荷电状态计算方法及储能设备与流程-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36403485发布日期:2023-12-16 09:02阅读:13来源:国知局
荷电状态计算方法及储能设备与流程

1.本技术属于储能技术领域,尤其涉及一种荷电状态计算方法及储能设备



背景技术:

2.当前电池包的应用场景广泛,可应用在各类设备中,特别是储能设备

为了衡量储能设备的剩余电量,相关技术中通常会对储能设备的充放电电流进行采样,根据充放电电流计算荷电状态的变化量,更新荷电状态

3.然而,受限于采样元件的精度等因素,采样得到的充放电电流往往存在一定误差

所以,如果长时间使用充放电电流计算储能设备的荷电状态,则充放电电流的误差会不断累积,最终导致计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状态



技术实现要素:

4.本技术实施例提供了一种荷电状态计算方法及储能设备,以解决计算得到的电池包的荷电状态严重偏离实际的荷电状态的问题

5.本技术实施例提供一种荷电状态计算方法,应用于储能设备,储能设备包括电池包,方法包括:在每个更新周期,获取电池包的充放电电流;根据充放电电流

更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量,并根据荷电状态变化量更新实时荷电状态;在实时荷电状态为目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压;根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数

6.本技术实施例提供的荷电状态计算方法中,根据每个更新周期的充放电电流

更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量,并根据荷电状态变化量更新实时荷电状态;在实时荷电状态为目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压,并根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数

本技术实施例在实时荷电状态为目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压,根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数,之后在下一更新周期,根据更新的荷电状态修正系数计算实时荷电状态

7.可以理解的是,通常电池包在同一荷电状态下的电池包电压是相对稳定的

当采样元件采集到的充放电电流存在偏差时,长时间使用该充放电电流计算荷电状态会使得同一荷电状态下的电池包电压不断增大或不断减小

因此,本技术提供的荷电状态计算方法可以记录目标荷电状态下的目标电池包电压,根据目标电池包电压的变化趋势对应更新荷电状态修正系数

后续在计算荷电状态时,根据荷电状态修正系数对荷电状态进行修正,能够避免因采样元件精度等因素导致充放电电流的误差会不断累积,最终导致计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状态的问题,提高电池包的荷电状态的准确性

8.本技术实施例第二方面还提供一种储能设备,储能设备包括电池包

处理器与存储器,处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述任意一项的荷电状态计算方法

9.本技术实施例第三方面还提供一种荷电状态计算装置,应用于储能设备,储能设
备包括电池包,装置包括:电流确定模块,用于在每个更新周期,获取电池包的充放电电流;荷电状态确定模块,用于根据充放电电流

更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量,并根据荷电状态变化量更新实时荷电状态;电压确定模块,用于在实时荷电状态为目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压;系数更新模块,用于根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数

10.本技术实施例第四方面还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项的荷电状态计算方法

附图说明
11.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例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技术的一些实施例,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

12.图1为本技术实施例提供的在备电模式下储能设备的充放电示意图;
13.图2是本技术实施例提供的储能设备的应用场景图;
14.图3是本技术实施例提供的荷电状态计算方法的流程示意图;
15.图4是本技术实施例提供的荷电状态计算装置的结构示意图;
16.图5是本技术实施例提供的储能设备的结构示意图

具体实施方式
17.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的

特征和优点,下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述

需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合

18.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例

19.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同

本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术

20.当前电池包的应用场景广泛,可应用在各类设备中,例如储能设备

储能设备包含输入接口与输出接口,在备电模式下,储能设备的输入接口长期维持与稳定的输入源连接,用于为整个储能设备供电;输出接口长期维持与负载设备连接,用于为负载设备供电,以满足相关的使用场景

示例性地,在家庭储能场景中,智能冰箱与储能设备连接,并通过储能设备为智能冰箱不间断供电,保证智能冰箱的正常运行

在备电模式下,储能设备可能会经历多次充放电过程

为了衡量储能设备的剩余电量,相关技术中通常会对储能设备的充放电电流进行采样,根据充放电电流计算荷电状态
(state of charge

soc)
的变化量,更新荷电状态

21.然而,受限于采样元件的精度等因素,采样得到的充放电电流往往存在一定误差

若储能设备长时间使用充放电电流计算储能设备的荷电状态,且不对荷电状态进行修正,会使得充放电电流的误差不断累积,最终导致计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状


22.对于储能设备来说,通常采样元件采样得到的充放电电流的误差为固定的

例如,假设电流采样固定向某一方向偏离2%,在电池包放电时,真实放电电流为-1a
,采样得到的放电电流可能为-0.98a(
“‑”
表示放电
)
;在电池包充电时,真实放电电流为
1a
,采样得到的充电电流可能为
1.02a。
在没有采样误差的情况下,若电池包以
1a
的电流
(
也即真实充电电流为
1a)
充电1小时,则电池包的真实充电容量为
1a*1h

1ah。
对于存在2%采样误差的情况下,假设采样得到电池包的充电电流为
1.02a
,此时,计算得到的充电容量为
1.02a*1h

1.02ah
,导致充电时电池包的荷电状态提前达到上限值

在电池包放电时,假设实际放电电流为-1a
,采样得到电池包的放电电流为-0.98a
,电池包计算刚充的一小时电量的可放电时间为
1.02ah/0.98a

1.04h
,实际的可放电时间为
1ah/1a

1h。
由于采样误差,导致计算得到的可放电时间为
1.04
小时,比实际的可放电时间多放电
0.04
小时

如此,电池包充电1小时和放电
1.04
小时后,计算得到的充电容量是
1.02ah
,计算得到的放电容量也是
1.02ah
,计算得到的荷电状态没有发生变化

但是,电池包的真实充电容量为
1ah
,电池包的真实放电容量为
1a*1.04h

1.04ah
,也即是说,在计算得到的荷电状态没有发生变化的情况下,电池包过多的放电,电池包的剩余电量下降了
1.04ah-1ah

0.04ah。
对电池包来说,当充电容量等于放电容量时,电池包的荷电状态维持不变;当电池包的放电容量大于充电容量时,每个充放电循环之后,真实的剩余电量就会下降一点,经历多次的累计,计算得到荷电状态和实际的荷电状态的偏差就会越来越大,最终导致计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状态

23.参阅图1,为本技术实施例提供的在备电模式下储能设备的充放电示意图

纵轴表示电压,横轴表示时间

在备电模式下,储能设备连接有稳定的输入源,且设置有荷电状态上限和荷电状态下限

在充电过程中,当储能设备的荷电状态达到荷电状态上限时,储能设备就会停止充电;在放电过程中,当储能设备的荷电状态下降到荷电状态下限时,储能设备就会恢复充电

24.在一些实施例中,可以将储能设备的荷电状态上限设置为
80
%,并作为充电截止条件;将储能设备的荷电状态下限设置为
77
%,并作为充电开始条件

也即储能设备在电池包的荷电状态小于或等于
77
%时恢复充电,在荷电状态等于
80
%时停止充电

如图1所示,每一个波谷均为恢复充电的点,每一个波峰均为停止充电的点

由于每个波谷对应的荷电状态均为
77
%,每个波峰对应的荷电状态均为
80
%,所以通常而言,每个波谷对应的电压应当相对稳定,每个波峰对应的电压也相对稳定

但是,如图1所示,随着时间的推移,波峰与波谷对应电池包的电压在持续下降,也即计算得到电池包的荷电状态逐渐偏离实际的荷电状态

25.为解决上述问题,本技术实施例提供一种荷电状态计算方法,能够计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状态的问题

26.请参阅图2,图2是本技术实施例提供的储能设备的应用场景图

储能设备
30
包括输入接口
(
图未示出
)、
输出接口
(
图未示出
)、
充放电控制模块
31
以及电池包
32。
其中,输入接口可以与电源相连接,输入接口可以通过充放电控制模块
31
,将电源的能量传递到电池包
32
,为电池包
32
充电

输出接口可以与负载设备
(
图未示出
)
连接,电池包
32
可以通过充放电控制模块
31
和输出接口为负载设备供电

其中,负载设备可以为空调

照明设备

冰箱等
设备,在此不做限制

27.在一些实施例中,在电池包
32
工作一段时间或待机一段时间后,需要对电池包
32
进行补电,通过充放电控制模块
31
将这段时间消耗的电量补充回来

待电池包的荷电状态达到预设荷电状态后,就不再从充放电控制模块
31
补充

其中,此处的预设荷电状态不一定是指荷电状态为
100
%的值,还可以为预先设定的荷电状态的上限值,例如,预设荷电状态可以设置为
80
%的值

28.图3是本技术实施例提供的荷电状态计算方法的流程示意图,荷电状态计算方法可应用于储能设备

如图3所示,荷电状态计算方法可以包括如下步骤,根据不同的需求,该流程图中步骤的顺序可以改变,某些可以省略

29.s11
,在每个更新周期,获取电池包的充放电电流

30.在一些实施例中,更新周期可以表示储能设备计算和更新荷电状态的周期

31.在一些实施例中,更新周期可以与充放电电流的采样周期一致,即每次采集到充放电电流后,均根据采集到的充放电电流更新荷电状态;在另一些实施例中,更新周期也可以比充放电电流的采样周期长,即一个更新周期内包含多个采样周期,采集到多个充放电电流的采样数据,此时,该更新周期对应的充放电电流可以为该更新周期内采集到的多个采样数据的平均数

众数

中位数或其他统计值,本技术对此不予限制

32.电池包的充放电电流可以通过电流采样元件进行采样得到

当电池包处于充电状态时,上述充放电电流为电池包的充电电流;当电池包处于放电状态时,上述充放电电流为电池包的放电电流

其中,电池包的充放电电流的波动与负载的类型相关

示例性地,若与储能设备连接的负载设备为稳定运行的设备,则充放电电流的波动较小,变化较为平稳

若与储能设备连接的负载设备为间歇性运行的设备,则这类负载设备在突然启动或突然停止运行时,充放电电流可能会突然产生较大的波动,例如,假设负载设备为智能冰箱时,智能冰箱间歇性地启动制冷电机,会产生较大的脉冲电流

33.s12
,根据充放电电流

更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量,并根据荷电状态变化量更新实时荷电状态

34.在一些实施例中,将充放电电流记作i,更新周期记作
δ
t
,荷电状态修正系数记作
k。
由于更新周期的时间较短,充放电电流在更新周期内的变化极小,可以视为没有发生变化

所以,可以利用如下公式1,根据充放电电流

更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量:
35.公式1:荷电状态变化量=
k*i*
δ
t
,其中,k的初始值可以设置为1或其他数值

36.根据上述公式1能够得到储能设备在更新周期内对应的荷电状态变化量

然后,可以根据荷电状态变化量更新实时荷电状态,计算得到当前更新周期对应的实时荷电状态

37.其中,实时荷电状态更新前的值可以理解为上一个更新周期对应的荷电状态

实时荷电状态的初始值可以理解为储能设备在初始时刻的荷电状态,例如,储能设备开机时的荷电状态

储能设备在初始时刻的荷电状态是已知的,例如,初始时刻的荷电状态可能是
0、20

、80

、100
%等等,在此不做限制

38.s13
,在实时荷电状态为目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压

39.在一些实施例中,目标荷电状态是指预先设置的,记录电池包电压的荷电状态

例如,假设目标荷电状态设置为
77
%,则当实时荷电状态为
77
%时,实时荷电状态为目标荷电
状态,此时,可以记录电池包的电压作为目标电池包电压;又例如,假设目标荷电状态设置为
80
%,当实时荷电状态为
80
%时,实时荷电状态为目标荷电状态,此时,可以记录电池包的电压作为目标电池包电压

40.结合图1进行说明,恢复充电的荷电状态对应图1中的波谷位置,停止充电的荷电状态对应图1中的波峰位置

如此,假设目标荷电状态设置为恢复充电的荷电状态,则在实时荷电状态为波谷位置对应的荷电状态时,记录波谷位置对应的电压值作为电池包的目标电池包电压;假设目标荷电状态设置为恢复充电的荷电状态,则在实时荷电状态为波峰位置对应的荷电状态时,记录波峰位置对应的电压值作为电池包的目标电池包电压

41.此外,上述目标荷电状态的数量可以为一个或多个

当上述目标荷电状态的数量为多个时,可以分别记录不同的目标荷电状态对应的目标电池包电压

42.s14
,根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数

43.在一些实施例中,对于每一更新周期,均存在对应的目标电池包电压

44.以及,在每个更新周期中,都可以获取最近的多个更新周期对应的目标电池包电压,并根据各更新周期对应目标电池包电压确定变化趋势

更新周期的数量可以为3个,也可以为3个以上,例如,4个,5个等,在此不做限制

45.其中,目标电池包电压的变化趋势可以包括单调变化和非单调变化,单调变化可以包括单调递增或单调递减

示例性地,按照时间先后顺序排序最近的3个更新周期,分别为更新周期
1、
更新周期2与更新周期3,其中,更新周期1对应的目标电池包电压为
v1
,更新周期2对应的目标电池包电压为
v2
,更新周期3对应的目标电池包电压为
v3。

v1》v2》v3
,则确定变化趋势为单调递减;若
v1《v2《v3
,则确定变化趋势为单调递增

46.在一些实施例中,荷电状态修正系数的更新方式包括减小荷电状态修正系数与增大荷电状态修正系数,目标电池包电压的变化趋势与荷电状态修正系数间的更新方式存在对应关系,通过查询该对应关系,能够得到该变化趋势对应的荷电状态修正系数的更新方式

47.在一些实施例中,荷电状态修正系数的调整范围与多个更新周期对应目标电池包电压之间的差值有关;多个目标电池包电压之间的差值越大,对应荷电状态修正系数的调整范围越大;多个目标电池包电压之间的差值越小,对应荷电状态修正系数的调整范围越小

48.承接上述示例,可以计算
v3

v2
的第一电压差值以及
v2

v1
的第二电压差值

其中,第一电压差值与第二电压差值可以相同,也可以不相同

49.在一些实施例中,计算第一电压差值与第二电压差值的均值作为目标电压差值,之后根据目标电压差值确定荷电状态修正系数的调整范围;在另一些实施例中,还可以对第一电压差值与第二电压差值进行加权处理,且将靠近当前更新周期的第一电压差值分配较大的权重,例如,设置第一电压差值对应的权重为
0.7
,设置第二电压差值对应的权重为
0.3
,通过加权求和的方式确定目标电压差值,之后根据目标电压差值确定荷电状态修正系数的调整范围

在另一些实施例中,可以根据预先设置的电压差值与荷电状态修正系数的调整范围的对应关系,得到目标电压差值对应的荷电状态修正系数的调整范围

50.在另一些实施例中,荷电状态修正系数的调整步长也可以为固定值

即目标电池包电压的变化趋势为单调变化时,可以将荷电状态修正系数减少
/
增加一固定值

51.在另一些实施例中,也可以通过其他方式更新荷电状态修正系数,本技术不予限制

52.本技术实施例提供的荷电状态计算方法中,根据每个更新周期的充放电电流

更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量,并根据荷电状态变化量更新实时荷电状态;在实时荷电状态为目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压,并根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数

本技术实施例在实时荷电状态为目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压,根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数,之后在下一更新周期,根据更新的荷电状态修正系数计算实时荷电状态

53.由于电池包在同一荷电状态下的电池包电压通常是相对稳定的

当采样元件采集到的充放电电流存在偏差时,长时间使用该充放电电流计算荷电状态会使得同一荷电状态下的电池包电压不断增大或不断减小

因此,本技术提供的荷电状态计算方法可以记录目标荷电状态下的目标电池包电压,根据目标电池包电压的变化趋势对应更新荷电状态修正系数

后续在计算荷电状态时,根据荷电状态修正系数对荷电状态进行修正,能够避免因采样元件精度等因素导致充放电电流的误差会不断累积,最终导致计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状态的问题,提高电池包的荷电状态的准确性

54.在一些实施例中,荷电状态修正系数包括放电修正系数;根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数,包括:
55.在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递增时,减小所述放电修正系数;n为预设正整数

56.在一些实施例中,承接上述所描述的示例,若电流采样固定向某一方向偏离2%,例如,在电池包放电时,真实放电电流为-1a
,采样得到的放电电流为-1.02a(
“‑”
表示放电
)
;在电池包充电时,真实放电电流为
1a
,采样得到的充电电流为
0.98a。
如此,对电池包来说,在每个充放电循环中,电池包的放电容量小于充电容量,同一荷电状态下的真实电量就会上升一点,目标电池包电压也会上升,也即最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递增

因此,在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递增时,减小放电修正系数

如此,在后续放电过程的更新周期中,利用上述公式1计算得到荷电状态变化量会减小,实时荷电状态的下降速度会减小,使得实时荷电状态到达恢复充电的荷电状态之前,可以释放更多的电量,让每个充放电循环中的放电容量和充电容量趋于平衡,从而使计算得到的实时荷电状态相较于实际的荷电状态的差距减小

在经过多个更新周期的荷电状态调整后,能够使得同一实时荷电状态对应的电池包电压趋于稳定

57.相应的,在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递减时,增大放电修正系数

58.承接上述所描述的示例,若电流采样固定向某一方向偏离2%,例如,在电池包放电时,真实放电电流为-1a
,采样得到的放电电流为-0.98a(
“‑”
表示放电
)
;在电池包充电时,真实放电电流为
1a
,采样得到的充电电流为
1.02a。
如此,对电池包来说,在每个充放电循环中,电池包的放电容量大于充电容量,同一荷电状态下的真实电量就会下降一点,目标电池包电压也会下降,也即最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递减

因此,在一些实施例中,在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递减时,增大放电修正系数

如此,在后续放电过程的更新周期中,利用上述公式1计算得到荷电状态变化量会增大,实
时荷电状态的下降速度会也会增大,使得实时荷电状态到达恢复充电的荷电状态之前,可以释放更少的电量,让每个充放电循环中的放电容量和充电容量趋于平衡,从而使计算得到的实时荷电状态相较于实际的荷电状态的差距减小

在经过多个更新周期的荷电状态调整后,能够使得同一实时荷电状态对应的电池包电压趋于稳定

59.本技术实施例在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递增时,减小所述放电修正系数;在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递减时,增大放电修正系数

在经过多个更新周期的荷电状态调整后,能够使得同一实时荷电状态对应的电池包电压趋于稳定,避免因采样元件的精度等因素导致计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状态的问题,提高荷电状态的准确性

60.在一些实施例中,根据充放电电流

更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量,包括:
61.在电池包放电时,根据充放电电流

更新周期以及放电修正系数计算荷电状态变化量

62.在一些实施例中,在电池包处于放电状态时,对荷电状态变化量进行调整,从而调整实时荷电状态,也即利用上述公式1,根据充放电电流

更新周期以及放电修正系数计算荷电状态变化量

63.在电池包充电时,根据充放电电流以及更新周期计算荷电状态变化量

64.在一些实施例中,在电池包处于充电状态时,无需对荷电状态变化量进行调整,此时,直接根据充电电流以及更新周期计算荷电状态变化量

65.本技术实施例通过在电池包处于放电状态时修正电池包的荷电状态变化量,在经过多个更新周期的荷电状态调整后,能够使得同一实时荷电状态对应的电池包电压趋于稳定,避免计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状态的问题,提高电池包在放电时荷电状态确定的准确性

66.在一些实施例中,荷电状态修正系数包括充电修正系数;根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数,包括:
67.在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递增时,增大充电修正系数;n为预设正整数

68.在一些实施例中,承接上述所描述的示例,若电流采样固定向某一方向偏离2%,例如,在电池包放电时,真实放电电流为-1a
,采样得到的放电电流为-1.02a(
“‑”
表示放电
)
;在电池包充电时,真实充电电流为
1a
,采样得到的充电电流为
0.98a。
如此,对电池包来说,在每个充放电循环中,电池包的放电容量小于充电容量,同一荷电状态下的真实电量就会上升一点,目标电池包电压也会上升,也即最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递增

因此,在一些实施例中,在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递增时,增大充电修正系数

如此,在后续充电过程的更新周期中,利用上述公式1计算得到荷电状态变化量会增大,电池包的实时荷电状态的上升速度也会增大,能够使得实时荷电状态到达停止充电的荷电状态之前,可以补充更少的电量,让每个充放电循环中的放电容量和充电容量趋于平衡,从而使计算得到的实时荷电状态相较于实际的荷电状态的差距减小,提高电池包的荷电状态确定的准确性

69.相应的,在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递减时,减小充电修正系


70.在一些实施例中,若电流采样固定向某一方向偏离2%,例如,在电池包放电时,真实放电电流为-1a
,采样得到的放电电流为-0.98a(
“‑”
表示放电
)
;在电池包充电时,真实放电电流为
1a
,采样得到的充电电流为
1.02a。
如此,对电池包来说,在每个充放电循环中,电池包的放电容量大于充电容量,同一荷电状态下的真实电量就会下降一点,目标电池包电压也会下降,也即最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递减

因此,在一些实施例中,在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为单调递减时,减小所述充电修正系数

如此,在后续充电过程的更新周期中,利用上述公式1计算得到荷电状态变化量会减小,电池包的实时荷电状态的上升速度也会减小,能够使得实时荷电状态到达停止充电的荷电状态之前,可以补充更多的电量,让每个充放电循环中的放电容量和充电容量趋于平衡,从而使计算得到的实时荷电状态相较于实际的荷电状态的差距减小,提高电池包的荷电状态确定的准确性

71.本技术实施例在最近的n个所述目标电池包电压的变化趋势为单调递增时,增大所述充电修正系数;在最近的n个所述目标电池包电压的变化趋势为单调递减时,减小所述充电修正系数

在经过多个更新周期的荷电状态调整后,能够使得同一实时荷电状态对应的电池包电压趋于稳定,避免因采样元件的精度等因素导致计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状态的问题,提高荷电状态确定的准确性

72.在一些实施例中,根据充放电电流

更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量,包括:
73.在电池包放电时,根据充放电电流以及更新周期计算荷电状态变化量

74.在一些实施例中,在电池包处于放电状态时,无需对荷电状态变化量进行调整,直接根据充放电电流以及更新周期计算荷电状态变化量

75.在电池包充电时,根据充放电电流

更新周期以及充电修正系数计算荷电状态变化量

76.在一些实施例中,在电池包处于充电状态时,对荷电状态变化量进行调整,从而调整实时荷电状态,也即利用上述公式1,根据充放电电流

更新周期以及所述充电修正系数计算所述荷电状态变化量

77.本技术实施例通过在电池包处于充电状态时修正电池包的荷电状态变化量,在经过多个更新周期的荷电状态调整后,能够使得同一实时荷电状态对应的电池包电压趋于稳定,避免因采样元件的精度等因素导致计算得到的荷电状态严重偏离实际的荷电状态的问题,提高电池包在充电时荷电状态确定的准确性

78.在一些实施例中,所述荷电状态修正系数包括放电修正系数和充电修正系数;所述根据所述充放电电流

所述更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量,包括:
79.在电池包放电时,根据充放电电流

更新周期以及放电修正系数计算荷电状态变化量

80.在一些实施例中,在电池包处于放电状态时,根据放电修正系数对荷电状态变化量进行调整,从而调整实时荷电状态,也即利用上述公式1,根据充放电电流

更新周期以及放电修正系数计算荷电状态变化量

81.在电池包充电时,根据充放电电流

更新周期以及充电修正系数计算荷电状态变
化量

82.在一些实施例中,在电池包处于充电状态时,根据充电修正系数对荷电状态变化量进行调整,从而调整实时荷电状态,也即利用上述公式1,根据充放电电流

所述更新周期以及所述充电修正系数计算所述荷电状态变化量

83.上述放电修正系数和充电修正系数的计算方式可以参考前述实施例中的描述,本技术在此不重复赘述

84.本技术实施例通过在电池包处于充电状态与放电状态时修正电池包的荷电状态变化量,在经过多个更新周期的荷电状态调整后,能够使得同一实时荷电状态对应的电池包电压趋于稳定,提高电池包在充电时荷电状态确定的准确性

85.在一些实施例中,若在最近的n个所述目标电池包电压的变化趋势为非单调变化时,表明此时电池包并未出现明显的荷电状态偏差,暂时不需要对电池包的荷电状态进行调整,刻意保持所述荷电状态修正系数不变

86.本技术实施例通过监测最近的n个目标电池包电压的变化趋势是否单调变化以确定电池包是否出现荷电状态偏差,并在最近的n个目标电池包电压的变化趋势为非单调变化时,不对电池包的荷电状态进行调整,保持荷电状态修正系数不变,提高了荷电状态调整的准确性

87.在一些实施例中,目标荷电状态可以设置为恢复充电时的荷电状态;在另一些实施例中,目标荷电状态也可以设置为开始放电时
(
或者说停止充电时
)
的荷电状态

结合图1进行说明,开始放电时
(
或者说停止充电时
)
的荷电状态可以是指波峰位置的荷电状态,恢复充电时的荷电状态可以是指波谷位置的荷电状态

88.在一些实施例中,在实时荷电状态降低至目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压;或,在实时荷电状态上升至目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压

89.需要说明的是,当目标荷电状态并非恢复充电时的荷电状态或停止充电时的荷电状态时,电池包的实时荷电状态可以在充电阶段上升到目标荷电状态,以及,在放电阶段下降到目标荷电状态

90.由于充电阶段和放电阶段的工况存在一定的差异,可能会导致同一目标荷电状态在充电阶段和放电阶段分别对应不同的电池包电压

所以,为了准确识别目标电池包电压的变化趋势,可以只在充电阶段记录目标电池包电压,或者,只在放电阶段记录目标电池包电压

也即只在实时荷电状态降低至目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压,或者,只在实时荷电状态上升至目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压

91.本技术实施例通过只在放电阶段或只在充电阶段记录特定荷电状态对应的目标电池包电压,能够确保采集的目标电池包电压的准确性,从而提高荷电状态修正系数的准确性

92.在一些实施例中,在不同的更新周期,电池包的充放电电流可以为相对稳定的电流
(
也即各更新周期对应的充放电电流间偏差较小
)
,也可以为存在脉冲电流
(
也即存在部分更新周期对应的充放电电流与其余更新周期对应的充放电电流的偏差较大
)。
对于充放电电流存在脉冲电流的情况,脉冲电流会对电池包电压造成一定的影响

所以,为了准确识别目标电池包电压的变化趋势,需要排除被脉冲电流影响的电池包电压

93.在一些实施例中,在实时荷电状态为目标荷电状态,且当前更新周期的充放电电
流与参考电流的偏差量在预设偏差范围内时,记录电池包的电压作为目标电池包电压;参考电流由历史记录的充放电电流确定

94.其中,参考电流的计算方式可以根据实际需求确定

例如,在一些实施例中,参考电流可以为最近的多个更新周期中记录的充放电电流的平均数

众数

中位数或其他统计值;在另一些实施例中,参考电流可以为最近的多个更新周期中记录的充放电电流滤波后得到的数值,比如通过最小二乘法滤波后得到的数值;在另一些实施例中,也可以通过其他方式计算参考电流,本技术对此不予限制

95.预设偏差范围是指允许的电流波动范围,例如,预设偏差范围可以为
±
200ma
,在此不做限制

96.如果当前更新周期的充放电电流与参考电流的偏差值在该预设偏差范围内,则可以确定当前更新周期的充放电电流为相对稳定的电流;如果当前更新周期的充放电电流与参考电流的偏差值在该预设偏差范围外,则可以确定当前更新周期的充放电电流为脉冲电流

97.本技术实施例可以仅选取在预设偏差范围内的充放电电流对应的电池包电压作为目标电池包电压,能够避免负载设备不稳定时导致目标电池包电压偏差较大,能够提高目标电池包电压的变化趋势的准确性,从而提高荷电状态的准确性

98.请参阅图4,图4是本技术实施例提供的荷电状态计算装置的结构示意图

在一些实施例中,荷电状态计算装置
20
可以包括多个由计算机程序段所组成的功能模块

荷电状态计算装置
20
中的各个程序段的计算机程序可以存储于储能设备的存储器中,并由至少一个处理器所执行,以执行
(
详见图3描述
)
电量控制的功能

99.本实施例中,荷电状态计算装置
20
根据其所执行的功能,可以被划分为多个功能模块

功能模块可以包括:电流确定模块
201、
荷电状态确定模块
202、
电压确定模块
203
以及系数更新模块
204。
本技术所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段,其存储在存储器中

在本实施例中,关于各模块的功能将在后续的实施例中详述

100.电流确定模块
201
可以用于在每个更新周期,获取电池包的充放电电流

101.荷电状态确定模块
202
可以用于根据充放电电流

更新周期以及荷电状态修正系数计算荷电状态变化量,并根据荷电状态变化量更新实时荷电状态

102.电压确定模块
203
可以用于在实时荷电状态为目标荷电状态时,记录电池包的目标电池包电压

103.系数更新模块
204
可以用于根据目标电池包电压的变化趋势更新荷电状态修正系数

104.可以理解,荷电状态计算装置
20
与上述实施例的荷电状态计算方法属于同一发明构思,荷电状态计算装置
20
各模块的具体实现方式,与上述实施例中荷电状态计算方法的各步骤对应,本技术在此不赘述

105.以上所描述的模块划分,为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式

另外,在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在相同处理单元中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在相同单元中

上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现

106.图5是本技术实施例提供的储能设备的结构示意图

如图5所示,储能设备
30
还包括充放电控制模块
31、
电池包
32、
存储器
33、
至少一个处理器
34
以及至少一条通信总线
35
,充放电控制模块
31
以及电池包
32
均通过通信总线
35
连接处理器
34
;处理器
34
用于控制充放电控制模块
31
以及电池包
32
的充放电处理,并执行存储器
33
中存储的计算机程序时实现的荷电状态计算方法

107.本领域技术人员应该了解,图5示出的储能设备的结构并不构成本技术实施例的限定,储能设备
30
还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件,或者不同的部件布置

108.在一些实施例中,储能设备
30
是一种能够按照事先设定或存储的指令,自动进行数值计算和
/
或信息处理的设备,其硬件包括但不限于微处理器

专用集成电路

可编程门阵列

数字处理器及嵌入式设备等

储能设备
30
还可连接客户设备,客户设备包括但不限于任何一种可与客户通过键盘

鼠标

遥控器

触摸板或声控设备等方式进行人机交互的电子产品,例如,个人计算机

平板电脑

智能手机

数码相机等

109.需要说明的是,储能设备
30
仅为举例,其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本技术,也应包含在本技术的保护范围以内,并以引用方式包含于此

110.在一些实施例中,至少一条通信总线
35
被设置为实现存储器
33
以及至少一个处理器
34
等之间的连接通信

111.尽管未示出,与储能设备
30
连接的电源可以包括一个或一个以上的直流或交流电源

再充电装置

电源故障检测电路

电源转换器或者逆变器

电源状态指示器等任意组件

储能设备
30
还可以包括多种传感器

蓝牙模块
、wi-fi
模块等,在此不再赘述

112.在一些实施例中,存储器
33
中存储有计算机程序,计算机程序被至少一个处理器
35
执行时实现如的荷电状态计算方法中的全部或者部分步骤

存储器
33
包括只读存储器
(read-only memory

rom)、
可编程只读存储器
(programmable read-only memory

prom)、
可擦除可编程只读存储器
(erasable programmable read-only memory

eprom)、
一次可编程只读存储器
(one-time programmable read-only memory

otprom)、
电子擦除式可复写只读存储器
(electrically-erasable programmable read-only memory

eeprom)、
只读光盘
(compact disc read-only memory

cd-rom)
或其他光盘存储器

磁盘存储器

磁带存储器

或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质

113.进一步地,计算机可读存储介质可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统

至少一个功能所需的应用程序等;存储数据区可存储根据储能设备
30
的使用所创建的数据等

114.在一些实施例中,至少一个处理器
34
是储能设备
30
的控制核心
(control unit)
,利用各种接口和线路连接整个储能设备
30
的各个部件,通过运行或执行存储在存储器
34
内的程序或者模块,以及调用存储在存储器
33
内的数据,以执行储能设备
30
的各种功能和处理数据

例如,至少一个处理器
34
执行存储器中存储的计算机程序时实现本技术实施例中的荷电状态计算方法的全部或者部分步骤;或者实现荷电状态计算装置的全部或者部分功能

至少一个处理器
34
可以由集成电路组成,例如可以由单个封装的集成电路所组成,也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成,包括一个或者多个中央处理器
(central processing unit

cpu)、
微处理器

数字处理芯片

图形处理器及各种控制芯片
的组合等

115.上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元,可以存储在一个计算机可读取存储介质中

上述软件功能模块存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台储能设备
(
可以是个人计算机,储能设备,或者网络设备等
)
或处理器
(processor)
执行本技术各个实施例方法的部分

116.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现

例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,模块的划分,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

117.作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,既可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上

可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的

118.另外,在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中

上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现

119.对于本领域技术人员而言,显然本技术不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本技术

因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内

不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求

此外,显然“包括”一词不排除其他单元或,单数不排除复数

说明书中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现

第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序

120.最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本技术技术方案的精神和范围

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