一种电池组充放电平衡方法技术

一种电池组充放电平衡方法，步骤如下：一：确认计算单元在“替换电池”模式；二：检测单元在ti时刻获取各电池单体的输出电压并输出；三：估算单元参考步骤二输入的电压信息，得各电池单体的电量估计值Qi并输出；四：预测单元用步骤三输入的Qi，分析电量变化得ti+1时刻电量预测值五：系统储存Qi；六：预测单元将ti+1时刻的电量预测值及其均值输出；七：寻找低(高)电量电池单体，若发现目标则进入步骤十；否则记录目标电池单体s，进入步骤八；八：计算单元搜索电源系统中其余未供电电池单体的电量估计值，找出替换的电池单体r，将r与s及二者的替换信息输出；九：控制单元读取r与s的替换信息，完成其替换；十：由ti经时间Δt到达ti+1后,以ti+1时刻为起点重复以上步骤。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，步骤如下：一：确认计算单元在“替换电池”模式；二：检测单元在ti时刻获取各电池单体的输出电压并输出；三：估算单元参考步骤二输入的电压信息，得各电池单体的电量估计值Qi并输出；四：预测单元用步骤三输入的Qi，分析电量变化得ti+1时刻电量预测值五：系统储存Qi；六：预测单元将ti+1时刻的电量预测值及其均值输出；七：寻找低(高)电量电池单体，若发现目标则进入步骤十；否则记录目标电池单体s，进入步骤八；八：计算单元搜索电源系统中其余未供电电池单体的电量估计值，找出替换的电池单体r，将r与s及二者的替换信息输出；九：控制单元读取r与s的替换信息，完成其替换；十：由ti经时间Δt到达ti+1后,以ti+1时刻为起点重复以上步骤。【专利说明】—种电池组充放电平衡方法
本专利技术提供，涉及一种可对电池组中电池单体进行动态替换，实现各电池单体平衡充放电的电路，属于以电池组供电的用电系统
。
技术介绍
现今，以电池组供电的用电系统在生产生活中被大量使用。供电电池组一般是多个电池单体的组合。为了低成本地实现电池组组内各电池放电的平衡,相应的电源系统技术亟待改进。 通常，组合成电池组的多个电池单体，由于受电池制造工艺和其他生产差异的影响，在电池组内充放电速度会有不同，从而导致电池组出现短板效应，使电池组的有效使用寿命减少。工程上可采用充放电平衡措施来解决这一问题，但传统的充放电平衡方法在充放电的同时也存在电能损耗，如通过电阻放电，或是通过给放电过快的电池单体充电，都会使系统效率有所降低。多路电源输出的提供也一般需借助额外的电压转换装置来实现多路电压输出，这不仅增加了设备成本，还降低了系统效率与可靠性，使系统的维护与统一管理相对困难。
技术实现思路
(一)专利技术目的:本专利技术针对电池组在实际应用中存在的问题，提出了，通过对系统中电池单体的组合形式进行创新，可解决用电系统中各电池单体的供电平衡问题。 该方法也支持电源的多路输出，避免使用电压转换设施，有利于优化整个用电系统。 ( 二 )技术方案思路 电源系统配置η个电池单体并通过电池替换实现电池组充放电平衡系统内电池单体数目η满足: 【权利要求】1.，其特征在于:其具体步骤如下: 步骤一:确认电池组合计算单元(400)在“替换电池”模式下； 步骤二:电池电压检测单元(100)在某一时间点ti;获取电池组中各供电电池单体的输出电压，并输入到电池电量估算单元(200);该供电电池单体数目为m，且!11〈电源系统中电池单体总数目η ； 步骤三:电池电量估算单元(200)接收输入的电压信息，并结合自身存储的电池性能数据，对供电电池组中各电池单体的电量进行估算，并将其当前电量估计值Qi = [ql.?..4' r输入到电池电量预测单元(300)； 步骤四:电池电量预测单元(300)利用电池电量估算单元(200)输入的电量估计值，并借助电流传感器获取当前电路总电流，以及系统存储器中上一时刻供电电池组中各电池单体的电量相关信息，评估这些电池单体的电量变化趋势，预测供电电池组中各电池单体下一时刻ti+1的电量预SJ值2f+1 步骤五:系统存储器更新供电电池组中各电池单体的电量估计值Qi,以\时刻的电量估计值作为最新存储数据； 步骤六:电池电量预测单元(300)将供电电池组中各电池在ti+1时刻的电量预测值βζ,及其平均值输入到电池组合计算单元(400)； 步骤七:电池组合计算单元(400)比较分析输入的电量预测值Gil及其平均值,寻找低或高电量电池单体，若未发现目标则进入步骤十；否则记录目标电池单体S，进入步骤八； 步骤八:电池组合计算单元(400)参考输入信息，搜索电源系统中其余未供电电池单体、其数目为n-m的电量估计值，找出用作替换的电池单体r，将1*与s的电池标志以及二者的替换信息输出到开关矩阵控制单元(500)； 步骤九:开关矩阵控制单元(500)从输入信号中读取1*与s电池替换的信息，并根据相关电池标号定位到开关矩阵中相应开关，改变相应开关的通断状态，完成电池单体的替换；参与替换的电池在系统存储器中的状态标识符同时发生改变；该状态标识符是用于识别电池是否接入到电路中； 步骤十:从时间点\历经时间历程Λ t到达ti+1后，以时间ti+1为起点重复以上步骤；在上述步骤二、三、四、五、六、七中操作的对象是连接供电的电池单体，对未连接供电的电池单体忽略这些步骤；未连接供电和连接供电的各电池单体在存储时有特定的区分标志。2.根据权利要求1所述的，其特征在于:在步骤一中所述的“确认电池组合计算单元(400)在‘替换电池’模式下”，该“替换电池”模式是指电源系统默认的工作状态。3.根据权利要求1所述的，其特征在于:在步骤二中所指的“时间点t/’与下一时间点ti+1之间的时间间隔At由用户预先设定。4.根据权利要求1所述的，其特征在于:在步骤二中所述的“电池电压检测单元(100)在某一时间点ti;获取电池组中各供电电池单体的输出电压，并输入到电池电量估算单元(200) ”，其获取的方法是通过在连接供电的各电池单体两端配置的电压传感器实现的。5.根据权利要求1所述的，其特征在于:在步骤四中涉及的“系统存储器”，对η个电池单体均有分配数据存储空间，其中 各子系统所耑电Μ:总和 η>每个电池中.体的肀均电tt。6.根据权利要求1所述的，其特征在于:在步骤五中所述的“系统存储器更新供电电池组中各电池单体的电量估计值Qi,以\时刻的电量估计值作为最新存储数据”，该系统存储器更新数据的原则是:对连接供电的电池单体，读取的是更新前最近一次测量的数据；对当前未连接供电的电池，读取上次连接时的信息，若从未连接供电则存储的是初始信息。7.根据权利要求1所述的，其特征在于:在步骤七中所述的“电池组合计算单元(400)比较分析输入的电量预测值及其平均值ρ='，寻找低或高电量电池单体”，是以如下方法确定的:将连接供电的电池单体j的电量预测值ftCi与所在电池组电池的平均电量预测值0；^比较，当二者差值大于某一阈值Qm2(\Qm — €ι卜β?2)时，确定j为低或高电量电池。8.根据权利要求1所述的，其特征在于:在步骤八中所述的“池组合计算单元(400)参考输入信息，搜索电源系统中其余未供电电池单体的电量估计值”，该“电源系统中其余未供电电池单体的电量估计值”，是相应电池单体上次接入时更新的，从系统存储器中读取。9.根据权利要求1所述的，其特征在于:在步骤八中所述的“电池组合计算单元(400)参考输入信息，搜索电源系统中其余未供电电池单体的电量估计值，找出用作替换的电池单体r”，该“找出用作替换的电池单体r”是以如下方法实现的:从未连接供电的电池单体中选取电量估计值qk满足条件电量条件Iglf -,佩3(其中Qm3 < Qm2)的电池单体k，即确定采用电池单体k替换j接入电路。10.根据权利要求1所述的，其特征在于:在步骤九中所述的“开关矩阵控制单元(500)从输入信号中读取r与S电池替换的信息，并根据相关电池标号定位到开关矩阵中相应开关，改变相应开关的通断状态，完成电池单体的替换”，该“开关矩阵”是指将各电池两端的连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组充放电平衡方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一：确认电池组合计算单元(400)在“替换电池”模式下；步骤二：电池电压检测单元(100)在某一时间点ti，获取电池组中各供电电池单体的输出电压，并输入到电池电量估算单元(200)；该供电电池单体数目为m,且m<电源系统中电池单体总数目n；步骤三：电池电量估算单元(200)接收输入的电压信息，并结合自身存储的电池性能数据，对供电电池组中各电池单体的电量进行估算，并将其当前电量估计值输入到电池电量预测单元(300)；步骤四：电池电量预测单元(300)利用电池电量估算单元(200)输入的电量估计值，并借助电流传感器获取当前电路总电流，以及系统存储器中上一时刻ti‑1供电电池组中各电池单体的电量相关信息，评估这些电池单体的电量变化趋势，预测供电电池组中各电池单体下一时刻ti+1的电量预测值步骤五：系统存储器更新供电电池组中各电池单体的电量估计值Qi，以ti时刻的电量估计值作为最新存储数据；步骤六：电池电量预测单元(300)将供电电池组中各电池在ti+1时刻的电量预测值及其平均值输入到电池组合计算单元(400)；步骤七：电池组合计算单元(400)比较分析输入的电量预测值及其平均值寻找低或高电量电池单体，若未发现目标则进入步骤十；否则记录目标电池单体s，进入步骤八；步骤八：电池组合计算单元(400)参考输入信息，搜索电源系统中其余未供电电池单体、其数目为n‑m的电量估计值，找出用作替换的电池单体r，将r与s的电池标志以及二者的替换信息输出到开关矩阵控制单元(500)；步骤九：开关矩阵控制单元(500)从输入信号中读取r与s电池替换的信息，并根据相关电池标号定位到开关矩阵中相应开关，改变相应开关的通断状态，完成电池单体的替换；参与替换的电池在系统存储器中的状态标识符同时发生改变；该状态标识符是用于识别电池是否接入到电路中；步骤十：从时间点ti历经时间历程Δt到达ti+1后,以时间ti+1为起点重复以上步骤；在上述步骤二、三、四、五、六、七中操作的对象是连接供电的电池单体，对未连接供电的电池单体忽略这些步骤；未连接供电和连接供电的各电池单体在存储时有特定的区分标志。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓志诚，祝明，徐伟强，蒋回蓉，娄鹏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11