一种基于储能设备的电池包能源分配系统及方法与流程

1.本发明属于电池充电技术领域，特别涉及一种基于储能设备的电池包能源分配系统及方法。


背景技术：

2.现在的电池包分配功率方法：充电模块一对一充电和充电模块一对多充电，在一对一充电时，电池需要多少能量，充电模块输出多少能量；但是实际中需要多个充电模块，增加了设计充电模块成本的冗余度；一对多充电时，充电模块为满容量设计或额定容量设计，满容量设计可满足所有的设备进行充电；但是在实际应用中，待充电的电池包很长时间不会全部插满，满功率设计会增加了充电模块功率的冗余度。充电模块额定容量设计，电池包按顺序充电；在实际应用中，电池包各个充电阶段需要的电流大小是不一致的；在充电的最后阶段，电池包的充电电流比较小；这个时候充电模块就会有很多容量没有被充分利用，导致充电效率低下。
3.因此，提供一种新的基于储能系统的电池包能源分配方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中充电模块成本高、充电效率低的缺陷，提供一种基于储能设备的电池包能源分配系统及方法。
5.本发明的第一方面，提供了一种基于储能设备的电池包能源分配系统，包括储能系统和n个电池包组件；
6.所述储能系统包括充电设备和主控mcu，所述电池包组件包括电池和充电mcu，所述电池与所述充电mcu信号连接，所述主控mcu和充电mcu信号连接；
7.所述充电mcu用于获取所述电池所需功率，并将所需功率发送至主控mcu，所述主控mcu统计充电设备的可用总输出功率，并将n个电池所需总功率与所述总输出功率进行比较，决策充电设备的输出功率指令。
8.本发明的第二方面，提供了一种基于储能系统的电池包能源分配方法，其特征在于，所述方法应用上述装置；包括：
9.步骤1：充电mcu获取待充电电池所需功率，并将所需功率发送至主控mcu；
10.步骤2：主控mcu统计充电设备的可用总输出功率，并将n个电池所需总功率与所述总输出功率进行比较，根据比较结果设定充电决策；
11.步骤3：主控mcu将充电决策发送至充电mcu作为电池充电的额定电流指令。
12.进一步的方案为，所述步骤2中，充电决策为：若可用总输出功率小于所需总功率，则充电设备将可用总输出功率均分给n个电池，若可用总输出功率大于或等于所需总功率，则充电设备按需将功率分配给n个电池。
13.进一步的方案为，所述步骤2中，充电决策为：若可用总输出功率小于所需总功率，
对n个电池按照所需功率从小到大划分优先级，充电设备根据优先级对电池进行充电。
14.进一步的方案为，所述充电设备根据优先级对电池进行充电时，位于优先级前一级的电池充电完成后，再对下一级电池进行充电。
15.进一步的方案为，所述步骤2中，充电决策为：若可用总输出功率小于所需总功率，则充电设备按电池所需功率的比例分给n个电池。
16.进一步的方案为，所述比例为n个电池的所需功率分别与所述所需总功率的比值。
17.进一步的方案为，若可用总输出功率大于或等于所需总功率，当待充电的部分电池充电完成后，充电设备将剩余功率分配给其他待充电的电池。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种一对多的额定容量充电装置，通过主控mcu对不同的充电需求确定不同的充电决策，可满足多个场景下电池的充电需求，降低充电设备功率的冗余度。
附图说明
19.以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：
20.图1：能源分配装置原理图；
21.图2：本发明实施例一流程图；
22.图3：本发明实施例二流程图；
23.图4：本发明实施例三流程图；
24.图中：1、主控mcu；2、充电mcu；3、电池；4、can总线。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
26.如图1所示，本发明提供了一种基于储能设备的电池包能源分配系统，包括储能系统和n个电池包组件；所述储能系统包括充电设备和主控mcu1，所述电池包组件包括电池4和充电mcu2，所述电池与所述充电mcu2信号连接，所述主控mcu1和充电mcu2通过can总线4建立通讯；所述充电mcu2用于获取所述电池所需功率，并将所需功率发送至主控mcu1，所述主控mcu1统计充电设备的可用总输出功率，并将n个电池所需总功率与所述总输出功率进行比较，决策充电设备的输出功率指令。
27.实施例1
28.本发明利用上述系统进行能源分配时包括：
29.一个充电设备同时给多个待充电池充电的时候，充电设备与接入设备本身的待充电池包建立实时通讯，具体的，充电设备的主控mcu和电池包组件的充电mcu通过can总线建立通讯，充电mcu和电池一一对应，对应的充电mcu获取对应电池的所需功率，并将所需电量发送至主控mcu。
30.主控mcu汇总所有的通讯上传的需求功率总和：所需总功率；充电设备自身最大的输出功率：可用总输出功率；主控mcu将所需总功率与总输出功率进行比较，决策输出最后充电决策；主控mcu将充电决策发送至充电mcu作为电池充电的额定电流指令。
31.在本实施例中，若可用总输出功率小于所需总功率，则充电设备将可用总输出功率均分给n个电池，若可用总输出功率大于或等于所需总功率，则充电设备按需将功率分配给n个电池。在这种分配方式下，当可用总输出功率小于所需总功率时，可保证每个电池都能获得部分功率，比如每个电池的应用场景和应用时长完全相同的前提下，采用该充电决策可保证每个电池在下一阶段使用时电量相同。
32.实施例2
33.在本实施例中，主控mcu、充电mcu和电池的通讯关系与实施例1相同，在此不再赘述。主控mcu将所需总功率与总输出功率进行比较，若可用总输出功率小于所需总功率，对n个电池按照所需功率从小到大划分优先级，充电设备根据优先级对电池进行充电。
34.因此，在本实施例中，需根据充电mcu获取的所需电量按照大小进行分级，其中所需电量越小，越优先充电。所述充电设备根据优先级对电池进行充电时，位于优先级前一级的电池充电完成后，再对下一级电池进行充电。比如同时给5个电池充电时，这5个电池所需的电量分别为20％、35％、38％、40％、45％；那么在充电时，可先将所需电量为20％的电池充满，再对下一优先级(所需电量为35％的电池)进行充电，依次类推。在这种分配方式下，可保证优先将一部分电池充满，如果需要若干个满状态电池时，可采用此类分配方式。
35.实施例3
36.在本实施例中，主控mcu将所需总功率与总输出功率进行比较，充电决策为：若可用总输出功率小于所需总功率，则充电设备按电池所需功率的比例分给n个电池。其中，比例为n个电池的所需功率分别与所述所需总功率的比值。
37.比如，同时给5个电池充电，标记这5个电池分别为电池a、电池b、电池c、电池d、电池e，这5个电池所需的电量分别为20％、30％、40％、50％、60％；则这5个电池的比例依次为：为1/10，3/20，1/5，1/4，3/10；把充电设备的可用总输出功率按照上述比例进行分配。即，将总输出功率的1/10分配给电池a，将总输出功率的3/20分配给电池b
……
依次类推。在这种分配方式下，可保证所有电池的电量都得到快速提升。
38.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。