一种基于算法的逆变器与电池包通信切换方法与流程

本发明属于自动化控制，具体而言，涉及一种基于算法的逆变器与电池包通信切换方法。

背景技术：

1、随着可再生能源和电动汽车的快速发展，储能技术在现代电力系统中的地位愈发重要。储能供电总系统通常包含多个电池模组，这些电池模组通过电池管理系统（bms）进行管理，以确保其安全性、稳定性和高效性。然而，不同用户的电池模组可能共享同一套电力转换系统（pcs）和能源管理系统（ems），如何在多个用户和电池模组之间实现高效、安全的切换成为一个关键问题。

2、传统的电池管理和切换系统通常依赖固定的通信协议和简单的验证机制，难以应对复杂的多用户环境中的安全需求。为了提升系统的安全性和灵活性，引入基于算法的通信切换系统成为一种有效的解决方案。通过先进的加密技术和灵活的通信协议切换机制，可以实现对不同用户电池模组的精准控制和管理，确保系统在高效运行的同时，避免未经授权的访问和操作。

3、查阅相关的公开技术，公开号为cn118042014a提出一种管理系统中多个电池芯片的方法，其通过一个集成多个端口和bmic的集成电路设计，为bms管理芯片提供足够大的兼容性；公开号为ca2674680a1提出一种配电系统的安全访问通信系统和通信方法，其通过一种具备多重身份认证的安全通信方法，使得配电系统中的通信具有高度的保密程度；公告号为us08441233b2提出一种通过多个总线报告电源状态的协议，通过提供一种统计的自动电源报告，使得系统内的多个用户可以接入其他用户的电源设备并实现电源设备的借用。

4、以上技术方案均提出了各种使逆变器与电池的通信协议实施切换的方式和方法，但对于目前大规模的储能电池模组应用，当中涉及到多个厂商的通信协议切换问题，尚需要提供更为安全而且便捷的通信协议切换技术方案。

5、背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种基于算法的逆变器与电池包通信切换方法，旨在优化储能供电总系统中的电池管理。该系统包括电力转换系统、能源管理系统和多个由电池管理系统管理的电池模组。切换系统获取用户的切换指令，该指令包含已连接电池包和目标电池包的编号。处理器确认两者的电池管理系统通信协议类型后，指示电力转换系统切入目标电池包的通信协议，并启动握手过程。握手报文采用非对称加密技术，通过电力转换系统的私钥加密，目标电池管理系统使用公钥解密，确保只有合法设备能生成有效报文。握手成功后，系统断开当前连接，切换至目标电池包通信。本方案利用加密和时间戳机制，确保了多用户环境中电池模组切换的安全性和可靠性。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种基于算法的逆变器与电池包通信切换系统，所述切换系统配置于储能供电总系统中；所述储能供电总系统还包括电力转换系统、能源管理系统、至少一个电池管理系统，以及由所述电池管理系统管理的多个电池模组；

4、所述切换系统通信连接到所述电池管理系统，并且包括：

5、至少一个处理器；以及

6、一种存储有机器可读指令的非暂时性计算机可读介质；所述机器可读指令使所述处理器执行：

7、获取用户的切换指令，所述切换指令至少包括已连接电池包的编号，以及期望连接的目标电池包的编号；

8、确认管理所述已连接电池包的已连接电池管理系统以及管理所述目标电池包的目标电池管理系统的通信协议类型；

9、并向所述电力转换系统发送指令，使所述电力转换系统执行：

10、切入对应所述目标电池包的电池管理系统的通信协议；

11、启动与所述目标电池包的电池管理系统的通信握手，发送握手报文；

12、在确认与所述目标电池包的电池管理系统成功握手后，断开与所述已连接电池管理系统的连接，切换到与所述目标电池管理系统进行通信；

13、优选的，所述握手报文包括由首验证码以及次验证码生成的密文、目标电池包地址码、目标电池管理系统的寄存器地址码、crc校验码以及时间戳；

14、优选的，所述首验证码由所述已连接电池管理系统生成；所述次验证码由所述目标电池管理系统生成；并且，所述首验证码以及次验证码周期性地被更新并由各个所述电池管理系统发送到所述电力转换系统；

15、优选的，所述机器可读指令还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：

16、为所述电力转换系统生成基于非对称加密的一对密钥；所述一对密钥包括一个公钥以及一个私钥；由所述电力转换系统储存所述私钥；

17、将所述公钥发送到至少包括所述目标电池管理系统的多个电池管理系统，并由多个所述电池管理系统保存所述公钥；

18、优选的，所述机器可读指令还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：

19、向所述目标电池管理系统发送指令，使所述目标电池管理系统执行：

20、b100：读取所述握手报文，使用所述公钥解密所述密文从而获得所述首验证码以及次验证码；

21、b200：验证解密后所得的所述次验证码是否符合对应时间戳的次验证码；

22、b300：将验证结果返回所述切换系统；若验证成功，则允许所述电力转换系统切换到目标电池管理系统；

23、进一步的，提出一种基于算法的逆变器与电池包通信切换方法，所述切换方法应用于所述一种基于算法的逆变器与电池包通信切换系统；所述切换方法包括以下步骤：

24、s100：获取用户的切换指令；所述切换指令至少包括已连接电池包的编号，以及期望连接的目标电池包的编号；

25、s200：确认管理所述已连接电池包的已连接电池管理系统以及管理所述目标电池包的目标电池管理系统的通信协议类型；

26、s300：使所述电力转换系统执行与所述目标电池管理系统的握手过程；

27、优选的，在步骤s300中，还包括以下子步骤：

28、s310：切入对应所述目标电池包的电池管理系统的通信协议；

29、s320：启动与所述目标电池包的电池管理系统的通信握手，发送握手报文；

30、s330：在确认与所述目标电池包的电池管理系统成功握手后，断开与所述已连接电池管理系统的连接，切换到与所述目标电池管理系统进行通信。

31、本发明所取得的有益效果是：

32、本技术方案的切换系统通过采用非对称加密技术，确保了逆变器与电池包通信过程中的数据安全；电力转换系统使用私钥加密握手报文，目标电池包的电池管理系统使用公钥解密，从而有效防止非法设备生成和发送伪造的握手报文；加密机制不仅保护了数据的完整性和机密性，还通过时间戳和crc校验码防止重放攻击，进一步提升了系统的安全性；

33、本技术方案的切换系统支持不同通信协议类型的电池管理系统（bms），可以根据用户需求灵活切换通信协议；系统在接收到用户的切换指令后，能够自动识别和切入目标电池包的通信协议类型，并启动与目标bms的通信握手；这种灵活的协议切换机制使系统可以兼容多种类型的电池模组和管理系统，适应复杂的多用户共享环境，满足各种应用场景的需求；

34、本技术方案的切换系统通过使用包含的用户特定信息、电池模组编码、时间戳和crc校验码的握手报文，确保了数据传输的准确性和可靠性；在确认与目标电池包的bms成功握手后，方才断开当前连接的电池包并切换到目标电池包，保证了电池模组切换过程的平稳和高效，提升了整个储能供电总系统的运行效率和稳定性；

35、本技术方案的切换系统的软、硬件部分采用模块化设计，系统中硬件部分的各工作模块、部件，以及软件部分的指令、参数、算法均可以通过后期进行方便的替换和/或升级，从而降低本系统的搭建成本与维护成本。