于目标控制指令更新异常电池组的充放电状态。
8.根据本技术实施例的另一方面,还提供了一种电池管理系统,包括:多个电池组;本地电池管理系统,至少包括多个组管理单元,每个组管理单元用于控制电池组的充放电状态,其中,组管理单元与电池组一一对应;远端电池管理系统,与本地电池管理系统相连,用于获取每个电池组的电池运行数据,并基于电池运行数据向至少一个组管理单元发送目标控制指令,以使至少一个组管理单元基于目标控制指令控制与该组管理单元对应的电池组的充放电状态。
9.根据本技术实施例的另一方面,还提供了一种电池管理方法,包括:响应对多个电池组进行检测的检测指令,在图形用户界面上显示异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息,其中,异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息为远端电池管理系统基于每个电池组的电池运行数据所确定的;响应对异常电池组进行调节的调节指令,调节异常电池组的充放电状态,其中,异常电池组的充放电状态为目标组管理单元基于目标控制指令所调节的,目标控制指令为远端电池管理系统基于异常信息生成的,组管理单元与电池组一一对应,目标组管理单元为与异常电池组对应的组管理单元;在图形用户界面上显示调节更后的异常电池组的充放电状态。
10.根据本技术实施例的另一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其中,计算机程序被设置为运行时执行上述的电池管理方法。
11.根据本技术实施例的另一方面,还提供了一种电子设备,电子设备包括一个或多个处理器;存储器,用于存储一个或多个程序,当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器实现用于运行程序,其中,程序被设置为运行时执行上述的电池管理方法。
12.在本技术实施例中,采用基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的方式,通过设置远端电池管理系统,保证了当本地电池管理系统由于硬件失效引起数据采样异常时,远端电池管理系统可以及时发现异常并生成目标控制指令,从而可以及时停用对应的电池组,避免出现热失控等安全问题,有效提高电池组运行安全性。且由于本地电池管理系统在基于电池运行数据确定电池状态信息的过程中,存在存储数据能力不足以及算力不足的问题,其无法准确估计电池剩余电量、健康度等参数,易造成电池组内电池过充、过放,从而导致电池组会出现能量利用效率低或能量过度使用,进而产生资产浪费或资产安全风险等问题。因此,通过设置远端电池管理系统,基于远端电池管理系统的可扩展性以及高性能计算,使得远端电池管理系统可以基于每个电池组的电池运行数据确定更准确的电池状态信息,从而能够及时发现电池组的安全问题并确定目标控制指令以对电池组的充放电状态进行有效控制,进而进一步地提高了电池组的运行安全性。
13.由此可见,本技术所提供的方案达到了基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的目的,从而实现了提高电池组运行安全性的技术效果,进而解决了现有技术中相关电池运行安全性低的技术问题。
附图说明
14.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解,构成本技术的一部分,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:
15.图1是根据本技术实施例的一种可选的计算机终端(或移动终端)作为发送端的一种实施例;
16.图2是根据本技术实施例的一种可选的电池管理方法的示意图;
17.图3是根据本技术实施例的一种可选的电池管理方法的示意图;
18.图4是根据本技术实施例的一种可选的电池管理系统的示意图;
19.图5是根据本技术实施例的一种可选的电池管理系统的示意图;
20.图6是根据本技术实施例的一种可选的电池管理系统的通信原理图;
21.图7是根据本技术实施例的一种可选的远端电池管理系统的控制原理图;
22.图8是根据本技术实施例的一种可选的电池管理方法的示意图;
23.图9是根据本技术实施例的一种可选的电池管理系统与客户端的交互示意图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都应当属于本技术保护的范围。
25.需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.首先,在对本技术实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释:
27.数据中心:为集中放置的电子信息设备提供运行环境的建筑场所,可以是一栋或几栋建筑物也可以是一栋建筑物的一部分,包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。
28.锂离子电池(lithium-ion battery):是一种可重复充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作;目前用作锂离子电池的正极材料主要常见的有:锂钴氧化物(licoo2)、锰酸锂(limn2o4)、镍酸锂(linio2)及磷酸铁锂(lifepo4)。
29.电池管理系统(bms,battery management system):用于对电池参数进行实时监控、故障告警、电池剩余电量(soc,state of charge)估算、电池健康度(soh,state of health)估算、短路保护、漏电监测、显示报警,充/放电的模式选择等。
30.电池剩余电量(soc,state of charge):也称为荷电状态。表示电池使用或长期搁置一段时间后,其剩余容量与总的可用容量的比值,常用百分数表示;其取值范围为0~1,当电池剩余电量=0时表示电池放电完全,当电池剩余电量=1时表示电池完全充满;锂离子电池的电池剩余电量不能直接测量,只能通过电池端电压、充放电电流及内阻等参数来估算其大小,而这些参数会受到电池老化、环境温度变化及运行状态等因素的影响。
31.电池健康度(soh,state of health):是指蓄电池的容量、健康度、性能状态,简单的说是电池使用一段时间后性能参数与标称参数的比值,新出厂电池为100%,完全报废为0%。是电池从满充状态下以一定的倍率放电到截止电压所放出的容量与其所对应的标称容量的比值,简单的理解为电池的极限容量大小。电池的内阻与电池健康度存在一定的关系。电池健康度越低,锂离子电池内阻越大,通过检测电压、电流、温度等数据,间接计算出电池的内阻值,然后根据电池健康度与电池内阻的关系计算求得电池健康度。
32.直流斩波器(dc/dc,direct current/direct current):是指将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压的装置。
33.实施例1
34.根据本技术实施例,还提供了一种电池管理方法的方法实施例,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
35.图1以框图示出了使用计算机终端101(或移动终端)作为发送端的一种实施例。如图1所示,计算机终端101(或移动终端)可以经由数据网络连接或电子连接到一个或多个服务器102,其中,前述的服务器可以是资源服务器、计算服务器、安全服务器等服务器。一种可选实施例中,上述计算机终端101(或移动终端)可以是手机、平板、电脑或智能佩戴设备。数据网络连接可以是局域网连接、广域网连接、因特网连接,或其他类型的数据网络连接。计算机终端101(或移动终端)可以执行以连接到由一个服务器(例如计算服务器)或一组服务器执行的网络服务。网络服务器103是基于网络的用户服务,诸如电池安全管理、社交网络、云资源、电子邮件、在线支付或其他在线应用。
36.在上述运行环境下,本技术提供了如图2所示的电池管理方法,以用于对相关电池系统中的多个电池组进行管理,其中,前述的电池系统可以作为数据中心的备电电源或者储能使用。图2是根据本技术实施例的一种可选的电池管理方法的示意图,如图2所示,该方法应用于远端电池管理系统,包括如下步骤:
37.步骤s202:获取多个电池组中每个电池组的电池运行数据。
38.在步骤s202中,远端电池管理系统是部署在远端上的电池管理系统,在本技术中,远端可以是云端服务器。远端电池管理系统可以通过网络(network)接口,获取本地电池管理系统中的套管理单元基于modbus-tcp通讯协议上传的多个电池组中每个电池组的电池运行数据,并对所获取的电池运行数据进行存储,其中,modbus-tcp通讯协议是一种基于以太网传输控制协议(tcp,transmission control protocol)/网际互连协议(ip,internet protocol)的modbus协议,modbus是一项应用层报文传输协议。可选的,远端电池管理系统还可以获取套管理单元上传的每个电池组对应的电池状态信息以及组管理单元对电压控制器的控制信息等信息。其中,前述的本地电池管理系统至少包括多个组管理单元,还可以包括套管理单元,组管理单元与电池组一一对应,用于实现对电池组电池运行数据的获取以及对电池组的控制,套管理单元与组管理单元之间可以通过控制器局域网络(can,controller area network)进行通信,套管理单元可以获取组管理单元所发送的电池运行数据、电池状态信息以及组管理单元对电压控制器的控制信息等,以上送给远端电池管理系统。每个电池组对应的电池状态信息以及组管理单元对电压控制器的控制信息等可以是与该电池组对应的组管理单元所确定的。可选的,在本实施例中,前述的电压控制器可以为直流斩波器,具体地,可以为双向直流斩波器,其中,直流斩波器同样可以与电池组一一对应,每个组管理单元用于控制与电池组对应的直流斩波器的工作状态,每个直流斩波器可以基于自身的工作状态控制与自身对应的电池组的充放电状态。此外,前述的电池组可以为锂离子电池组,且每个电池组内可以包括多个单体电池,前述的电池状态信息至少用于表征电池组所包含的各电池的运行状态。
39.s204:基于每个电池组的电池运行数据,确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息。
40.在步骤s204中,远端电池管理系统可以基于预设模型,以及每个电池组的电池运行数据,确定每个电池组的电池状态信息,从而可以从多个电池组中确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息,可选的,远端电池管理系统还可以基于预设模型,结合某一电池组的电池运行数据,以及该电池组中每个电池的特征信息、已存储的该电池组的历史电池运行数据二者中的至少之一对电池组的电池状态信息进行确定,以从多个电池组中确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息。前述的异常信息可以是表征电池组中出现电池容量不足、电池组失去监控等异常问题的信息,且异常信息中还可以包括导致电池组出现异常问题的异常数据。
41.s206:生成与异常信息对应的目标控制指令。
42.在步骤s206中,远端电池管理系统可以基于异常电池组的异常信息确定异常电池组的异常类型以及异常数据,从而生成对应的目标控制指令。例如,当异常信息表征某一电池组中的电池的温度(即异常数据)大于第一预设数值时,远端电池管理系统可以生成目标控制指令以对该电池组的充放电状态进行调整,当异常信息表征某一电池组中的电池的温度大于第二预设数值时,远端电池管理系统可以生成目标控制指令以停用该电池组。
43.s208:将目标控制指令发送给目标组管理单元,以使目标组管理单元基于目标控制指令更新异常电池组的充放电状态,其中,目标组管理单元为与异常电池组对应的组管理单元。
44.在步骤s208中,当远端电池管理系统生成了目标控制指令之后,远端电池管理系统可以根据目标控制指令的类型,将目标控制指令依次通过高压直流输电设备(hvdc,high-voltage direct current)、套管理单元发送给与异常电池组对应的组管理单元(即前述的目标组管理单元),远端电池管理系统也可以根据目标控制指令的类型,将目标控制指令直接通过套管理单元发送给与异常电池组对应的组管理单元,以使得该组管理单元基于目标控制指令控制与该组管理单元对应的直流斩波器的工作状态。其中,每个直流斩波器可以与前述高压直流输电设备的母线相连,高压直流输电设备用于将交流电整流为直流电,从而通过直流斩波器为电池组供电,且在前述的传递目标控制指令的过程中,高压直流输电设备可以基于目标控制指令,对自身的输出功率进行调节。
45.进一步地,目标组管理单元可以基于目标控制指令控制与异常电池组对应的直流斩波器的工作状态,以更新异常电池组的充放电状态。其中,组管理单元与直流斩波器之间可以通过控制器局域网络进行通信,直流斩波器的工作状态可以是充电状态、放电状态、热备状态和关机状态。
46.需要说明的是,远端电池管理系统通过将与异常信息对应的目标控制指令发送给目标组管理单元,实现了对异常电池组的充放电状态的有效管理,从而实现了对电池组的主动预防式安全运营,及时消除安全隐患,进而提高了电池组的运行安全性。
47.在本技术实施例中,采用基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的方式,通过远端电池管理系统获取多个电池组中每个电池组的电池运行数据,然后基于每个电池组的电池运行数据,确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息,接着生成与异常信息对应的目标控制指令,从而将目标控制指令发送给目标组管
理单元,以使目标组管理单元基于目标控制指令更新异常电池组的充放电状态,其中,目标组管理单元为与异常电池组对应的组管理单元。
48.容易注意到的是,在上述过程中,通过设置远端电池管理系统,保证了当本地电池管理系统由于硬件失效引起数据采样异常时,远端电池管理系统可以及时发现异常并生成目标控制指令,从而可以及时停用对应的电池组,避免出现热失控等安全问题,有效提高电池组运行安全性。且由于本地电池管理系统在基于电池运行数据确定电池状态信息的过程中,存在存储数据能力不足以及算力不足的问题,其无法准确估计电池剩余电量、健康度等参数,易造成电池组内电池过充、过放,从而导致电池组会出现能量利用效率低或能量过度使用,进而产生资产浪费或资产安全风险等问题。因此,通过设置远端电池管理系统,基于远端电池管理系统的可扩展性以及高性能计算,使得远端电池管理系统可以基于每个电池组的电池运行数据确定更准确的电池状态信息,从而能够及时发现电池组的安全问题并确定目标控制指令以对电池组的充放电状态进行有效控制,进而进一步地提高了电池组的运行安全性。
49.由此可见,本技术所提供的方案达到了基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的目的,从而实现了提高电池组运行安全性的技术效果,进而解决了现有技术中相关电池运行安全性低的技术问题。
50.在一种可选的实施例中,远端电池管理系统可以基于电池组所包括的电池的固有特性数据、电池运行数据以及历史电池运行数据从多个电池组中确定异常电池组以及异常电池组对应的异常信息。具体地,远端电池管理系统基于每个电池组的特征信息、电池运行数据以及历史电池运行数据,确定每个电池组的电池状态信息,然后基于每个电池组的电池状态信息,确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息。
51.其中,前述的固有特性数据即为特征信息,每个电池组中的电池由于出厂数据的不同,使得其特征信息也有所不同。可选的,远端电池管理系统可以基于电池组的电池运行数据以及历史电池运行数据,直接确定电池组的电池状态信息中的一部分信息,如,直接将电池运行数据中各电池的电压作为电池状态信息,或是基于历史电池运行数据确定电池组最近一次进行充放电的充放电时间等,远端电池管理系统还可以基于电池组的特征信息、电池运行数据以及电池运行数据,间接确定电池组的电池状态信息中的另一部分信息,例如,利用于神经网络模型,基于电池运行数据中的各电池的电压以及电流等数据确定各电池的电池剩余电量(soc,state of charge)、电池健康度(soh,state of health)等,或是基于电池运行数据确定电池组中所包含的电池的运行状态一致性,或是基于确定好的各电池的电池健康度以及历史电池运行数据确定电池组中的至少一个电池的实时容量值或容量变化规律等。
52.进一步地,当远端电池管理系统确定了每个电池组的电池状态信息后,远端电池管理系统可以基于每个电池组的电池状态信息,确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息。例如,远端电池管理系统可以确定电池状态信息中的各数据是否满足对应的预设条件,以确定与该电池状态信息对应的电池组是否为异常电池组。且远端电池管理系统可以在确定异常电池组时,将该异常电池组的电池状态信息中的异常数据作为异常信息中的部分信息。
53.需要说明的是,远端电池管理系统通过每个电池组的特征信息、电池运行数据以
及历史电池运行数据,确定每个电池组的电池状态信息,实现了对每个电池组的电池状态信息的准确计算,使得其计算结果可以优于本地电池管理系统,从而可以实现对异常电池组更准确的确定,进而可在保证电池组安全运行的前提下最大限度地发挥电池组所包含的电池的可用容量。
54.在一种可选的实施例中,远端电池管理系统可以基于电池状态信息,从多个电池组中确定出存在目标安全风险、长期未充放电、电池的运行状态一致性差等问题的异常电池组。
55.可选的,当需要从多个电池组中确定出存在目标安全风险的异常电池组时,电池状态信息中至少包括当前电池组所包含的电池的温度数据。具体地,远端电池管理系统可以基于当前电池组的电池状态信息确定当前电池组所包含的电池的温度数据,并可以在确定温度数据中的温度值高于第一预设阈值,或是确定缺失温度数据,或是确定温度数据中的温度值为无效温度值(如:10000℃)时,确定当前电池组存在目标安全风险,从而将当前电池组确定为异常电池组,反之,则确定当前电池组不存在目标安全风险。其中,当前电池组为多个电池组中的任一电池组。
56.进一步地,远端电池管理系统也可以在当前电池组所包含的电池的温度数据的基础上,结合当前电池组所包含的电池的电池剩余电量确定当前电池组是否存在目标安全风险,例如,当电池的电池剩余电量大于某一预设数值,且温度数据中的温度值高于第二预设阈值时,确定当前电池组存在目标安全风险,当电池的电池剩余电量小于或等于前述预设数值,或是,温度数据中的温度值小于或等于第二预设阈值时,确定当前电池组不存在目标安全风险。其中,前述的第二预设阈值可以小于或等于第一预设阈值。
57.进一步地,当确定出存在目标安全风险的异常电池组时,确定该异常电池组所对应的组管理单元或是采集单元可能出现硬件失效的问题,从而容易使得电池组过温保护失效,电池失去安全监控,因此,远端电池管理系统生成的目标控制指令可以用于关闭与该异常电池组对应的直流斩波器,以避免热失控等安全问题。
58.可选的,当需要从多个电池组中确定出长期未充放电的异常电池组时,电池状态信息中至少包括当前电池组所包含的电池最近一次进行充放电的充放电时间。具体地,远端电池管理系统可以基于当前电池组的电池状态信息确定当前电池组所包含的电池最近一次进行充放电的充放电时间,并可以在该充放电时间早于预设时间时,确定当前电池组长期未充放电,从而将当前电池组确定为异常电池组,反之,则确定当前电池组未出现长期未充放电的现象。
59.进一步地,远端电池管理系统也可以在当前电池组所包含的电池最近一次进行充放电的充放电时间的基础上,结合当前电池组所包含的电池的电池剩余电量确定当前电池组是否长期未充放电,例如,当当前电池组的充放电时间早于预设时间,且电池的电池剩余电量的变化范围小于第一预设范围时,确定当前电池组长期未充放电,当当前电池组的充放电时间等于或晚于预设时间,或是,电池的电池剩余电量的变化范围大于或等于第一预设范围时,确定当前电池组未出现长期未充放电的现象。
60.进一步地,当确定出存在长期未充放电的异常电池组时,确定该异常电池组所对应的组管理单元中的控制逻辑出现问题,从而容易使得电池组的其它电池状态信息偏差大,因此,远端电池管理系统生成的目标控制指令可以用于对该异常电池组进行充放电循
环。
61.可选的,当需要从多个电池组中确定出所包含的电池的运行状态一致性差的异常电池组时,电池状态信息至少包括当前电池组所包含的电池的电压。具体地,远端电池管理系统可以基于当前电池组的电池状态信息确定当前电池组所包含的电池的电压,并可以在确定各电池的静态压差大于或等于第一预设差值,或是,各电池的动态压差大于或等于第二预设差值时,确定当前电池组所包含的电池的运行状态一致性不满足预设条件,从而将当前电池组确定为异常电池组,反之,确定各电池的静态压差小于第一预设差值,或是,各电池的动态压差小于第二预设差值时,确定当前电池组所包含的电池的运行状态一致性满足预设条件,当前电池组为正常电池组。
62.进一步地,当确定出存在所包含的电池的运行状态一致性差的异常电池组时,确定该异常电池组所对应的组管理单元中的均衡逻辑出现问题,从而容易使得电池组加速老化或可放电量减少,因此,远端电池管理系统生成的目标控制指令可以用于对该异常电池组进行主动均衡控制。
63.可选的,远端电池管理系统还可以基于当前电池组的电池状态信息确定当前电池组所包含的电池的实时容量值或容量变化规律,并可以在电池的实时容量值与理论容量值之间的差值超过预设的差异范围,或是,电池的容量变化规律超过大数据分析的模态信息时,确定当前电池组的电池容量不足,为异常电池组,反之,确定当前电池组为正常电池组。并可以在确定存在电池容量不足的异常电池组时,生成对应的目标控制指令以控制该异常电池组所对应的直流斩波器关闭。
64.此外,针对于本地电池管理系统的计算精度不足的缺陷,当远端电池管理系统确定其所计算的电池剩余电量和电池健康度与本地电池管理系统所上送的电池剩余电量和电池健康度的数值出现偏差时,远端电池管理系统可以将计算得到的电池剩余电量和电池健康度下送给对应的组管理单元,以便组管理单元可以对内部数据进行更新,进而避免产生安全风险。
65.需要说明的是,由于远端电池管理系统有效丰富了电池状态信息中的数据,因此,通过基于不同的电池状态信息,对不同异常类型的异常电池组进行确定,不仅能够准确确定异常电池组,还丰富了可以确认出的异常电池组的异常类型。
66.在一种可选的实施例中,由于本地电池管理系统可以独立实现对电池组的监控与充放电管理,因此,对远端电池管理系统对本地电池管理系统进行主动下行控制的时间进行说明。可选的,远端电池管理系统可以基于异常信息的异常类型,确定异常信息的优先级,若优先级大于或等于预设优先级,则远端电池管理系统生成与异常信息对应的第一目标控制指令,若优先级小于预设优先级,且远端电池管理系统在预设时间内未接收到表征异常信息已解决的信息,则远端电池管理系统生成与异常信息对应的第二目标控制指令,其中,优先级表征异常信息的风险程度。
67.具体地,远端电池管理系统可以将仅能通过自身发现的异常类型所对应的异常信息的优先级确定为第一优先级,例如,本地电池管理系统由于其存储能力不足,无法存储满足预设需求数量的历史电池运行数据,在判断是否存在长期未充放电的电池组时,仅可以通过远端电池管理系统进行确定,因此,可以将异常类型为长期未充放电的异常信息所对应的优先级确定为第一优先级。
68.远端电池管理系统可以将通过远端电池管理系统和本地电池管理系统均能发现并处理的异常类型所对应的异常信息的优先级确定为第二优先级,例如,本地电池管理系统可以独立对电池组所包含的电池的运行状态一致性进行判断,并在发现该异常信息时进行解决,因此,可以将异常类型为电池组所包含的电池的运行状态一致性差的异常信息所对应的优先级确定为第二优先级。其中,第二优先级低于第一优先级。
69.进一步地,在确定了异常信息的优先级之后,远端电池管理系统可以将异常信息的优先级与预设优先级进行比较,以确定生成目标控制指令的时间。例如,若预设优先级为第一优先级,则在确定了前述的异常类型为长期未充放电的异常信息时,远端电池管理系统可以基于该异常信息直接生成第一目标控制指令,以下行控制与该异常信息对应的异常电池组的直流斩波器,对该异常电池组进行充放电循环。可选的,若确定了前述的异常类型为电池组所包含的电池的运行状态一致性差的异常信息时,远端电池管理系统可以确定在预设时间内是否接收到本地电池管理系统反馈的表征该异常信息已解决的信息,如果已接收到,则说明该异常信息所对应的异常电池组已由本地电池管理系统对其进行充放电状态的调整,远端电池管理系统无需再生成控制指令进行下行控制,反之,如果未接收到,则说明本地电池管理系统并未发现该异常信息或是未及时处理,因此,远端电池管理系统可以在此时基于该异常信息生成第二目标控制指令,以下行控制与该异常信息对应的异常电池组的直流斩波器,主动实现对异常电池组中各电池的均衡控制。
70.需要说明的是,由于本地电池管理系统和远端电池管理系统均可以对电池组进行充放电管理,因此,远端电池管理系统通过基于异常信息的优先级确定生成目标控制指令的时间,避免了远端电池管理系统和本地电池管理系统同时对电池组的充放电状态进行调整造成的浪费系统资源或影响控制效果的问题,从而提高了远端电池管理系统下行控制的合理性。
71.在一种可选的实施例中,对本地电池管理系统独立对异常电池组的充放电状态进行管理的管理方法进行说明。可选的,本地电池管理系统可以获取每个电池组的电池运行数据,然后基于每个电池组的电池运行数据,确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息,从而基于异常信息更新异常电池组的充放电状态,并发送目标信息至远端电池管理系统,以使远端电池管理系统不生成目标控制指令,其中,目标信息用于表征异常信息已解决。
72.具体地,本地电池管理系统中的每个组管理单元可以获取与其对应的电池组的电池运行数据,然后基于电池运行数据,确定与自身对应的电池组是否为异常电池组(如:电池组所包含的电池的运行状态一致性差),从而可以在确定该电池组为异常电池组时,基于该电池组的异常信息确定对应的第一本地控制指令,并将第一本地控制指令发送给与该异常电池组对应的直流斩波器,以使得直流斩波器基于该第一本地控制指令改变自身的工作状态,从而实现对异常电池组的充放电状态的更新。
73.进一步地,当前述的组管理单元向前述的直流斩波器发出第一本地控制指令,或是,前述的组管理单元确定异常电池组的异常问题已解决时,本地电池管理系统可以反馈表征异常信息已解决的目标信息至远端电池管理系统,以使远端电池管理系统不生成前述的目标控制指令。
74.在一种可选的实施例中,对本地电池管理系统独立对正常电池组的充放电状态进
行管理的管理方法进行说明。可选的,本地电池管理系统可以控制每个组管理单元基于每个电池组的电池运行数据,确定每个电池组的目标充放电状态,从而控制每个组管理单元基于目标充放电状态,控制多个直流斩波器的工作状态。
75.可选的,每个组管理单元可以基于所对应的电池组的电池运行数据,确定该电池组是否待充电或待放电,从而可以确定该电池组的目标充放电状态,进而确定向直流斩波器输出的第二本地控制指令,以控制直流斩波器基于该第二本地控制指令调整自身的工作状态至目标工作状态,进而实现对电池组充放电状态的调整。其中,前述的第一本地控制指令与第二本地控制指令可以相同也可以不同,目标充放电状态可以是禁充允放、允充允放、允充禁放以及禁充禁放。
76.由此可见,本技术所提供的方案达到了基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的目的,从而实现了提高电池组运行安全性的技术效果,进而解决了现有技术中相关电池运行安全性低的技术问题。
77.实施例2
78.根据本技术实施例,还提供了一种电池管理方法的方法实施例。图3是根据本技术实施例的一种可选的电池管理方法的示意图,如图3所示,该方法应用于本地电池管理系统,包括如下步骤:
79.步骤s302:获取多个电池组中每个电池组的电池运行数据,并将每个电池组的电池运行数据发送给远端电池管理系统。
80.在步骤s302中,本地电池管理系统中的每个组管理单元可以通过与其对应的采集单元获取对应的电池组的电池运行数据,并将电池运行数据上送至远端电池管理系统。其中,本地电池管理系统至少包括多个组管理单元,还可以包括套管理单元,组管理单元与电池组一一对应,采集单元与电池组中的单体电池一一对应,采集单元用于监测与自身所对应的单体电池的电压、温度、电流等数据,以供与该采集单元对应的组管理单元获取,从而使得组管理单元实现对电池组的电池运行数据获取,套管理单元与组管理单元之间可以通过控制器局域网络进行通信,套管理单元可以获取组管理单元所发送的电池运行数据、电池状态信息以及组管理单元对电压控制器的控制信息等,以上送给远端电池管理系统,每个电池组对应的电池状态信息以及组管理单元对电压控制器的控制信息等可以是与该电池组对应的组管理单元所确定的。其中,前述的电池组可以为锂离子电池组,且每个电池组内可以包括多个单体电池,电池运行数据至少用于表征电池组所包含的各电池的运行数据。
81.步骤s304:控制目标组管理单元接收远端电池管理系统返回的目标控制指令,其中,目标组管理单元为与异常电池组对应的组管理单元,异常电池组为远端电池管理系统基于每个电池组的电池运行数据确定的,目标控制指令为远端电池管理系统基于与异常电池组对应的异常信息生成的。
82.在步骤s304中,远端电池管理系统可以基于预设模型,以及每个电池组的电池运行数据,确定每个电池组的电池状态信息,从而可以从多个电池组中确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息,可选的,远端电池管理系统还可以基于预设模型,结合某一电池组的电池运行数据,以及该电池组中每个电池的特征信息、已存储的该电池组的历史电池运行数据二者中的至少之一对电池组的电池状态信息进行确定,以从多个电池组中确
定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息。其中,前述的电池状态信息用于表征电池组所包含的各电池的运行状态,前述的异常信息可以是表征电池组中出现电池容量不足、电池组失去监控等异常问题的信息,且异常信息中还可以包括导致电池组出现异常问题的异常数据。
83.进一步地,在远端电池管理系统确定了异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息之后,远端电池管理系统可以基于异常电池组的异常信息确定异常电池组的异常问题以及异常数据,从而生成对应的目标控制指令。例如,当异常信息表征某一电池组中的电池的温度(即异常数据)大于第一预设数值时,远端电池管理系统可以生成目标控制指令以对该电池组的充放电状态进行调整,当异常信息表征某一电池组中的电池的温度大于第二预设数值时,远端电池管理系统可以生成目标控制指令以停用该电池组。
84.进一步地,远端电池管理系统可以将目标控制指令依次通过高压直流输电设备、套管理单元发送给与异常电池组对应的组管理单元(即前述的目标组管理单元),远端电池管理系统也可以将目标控制指令直接通过套管理单元发送给与异常电池组对应的组管理单元,以使目标组管理单元获取目标控制指令。其中,每个电压控制器可以与前述高压直流输电设备的母线相连,高压直流输电设备用于将交流电整流为直流电,从而通过电压控制器为电池组供电,在本实施例中,前述的电压控制器同样可以与电池组一一对应,电压控制器可以为直流斩波器,具体地,可以为双向直流斩波器,其中,每个组管理单元用于控制与电池组对应的直流斩波器的工作状态,每个直流斩波器可以基于自身的工作状态控制与自身对应的电池组的充放电状态。且在前述的传递目标控制指令的过程中,高压直流输电设备可以基于目标控制指令,对自身的输出功率进行调节。
85.步骤s306:控制目标组管理单元基于目标控制指令更新异常电池组的充放电状态。
86.在步骤s306中,目标组管理单元可以基于目标控制指令控制与异常电池组对应的直流斩波器的工作状态,以更新异常电池组的充放电状态。其中,组管理单元与直流斩波器之间可以通过控制器局域网络进行通信,直流斩波器的工作状态可以是充电状态、放电状态、热备状态和关机状态。
87.在本技术实施例中,采用基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的方式,通过本地电池管理系统获取多个电池组中每个电池组的电池运行数据,然后控制目标组管理单元获取目标控制指令,从而控制目标组管理单元基于目标控制指令更新异常电池组的充放电状态。其中,目标组管理单元与异常电池组对应,异常电池组为远端电池管理系统基于每个电池组的电池运行数据确定的,目标控制指令为远端电池管理系统基于与异常电池组对应的异常信息生成的。
88.容易注意到的是,在上述过程中,通过设置远端电池管理系统,保证了当本地电池管理系统由于硬件失效引起数据采样异常时,远端电池管理系统可以及时发现异常并生成目标控制指令,从而可以及时停用对应的电池组,避免出现热失控等安全问题,有效提高电池组运行安全性。且由于本地电池管理系统在基于电池运行数据确定电池状态信息的过程中,存在存储数据能力不足以及算力不足的问题,其无法准确估计电池剩余电量、健康度等参数,易造成电池组内电池过充、过放,从而导致电池组会出现能量利用效率低或能量过度使用,进而产生资产浪费或资产安全风险等问题。因此,通过设置远端电池管理系统,基于
远端电池管理系统的可扩展性以及高性能计算,使得远端电池管理系统可以基于每个电池组的电池运行数据确定更准确的电池状态信息,从而能够及时发现电池组的安全问题并确定目标控制指令以对电池组的充放电状态进行有效控制,进而进一步地提高了电池组的运行安全性。
89.由此可见,本技术所提供的方案达到了基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的目的,从而实现了提高电池组运行安全性的技术效果,进而解决了现有技术中相关电池运行安全性低的技术问题。
90.在一种可选的实施例中,对本地电池管理系统基于不同的目标控制指令对不同的异常电池组的充放电状态进行调整的方法进行说明。
91.可选的,若异常电池组为存在目标安全风险的电池组,则目标控制指令可以为用于关闭与该异常电池组对应的直流斩波器的指令。如图4所示,远端电池管理系统可以将该目标控制指令依次通过交换机、高压直流输电设备、套管理单元发送给与该异常电池组对应的组管理单元。当与该异常电池组对应的组管理单元接收到该目标控制指令后,该组管理单元可以基于该目标控制指令生成对应的第三本地控制指令,从而将第三本地控制指令发送给与异常电池组对应的直流斩波器,以使得该直流斩波器可以基于第三本地控制指令关机,从而及时将异常电池组与电池系统的主回路断开,实现对异常电池组的充放电状态的调整。此外,如图4所示,目标组管理单元还可以同时基于目标控制指令将异常电池组内部的高压继电器断开。其中,前述的第三本地控制指令可以用于表征将电池的充放电状态调整为禁充禁放,前述的高压继电器同样与电池组一一对应。
92.需要说明的是,通过将存在目标安全风险的异常电池组从主回路断开,可以有效避免异常电池组出现热失控等问题,从而可以保证电池组的运行安全性。
93.可选的,若异常电池组为预设时长内未充放电的电池组,则目标控制指令可以为用于对该异常电池组进行充放电循环的指令,以对异常电池组执行放电-静置-充电循环。远端电池管理系统可以将该目标控制指令依次通过交换机、高压直流输电设备、套管理单元发送给与该异常电池组对应的组管理单元,其中,该目标控制指令可以分为第一子目标控制指令、第二子目标控制指令以及第三子目标控制指令,且第一子目标控制指令、第二子目标控制指令以及第三子目标控制指令的发送时间可以不同,其中,第一子目标控制指令用于对该异常电池组进行放电,第二子目标控制指令用于对该异常电池组进行静置,第三子目标控制指令用于对该异常电池组进行充电。具体地,当与该异常电池组对应的组管理单元接收到任一子目标控制指令后,该组管理单元可以基于该子目标控制指令生成对应的第三本地控制指令,从而将第三本地控制指令发送给与异常电池组对应的直流斩波器,以使得该直流斩波器可以基于第三本地控制指令进入充电状态、放电状态或关机状态,从而实现对异常电池组的放电-静置-充电循环,也即实现对异常电池组的充放电状态的调整。其中,优选的,在保证其他电池组均为电池满电量状态的条件下,对单组电池组进行充放电循环,且在充放电循环过程中,当组管理单元或套管理单元基于母线电压检测到市电停时,可以停止执行充放电循环操作,并基于直流斩波器将电池组的充放电状态更新为放电状态。
94.需要说明的是,通过对长期未充放电的异常电池组进行充放电循环,使得该异常电池组可以恢复为正常电池组,从而保证了电池组的运行安全性。
95.可选的,若异常电池组为运行状态一致性不满足预设条件的电池组,则目标控制指令可以为用于对该异常电池组进行主动均衡控制的指令。远端电池管理系统可以将该目标控制指令依次通过高压直流输电设备、套管理单元发送给与该异常电池组对应的组管理单元。当与该异常电池组对应的组管理单元接收到该目标控制指令后,该组管理单元可以基于该目标控制指令生成对应的第三本地控制指令,从而将第三本地控制指令发送给与异常电池组对应的直流斩波器或采集单元,以使得该直流斩波器或采集单元可以基于第三本地控制指令对异常电池组进行均衡控制,从而实现对异常电池组的充放电状态的调整。其中,前述的第三本地控制指令可以用于表征对电池组中的电池进行均衡控制,前述的采集单元还可以用于实现对电池组的均衡控制。
96.在一种可选的实施例中,对本地电池管理系统独立对异常电池组的充放电状态进行管理的管理方法进行说明。可选的,本地电池管理系统可以获取每个电池组的电池运行数据,然后基于每个电池组的电池运行数据,确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息,从而基于异常信息更新异常电池组的充放电状态,并发送目标信息至远端电池管理系统,以使远端电池管理系统不生成目标控制指令,其中,目标信息用于表征异常信息已解决。
97.可选的,本地电池管理系统中的每个组管理单元可以获取与其对应的电池组的电池运行数据,然后基于电池运行数据,确定与自身对应的电池组是否为异常电池组(如:电池组所包含的电池的运行状态一致性差),从而可以在确定该电池组为异常电池组时,基于该电池组的异常信息确定对应的第一本地控制指令,并将第一本地控制指令发送给与该异常电池组对应的直流斩波器,以使得直流斩波器基于该第一本地控制指令改变自身的工作状态,从而实现对异常电池组的充放电状态的更新。其中,前述的第一本地控制指令用于表征将电池的充放电状态调整为禁充禁放。
98.进一步地,当前述的组管理单元向前述的直流斩波器发出第一本地控制指令,或是,前述的组管理单元确定异常电池组的异常问题已解决时,本地电池管理系统可以反馈表征异常信息已解决的目标信息至远端电池管理系统,以使远端电池管理系统不生成前述的目标控制指令。
99.需要说明的是,通过本地电池管理系统与远端电池管理系统对电池组进行双重管理,可以进一步地保证电池组的运行安全性,此外,通过在本地电池管理系统处理完异常信息时,向远端电池管理系统反馈异常信息已解决的指令,避免了远端电池管理系统和本地电池管理系统同时对电池组的充放电状态进行调整造成的浪费系统资源或影响控制效果的问题,从而提高了远端电池管理系统下行控制的合理性。
100.在一种可选的实施例中,对本地电池管理系统独立对正常电池组的充放电状态进行管理的管理方法进行说明。可选的,本地电池管理系统可以控制每个组管理单元基于每个电池组的电池运行数据,确定每个电池组的目标充放电状态,从而控制每个组管理单元基于目标充放电状态,控制多个直流斩波器的工作状态。
101.可选的,每个组管理单元可以基于所对应的电池组的电池运行数据,确定该电池组是否待充电或待放电,从而可以确定该电池组的目标充放电状态,进而确定向直流斩波器输出的第二本地控制指令,以控制直流斩波器基于该第二本地控制指令调整自身的工作状态,进而实现对电池组充放电状态的调整。其中,前述的第一本地控制指令、第三本地控
制指令以及第二本地控制指令可以相同也可以不同,目标充放电状态可以是禁充允放、允充允放、允充禁放以及禁充禁放,第二本地控制指令可以用于表征将电池的充放电状态调整为目标充放电状态。
102.其中,首先对组管理单元确定目标充放电状态的方法进行说明。可选的,组管理单元可以在确定其所对应的电池组中最高单体电池电压≥4.2v,最低单体电池电压≥2.8v时,确定该电池组对应的目标充放电状态为禁充允放;组管理单元可以在确定其所对应的电池组中最高单体电池电压≤3.9v,最低单体电池电压≥2.8v时,确定该电池组对应的目标充放电状态为允充允放;组管理单元可以在确定其所对应的电池组中最高单体电池电压≤3.9v,最低单体电池电压≤2.5v时,确定该电池组对应的目标充放电状态为允充禁放,组管理单元可以在确定其所对应的电池组中最高单体电池电压≥4.2v,最低单体电池电压≤2.5v时,确定该电池组对应的目标充放电状态为禁充禁放。
103.进一步地,对直流斩波器基于第二本地控制指令确定自身的工作状态的方法进行说明。可选的,直流斩波器的工作状态至少可以分为热备状态、充电状态、放电状态、关机状态,四种工作状态可以由母线电压以及第二本地控制指令决定。具体地,当第二本地控制指令所对应的目标充放电状态为禁充允放,且母线电压>265v时,dc/dc可以确定自身的工作状态为热备状态,当第二本地控制指令所对应的目标充放电状态为允充禁放或者允充允放,且母线电压>265v时,直流斩波器可以确定自身的工作状态为充电状态,当第二本地控制指令所对应的目标充放电状态为禁充允放或者允充允放状态,且市电掉电或者母线电压≤265v时,直流斩波器可以确定自身的工作状态从热备状态或充电状态更新为放电状态,当第二本地控制指令所对应的目标充放电状态为禁充禁放时直流斩波器可以确定自身的工作状态为关机状态。且当多组电池组同时处于允充允放或者允充禁放状态时,电池组不会同时充电,只会单独1组充电,且除该组以外的其他电池组对应的直流斩波器设置为热备状态,以满足市电异常时可及时响应放电。此外,当直流斩波器处于热备状态时,其辅助电源取自母线侧,当直流斩波器处于充电状态时,其辅助电源取自母线侧,当直流斩波器处于关机状态时,其辅助电源取自母线侧,当直流斩波器处于放电状态时,其辅助电源取自电池组侧。
104.具体地,在一种可选的应用场景下,对组管理单元基于电池组的电池运行数据独立对正常电池组所对应的直流斩波器的控制方法进行说明。在正常状态下,直流斩波器输出固定电压(265v)至母线,处于热备份状态,组管理单元可以依据所对应的电池组的电池运行数据,确定是否启动直流斩波器。可选的,当组管理单元基于所对应的电池组的电池运行数据确定该电池组待充电时,确定该电池组的目标充放电状态为允充禁放或者允充允放状态,从而可以通过控制器局域网络总线向对应的直流斩波器发送第二本地控制指令,以使得该直流斩波器的工作状态转换为充电状态,此外,组管理单元还可以将充电参数(如:电压、电流)发送给该直流斩波器,以使得直流斩波器实现对电池组的安全充电。当充电完成后,组管理单元可以向直流斩波器发送第二本地控制指令,以使得直流斩波器由充电状态转换为热备状态。
105.可选的,在充电过程中,各直流斩波器可以实时发送自身的充电状态位至can总线上,以与除自身以外的其它直流斩波器进行信息交互,当其它直流斩波器接收到有直流斩波器在充电的信息后,其它直流斩波器禁止自身启动充电,以此实现电池组间的充电互斥
功能,便于满足市电异常时可及时响应放电。且在直流斩波器运行期间,每对组管理单元-直流斩波器之间可以实时发送“心跳”报文,以维持正常状态,若组管理单元确定心跳”报文异常,则组管理单元可以发送本地控制指令以控制对应的直流斩波器关机。
106.由此可见,本技术所提供的方案达到了基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的目的,从而实现了提高电池组运行安全性的技术效果,进而解决了现有技术中相关电池运行安全性低的技术问题。
107.实施例3
108.根据本技术实施例,提供了一种电池管理系统的实施例,图4是根据本技术实施例的一种可选的电池管理系统的示意图,如图4所示,该电池管理系统包括:
109.多个电池组;本地电池管理系统,至少包括多个组管理单元,每个组管理单元用于控制电池组的充放电状态;端电池管理系统,与本地电池管理系统相连,用于获取每个电池组的电池运行数据,并基于电池运行数据向至少一个组管理单元发送目标控制指令,以使至少一个组管理单元基于目标控制指令控制与该组管理单元对应的电池组的充放电状态,其中,组管理单元与电池组一一对应。
110.在本实施例中,组管理单元可以通过电压控制器控制电池组的充放电状态,且电压控制器与电池组之间可以是一一对应的关系。可选的,前述的电压控制器可以为直流斩波器(dc/dc),并根据图4、图5、图6对本技术实施例的一种可选的电池管理系统进行说明。如图4、图5、图6所示,电池组a、电池组b、

电池组n可以组成电池系统,以作为数据中心(即图5或图6中所示出的服务器)的备电电源或者储能使用。具体地,如图4中示出的组管理单元a-直流斩波器、组管理单元n-直流斩波器,不同电池组的输入端与不同的直流斩波器相连,同时,每个直流斩波器与高压直流输电设备的母线相连,每个直流斩波器可以基于自身的工作状态控制与自身对应的电池组的充放电状态。其中,电池组可以为锂离子电池组,且每个电池组内可以包括多个单体电池,直流斩波器可以为双向直流斩波器,如图5所示,高压直流输电设备(即图5中的高压直流输电设备柜)可以包括交流配电模块、交流-直流变换器(ac/dc)、直流配电模块以及高压直流输电设备主控模块,高压直流输电设备主控模块用于控制前述各模块以将交流电整流为直流电,从而通过直流斩波器为电池组供电。其中,前述的交流-直流变换器也即图5中的整流器,前述的高压直流输电设备主控模块也即图5和图6中所示出的主控,且图6和图7中的虚线用于表示信息连接,实线用于表示电气连接。
111.可选的,如图4所示,本地电池管理系统至少包括多个组管理单元,还可以包括多个采集单元,本地电池管理系统、多个电池组以及直流斩波器可以设置于如图5所示的电池柜中。具体地,采集单元与电池组中的单体电池一一对应,如图4所示,采集单元a1-an分别对应于电池组a中的单体电池1-单体电池n,采集单元n1-nn分别对应于电池组n中的单体电池1-单体电池n。采集单元用于监测与自身所对应的单体电池的电压、温度、电流等数据,以供与该采集单元对应的组管理单元获取,从而使得组管理单元实现对电池组的电池运行数据获取,其中,电池运行数据用于表征电池组所包含的各电池的运行数据。
112.进一步地,不同的组管理单元用于管理不同的电池组所对应的直流斩波器,其通过与直流斩波器进行信息交互,以实现对对应的电池组的充放电管理以及保护。具体地,各组管理单元可以基于主动控制、被动控制中的至少一种方式实现对直流斩波器的管理。在组管理单元基于主动控制的方式实现对直流斩波器的管理的过程中,每个组管理单元可以
基于电池组的电池运行数据,直接确定电池组的电池状态信息中的一部分信息,如,直接将电池运行数据中各电池的电压作为电池状态信息,每个组管理单元还可以基于电池组的电池运行数据,间接确定电池组的电池状态信息中的另一部分信息,如,基于电池运行数据中的各电池的电压以及电流等数据确定各电池的电池剩余电量(soc,state of charge)、电池健康度(soh,state of health)等。从而使得组管理单元可以基于该电池组的电池状态信息对该电池组对应的直流斩波器的工作状态进行主动控制,其中,直流斩波器的工作状态可以是充电状态、放电状态、热备状态和关机状态,电池状态信息至少用于表征电池组所包含的各电池的运行状态。在组管理单元基于被动控制的方式实现对直流斩波器的管理的过程中,组管理单元可以获取用户或其它系统所输出的控制指令,从而基于该控制指令实现对电池组对应的直流斩波器的工作状态的控制。
113.进一步地,如图4所示,本地电池管理系统还可以包括套管理单元。套管理单元至少可以获取组管理单元所发送的电池运行数据、电池状态信息以及组管理单元对直流斩波器的控制信息等,并可以对前述的这些信息进行汇总,以通过网络(network)接口,进行如图6所示的对上通信,例如,套管理单元基于modbus-tcp通讯协议将前述信息上传至如图4所示的上级监控(电力监控系统)等。其中,如图4、图5所示,组管理单元与套管理单元之间、组管理单元与直流斩波器之间、直流斩波器与直流斩波器之间均可以通过控制器局域网络进行通信,且如图4、6所示,套管理单元还可以通过rs485通信接口,采用modbus-rtu通信协议与高压直流输电设备进行通信,以实现对充电条件、充放电限值、充满断开等信息的交互。此外,图6所示,高压直流输电设备也可以通过网络接口进行对上通信,例如,高压直流输电设备通过modbus-tcp通讯协议与图4中所示的电力监控系统进行数据交互,电力监控系统可以是电池组与本地电池管理系统所应用的场景中的上位系统。其中,前述的modbus-rtu通讯协议是一种开放的串行协议。
114.可选的,当套管理单元至少获取了各组管理单元所发送的电池运行数据、电池状态信息以及组管理单元对直流斩波器的控制信息等信息之后,套管理单元可以通过网络接口,基于modbus-tcp通讯协议进行如图6所示的对上通信,以将前述信息上传至如图4所示的远端电池管理系统,以使得远端电池管理系统实现对每个电池组的电池运行数据的获取。其中,如图7所示,远端电池管理系统和高压直流输电设备以及套管理单元之间还可以连接有交换机。
115.进一步地,当远端电池管理系统获取了套管理单元上送的信息后,远端电池管理系统至少可以对所获取的电池运行数据进行存储,并可以基于预设模型,以及每个电池组的电池运行数据,确定每个电池组更加准确的电池状态信息,从而基于所确定的每个电池组的电池状态信息从多个电池组中确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息。可选的,远端电池管理系统还可以基于预设模型,结合当前所接收的某一电池组的电池运行数据,以及该电池组中每个电池的特征信息、已存储的该电池组的历史电池运行数据二者中的至少之一进行计算,以确定该电池组更加准确的电池状态信息,从而确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息,并基于异常信息生成对应的目标控制指令。其中,前述的预设模型可以是神经网络模型。
116.进一步地,当生成了目标控制指令之后,如图4所示,远端电池管理系统可以通过modbus-tcp通讯协议将目标控制指令依次通过高压直流输电设备、套管理单元发送给与异
常电池组对应的组管理单元,远端电池管理系统也可以通过modbus-tcp通讯协议将目标控制指令直接通过套管理单元发送给与异常电池组对应的组管理单元,以使得该组管理单元基于目标控制指令控制与该组管理单元对应的直流斩波器的工作状态。其中,高压直流输电设备可以基于目标控制指令,对自身的输出功率进行调节。
117.在本技术实施例中,采用基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的方式,基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的通过设置多个电池组、至少包括多个组管理单元的本地电池管理系统以及远端电池管理系统,从而使每个组管理单元用于控制电池组的充放电状态,远端电池管理系统用于获取每个电池组的电池运行数据,并基于电池运行数据向至少一个组管理单元发送目标控制指令,以使至少一个组管理单元基于目标控制指令控制与该组管理单元对应的电池组的充放电状态,其中,组管理单元与电池组一一对应。
118.容易注意到的是,在上述过程中,通过设置远端电池管理系统,保证了当本地电池管理系统由于硬件失效引起数据采样异常时,远端电池管理系统可以及时发现异常并生成目标控制指令,从而可以及时停用对应的电池组,避免出现热失控等安全问题,有效提高电池组运行安全性。且由于本地电池管理系统在基于电池运行数据确定电池状态信息的过程中,存在存储数据能力不足以及算力不足的问题,其无法准确估计电池剩余电量、健康度等参数,易造成电池组内电池过充、过放,从而导致电池组会出现能量利用效率低或能量过度使用,进而产生资产浪费或资产安全风险等问题。因此,通过设置远端电池管理系统,基于远端电池管理系统的可扩展性以及高性能计算,使得远端电池管理系统可以基于每个电池组的电池运行数据确定更准确的电池状态信息,从而能够及时发现电池组的安全问题并确定目标控制指令以对电池组的充放电状态进行有效控制,进而进一步地提高了电池组的运行安全性。
119.由此可见,本技术所提供的方案达到了基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的目的,从而实现了提高电池组的运行安全性的技术效果,进而解决了现有技术中相关电池运行安全性低的技术问题。
120.且需要说明的是,在本技术中,一方面,通过将电压控制器与电池组设置为一一对应,实现了对不同电池组的充放电状态的分开管理,从而便于对出现异常的电池组实施针对性控制,进而可以有效提高电池组的运行安全性,另一方面,通过将组管理单元与电池组设置为一一对应,避免了当所有电池组采用同一组管理单元进行管理时,若组管理单元出现问题,则所有电压控制器的工作状态均失去控制,进而导致所有电池组的充放电状态均失去控制的问题,从而可以更进一步地提高电池组的运行安全性。
121.在一种可选的实施例中,前述电池组所组成的电池系统可以为单相浸没液体冷却电池系统。具体地,如图5所示,多个电池组浸没于液缸中,液缸中设置有绝缘且不可燃的液体。
122.其中,单相浸没液体冷却为通过将电池组完全浸没在容纳绝缘冷却液的液缸中,冷却液吸收电池组热量后仅升温而不发生相变,再传热到外界环境的冷却方式。可选的,前述的直流斩波器可以采用风冷,与液缸隔离布置,本地电池管理系统与高压直流输电设备无需浸入液体。此外,液缸内可以设置有液位计、高低区温度传感器、电导率传感器等,以及在液缸缸体上可以设置有安全阀,以保证电池组的安全运行。
123.需要说明的是,通过将将电池组浸泡在绝缘不可燃液体中,可以以隔离外界恶劣环境影响,同时还能高效散热,防止热蔓延。
124.在一种可选的实施例中,电池管理系统还可以包括备用电池组以及与备用电池组对应的直流斩波器和组管理单元,当前述的多个电池组中有单个电池组故障时,备用电池组可以代替该故障的电池组进行运行,以保证为数据中心或其它设备的正常供电或储能,而故障的电池组可以通过抽离液缸的方式以进行维修。
125.实施例4
126.本技术还提供了如图8所示的电池管理方法,该方法包括如下步骤:
127.步骤s802:响应对多个电池组进行检测的检测指令,在图形用户界面上显示异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息,其中,异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息为远端电池管理系统基于每个电池组的电池运行数据所确定的。
128.在步骤s802中,客户端为本实施例所提供方法的执行主体,在客户端的图形用户界面中,可以以图片或文字的形式显示多个电池组中每个电池组的电池运行数据。
129.可选的,远端电池管理系统可以通过网络接口,获取前述的套管理单元基于modbus-tcp通讯协议上传的多个电池组中每个电池组的电池运行数据,以至少将多个电池组中每个电池组的电池运行数据反馈给前述的客户端进行显示。可选的,远端电池管理系统还可以获取套管理单元上传的每个电池组对应的电池状态信息以及组管理单元对电压控制器的控制信息等信息。其中,电压控制器可以是直流斩波器,具体地,可以是双向直流斩波器,每个电池组对应的电池状态信息以及组管理单元对直流斩波器的控制信息等可以是与该电池组对应的组管理单元所确定的。
130.在步骤s802中,客户端可以响应目标对象对多个电池组进行检测的检测指令,利用远端电池管理系统基于预设模型,以及每个电池组的电池运行数据,确定每个电池组的电池状态信息,从而从多个电池组中确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息。可选的,客户端也可以利用远端电池管理系统基于预设模型,结合某一电池组的电池运行数据,以及该电池组中每个电池的特征信息、已存储的该电池组的历史电池运行数据二者中的至少之一对电池组的电池状态信息进行确定,以从多个电池组中确定异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息。
131.进一步地,远端电池管理系统可以将所确定的异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息反馈给前述的客户端进行显示。
132.步骤s804:响应对异常电池组进行调节的调节指令,调节异常电池组的充放电状态,其中,异常电池组的充放电状态为目标组管理单元基于目标控制指令所调节的,目标控制指令为远端电池管理系统基于异常信息生成的,组管理单元与电池组一一对应,目标组管理单元为与异常电池组对应的组管理单元。
133.在步骤s804中,客户端可以响应目标对象对异常电池组进行调节的调节指令,从而利用远端电池管理系统,基于异常电池组的异常信息确定异常电池组的异常问题以及异常数据,生成对应的目标控制指令。之后,远端电池管理系统可以将目标控制指令依次通过高压直流输电设备、套管理单元发送给与异常电池组对应的组管理单元,远端电池管理系统也可以将目标控制指令直接通过套管理单元发送给与异常电池组对应的组管理单元,以使得该组管理单元基于目标控制指令控制与该组管理单元对应的直流斩波器的工作状态,
从而实现对异常电池组的充放电状态的调节。其中,高压直流输电设备可以基于目标控制指令,对自身的输出功率进行调节。
134.步骤s806:在图形用户界面上显示调节后的异常电池组的充放电状态。
135.在步骤s806中,远端电池管理系统可以将获取与异常电池组所对应的组管理单元所反馈的更新后的异常电池组的充放电状态,并将其反馈给前述的客户端进行显示,以供目标对象查看。
136.在一种可选的实施例中,如图9所示,对电池管理系统以及客户端之间在应用时的一种可选的交互过程进行说明。具体地,如图9所示,本地电池管理系统、交换机以及电池组可以组成数据采集端,在数据采集端中,本地电池管理系统可以实时对电池组进行电池运行数据的采集,并计算电池状态信息以及根据电池状态信息确定是否存在异常电池组,从而在存在异常电池组时,生成异常信息与告警提示(即图9中的告警片段),并可将电池运行数据以及所确定的异常电池组、异常信息和告警提示通过交换机实时上送至远端电池管理系统。可选的,远端电池管理系统可以通过数据网关获取本地电池管理系统上送的数据,并通过消息队列的方式依序存入数据仓库,以供远端电池管理系统中的后台业务系统进行计算或分析,进而更准确的确定异常电池组以及异常信息。此外,远端电池管理系统可以实时将得到的电池运行数据以及所确定的异常电池组及异常信息发送给客户端,以使得客户端通过图形用户界面进行显示。此外,用户还可以向用户端输入数据查询指令,以使得客户端响应用户的数据查询指令,向远端电池管理系统发送处理请求,从而获取远端电池管理系统反馈的查询结果。
137.在本技术实施例中,采用基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的方式,通过在图形用户界面上显示多个电池组中每个电池组的电池运行数据,然后响应对多个电池组进行检测的检测指令,在图形用户界面上显示异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息,接着响应对异常电池组进行安全管理的管理指令,更新异常电池组的充放电状态,从而在图形用户界面上显示更新后的异常电池组的充放电状态。其中,异常电池组以及与异常电池组对应的异常信息为远端电池管理系统基于每个电池组的电池运行数据所确定的,异常电池组的充放电状态为目标组管理单元基于目标控制指令所更新的,目标控制指令为远端电池管理系统基于异常信息生成的,目标组管理单元为与异常电池组对应的组管理单元。
138.容易注意到的是,在上述过程中,通过设置远端电池管理系统,保证了当本地电池管理系统由于硬件失效引起数据采样异常时,远端电池管理系统可以及时发现异常并生成目标控制指令,从而可以及时停用对应的电池组,避免出现热失控等安全问题,有效提高电池组运行安全性。且由于本地电池管理系统在基于电池运行数据确定电池状态信息的过程中,存在存储数据能力不足以及算力不足的问题,其无法准确估计电池剩余电量、健康度等参数,易造成电池组内电池过充、过放,从而导致电池组会出现能量利用效率低或能量过度使用,进而产生资产浪费或资产安全风险等问题。因此,通过设置远端电池管理系统,基于远端电池管理系统的可扩展性以及高性能计算,使得远端电池管理系统可以基于每个电池组的电池运行数据确定更准确的电池状态信息,从而能够及时发现电池组的安全问题并确定目标控制指令以对电池组的充放电状态进行有效控制,进而实现了对电池组运行安全性的进一步地提高。
139.由此可见,本技术所提供的方案达到了基于远端电池管理系统确定多个电池组中的异常电池组并进行安全管理的目的,从而实现了提高电池组运行安全性的技术效果,进而解决了现有技术中相关电池运行安全性低的技术问题。
140.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本技术各个实施例的方法。
141.本技术的实施例还提供了一种电子设备,该电子设备可以是计算机终端群中的任意一个计算机终端设备。可选地,在本实施例中,上述电子设备也可以替换为移动终端等终端设备。该电子设备包括一个或多个处理器;存储器,用于存储一个或多个程序,当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器实现用于运行程序。
142.本技术的实施例还提供了一种计算机可读存储介质。可选地,在本实施例中,上述存储介质可以用于保存上述实施例1、实施例2以及实施例3所提供的电池管理方法所执行的程序代码。
143.上述本技术实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
144.在本技术的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
145.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
146.以上仅是本技术的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。
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