一种复合储能设备的管理方法及系统与流程

本发明涉及储能设备技术领域，特别是一种复合储能设备的管理方法及系统。

背景技术：

电动汽车以电能为动力，具有清洁、高效、环保等特点，随着电动车辆的不断发展，电动车的占有率越来越高。然而，电动车在不同状态行驶，对电池的要求也不一样，当低速行驶时，电动车对电池的放电功率要求不高，当高速行驶时，电动车的放电对功率要求高，这个时候往往是需要大功率放电，而同一个电池的放电性能往往不能满足不同状态下车辆运行的要求，当电池使用一段时间后，电池的性能有下降，造成使用时，无法进行大功率输出，直接影响用户的使用体验。因此，如何能够更好的监控储能设备如电池正常工作，而又尽可能延长储能设备的使用寿命，实现对储能设备的的实时管理，是储能设备管理控制的一个重要的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合储能设备的管理方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的复合储能设备的管理方法，包括以下步骤：

通过复合储能设备的开关控制电路来控制复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯；

通过控制器来控制开关控制电路，从而达到连接或断开复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯；

判断复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯是否处于使用状态，当复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯处于未使用状态时，通过控制器来控制开关控制电路，从而达到连接或断开复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯；

所述控制器根据不同应用场景的动力输出需求来确定开关控制电路中对应开关的连通和断开状态，以适于复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯按照预设输出比例实现对用电设备提供电能。

进一步，所述开关控制电路包括电池开关控制电路和电容开关控制电路；

所述复合储能设备中的复合储能模组包括电池储能模组和电容储能模组；

通过电池开关控制电路来控制电池储能模组；

通过电容开关控制电路来控制电容储能模组；

或

所述复合储能模组中的复合储能单体包括电池储能单体和电容储能单体；

通过电池开关控制电路来控制电池储能单体；

通过电容开关控制电路来控制电容储能单体；

或

所述复合储能单体中的复合储能电芯包括电池储能电芯和电容储能电芯；

通过电池开关控制电路来控制电池储能电芯；

通过电容开关控制电路来控制电容储能电芯；

通过控制器来控制电池开关控制电路，从而达到分别连接或断开复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯；

通过控制器来控制电容开关控制电路，从而达到分别连接或断开复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯；

判断复合储能设备或复合储能单体或复合储能电芯是否处于使用状态，当复合储能设备或复合储能单体或复合储能电芯处于未使用状态时，通过控制器来控制电池开关控制电路和电容开关控制电路，从而达到连接或断开复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯；

所述控制器根据不同应用场景的动力输出需求来确定电池开关控制电路和电容开关控制电路中对应开关的连通和断开状态，以适于复合储能模组的电池储能模组和电容储能模组或复合储能单体的电池储能单体和电容储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和电容储能电芯按照预设输出比例实现对用电设备提供电能。

进一步，所述控制器根据复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯的目标输出功率，以及

复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和

复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的性能参数和输出值，并确定电池开关控制电路和电容开关控制电路的控制模式协调完成动力目标输出功率。

进一步，所述控制器具体按照以下步骤执行：

根据不同应用场景的动力输出需求确定复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯输出值；

判断复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯输出值是否超出电池组输出预设阈值；

如果否，则闭合电池开关控制电路连接复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯并按照动力输出需求输出电能；

如果是，则闭合电容开关控制电路连接复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯并按照动能输出需求输出电能。

进一步，还包括以下步骤：

监测采集复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的电量soc；

判断复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯soc是否小于等于电容能量预设阈值；

如果是，则将复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯通过充电电路与复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯连接，用于为复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯存储电能；如果否，则返回继续监测复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯电量soc。

进一步，所述电池开关控制电路和电容开关控制电路分别为电磁继电器，所述电磁继电器的控制部分与控制器连接，所述电磁继电器的工作部分与用电设备连接。

本发明提供的复合储能设备管理系统，包括复合储能设备、采样电路、处理器、控制器、整车电器负载和开关控制电路；

所述复合储能设备包括复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯；

所述采集电路用于采集复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯的状态信号并将信号输入到处理器；

所述整车电器负载将复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯需要控制的输出功率目标预设值输入到处理器；

所述处理器对采集到的信号和输出功率目标预设值进行处理生成用于控制复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯的控制信号，并将控制控制信号输入到控制器；

所述控制器判断复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯是否处于使用状态，当复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯处于未使用状态时，所述控制器通过开关控制电路与复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯连接；

所述控制器根据不同应用场景的动力输出需求来确定开关控制电路中对应开关的连通和断开状态，以适于复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯按照预设输出比例实现对用电设备提供电能。

进一步，所述复合储能设备为复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯。

进一步，所述采样电路包括电池信号采样电路和电容信号采样电路；

所述开关控制电路包括电池开关控制电路和电容开关控制电路；

所述电池组信号采集电路用于采集复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯的电池信号并将信号输入到处理器；

所述电容组信号采集电路用于采集复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的电容信号并将信号输入到处理器；

所述处理器根据采集到的电容信号和电池信号以及输出功率目标预设值生成用于控制复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的控制信号，并将控制信号输入到控制器；

所述控制器通过电池开关控制电路与复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯连接；

所述控制器通过电容开关控制电路与复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯连接。

进一步，所述控制器根据复合储能设备目标输出功率，以及以及复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的性能参数和输出值，并确定电池开关控制电路和电容开关控制电路的控制模式协调完成动力目标输出功率。

进一步，所述控制器按照以下步骤执行：

根据不同应用场景的动力输出需求确定复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯输出值；

判断复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯输出值是否超出电池组输出预设阈值；

如果否，则闭合电池开关控制电路连接复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯并按照动力输出需求输出电能；

如果是，则闭合电容开关控制电路连接复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯并按照动能输出需求输出电能。

进一步，还包括以下步骤：

监测采集复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的电量soc；

判断复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯soc是否小于等于电容能量预设阈值；

如果是，则将复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯通过充电电路与复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯连接，用于为复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯存储电能；如果否，则返回继续监测复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯电量soc。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的复合储能设备的管理方法，通过将电池组与电容组复合组成复合储能设备，并设置复合储能设备的使用控制策略，提升的电池组的部分性能，延长电池组的使用寿命，通过不同应用场景的需求，采用复合储能设备的不同部分提供电能，当需要大功率时，直接调用电容组部分来完成，或者电池组和电容组按照一般比例配合使用，这样能充分发挥电池组和电容组各自的优势，使得复合储能设备整体性能充分发挥到最佳状态。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为复合储能设备的管理方法流程图。

图2为复合储能设备的管理系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的一种复合储能设备的管理方法，包括以下步骤：

通过复合储能设备的开关控制电路来控制复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯；

通过控制器来控制开关控制电路，从而达到连接或断开复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯；

判断复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯是否处于使用状态，当复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯处于未使用状态时，通过控制器来控制开关控制电路，从而达到连接或断开复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯；

所述控制器根据不同应用场景的动力输出需求来确定开关控制电路中对应开关的连通和断开状态，以适于复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯按照预设输出比例实现对用电设备提供电能。

本实施例中的所述开关控制电路包括电池开关控制电路和电容开关控制电路；

所述复合储能设备中的复合储能模组包括电池储能模组和电容储能模组；

通过电池开关控制电路来控制电池储能模组；

通过电容开关控制电路来控制电容储能模组；

或

所述复合储能模组中的复合储能单体包括电池储能单体和电容储能单体；

通过电池开关控制电路来控制电池储能单体；

通过电容开关控制电路来控制电容储能单体；

或

所述复合储能单体中的复合储能电芯包括电池储能电芯和电容储能电芯；

通过电池开关控制电路来控制电池储能电芯；

通过电容开关控制电路来控制电容储能电芯；

通过控制器来控制电池开关控制电路，从而达到分别连接或断开复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯；

通过控制器来控制电容开关控制电路，从而达到分别连接或断开复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯；

判断复合储能设备或复合储能单体或复合储能电芯是否处于使用状态，当复合储能设备或复合储能单体或复合储能电芯处于未使用状态时，通过控制器来控制电池开关控制电路和电容开关控制电路，从而达到连接或断开复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯；

所述控制器根据不同应用场景的动力输出需求来确定电池开关控制电路和电容开关控制电路中对应开关的连通和断开状态，以适于复合储能模组的电池储能模组和电容储能模组或复合储能单体的电池储能单体和电容储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和电容储能电芯按照预设输出比例实现对用电设备提供电能。

本实施例中的所述控制器根据复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯的目标输出功率，以及

复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和

复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的性能参数和输出值，并确定电池开关控制电路和电容开关控制电路的控制模式协调完成动力目标输出功率。

本实施例中的所述控制器具体按照以下步骤执行：

根据不同应用场景的动力输出需求确定复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯输出值；

判断复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯输出值是否超出电池组输出预设阈值；

如果否，则闭合电池开关控制电路连接复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯并按照动力输出需求输出电能；

如果是，则闭合电容开关控制电路连接复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯并按照动能输出需求输出电能。

本实施例中还包括以下步骤：

监测采集复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的电量soc；

判断复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯soc是否小于等于电容能量预设阈值；

如果是，则将复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯通过充电电路与复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯连接，用于为复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯存储电能；如果否，则返回继续监测复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯电量soc。本实施例的预设阈值可以采用为电容包soc的30％或25％或35％。

本实施例中的所述电池开关控制电路和电容开关控制电路分别为电磁继电器，所述电磁继电器的控制部分与控制器连接，所述电磁继电器的工作部分与用电设备连接。

所述复合储能电芯包括聚合物软包体以及设置在所述聚合物软包体内且复合为一体的至少一个电池单元和至少一个电容单元；

每一个所述电池单元上均设有正极耳和负极耳；或，

当所述电池单元包括至少2个时，所有的所述电池单元可以进一步组合为至少一个电池单元组，所有的所述电池单元组中，至少有一个所述电池单元组包括至少两个相互并联或串联的电池单元；所述电池单元组内的所有所述电池单元之间按照预设的连接方式连接后设有一个正极耳和一个负极耳；

每一个所述电容单元上均设有第一极耳和第二极耳；或，

当所述电容单元包括至少2个时，所有的所述电容单元可以进一步组合为至少一个电容单元组，所有的所述电容单元组中，至少有一个所述电容单元组包括至少两个相互并联或串联的电容单元；所述电容单元组内的所有所述电容单元之间按照预设的连接方式连接后设有一个第一极耳和一个第二极耳。

实施例2

本实施例还提供了一种复合储能设备管理系统，包括复合储能设备、采样电路、处理器、控制器、整车电器负载和开关控制电路；

所述复合储能设备包括复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯；

所述采集电路用于采集复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯的状态信号并将信号输入到处理器；

所述整车电器负载将复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯需要控制的输出功率目标预设值输入到处理器；

所述处理器对采集到的信号和输出功率目标预设值进行处理生成用于控制复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯的控制信号，并将控制控制信号输入到控制器；

所述控制器判断复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯是否处于使用状态，当复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯处于未使用状态时，所述控制器通过开关控制电路与复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯连接；

所述控制器根据不同应用场景的动力输出需求来确定开关控制电路中对应开关的连通和断开状态，以适于复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯按照预设输出比例实现对用电设备提供电能。

所述复合储能设备为复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯。

所述采样电路包括电池信号采样电路和电容信号采样电路；

所述开关控制电路包括电池开关控制电路和电容开关控制电路；

所述电池组信号采集电路用于采集复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯的电池信号并将信号输入到处理器；

所述电容组信号采集电路用于采集复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的电容信号并将信号输入到处理器；

所述处理器根据采集到的电容信号和电池信号以及输出功率目标预设值生成用于控制复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的控制信号，并将控制信号输入到控制器；

所述控制器通过电池开关控制电路与复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯连接；

所述控制器通过电容开关控制电路与复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯连接。

本实施例中的复合储能设备是将电池和电容集成在一起形成的一体化结构的储能设备，所述复合储能设备中的电池和电容个数比例或功率比例可以根据实际需要设定不同的值。如图2中虚线框所示。

本实施例中的采样电路是将电池信号采样电路和电容信号采样电路集成在一起形成的一体化结构的采用电路，如图2中虚线框所示。

本实施例中的开关控制电路是将电池开关控制电路和电容开关控制电路集成在一起形成的一体化结构的开关电路，如图2中虚线框所示。

所述控制器根据复合储能设备目标输出功率，以及以及复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯和复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的性能参数和输出值，并确定电池开关控制电路和电容开关控制电路的控制模式协调完成动力目标输出功率。

所述控制器按照以下步骤执行：

根据不同应用场景的动力输出需求确定复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯输出值；

判断复合储能设备中的复合储能模组或复合储能模组中的复合储能单体或复合储能单体中的复合储能电芯输出值是否超出电池组输出预设阈值；

如果否，则闭合电池开关控制电路连接复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯并按照动力输出需求输出电能；

如果是，则闭合电容开关控制电路连接复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯并按照动能输出需求输出电能。

本实施例中还包括以下步骤：

监测采集复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯的电量soc；

判断复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯soc是否小于等于电容能量预设阈值；

如果是，则将复合储能模组的电池储能模组或复合储能单体的电池储能单体或复合储能电芯的电池储能电芯通过充电电路与复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯连接，用于为复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯存储电能；如果否，则返回继续监测复合储能模组的电容储能模组或复合储能单体的电容储能单体或复合储能电芯的电容储能电芯电量soc。本实施例的预设阈值可以采用为电容包soc的30％。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

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