CN115986867A - 储能***及其容量均衡方法、装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种储能***及其容量均衡方法、装置，涉及储能技术领域。储能***包括至少一个电池簇，电池簇包括用电模块和多个电池模块，该方法包括：获取目标电池簇中各个电池模块的剩余容量SOC；其中，目标电池簇为至少一个电池簇中的一个；若目标电池簇中的多个电池模块的SOC不满足预设均衡条件，则根据多个电池模块的SOC从多个电池模块中确定待均衡电池模块；控制用电模块切换至待均衡电池模块进行供电，以使目标电池簇中的多个电池模块的SOC满足预设均衡条件。本公开能够实现目标电池簇中多个电池模块的SOC均衡，减少能量损耗，节约能源，保证用电模块可靠性，提升储能***整体的通信稳定性。

Description

储能***及其容量均衡方法、装置

技术领域

本公开涉及储能技术领域，尤其涉及一种储能***、储能***的容量均衡方法及储能***的容量均衡装置。

背景技术

储能***一般包括由一定数量的电芯串联或并联组成的电池模块(或称电池簇)，多个电池模块串联组成的电池***。在同一个电池簇内，各个电池模块在使用过程中因温度、电芯本身等因素的不一致性，造成剩余容量(State of Charge，SOC)不均衡的问题。

为了解决电池簇内的电池模块SOC不均衡的问题，在相关技术中，通常采用将能量高的电池模块通过电阻被动放电，以使能量高的电池模块的能量与能量低的电池模块保持一致。

然而，上述SOC均衡方法将多余能量以热能的形式耗散掉，造成能量浪费，造成安全隐患，且为了维持环境适宜电芯的工作温度，还需要通过空调等降温手段进行降温，进一步浪费能量。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供一种储能***及其均衡方法、装置，至少在一定程度上克服相关技术中提供的储能***的容量均衡方法造成能量浪费、存在安全隐患的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种储能***的容量均衡方法，所述储能***包括至少一个电池簇，所述电池簇包括用电模块和多个电池模块，所述方法包括：获取目标电池簇中各个电池模块的剩余容量SOC；其中，所述目标电池簇为所述至少一个电池簇中的一个；若所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC不满足预设均衡条件，则根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块；控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电，以使所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC满足所述预设均衡条件。

本公开实施方式中，根据目标电池簇中各个电池模块的SOC确定电池簇的SOC是否满足预设均衡条件，在SOC不满足预设均衡条件的情况下，根据多个电池模块的SOC确定待均衡电池模块，进而控制待均衡电池模块对用电模块供电，一方面能够实现目标电池簇中的多个电池模块的SOC均衡，无需其他降温手段，合理利用待均衡电池模块的多余能量，减少能量损耗，降低空调等环境控制***的负载，节约能源，提升安全性；另一方面，由于储能***内的用电模块由常规单路供电变为多路供电，从而保证用电模块可靠性，进而提升储能***整体的通信稳定性。

在本公开的一个实施例中，所述根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块，包括：将所述多个电池模块中最大的SOC对应的电池模块确定为待均衡电池模块。

本公开实施方式中，将多个电池模块中最大的SOC对应的电池模块确定为待均衡电池模块，待均衡电池模块的确定方式简单、便于操作，大大缩短储能***的容量均衡时间，提升均衡效率。

在本公开的一个实施例中，所述根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块，包括：计算所述多个电池模块的SOC的平均值，并根据所述多个电池模块的SOC的平均值确定各个电池模块的SOC的上限值；根据所述多个电池模块的SOC和所述SOC的上限值确定所述待均衡电池模块。

本公开实施方式中，通过计算多个电池模块的SOC的平均值，并根据SOC的平均值确定SOC的上限值，从而根据多个电池模块的SOC和SOC的上限值确定待均衡电池模块，有效确定电池簇中造成SOC不均衡影响较大的因素，利于快速实现储能***的容量均衡，提升均衡效率。

在本公开的一个实施例中，所述根据所述多个电池模块的SOC和所述SOC的上限值确定所述待均衡电池模块，包括：从所述多个电池模块中筛选大于所述SOC的上限值的目标电池模块；若所述目标电池模块的数量为单个，则将所述目标电池模块确定为所述待均衡电池模块。

在本公开实施例中，当目标电池模块的数量为单个时，表明该目标电池模块的SOC与多个电池模块中的剩余电池模块的SOC差异大，通过控制目标电池模块，利于快速实现储能***的容量均衡，提升均衡效率。

在本公开的一个实施例中，所述从所述多个电池模块中筛选大于所述SOC的上限值的目标电池模块之后，所述方法还包括：若所述目标电池模块的数量为多个，则计算任意两个所述目标电池模块的SOC之间的差值；若存在至少两个所述目标电池模块的SOC之间的差值小于或等于预设差值阈值，则将至少两个所述目标电池模块确定为所述待均衡电池模块，以同步对所述用电模块进行供电。

本公开实施方式中，在待均衡电池模块中包含至少两个目标电池模块且至少两个目标电池模块的SOC接近的情况下，通过将至少两个目标电池模块同时投切，至少两个目标电池模块同步对用电模块供电，进一步缩短储能***的容量均衡时间，提升均衡效率。

在本公开的一个实施例中，在所述根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块之后，且所述控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电之前，所述方法还包括：对所述待均衡电池模块的输出电压进行电压转换，以使转换后的电压满足所述用电模块的供电条件。

本公开实施方式中，由于待均衡电池模块的输出电压可能存在与用电模块的输入电压不匹配的情况，故通过对待均衡电池模块的输出电压进行电压转换，从而保证用电模块的稳定性和安全性。

在本公开的一个实施例中，在所述控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电之后，所述方法还包括：若所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC满足预设均衡条件，则控制所述用电模块自所述待均衡电池模块切换至目标供电模块进行供电；其中，所述目标供电模块不为所述多个电池模块。

本公开实施方式中，在通过待均衡电池模块对用电模块进行供电的过程中，通过监测目标电池簇内多个电池模块的SOC均衡情况，避免待均衡电池模块过渡放电，造成目标电池簇的SOC均衡状态波动过大的问题，提升***稳定性。

在本公开的一个实施例中，在所述控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电之后，所述方法还包括：持续进行所述多个电池模块的SOC的获取处理，得到所述多个电池模块的更新后的SOC；若所述多个电池模块的更新后的SOC不满足所述预设均衡条件，则根据所述更新后的SOC继续进行待均衡电池模块的确定，得到更新后的待均衡电池模块；控制所述用电模块切换至所述更新后的待均衡电池模块进行供电，直至所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC满足所述预设均衡条件。

在本公开实施例方式中，通过持续获取多个电池模块的SOC，持续监测目标电池簇中的多个电池模块的SOC是否处于均衡状态，从而保证储能***的容量均衡的精确度，有效防止待均衡电池模块过渡放电，提升储能***的安全性。

在本公开的一个实施例中，所述用电模块包括电源管理***和高压接触器中的至少一项。

本公开实施方式中，一方面通过待均衡电池模块对电源管理***进行供电，从而保证电源管理***不间断供电，提升储能***的稳定性和安全性；另一方面通过待均衡电池模块对高压接触器进行供电，从而保证高压接触器在启动和保持状态持续用电的需求，提升储能***的稳定性和安全性。

在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：若所述目标电池簇中的电池模块的SOC最大值与电池模块的SOC最小值的差值大于预设SOC阈值，或所述目标电池簇中任意两个电池模组的SOC的差值大于所述预设SOC阈值，则判定所述目标电池簇中的电池模组的SOC不满足所述预设均衡条件。本公开实施方式中，通过将电池模组的SOC最大值与SOC最小值的差值与预设SOC阈值比较，或者将任意两个电池模组的SOC的差值与预设SOC阈值比较，根据比较结果确定目标电池簇中的电池模组的SOC是否满足预设均衡条件，进而确定目标电池簇的电池模组的SOC均衡时机，该方式简单、实用性强。

根据本公开的另一个方面，还提供了一种储能***的容量均衡装置，所述储能***包括至少一个电池簇，所述电池簇包括用电模块和多个电池模块，所述装置包括：获取模块，用于获取目标电池簇中各个电池模块的SOC；其中，所述目标电池簇为所述至少一个电池簇中的一个；确定模块，用于若所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC不满足预设均衡条件，则根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块；控制模块，用于控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电，以使所述目标电池簇内的所述多个电池模块的SOC满足所述预设均衡条件。本公开实施方式中，结合上述的储能***的容量均衡方法，一方面能够实现目标电池簇中的多个电池模块的SOC均衡，无需其他降温手段，合理利用待均衡电池模块的多余能量，减少能量损耗，降低空调等环境控制***的负载，节约能源；另一方面，由于储能***内的用电模块由常规单路供电变为多路供电，从而保证用电模块可靠性，进而提升储能***整体的通信稳定性。

在本公开的一个实施例中，所述装置还包括电压转换模块，所述电压转换模块用于对所述待均衡电池模块的输出电压进行转换，以使转换后的电压满足用电模块的供电条件。本公开实施方式中，通过设置电压转换模块，能够将待均衡电池模块的输出电压转换为适宜用电模块的输入电压，以保证用电模块的安全性。

根据本公开的另一个方面，还提供了一种储能***，包括至少一个电池簇和上述的储能***的容量均衡装置，所述电池簇包括用电模块和多个电池模块。本公开实施方式中，结合上述的储能***的容量均衡装置，在均衡装置具有更优的均衡效率、降低能耗的情况下，提高了储能***的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出本公开实施例提供的一种储能***的容量均衡方法流程图；

图2示出本公开实施例提供的又一种储能***的容量均衡方法流程图；

图3示出本公开实施例提供的另一种储能***的容量均衡方法流程图；

图4示出本公开实施例提供的一种待均衡电池模块确定方法流程图；

图5示出本公开实施例提供的另一种待均衡电池模块确定方法流程图；

图6示出图5中提供的一种待均衡电池模块确定方法具体实现方式流程图；

图7示出图5中提供的另一种待均衡电池模块确定方法具体实施方式流程图；

图8示出本公开实施例提供的又一种储能***的容量均衡方法流程图；

图9示出本公开实施例提供的一种储能***的容量均衡方法具体示例流程图；

图10示出本公开实施例提供的一种储能***的容量均衡装置的结构示意图；

图11示出本公开实施例提供的一种储能***的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

文中的术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确需要说明的是限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

SOC，State of Charge，指的是电池的荷电状态，又称剩余容量，表征电池继续工作的能力。通常的，SOC一般为充电容量与额定容量的比值，采用百分比标识。对于电池或电池模块而言，在一定倍率下充电一定时间，可以得到充电电量，充电电量与额定容量之比即为SOC，其取值范围在0～1之间，当SOC＝0时，表示电池放电完全，当SOC＝1时，表示电池完全充满。

电池SOC无法直接测量，可以通过电池或电池模块的端电压、充放电电流及内阻等电参数来评估其大小，然而，电池或电池模块的电参数收到老化、环境温度变化等多种不确定因素的影响。

根据开关和电荷转移方式不同，储能***的电池SOC均衡技术一般可以分为能量耗散式均衡和能量非耗散式均衡。其中能量耗散式均衡通常是将电池簇中能量高的电池模块通过旁路电阻等耗能元件将多余能量以热能的形式耗散，从而保证电池模块SOC均衡，然而该方式造成能量浪费，且电池簇过热造成安全隐患；能量非耗散式均衡主要是通过涉及均衡外电路并且利用电感等储能元件实现电池簇中电池模块的能量转移，然而该方式结构复杂，不利于储能***的小型化。

因此，需要设计一种既尽量减少能量损失，又能够保证储能***的小型化的储能***的容量均衡方法。

基于此，本公开提供了一种储能***的容量均衡方法，根据目标电池簇中各个电池模块的SOC确定目标电池簇中的多个电池模块的SOC是否满足预设均衡条件，在多个电池模块的SOC不满足预设均衡条件的情况下，根据多个电池模块的SOC确定待均衡电池模块，进而控制待均衡电池模块对用电模块进行供电，一方面能够实现目标电池簇中的多个电池模块的SOC均衡，无需其他降温手段，合理利用待均衡电池模块的多余能量，减少能量损耗，降低空调等环境控制***的负载，节约能源，提升安全性；另一方面，由于储能***内的用电模块由常规单路供电变为多路供电，从而保证用电模块可靠性，进而提升储能***整体的通信稳定性。

需要指出的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

下面结合附图及实施例对本示例实施方式进行详细说明。

本公开实施例中提供了一种储能***的容量均衡方法，该方法可以由任意具有计算处理能力的***执行，例如，本公开实施例的储能***的容量均衡方法可以由电池管理***执行。

图1示出本公开实施例提供的一种储能***的容量均衡方法的流程图。如图1所示，本公开实施例中的储能***的容量均衡方法，储能***包括至少一个电池簇，电池簇包括用电模块和多个电池模块，该方法包括：

S102、获取目标电池簇中各个电池模块的剩余容量SOC，目标电池簇为至少一个电池簇中的一个。

在一个实施例中，储能***包括至少一个电池簇和与至少一个电池簇连接的电池管理***(Battery Management System，BMS)，其中，当电池簇的个数大于1时，各个电池簇串联连接。每个电池簇包括至少两个串联和/或并联连接的电池模块，至少一个电池簇中的各个电池模块的性能不完全相同，例如运行时长、电参数、温度等。

电池管理***采集各个电池模块的性能参数，例如电池模块的电压、充电电流、放电电流、温度等，通过拟合计算得到电池模块的SOC。需要说明的是，电池管理***采集电池模块的性能参数的采样频率或采样周期根据实际情况而定，例如每分钟采集一次。

S104、若目标电池簇中的多个电池模块的SOC不满足预设均衡条件，则根据多个电池模块的SOC从多个电池模块中确定待均衡电池模块。

通过比对目标电池簇中各个电池模块的SOC，确定目标电池簇中的电池模块的SOC是否满足预设均衡条件。例如，目标电池簇中的电池模块的SOC最大值与电池模块的SOC最小值的差值大于预设SOC阈值，或者目标电池簇中任意两个电池模组的SOC的差值大于预设SOC阈值，判定目标电池簇中的多个电池模块的SOC不满足预设均衡条件，预设SOC阈值可以为5％、10％等，可以根据实际情况而定。判断目标电池簇中的多个电池模块的SOC是否满足预设均衡条件的方式有多种，可以根据实际过程而定，本公开不做具体限定。本公开通过将电池模组的SOC最大值与SOC最小值的差值与预设SOC阈值比较，或者将任意两个电池模组的SOC的差值与预设SOC阈值比较，根据比较结果确定目标电池簇中的电池模组的SOC是否满足预设均衡条件，进而确定目标电池簇的电池模组的SOC均衡时机，该方式简单、实用性强。

上述的预设条件可以包括电池模块处于充电状态时需要满足的条件，也可以包括电池模块处于放电状态时需要满足的条件。

待均衡电池模块为需要执行SOC均衡的电池模块，通过将多余能量释放掉，以使电池簇中各个电池模块的SOC处于均衡状态。

示例性的，当目标电池簇中的一个电池模块的SOC不满足预设均衡条件，且电池模块处于放电状态时，判定目标电池簇中的多个电池模块的SOC不均衡，确定SOC的最大值对应的电池模块为待均衡电池模块；若目标电池簇中的一个电池模块的SOC满足预设均衡条件且电池模块处于放电状态，则遍历目标电池簇中的其他电池模块是否满足预设均衡条件，直至目标电池簇中的各个电池模块判断完毕，得到待均衡电池模块。对于电池模块处于充电状态时的过程与上述过程类似，此处不再赘述。

S106、控制用电模块切换至待均衡电池模块进行供电，以使目标电池簇中的多个电池模块的SOC满足预设均衡条件。

需要说明的是，用电模块可以包括电源管理***、高压接触器中的至少一项，一方面通过待均衡电池模块对电源管理***进行供电，从而保证电源管理***不间断供电，提升储能***的稳定性和安全性；另一方面通过待均衡电池模块对高压接触器进行供电，从而保证高压接触器在启动和保持状态持续用电的需求，提升储能***的稳定性和安全性。

电池簇中的各个电池模块连接切换开关，通过控制切换开关使待均衡电池模块未处于SOC均衡状态时切出充放电回路，并连接储能***内的用电模块所在回路，以为用电模块供电；待均衡电池模块实现SOC均衡后，通过控制切换开关使待均衡电池模块与用电模块断开，并重新连接至充放电回路。

本公开实施例提供的储能***的容量均衡方法，根据电池簇中各个电池模块的SOC确定电池簇的SOC是否均衡，在SOC不均衡的情况下，通过比较SOC与预设条件的关系，确定待均衡电池模块，进而控制待均衡电池模块对用电模块供电，一方面能够实现电池簇中电池模块的SOC均衡，无需其他降温手段，合理利用待均衡电池模块的多余能量，减少能量损耗，降低空调等环境控制***的负载，节约能源，提升安全性；另一方面，由于储能***内的用电模块由常规单路供电变为多路供电，从而保证用电模块可靠性，进而提升储能***整体的通信稳定性。

图2示出本公开实施例提供的又一种储能***的容量均衡方法流程图。在图1实施例的基础上，在S106之后，该方法还包括S108～S112，以持续判断目标电池簇内的多个电池模块的SOC是否满足预设均衡条件，保证目标电池簇内的多个电池模块的SOC均衡。在一个实施例中，如图2所示，本公开实施例的储能***的容量均衡方法包括S102～S112。具体地，该方法包括：

S108、持续进行多个电池模块的SOC的获取处理，得到多个电池模块的更新后的SOC；

S110、若多个电池模块的更新后的SOC不满足预设均衡条件，则根据更新后的SOC继续进行待均衡电池模块的确定，得到更新后的待均衡电池模块；

S112、控制用电模块切换至更新后的待均衡电池模块进行供电，直至目标电池簇中的多个电池模块的SOC满足预设均衡条件。

需要说明的是，本实施例的S102～S106与前述实施例的S102～S106的具体实现方式相同，此处不再赘述。

在一个实施例中，当控制用电模块切换至待均衡电池模块进行供电后，持续监测多个电池模块的SOC，例如，每个预设时间(如5min、10min等)采集一次多个电池模块的SOC，判断多个电池模块的更新后的SOC是否满足预设均衡条件，通过持续获取多个电池模块的SOC，持续监测目标电池簇中的多个电池模块的SOC是否处于均衡状态，从而保证储能***的容量均衡的精确度，有效防止待均衡电池模块过渡放电，提升储能***的安全性。

图3示出本公开实施例中提供的另一种储能***的容量均衡方法流程图。在图1实施例的基础上，在S106之后，该方法还包括S114，以使目标电池簇中的多个电池模块的SOC满足预设均衡条件时，控制用电模块切换供电方式。在一个实施例中，如图3所示，本公开实施例提供的一种储能***的容量均衡方法包括S102～S106、以及S114。具体地，该方法包括：

若目标电池簇中的多个电池模块的SOC满足预设均衡条件，则控制用电模块自待均衡电池模块切换至目标供电模块进行供电；其中，目标供电模块不为多个电池模块。

需要说明的是，本实施例的S102～S106的实现方式与上述的S102～S106的具体实现方式相同，此处不再赘述。

当目标电池簇中的多个电池模块的SOC满足预设均衡条件时，表明目标电池簇中的多个电池模块的SOC处于均衡状态，控制待均衡电池模块切出用电模块的供电回路。目标供电模块可以为用电模块的常用供电模块，例如，市电供电模块、备用供电模块等。

本公开在通过待均衡电池模块对用电模块进行供电的过程中，通过监测电池簇内多个电池模块的SOC均衡情况，避免待均衡电池模块过渡放电，造成电池簇的SOC均衡状态波动过大的问题，提升***稳定性。

图4示出本公开实施例中提供的一种待均衡电池模块确定方法流程图。在图1实施例的基础上，将步骤S104中的根据多个电池模块的SOC从多个电池模块中确定待均衡电池模块细化为S1041，以确定待均衡电池模块。如图4所示，本公开实施例的储能***的容量均衡方法包括S102、S1041、S106。具体的，该方法包括：

S1041、将多个电池模块中最大的SOC对应的电池模块确定为待均衡电池模块。

需要说明的是，上述S102、S106的实现方式与前述实施例的具体实现方式相同，此处不再赘述。

在一个实施例中，上述的S1041可以通过以下方式实现：按照预设规则对电池簇内的多个电池模块的SOC排序；筛选SOC排序在前或排序在后预设数量的电池模块，作为待均衡电池模块，其中，排序在前或排序在后预设数量的电池模块的SOC大于电池簇内剩余电池模块的SOC。

上述的预设规则可以为从大至小的排序规则，也可以为从小到大的排序顺序。

预设数量可以为固定数值或固定比例，根据实际情况而定。例如，按照从小到大的顺序对电池簇中多个电池模块的SOC进行排序，取排序在后的5个电池模块作为待均衡电池模块，或者，取排序在后的5％的电池模块作为待均衡电池模块。对于从大到小进行排序的情形，筛选方式类似，此处不再赘述。

示例性的，预设数量可以为一个或多个，即待均衡电池模块可以包括一个或多个电池模块，当待均衡电池模块包括多个电池模块时，可以分别对各个电池模块执行均衡操作。

本公开实施例提供的储能***的容量均衡方法，将多个电池模块中最大的SOC对应的电池模块确定为待均衡电池模块，待均衡电池模块的确定方式简单、便于操作，大大缩短储能***的容量均衡时间，提升均衡效率。

图5示出本公开实施例提供的另一种待均衡电池模块确定方法流程图。在图1实施例的基础上，将步骤S104中的根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块细化为S1042～S1043，以对公开确定待均衡电池模块的具体方案。如图5所示，本公开实施例的储能***的容量均衡方法包括S102、S1042～S1044、S106。具体的，该方法包括：

S1042、计算多个电池模块的SOC的平均值，根据多个电池模块的SOC的平均值确定各个电池模块的SOC的上限值；

S1044、根据多个电池模块的SOC和SOC的上限值确定待均衡电池模块。

需要说明的是，上述S102、S106的实现方式与前述实施例的具体实现方式相同，此处不再赘述。

在一个实施例中，电池模块的SOC的平均值为各个电池模块的SOC之和与电池模块数量之比。SOC的上限值为电池模块的SOC平均值与预设SOC偏移量之和，其中，预设SOC偏移量可以预先配置于电池控制***内，也可以根据电池模块的使用情况由用户定义，通过预设SOC偏移量能够控制待均衡电池模块内的电池模块的数量，以筛选偏离SOC平均值较大的电池模块。

本公开通过计算多个电池模块的SOC的平均值，并根据SOC的平均值确定SOC的上限值，从而根据多个电池模块的SOC和SOC的上限值确定待均衡电池模块，有效确定电池簇中造成SOC不均衡影响较大的因素，利于快速实现储能***的容量均衡，提升均衡效率。

图6示出图5中提供的一种待均衡电池模块确定方法具体实现方式流程图。在图5实施例的基础上，步骤S1044包括S1045～S1046，以确定单个电池模块为用电模块供电。如图6所示，本公开实施例的储能***的容量均衡方法包括S102、S1042～S1046、以及S106。具体的，该方法包括：

S1045、从多个电池模块中筛选大于SOC的上限值的目标电池模块；

S1046、若目标电池模块的数量为单个，则将目标电池模块确定为待均衡电池模块。

需要说明的是，本实施例的S102、S1042、S106的具体实现方式与上述实施例的实现方式相同，此处不再赘述。

判断各个电池模块的SOC是否大于SOC的上限值，若大于，则将大于SOC的上限值的电池模块作为目标电池模块。

当目标电池模块的数量为单个时，表明多个电池模块中，仅目标电池模块与其他电池模块的SOC的差距较大，将该目标电池模块确定为待均衡电池模块，通过控制目标电池模块，利于快速实现储能***的容量均衡，提升均衡效率。

图7示出图5中提供的另一种待均衡电池模块确定方法具体实施方式流程图。在图5实施例的基础上，步骤S1042包括S1045、S1047～S1048，以确定多个电池模块同步为用电模块供电。如图6所示，本公开实施例的储能***的容量均衡方法包括S102、S1042、S1045、S1047～S1048、以及S106。具体的，该方法包括：

S1047、若目标电池模块的数量为多个，则计算任意两个目标电池模块的SOC之间的差值；

S1048、若存在至少两个目标电池模块的SOC之间的差值小于或等于预设差值阈值，则将至少两个目标电池模块确定为待均衡电池模块，以同步对用电模块进行供电。

需要说明的是，本实施例的S102、S1042、S1045、S106的实现方式与前述实施例的具体实现方式相同，此处不再赘述。

在一个实施例中，在待均衡电池模块中电池模块的数量包括多个的情况下，计算任意两个待均衡电池模块中电池模块的SOC之间的差值；若存在至少两个待均衡电池模块中电池模块的SOC之间的差值小于或等于预设差值阈值，则将至少两个电池模块作为同步均衡电池模块，以对用电模块供电。

上述的预设差值阈值用于确定待均衡电池模块中的至少两个电池模块的SOC是否接近，通常的，在两个电池模块的SOC的差值等于预设差值阈值的情况下，预设差值阈值越小，表明上述两个电池模块的SOC差异越小；预设差值阈值越大，表明上述两个电池模块的SOC差异越大。预设差值阈值可以预先配置于电池管理***中，以便于根据预设差值阈值确定同步均衡电池模块。

可以将至少两个电池模块通过切换开关串联连接后对用电模块供电。

本公开实施例提供的储能***的容量均衡方法，在待均衡电池模块中包含至少两个目标电池模块且至少两个目标电池模块的SOC接近的情况下，通过将至少两个目标电池模块同时投切，至少两个目标电池模块同步对用电模块供电，进一步缩短储能***的容量均衡时间，提升均衡效率。

图8示出本公开实施例提供的又一种储能***的容量均衡方法流程图。在图1实施例的基础上，在步骤S106控制用电模块切换至待均衡电池模块进行供电之前，在步骤104中的根据多个电池模块的SOC从多个电池模块中确定待均衡电池模块之后，增加步骤S105，以调节待均衡电池模块输出电压值。如图8所示，本公开实施例的储能***的容量均衡方法包括S102～S106。具体的，该方法包括：

S105、对待均衡电池模块的输出电压进行电压转换，以使转换后的电压满足用电模块的供电条件。

需要说明的是，上述S102～S106的实现方式与前述实施例的具体实现方式相同，此处不再赘述。

在待均衡电池模块中的至少两个目标电池模块串联后为用电模块供电的情况下，或者，在待均衡电池模块中的一个目标电池模块直接为用电模块供电的情况下，可能存在上述的至少两个目标电池模块或上述的一个目标电池模块的输出电压与用电模块的输入电压不匹配的现象，有可能烧毁用电模块，存在安全隐患。故在待均衡电池模块和用电模块之间设置电压转换模块，以将待均衡电池模块的输出电压进行转换，使得转换后的电压与用电模块的输入电压匹配。上述的供电条件即为用电模块的输入电压范围的取值范围，供电条件可以预先配置于电池管理***内。

本公开实施例提供的储能***的容量均衡方法，由于待均衡电池模块的输出电压可能存在与用电模块的输入电压不匹配的情况，故通过对待均衡电池模块的输出电压进行电压转换，从而保证用电模块的稳定性和安全性。

为了便于对本公开实施例的理解，下面结合具体的实例进行说明。

如图9所示，本示例提供的储能***的容量均衡方法包括以下流程：

S902、电池管理***采集数据，计算拟合目标电池簇中多个电池模块的SOC；

S904、判断目标电池簇中多个电池模块的SOC是否满足预设均衡条件；若满足，则执行S902；若不满足，则执行S906；

S906、对目标电池簇中多个电池模块的SOC进行排序，确定待均衡电池模块；

S908、将待均衡电池模块切出，接通回路对电池管理***供电；

S910、判断目标电池簇中多个电池模块的SOC是否满足预设均衡条件状态，若满足，则执行S912；若不满足，则执行S906；

S912、切出待均衡电池模块，电池管理***转为常规供电。

需要说明的是，对于待均衡电池模块还可以通过电池模块的SOC的平均值确定SOC的上限值，进而根据SOC的上限值的方式确定；当待均衡电池模块包括多个电池模块时，还可以筛选SOC接近的电池模块同步为用电模块供电。

基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了一种储能***的容量均衡装置，如下面的实施例所述。由于该装置实施例解决问题的原理与上述方法实施例相似，因此该装置实施例的实施可以参见上述方法实施例的实施，重复之处不再赘述。

如图10所示，本公开实施例提供的一种储能***的容量均衡装置，储能***包括至少一个电池簇，电池簇包括用电模块和多个电池模块，该装置包括获取模块1001、确定模块1002和控制模块1003。

其中：获取模块1001，用于获取目标电池簇中各个电池模块的SOC；其中，目标电池簇为至少一个电池簇中的一个；确定模块1002，用于若目标电池簇中的多个电池模块的SOC不满足预设均衡条件，则根据多个电池模块的SOC从多个电池模块中确定待均衡电池模块；控制模块1003，用于控制用电模块切换至待均衡电池模块进行供电，以使目标电池簇中的多个电池模块的SOC满足预设均衡条件。

在一个实施例中，确定模块1002，用于将多个电池模块中最大的SOC对应的电池模块确定为待均衡电池模块。

在一个实施例中，确定模块1002，用于计算多个电池模块的SOC的平均值，并将多个电池模块的SOC的平均值确定为各个电池模块的SOC的上限值；根据多个电池模块的SOC和SOC的上限值确定待均衡电池模块。

在一个实施例中，确定模块1002，还用于从多个电池模块中筛选大于SOC的上限值的目标电池模块；若目标电池模块的数量为单个，则将目标电池模块确定为待均衡电池模块。

在一个实施例中，确定模块1002，还用于若目标电池模块的数量为多个，则计算任意两个目标电池模块的SOC之间的差值；若存在至少两个目标电池模块的SOC之间的差值小于或等于预设差值阈值，则将至少两个目标电池模块确定为待均衡电池模块，以同步对用电模块进行供电。

在一个实施例中，该装置还包括未显示在附图中的电压转换模块，电压转换模块用于对待均衡电池模块的输出电压进行转换，以使转换后的电压满足用电设备的供电条件。

在一个实施例中，控制模块1003，还用于若目标电池簇中的多个电池模块的SOC满足预设均衡条件，则控制用电模块自待均衡电池模块切换至目标供电模块进行供电；其中，目标供电模块不为多个电池模块。

在一个实施例中，获取模块1001，还用于持续进行多个电池模块的SOC的获取处理，得到多个电池模块的更新后的SOC；

确定模块1002，还用于若多个电池模块的更新后的SOC不满足预设均衡条件，则根据更新后的SOC继续进行待均衡电池模块的确定，得到更新后的待均衡电池模块；

控制模块1003，还用于控制用电模块切换至更新后的待均衡电池模块进行供电，直至目标电池簇中的多个电池模块的SOC满足预设均衡条件。

需要说明的是，用电模块包括电源管理***和高压接触器中的至少一项，保证电源管理***不间断供电，高压接触器在启动和保持状态持续用电的需求，提升储能***的稳定性和安全性。

本公开实施例提供的储能***的容量均衡装置，根据目标电池簇中各个电池模块的SOC确定目标电池簇中的多个电池模块的SOC是否满足预设均衡条件，在SOC不均衡的情况下，根据多个电池模块的SOC确定待均衡电池模块，进而控制待均衡电池模块对用电模块供电，一方面能够实现目标电池簇中的多个电池模块的SOC均衡，无需其他降温手段，合理利用待均衡电池模块的多余能量，减少能量损耗，降低空调等环境控制***的负载，节约能源，提升安全性；另一方面，由于储能***内的用电模块由常规单路供电变为多路供电，从而保证用电模块可靠性，进而提升储能***整体的通信稳定性。

除此之外，本公开还提供了一种储能***，包括：具有至少一个电池簇和上述的储能***的容量均衡装置，电池簇包括用电模块和多个电池模块，结合上述的储能***的容量均衡装置，在均衡装置具有更优的均衡效率、降低能耗的情况下，提高了储能***的稳定性。

图11示出本公开实施例提供的一种储能***的结构示意图。如图11所示，本公开实施例提供的储能***1100，包括电池簇1101和电池管理***BMS 1102。其中，电池管理***1102作为储能***的容量均衡装置。

电池簇1101包括多个电池模块11011，电池簇1101与控制开关1103连接，控制开关1103通过电压转换模块1104连接电池管理***1102，通过控制开关1103能够实现将SOC不均衡的待均衡电池模块切出，经过电压转换模块1104进行电压转换后，为电池管理***BMS1102供电，BMS 1102对高压接触器1105供电，其中，电压转换模块1104可以为DC-DC转换模块，用于将电池模块输入的电压转换为适合用电模块(例如BMS 1102)的供电电压。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (13)

1.一种储能***的容量均衡方法，其特征在于，所述储能***包括至少一个电池簇，所述电池簇包括用电模块和多个电池模块，所述方法包括：

获取目标电池簇中各个电池模块的剩余容量SOC；其中，所述目标电池簇为所述至少一个电池簇中的一个；

若所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC不满足预设均衡条件，则根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块；

控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电，以使所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC满足所述预设均衡条件。

2.根据权利要求1所述的储能***的容量均衡方法，其特征在于，所述根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块，包括：

将所述多个电池模块中最大的SOC对应的电池模块确定为待均衡电池模块。

3.根据权利要求1所述的储能***的容量均衡方法，其特征在于，所述根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块，包括：

计算所述多个电池模块的SOC的平均值，并根据所述多个电池模块的SOC的平均值确定各个电池模块的SOC的上限值；

根据所述多个电池模块的SOC和所述SOC的上限值确定所述待均衡电池模块。

4.根据权利要求3所述的储能***的容量均衡方法，其特征在于，所述根据所述多个电池模块的SOC和所述SOC的上限值确定所述待均衡电池模块，包括：

从所述多个电池模块中筛选大于所述SOC的上限值的目标电池模块；

若所述目标电池模块的数量为单个，则将所述目标电池模块确定为所述待均衡电池模块。

5.根据权利要求4所述的储能***的容量均衡方法，其特征在于，所述从所述多个电池模块中筛选大于所述SOC的上限值的目标电池模块之后，所述方法还包括：

若所述目标电池模块的数量为多个，则计算任意两个所述目标电池模块的SOC之间的差值；

若存在至少两个所述目标电池模块的SOC之间的差值小于或等于预设差值阈值，则将至少两个所述目标电池模块确定为所述待均衡电池模块，以同步对所述用电模块进行供电。

6.根据权利要求1所述的储能***的容量均衡方法，其特征在于，在所述根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块之后，且所述控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电之前，所述方法还包括：

对所述待均衡电池模块的输出电压进行电压转换，以使转换后的电压满足所述用电模块的供电条件。

7.根据权利要求1所述的储能***的容量均衡方法，其特征在于，在所述控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电之后，所述方法还包括：

若所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC满足预设均衡条件，则控制所述用电模块自所述待均衡电池模块切换至目标供电模块进行供电；其中，所述目标供电模块不为所述多个电池模块。

8.根据权利要求1所述的储能***的容量均衡方法，其特征在于，在所述控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电之后，所述方法还包括：

持续进行所述多个电池模块的SOC的获取处理，得到所述多个电池模块的更新后的SOC；

若所述多个电池模块的更新后的SOC不满足所述预设均衡条件，则根据所述更新后的SOC继续进行待均衡电池模块的确定，得到更新后的待均衡电池模块；

控制所述用电模块切换至所述更新后的待均衡电池模块进行供电，直至所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC满足所述预设均衡条件。

9.根据权利要求1所述的储能***的容量均衡方法，其特征在于，所述用电模块包括电源管理***和高压接触器中的至少一项。

10.根据权利要求1所述的储能***的容量均衡方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述目标电池簇中的电池模块的SOC最大值与电池模块的SOC最小值的差值大于预设SOC阈值，或所述目标电池簇中任意两个电池模组的SOC的差值大于所述预设SOC阈值，则判定所述目标电池簇中的电池模组的SOC不满足所述预设均衡条件。

11.一种储能***的容量均衡装置，其特征在于，所述储能***包括至少一个电池簇，所述电池簇包括用电模块和多个电池模块，所述装置包括：

获取模块，用于获取目标电池簇中各个电池模块的SOC；其中，所述目标电池簇为所述至少一个电池簇中的一个；

确定模块，用于若所述目标电池簇中的所述多个电池模块的SOC不满足预设均衡条件，则根据所述多个电池模块的SOC从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块；

控制模块，用于控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电，以使所述目标电池簇内的所述多个电池模块的SOC满足所述预设均衡条件。

12.根据权利要求11所述的储能***的容量均衡装置，其特征在于，所述装置还包括电压转换模块，所述电压转换模块用于对所述待均衡电池模块的输出电压进行转换，以使转换后的电压满足所述用电模块的供电条件。

13.一种储能***，其特征在于，包括：至少一个电池簇和如权利要求11或12所述的储能***的容量均衡装置，所述电池簇包括用电模块和多个电池模块。

Images