电池均衡方法技术

本发明专利技术公开了一种电池均衡方法，其包括：测量各单个电池的开路电压；由各单个电池的开路电压得到各单个电池的荷电状态；计算各单个电池的荷电状态与所有单个电池荷电状态中的最小值之差ΔSOC；根据各单个电池的ΔSOC判断其是否需要均衡；根据需要均衡的各单个电池的ΔSOC计算其所需要的均衡时间；根据均衡时间对相应的各单个电池采取均衡措施。与现有技术相比，本发明专利技术减少了电池均衡时的测量和运算开销，提高了电池均衡系统的效率，实现了电池均衡的自动化，保证电池均衡系统安全可靠运行。

Battery balancing method

The present invention discloses a battery balancing method, which includes: measuring the open circuit voltage of each single battery, obtaining the charge state of each single battery by the open circuit voltage of each single battery, calculating the difference between the charge state of each single battery and the minimum value of the charge state of the individual battery, Delta SOC, and according to the delta SOC of each individual battery. Whether it needs to be balanced or not; the equilibrium time is calculated according to the delta SOC of each individual battery that needs to be balanced; equilibrium measures are taken on the corresponding individual batteries according to the equilibrium time. Compared with the existing technology, the invention reduces the measurement and operation cost of the battery balance, improves the efficiency of the battery balance system, realizes the automation of the battery balance, and ensures the safe and reliable operation of the battery balance system.

【技术实现步骤摘要】
电池均衡方法
本专利技术属于电池领域，更具体地说，本专利技术涉及一种电池均衡方法。
技术介绍
由于电池能量和端电压的限制，实际应用中通常需要采用多个电池进行串、并联组合来达到较高的电压和较大的能量。而由于电池特性的高度非线性，同时电池组中众多电池之间存在制造工艺、材质、使用环境、接线方式等差异，单个电池之间存在容量、端电压和内阻的不一致在所难免；在长期的充放电过程中，单个电池之间不一致性的加剧，会导致整组电池容量的快速衰减，甚至会导致个别电池因过充电和过放电而损坏。因此在电池的串并联使用中，需要对一起使用的各单个电池进行均衡。目前，电池均衡主要采用电压差均衡法，但电压差均衡法对电池管理系统中的单片机要求较高，单片机需要时刻测量和计算所有电池的电压，并与目标电压做比较。当所有采样电路满负荷运行时，开启电池均衡会增加单片机的运算负载，单片机开销大，无法在下电时自动均衡。有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的电池均衡方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种简单、易于实现、测量运算量小的电池均衡方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电池均衡方法，其包括以下步骤：步骤一，测量各单个电池的开路电压OCVcell；步骤二，由各单个电池的开路电压OCVcell得到各单个电池的荷电状态SOCcell；步骤三，计算各单个电池的荷电状态SOCcell与所有单个电池荷电状态SOCcell中的最小值SOCmin之差ΔSOC；步骤四，根据各单个电池的ΔSOC判断其是否需要均衡；步骤五，根据步骤四中需要均衡的各单个电池的ΔSOC计算其所需要的均衡时间T；步骤六，在预设均衡时间T1内对各单个电池放电，若单个电池的均衡时间T大于预设均衡时间T1，则对单个电池放电时间T1，否则对单个电池放电时间T。作为本专利技术电池均衡方法的一种改进，所述步骤四的判断依据为，若单个电池的ΔSOC大于预设荷电状态门限，则判断其需要均衡，否则判断其不需要均衡。作为本专利技术电池均衡方法的一种改进，所述步骤五具体为，根据需要均衡的各单个电池的ΔSOC计算其相应的容量差ΔCAP，再根据其容量差ΔCAP计算其所需要的均衡时间T，其中，单个电池的容量差ΔCAP为单个电池的剩余容量与所述SOCmin所对应的单个电池的剩余容量之差。作为本专利技术电池均衡方法的一种改进，所述步骤五根据需要均衡的各单个电池的ΔSOC计算其相应的容量差ΔCAP的公式为ΔCAP＝CAP*SOH*ΔSOC，其中，CAP为已知的电池额定容量、SOH为已知的电池健康度。作为本专利技术电池均衡方法的一种改进，所述均衡时间T的计算公式为T＝ΔCAP/I，其中，I为预设的均衡电流。作为本专利技术电池均衡方法的一种改进，所述步骤一和步骤二之间还包括，判断各单个电池的开路电压OCVcell是否在预设线性电压范围内，开路电压OCVcell在预设线性电压范围内的单个电池进入步骤二；开路电压OCVcell不在预设线性电压范围内的单个电池则以时间T上-T1作为其所需要的均衡时间T并转入步骤六，T上为其在上一循环中的均衡时间。作为本专利技术电池均衡方法的一种改进，所述步骤六之后还包括步骤七，在预设均衡时间T1结束后对所有电池停止放电，并判断均衡电路处于静置状态的时间是否大于预设静置时间T2，若是则转入步骤一而启动下一个循环，若否则继续保持静置状态。作为本专利技术电池均衡方法的一种改进，所述步骤七中，均衡电路处于静置状态的标准是放电电路电流小于预设静置电流门限。作为本专利技术电池均衡方法的一种改进，所述步骤六在预设均衡时间T1内对各单个电池放电时，还同时检测放电电路是否处于正常工作状态。与现有技术相比，本专利技术电池均衡方法至少具有以下技术效果：第一，通过电池开路电压获取电池的荷电状态，并结合其它参数得到电池所需要的均衡时间，减少了电池均衡时的测量和运算开销，降低了单片机的运算量，提高了电池均衡系统的效率。第二，设置停止均衡阶段，使电池均衡能够在不需人工参与的情况下循环进行，实现了电池均衡的自动化，同时保证电池均衡系统安全可靠运行。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术电池均衡方法及其有益技术效果进行详细说明。图1为本专利技术电池均衡方法的流程图。图2为本专利技术电池均衡方法的一个实施例的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并不是为了限定本专利技术。请参照图1所示，本专利技术电池均衡方法包括以下步骤：步骤101，测量各单个电池的开路电压OCVcell；步骤103，由各单个电池的开路电压OCVcell得到各单个电池的荷电状态SOCcell；步骤105，计算各单个电池的荷电状态SOCcell与所有单个电池荷电状态SOCcell中的最小值SOCmin之差ΔSOC，公式为：ΔSOC＝SOCcell-SOCmin；步骤107，根据各单个电池的ΔSOC判断其是否需要均衡；判断依据为：若单个电池的ΔSOC大于预设荷电状态门限，则判断其需要均衡，否则判断其不需要均衡；步骤109，根据步骤107中需要均衡的各单个电池的ΔSOC计算其所需要的均衡时间T；具体计算方法为：根据需要均衡的各单个电池的ΔSOC计算其相应的容量差ΔCAP(公式为ΔCAP＝CAP*SOH*ΔSOC，其中，CAP为已知的电池额定容量、SOH为已知的电池健康度)，再根据其容量差ΔCAP计算其所需要的均衡时间T(计算公式为T＝ΔCAP/I，其中，I为预设的均衡电流)，其中，单个电池的容量差ΔCAP为单个电池的剩余容量与所述SOCmin所对应的单个电池的剩余容量之差；步骤111，在预设均衡时间T1内对各单个电池放电，若单个电池的均衡时间T大于预设均衡时间T1，则对单个电池放电时间T1，否则对单个电池放电时间T；步骤113，在预设均衡时间T1结束后对所有电池停止放电，并判断均衡电路处于静置状态的时间是否大于预设静置时间T2，若是则转入步骤101而启动下一个循环，若否则继续保持静置状态；其中，均衡电路处于静置状态的标准是放电电路电流小于预设静置电流门限。以下为本专利技术电池均衡方法的一个实施例。请参照图2所示，混合动力汽车中电池管理系统针对48V电池包进行电池均衡的过程分为四个阶段：判定初始条件、计算均衡时间、采取均衡措施、停止均衡，其中，计算均衡时间、采取均衡措施、停止均衡三个阶段根据条件循环进行。初始条件包括电池包的荷电状态SOC大于35％、混合动力汽车不在行车状态、电池管理系统的电池均衡功能不被禁用、电池包中所有电池的相关数据已经获取。当初始条件全部满足时，进入计算均衡时间阶段。计算均衡时间阶段，首先测量电池包中各单个电池的开路电压OCVcell，判断开路电压OCVcell是否在预设查询表格的开路电压线性值范围内。其中，预设查询表格为电池电芯的一个基本物理特性参数表，由实验数据结合理论计算获得。若电池的开路电压OCVcell在开路电压线性值范围内，则通过预设查询表格查找出开路电压OCVcell对应的荷电状态SOCcell，并根据荷电状态SOCcell计算电池所需要的均衡时间，然后进入采取均衡措施阶段。根据荷电状态SOCcell计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池均衡方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一，测量各单个电池的开路电压OCVcell；步骤二，由各单个电池的开路电压OCVcell得到各单个电池的荷电状态SOCcell；步骤三，计算各单个电池的荷电状态SOCcell与所有单个电池荷电状态SOCcell中的最小值SOCmin之差ΔSOC；步骤四，根据各单个电池的ΔSOC判断其是否需要均衡；步骤五，根据步骤四中需要均衡的各单个电池的ΔSOC计算其所需要的均衡时间T；步骤六，在预设均衡时间T1内对各单个电池放电，若单个电池的均衡时间T大于预设均衡时间T1，则对单个电池放电时间T1，否则对单个电池放电时间T。

【技术特征摘要】
1.一种电池均衡方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一，测量各单个电池的开路电压OCVcell；步骤二，由各单个电池的开路电压OCVcell得到各单个电池的荷电状态SOCcell；步骤三，计算各单个电池的荷电状态SOCcell与所有单个电池荷电状态SOCcell中的最小值SOCmin之差ΔSOC；步骤四，根据各单个电池的ΔSOC判断其是否需要均衡；步骤五，根据步骤四中需要均衡的各单个电池的ΔSOC计算其所需要的均衡时间T；步骤六，在预设均衡时间T1内对各单个电池放电，若单个电池的均衡时间T大于预设均衡时间T1，则对单个电池放电时间T1，否则对单个电池放电时间T。2.根据权利要求1所述的电池均衡方法，其特征在于：所述步骤四的判断依据为，若单个电池的ΔSOC大于预设荷电状态门限，则判断其需要均衡，否则判断其不需要均衡。3.根据权利要求1所述的电池均衡方法，其特征在于：所述步骤五具体为，根据需要均衡的各单个电池的ΔSOC计算其相应的容量差ΔCAP，再根据其容量差ΔCAP计算其所需要的均衡时间T，其中，单个电池的容量差ΔCAP为单个电池的剩余容量与所述SOCmin所对应的单个电池的剩余容量之差。4.根据权利要求3所述的电池均衡方法，其特征在于：所述步骤五根据需要均衡的各单个电池的ΔSOC...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜吉鸣，成勇，赵昂，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35