一种电池组主动均衡控制方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池组主动均衡控制方法、系统及装置，方法包括：计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比；计算任一批次中每个时刻的单体电池与电池组之间的实际均衡电流比；执行预设的跟踪算法，以使实际均衡电流比能够实时跟踪对应批次的参考均衡电流比；根据跟踪结果，对电池组进行均衡控制；系统包括第一计算模块、第二计算模块、跟踪模块和均衡控制模块；装置包括存储器和处理器。本发明专利技术能够实现对磷酸铁锂电池的高效主动均衡，适用范围广；还提高了电池组内单体电池之间的一致性，能够提高电池组的寿命，可广泛应用于电池管理技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种电池组主动均衡控制方法、系统及装置
本专利技术涉及电池管理
，尤其是一种电池组主动均衡控制方法、系统及装置。
技术介绍
由于制造技术的局限，电池组在长期使用过程中，包内电池单体之间的温度差异会逐渐增大，这会导致电池组内的单体电池出现较强的不一致性，而根据木桶效应，性能最差的一节单体电池决定了整包电池的性能；另外，一致性差的电池组的整体老化速度也更快，导致电池组的寿命低。为了缓解木桶效应，现有技术是对电池组进行主动均衡，主动均衡是指将电池组中某个单体电池的剩余能量转移到另一个能量不足的单体电池中去。现有的主动均衡控制方法，往往仅对电压曲线陡峭的三元电池有效，而对电压曲线非常平缓的磷酸铁锂电池效果较差，因此现有的电池组主动均衡控制方法的适用范围小。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种能够提高电池组寿命且适用范围广的电池组主动均衡控制方法、系统及装置。本专利技术所采取的第一技术方案是：一种电池组主动均衡控制方法，包括以下步骤：计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比；其中，所述批次包括充电批次、工作批次和歇息批次；计算任一批次中每个时刻的单体电池与电池组之间的实际均衡电流比；执行预设的跟踪算法，以使实际均衡电流比能够实时跟踪对应批次的参考均衡电流比；根据跟踪结果，对电池组进行均衡控制。进一步，所述计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比这一步骤中，所述参考均衡电流比的理论最优解的计算过程包括以下步骤：计算电池组中的电池串数；计算电池组中每个单体电池的健康状态，所述单体电池的健康状态的计算公式为：SoH＝Q/Qrated，其中，SoH代表单体电池的健康状态；Q代表单体电池的当前容量；Qrated代表单体电池的标准容量；根据电池组中的电池串数和每个单体电池的健康状态，计算每个单体电池与电池组之间的参考均衡电流比的理论最优解，所述参考均衡电流比的理论最优解的计算公式为：其中，代表第j个单体电池的参考均衡电流比的理论最优解；N为电池组中的电池串数；SoHj表示第j个单体电池的健康状态。进一步，所述计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比这一步骤，其具体为：采用批次间迭代的方法计算单体电池与电池组之间的参考均衡电流比。进一步，所述采用批次间迭代的方法计算单体电池与电池组之间的参考均衡电流比这一步骤，包括以下步骤：对电池组的状态进行分类；根据电池组状态的切换情况，确定电池组的批次；根据电池组的批次，采用批次间迭代方法计算单体电池与电池组之间的参考均衡电流比。进一步，所述对电池组的状态进行分类这一步骤，包括以下步骤：计算电池组在预设时间范围内的平均电流；判断电池组的平均电流是否为0，若是，则确定电池组处于歇息状态；反之，则执行下一步骤；判断电池组的平均电流是否大于0，若是，则确定电池组处于充电状态；反之，则确定电池组处于工作状态。进一步，所述根据电池组状态的切换情况，确定电池组的批次这一步骤，其具体为：若在第一时刻，电池组的状态从其他状态转入工作状态，则确定第一时刻为工作批次的开始时刻；若在第二时刻，电池组的状态从工作状态转入其他状态，则确定第二时刻为工作批次的结束时刻；若在第三时刻，电池组的状态从其他状态转入充电状态，则确定第三时刻为充电批次的开始时刻；若在第四时刻，电池组的状态从充电状态转入其他状态，则确定第四时刻为充电批次的结束时刻；若在第五时刻，电池组的状态从其他状态转入歇息状态，则确定第五时刻为歇息批次的开始时刻；若在第六时刻，电池组的状态从歇息状态转入其他状态，则确定第六时刻为歇息批次的结束时刻。进一步，所述执行预设的跟踪算法，以使实际均衡电流比能够实时跟踪对应批次的参考均衡电流比这一步骤，其具体为：计算单体电池的实际均衡电流比与参考均衡电流比的跟踪误差，所述跟踪误差的计算公式为：EBCR(k)＝BCRref-BCR(k)，其中，EBCR(k)代表单体电池的实际均衡电流比与参考均衡电流比在k时刻的跟踪误差；BCRref代表单体电池的参考均衡电流比；BCR(k)代表单体电池与电池组在k时刻的实际均衡电流比；单体电池与电池组在k时刻的实际均衡电流比BCR(k)的定义式为：其中，i(l)表示单体电池在l时刻的均衡电流，I(l)表示l时刻的电池组电流。进一步，所述根据跟踪结果，对电池组进行均衡控制这一步骤，其具体为：判断电池组是否处于平台区，若是，则采用基于BCR的均衡方法对电池组进行均衡控制；反之，则采用基于电压的均衡方法对电池组进行均衡控制；其中，所述采用基于BCR的均衡方法对电池组进行均衡控制这一步骤，其具体为：在电池组处于工作状态时，对跟踪误差数值最小的单体电池进行充电处理；在电池组处于充电状态时，对跟踪误差数值最小的单体电池进行放电处理；所述采用基于电压的均衡方法对电池组进行均衡控制这一步骤，其具体为：在电池组处于工作状态时，对电池电压最低的单体电池进行充电处理；在电池组处于充电状态时，对电池电压最高的单体电池进行放电处理。本专利技术所采取的第二技术方案是：一种电池组主动均衡控制系统，包括：第一计算模块，用于计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比；其中，所述批次包括充电批次、工作批次和歇息批次；第二计算模块，用于计算任一批次中每个时刻的单体电池与电池组之间的实际均衡电流比；跟踪模块，用于执行预设的跟踪算法，以使实际均衡电流比能够实时跟踪对应批次的参考均衡电流比；均衡控制模块，用于根据跟踪结果，对电池组进行均衡控制。本专利技术所采取的第三技术方案是：一种电池组主动均衡控制装置，包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于加载程序，以执行如第一技术方案所述的一种电池组主动均衡控制方法。本专利技术的有益效果是：本专利技术首先确定了单体电池与电池组之间的参考均衡电流比和实际均衡电流比，然后通过跟踪算法进行实时跟踪，最后实现对电池组的均衡控制，本专利技术能够实现对磷酸铁锂电池的高效主动均衡，适用范围广；另外，本专利技术基于时间方向和批次方向实现对磷酸铁锂电池的开环均衡和闭环更新，提高了电池组内单体电池之间的一致性，能够提高电池组的寿命。附图说明图1为本专利技术一种电池组主动均衡控制方法的步骤流程图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步解释和说明。对于本专利技术实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。参照图1，本专利技术一种电池组主动均衡控制方法，包括以下步骤：计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比；其中，所述批次包括充电批次、工作批次和歇息批次；计算任一批次中每个时刻的单体电池与电池组之间的实际均衡电流比；执行预设的跟踪算法，以使实际均衡电流比能够实时跟踪对应批次的参考均衡电流比；根据跟踪结果，对电池组进行均衡控制。进一步作为优选的实施方式，所述计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比这一步骤中，所述参考均衡电流比的理论最优解的计算过程包括以下步骤：计算电池组中的电池串数；计算电池组中每个单体电池的健康状态，所述单体电池的健康状态的计算公式为：SoH＝Q/Qrated，其中，SoH代表单体电池的健康状态；Q代表单体电池的当前容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组主动均衡控制方法，其特征在于：包括以下步骤：计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比；其中，所述批次包括充电批次、工作批次和歇息批次；计算任一批次中每个时刻的单体电池与电池组之间的实际均衡电流比；执行预设的跟踪算法，以使实际均衡电流比能够实时跟踪对应批次的参考均衡电流比；根据跟踪结果，对电池组进行均衡控制。

【技术特征摘要】
1.一种电池组主动均衡控制方法，其特征在于：包括以下步骤：计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比；其中，所述批次包括充电批次、工作批次和歇息批次；计算任一批次中每个时刻的单体电池与电池组之间的实际均衡电流比；执行预设的跟踪算法，以使实际均衡电流比能够实时跟踪对应批次的参考均衡电流比；根据跟踪结果，对电池组进行均衡控制。2.根据权利要求1所述的一种电池组主动均衡控制方法，其特征在于：所述计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比这一步骤中，所述参考均衡电流比的理论最优解的计算过程包括以下步骤：计算电池组中的电池串数；计算电池组中每个单体电池的健康状态，所述单体电池的健康状态的计算公式为：SoH＝Q/Qrated，其中，SoH代表单体电池的健康状态；Q代表单体电池的当前容量；Qrated代表单体电池的标准容量；根据电池组中的电池串数和每个单体电池的健康状态，计算每个单体电池与电池组之间的参考均衡电流比的理论最优解，所述参考均衡电流比的理论最优解的计算公式为：其中，代表第j个单体电池的参考均衡电流比的理论最优解；N为电池组中的电池串数；SoHj表示第j个单体电池的健康状态。3.根据权利要求1所述的一种电池组主动均衡控制方法，其特征在于：所述计算每个批次的单体电池与电池组之间的参考均衡电流比这一步骤，其具体为：采用批次间迭代的方法计算单体电池与电池组之间的参考均衡电流比。4.根据权利要求3所述的一种电池组主动均衡控制方法，其特征在于：所述采用批次间迭代的方法计算单体电池与电池组之间的参考均衡电流比这一步骤，包括以下步骤：对电池组的状态进行分类；根据电池组状态的切换情况，确定电池组的批次；根据电池组的批次，采用批次间迭代方法计算单体电池与电池组之间的参考均衡电流比。5.根据权利要求4所述的一种电池组主动均衡控制方法，其特征在于：所述对电池组的状态进行分类这一步骤，包括以下步骤：计算电池组在预设时间范围内的平均电流；判断电池组的平均电流是否为0，若是，则确定电池组处于歇息状态；反之，则执行下一步骤；判断电池组的平均电流是否大于0，若是，则确定电池组处于充电状态；反之，则确定电池组处于工作状态。6.根据权利要求5所述的一种电池组主动均衡控制方法，其特征在于：所述根据电池组状态的切换情况，确定电池组的批次这一步骤，其具体为：若在第一时刻，电池组的状态从其他状态转入工作状态，则确定第一时刻为工作批次的开始时刻；若在第二时刻，电池组的状态从工作状态转入其他状态，则确定第二时刻为工作批次的结束时刻；若在第三时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓鹏，夏永晓，邹长福，胡文贵，贺振伟，姚科，高福荣，
申请(专利权)人：广州市香港科大霍英东研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44