电池均衡控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池均衡控制方法、装置及系统，其中，控制方法包括：获取各电池及各电池模块的输出电压、电流并估算电池及电池模块的电量；根据所述各电池模块输出电压和所述参考电压的差经误差调节器得到公共参考电流；通过所述电池的电量前馈对所述公共参考电流进行调整，得到各个电池的电流参考值；对所述公共参考电流进行反馈调节，控制对应电池的充电电流。通过各个电池电量改变各个电池的参考电流，并通过反馈对参考电流进行调节，从而控制充电电流的大小，进而对各个电池的电量进行均衡。

Battery balance control method, device and system

The invention discloses a battery equalization control method, device and system, wherein the control method comprises the following steps: acquiring the battery and the battery module output voltage, current and the estimation of power battery and battery module; the battery module according to the output voltage and the reference voltage difference by error regulator by public the reference current; to adjust the public reference current through the power feedforward of the battery, each battery current reference value; the public reference current feedback control, the corresponding battery charging current control. The reference current of each battery is changed by various battery power, and the reference current is regulated by feedback, so as to control the charging current and balance the power of each battery.

【技术实现步骤摘要】
电池均衡控制方法、装置及系统
本专利技术涉及分布式发电技术的领域，具体涉及一种电池均衡控制方法、装置及系统。
技术介绍
近年来，锂离子电池组已经广泛应用于电动汽车、医疗设备、新能源储能系统等领域。单体锂离子电池标称电压为3.7V，所以需要串联一些电池单体组合成一个电池组来获得高电压输出，但是因为锂离子电池单体制造差异、老化衰减、温度梯度等不一致性，增加了电池组损坏、着火甚至爆炸的几率，严重影响电池组的使用寿命。目前，普遍采用串联式主动均衡电路来校正锂离子电池组中的不一致性，然而，串联式主动均衡电路通常会存在以下几个问题，一，均衡速度慢，例如，均衡电路由20个电池单体串联组成，假设每一个均衡器的效率为95％，为了均衡第一个和最后一个电池，所有的均衡器都需要工作来转移第一个和最后一个电池的能量，因此最终效率仅为35％；二，可靠性差，当串联电池中的一个电池单体出现故障，均衡回路将中断；三，可扩展性差，串联式均衡电路偏向定制化设计，用户在使用过程中不宜更改系统配置，不能跟随实际需求，灵活的改变输出功率。因此，如何较为快速的对电池均衡成为亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种电池均衡控制方法、装置及系统，以实现较为快速的对电池进行均衡。根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种电池均衡控制方法，包括：获取各电池及各电池模块的输出电压、电流并估算电池及电池模块的电量；根据各电池模块的电量计算各个电池模块的参考电压；根据电池模块输出电压和参考电压的差经误差调节器得到公共参考电流；通过电池的电量前馈对公共参考电流进行调整，得到各个电池的电流参考值；对参考电流进行反馈调节，控制对应电池的充放电电流。可选地，根据各电池模块的电量计算各个电池模块的参考电压包括：计算各电池模块的电量离差度；基于电量离差度通过离差排序法得到各个电池模块的参考电压。可选地，对公共参考电流进行反馈调节，控制对应电池的充放电电流包括：获取各个电池的反馈电流；根据公共参考电流和反馈电流得到各个电池的反馈电流差；根据反馈电流差得到用于调节对应电池充电电流的调节信号的占空比。可选地，在根据电池模块的输出电压和参考电压的差经误差调节器得到公共参考电流和通过电池的电量前馈对公共参考电流进行调整之间，包括：判断各电池的电量是否一致；当各电池的电量不一致时，进入通过电池的电量前馈对公共参考电流进行调整的步骤。可选地，在获取各电池及各电池模块的输出电压、电流并估算电池及电池模块的电量和根据各电池模块的电量计算各个电池模块的参考电压之间还包括：判断电池模块的电量是否在预设范围内；如果电池模块的电量超出预设范围，旁路对应的电池模块。根据第二方面，本专利技术实施例提供了一种电池均衡控制装置，包括：获取模块，用于获取各电池及各电池模块的输出电压、电流并估算电池及电池模块的电量；参考电压计算模块，用于根据各电池模块的电量计算各个电池模块的参考电压；公共参考电流计算模块，用于根据电池模块输出电压和参考电压的差经误差调节器得到公共参考电流；调整模块，用于通过电池的电量前馈对公共参考电流进行调整，得到各个电池的电流参考值；反馈调节模块，用于对参考电流进行反馈调节，控制对应电池的充放电电流。可选地，参考电压计算模块包括：离差度计算单元，用于计算各电池模块的电量离差度；参考电压计算单元，用于基于电量离差度通过离差排序法得到各个电池模块的参考电压。可选地，反馈调节模块包括：获取单元，用于获取各个电池的反馈电流；反馈单元，用于根据公共参考电流和反馈电流得到各个电池的反馈电流差；调节单元，用于根据反馈电流差得到用于调节对应电池充放电电流的调节信号的占空比。根据第三方面，本专利技术实施例提供了一种系统，包括：控制器，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行上述第一方面任意一项描述的电池均衡控制方法。根据第四方面本专利技术实施例提供了一种非暂态存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面任意一项描述的电池均衡控制方法。本专利技术实施例提供的电池均衡控制方法、装置及系统，获取各电池及各电池模块的电量以及电池模块的输出电压；根据各电池模块的输出电压、电流并估算电池及电池模块的电量；根据电池模块输出电压和参考电压的差经误差调节器得到公共参考电流；通过电池的电量前馈对公共参考电流进行调整，得到各个电池的电流参考值；对公共参考电流进行反馈调节，控制对应电池的充放电电流。通过各个电池电量改变各个电池的公共参考电流，并通过反馈对公共参考电流进行调节，从而控制充放电电流的大小，进而对各个电池的电量快速进行均衡。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1示出了根据本专利技术实施例的电池均衡控制方法的示意图；图2示出了根据本专利技术实施例的均衡变换器的电路的示意图；图3示出了根据本专利技术实施例的均衡模块内部结构示意图；图4示出了本专利技术实施例的电池均衡控制方法的控制框图示意图；图5示出了本专利技术是实施例的电池均衡控制装置示意图；图6示出了本专利技术是实施例的系统示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种电池均衡控制方法，用于控制电池模块内串联的多个电池单元的电量，如图1所示，该方法包括：S10.获取各电池及各电池模块输出电压、电流并估算电池以及电池模块的电量。在本实施例中，可以通过获取各个电池电压、电流等电能参数计算各个电池的剩余电量，可以通过各个电池的剩余电量计算电池模块的电量，也可以通过电池模块的电流及电压等电能参数计算电池模块的电量。S20.根据各电池模块的电量计算各个电池模块的参考电压。在本实施例中，可以通过电池模块的电量计算各个电池模块的电量离差度，在本实施例中，电量离差度可以为不同电池模块电量与各个电池模块的平均电量的差；在得到离差度后根据离差排序法得到各模块的输出电压参考值。由于电池模块通过串联连接组成电池串，所以各电池模块具有相同的输出电流，因此输出电压与输出功率成正比，可以通过调节输出参考电压的大小，来调节模块输出功率大小。当电池模块电量较大时，调节参考输出电压较大；反之则反。将参考电压传递给模块内，作为模块内部的输出电压反馈环路的参考电压值。S30.根据电池模块输出电压和参考电压的差经误差调节器得到公共参考电流。在本实施例中，可以根据参考电压，通过电压环路稳定模块输出电压，电压调节器输出作为公共参考电流值。所称公共参考电流参考值为模块内各个电池同一的电流参考值。S40.通过电池的电量前馈对公共参考电流进行调整，得到各个电池的电流参考值。在具体的实施例中，集成电池模块具有电压源外特性，因此需要总电压反馈环路稳定集成电池模块输出总电压。电池的放电快慢由充放电电流决定，因此每一个电池都本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池均衡控制方法，用于控制电池模块内串联的多个电池单元的电量，其特征在于，包括：获取各电池及各电池模块的输出电压、电流并估算电池及电池模块的电量；根据所述各电池模块的电量计算所述各个电池模块的参考电压；根据所述电池模块输出电压和所述参考电压的差经误差调节器得到公共参考电流；通过所述电池的电量前馈对所述公共参考电流进行调整，得到各个电池的电流参考值；对所述公共参考电流进行反馈调节，控制对应电池的充放电电流。

【技术特征摘要】
1.一种电池均衡控制方法，用于控制电池模块内串联的多个电池单元的电量，其特征在于，包括：获取各电池及各电池模块的输出电压、电流并估算电池及电池模块的电量；根据所述各电池模块的电量计算所述各个电池模块的参考电压；根据所述电池模块输出电压和所述参考电压的差经误差调节器得到公共参考电流；通过所述电池的电量前馈对所述公共参考电流进行调整，得到各个电池的电流参考值；对所述公共参考电流进行反馈调节，控制对应电池的充放电电流。2.如权利要求1所述的电池均衡控制方法，其特征在于，所述根据所述各电池模块的电量计算所述各个电池模块的参考电压包括：计算各所述电池模块的电量离差度；基于所述电量离差度通过离差排序法得到所述各个电池模块的参考电压。3.如权利要求1所述的电池均衡控制方法，其特征在于，所述对所述公共参考电流进行反馈调节，控制对应电池的充放电电流包括：获取各个电池的反馈电流；根据所述公共参考电流和所述反馈电流得到各个电池的反馈电流差；根据所述反馈电流差得到用于调节对应电池充放电电流的调节信号的占空比。4.如权利要求1所述的电池均衡控制方法，其特征在于，在所述根据所述电池模块输出电压和所述参考电压的差经误差调节器得到公共参考电流和所述通过所述电池的电量前馈对所述公共参考电流进行调整之间，包括：判断各所述电池的电量是否一致；当各所述电池的电量不一致时，进入通过所述电池的电量前馈对所述公共参考电流进行调整的步骤。5.如权利要求1所述的电池均衡控制方法，其特征在于，在所述获取各电池及各电池模块的输出电压、电流并估算电池及电池模块的电量和所述根据所述各电池模块的电量计算所述各个电池模块的参考电压之间还包括：判断所述电池模块的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：高素萍，李世泽，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44