电池组容量均衡方法技术

本发明专利技术提出一种电池组容量均衡方法，包括：记录电池组中的每个电池单体的充电电压曲线；将其中一个电池单体的电压达到充电截止电压Um的时刻，记为电池组的满充时刻t0，电池单体记为电池单体1；在满充时刻t0记录其他N-1个未达到充电截止电压Um的电池单体的电压；计算剩余充电时间估计值；计算N-1个电池单体的估计剩余充电电量；根据第i个电池单体的估计剩余充电电量CRC,i计算第i个电池单体的均衡电流IE,i，进行均衡操作。根据本发明专利技术实施例的电池组容量均衡方法，电池组在均衡后使得所有电池单体达到满充电压，从而实现电池组的充分均衡，使电池组的容量趋于最大利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出一种，包括：记录电池组中的每个电池单体的充电电压曲线；将其中一个电池单体的电压达到充电截止电压Um的时刻，记为电池组的满充时刻t0，电池单体记为电池单体1；在满充时刻t0记录其他N-1个未达到充电截止电压Um的电池单体的电压；计算剩余充电时间估计值；计算N-1个电池单体的估计剩余充电电量；根据第i个电池单体的估计剩余充电电量CRC,i计算第i个电池单体的均衡电流IE,i，进行均衡操作。根据本专利技术实施例的，电池组在均衡后使得所有电池单体达到满充电压，从而实现电池组的充分均衡，使电池组的容量趋于最大利用。【专利说明】
本专利技术属于车用动力电池
，具体涉及一种。
技术介绍
纯电动汽车的功能系统中，由于局限于单体锂电池的电压和容量，必须将成百节的电池单体串并联形成电池组，给纯电动汽车提供足够的功率和能量以满足其加速爬坡和续航里程的要求。如果电池单体间不存在差异，那么纯电动汽车的电池组和电池单体在使用寿命和安全性上是一致的。然而，由于制造工艺的不一致和使用过程环境的不一致，电池单体间总是存在不一致性。电池单体在电池成组后，其能量密度，耐久性和安全性等性能都会因为电池单体间的不一致性而下降。成组的电池单体间不一致性在使用过程中扩大会造成电池组容量和功率的下降，可能进一步导致安全问题。为了避免这一问题，除了在成组前对电池进行筛选以保证成组电池单体间有较好的一致性外，采用在线电池单体均衡技术是防止不一致性在使用过程中扩大的有效手段。通常采用的均衡算法主要分为两类，即基于电压的均衡算法和基于荷电状态(State of Charge, SOC)的均衡算法。基于电压的均衡算法，由于电池单体电压可以直接测量得到，基于电压的均衡是最易于实现的，因而也为普遍采用。其中，基于荷电状态的均衡算法在各电池单体容量一致的前提下可以得到电池组容量的充分利用，但过程中需要得到电池单体的荷电状态，其实现难度上稍大。基于电压的均衡算法和基于荷电状态的均衡算法的缺点在于:以电压或荷电状态一致为目标，由于缺乏对电池单体容量信息的掌握，因而都可能导致电池组的过均衡问题。例如，一节5Ah的电池单体A和一节IOAh的电池单体B串联，假设其初始荷电状态都为I且电压相同，放电4Ah后，电池单体A的荷电状态为20%，小于电池单体B的荷电状态60%，同样电池单体A的电压小于电池单体B的电压，按以电压或荷电状态一致为目标的算法，需要对A进行充电均衡或对B进行放电均衡。电池单体B将2Ah分给电池单体A，B剩余4Ah，但是由于线路的损耗，电池单体A只得到lAh，此时电池单体A剩余2Ah，当均衡后两者电压或荷电状态一致时，此时假设均为40%，电池组进行2Ah的充电，则此时电池单体A的荷电状态为80%，大于电池单体B的荷电状态60%，按以电压或荷电状态一致为目标的算法，需要对A进行放电均衡或对B进行充电均衡。如果采用能量转移效率为100%的理想非能耗式均衡，这种对电池单体时而放电时而充电的均衡算法尚可以接受，但事实上能量转移的损失是不可避免的，而对能耗式均衡而言，这样的均衡算法意味着容量的损失和散热负荷的加重，因此如何避免过均衡是需要解决的问题。为此提出基于单点电压一致的均衡方法，即当电池平均电压达到某一值时，依据该电压处各电池单体电压大小进行均衡。以放电末电压一致为目标和以充电末电压一致为目标的均衡方法都是单点电压均衡算法的特例。但目前基于电压的均衡方法和基于荷电状态的均衡方法均不能直接体现出均衡的最终目的，即保证电池容量的最大利用，因此又进一步提出基于容量的均衡算法。基于容量均衡算法可以分为两类，即基于剩余放电容量和剩余充电容量一致。这两种方法都是最小电池单体容量得到充分利用的充分条件。当然基于容量均衡的难点在于如何得到电池单体容量和荷电状态，这对于在线计算辨识而言其难度是极大的。事实上以完全放电末电压一致为目标和以完全充电末电压一致为目标，或者以完全放电末荷电状态为O为目标和以完全充电末荷电状态为100%为目标的均衡都能够保证在最小单体容量得到充分利用。由于电动汽车的电池组通常不会放电至全空但一般会采用恒流充电至全满，因此如何以恒流充电完成电压一致为目标的均衡是需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本专利技术的目的在于提出一种，所述电池组包括N个电池单体，包括以下步骤:S1:在充电过程中记录所述电池组中的每个电池单体的充电电压曲线；S2:将其中一个电池单体的电压达到充电截止电压Um的时刻，记为所述电池组的满充时刻h，所述电池单体记为电池单体I ;S3:在所述满充时刻h记录其他N-1个未达到充电截止电压Um的电池单体的电压，分别记为U2, U3,…，Un ；S4:将所述N-1个电池单体的电压U2, U3,…，Un分别插值于所述电池单体I对应的充电电压曲线上，比较电池单体I充电电压达到U2，U3，...,Un的时刻与所述满充时刻h的时间差异，记为剩余充电时间估计值Atcu, Δ t0 2,…，Δ to ^! ；S5:根据恒流充电电流I和所述剩余充电时间估计值Δ t0；!, Δ t0；2,…，八^+计算^丨个电池单体的估计剩余充电电量^^^^，,此时所述电池单体I的估计剩余充电电量Ckcu=O ;以及S6:根据第i个电池单体的估计剩余充电电量CKQi计算第i个电池单体的均衡电流I。，进行均衡操作。优选的，第i个电池单体的估计剩余充电电量的计算公式为:CEC； i=kl Δ其中，I为恒流充电电流，k是容量估计偏差系数且k e (0.8，1.2)。优选的，对于放电均衡，第i个电池单体的均衡电流的计算公式为:【权利要求】1.一种，其特征在于，所述电池组包括N个电池单体，包括以下步骤: 51:在充电过程中记录所述电池组中的每个电池单体的充电电压曲线； 52:将其中一个电池单体的电压达到充电截止电压Um的时刻，记为所述电池组的满充时刻h，所述电池单体记为电池单体I ; 53:在所述满充时刻h记录其他N-1个未达到充电截止电压Um的电池单体的电压，分别记为 U2, U3,...,Un ； 54:将所述N-1个电池单体的电压U2，U3,…，Un分别插值于所述电池单体I对应的充电电压曲线上，比较电池单体I充电电压达到U2，U3,…，Un的时刻与所述满充时刻h的时间差异，记为剩余充电时间估计值Atcu, Atci2,…，At0^1 ； 55:根据恒流充电电流I和所述剩余充电时间估计值Atcu, Δ t02,…，Atc^1,计算N-1个电池单体的估计剩余充电电量CKQ2，Cec；3,…，CKaN，此时所述电池单体I的估计剩余充电电量Ckcu=O ;以及 56:根据第i个电池单体的估计剩余充电电量CKai计算第i个电池单体的均衡电流IE，i，进行均衡操作。2.如权利要求1所述的，第i个电池单体的估计剩余充电电量的计算公式为: 其中，I为恒流充电电流，k是容量估计偏差系数且k e (0.8，1.2)。3.如权利要求1所述的，其特征在于，对于放电均衡，第i个电池单体的均衡电流的计算公式为: 4.如权利要求1和3所述的，其特征在于，第i个电池单体的在线放电均衡控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组容量均衡方法，其特征在于，所述电池组包括N个电池单体，包括以下步骤：S1：在充电过程中记录所述电池组中的每个电池单体的充电电压曲线；S2：将其中一个电池单体的电压达到充电截止电压Um的时刻，记为所述电池组的满充时刻t0，所述电池单体记为电池单体1；S3：在所述满充时刻t0记录其他N?1个未达到充电截止电压Um的电池单体的电压，分别记为U2,U3,…,UN；S4：将所述N?1个电池单体的电压U2,U3,…,UN分别插值于所述电池单体1对应的充电电压曲线上，比较电池单体1充电电压达到U2,U3,…,UN的时刻与所述满充时刻t0的时间差异，记为剩余充电时间估计值Δt0,1,Δt0,2,…,Δt0,N?1；S5：根据恒流充电电流I和所述剩余充电时间估计值Δt0,1,Δt0,2,…,Δt0,N?1，计算N?1个电池单体的估计剩余充电电量CRC,2,CRC,3,…,CRC,N，此时所述电池单体1的估计剩余充电电量CRC,1=0；以及S6：根据第i个电池单体的估计剩余充电电量CRC,i计算第i个电池单体的均衡电流IE,i，进行均衡操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑岳久，欧阳明高，卢兰光，李建秋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：