一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法技术

本发明专利技术提出一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，通过控制均衡温度及单体均衡个数，对电压高的电池单体进行放电，从而达到与电池电压低的单体保持一致性的目的。电池组包含具有最低电压的最小单体电池，包含电压值比最小单体电压大的所有单体电池，包含与最小单体电压差值大于预设门限值的单体电池N个，包含当前允许同时开启均衡的单体电池M个。当M<N时，在N个单体中选取电压最高的前M个单体电池开启均衡，等到M个单体电池中最高单体的电压小于未开启均衡的单体中最高单体电池的电压时，重新进行均衡判断；反之，则将N个单体全部开启均衡，并持续一定时间再重新进行均衡判断。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术涉及电动汽车锂离子电池管理系统，尤其涉及电池均衡控制方法。
技术介绍
对于由多个单体组成的电池组，由于温度的不同和电池充放电效率的不一致，每个单体的容量状态各不相同。被动均衡的目标是将容量高的单体进行放电至与容量低的一致，以达到在充放电过程中容量均衡的目的。 现有的被动均衡技术专利号为“CN201010572115.V,的专利《电池均衡装置》仅说明了通过并联电阻的方式给容量高的电池进行放电，但由于电池包为密封系统无散热装置，在均衡放电过程中电阻发热，电压采集芯片温度会不断升高，电池开启均衡的个数越多温度上升越快，当温度上升到一定值，会影响单体电压的采集精度，最终损坏电压采集芯片及采集电路。 为解决上述弊端，有必要提供一种控制均衡温度及单体均衡个数的方法，在电动汽车锂离子电池被动均衡中高效进行均衡控制。
技术实现思路
本专利技术针对以上的问题提出，通过控制均衡温度及单体均衡个数，对电压高的电池单体进行放电，从而达到与电池电压低的单体保持一致性的目的。 本专利技术所述被动均衡方法，主要阐述了如何控制对哪些单体开启放电均衡的过程，所述方法步骤如下:采集电池组中所有单体电池的电压，并据此得到单体电压最低的单体电池；计算其他单体电池的电压与电压最低单体的电压之间的差值；将压差值与预设门限值比较，只要有一个压差值超过预设门限值，说明电池需要均衡；计算所有压差值大于预设门限值的单体电池个数N ；对满足压差条件的N个单体电池按照压差大小进行排序；根据所选电池放电时间与电压下降的关系，计算出单体电压最高的单体电池均衡到目标电压的均衡放电时间T ；根据均衡放电时间以及均衡芯片温升情况，计算出可以同时开启均衡的单体电池个数 M ；若N>M，对单体电压高的前M个单体电池开启均衡放电，反之，则对所有需要均衡的N个单体电池开启均衡放电。 若开启均衡的单体电池个数M小于需要均衡的单体电池个数N，当开启均衡单体中电压最高单体的电压低于未开启均衡单体中电压最高单体的电压时，关闭当前所有单体的均衡，重新确定需要均衡的单体并对其重新排序，如此循环。反之，则均衡开启延时预设时间后，关闭当前所有单体电池的均衡，重新确定需要均衡的单体电池并对其重新排序，如此循环。 与现有的技术相比，本专利技术的优点在于:1、本专利技术能同时开启多个电池的均衡，并避免升温导致电压采集芯片及采集电路损坏的问题；2、本专利技术能实时计算同时开启均衡的电池个数，提高均衡效率；3、本专利技术在开启均衡后要持续一段时间，避免了频繁开启均衡的问题；4、本专利技术在开启均衡的最高单体电压比未开启均衡的最高单体电压低时对需要均衡的单体重新进行排序，对重新排序后电压高的单体开启均衡。 通过采用本专利技术所述的被动均衡控制方法，可以减少或者消除单体间的不一致现象，从而提高电池组的充放电性能及延长电池的使用寿命。 【附图说明】 图1所示为本专利技术电动汽车锂离子电池高效均衡控制方法。 【具体实施方式】 为了更好的说明本专利技术，便于本领域技术人员的理解，下面结合附图和具体实施例，描述本专利技术的实施过程。 图1所示为本专利技术的一个实施例的被动均衡控制方法流程图。 在一个实施例中，电池组包含具有最低电压的最小单体电池，包含电压值比最小单体电压大的所有单体电池，包含与最小单体电压差值大于预设门限值的单体电池N个，包含当前允许同时开启均衡的单体电池M个。当M〈N时，在N个单体中选取电压最高的前M个单体电池开启均衡，等到M个单体电池中最高单体的电压小于未开启均衡的单体中最高单体电池的电压时，重新进行均衡判断；反之，则将N个单体全部开启均衡，并持续一定时间再重新进行均衡判断。 在步骤102中，监测每个单体电池的电压。并查找出电池电压最低的单体电池，记录其单体电压CellV_min及单体号CellNo_min。 在步骤104中，计算每个单体电池与最低单体电池之间的电压差，记录电压差DeltaV_1、单体电压 CellV_i 和单体号 CellNo_i。 在步骤106中，如果其中一个电压差DeltaVj大于一个预设的门限值，转到步骤108，否则转到步骤102。步骤102之后的步骤之前已有描述，为简明起见再次不做重复描述。 在步骤108中，将所有电压差大于预设门限值的单体进行累加，计算出满足电压差条件的单体个数。在一个实施例中，需要对其进行均衡放电操作的单体电池个数为N。 在步骤110中，对步骤108计算出的需要均衡放电的N个单体根据电压差大小进行排序。在一个实施例中，按照1、2、3…N的顺序，I号单体的压差在N个单体中最小，第N号单体的压差最大，每号单体都有唯一标识该单体的单体号CellNo」和对应的单体电压Cel IV」。 在步骤112中，根据所选电池以一定放电电流放电，得到放电时间与电压下降的关系，计算出单体电压最高的单体均衡到目标电压的均衡放电时间；在一个实施例中，放电电流为均衡开启时的均衡放电电流，最大均衡时间为T。 在步骤114中，根据均衡时间T以及均衡芯片温升情况，计算出可以同时开启均衡的单体个数；在一个实施例中，设定一个均衡芯片允许的最高工作温度T_max，根据试验得出在均衡时间T内均衡芯片从当前温度上升到最高温度T_max最多允许同时开启均衡的单体个数M。 在步骤116中，如果允许同时开启均衡的单体个数M小于需要均衡的单体总个数N，转到步骤118 ;否则，转到步骤122.在步骤118中，对需要开启均衡的N个单体中压差最高的前M个单体开启均衡。在一个实施例中，对N-M+l、N-M+2…N号单体开启均衡，对1、2…N-M号单体不开启均衡。 在步骤120中，如果开启均衡的单体中最高电压小于未开启均衡中的单体中最高电压，转到步骤126 ;否则保持在步骤120，对开启均衡的单体持续均衡放电。在一个实施例中，当N号单体电压小于N-M号单体电压时，说明当前开启均衡的单体电压已经比未开启均衡的单体电压低，需要重新计算开启均衡的单体编号，转到步骤126。 在步骤122中，对需要开启均衡的N个单体全部开启均衡。在一个实施例中，对1、2…N号单体都开启均衡。 在步骤124中，对开启均衡的单体持续开启预设时间。在一个实施例中，预设一定时间，开启均衡后开始计时，当累计均衡时间小于预设时间时，一直对N个单体开启均衡。 在步骤126中，关闭所有单体的均衡，回到步骤102开始一个新的周期。在一个实施例中，如果M〈N，对N-M+1、N-M+2…N号单体关闭均衡；否则，对1、2…N号单体关闭均衡。回到步骤102后重新进行差值计算及压差排序，对可以均衡的单体开启均衡，以此循环。 本专利技术公开的电动汽车锂离子电池高效被动均衡控制方法，适用于混合动力汽车锂离子电池的均衡，旨在对电压相对较高的电池单体进行均衡放电，减小单体间的差异，从而提高整个电池包充放电性能。 需要说明的是在没有脱离本专利技术构思的前提下任何显而易见的替换均在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，所述方法步骤如下：采集电池组中所有单体电池的电压，并据此得到单体电压最低的单体电池；计算其他单体电池的电压与电压最低单体电池的电压之间的差值；将压差值与预设门限值比较，只要有一个压差值超过预设门限值，说明电池需要均衡；计算所有压差值大于预设门限值的单体电池个数N；对满足压差条件的N个单体电池按照压差大小进行排序；根据所选电池放电时间与电压下降的关系，计算出单体电压最高的单体电池均衡到目标电压的均衡放电时间T；根据均衡放电时间以及均衡芯片温升情况，计算出可以同时开启均衡的单体电池个数M；若N>M，对单体电压高的前M个单体电池开启均衡放电，反之，则对所有需要均衡的N个单体电池开启均衡放电。

【技术特征摘要】
1.电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，所述方法步骤如下: 采集电池组中所有单体电池的电压，并据此得到单体电压最低的单体电池； 计算其他单体电池的电压与电压最低单体电池的电压之间的差值； 将压差值与预设门限值比较，只要有一个压差值超过预设门限值，说明电池需要均衡； 计算所有压差值大于预设门限值的单体电池个数N ; 对满足压差条件的N个单体电池按照压差大小进行排序； 根据所选电池放电时间与电压下降的关系，计算出单体电压最高的单体电池均衡到目标电压的均衡放电时间T ； 根据均衡放电时间以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁灿，杨辉前，姚振辉，周安健，苏岭，邓柯军，郭晓甜，贺刚，刘波，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，重庆长安新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85