電池系統(tǒng)的制作方法
電池系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】控制器(16)根據(jù)接收到的關(guān)于電池組(1)的信息和用于充電和放電方案的安排表計算第一極限(L1)，并將用作控制指令的第一極限(L1)提供給主電池管理單元(BMU)(15a)。主BMU(15a)接收第一極限(L1)。主BMU(15a)設(shè)定第二極限(L21-L2N)并將所述第二極限分配給電池組(1)中的本地電池管理功能塊中的每一個。因此，每一個BMU(15a-15n)分別接收第二極限(L21-L2N)。接著，每一個BMU(15a-15n)根據(jù)電池組(1)中的電池(2)的失效信息(FAIL)和電容量信息(SOC)分別將第三極限(L31-L3N)提供給雙向電源電路(12a-12n)。
【專利說明】電池系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種具有多個電池組的電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]JP2008-54439A公開了一種通過考慮住宅中的電力需求管理車輛與住宅之間的電力流動的電源系統(tǒng)。
[0003]電源系統(tǒng)具有檢索與住宅有關(guān)的電力數(shù)據(jù)、星期和日期、時間以諸如天氣的外部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)檢索部。電源系統(tǒng)具有存儲檢索的數(shù)據(jù)的存儲部。電源系統(tǒng)具有對存儲在存儲部中的數(shù)據(jù)執(zhí)行分類和自動學習過程的部分。
[0004]電源系統(tǒng)具有根據(jù)分類和自動學習的數(shù)據(jù)估算住宅中的電力需求并根據(jù)估算的住宅中的電力需求計劃車輛上的電池的放電和充電安排表的計劃部。電源系統(tǒng)進一步具有根據(jù)計劃的安排表產(chǎn)生并輸出用于使電池充電和放電的指令信號的指令部。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]JP2008-54439A僅考慮了車輛上的電池的單個單元，并且沒有公開對多個電池的控制。另一方面，近年來，使用自然能量的電源系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)活躍。在這種系統(tǒng)中，因為來自自然能量的電力供應(yīng)基于環(huán)境是不穩(wěn)定的，因此系統(tǒng)通常由多個電池構(gòu)造。
[0006]類似于太陽能電池面板，電池通常以諸如IOkWh的預(yù)定容量單元被封裝。多個電池被組合以提供大容量。例如，10組IOkWh的電池可以組合以提供IOOkWh的系統(tǒng)。以例如IOkffh的預(yù)定單元封裝的電池有利地確保從例如私人住宅的小型目的到例如用于工廠的大型目的可伸縮性。具體地，可以在私人住宅目的中使用單個IOkWh的組件，而在工廠目的中使用數(shù)百個IOkWh的組件。
[0007]在具有其中設(shè)置多個電池組的大規(guī)模電池系統(tǒng)的電源系統(tǒng)中，控制器可以被配置成執(zhí)行系統(tǒng)中的能量管理。在這種系統(tǒng)中，要求控制器可以控制作為單個部件的電池組。不期望的是控制器以逐一的方式控制電池組。
[0008]這種要求是出于防止控制邏輯由于電池組的數(shù)量變化而變化的原因和減小通信負載的原因而產(chǎn)生的。另一方面，電池組中的每一個都需要根據(jù)電池組本身的狀態(tài)精確地控制。例如，電池組中的每一個都需要對充電和放電的控制、對完全充電的控制、和防止過充電和過放電等的控制。
[0009]上述兩個要求彼此相反。然而,需要同時滿足兩個要求。
[0010]本公開的目的是提供一種具有多個電池組的電池系統(tǒng)，所述多個電池組可以作為單個部件由控制器管理，并且可以以逐一的方式被精確控制。本公開的目的是提供一種能夠滿足兩個要求的電池系統(tǒng)，一個要求是作為單個部件控制電池組，另一個要求是提供對電池組中的每一個電池組的精確控制。
[0011]上述文獻的公開內(nèi)容可以通過引用并入本說明書中，作為對元件的說明。
[0012]根據(jù)本公開，提供了一種電池系統(tǒng)。該電池系統(tǒng)包括:多個電池組(I) ;DC線(9)，電池組連接到所述DC線；和控制器(16)，所述控制器將控制指令發(fā)送給電池組。電池組中的每一個電池組包括:電池⑵；給電池充電和使電池放電的雙向電源電路(12);和檢測電池的失效和電池的充電狀態(tài)的電池管理單元(15)。選自電池組(I)中的一個電池組(Ia)具有電池管理單元(15a)，所述電池管理單元具有執(zhí)行主功能的中央管理功能塊。
[0013]電池組⑴中不執(zhí)行主功能的其余電池組(lb，In)中的每一個具有電池管理單元(15b，15η)，所述電池管理單元被配置成通過用于主功能的電池管理單元(15a)從控制器(16)接收控制指令。用于主功能的電池管理單元(15a)被配置成將與多個電池組(I)的失效信息和電池組(I)的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息發(fā)送給控制器(16)?？刂破?16)被配置成根據(jù)接收到的電池組信息和由控制器(16)控制的整個系統(tǒng)的控制方案將作為控制指令的與第一極限(LI)有關(guān)的信息提供給用于主功能的電池管理單元(15a)。與第一極限(LI)有關(guān)的信息包括限制電池組⑴中的電池(2)的充電量或放電量的信息。用于主功能的電池管理單元(15a)被配置成接收與第一極限(LI)有關(guān)的信息并根據(jù)第一極限(LI)將與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息分配給電池組(I)中的本地管理功能塊中的每一個。電池組(I)中的本地管理功能塊中的每一個都被配置成接收與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息的分配并根據(jù)電池組(I)中相應(yīng)的一個的電池(2)的失效信息或充電狀態(tài)將與第三極限(L31-L3N)有關(guān)的信息提供給電池組(I)中相應(yīng)的一個中的雙向電源電路(12)。
[0014]根據(jù)該實施例，控制器可以作為單個部件管理多個電池組，并且可以以逐一的方式精確地控制電池組。
[0015]在以上部分和權(quán)利要求中所示的括號中的符號僅顯示與隨后作為一個示例所述的實施例中所述的具體元件的相應(yīng)關(guān)系，并且不旨在限制本公開的技術(shù)范圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]本公開的以上及其它目的、特征和優(yōu)點將從參考附圖做出的以下詳細說明變得更加清楚。在附圖中:
[0017]圖1是顯示根據(jù)本公開的第一實施例的具有多個電池的電池系統(tǒng)的電力線圖；
[0018]圖2是顯示第一實施例中的用于充電和放電的控制系統(tǒng)的方框圖；
[0019]圖3是顯示在第一實施例中用于設(shè)定第二極限的過程的流程圖；
[0020]圖4是顯示在第一實施例中用于設(shè)定第三極限的過程的流程圖；
[0021]圖5是顯示根據(jù)本公開的第二實施例的電池系統(tǒng)的電力線圖；和
[0022]圖6是顯示在第二實施例中用于設(shè)定第二極限的過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]參照【專利附圖】
【附圖說明】本公開的多個實施例。對應(yīng)于前述說明書中所述的部件和零件的部件和零件可以由相同的附圖標記表示并且可以不重復(fù)描述。在僅描述部件或零件的一部分的情況下，可以引入其它描述中對部件或零件的其余部分的其它描述。
[0024]多個實施例可以以在以下說明中被清楚描述的一些形式部分結(jié)合或部分互換。另夕卜，應(yīng)該理解的是，除非出現(xiàn)問題，實施例則可以以沒有被清楚指明的一些形式部分結(jié)合或部分互換。
[0025]第一實施例[0026]以下，詳細地參照圖1-4描述本公開的第一實施例。圖1顯示包括具有多個電池組I的電池系統(tǒng)的電力線系統(tǒng)。電池組中的每一個都由諸如la、lb和In的后綴來識別。對于諸如工廠或建筑物的大用戶來說，多個電池組被組合以存儲電力。電池組I具有電池2和雙向電源電路(BDPS) 12。電池2可以由鋰離子電池或鎳氫電池提供。BDPS12具有對電池2執(zhí)行充電和放電的DC / DC轉(zhuǎn)換器。類似地，電池2中的每一個都由諸如2a、2b和2n的后綴來識別。每一個BDPS12由諸如12a、12b和12η的后綴識別。
[0027]系統(tǒng)經(jīng)由所謂的3相3線式連接的連接與工業(yè)電源100連接。在本實施例中，工業(yè)電源100供應(yīng)60Hz、200V額定電壓的AC電力。系統(tǒng)具有與工業(yè)電源100連接的AC線4。AC線4還可以被稱作為AC總線4。系統(tǒng)具有連接到AC總線4的AC側(cè)電源5、第一 AC充電器(ACCHl)6、第二 AC充電器(ACCH2)7、和AC負載8。AC側(cè)電源由太陽能發(fā)電裝置5提供。第一 AC充電器6和第二 AC充電器7分別具有3kW的電容量。AC負載8可以包括諸如照明裝置等的普通設(shè)備。
[0028]AC側(cè)電源5具有一個或多個電力調(diào)節(jié)器系統(tǒng)(PCS)50，所述電力調(diào)節(jié)器系統(tǒng)中的每一個都與太陽能電池連接。PCS50具有DC / AC換流器和配電控制器。在本實施例中，AC側(cè)電源5具有多個PCS5，所述PCS5包括主機和輔助機器。PCS5的每一個標準輸出在3相AC中為IOkff0
[0029]系統(tǒng)具有額定電壓為380V的DC線9。直流變換器線9還可以被稱作為DC總線9。電池組I連接到DC總線9。輸電網(wǎng)互連式AC / DC變換器(AC / DC) 10設(shè)置在AC總線4與DC總線9之間。輸電網(wǎng)互連式AC / DC變換器10還可以被稱為AC / DC變換器(AC /DC) 10。AC / DClO具有25kw的標準輸出。
[0030]系統(tǒng)具有至少一個DC中速充電器(DCCH) 11，所述DC中速充電器具有小于25kw的標準輸出。在本實施例中，系統(tǒng)具有多個DC中速充電器11。第一至第三DC中速充電器(DCCH1、DCCH2、DCCH3) 11 由后綴 IlaUlb 和 Ilc 識別。DCCHll 連接到 DC 總線 9。DCCHll提供連接到DC總線9的DC負載。
[0031]第一電池組Ia具有第一 BDPS12a。第二電池組IB具有第二 BDPS12b。第三電池組Ic具有第三BDPS12n。
[0032]圖2是顯示用于電池的充電和放電過程的控制系統(tǒng)的方框圖。雖然在圖1中沒有示出，但是雙向電源電路(BDPS) 12具有提供電池管理單元(BMU) 15的控制器。各個電池組I中的BMU15中的每一個都由諸如15a、15b和15η的后綴識別。
[0033]BMU15檢測充電狀態(tài)SOC和關(guān)于電池2失效的信息FAIL。
[0034]系統(tǒng)具有多個BMU15，所述BMU15包括主BMU (MSTBMU) 15a和附屬BMU(SLVBMU) 15b-15n。MSTBMU15a 具有管理 SLVBMU15b_15n 的主功能。MSTBMU15a 由可以為更高級別的控制器的另一個控制器16控制。控制器16還可以被稱為中央控制器或中央電力控制器。控制器(HLCON) 16將作為控制指令的第一極限LI發(fā)送給MSTBMU15a。提供第一極限LI以限制將要被充電和放電的電力量。
[0035]BMU15被容納在電池組I內(nèi)。HLC0N16可以設(shè)置在任意位置，并且被設(shè)置為具有顯示器的監(jiān)控控制裝置，所述顯示器顯示系統(tǒng)的操作條件。
[0036]HLC0N16執(zhí)行對于每一個預(yù)定控制周期校E第一極限LI的模擬預(yù)測控制，同時監(jiān)控關(guān)于屬于系統(tǒng)的多個電池組I的信息。例如，HLCON16監(jiān)控充電量，即，電池2中的電荷的剩余量。在公開為 JP2013-27214A、US2013 / 024035A1 或 DE102012212878A1 的日本專利申請第2011-161465號中公開了模型預(yù)測控制，其中所述專利申請的內(nèi)容通過引用在此并入。
[0037]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，HLC0N16可以在不監(jiān)控電池組I中的每一個的條件和電池組I的總數(shù)量的情況下僅指示第一極限LI。第一極限LI最后可以被轉(zhuǎn)換成適于電池2的條件的控制指令的值。HLC0N16對每一個預(yù)定控制周期校正第一極限LI，同時監(jiān)控諸如電池組I中的所有電池2中的充電量的信息。因此，鑒于長期操作，由HLC0N16編程并實現(xiàn)的意圖將反映在整個系統(tǒng)的控制中。
[0038]HLC0N16具有執(zhí)行用于電池的充電和放電操作的計劃功能的塊。計劃功能限定充電和放電操作的方案，例如，所述方案可以由時間和充電和放電電流的值表示。第一極限LI對應(yīng)于根據(jù)由方案限定的電流值獲得的指令值(即，控制指令)。因此，第一極限LI作為根據(jù)時間而改變的值被獲得?？梢酝ㄟ^考慮系統(tǒng)中的電力的生產(chǎn)和系統(tǒng)中的電力的消耗由最優(yōu)化操作計算所述計劃(即，第一極限LI)。
[0039]MSTBMU15a具有執(zhí)行中央管理功能(CNMF)和本地管理功能(LCMF)兩者的塊。SLVBMU15b和15η具有執(zhí)行本地管理功能(LCMF)的塊。在多個電池組I中選擇的僅一個電池組Ia具有用于多個電池2的綜合管理功能以執(zhí)行主功能。
[0040]在多個電池組I中的沒有主功能的電池組I中的每一個SLVBMU15b和15η都連接到MSTBMU15a，并通過MSTBMU15a從HLC0N16接收控制指令。
[0041]MSTBMU15a將關(guān)于電池組I的綜合電池組信息發(fā)送給HLC0N16。所述信息可以包括指示電池組I的失效的失效信息(FAIL)關(guān)于電池組I的充電狀態(tài)的電容量信息(SOC)。HLC0N16根據(jù)接收到的關(guān)于電池組I的信息和充電和放電方案的計劃計算關(guān)于第一極限LI的信息，并將作為控制指令的信息提供給MSTBMU15a。SOC是“充電狀態(tài)”的縮寫，并且表示實際上在該階段可使用的電池的電容量。例如，當電池2被完全充電時，SOC為100%，而當電池2被完全放電時，SOC為0%。
[0042]MSTBMU15a接收關(guān)于第一極限LI的信息。MSTBMU15a根據(jù)第一極限LI將關(guān)于第二極限L21、L22、L2N的信息分配給電池組I中的LCMF中的每一個，包括MSTBMU15a中的LCMF。換句話說，用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成接收關(guān)于第一極限LI的信息。用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成根據(jù)第一極限LI將關(guān)于第二極限L21-L2N的信息分配給電池組I中的本地管理功能塊。
[0043]因此，每一個BMU15a、15b、15n分別接收第二極限L21、L22、L2N。接著，每一個BMU15a, 15b、15η根據(jù)電池組I中電池2的失效信息FALL和電容量信息SOC分別將關(guān)于第三極限L31、L32、L3N的信息提供給BDPS12a、12b、12η。第一極限LI大于第二極限L21-L2N中的每一個。第二極限L21-L2N中的每一個等于或大于第三極限L31-L3N中相應(yīng)的一個。
[0044]HLC0N16具有用于執(zhí)行安排電池組I的充電和放電的計劃功能的塊。HLC0N16計劃可以最小化來自諸如工業(yè)電源100的外部電源的電力消耗的用于充電和放電的安排表。HLC0N16根據(jù)顯示系統(tǒng)的操作條件的信息計劃所述安排表。所述信息可以包括提供AC側(cè)電源5的太陽能發(fā)電裝置的狀態(tài)、電氣負載6-8、lla-llc上的電力需求的估算、和來自MSTBMU15a的關(guān)于電池組I的綜合電池組信息。HLC0N16根據(jù)安排表將關(guān)于第一極限LI的信息提供給MSTBMU15a。第一極限LI被設(shè)定以限制通過電池2的充電和放電電流的量，SP，將充電和放電的電力限制在一范圍內(nèi)。所述范圍被設(shè)定以實現(xiàn)安排表并將電池保持在適當?shù)牟僮鳁l件下。
[0045]MSTBMU15a中的CNMF通過分別將第二極限L21、L22、L2N發(fā)送(即，分配)給LCMF來控制電池組I中的每一個中的LCMF。電池組I中的每一個中的LCMF接收第二極限L21、L22、L2N中相應(yīng)的一個。電池組I中的每一個中的LCMF根據(jù)第二極限L21、L22、L2N中相應(yīng)的一個和電池組I中相應(yīng)的一個中的電池2的狀態(tài)設(shè)定第三極限L31、L32、L3N中相應(yīng)的一個。
[0046]每一個控制器都是電動控制單元(ECT)?？刂破骶哂兄辽僖粋€處理單元(CPU)和被設(shè)置為存儲一組程序和數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)的至少一個存儲裝置(MMR)?？刂破髟O(shè)有具有可通過計算機讀取的存儲介質(zhì)的微型計算機。存儲介質(zhì)是存儲可由計算機讀取的程序的非臨時性存儲介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以由諸如固態(tài)存儲裝置和磁盤存儲器的裝置提供。控制器設(shè)有一個計算機、或通過數(shù)據(jù)通信裝置連接的一組計算機資源。程序在由控制器執(zhí)行時使控制器用作本說明書中所述的裝置，并使控制器執(zhí)行本說明書中所述的方法。控制器提供多個各種元件。這些元件中的至少一部分可以被稱作用于執(zhí)行功能的裝置，另一方面，這些元件中的至少一部分可以被稱作結(jié)構(gòu)塊或模塊。
[0047]圖3是顯示在第一實施例中用于設(shè)定第二極限的過程的流程圖。在用于MSTBMU15a中的CNMF的塊中執(zhí)行所述過程。所述過程設(shè)定第二極限L21-L2N以通過多個電池組I共享和分配第一極限LI。當過程開始時，在S31中，MSTBMU15a中的塊輸入來自存儲裝置的第一極限LI。MSTBMU15a具有存儲從HLC0N16重復(fù)接收并被重復(fù)更新的第一極限LI的存儲裝置。
[0048]在步驟S32中，第一極限LI的值被電池組I的總數(shù)η均等劃分。在步驟S33中，根據(jù)在步驟S33中計算的值設(shè)定第二極限L21-L2N。第二極限L21-L2N被設(shè)定以由電池組I共享第一極限LI。換句話說，第一極限LI被分配給第二極限L21-L2N。用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成通過使第一極限LI平均除以電池組I的總數(shù)來分配關(guān)于第二極限L21-L2N的信息。在系統(tǒng)具有三個電池組I的情況下，將通過使第一極限LI除以數(shù)字“3”獲得的計算值通過將所述計算值分別設(shè)定到第二極限L21-L2N而被賦予給電池組Ia-1n中的每一個。即，通過將計算值設(shè)定到第二極限L21-L2N而將第一極限LI的I / 3分配給電池組la-ln。
[0049]說明用于根據(jù)第二極限L21-L2N設(shè)定第三極限L31-L3N的過程。圖4是顯示所述過程的流程圖。本過程可以用于該實施例和隨后的實施例兩者中。該過程顯示用于根據(jù)第二極限L21-L2N設(shè)定第三極限L31-L3N的過程。在用于設(shè)置在電池組I中的BMU15a、15b和15η中的每一個中的LCMF的塊中執(zhí)行用于設(shè)定第三極限的過程。
[0050]當過程開始時，在S41中，BMU15中的塊確定BMU15是否具有指示電池組I中的電池2的過充電、過放電或過溫度中的一個的信息。過充電、過放電、和過溫度是顯示失效的信息的示例。可以根據(jù)電池2的輸出端子上的電壓等確定過充電和過放電。
[0051]在BMU15正在檢測顯示過充電、過放電或過溫度中的至少一個的信息的情況下，過程進行到S42。在S42中，對于其上發(fā)生過充電、過放電或過溫度中的至少一個的電池組1，BMU15將0(零)設(shè)定給第三極限L31-L3N，所述第三極限由圖4中變量“ireq”顯示。
[0052]在BMU15沒有檢測到顯示過充電、過放電或過溫度中的至少一個的信息的情況下，過程進行到S43。在S43中，BMU15確定第二極限L21-L2N是否在預(yù)定范圍內(nèi)。預(yù)定范圍由放電極限Pmin⑴和充電極限Pmax⑴確定。放電極限Pmin⑴還可以被稱為具有負值的最大放電電容量。充電極限Pmax(t)還可以被稱為具有正值的最大充電電容量。
[0053]分別由BMU15中的LCMF設(shè)定放電極限Pmin⑴和充電極限Pmax(t)。可以通過使用映射根據(jù)作為電池2中的單元的電池單元的單元溫度和單元電壓計算放電極限Pmin(t)和充電極限Pmax(t)。映射可以以數(shù)據(jù)形式被預(yù)先存儲在BMU15中的存儲裝置中?？梢愿鶕?jù)實驗工作預(yù)先確定映射。映射顯示電池溫度、電池電壓、放電極限Pmin(t)和充電極限Pmax (t)之間的關(guān)系。
[0054]在第二極限滿足上限和下限的情況下，過程分支為是，并進行到S44。在S44中，BMU15將第三極限L31-L3N(ireq)設(shè)定到被輸送給電池組I的第二極限L21-L2N的相同值。
[0055]在第二極限不滿足上限和下限兩者的情況下，過程分支到否，并進行到S45。在S45中，BMU15將第三極限L31-L3N(ireq)設(shè)定到放電極限Pmin(t)或充電極限Pmax(t)的相同值。換句話說，第三極限L31-L3N(ireq)在放電極限Pmin(t)或充電極限Pmax(t)之間。因此，通過BDPS12以電池2的最大電容量控制電池2的充電和放電。
[0056]根據(jù)本實施例，電池系統(tǒng)包括多個電池組I (la、lb、In)。電池組中的每一個都包括電池2 (2a、2b、2n)、給電池2充電和使電池2放電的雙向電源電路12 (12a、12b、12η)和檢測電池2的失效和電池2的充電狀態(tài)的電池管理單元15 (15a、15b、15η)。系統(tǒng)包括與電池組I連接的DC線9。系統(tǒng)包括連接到DC線9的DC負載11 (11a、lib、lie)。
[0057]選自電池組I的一個電池組Ia具有主功能。為了執(zhí)行主功能，MSTBMU15a具有中央管理功能塊(CNMF)。系統(tǒng)包括將控制指令發(fā)送給電池組I的控制器(HLCON) 16。HLC0N16將第一極限LI作為控制指令發(fā)送給MSTBMU15a中的CNMF。
[0058]電池組I中不執(zhí)行主功能的其余電池組lb、ln中的每一個都具有連接到MSTBMU15a并被配置成通過MSTBMU15a從HLC0N16接收控制指令的電池管理單元(SLVBMU) 15b、15η。用于主功能的電池管理單元15a被配置成將與多個電池組I的失效信息和電池組I的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息發(fā)送給控制器16。
[0059]HLCON16根據(jù)接收到的關(guān)于電池組I的信息和充電和放電方案的計劃計算關(guān)于第一極限LI的信息，并將該信息作為控制指令提供給MSTBMU15a。
[0060]MSTBMU15a接收關(guān)于第一極限LI的信息。MSTBMU15a根據(jù)第一極限LI將關(guān)于第二極限L21、L22、L2N的信息分配和提供給電池組I中的每一個LCMF，包括MSTBMU15a中的LCMF0
[0061]電池組I中的本地管理功能塊中的每一個都被配置成接收關(guān)于第二極限L21-L2N的信息的分配。電池組I中的本地管理功能塊中的每一個都被配置成根據(jù)電池組I中相應(yīng)的一個的電池2的失效信息或充電狀態(tài)將與第三極限L31-L3N有關(guān)的信息提供給電池組I中相應(yīng)的一個中的雙向電源電路12。
[0062]在多個電池組I中的沒有主功能的電池組I中的SLVBMU15b和15η中的每一個都連接到MSTBMU15a，并通過MSTBMU15a從HLC0N16接收控制指令。與其中HLC0N16直接控制每一個電池組I的充電狀態(tài)和放電狀態(tài)的情況相比較，可以執(zhí)行與電池2的狀態(tài)相匹配的控制。換句話說，通過將作為最終控制指令的第三極限L31-L3N提供給BDPS12，同時考慮每一個電池組I中的電池2的狀態(tài)和作為來自HLC0N16的控制指令的第一極限LI，可以控制每一個電池組I。
[0063]因此，控制器可以作為單個部件管理多個電池組，并且可以以逐一的方式精確地控制電池組。
[0064]第一極限LI大于第二極限L21-L2N中的每一個。第二極限L21-L2N中的每一個等于或大于第三極限L31-L3N中相應(yīng)的一個。
[0065]即使在第一極限I和第二極限L21-L2N為較大值的情況下，也可以通過將第三極限L31-L3N設(shè)定成較小值來執(zhí)行對電池組I中的每一個的精確控制。
[0066]系統(tǒng)具有經(jīng)由AC / DC變換器10連接到DC線9并連接到工業(yè)電源100的AC線
4?？梢越?jīng)由AC / DClO通過工業(yè)電源100給每一個電池2充電?？梢詫碜怨I(yè)電源100的電力供應(yīng)給連接到DC線9的負載I la-1 lc。
[0067]控制器16具有計劃充電和放電安排表的計劃功能塊?？刂破?6估算AC側(cè)電源5的發(fā)電狀態(tài)?？刂破?6估算電氣負載6-7、lla-llc的電力需求?？刂破?6從MSTBMU15a接收作為與電池組I中的電池2的充電狀態(tài)和失效有關(guān)的綜合信息的電池組信息?？刂破?6根據(jù)接收到和估算的信息計劃最小化來自工業(yè)電源100的電力消耗的充電和放電安排表。根據(jù)顯示至少包括DC線(9)上的DC負載(11)的電氣負載(6-7，11)上的電力需求的估算的的信息、和與來自用于主功能的電池管理單元(15a)的電池組I的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息，計劃充電和放電安排表以最小化來自工業(yè)電源100的電力消耗。
[0068]控制器16根據(jù)計劃的安排表設(shè)定第一極限LI并將第一極限LI提供給用于主功能的電池管理單元15a?？梢詫崿F(xiàn)能最小化來自工業(yè)電源100的電力消耗的充電和放電安排表。
[0069]根據(jù)每一個電池組I中的電池2的狀態(tài)，每一個BMU15中的LCMF可以修改第二極限L21-L2N中的作為來自MSTBMU15a中的CNMF的指令被發(fā)送的相應(yīng)的一個第二極限。第三極限L31-L3N是修改的結(jié)果。
[0070]根據(jù)每一個電池組I中的電池2的狀態(tài)，每一個BMU15中的LCMF可以修改第二極限L21-L2N中相應(yīng)的一個。因此,在系統(tǒng)嚴重失效之前,根據(jù)諸如過充電或過放電的電池2的狀態(tài)，可以將第二極限L21-L2N中相應(yīng)的一個修改到適當?shù)闹?，第三極限?？梢员Ｗo電池2。
[0071]因為根據(jù)諸如由HLC0N16估算的發(fā)電量的估算結(jié)果設(shè)定第一極限LI，因此第一極限LI不可靠。然而，可以將第一極限LI修改成為第三極限的值，所述第三極限反映了每一個電池2的狀態(tài)。HLC0N16可僅指示第一極限LI，而不監(jiān)控電池組中的每一個的狀態(tài)和電池組I的總數(shù)。第一極限LI可以被轉(zhuǎn)換成最終適于電池2的狀態(tài)的控制指令的值，即第三極限 L31-L3N。
[0072]在相應(yīng)的BMU15中的LCMF來設(shè)定第三極限，所述LCMF可以檢測和識別關(guān)于電池2的詳細信息。因此，可以在不需要發(fā)出關(guān)于電池2的諸如關(guān)于電池單元的信息的信息而根據(jù)電池2的狀態(tài)設(shè)定第三極限L31-L3N。因此，可以減少通信負載。
[0073]在第一實施例中，用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成通過使第一極限LI平均除以電池組I的總數(shù)來分配關(guān)于第二極限L21-L2N的信息。
[0074]因此，MSTBMU15a中的電池管理單元可以容易地將第一極限LI分成第二極限L21-L2N并將所述第二極限分配給每一個電池組I中相應(yīng)的LCMF。[0075]因為通過使第一極限LI除以電池組I的數(shù)量來設(shè)定第二極限L21-L2N，因此第二極限L21-L2N的總數(shù)量不會超過第一極限LI。因此，可以反應(yīng)HLC0N16對多個電池2充電和放電控制的意圖。
[0076]用于MSTBMU15a中的CNMF的塊從HLC0M16檢索被設(shè)定為限制充電和放電階段中的電流值或電力值的第一極限LI。用于每一個BMU15中的LCMF的塊通過使用映射根據(jù)電池組中的單元電池的溫度和單元電池的電壓設(shè)定電池2的放電極限Pmin(t)和充電極限Pmax (t)。
[0077]每一個BMU15具有存儲是映射的存儲裝置。映射顯示電池單元溫度、電池單元電壓、放電極限Pmin(t)和充電極限Pmax(t)之間的關(guān)系?？梢愿鶕?jù)實驗工作預(yù)先確定映射。當?shù)诙O限L21-L2N在介于放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)時，LCMF分配第二極限L21-L2N作為第三極限L31-L3N。
[0078]電池組I中的電池管理單元15中的本地管理功能塊修改來自中央管理功能塊的第二極限L21-L2N以設(shè)定第三極限L31-L3N。根據(jù)顯示電池組中的電池2的狀態(tài)的過充電、過放電和過溫度中的至少一個或其組合修改第二極限L21-L2N。電池管理單元15中的本地管理功能塊被配置成調(diào)節(jié)相應(yīng)的第三極限L31-L3N。
[0079]本地管理功能塊響應(yīng)于檢測到電池組I中的電池2中的過充電、過放電和過溫度中的至少一個將第三極限L31-L3N調(diào)節(jié)到O (零)，而與第二極限L21-L3N無關(guān)?？蛇x地，本地管理功能塊可以響應(yīng)于檢測到電池組I中的電池2中過充電、過放電和過溫度中的至少一個將第三極限L31-L3N調(diào)節(jié)到減小的值，而與第二極限L21-L3N無關(guān)。即使在諸如過充電、過放電或過溫度的異常狀態(tài)下也可以安全地控制電池。
[0080]當?shù)诙O限L21-L2N在介于放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)時，本地管理功能塊使用第二極限L21-L2N作為第三極限L31-L3N “ireq”。當?shù)诙O限L21-L3沒有在放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)時，本地管理功能塊將第三極限L31-L3N調(diào)節(jié)到充電極限或放電極限，而與第二極限L21-L3N無關(guān)。
[0081 ] 換句話說，電池管理單元15中的本地管理功能塊被配置成根據(jù)電池2中的溫度和電壓計算充電極限和放電極限。電池管理單元15中的本地管理功能塊被配置成將第三極限L31-L3N提供給BDPS12。電池管理單元15中的本地管理功能塊被配置成提供被調(diào)節(jié)為在放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)的第三極限L31-L3N。在控制給電池2充電和使電池2放電中，可以考慮由本地管理功能塊監(jiān)控的電池2的狀態(tài)以提供適當?shù)目刂啤?br> [0082]由電池組I中的本地管理功能塊設(shè)定第三極限。因此，可以根據(jù)電池2的狀態(tài)設(shè)定第三極限L31-L3N。另外，不需要將諸如電池單元的溫度的本地信息發(fā)送給其它功能塊，因此可以減少通信負載。
[0083]第二實施例
[0084]在隨后的實施例中，主要說明與先前的實施例不同的結(jié)構(gòu)和特征，并且先前實施例中的相同或相應(yīng)的部件可以通過使用相同的附圖標記或符號表示以免累贅。在第一和第二實施例中，相同的部件由相同的附圖標記或符號表示。對于這些部件，可以合并先前的描述。
[0085]圖5是顯示根據(jù)本公開的第二實施例的電池系統(tǒng)的電力線圖。電池系統(tǒng)還具有DC側(cè)電源13。DC側(cè)電源13連接到DC線9。DC側(cè)電源13具有多個太陽能發(fā)電裝置。太陽能發(fā)電裝置中的每一個都經(jīng)由DC / DC轉(zhuǎn)換器(DC / DC) 14連接到直流線9。根據(jù)本實施例,可以通過DC線9由DC側(cè)電源13給電池組I中的每一個中的電池2充電。另外，或可選地，可以從DC側(cè)電源13將電力供應(yīng)給連接到DC線9的DC負載I la_l Ic。
[0086]可以通過圖2說明第二實施例中的用于給電池充電和使電池放電的控制系統(tǒng)。在第二實施例中，MSTBMU15a中的CNMF也設(shè)定第二極限L21-L2N并將第二極限L21-L2N分配給電池組I。在第二實施例中，CNMF根據(jù)電池組I中相應(yīng)的一個的充電和放電狀態(tài)執(zhí)行設(shè)定和分配功能。詳細地，CNMF根據(jù)電池組I中相應(yīng)的一個的SOC執(zhí)行設(shè)定和分配功能。因為通過考慮電池組I的狀態(tài)執(zhí)行極限LI到電池組I的分配，因此可以避免或減少電池組I中的每一個的過載或過度工作。
[0087]圖6顯示用于設(shè)定第二極限L21-L2N的過程。
[0088]當過程開始時，在S61中，MSTBMU15a中的塊輸入來自存儲裝置的第一極限LI。MSTBMU15a具有存儲從HLC0N16重復(fù)接收并被重復(fù)更新的第一極限LI的存儲裝置。在S62中，MSTBMU15a根據(jù)電池2中相應(yīng)的一個的性能比設(shè)定第二極限L2i(i = 1-N)以通過電池組I共享第一極限LI。電池2的性能比顯示一個電池2的性能與系統(tǒng)中的電池2的總性能的比值。
[0089]詳細地，電池2可以在放電和充電期間以不同的方式工作。因此，在該實施例中，在放電階段和充電階段使用不同的比值。當系統(tǒng)要求電池2放電時，在放電階段，電池2的性能可以由放電SOC比DHR表示。DHR顯示一個電池2的可放電電力與電池2的總可放電電力的比值。DHR的值為O到1.0。當系統(tǒng)要求給電池2充電時，在充電階段，電池2的性能可以由充電SOC比CHR表示。CHR顯示一個電池2的可充電電力與電池2的總可充電電力的比值。CHR的值從O到1.0。因此，在該實施例中，根據(jù)電池2的性能比(例如，DHR和/或CHR)分配第一極限LI。對電池組I中的每一個計算DHR和CHR。將存在DHRi (i = O至N)和 DHRi (i = O 至 N)。
[0090]在放電階段，MSTBMU15a根據(jù)值Bi(i = I至N)將第一極限LI分成第二極限L2i (i=I至N)。根據(jù)DHR劃分第一極限LI。接著，MSTBMU15a將第二極限L2i賦予給電池組I中相應(yīng)的一個。設(shè)定第二極限L2i使得值Bi變得越大，電池2放出更多的電力。因此，當值Bi變得越大并且占總SOC的部分越多時，一個電池2放出更多的電力。
[0091]在系統(tǒng)具有“N”個電池組I的情況下，每一個電池組I都具有SOC值B1、B2……
BN0可以通過使Bi除以總SOC來計算比值DHRi，即，DHRi = Bi / (B1+B2+......BN)?？梢?br> 通過將DHRi應(yīng)用到第一極限LI來計算第二極限L2i。因此，可以根據(jù)可放電電容量的比值劃分第一極限LI。換句話說，當電池2被充以更多量的電力時，即，具有較大的SOC的值Bi時，一個電池組I被賦予值變得較大的第二極限L2i。因此，當一個電池組I具有較大的SOC的值Bi時，允許一個電池組I放出較大電力?？蛇x地，代替S0C，可以使用電池2的輸出端子上的電壓。
[0092]在充電階段，MSTBMU15a根據(jù)值Bi(i = I至N)將第一極限LI分成第二極限L2i (i=I至N)。根據(jù)CHR劃分第一極限LI。接著，MSTBMU15a將第二極限L2i賦予給電池組I中相應(yīng)的一個。設(shè)定第二極限L2i使得值Bi變得越小，電池2被充以更多的電力。因此，當值Bi變得越小并且占總SOC的部分越少時，一個電池2被充以更多的電力。
[0093] 可以通過使IOO-Bi除以總可充電電容量來計算CHRi，即，CHRi=(IOO-Bi) /(IOO-Bl)+ (100-B2)+……(100-BN))?？梢酝ㄟ^將CHRi應(yīng)用到第一極限LI來計算第二極限L2i。因此，可以根據(jù)可充電電容量的比值劃分第一極限LI。換句話說，當電池2被充有少電力量時，即，具有較小的SOC的值Bi時，一個電池組I被賦予值變得較大的第二極限L2i。因此，當一個電池組I具有較小的SOC的值Bi時，允許一個電池組I被充有大電力。
[0094]在該實施例中，系統(tǒng)具有連接到DC線9的DC側(cè)電源13?？梢越?jīng)由DC線9從DC側(cè)電源13給電池2充電?？梢越?jīng)由DC線9將來自DC側(cè)電源13的電力供應(yīng)給DC負載Ila-1lc0
[0095]用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成根據(jù)電池組I的充電狀態(tài)的值分配與第二極限L21-L2N有關(guān)的信息。MSTBMU15a被配置成根據(jù)電池組I的充電和放電狀態(tài)的值分配與第二極限L21-L2N有關(guān)的信息。據(jù)此，因為考慮到每一個電池組I的充電和放電狀態(tài)的來執(zhí)行第二極限L21-L2N的分配，因此可以提高之后控制器精確地進行計劃的充電和放電的可能性，并且可以有效地執(zhí)行充電和放電。[0096]在該實施例中，設(shè)定第一至第三極限以滿足以下關(guān)系:L1>L21-L2N>=L31-L3N.[0097]控制器16控制到電池組I的第一極限LI。在電池組I中，中央管理功能塊監(jiān)控電池2的充電和放電電容量和電池2中的諸如SOC的充電量。中央管理功能塊將第一極限LI分配給第二極限L21-L2N。本地管理功能塊根據(jù)電池2的狀態(tài)將第二極限修改成第三極限 L31-L3N。
[0098]因為根據(jù)諸如由控制器16估算的發(fā)電量的估算結(jié)果設(shè)定第一極限LI，因此第一極限LI不可靠。然而，可以將第一極限LI修改成為第三極限的值，所述第三極限反映了每一個電池2的狀態(tài)。。根據(jù)該配置，控制器16可以在不監(jiān)控電池組I中的每一個的狀態(tài)和電池組I的總數(shù)量的情況下僅指示第一極限LI。第一極限LI最后可以被轉(zhuǎn)換成適于電池2的狀態(tài)的控制指令的值，即第三極限L31-L3N。
[0099]反之，可能存在充電電流或放電電流不能被限制在由控制器16計劃的水平的問題。充電電流和放電電流可以被充電電力(功率)和放電電力(功率)替代。然而，該問題可以通過執(zhí)行模型預(yù)測控制同時監(jiān)控整個電池2的SOC等來解決。例如，如日本專利申請第2011-161465中所公開的，控制器16可以對每一個控制周期校正第一極限LI，即，計劃安排表。因此，鑒于長期目的，可以反應(yīng)控制器16對充電電流控制或放電電流控制的意圖。
[0100]本實施例中的對第三極限L31-L3N的計算過程與圖6中所述的相同。因此，在本實施例中，如下執(zhí)行每一個BMU15中的本地管理功能塊中的極限值的修改。如圖6所示，MSTBMU15a通過根據(jù)關(guān)于電池組I中的每一個中的電池2的剩余電容量的信息修改第一極限LI來計算與關(guān)于電池組I中的剩余電容量的信息相匹配的第二極限L21-L2N?？梢杂蒘OC提供關(guān)于電池組I中的每一個中的電池2的剩余電容量的信息，并且可以由電池的端子上的電壓代替所述信息。
[0101]接著，類似于圖4中所示，例如S43，每一個BMUl5檢測過充電、過放電或、過溫度，并將第三極限L31-L3N或ireq設(shè)定到O (零)以在系統(tǒng)達到嚴重失效之前限制充電電流或放電電流。充電電流或放電電流可以被充電電力(功率)或放電電力(功率)代替。每一個BMU15可以將第三極限L31-L3N或ireq設(shè)定到可以避免系統(tǒng)嚴重失效的減小的值。SP，每一個BMU15設(shè)定第三極限L31-L3N(ireq)以當檢測到諸如電池2的單元的過溫度的異常時將充電電流或放電電流控制到0(零)。[0102]如S42所示，在系統(tǒng)可能由過充電或過放電引起嚴重失效之前，每一個BMU15將第三極限L31-L3N(ireq)設(shè)定到O (零)，而與第二極限L21-L2N無關(guān)。如S42所示，在系統(tǒng)可能由于電池2中的單元的溫度的過度增加導致嚴重失效之前，每一個BMU15還將第三極限L31-L3N(ireq)到O (零)，而與第二極限L21-L2N無關(guān)。
[0103]在沒有關(guān)于諸如過充電、過放電或過溫度的失效的信息的情況下，每一個BMU15以以下方式設(shè)定第三極限L31-L3N(ireq)。在S44中，每一個BMU將第三極限L31-L3N (i re q)設(shè)定到在充電極限與放電極限之間的范圍內(nèi)的第二極限L21-L2N的相應(yīng)值。充電極限還可以被稱為最大充電電流。放電極限還可以稱為最大放電電流。在S45中，每一個BMU將第三極限L31-L3N(ireq)設(shè)定到充電極限或放電極限的對應(yīng)值。
[0104]因此，每一個BMU15執(zhí)行反失效措施，同時根據(jù)關(guān)于每一個電池組I中的電池2的剩余充電電容量的信息盡可能大地設(shè)定第三極限。反失效措施包括針對諸如過充電和過放電的過載的措施和針對諸如每一個電池組I中的電池2的單元溫度的過溫度的過溫度的措施中的至少一個。因為每一個電池組I可以執(zhí)行防失效措施，因此與以遙控方式檢測失效并執(zhí)行反失效措施的系統(tǒng)相比較，可以減少通信負載。
[0105]其它的實施例
[0106]已經(jīng)描述了本公開的優(yōu)選實施例。然而，本公開不局限于上述實施例，而是可以在不背離本公開的精神和范圍的情況下以多種方式修改以上實施例。上述實施例的配置僅是示例。因此就廣義而言，所述示例不受限于所示和所述的具體細節(jié)、代表性設(shè)備和示例性示例。本公開的范圍由權(quán)利要求的保護范圍顯示，并且還包括等于并在權(quán)利要求的保護范圍的相同范圍內(nèi)的變化。
[0107]在上述實施例中，電池組是固定式的。然而，至少一個電池組或所有電池組可以由諸如安裝在車輛上的電池的可移動電池提供。例如，系統(tǒng)通過將電池連接在車輛上來提供電池組。在這種情況下，可以通過改變車輛的數(shù)量改變電池的數(shù)量。每一個車輛都具有作為SLVBMU或MSTBMU工作的BMU。第一、第二和第三極限可以被設(shè)置為限制的電流值或功率值。
[0108]在上述實施例中，響應(yīng)于諸如過充電、過放電和過溫度的異常事件，第三極限被設(shè)定到0(零)?？蛇x地，第三極限可以被設(shè)定為允許從異常事件的恢復(fù)措施的減小值。
[0109]雖然已經(jīng)參照本公開的實施例描述了本公開，但是要理解的是本公開不局限于所述實施例和結(jié)構(gòu)。本公開旨在涵蓋各種修改和等效結(jié)構(gòu)。另外，雖然各種組合和結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，但是包括或多或少或僅單個元件的其它組合和結(jié)構(gòu)也在本公開的精神和保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池系統(tǒng),包括: 多個電池組(I)； DC線(9)，電池組連接到所述DC線；和 控制器(16)，所述控制器將控制指令發(fā)送給電池組，其中電池組中的每一個包括:電池⑵；給電池充電和使電池放電的雙向電源電路(12);和檢測電池的失效和電池的充電狀態(tài)的電池管理單元(15)，以及其中 選自電池組(1)中的一個電池組(Ia)具有電池管理單元(15a)，所述電池管理單元具有執(zhí)行主功能的中央管理功能塊，以及其中 電池組(I)中不執(zhí)行主功能的其余電池組(lb，ln)中的每一個具有電池管理單元(15b，15η)，所述不執(zhí)行主功能的其余電池組的電池管理單元被配置成通過用于主功能的電池管理單元(15a)從控制器(16)接收控制指令，以及其中 用于主功能的電池管理單元(15a)被配置成將與多個電池組(I)的失效信息和電池組(I)的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息發(fā)送給控制器(16)，以及其中 控制器(16)被配置成根據(jù)接收到的電池組信息和由控制器(16)控制的整個系統(tǒng)的控制方案將作為控制指令的與第一極限(LI)有關(guān)的信息提供給用于主功能的電池管理單元(15a)，以及其中 所述與第一極限(LI)有關(guān)的信息包括限制電池組⑴中的電池(2)的充電量或放電量的信息，以及其中 用于主功能的電池管理單元(15a)被配置成接收所述與第一極限(LI)有關(guān)的信息并根據(jù)第一極限(L1)將與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息分配給電池組(I)中的本地管理功能塊中的每一個，以及其中 電池組(1)中的本地管理功能塊中的每一個都被配置成接收與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息的分配并根據(jù)電池組⑴中相應(yīng)的一個電池組的電池⑵的失效信息或充電狀態(tài)將與第三極限(L31-L3N)有關(guān)的信息提供給電池組(1)中相應(yīng)的一個電池組中的雙向電源電路(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng),其中 第一極限(LI)大于第二極限(L21-L2N)中的每一個，并且第二極限(L21-L2N)中的每一個等于或大于第三極限(L31-L3N)中相應(yīng)的一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 用于主功能的電池管理單元(15a)中的中央管理功能塊被配置成通過使第一極限(LI)平均除以電池組(I)的總數(shù)量而分配與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 用于主功能的電池管理單元(15a)中的中央管理功能塊被配置成根據(jù)電池組(I)的充電狀態(tài)的值而分配與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 電池管理單元(15)中的本地管理功能塊被配置成根據(jù)電池組(I)中相應(yīng)的一個電池組的電池(2)的失效信息提供第三極限(L31-L3N)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 電池管理單元(15)中的本地管理功能塊被配置成根據(jù)電池(2)中的溫度和電壓計算充電極限和放電極限，以及其中 電池管理單元(15)中的本地管理功能塊被配置成提供在放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)被調(diào)節(jié)的第三極限(L31-L3N)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池系統(tǒng)，其中 電池管理單元(15)中的本地管理功能塊被配置成調(diào)節(jié)第三極限(L31-L3N)，其中 本地管理功能塊響應(yīng)于檢測到電池組(I)中的電池(2)的過充電、過放電和過溫度中的至少一個將第三極限(L31-L3N)調(diào)節(jié)到0(零)或減小的值，而與第二極限(L21-L3N)無關(guān)，以及其中 當?shù)诙O限(L21-L3N)沒有在放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)時，本地管理功能塊將第三極限(L31-L3N)調(diào)節(jié)到充電極限或放電極限，而與第二極限(L21-L3N)無關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 控制器具有計劃功能塊，所述計劃功能塊根據(jù)顯示至少包括DC線(9)上的DC負載(11)的負載(6-7，11)上的電力需求的估算值的信息和來自用于主功能的電池管理單元(15a)的與電池組I的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息，計劃使來自工業(yè)電源(100)的電力消耗最小化的充電和放電安排表，以及其中 控制器根據(jù)計劃的安排表設(shè)定第一極限(LI)并將第一極限(LI)提供給用于主功能的電池管理單元(15a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池系統(tǒng)，進一步地包括: AC線(4)，所述AC線經(jīng)由AC / DC變換器(10)連接到DC線(9)并連接到工業(yè)電源(100)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，進一步包括: 連接到 DC線(9)的DC側(cè)電源(13)。
【文檔編號】H02J7/00GK103904725SQ201310727148
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日
【發(fā)明者】伊藤章 申請人:株式會社電裝
【專利摘要】控制器(16)根據(jù)接收到的關(guān)于電池組(1)的信息和用于充電和放電方案的安排表計算第一極限(L1)，并將用作控制指令的第一極限(L1)提供給主電池管理單元(BMU)(15a)。主BMU(15a)接收第一極限(L1)。主BMU(15a)設(shè)定第二極限(L21-L2N)并將所述第二極限分配給電池組(1)中的本地電池管理功能塊中的每一個。因此，每一個BMU(15a-15n)分別接收第二極限(L21-L2N)。接著，每一個BMU(15a-15n)根據(jù)電池組(1)中的電池(2)的失效信息(FAIL)和電容量信息(SOC)分別將第三極限(L31-L3N)提供給雙向電源電路(12a-12n)。
【專利說明】電池系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種具有多個電池組的電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]JP2008-54439A公開了一種通過考慮住宅中的電力需求管理車輛與住宅之間的電力流動的電源系統(tǒng)。
[0003]電源系統(tǒng)具有檢索與住宅有關(guān)的電力數(shù)據(jù)、星期和日期、時間以諸如天氣的外部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)檢索部。電源系統(tǒng)具有存儲檢索的數(shù)據(jù)的存儲部。電源系統(tǒng)具有對存儲在存儲部中的數(shù)據(jù)執(zhí)行分類和自動學習過程的部分。
[0004]電源系統(tǒng)具有根據(jù)分類和自動學習的數(shù)據(jù)估算住宅中的電力需求并根據(jù)估算的住宅中的電力需求計劃車輛上的電池的放電和充電安排表的計劃部。電源系統(tǒng)進一步具有根據(jù)計劃的安排表產(chǎn)生并輸出用于使電池充電和放電的指令信號的指令部。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]JP2008-54439A僅考慮了車輛上的電池的單個單元，并且沒有公開對多個電池的控制。另一方面，近年來，使用自然能量的電源系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)活躍。在這種系統(tǒng)中，因為來自自然能量的電力供應(yīng)基于環(huán)境是不穩(wěn)定的，因此系統(tǒng)通常由多個電池構(gòu)造。
[0006]類似于太陽能電池面板，電池通常以諸如IOkWh的預(yù)定容量單元被封裝。多個電池被組合以提供大容量。例如，10組IOkWh的電池可以組合以提供IOOkWh的系統(tǒng)。以例如IOkffh的預(yù)定單元封裝的電池有利地確保從例如私人住宅的小型目的到例如用于工廠的大型目的可伸縮性。具體地，可以在私人住宅目的中使用單個IOkWh的組件，而在工廠目的中使用數(shù)百個IOkWh的組件。
[0007]在具有其中設(shè)置多個電池組的大規(guī)模電池系統(tǒng)的電源系統(tǒng)中，控制器可以被配置成執(zhí)行系統(tǒng)中的能量管理。在這種系統(tǒng)中，要求控制器可以控制作為單個部件的電池組。不期望的是控制器以逐一的方式控制電池組。
[0008]這種要求是出于防止控制邏輯由于電池組的數(shù)量變化而變化的原因和減小通信負載的原因而產(chǎn)生的。另一方面，電池組中的每一個都需要根據(jù)電池組本身的狀態(tài)精確地控制。例如，電池組中的每一個都需要對充電和放電的控制、對完全充電的控制、和防止過充電和過放電等的控制。
[0009]上述兩個要求彼此相反。然而,需要同時滿足兩個要求。
[0010]本公開的目的是提供一種具有多個電池組的電池系統(tǒng)，所述多個電池組可以作為單個部件由控制器管理，并且可以以逐一的方式被精確控制。本公開的目的是提供一種能夠滿足兩個要求的電池系統(tǒng)，一個要求是作為單個部件控制電池組，另一個要求是提供對電池組中的每一個電池組的精確控制。
[0011]上述文獻的公開內(nèi)容可以通過引用并入本說明書中，作為對元件的說明。
[0012]根據(jù)本公開，提供了一種電池系統(tǒng)。該電池系統(tǒng)包括:多個電池組(I) ;DC線(9)，電池組連接到所述DC線；和控制器(16)，所述控制器將控制指令發(fā)送給電池組。電池組中的每一個電池組包括:電池⑵；給電池充電和使電池放電的雙向電源電路(12);和檢測電池的失效和電池的充電狀態(tài)的電池管理單元(15)。選自電池組(I)中的一個電池組(Ia)具有電池管理單元(15a)，所述電池管理單元具有執(zhí)行主功能的中央管理功能塊。
[0013]電池組⑴中不執(zhí)行主功能的其余電池組(lb，In)中的每一個具有電池管理單元(15b，15η)，所述電池管理單元被配置成通過用于主功能的電池管理單元(15a)從控制器(16)接收控制指令。用于主功能的電池管理單元(15a)被配置成將與多個電池組(I)的失效信息和電池組(I)的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息發(fā)送給控制器(16)?？刂破?16)被配置成根據(jù)接收到的電池組信息和由控制器(16)控制的整個系統(tǒng)的控制方案將作為控制指令的與第一極限(LI)有關(guān)的信息提供給用于主功能的電池管理單元(15a)。與第一極限(LI)有關(guān)的信息包括限制電池組⑴中的電池(2)的充電量或放電量的信息。用于主功能的電池管理單元(15a)被配置成接收與第一極限(LI)有關(guān)的信息并根據(jù)第一極限(LI)將與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息分配給電池組(I)中的本地管理功能塊中的每一個。電池組(I)中的本地管理功能塊中的每一個都被配置成接收與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息的分配并根據(jù)電池組(I)中相應(yīng)的一個的電池(2)的失效信息或充電狀態(tài)將與第三極限(L31-L3N)有關(guān)的信息提供給電池組(I)中相應(yīng)的一個中的雙向電源電路(12)。
[0014]根據(jù)該實施例，控制器可以作為單個部件管理多個電池組，并且可以以逐一的方式精確地控制電池組。
[0015]在以上部分和權(quán)利要求中所示的括號中的符號僅顯示與隨后作為一個示例所述的實施例中所述的具體元件的相應(yīng)關(guān)系，并且不旨在限制本公開的技術(shù)范圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]本公開的以上及其它目的、特征和優(yōu)點將從參考附圖做出的以下詳細說明變得更加清楚。在附圖中:
[0017]圖1是顯示根據(jù)本公開的第一實施例的具有多個電池的電池系統(tǒng)的電力線圖；
[0018]圖2是顯示第一實施例中的用于充電和放電的控制系統(tǒng)的方框圖；
[0019]圖3是顯示在第一實施例中用于設(shè)定第二極限的過程的流程圖；
[0020]圖4是顯示在第一實施例中用于設(shè)定第三極限的過程的流程圖；
[0021]圖5是顯示根據(jù)本公開的第二實施例的電池系統(tǒng)的電力線圖；和
[0022]圖6是顯示在第二實施例中用于設(shè)定第二極限的過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]參照【專利附圖】
【附圖說明】本公開的多個實施例。對應(yīng)于前述說明書中所述的部件和零件的部件和零件可以由相同的附圖標記表示并且可以不重復(fù)描述。在僅描述部件或零件的一部分的情況下，可以引入其它描述中對部件或零件的其余部分的其它描述。
[0024]多個實施例可以以在以下說明中被清楚描述的一些形式部分結(jié)合或部分互換。另夕卜，應(yīng)該理解的是，除非出現(xiàn)問題，實施例則可以以沒有被清楚指明的一些形式部分結(jié)合或部分互換。
[0025]第一實施例[0026]以下，詳細地參照圖1-4描述本公開的第一實施例。圖1顯示包括具有多個電池組I的電池系統(tǒng)的電力線系統(tǒng)。電池組中的每一個都由諸如la、lb和In的后綴來識別。對于諸如工廠或建筑物的大用戶來說，多個電池組被組合以存儲電力。電池組I具有電池2和雙向電源電路(BDPS) 12。電池2可以由鋰離子電池或鎳氫電池提供。BDPS12具有對電池2執(zhí)行充電和放電的DC / DC轉(zhuǎn)換器。類似地，電池2中的每一個都由諸如2a、2b和2n的后綴來識別。每一個BDPS12由諸如12a、12b和12η的后綴識別。
[0027]系統(tǒng)經(jīng)由所謂的3相3線式連接的連接與工業(yè)電源100連接。在本實施例中，工業(yè)電源100供應(yīng)60Hz、200V額定電壓的AC電力。系統(tǒng)具有與工業(yè)電源100連接的AC線4。AC線4還可以被稱作為AC總線4。系統(tǒng)具有連接到AC總線4的AC側(cè)電源5、第一 AC充電器(ACCHl)6、第二 AC充電器(ACCH2)7、和AC負載8。AC側(cè)電源由太陽能發(fā)電裝置5提供。第一 AC充電器6和第二 AC充電器7分別具有3kW的電容量。AC負載8可以包括諸如照明裝置等的普通設(shè)備。
[0028]AC側(cè)電源5具有一個或多個電力調(diào)節(jié)器系統(tǒng)(PCS)50，所述電力調(diào)節(jié)器系統(tǒng)中的每一個都與太陽能電池連接。PCS50具有DC / AC換流器和配電控制器。在本實施例中，AC側(cè)電源5具有多個PCS5，所述PCS5包括主機和輔助機器。PCS5的每一個標準輸出在3相AC中為IOkff0
[0029]系統(tǒng)具有額定電壓為380V的DC線9。直流變換器線9還可以被稱作為DC總線9。電池組I連接到DC總線9。輸電網(wǎng)互連式AC / DC變換器(AC / DC) 10設(shè)置在AC總線4與DC總線9之間。輸電網(wǎng)互連式AC / DC變換器10還可以被稱為AC / DC變換器(AC /DC) 10。AC / DClO具有25kw的標準輸出。
[0030]系統(tǒng)具有至少一個DC中速充電器(DCCH) 11，所述DC中速充電器具有小于25kw的標準輸出。在本實施例中，系統(tǒng)具有多個DC中速充電器11。第一至第三DC中速充電器(DCCH1、DCCH2、DCCH3) 11 由后綴 IlaUlb 和 Ilc 識別。DCCHll 連接到 DC 總線 9。DCCHll提供連接到DC總線9的DC負載。
[0031]第一電池組Ia具有第一 BDPS12a。第二電池組IB具有第二 BDPS12b。第三電池組Ic具有第三BDPS12n。
[0032]圖2是顯示用于電池的充電和放電過程的控制系統(tǒng)的方框圖。雖然在圖1中沒有示出，但是雙向電源電路(BDPS) 12具有提供電池管理單元(BMU) 15的控制器。各個電池組I中的BMU15中的每一個都由諸如15a、15b和15η的后綴識別。
[0033]BMU15檢測充電狀態(tài)SOC和關(guān)于電池2失效的信息FAIL。
[0034]系統(tǒng)具有多個BMU15，所述BMU15包括主BMU (MSTBMU) 15a和附屬BMU(SLVBMU) 15b-15n。MSTBMU15a 具有管理 SLVBMU15b_15n 的主功能。MSTBMU15a 由可以為更高級別的控制器的另一個控制器16控制。控制器16還可以被稱為中央控制器或中央電力控制器。控制器(HLCON) 16將作為控制指令的第一極限LI發(fā)送給MSTBMU15a。提供第一極限LI以限制將要被充電和放電的電力量。
[0035]BMU15被容納在電池組I內(nèi)。HLC0N16可以設(shè)置在任意位置，并且被設(shè)置為具有顯示器的監(jiān)控控制裝置，所述顯示器顯示系統(tǒng)的操作條件。
[0036]HLC0N16執(zhí)行對于每一個預(yù)定控制周期校E第一極限LI的模擬預(yù)測控制，同時監(jiān)控關(guān)于屬于系統(tǒng)的多個電池組I的信息。例如，HLCON16監(jiān)控充電量，即，電池2中的電荷的剩余量。在公開為 JP2013-27214A、US2013 / 024035A1 或 DE102012212878A1 的日本專利申請第2011-161465號中公開了模型預(yù)測控制，其中所述專利申請的內(nèi)容通過引用在此并入。
[0037]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，HLC0N16可以在不監(jiān)控電池組I中的每一個的條件和電池組I的總數(shù)量的情況下僅指示第一極限LI。第一極限LI最后可以被轉(zhuǎn)換成適于電池2的條件的控制指令的值。HLC0N16對每一個預(yù)定控制周期校正第一極限LI，同時監(jiān)控諸如電池組I中的所有電池2中的充電量的信息。因此，鑒于長期操作，由HLC0N16編程并實現(xiàn)的意圖將反映在整個系統(tǒng)的控制中。
[0038]HLC0N16具有執(zhí)行用于電池的充電和放電操作的計劃功能的塊。計劃功能限定充電和放電操作的方案，例如，所述方案可以由時間和充電和放電電流的值表示。第一極限LI對應(yīng)于根據(jù)由方案限定的電流值獲得的指令值(即，控制指令)。因此，第一極限LI作為根據(jù)時間而改變的值被獲得?？梢酝ㄟ^考慮系統(tǒng)中的電力的生產(chǎn)和系統(tǒng)中的電力的消耗由最優(yōu)化操作計算所述計劃(即，第一極限LI)。
[0039]MSTBMU15a具有執(zhí)行中央管理功能(CNMF)和本地管理功能(LCMF)兩者的塊。SLVBMU15b和15η具有執(zhí)行本地管理功能(LCMF)的塊。在多個電池組I中選擇的僅一個電池組Ia具有用于多個電池2的綜合管理功能以執(zhí)行主功能。
[0040]在多個電池組I中的沒有主功能的電池組I中的每一個SLVBMU15b和15η都連接到MSTBMU15a，并通過MSTBMU15a從HLC0N16接收控制指令。
[0041]MSTBMU15a將關(guān)于電池組I的綜合電池組信息發(fā)送給HLC0N16。所述信息可以包括指示電池組I的失效的失效信息(FAIL)關(guān)于電池組I的充電狀態(tài)的電容量信息(SOC)。HLC0N16根據(jù)接收到的關(guān)于電池組I的信息和充電和放電方案的計劃計算關(guān)于第一極限LI的信息，并將作為控制指令的信息提供給MSTBMU15a。SOC是“充電狀態(tài)”的縮寫，并且表示實際上在該階段可使用的電池的電容量。例如，當電池2被完全充電時，SOC為100%，而當電池2被完全放電時，SOC為0%。
[0042]MSTBMU15a接收關(guān)于第一極限LI的信息。MSTBMU15a根據(jù)第一極限LI將關(guān)于第二極限L21、L22、L2N的信息分配給電池組I中的LCMF中的每一個，包括MSTBMU15a中的LCMF。換句話說，用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成接收關(guān)于第一極限LI的信息。用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成根據(jù)第一極限LI將關(guān)于第二極限L21-L2N的信息分配給電池組I中的本地管理功能塊。
[0043]因此，每一個BMU15a、15b、15n分別接收第二極限L21、L22、L2N。接著，每一個BMU15a, 15b、15η根據(jù)電池組I中電池2的失效信息FALL和電容量信息SOC分別將關(guān)于第三極限L31、L32、L3N的信息提供給BDPS12a、12b、12η。第一極限LI大于第二極限L21-L2N中的每一個。第二極限L21-L2N中的每一個等于或大于第三極限L31-L3N中相應(yīng)的一個。
[0044]HLC0N16具有用于執(zhí)行安排電池組I的充電和放電的計劃功能的塊。HLC0N16計劃可以最小化來自諸如工業(yè)電源100的外部電源的電力消耗的用于充電和放電的安排表。HLC0N16根據(jù)顯示系統(tǒng)的操作條件的信息計劃所述安排表。所述信息可以包括提供AC側(cè)電源5的太陽能發(fā)電裝置的狀態(tài)、電氣負載6-8、lla-llc上的電力需求的估算、和來自MSTBMU15a的關(guān)于電池組I的綜合電池組信息。HLC0N16根據(jù)安排表將關(guān)于第一極限LI的信息提供給MSTBMU15a。第一極限LI被設(shè)定以限制通過電池2的充電和放電電流的量，SP，將充電和放電的電力限制在一范圍內(nèi)。所述范圍被設(shè)定以實現(xiàn)安排表并將電池保持在適當?shù)牟僮鳁l件下。
[0045]MSTBMU15a中的CNMF通過分別將第二極限L21、L22、L2N發(fā)送(即，分配)給LCMF來控制電池組I中的每一個中的LCMF。電池組I中的每一個中的LCMF接收第二極限L21、L22、L2N中相應(yīng)的一個。電池組I中的每一個中的LCMF根據(jù)第二極限L21、L22、L2N中相應(yīng)的一個和電池組I中相應(yīng)的一個中的電池2的狀態(tài)設(shè)定第三極限L31、L32、L3N中相應(yīng)的一個。
[0046]每一個控制器都是電動控制單元(ECT)?？刂破骶哂兄辽僖粋€處理單元(CPU)和被設(shè)置為存儲一組程序和數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)的至少一個存儲裝置(MMR)?？刂破髟O(shè)有具有可通過計算機讀取的存儲介質(zhì)的微型計算機。存儲介質(zhì)是存儲可由計算機讀取的程序的非臨時性存儲介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以由諸如固態(tài)存儲裝置和磁盤存儲器的裝置提供。控制器設(shè)有一個計算機、或通過數(shù)據(jù)通信裝置連接的一組計算機資源。程序在由控制器執(zhí)行時使控制器用作本說明書中所述的裝置，并使控制器執(zhí)行本說明書中所述的方法。控制器提供多個各種元件。這些元件中的至少一部分可以被稱作用于執(zhí)行功能的裝置，另一方面，這些元件中的至少一部分可以被稱作結(jié)構(gòu)塊或模塊。
[0047]圖3是顯示在第一實施例中用于設(shè)定第二極限的過程的流程圖。在用于MSTBMU15a中的CNMF的塊中執(zhí)行所述過程。所述過程設(shè)定第二極限L21-L2N以通過多個電池組I共享和分配第一極限LI。當過程開始時，在S31中，MSTBMU15a中的塊輸入來自存儲裝置的第一極限LI。MSTBMU15a具有存儲從HLC0N16重復(fù)接收并被重復(fù)更新的第一極限LI的存儲裝置。
[0048]在步驟S32中，第一極限LI的值被電池組I的總數(shù)η均等劃分。在步驟S33中，根據(jù)在步驟S33中計算的值設(shè)定第二極限L21-L2N。第二極限L21-L2N被設(shè)定以由電池組I共享第一極限LI。換句話說，第一極限LI被分配給第二極限L21-L2N。用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成通過使第一極限LI平均除以電池組I的總數(shù)來分配關(guān)于第二極限L21-L2N的信息。在系統(tǒng)具有三個電池組I的情況下，將通過使第一極限LI除以數(shù)字“3”獲得的計算值通過將所述計算值分別設(shè)定到第二極限L21-L2N而被賦予給電池組Ia-1n中的每一個。即，通過將計算值設(shè)定到第二極限L21-L2N而將第一極限LI的I / 3分配給電池組la-ln。
[0049]說明用于根據(jù)第二極限L21-L2N設(shè)定第三極限L31-L3N的過程。圖4是顯示所述過程的流程圖。本過程可以用于該實施例和隨后的實施例兩者中。該過程顯示用于根據(jù)第二極限L21-L2N設(shè)定第三極限L31-L3N的過程。在用于設(shè)置在電池組I中的BMU15a、15b和15η中的每一個中的LCMF的塊中執(zhí)行用于設(shè)定第三極限的過程。
[0050]當過程開始時，在S41中，BMU15中的塊確定BMU15是否具有指示電池組I中的電池2的過充電、過放電或過溫度中的一個的信息。過充電、過放電、和過溫度是顯示失效的信息的示例。可以根據(jù)電池2的輸出端子上的電壓等確定過充電和過放電。
[0051]在BMU15正在檢測顯示過充電、過放電或過溫度中的至少一個的信息的情況下，過程進行到S42。在S42中，對于其上發(fā)生過充電、過放電或過溫度中的至少一個的電池組1，BMU15將0(零)設(shè)定給第三極限L31-L3N，所述第三極限由圖4中變量“ireq”顯示。
[0052]在BMU15沒有檢測到顯示過充電、過放電或過溫度中的至少一個的信息的情況下，過程進行到S43。在S43中，BMU15確定第二極限L21-L2N是否在預(yù)定范圍內(nèi)。預(yù)定范圍由放電極限Pmin⑴和充電極限Pmax⑴確定。放電極限Pmin⑴還可以被稱為具有負值的最大放電電容量。充電極限Pmax(t)還可以被稱為具有正值的最大充電電容量。
[0053]分別由BMU15中的LCMF設(shè)定放電極限Pmin⑴和充電極限Pmax(t)。可以通過使用映射根據(jù)作為電池2中的單元的電池單元的單元溫度和單元電壓計算放電極限Pmin(t)和充電極限Pmax(t)。映射可以以數(shù)據(jù)形式被預(yù)先存儲在BMU15中的存儲裝置中?？梢愿鶕?jù)實驗工作預(yù)先確定映射。映射顯示電池溫度、電池電壓、放電極限Pmin(t)和充電極限Pmax (t)之間的關(guān)系。
[0054]在第二極限滿足上限和下限的情況下，過程分支為是，并進行到S44。在S44中，BMU15將第三極限L31-L3N(ireq)設(shè)定到被輸送給電池組I的第二極限L21-L2N的相同值。
[0055]在第二極限不滿足上限和下限兩者的情況下，過程分支到否，并進行到S45。在S45中，BMU15將第三極限L31-L3N(ireq)設(shè)定到放電極限Pmin(t)或充電極限Pmax(t)的相同值。換句話說，第三極限L31-L3N(ireq)在放電極限Pmin(t)或充電極限Pmax(t)之間。因此，通過BDPS12以電池2的最大電容量控制電池2的充電和放電。
[0056]根據(jù)本實施例，電池系統(tǒng)包括多個電池組I (la、lb、In)。電池組中的每一個都包括電池2 (2a、2b、2n)、給電池2充電和使電池2放電的雙向電源電路12 (12a、12b、12η)和檢測電池2的失效和電池2的充電狀態(tài)的電池管理單元15 (15a、15b、15η)。系統(tǒng)包括與電池組I連接的DC線9。系統(tǒng)包括連接到DC線9的DC負載11 (11a、lib、lie)。
[0057]選自電池組I的一個電池組Ia具有主功能。為了執(zhí)行主功能，MSTBMU15a具有中央管理功能塊(CNMF)。系統(tǒng)包括將控制指令發(fā)送給電池組I的控制器(HLCON) 16。HLC0N16將第一極限LI作為控制指令發(fā)送給MSTBMU15a中的CNMF。
[0058]電池組I中不執(zhí)行主功能的其余電池組lb、ln中的每一個都具有連接到MSTBMU15a并被配置成通過MSTBMU15a從HLC0N16接收控制指令的電池管理單元(SLVBMU) 15b、15η。用于主功能的電池管理單元15a被配置成將與多個電池組I的失效信息和電池組I的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息發(fā)送給控制器16。
[0059]HLCON16根據(jù)接收到的關(guān)于電池組I的信息和充電和放電方案的計劃計算關(guān)于第一極限LI的信息，并將該信息作為控制指令提供給MSTBMU15a。
[0060]MSTBMU15a接收關(guān)于第一極限LI的信息。MSTBMU15a根據(jù)第一極限LI將關(guān)于第二極限L21、L22、L2N的信息分配和提供給電池組I中的每一個LCMF，包括MSTBMU15a中的LCMF0
[0061]電池組I中的本地管理功能塊中的每一個都被配置成接收關(guān)于第二極限L21-L2N的信息的分配。電池組I中的本地管理功能塊中的每一個都被配置成根據(jù)電池組I中相應(yīng)的一個的電池2的失效信息或充電狀態(tài)將與第三極限L31-L3N有關(guān)的信息提供給電池組I中相應(yīng)的一個中的雙向電源電路12。
[0062]在多個電池組I中的沒有主功能的電池組I中的SLVBMU15b和15η中的每一個都連接到MSTBMU15a，并通過MSTBMU15a從HLC0N16接收控制指令。與其中HLC0N16直接控制每一個電池組I的充電狀態(tài)和放電狀態(tài)的情況相比較，可以執(zhí)行與電池2的狀態(tài)相匹配的控制。換句話說，通過將作為最終控制指令的第三極限L31-L3N提供給BDPS12，同時考慮每一個電池組I中的電池2的狀態(tài)和作為來自HLC0N16的控制指令的第一極限LI，可以控制每一個電池組I。
[0063]因此，控制器可以作為單個部件管理多個電池組，并且可以以逐一的方式精確地控制電池組。
[0064]第一極限LI大于第二極限L21-L2N中的每一個。第二極限L21-L2N中的每一個等于或大于第三極限L31-L3N中相應(yīng)的一個。
[0065]即使在第一極限I和第二極限L21-L2N為較大值的情況下，也可以通過將第三極限L31-L3N設(shè)定成較小值來執(zhí)行對電池組I中的每一個的精確控制。
[0066]系統(tǒng)具有經(jīng)由AC / DC變換器10連接到DC線9并連接到工業(yè)電源100的AC線
4?？梢越?jīng)由AC / DClO通過工業(yè)電源100給每一個電池2充電?？梢詫碜怨I(yè)電源100的電力供應(yīng)給連接到DC線9的負載I la-1 lc。
[0067]控制器16具有計劃充電和放電安排表的計劃功能塊?？刂破?6估算AC側(cè)電源5的發(fā)電狀態(tài)?？刂破?6估算電氣負載6-7、lla-llc的電力需求?？刂破?6從MSTBMU15a接收作為與電池組I中的電池2的充電狀態(tài)和失效有關(guān)的綜合信息的電池組信息?？刂破?6根據(jù)接收到和估算的信息計劃最小化來自工業(yè)電源100的電力消耗的充電和放電安排表。根據(jù)顯示至少包括DC線(9)上的DC負載(11)的電氣負載(6-7，11)上的電力需求的估算的的信息、和與來自用于主功能的電池管理單元(15a)的電池組I的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息，計劃充電和放電安排表以最小化來自工業(yè)電源100的電力消耗。
[0068]控制器16根據(jù)計劃的安排表設(shè)定第一極限LI并將第一極限LI提供給用于主功能的電池管理單元15a?？梢詫崿F(xiàn)能最小化來自工業(yè)電源100的電力消耗的充電和放電安排表。
[0069]根據(jù)每一個電池組I中的電池2的狀態(tài)，每一個BMU15中的LCMF可以修改第二極限L21-L2N中的作為來自MSTBMU15a中的CNMF的指令被發(fā)送的相應(yīng)的一個第二極限。第三極限L31-L3N是修改的結(jié)果。
[0070]根據(jù)每一個電池組I中的電池2的狀態(tài)，每一個BMU15中的LCMF可以修改第二極限L21-L2N中相應(yīng)的一個。因此,在系統(tǒng)嚴重失效之前,根據(jù)諸如過充電或過放電的電池2的狀態(tài)，可以將第二極限L21-L2N中相應(yīng)的一個修改到適當?shù)闹?，第三極限?？梢员Ｗo電池2。
[0071]因為根據(jù)諸如由HLC0N16估算的發(fā)電量的估算結(jié)果設(shè)定第一極限LI，因此第一極限LI不可靠。然而，可以將第一極限LI修改成為第三極限的值，所述第三極限反映了每一個電池2的狀態(tài)。HLC0N16可僅指示第一極限LI，而不監(jiān)控電池組中的每一個的狀態(tài)和電池組I的總數(shù)。第一極限LI可以被轉(zhuǎn)換成最終適于電池2的狀態(tài)的控制指令的值，即第三極限 L31-L3N。
[0072]在相應(yīng)的BMU15中的LCMF來設(shè)定第三極限，所述LCMF可以檢測和識別關(guān)于電池2的詳細信息。因此，可以在不需要發(fā)出關(guān)于電池2的諸如關(guān)于電池單元的信息的信息而根據(jù)電池2的狀態(tài)設(shè)定第三極限L31-L3N。因此，可以減少通信負載。
[0073]在第一實施例中，用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成通過使第一極限LI平均除以電池組I的總數(shù)來分配關(guān)于第二極限L21-L2N的信息。
[0074]因此，MSTBMU15a中的電池管理單元可以容易地將第一極限LI分成第二極限L21-L2N并將所述第二極限分配給每一個電池組I中相應(yīng)的LCMF。[0075]因為通過使第一極限LI除以電池組I的數(shù)量來設(shè)定第二極限L21-L2N，因此第二極限L21-L2N的總數(shù)量不會超過第一極限LI。因此，可以反應(yīng)HLC0N16對多個電池2充電和放電控制的意圖。
[0076]用于MSTBMU15a中的CNMF的塊從HLC0M16檢索被設(shè)定為限制充電和放電階段中的電流值或電力值的第一極限LI。用于每一個BMU15中的LCMF的塊通過使用映射根據(jù)電池組中的單元電池的溫度和單元電池的電壓設(shè)定電池2的放電極限Pmin(t)和充電極限Pmax (t)。
[0077]每一個BMU15具有存儲是映射的存儲裝置。映射顯示電池單元溫度、電池單元電壓、放電極限Pmin(t)和充電極限Pmax(t)之間的關(guān)系?？梢愿鶕?jù)實驗工作預(yù)先確定映射。當?shù)诙O限L21-L2N在介于放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)時，LCMF分配第二極限L21-L2N作為第三極限L31-L3N。
[0078]電池組I中的電池管理單元15中的本地管理功能塊修改來自中央管理功能塊的第二極限L21-L2N以設(shè)定第三極限L31-L3N。根據(jù)顯示電池組中的電池2的狀態(tài)的過充電、過放電和過溫度中的至少一個或其組合修改第二極限L21-L2N。電池管理單元15中的本地管理功能塊被配置成調(diào)節(jié)相應(yīng)的第三極限L31-L3N。
[0079]本地管理功能塊響應(yīng)于檢測到電池組I中的電池2中的過充電、過放電和過溫度中的至少一個將第三極限L31-L3N調(diào)節(jié)到O (零)，而與第二極限L21-L3N無關(guān)?？蛇x地，本地管理功能塊可以響應(yīng)于檢測到電池組I中的電池2中過充電、過放電和過溫度中的至少一個將第三極限L31-L3N調(diào)節(jié)到減小的值，而與第二極限L21-L3N無關(guān)。即使在諸如過充電、過放電或過溫度的異常狀態(tài)下也可以安全地控制電池。
[0080]當?shù)诙O限L21-L2N在介于放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)時，本地管理功能塊使用第二極限L21-L2N作為第三極限L31-L3N “ireq”。當?shù)诙O限L21-L3沒有在放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)時，本地管理功能塊將第三極限L31-L3N調(diào)節(jié)到充電極限或放電極限，而與第二極限L21-L3N無關(guān)。
[0081 ] 換句話說，電池管理單元15中的本地管理功能塊被配置成根據(jù)電池2中的溫度和電壓計算充電極限和放電極限。電池管理單元15中的本地管理功能塊被配置成將第三極限L31-L3N提供給BDPS12。電池管理單元15中的本地管理功能塊被配置成提供被調(diào)節(jié)為在放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)的第三極限L31-L3N。在控制給電池2充電和使電池2放電中，可以考慮由本地管理功能塊監(jiān)控的電池2的狀態(tài)以提供適當?shù)目刂啤?br> [0082]由電池組I中的本地管理功能塊設(shè)定第三極限。因此，可以根據(jù)電池2的狀態(tài)設(shè)定第三極限L31-L3N。另外，不需要將諸如電池單元的溫度的本地信息發(fā)送給其它功能塊，因此可以減少通信負載。
[0083]第二實施例
[0084]在隨后的實施例中，主要說明與先前的實施例不同的結(jié)構(gòu)和特征，并且先前實施例中的相同或相應(yīng)的部件可以通過使用相同的附圖標記或符號表示以免累贅。在第一和第二實施例中，相同的部件由相同的附圖標記或符號表示。對于這些部件，可以合并先前的描述。
[0085]圖5是顯示根據(jù)本公開的第二實施例的電池系統(tǒng)的電力線圖。電池系統(tǒng)還具有DC側(cè)電源13。DC側(cè)電源13連接到DC線9。DC側(cè)電源13具有多個太陽能發(fā)電裝置。太陽能發(fā)電裝置中的每一個都經(jīng)由DC / DC轉(zhuǎn)換器(DC / DC) 14連接到直流線9。根據(jù)本實施例,可以通過DC線9由DC側(cè)電源13給電池組I中的每一個中的電池2充電。另外，或可選地，可以從DC側(cè)電源13將電力供應(yīng)給連接到DC線9的DC負載I la_l Ic。
[0086]可以通過圖2說明第二實施例中的用于給電池充電和使電池放電的控制系統(tǒng)。在第二實施例中，MSTBMU15a中的CNMF也設(shè)定第二極限L21-L2N并將第二極限L21-L2N分配給電池組I。在第二實施例中，CNMF根據(jù)電池組I中相應(yīng)的一個的充電和放電狀態(tài)執(zhí)行設(shè)定和分配功能。詳細地，CNMF根據(jù)電池組I中相應(yīng)的一個的SOC執(zhí)行設(shè)定和分配功能。因為通過考慮電池組I的狀態(tài)執(zhí)行極限LI到電池組I的分配，因此可以避免或減少電池組I中的每一個的過載或過度工作。
[0087]圖6顯示用于設(shè)定第二極限L21-L2N的過程。
[0088]當過程開始時，在S61中，MSTBMU15a中的塊輸入來自存儲裝置的第一極限LI。MSTBMU15a具有存儲從HLC0N16重復(fù)接收并被重復(fù)更新的第一極限LI的存儲裝置。在S62中，MSTBMU15a根據(jù)電池2中相應(yīng)的一個的性能比設(shè)定第二極限L2i(i = 1-N)以通過電池組I共享第一極限LI。電池2的性能比顯示一個電池2的性能與系統(tǒng)中的電池2的總性能的比值。
[0089]詳細地，電池2可以在放電和充電期間以不同的方式工作。因此，在該實施例中，在放電階段和充電階段使用不同的比值。當系統(tǒng)要求電池2放電時，在放電階段，電池2的性能可以由放電SOC比DHR表示。DHR顯示一個電池2的可放電電力與電池2的總可放電電力的比值。DHR的值為O到1.0。當系統(tǒng)要求給電池2充電時，在充電階段，電池2的性能可以由充電SOC比CHR表示。CHR顯示一個電池2的可充電電力與電池2的總可充電電力的比值。CHR的值從O到1.0。因此，在該實施例中，根據(jù)電池2的性能比(例如，DHR和/或CHR)分配第一極限LI。對電池組I中的每一個計算DHR和CHR。將存在DHRi (i = O至N)和 DHRi (i = O 至 N)。
[0090]在放電階段，MSTBMU15a根據(jù)值Bi(i = I至N)將第一極限LI分成第二極限L2i (i=I至N)。根據(jù)DHR劃分第一極限LI。接著，MSTBMU15a將第二極限L2i賦予給電池組I中相應(yīng)的一個。設(shè)定第二極限L2i使得值Bi變得越大，電池2放出更多的電力。因此，當值Bi變得越大并且占總SOC的部分越多時，一個電池2放出更多的電力。
[0091]在系統(tǒng)具有“N”個電池組I的情況下，每一個電池組I都具有SOC值B1、B2……
BN0可以通過使Bi除以總SOC來計算比值DHRi，即，DHRi = Bi / (B1+B2+......BN)?？梢?br> 通過將DHRi應(yīng)用到第一極限LI來計算第二極限L2i。因此，可以根據(jù)可放電電容量的比值劃分第一極限LI。換句話說，當電池2被充以更多量的電力時，即，具有較大的SOC的值Bi時，一個電池組I被賦予值變得較大的第二極限L2i。因此，當一個電池組I具有較大的SOC的值Bi時，允許一個電池組I放出較大電力?？蛇x地，代替S0C，可以使用電池2的輸出端子上的電壓。
[0092]在充電階段，MSTBMU15a根據(jù)值Bi(i = I至N)將第一極限LI分成第二極限L2i (i=I至N)。根據(jù)CHR劃分第一極限LI。接著，MSTBMU15a將第二極限L2i賦予給電池組I中相應(yīng)的一個。設(shè)定第二極限L2i使得值Bi變得越小，電池2被充以更多的電力。因此，當值Bi變得越小并且占總SOC的部分越少時，一個電池2被充以更多的電力。
[0093] 可以通過使IOO-Bi除以總可充電電容量來計算CHRi，即，CHRi=(IOO-Bi) /(IOO-Bl)+ (100-B2)+……(100-BN))?？梢酝ㄟ^將CHRi應(yīng)用到第一極限LI來計算第二極限L2i。因此，可以根據(jù)可充電電容量的比值劃分第一極限LI。換句話說，當電池2被充有少電力量時，即，具有較小的SOC的值Bi時，一個電池組I被賦予值變得較大的第二極限L2i。因此，當一個電池組I具有較小的SOC的值Bi時，允許一個電池組I被充有大電力。
[0094]在該實施例中，系統(tǒng)具有連接到DC線9的DC側(cè)電源13?？梢越?jīng)由DC線9從DC側(cè)電源13給電池2充電?？梢越?jīng)由DC線9將來自DC側(cè)電源13的電力供應(yīng)給DC負載Ila-1lc0
[0095]用于主功能的電池管理單元15a中的中央管理功能塊被配置成根據(jù)電池組I的充電狀態(tài)的值分配與第二極限L21-L2N有關(guān)的信息。MSTBMU15a被配置成根據(jù)電池組I的充電和放電狀態(tài)的值分配與第二極限L21-L2N有關(guān)的信息。據(jù)此，因為考慮到每一個電池組I的充電和放電狀態(tài)的來執(zhí)行第二極限L21-L2N的分配，因此可以提高之后控制器精確地進行計劃的充電和放電的可能性，并且可以有效地執(zhí)行充電和放電。[0096]在該實施例中，設(shè)定第一至第三極限以滿足以下關(guān)系:L1>L21-L2N>=L31-L3N.[0097]控制器16控制到電池組I的第一極限LI。在電池組I中，中央管理功能塊監(jiān)控電池2的充電和放電電容量和電池2中的諸如SOC的充電量。中央管理功能塊將第一極限LI分配給第二極限L21-L2N。本地管理功能塊根據(jù)電池2的狀態(tài)將第二極限修改成第三極限 L31-L3N。
[0098]因為根據(jù)諸如由控制器16估算的發(fā)電量的估算結(jié)果設(shè)定第一極限LI，因此第一極限LI不可靠。然而，可以將第一極限LI修改成為第三極限的值，所述第三極限反映了每一個電池2的狀態(tài)。。根據(jù)該配置，控制器16可以在不監(jiān)控電池組I中的每一個的狀態(tài)和電池組I的總數(shù)量的情況下僅指示第一極限LI。第一極限LI最后可以被轉(zhuǎn)換成適于電池2的狀態(tài)的控制指令的值，即第三極限L31-L3N。
[0099]反之，可能存在充電電流或放電電流不能被限制在由控制器16計劃的水平的問題。充電電流和放電電流可以被充電電力(功率)和放電電力(功率)替代。然而，該問題可以通過執(zhí)行模型預(yù)測控制同時監(jiān)控整個電池2的SOC等來解決。例如，如日本專利申請第2011-161465中所公開的，控制器16可以對每一個控制周期校正第一極限LI，即，計劃安排表。因此，鑒于長期目的，可以反應(yīng)控制器16對充電電流控制或放電電流控制的意圖。
[0100]本實施例中的對第三極限L31-L3N的計算過程與圖6中所述的相同。因此，在本實施例中，如下執(zhí)行每一個BMU15中的本地管理功能塊中的極限值的修改。如圖6所示，MSTBMU15a通過根據(jù)關(guān)于電池組I中的每一個中的電池2的剩余電容量的信息修改第一極限LI來計算與關(guān)于電池組I中的剩余電容量的信息相匹配的第二極限L21-L2N?？梢杂蒘OC提供關(guān)于電池組I中的每一個中的電池2的剩余電容量的信息，并且可以由電池的端子上的電壓代替所述信息。
[0101]接著，類似于圖4中所示，例如S43，每一個BMUl5檢測過充電、過放電或、過溫度，并將第三極限L31-L3N或ireq設(shè)定到O (零)以在系統(tǒng)達到嚴重失效之前限制充電電流或放電電流。充電電流或放電電流可以被充電電力(功率)或放電電力(功率)代替。每一個BMU15可以將第三極限L31-L3N或ireq設(shè)定到可以避免系統(tǒng)嚴重失效的減小的值。SP，每一個BMU15設(shè)定第三極限L31-L3N(ireq)以當檢測到諸如電池2的單元的過溫度的異常時將充電電流或放電電流控制到0(零)。[0102]如S42所示，在系統(tǒng)可能由過充電或過放電引起嚴重失效之前，每一個BMU15將第三極限L31-L3N(ireq)設(shè)定到O (零)，而與第二極限L21-L2N無關(guān)。如S42所示，在系統(tǒng)可能由于電池2中的單元的溫度的過度增加導致嚴重失效之前，每一個BMU15還將第三極限L31-L3N(ireq)到O (零)，而與第二極限L21-L2N無關(guān)。
[0103]在沒有關(guān)于諸如過充電、過放電或過溫度的失效的信息的情況下，每一個BMU15以以下方式設(shè)定第三極限L31-L3N(ireq)。在S44中，每一個BMU將第三極限L31-L3N (i re q)設(shè)定到在充電極限與放電極限之間的范圍內(nèi)的第二極限L21-L2N的相應(yīng)值。充電極限還可以被稱為最大充電電流。放電極限還可以稱為最大放電電流。在S45中，每一個BMU將第三極限L31-L3N(ireq)設(shè)定到充電極限或放電極限的對應(yīng)值。
[0104]因此，每一個BMU15執(zhí)行反失效措施，同時根據(jù)關(guān)于每一個電池組I中的電池2的剩余充電電容量的信息盡可能大地設(shè)定第三極限。反失效措施包括針對諸如過充電和過放電的過載的措施和針對諸如每一個電池組I中的電池2的單元溫度的過溫度的過溫度的措施中的至少一個。因為每一個電池組I可以執(zhí)行防失效措施，因此與以遙控方式檢測失效并執(zhí)行反失效措施的系統(tǒng)相比較，可以減少通信負載。
[0105]其它的實施例
[0106]已經(jīng)描述了本公開的優(yōu)選實施例。然而，本公開不局限于上述實施例，而是可以在不背離本公開的精神和范圍的情況下以多種方式修改以上實施例。上述實施例的配置僅是示例。因此就廣義而言，所述示例不受限于所示和所述的具體細節(jié)、代表性設(shè)備和示例性示例。本公開的范圍由權(quán)利要求的保護范圍顯示，并且還包括等于并在權(quán)利要求的保護范圍的相同范圍內(nèi)的變化。
[0107]在上述實施例中，電池組是固定式的。然而，至少一個電池組或所有電池組可以由諸如安裝在車輛上的電池的可移動電池提供。例如，系統(tǒng)通過將電池連接在車輛上來提供電池組。在這種情況下，可以通過改變車輛的數(shù)量改變電池的數(shù)量。每一個車輛都具有作為SLVBMU或MSTBMU工作的BMU。第一、第二和第三極限可以被設(shè)置為限制的電流值或功率值。
[0108]在上述實施例中，響應(yīng)于諸如過充電、過放電和過溫度的異常事件，第三極限被設(shè)定到0(零)?？蛇x地，第三極限可以被設(shè)定為允許從異常事件的恢復(fù)措施的減小值。
[0109]雖然已經(jīng)參照本公開的實施例描述了本公開，但是要理解的是本公開不局限于所述實施例和結(jié)構(gòu)。本公開旨在涵蓋各種修改和等效結(jié)構(gòu)。另外，雖然各種組合和結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，但是包括或多或少或僅單個元件的其它組合和結(jié)構(gòu)也在本公開的精神和保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池系統(tǒng),包括: 多個電池組(I)； DC線(9)，電池組連接到所述DC線；和 控制器(16)，所述控制器將控制指令發(fā)送給電池組，其中電池組中的每一個包括:電池⑵；給電池充電和使電池放電的雙向電源電路(12);和檢測電池的失效和電池的充電狀態(tài)的電池管理單元(15)，以及其中 選自電池組(1)中的一個電池組(Ia)具有電池管理單元(15a)，所述電池管理單元具有執(zhí)行主功能的中央管理功能塊，以及其中 電池組(I)中不執(zhí)行主功能的其余電池組(lb，ln)中的每一個具有電池管理單元(15b，15η)，所述不執(zhí)行主功能的其余電池組的電池管理單元被配置成通過用于主功能的電池管理單元(15a)從控制器(16)接收控制指令，以及其中 用于主功能的電池管理單元(15a)被配置成將與多個電池組(I)的失效信息和電池組(I)的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息發(fā)送給控制器(16)，以及其中 控制器(16)被配置成根據(jù)接收到的電池組信息和由控制器(16)控制的整個系統(tǒng)的控制方案將作為控制指令的與第一極限(LI)有關(guān)的信息提供給用于主功能的電池管理單元(15a)，以及其中 所述與第一極限(LI)有關(guān)的信息包括限制電池組⑴中的電池(2)的充電量或放電量的信息，以及其中 用于主功能的電池管理單元(15a)被配置成接收所述與第一極限(LI)有關(guān)的信息并根據(jù)第一極限(L1)將與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息分配給電池組(I)中的本地管理功能塊中的每一個，以及其中 電池組(1)中的本地管理功能塊中的每一個都被配置成接收與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息的分配并根據(jù)電池組⑴中相應(yīng)的一個電池組的電池⑵的失效信息或充電狀態(tài)將與第三極限(L31-L3N)有關(guān)的信息提供給電池組(1)中相應(yīng)的一個電池組中的雙向電源電路(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng),其中 第一極限(LI)大于第二極限(L21-L2N)中的每一個，并且第二極限(L21-L2N)中的每一個等于或大于第三極限(L31-L3N)中相應(yīng)的一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 用于主功能的電池管理單元(15a)中的中央管理功能塊被配置成通過使第一極限(LI)平均除以電池組(I)的總數(shù)量而分配與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 用于主功能的電池管理單元(15a)中的中央管理功能塊被配置成根據(jù)電池組(I)的充電狀態(tài)的值而分配與第二極限(L21-L2N)有關(guān)的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 電池管理單元(15)中的本地管理功能塊被配置成根據(jù)電池組(I)中相應(yīng)的一個電池組的電池(2)的失效信息提供第三極限(L31-L3N)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 電池管理單元(15)中的本地管理功能塊被配置成根據(jù)電池(2)中的溫度和電壓計算充電極限和放電極限，以及其中 電池管理單元(15)中的本地管理功能塊被配置成提供在放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)被調(diào)節(jié)的第三極限(L31-L3N)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池系統(tǒng)，其中 電池管理單元(15)中的本地管理功能塊被配置成調(diào)節(jié)第三極限(L31-L3N)，其中 本地管理功能塊響應(yīng)于檢測到電池組(I)中的電池(2)的過充電、過放電和過溫度中的至少一個將第三極限(L31-L3N)調(diào)節(jié)到0(零)或減小的值，而與第二極限(L21-L3N)無關(guān)，以及其中 當?shù)诙O限(L21-L3N)沒有在放電極限與充電極限之間的范圍內(nèi)時，本地管理功能塊將第三極限(L31-L3N)調(diào)節(jié)到充電極限或放電極限，而與第二極限(L21-L3N)無關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，其中 控制器具有計劃功能塊，所述計劃功能塊根據(jù)顯示至少包括DC線(9)上的DC負載(11)的負載(6-7，11)上的電力需求的估算值的信息和來自用于主功能的電池管理單元(15a)的與電池組I的充電狀態(tài)有關(guān)的電池組信息，計劃使來自工業(yè)電源(100)的電力消耗最小化的充電和放電安排表，以及其中 控制器根據(jù)計劃的安排表設(shè)定第一極限(LI)并將第一極限(LI)提供給用于主功能的電池管理單元(15a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池系統(tǒng)，進一步地包括: AC線(4)，所述AC線經(jīng)由AC / DC變換器(10)連接到DC線(9)并連接到工業(yè)電源(100)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池系統(tǒng)，進一步包括: 連接到 DC線(9)的DC側(cè)電源(13)。
【文檔編號】H02J7/00GK103904725SQ201310727148
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日
【發(fā)明者】伊藤章 申請人:株式會社電裝
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