一种考虑老化的串联电池组的均衡控制策略制造技术

本发明专利技术公开了一种考虑老化的串联电池模块的均衡控制策略，包括区分电池组电量状态和均衡优化控制两个部分；该方法是为了改善串联电池组的电量不一致，提高电池组的可用容量。通过电池特性实验获取电池组单体的容量、SOC和内阻，比较电池组平均电量和单体最小容量，区分电池组的电量状态为第一类电量状态和第二类电量状态；对两类不同电量状态的电池模组提出不同的均衡目标和不同的优化目标，利用遗传算法对目标优化，从而达到电池模组可用容量提高的目的。提高的目的。提高的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑老化的串联电池组的均衡控制策略


[0001]本专利技术涉及电池管理
，特别是一种考虑老化的串联电池组的均衡控制策略。

技术介绍

[0002]为了大部分应用场景的大功率和高电压需求，常常将电池单体串联成电池组使用。由于加工工艺的差异，即便是同一家厂商生产的电池也会存在容量、内阻、库伦效率、自放电率等电池参数的不一致，而且成组之后每个电池所处的位置和环境不一样，随着电池组的使用次数增加，电池间的不一致性会加剧，进而造成电池组容量损失和电池组性能下降，降低电池组的使用寿命。针对串联电池组因为电池间容量和SOC不一致导致电池组可用容量下降，使用寿命减少的问题，制定均衡控制策略，通过均衡电路板可以实现电池组可用容量提高，使用寿命延长。
[0003]目前常见的均衡控制策略主要以电压一致作为依据，当电池组内电池的电压不一致达到设定的阈值则启动均衡，当电池组内电池的电压变得一致时则关闭均衡。然后，由于电池的端电压在充放电过程存在一定的滞后特性，所以在关闭均衡后电压不一定会一致。而且，电压并不能很好的反应电池的电量状态，并没有起到改善电池组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑老化的串联电池组的均衡控制策略，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、通过容量测试实验获得电池组内各个电池的容量，通过HPPC测试实验获得OCV
‑
SOC曲线和内阻，通过查找OCV
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SOC曲线获得各个电池的SOC；步骤2、利用得到的电池状态信息，分析电池组当前的电量状态；对第一类电量状态的电池组采用损耗均衡方法，对第二类电量状态的电池组采用预测电量均衡方法；步骤3、对处于第一类电量状态的电池组列写均衡电量转移方程和均衡过程损耗计算公式；对处于第二类电量状态的电池组，确定均衡时间，列写均衡过程中的温升方程和转移电量方程；步骤4、利用遗传算法，结合均衡限制因素，对处于第一类电量状态的电池组以均衡后电量保持一致和均衡过程中损耗最小为目标进行优化，确定均衡电量和均衡时间；对处于第二类电量状态的电池组以每次均衡过程中温升越小和电池组电量差越小为目标对均衡电量进行优化，确定每次均衡过程中的均衡电量。2.根据权利要求1所述的考虑老化的串联电池组的均衡控制策略，其特征在于，各个电池的容量，SOC以及内阻不同，步骤1的容量测试具体为：步骤1
‑
1，在室温环境下对电池组内各个单体首先以0.5C倍率恒流充电至电池上限截止电压，接着转为恒定上限截止电压充电至充电电流小于0.02C时，停止充电；步骤1
‑
2，静置2小时；步骤1
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3，以0.5C恒流放电，至电池下限截止电压；步骤1
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4，以此时各个电池的放电电量作为各个电池的容量；HPPC测试具体如下：步骤1
‑
5，在室温环境下对电池组内各个单体首先以0.5C倍率恒流充电至电池上限截止电压，接着转为恒定上限截止电压充电至充电电流小于0.02C时，停止充电；步骤1
‑
6，静置2小时；步骤1
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7，1C恒流放电10s，静置40s，0.75C恒流充电10s，静置40s；步骤1
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8，对电池以0.5C恒流放电12分钟，即放出10％电量；步骤1
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9，静置2小时；步骤1
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10，重复步骤1
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7到步骤1
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9直至电池放电到下限截止电压；步骤1
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11，利用参数辨识程序获得各个电池的OCV
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SOC曲线和欧姆内阻；步骤1
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12，通过查找OCV
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SOC曲线获得每个电池的初始SOC。3.根据权利要求1所述的考虑老化的串联电池组的均衡控制策略，其特征在于，步骤2具体为：根据电池组当前状态下各个单体的容量和SOC，获得当前电池组的平均电量；此时区分第一类电量状态和第二类电量状态的方法是比较电池组平均电量和电池组中最小容量电池单体的容量；当电池组平均电量小于等于最小容量，则将此时的电池组归类为第一类电量状态；如果大于，则归类为第二类电量状态；具体公式表达为：
其中，n是电池组含有的电池数量，C是电池单体容量，SOC是电池荷电状态，i、j表示某一个电池，minC
j
表示电池组单体最小容量；对第二类电量状态的电池组采用预测电量均衡方法，首先对电池组进行放电操作，当电池组的平均电量小于电池组中最小容量电池单体的容量的时候，开始均衡，具体的公式如下:其中，i
dis
是放电电流，t
dis
是放电时间。4.根据权利要求3所述的考虑老化的串联电池组的均衡控制策略，其特征在于，处于第二类电量状态的电池组每次的均衡时间是固定的。5.根据权利要求1所述的考虑老化的串联电池组的均衡控制策略，其特征在于，步骤3具体如下：处于第一类电量状态的电池组均衡过程电量转移方程如下：其中，ΔQ
i_cell
代表电池组向第i个电池单体转移的电量，ΔQ
i_pack
代表第i个电池给电池组中每个电池转移的电量，ΔQ
i_bal
代表第i个电池均衡时需要的转移电量；处于第一类电量状态的电池组均衡过程损耗计算公式如下：其中，Q
j_loss
表示第j节电池均衡时的电量损耗，Q
loss_all
表示整个均衡过程中的总电...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇胜世，陈赛汗，刘欣伟，吕凯，陈思文，孙金磊，王谱宇，郭春义，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：