一种电池系统、电池系统充电控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池系统、电池系统充电控制方法及装置，其中电池系统充电控制方法包括：针对电池系统中的任一电池模组，在电池模组处于恒流充电状态时，通过获取所述电池模组的荷电平衡使能信号；当所述荷电平衡使能信号满足预设条件时，获取与所述电池模组相对应的荷电补偿值；根据所述荷电补偿值得到所述电池模组的充电电流期望值；根据所述充电电流期望值得到所述功率变换器为所述电池模组恒流充电时的占空比；由此可以利用一个功率变换器来对电池系统中处于恒流充电状态的所有电池模组进行荷电平衡控制，由此在电池系统中的电池模组数量较多时，多个电池模组可以通过一个功率变换器与电源连接，降低电池系统的成本。降低电池系统的成本。降低电池系统的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电池系统、电池系统充电控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种电池系统、电池系统充电控制方法及装置。

技术介绍

[0002]过去20年间，电池系统发展迅猛，已经广泛应用在各行各业的电子设备中，例如电动汽车，消费者电子产品(如手机、笔记本电脑、智能手表等)、智能电网、储能系统、医疗器械等。在一个电池系统中，大量的电池单节(cell)串联或者并联一起组成高功率的电池模组(module)或电池包(pack)。
[0003]但是，不同电池因为制造工艺、运行环境、健康程度等多方面影响，它们的特性会随着时间而发生差异。例如，电池内阻会随着电池使用寿命以及周围温度发生变化，进而影响电池的输出电压。在充放电过程中，这些差异性会体现在电池荷电状态(state of charge，SOC)的不同。如果荷电失衡得不到有效控制，电池系统可能会出现过度充电或者过度放电的现象，降低电池系统整体充放电效率，进而影响系统安全稳定运行。
[0004]因此，在电池本身特性存在差异性以及运行环境存在差异性的情况下，如何实现不同电池单节或模组的平衡控制，是实现电池系统高效、安全、有效运行的重要因素。
[0005]现有的电池荷电平衡可以大致分为两种方法：被动式平衡和主动式平衡。传统的被动式平衡利用并联电阻的方法，通过电阻发热的方式将电池中多余的能量消耗掉。这种方法控制简单，但是其平衡电流很小，一般只有几十至几百毫安，因此需要较长的平衡时间。而且电阻散热除了降低能量转换效率之外，还对系统的散热提出了更高的要求。和被动式平衡方法相对应，主动式平衡利用电感、电容或者功率变换器(power converter/inverter)等元器件和设备，通过将电池能量转移或者直接控制电池的充放电速率，以实现主动式平衡。其中，功率变换器作为电池充放电控制必不可少的器件，只需要加入平衡控制算法，而不需要额外的硬件电路，即可实现对电池系统的平衡控制。因此，利用功率变换器实现电池主动平衡得到了越来越多的关注。
[0006]目前，在常用的方法中，每一个电池组都会连接一个功率变换器以实现充放电控制和平衡控制。如图1所示，为了实现传统的电池充电(如化成分容中电池充电过程)，需要使用多个单输入单输出的功率变换器，来控制每个电池的充电电流和充电电压。当系统中电池数量大量增加时，相对应的功率变换器的数量也随之增长，给系统的设计成本带来了很大压力。尤其是当电池模组数量成百上千之后，如何降低功率变换器的成本压力是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种电池系统、电池系统充电控制方法及装置，以解决当电池模组数量较多时，功率变换器成本较大的问题。
[0008]根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种电池系统充电控制方法，所述电池系统
包括多个电池模组，所述多个电池模组通过一个功率变换器与电源连接，所述电池系统充电控制方法包括：针对任一电池模组，当所述电池模组处于恒流充电状态时，获取所述电池模组的荷电平衡使能信号；当所述荷电平衡使能信号满足预设条件时，获取与所述电池模组相对应的荷电补偿值；根据所述荷电补偿值得到所述电池模组的充电电流期望值；根据所述充电电流期望值得到所述功率变换器为所述电池模组恒流充电时的占空比。
[0009]在本专利技术实施例提供的电池系统充电控制方法中，针对电池系统中的任一电池模组，在电池模组处于恒流充电状态时，通过获取所述电池模组的荷电平衡使能信号；当所述荷电平衡使能信号满足预设条件时，获取与所述电池模组相对应的荷电补偿值；根据所述荷电补偿值得到所述电池模组的充电电流期望值；根据所述充电电流期望值得到所述功率变换器为所述电池模组恒流充电时的占空比；由此可以利用一个功率变换器来对电池系统中处于恒流充电状态的所有电池模组进行荷电平衡控制，在电池系统中的电池模组数量较多时，多个电池模组可以通过一个功率变换器与电源连接，代替现有技术中每个电池模组均连接一个功率变换器的方案，由此可以降低电池系统的成本。
[0010]结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述根据所述荷电补偿值得到所述电池模组的充电电流期望值包括：获取所述电池模组的恒流充电参考值；将所述荷电补偿值与所述恒流充电参考值相乘得到所述电池模组的充电电流期望值。
[0011]结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，根据所述充电电流期望值得到所述功率变换器为所述电池模组恒流充电时的占空比包括：获取所述电池模组的充电电流测量值；根据所述充电电流期望值和所述充电电流测量值得到所述功率变换器为所述电池模组恒流充电时的占空比。
[0012]结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，在获取与所述电池模组相对应的荷电补偿值之前，还包括：分别获取所述电池模组的荷电实际值和荷电参考值；根据所述荷电实际值和所述荷电参考值得到所述荷电补偿值。
[0013]结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，在获取所述电池模组的荷电参考值之前，还包括：分别确定所述电池系统中所述荷电平衡使能信号满足预设条件的每个电池模组的充电模式；分别获取所述电池系统中所述荷电平衡使能信号满足预设条件且处于恒流充电模式的每个电池模组的荷电实际值；计算所述电池系统中所述荷电平衡使能信号满足预设条件且处于恒流充电模式的所有电池模组的荷电实际值的平均值，将所述平均值作为荷电参考值。
[0014]结合第一方面，在第一方面第五实施实施方式中，在获取所述电池模组的荷电平衡使能信号之前，还包括：获取所述电池模组的电压；判断所述电压是否到的预设的第一阈值；当所述电压未达到所述第一阈值时，判定所述电池模组处于恒流充电模式；当所述电压达到所述第一阈值时，判定所述电池模组处于恒压充电模式。
[0015]结合第一方面，在第一方面第六实施实施方式中，在根据所述充电电流期望值得到所述功率变换器为所述电池模组恒流充电时的占空比之前，还包括：获取所述电池侧开关的状态；根据所述电池侧开关的状态来确定所述功率变换器是否为所述电池模组恒流充电。
[0016]结合第一方面，在第一方面第七实施实施方式中，电池充电控制方法还包括：当所述电池模组处于恒压充电状态时，分别获取电压参考值和所述电池模组的电压实际值；根
据所述电压参考值和所述电压实际值得到所述功率变换器为所述电池模组恒压充电时的占空比。
[0017]根据第二方面，本专利技术实施例提供了一种电池充电控制装置，所述电池系统包括多个电池模组，所述多个电池模组通过一个功率变换器与电源连接，所述电池充电控制方法包括第一获取模块、第二获取模块、补偿模块和调整模块，具体的，针对任一电池模组，当所述电池模组处于恒流充电状态时，所述第一获取模块，用于获取所述电池模组的荷电平衡使能信号；当所述荷电平衡使能信号满足预设条件时，所述第二获取模块，用于获取与所述电池模组相对应的荷电补偿值；所述补偿模块，用于根据所述荷电补偿值得到所述电池模组的充电电流期望值；所述调整模块，用于根据所述充电电流期望值得到所述功率变换器为所述电池模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池系统充电控制方法，其特征在于，所述电池系统包括多个电池模组，所述多个电池模组通过一个功率变换器与电源连接，所述电池系统充电控制方法包括：针对任一电池模组，当所述电池模组处于恒流充电状态时，获取所述电池模组的荷电平衡使能信号；当所述荷电平衡使能信号满足预设条件时，获取与所述电池模组相对应的荷电补偿值；根据所述荷电补偿值得到所述电池模组的充电电流期望值；根据所述充电电流期望值得到所述功率变换器为所述电池模组恒流充电时的占空比。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述荷电补偿值得到所述电池模组的充电电流期望值包括：获取所述电池模组的恒流充电参考值；将所述荷电补偿值与所述恒流充电参考值相乘得到所述电池模组的充电电流期望值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述充电电流期望值得到所述功率变换器为所述电池模组恒流充电时的占空比包括：获取所述电池模组的充电电流测量值；根据所述充电电流期望值和所述充电电流测量值得到所述功率变换器为所述电池模组恒流充电时的占空比。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取与所述电池模组相对应的荷电补偿值之前，还包括：分别获取所述电池模组的荷电实际值和荷电参考值；根据所述荷电实际值和所述荷电参考值得到所述荷电补偿值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在获取所述电池模组的荷电参考值之前，还包括：分别确定所述电池系统中所述荷电平衡使能信号满足所述预设条件的每个电池模组的充电模式；分别获取所述电池系统中所述荷电平衡使能信号满足所述预设条件且处于恒流充电模式的每个电池模组的荷电实际值；计算所述电池系统中所述荷电平衡使能信号满足所述预设条件且处于恒流充电模式的所有电池模组的荷电实际值的平均值，将所述平均值作为荷电参考值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述电池模组的荷电平衡使能信号之前，还包括：获取所述电池模组的电压；判断所述电压是否到的预设的第一阈值；当所述电压未达到所述第一阈值时，判定所述电池模组处于恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹原，唐丹，
申请(专利权)人：三一技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：