电池储能系统的建模、仿真方法、装置、设备、存储介质与流程

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池储能系统的建模、仿真方法、装置、设备、存储介质。


背景技术：

2.电池储能系统可以应用于发电侧、电网侧、用户侧以及微电网等领域。其中，电池储能系统需要在预设温度范围内进行工作，以延长电池的使用寿命，以及，保障电池的运行倍率。所以，电池储能系统需要配置输出功率合适的空调，以调整电池温度。
3.现有技术中，可以通过建立电池储能系统的三维仿真模型，对电池储能系统温度变化进行仿真，获取电池储能系统在特定工况下电芯温度的变化趋势。用户可以根据该电池储能系统在特定工况下电芯温度的变化趋势，给该电池储能系统配置合适的空调。在建立电池储能系统的三维仿真模型时，需要对电池储能系统所处箱体空间进行模型前处理、划分网格、求解计算、后处理等操作。
4.然而，使用上述三维仿真模型对电池储能系统进行建模的方法，工作量较大，需要占用较多的计算资源，且用时较长，另外，使用该三维仿真模型对电池储能系统的不同特定工况进行仿真时，需要花费较长的时间。


技术实现要素：

5.本发明提供一种电池储能系统的建模、仿真方法、装置、设备、存储介质，以解决电池储能系统建模和仿真时间较长的技术问题。
6.第一方面，本发明提供一种电池储能系统的建模方法，所述电池储能系统设置于箱体中，所述箱体设置有调整箱体内部环境温度的温度调整装置，包括：
7.基于所述电池储能系统，创建温度调整装置输出量评估模块、箱体内外环境换热量评估模块、箱体内部环境温度评估模块、电池温度评估模块和电池产热评估模块，所述输出量为制冷量或制热量；
8.根据所述电池所产生的热量、所述箱体内部环境温度对所述电池温度的影响关系，建立所述电池温度评估模块与所述电池产热评估模块、所述箱体内部环境温度评估模块的第一耦合关系；
9.根据所述箱体内外环境的换热量、所述温度调整装置输出量、所述电池温度，对所述箱体内部环境温度的影响关系，建立所述箱体内部环境温度评估模块与所述温度调整装置输出量评估模块、所述箱体内外环境换热量评估模块、所述电池温度评估模块的第二耦合关系；
10.根据各模块、各模块的输入参数和输出参数、所述第一耦合关系和所述第二耦合关系，生成所述电池储能系统的仿真模型，所述仿真模型用于评估所述电池储能系统在预设工况下与温度相关的变化趋势。
11.可选的，所述与温度相关的变化趋势包括下述至少一项：
12.电池温度变化趋势、箱体内部环境温度变化趋势、所述温度调整装置输出功率变化趋势、箱体内外环境换热量变化趋势、电池所产生的热量变化趋势。
13.可选的，所述根据所述电池所产生的热量、所述箱体内部环境温度与所述电池温度之间的影响关系，建立所述电池温度评估模块与所述电池产热评估模块、所述箱体内部环境温度评估模块的第一耦合关系，包括：
14.根据所述电池所产生的热量、所述箱体内部环境温度与所述电池温度之间的影响关系，将所述电池产热评估模块输出的所述电池所产生的热量，以及，所述箱体内部环境温度评估模块输出的所述箱体内部环境温度作为所述电池温度评估模块的输入参数，将所述电池温度评估模块输出的电池温度作为所述电池产热评估模块的输入参数，得到所述第一耦合关系。
15.可选的，所述电池温度评估模块的输入参数还包括所述电池的热容和/或所述电池的散热系数。
16.可选的，所述电池产热评估模块的输入参数还包括：所述电池储能系统的运行工况。
17.可选的，所述根据所述箱体内外环境的换热量、所述温度调整装置输出量、所述电池温度、所述箱体内部环境温度之间的影响关系，建立所述箱体内部环境温度评估模块与所述温度调整装置输出量评估模块、所述箱体内外环境换热量评估模块、所述电池温度评估模块的第二耦合关系，包括：
18.根据所述箱体内外环境的换热量、所述温度调整装置输出量、所述电池温度、所述箱体内部环境温度之间的影响关系，将所述电池温度评估模块输出的电池温度、所述温度调整装置输出量评估模块输出的温度调整装置输出量、所述箱体内外环境换热量评估模块输出的箱体内外环境换热量作为所述箱体内部环境温度评估模块的输入参数，将所述箱体内部环境温度评估模块输出的所述箱体内部环境温度作为所述温度调整装置输出量评估模块、所述箱体内外环境换热量评估模块的输入参数，得到所述第二耦合关系。
19.可选的，所述箱体内部环境温度评估模块的输入参数还包括所述箱体内部的空气热容；或者，
20.空气的密度、箱体内部空气的体积、空气的比热容。
21.可选的，所述温度调整装置输出量评估模块的输入参数还包括下述至少一项：
22.目标温度、输出功率、用于判断所述温度调整装置是否启动工作的第一温差阈值、用于判断所述温度调整装置是否停止工作的第二温差阈值；所述第一温差阈值大于所述第二温差阈值，所述第一温差阈值、所述第二温差阈值均为所述目标温度与所述箱体内部环境温度的差值对应的阈值。
23.可选的，所述温度调整装置输出量评估模块基于温度调整装置定频工作模式评估所述温度调整装置输出量。
24.可选的，所述箱体内外环境换热量评估模块的输入参数还包括下述至少一项：所述箱体外部环境温度、所述箱体的内外换热系数、所述箱体的换热面积。
25.第二方面，本发明提供一种电池储能系统的仿真方法，所述方法包括：
26.接收所述电池储能系统的运行工况、所述电池储能系统所在箱体中设置的温度调整装置的配置，以及，所述箱体外部环境温度参数值；
27.根据所述电池储能系统的运行工况、所述电池储能系统所在箱体中设置的温度调整装置的配置，以及，所述箱体外部环境温度参数值，利用第一方面所述的电池储能系统的仿真模型，获取所述电池储能系统与温度相关的变化趋势；
28.输出所述电池储能系统与温度相关的变化趋势。
29.第三方面，本发明提供一种电池储能系统的建模装置，所述电池储能系统设置于箱体中，所述箱体设置有调整箱体内部环境温度的温度调整装置，包括：
30.创建模块，用于基于所述电池储能系统，创建温度调整装置输出量评估模块、箱体内外环境换热量评估模块、箱体内部环境温度评估模块、电池温度评估模块和电池产热评估模块，所述输出量为制冷量或制热量；
31.第一建立模块，用于根据所述电池所产生的热量、所述箱体内部环境温度对所述电池温度的影响关系，建立所述电池温度评估模块与所述电池产热评估模块、所述箱体内部环境温度评估模块的第一耦合关系；
32.第二建立模块，用于根据所述箱体内外环境的换热量、所述温度调整装置输出量、所述电池温度，对所述箱体内部环境温度的影响关系，建立所述箱体内部环境温度评估模块与所述温度调整装置输出量评估模块、所述箱体内外环境换热量评估模块、所述电池温度评估模块的第二耦合关系；
33.生成模块，用于根据各模块、各模块的输入参数和输出参数、所述第一耦合关系和所述第二耦合关系，生成所述电池储能系统的仿真模型；其中，所述仿真模型用于评估所述电池储能系统在预设工况下与温度相关的变化趋势。
34.第四方面，本发明提供一种电池储能系统的仿真装置，所述装置包括：
35.接收模块，用于接收所述电池储能系统的运行工况、所述电池储能系统所在箱体中设置的温度调整装置的配置，以及，所述箱体外部环境温度参数值；
36.获取模块，用于根据所述电池储能系统的运行工况、所述电池储能系统所在箱体中设置的温度调整装置的配置，以及，所述箱体外部环境温度参数值，利用如第一方面所述的电池储能系统的仿真模型，获取所述电池储能系统与温度相关的变化趋势；
37.输出模块，用于输出所述电池储能系统与温度相关的变化趋势。
38.第五方面，本发明提供一种电子设备，包括：至少一个处理器、存储器；
39.所述存储器存储计算机执行指令；
40.所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述电子设备执行第一方面任一项或第二方面任一项所述的方法。
41.第六方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机执行指令，当所述计算机执行指令被处理器执行时，实现第一方面任一项或第二方面任一项所述的方法。
42.本发明提供的电池储能系统的建模、仿真方法、装置、设备、存储介质，根据电池储能系统工作环境温度交互的实际情况，创建与温度变化相关的模块，然后根据各个模块之间的影响关系，建立各个模块间的耦合关系，进而实现对电池储能系统的建模。该建模方法避免了对电池储能系统所处箱体内部的所有物体进行三维建模，只需考虑与电池储能系统温度变化相关的因素之间的交互来对电池储能系统进行一维建模，所以本发明提供的建模方法不需要进行大量的数据的计算，进而实现了节约计算资源、减少建模时间的技术效果。
进一步的，在使用上述仿真模型对电池储能系统进行仿真时，相比于利用三维仿真模型对电池储能系统进行仿真，该一维仿真过程不需要计算大量的数据，达到了减少仿真时间的技术效果。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1为本发明提供的一种电池储能系统的工作环境示意图；
45.图2为本发明提供的一种电池储能系统的建模方法的流程示意图；
46.图3为本发明提供的一种电池储能系统的仿真模型示意图；
47.图4为温度调整装置输出量评估模块对温度调整装置输出量进行测算的流程示意图；
48.图5为本发明提供的另一种电池储能系统的仿真模型示意图；
49.图6为本发明提供的一种电池储能系统的仿真方法的流程示意图；
50.图7为本发明提供的一种电池储能系统的建模装置的结构示意图；
51.图8为本发明提供的一种电池储能系统的仿真装置的结构示意图；
52.图9为本发明提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
53.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.图1为本发明提供的一种电池储能系统的工作环境示意图。如图1所示，本发明所说的电池储能系统设置于箱体中，箱体能够为电池储能系统提供密闭的工作环境。例如，该箱体可以是集装箱、建筑物等。示例性的，该电池储能系统包括功率转换模块、电池组(在本发明中简称为电池)、电池管理模块。其中，功率转换模块用于与外界进行能量交换；电池组由多个电池单体构成，用于实现电池储能系统电能的存储和释放；电池管理模块用于实现监测电池组中各电池单体的各种状态(例如电压、电流等)等功能。应当理解的是，图1中所示电池储能系统仅是电池储能系统结构的其中一种示例，在实际情况中，还可以对电池储能系统进行其他形式的模块划分。
55.电池储能系统在工作时，若电池的工作环境温度过高，电池将产生不可逆反应，使得电池使用寿命衰减加快；若电池的工作环境温度过低，则导致电池放电容量下降，以及放电倍率降低。对于采用锂电池的电池储能系统来说，锂电池可能还有锂离子析出的风险。
56.电池储能系统所处的箱体中，设置有调整箱体内部环境温度的空调，以使电池储能系统在合适的温度范围内进行工作。示例性的，当上述电池长时间以较大的放电倍率进行工作时，电池所产生的热量将逐渐增加，导致电池温度以及箱体内部环境温度逐渐上升，
若此时箱体内空调的制冷量小于电池储能系统的需求，那么电池的工作环境温度可能会过高。当上述电池长时间以较小的放电倍率进行工作时，若此时箱体内空调的制冷量大于电池储能系统的需求，那么电池的工作环境温度可能会过低，或者，该空调可能会频繁的启动和停止，从而导致空调的寿命缩短。所以，对电池储能系统配置合适的空调是至关重要的。
57.在给电池储能系统配置合适的空调之前，可以通过电池储能系统的仿真模型，获取电池储能系统中电池温度的变化趋势。然后根据该电池储能系统中电池温度的变化趋势，给电池储能系统配置合适的空调。
58.在现有技术中，可以通过建立电池储能系统的三维仿真模型，对电池储能系统温度变化进行仿真。该三维仿真模型的建模方法需要对电池储能系统所在的箱体空间进行模型前处理、划分网格、求解计算、后处理等操作。
59.相应地，在使用上述三维仿真模型对电池储能系统进行仿真时，需要占用大量计算资源且用时较长。
60.考虑到现有技术中对电池储能系统进行建模用时较长的原因是需要对电池储能系统所在的箱体内的所有物体进行三维建模，本发明提出了一种利用电池储能系统中各部分之间温度的影响关系，构建电池储能系统一维仿真模型的建模方法。相比现有技术中三维建模的方法，可以减少电池储能系统建模所用时间。相应地，利用一维仿真模型进行仿真操作相比利用三维仿真模型进行仿真操作的用时和计算资源也会相应减少。在具体实现时，上述方法可由电子设备执行，该电子设备可以是服务器、终端等具有处理功能的设备。
61.下面结合图1所示的电池储能系统的工作环境，利用具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。应理解，上述工作环境中，调整电池储能系统的工作环境的温度的装置可以称为温度调整装置。包括但不限于空调、风扇等具有温度调整作用的装置等。
62.图2为本发明提供的一种电池储能系统的建模方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
63.s101、基于电池储能系统，创建温度调整装置输出量评估模块、箱体内外环境换热量评估模块、箱体内部环境温度评估模块、电池温度评估模块和电池产热评估模块。
64.考虑到电池储能系统在实际工作时，使电池储能系统中电池的工作温度产生变化或者电池储能系统环境温度变化的因素包括：温度调整装置输出量、箱体内外环境换热量、箱体内部环境温度、电池所产生的热量等。因此，电子设备可以通过创建温度调整装置输出量评估模块、箱体内外环境换热量评估模块、箱体内部环境温度评估模块、电池温度评估模块和电池产热评估模块，以实现对电池储能系统的建模过程更加贴近于电池储能系统的实际运行工况，进而提高仿真模型表达的准确性。
65.其中，温度调整装置输出量评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下箱体内温度调整装置输出量。其中，当温度调整装置起制冷作用时，该输出量可以是制冷量；当温度调整装置起制热作用时，该输出量可以是制热量。箱体内外环境换热量评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下箱体内外环境换热量。箱体内部环境温度评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下箱体内部环境温度。电池温度评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下电池温度(本实施例中的电池温度可以是电芯温度，两者概念等同，对此不进
行区分)。电池产热评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下电池产热。
66.应理解，上述电子设备基于电池储能系统创建的各个模块，仅是为了便于说明和介绍该建模方法。本发明对各模块的划分，以及，各模块的命名并不进行限定。
67.s102、根据电池所产生的热量、箱体内部环境温度对电池温度的影响关系，建立电池温度评估模块与电池产热评估模块、箱体内部环境温度评估模块的第一耦合关系。
68.示例性的，箱体内部环境温度越高，电池温度越高；电池储能系统自身产热越高，电池温度越高，其中，以图1中所示的电池储能系统的结构为例，电池储能系统自身产热主要来自电池所产生的热量。相应的，电池温度也会对电池产热造成影响(例如电池温度越高，电池的发热功率可能越低，进而导致电池产热越低)。
69.电子设备可以根据上述参数对电池温度的影响关系，建立电池温度评估模块与电池产热评估模块、箱体内部环境温度评估模块的第一耦合关系。该第一耦合关系表示在模拟电池储能系统预设工况时，上述三个模块之间与温度相关的参数的交互。
70.s103、根据箱体内外环境的换热量、温度调整装置输出量、电池温度、对箱体内部环境温度之间的影响关系，建立箱体内部环境温度评估模块与温度调整装置输出量评估模块、箱体内外环境换热量评估模块、电池温度评估模块的第二耦合关系。
71.示例性的，箱体内外环境换热量越大，箱体外部环境温度对箱体内部环境温度的影响越大。在电池储能系统所处箱体体积一定的情况下，箱体内温度调整装置的输出量越大，箱体内部环境温度变化越快。电池温度越高，箱体内部环境温度越高。相应的，箱体内部环境温度也对温度调整装置的输出量以及箱体内外环境换热量也有影响。
72.电子设备可以根据上述参数对箱体内部环境温度的影响关系，建立箱体内部环境温度评估模块与温度调整装置输出量评估模块、箱体内外环境换热量评估模块、电池温度评估模块的第二耦合关系。该第二耦合关系表示在模拟电池储能系统预设工况下，上述四个模块之间与温度相关的参数的交互。
73.s104、根据各模块、各模块的输入参数和输出参数、第一耦合关系和第二耦合关系，生成电池储能系统的仿真模型。
74.在本实施例中，利用第一耦合关系和第二耦合关系，可以将各模块之间对温度的影响建立关联，以使具有耦合关系的模块之间在预设运行工况下，可以准确测算与温度相关的变量。
75.在采用上述方式生成仿真模型后，在对电池储能系统进行仿真时，温度调整装置输出量评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下箱体内温度调整装置输出量。其中，当温度调整装置起制冷作用时，该输出量可以是制冷量；当温度调整装置起制热作用时，该输出量可以是制热量。箱体内外环境换热量评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下箱体内外环境换热量。箱体内部环境温度评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下箱体内部环境温度。电池温度评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下电池温度(本实施例中的电池温度可以是电芯温度，两者概念等同，对此不进行区分)。电池产热评估模块用于测算电池储能系统在预设工况下电池产热。
76.其中，各模块的输出参数具体可以根据该模块的功能确定，各模块的输入参数具体可以根据影响输出参数变化的方式确定。示例性的，图3为本发明提供的一种电池储能系统的仿真模型示意图。如图3所示的仿真模型中，温度调整装置输出量评估模块的输入参数
为箱体内部环境温度，输出参数为温度调整装置的输出量。箱体内外环境换热量评估模块的输入参数为箱体内部环境温度，输出参数为箱体内外环境换热量。箱体内部环境温度评估模块的输入参数包括：电池温度、温度调整装置的输出量、箱体内外环境换热量，输出参数为箱体内部环境温度。电池产热评估模块的输入参数为电池温度，输出参数为电池所产生的热量。电池温度评估模块的输入参数包括：箱体内部环境温度、电池所产生的热量，输出参数包括：电池温度。
77.通过本实施例生成的仿真模型，可以获取电池储能系统在预设工况下与温度相关的变化趋势。其中，该与温度相关的变化趋势例如可以包括下述至少一项：电池温度变化趋势、箱体内部环境温度变化趋势、温度调整装置输出功率变化趋势、箱体内外环境换热量变化趋势、电池所产生的热量变化趋势。其中，上述与温度相关的变化趋势可以是随时间的变化趋势。此外，温度调整装置输出功率变化趋势还可以用于表达温度调整装置启停频率。
78.在本实施中，电子设备根据电池储能系统工作环境温度交互的实际情况，创建与温度变化相关的模块，然后根据各个模块之间的影响关系，建立各个模块间的耦合关系，进而实现对电池储能系统的建模。该建模方法避免了对电池储能系统所处箱体内部的所有物体进行三维建模，只需考虑与电池储能系统温度变化相关的因素之间的交互来对电池储能系统进行一维建模，所以本发明提供的建模方法不需要进行大量的数据的计算，进而实现了节约计算资源、减少建模时间的技术效果。
79.此外，面对不同的电池储能系统，用户可以根据电池储能系统的实际构成和工作环境，在上述仿真模型的基础上添加或减少与温度变化相关的模块，即该建模方法在面对不同电池储能系统时，具有更好的可扩展性。例如，若将通过上述一维建模方法构建的电池储能系统的仿真模型运用到新能源动力电池储能系统的热交换系统时，可以在上述仿真模型的基础上添加影响温度变化的冷却液换热评估模块。
80.以图1所示的电池储能系统的工作环境为例，参照上述图3所示的电池储能系统的仿真模型，针对电池储能系统的仿真模型中各模块如何测算自己的输出量进行示例说明：
81.1、电池产热评估模块
82.可选的，电池产热评估模块可以通过下述公式(0)获取电池所产生的热量。
83.q＝i2×r×
δt
ꢀꢀꢀ
(0)
84.其中，i表示电池的充电或放电电流。可选地，电池的充电或放电电流可以通过电池储能系统的运行工况获得。因此，电池产热评估模块的输入参数还可以包括电池储能系统的运行工况。
85.r表示集成在电池产热评估模块内部的电池内阻，示例性的，r可以以内阻矩阵的形式集成在电池产热评估模块中。δt表示电池储能系统仿真模型一个数据采集周期的时长。例如，该δt可以为1秒、2秒等。这里所说的数据采集周期是指每个模块相邻两次输出之间的时间间隔。
86.示例性的，电池产热评估模块可以根据电池的荷电状态(state of charge，soc)以及电池温度，通过线性插值获得r的取值。其中，电池产热评估模可以通过上述电流i的工况积分获得电池的soc。当soc是100％时，说明电池处于满电状态。以电池的额定容量是20a/h(安/时)为例，如果该电池以20a的放电电流工作了半个小时，在该示例下soc的取值为50％。
87.可选的，电池产热评估模还可以在电池产热评估模块中，存储电池soc、电池温度，以及，电池内阻值三者的对应关系表，然后根据上述对应关系表获取电池内阻r对应的内阻值。
88.应当理解的是，电池产热评估模块的作用是用于测算电池储能系统预设工况下电池产热，上述方法仅为本发明提出的一种可能的用于实现电池产热评估模块的功能的方法，本发明对电池产热评估模块的实现方式不做限定。在具体实现时，电池产热评估模块还可以使用其他方式来实现自身的功能。例如，可以使用戴维南单体电池模型模拟电池产热来代替本发明中的电池产热评估模块。
89.2、电池温度评估模块
90.可选的，电池温度评估模块可以通过下述公式(1)获取电池温度。
[0091][0092]
其中，t
cell_i
表示电池储能系统仿真模型第i个数据采集周期的电池温度，q
_i-1
表示第i-1个数据采集周期中电池产热评估模块输出的电池所产生的热量；t
cell_i-1
表示第i-1个数据采集周期中电池温度评估模块获取的电池温度；t
air_i-1
表示第i-1个数据采集周期中箱体的内部环境温度评估模块输出的箱体的内部环境温度。h表示电池的散热系数、c表示电池的热容。
[0093]
h由电池的排布方式和散热方式决定，c可以由电池本身的性质决定。示例性的，h和c可以是存储在电池温度评估模块中的。或者，h和/或c还可以是由用户根据以往实验数据对两者进行标定确定的，并将其作为电池温度评估模块的输入参数，以进一步提高仿真模型的准确性，进而能够提高后续使用该仿真模型进行仿真时，得到的仿真结果的准确性。
[0094]
3、箱体内部环境温度评估模块
[0095]
可选的，箱体内部环境温度评估模块可以通过公式(2)来获取箱体内部环境温度。
[0096][0097]
其中，t
air_i
表示第i个数据采集周期的箱体内部环境温度，表示第i-1个数据采集周期中温度调整装置输出量评估模块输出的温度调整装置输出量，表示第i-1个数据采集周期中箱体内外环境换热量评估模块输出的箱体内外环境换热量，c
air
表示箱体内部的空气热容。
[0098]
即，箱体内部环境温度评估模块的输入参数还可以包括箱体内部的空气热容。或者，空气的比热容还可以预先存储在箱体内部环境温度评估模块中。
[0099]
可选的，箱体内部环境温度评估模块可以通过公式(3)来获取箱体内部环境温度。
[0100][0101]
其中，ρ表示箱体内部的空气密度、v表示箱体内部的空气体积，c
p
表示箱体内部的空气比热容。
[0102]
即，箱体内部环境温度评估模块的输入参数还可以包括空气的密度、箱体内部空气的体积、空气的比热容。
[0103]
4、箱体内外环境换热量评估模块
[0104]
可选的，箱体内外环境换热量评估模块可以通过公式(4)来获取箱体内外环境换热量。
[0105]qout
＝k
×s×
(t
out_i-1-t
air_i-1
)
×
δt
ꢀꢀꢀ
(4)
[0106]
其中，k表示箱体的内外换热系数，s表示箱体的换热面积(箱体和外部空气接触的面积),t
out_i-1
表示第i-1个周期的箱体外部环境温度。
[0107]
即，箱体内外环境换热量评估模块的输入参数还可以包括下述至少一项：箱体外部环境温度、箱体的内外换热系数、箱体的换热面积。例如，箱体的内外换热系数、箱体的换热面积预先存储在箱体内外环境换热量评估模块中。此时，箱体内外环境换热量评估模块的输入参数可以为箱体外部环境温度。
[0108]
应当理解的是，箱体内外环境换热量评估模块的作用是用于测算电池储能系统预设工况下箱体内外环境换热量，上述方法仅为本发明提出的一种可能的用于实现箱体内外环境换热量评估模块的功能的方法，本发明对箱体内外环境换热量评估模块的实现方式不做限定。
[0109]
在具体实现时，箱体内外环境换热量评估模块还可以使用其他方式来实现自身的功能。例如，可以在上述箱体内外环境换热量评估模块的基础上进行扩展，进一步的考虑辐射、对流以及热传导等因素对箱体内部环境温度的影响，使得对电池储能系统的建模过程更加贴近于电池储能系统的实际运行工况，进而提高仿真模型表达的准确性。
[0110]
5、温度调整装置输出量评估模块
[0111]
可选的，以该温度调整装置为定频(温度调整装置在工作期间输出功率保持不变，即温度调整装置输出量是额定的)工作模式为例，图4为温度调整装置输出量评估模块对温度调整装置输出量进行测算的流程示意图。其中，目标温度指的是箱体内部环境温度的目标温度。示例性的，该目标温度可以作为温度调整装置输出量评估模块的输入参数，或者，温度调整装置输出量评估模块还可以通过电池温度计算目标温度，以使实际情况下箱体内部环境温度更能满足电池工作环境的需求。
[0112]
δt表示目标温度与箱体内部环境温度的差值的绝对值，第一温差阈值以及第二温差阈值均为目标温度与箱体内部环境温度的差值对应的阈值。其中，第一温差阈值用于判断温度调整装置是否启动工作、第二温差阈值用于判断温度调整装置是否停止工作。
[0113]
如图4所示，若该δt大于第一温差阈值，说明目标温度与箱体内部环境温度差过大。例如，若箱体内部环境温度比目标温度低，且目标温度与箱体内部环境温度差值大于第一温差阈值，说明箱体内部环境温度过低，则控制温度调整装置开始制热。当温度调整装置输出量评估模块确定δt小于第二温差阈值时，说明箱体内部环境温度满足电池储能系统对工作环境温度的要求，则控制温度调整装置停止工作。若温度调整装置输出量评估模块确定δt大于第二温差阈值，说明箱体内部环境温度未达到电池储能系统对工作环境温度的要求，则控制温度调整装置继续工作。若该δt小于第二温差阈值，说明箱体内部环境温度满足电池储能系统对工作环境温度的要求，则控制温度调整装置保持待机状态。
[0114]
如图4所示，当温度调整装置为定频工作模式，在该仿真模型的第i个数据采集周期中，若温度调整装置处于工作状态，则温度调整装置在第i个数据采集周期的输出量为温度调整装置的额定输出量。若温度调整装置处于待机状态，则温度调整装置在第i个数据采
集周期的输出量为0。此外，温度调整装置输出量评估模块还可以记录温度调整装置开始工作和停止工作的时刻，用于描述温度调整装置的启停频率。
[0115]
应当理解的是，温度调整装置输出量评估模块还可以通过其他方式对温度调整装置输出量进行评估，本发明对温度调整装置输出量评估模块的内部控制逻辑不做限定。
[0116]
以该温度调整装置为变频工作模式为例，温度调整装置输出量评估模块可以采用如下方式对温度调整装置输出量进行测算。其中，变频工作模式指的是：温度调整装置的输出功率随目标温度与箱体内部环境温度的差值而改变。例如，δt越接近第一温差阈值，温度调整装置的输出功率越小；δt与第一温差阈值相差越大，温度调整装置的输出功率越大。在该仿真模型的第i个数据采集周期中，温度调整装置输出量评估模块获取的温度调整装置输出量与此时温度调整装置的输出功率相对应，具体可以根据输出功率确定。
[0117]
因此，温度调整装置输出量评估模块的输入参数还可以包括下述至少一项：目标温度、输出功率、用于判断温度调整装置是否启动工作的第一温差阈值，以及用于判断温度调整装置是否停止工作的第二温差阈值。或者，这些参数预设在温度调整装置输出量评估模块中。
[0118]
参照图3，以上述电池的散热系数、电池的热容、运行工况、箱体内部的空气热容、箱体的内外换热系数、箱体的换热面积、目标温度、输出功率、第一温差阈值，以及，第二温差阈值均为对应模块的输入参数为例，基于上述各模块的具体实现方式，以及，上述第一耦合关系和第二耦合关系，电子设备得到的电池储能系统的仿真模型可以如图5所示。其中，图5为本发明提供的另一种电池储能系统的仿真模型示意图。
[0119]
应当理解的是，在使用上述仿真模型对电池储能系统进行仿真时，仿真模型可以通过多轮的测算，获得与温度相关的变化趋势。其中，每一轮表示一个前述所说的数据采集周期。即，一个模块一次输出即为一个数据采集周期。
[0120]
示例性的，上述各模型所需的输入参数可以是在启动该仿真模型进行仿真时，输入至该仿真模型的，或者，部分模型的部分参数也可以是在构建仿真模型时，预设至该模块中的。比如，箱体内外环境换热量评估模块的输入参数：箱体的内外换热系数、箱体的换热面积等。
[0121]
在采用前述任一方式得到仿真模型之后，电子设备可以使用该仿真模型，获取电池储能系统在不同运行工况下的仿真结果。图6为本发明提供的一种电池储能系统的仿真方法的流程示意图。如图6所示，该方法包括以下步骤：
[0122]
s201、接收电池储能系统的运行工况、电池储能系统所在箱体中设置的温度调整装置的配置，以及，箱体外部环境温度参数值。
[0123]
示例性的，电子设备可以通过应用程序接口(application program interface，api)或者图形用户界面(graphical user interface，gui)接收上述参数值。
[0124]
s202、根据电池储能系统的运行工况、电池储能系统所在箱体中设置的温度调整装置的配置，以及，箱体外部环境温度参数值，利用上述任意一种电池储能系统的仿真模型，获取电池储能系统与温度相关的变化趋势。
[0125]
电子设备在获取上述参数值之后，电子设备可以将电池储能系统的运行工况、电池储能系统所在箱体中设置的温度调整装置的配置，以及，箱体外部环境温度参数值输入至该仿真模型中，以使仿真模型基于这些信息对电池储能系统进行仿真。除此之外，电子设
备还可以获取到该仿真模型中各模块的其他输入参数的取值，并输入至仿真模型中，以使仿真模型基于这些信息对电池储能系统进行仿真，具体可以根据仿真模型进行仿真操作时所需输入的参数值确定。
[0126]
然后电子设备通过上述任意一种电池储能系统的仿真模型，获取与温度相关的变化趋势。该与温度相关的变化趋势可以包括步骤s104中的任意一种或多种。
[0127]
s203、输出电池储能系统与温度相关的变化趋势。
[0128]
以该温度变化趋势为电池温度变化趋势为例，通过该仿真模型，电子设备可以得到电池储能系统在特定工况下，电池温度随时间的变化趋势，并输出该电池温度随时间的变化趋势。示例性的，用户可以通过该电池温度随时间的变化趋势，观察电池温度是否一直处于预设温度范围内。假设电池温度持续升高，直至超过预设温度范围仍然没有下降的趋势，则说明该电池储能系统配置的温度调整装置的输出量太小，不满足对该电池储能系统的温度调节。即用户可以根据该仿真结果，给电池储能系统配置合适的温度调整装置，以及，该仿真结果还可以给电池储能系统的使用工况提供指导和优化，以使得电池储能系统工作环境温度变化更加平稳。此外，上述仿真结果还可以为电池储能系统热管理方案的开发工作、电池储能系统寿命预测和价值评估提供帮助。
[0129]
在本实施例中，电子设备在使用上述仿真模型对电池储能系统进行仿真时，相比于利用三维仿真模型对电池储能系统进行仿真，该一维仿真过程不需要计算大量的数据，达到了减少仿真时间的技术效果。
[0130]
图7为本发明提供的一种电池储能系统的建模装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括：
[0131]
创建模块31，用于基于所述电池储能系统，创建温度调整装置输出量评估模块、箱体内外环境换热量评估模块、箱体内部环境温度评估模块、电池温度评估模块和电池产热评估模块，所述输出量为制冷量或制热量。
[0132]
第一建立模块32，用于根据所述电池所产生的热量、所述箱体内部环境温度与所述电池温度之间的影响关系，建立所述电池温度评估模块与所述电池产热评估模块、所述箱体内部环境温度评估模块的第一耦合关系。
[0133]
第二建立模块33，用于根据所述箱体内外环境的换热量、所述温度调整装置输出量、所述电池温度、所述箱体内部环境温度之间的影响关系，建立所述箱体内部环境温度评估模块与所述温度调整装置输出量评估模块、所述箱体内外环境换热量评估模块、所述电池温度评估模块的第二耦合关系。
[0134]
生成模块34，用于根据各模块、各模块的输入参数和输出参数、所述第一耦合关系和所述第二耦合关系，生成所述电池储能系统的仿真模型；其中，所述仿真模型用于评估所述电池储能系统在预设工况下与温度相关的变化趋势。
[0135]
可选的，所述与温度相关的变化趋势包括下述至少一项：电池温度变化趋势、箱体内部环境温度变化趋势、所述温度调整装置输出功率变化趋势、箱体内外环境换热量变化趋势、电池所产生的热量变化趋势。
[0136]
可选的，所述第一建立模块32，具体用于根据所述电池所产生的热量、所述箱体内部环境温度与所述电池温度之间的影响关系，将所述电池产热评估模块输出的所述电池所产生的热量，以及，所述箱体内部环境温度评估模块输出的所述箱体内部环境温度作为所
述电池温度评估模块的输入参数，将所述电池温度评估模块输出的电池温度作为所述电池产热评估模块的输入参数，得到所述第一耦合关系。
[0137]
可选的，所述电池温度评估模块的输入参数还包括所述电池的热容和/或所述电池的散热系数。
[0138]
可选的，所述电池产热评估模块的输入参数还包括：所述电池储能系统的运行工况。
[0139]
可选的，所述第二建立模块33，具体用于根据所述箱体内外环境的换热量、所述温度调整装置输出量、所述电池温度、所述箱体内部环境温度之间的影响关系，将所述电池温度评估模块输出的电池温度、所述温度调整装置输出量评估模块输出的温度调整装置输出量、所述箱体内外环境换热量评估模块输出的箱体内外环境换热量作为所述箱体内部环境温度评估模块的输入参数，将所述箱体内部环境温度评估模块输出的所述箱体内部环境温度作为所述温度调整装置输出量评估模块、所述箱体内外环境换热量评估模块的输入参数，得到所述第二耦合关系。
[0140]
可选的，所述箱体内部环境温度评估模块的输入参数还包括所述箱体内部的空气热容。
[0141]
可选的，所述温度调整装置输出量评估模块的输入参数还包括下述至少一项：目标温度、输出功率、用于判断所述温度调整装置是否启动工作的第一温差阈值、用于判断所述温度调整装置是否停止工作的第二温差阈值；所述第一温差阈值大于所述第二温差阈值，所述第一温差阈值、所述第二温差阈值均为所述目标温度与所述箱体内部环境温度的差值对应的阈值。
[0142]
可选的，所述温度调整装置输出量评估模块基于温度调整装置定频工作模式评估所述温度调整装置输出量。
[0143]
可选的，所述箱体内外环境换热量评估模块的输入参数还包括下述至少一项：所述箱体外部环境温度、所述箱体的内外换热系数、所述箱体的换热面积。
[0144]
本发明提供的电池储能系统的建模装置，用于执行前述建模方法的实施例，其实现原理与技术效果类似，对此不再赘述。
[0145]
图8为本发明提供的一种电池储能系统的仿真装置的结构示意图。如图8所示，该装置包括：
[0146]
接收模块41，用于接收所述电池储能系统的运行工况、所述电池储能系统所在箱体中设置的温度调整装置的配置，以及，所述箱体外部环境温度参数值。
[0147]
获取模块42，用于根据所述电池储能系统的运行工况、所述电池储能系统所在箱体中设置的温度调整装置的配置，以及，所述箱体外部环境温度参数值，利用上述任一种电池储能系统的仿真模型，获取所述电池储能系统与温度相关的变化趋势。
[0148]
输出模块43，用于输出所述电池储能系统与温度相关的变化趋势。
[0149]
本发明提供的电池储能系统的仿真装置，用于执行前述仿真方法实施例，其实现原理与技术效果类似，对此不再赘述。
[0150]
图9为本发明提供的一种电子设备结构示意图。如图9所示，该电子设备50可以包括：至少一个处理器51和存储器52。
[0151]
存储器52，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机
操作指令。
[0152]
存储器52可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0153]
处理器51用于执行存储器52存储的计算机执行指令，以实现电池储能系统的建模或仿真方法。其中，处理器51可能是一个中央处理器(central processing unit，简称为cpu)，或者是特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
[0154]
可选的，该电子设备50还可以包括通信接口53。在具体实现上，如果通信接口53、存储器52和处理器51独立实现，则通信接口53、存储器52和处理器51可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，简称为isa)总线、外部设备互连(peripheral component，简称为pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0155]
可选的，在具体实现上，如果通信接口53、存储器52和处理器51集成在一块芯片上实现，则通信接口53、存储器52和处理器51可以通过内部接口完成通信。
[0156]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，具体的，该计算机可读存储介质中存储有程序指令，程序指令用于上述实施例中的方法。
[0157]
本技术还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。电子设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得电子设备实施上述的各种实施方式提供的电池储能系统的建模或仿真方法。
[0158]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。