一种动力电池被动均衡方法技术

本发明专利技术涉及电池均衡技术领域，提供了一种动力电池被动均衡方法

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池被动均衡方法、系统及新能源汽车


[0001]本专利技术涉及电池均衡
，提供了一种动力电池被动均衡方法
、
系统及新能源汽车
。

技术介绍

[0002]电气化推动电池发展衍生出一系列应用，包括电动汽车
、
船舶
、
电动飞机
、
和大规模储能系统
。
动力电池组含有大量串并联的单体电芯，由于电池内部电化学反应不均衡
(
包括初始容量
、
内部阻抗
、
物理体积
、
自放电率等
)
以及实际应用场景
(
例如环境温度
、
使用工况等
)
存在各种难以预期的滥用工况行为，造成电池组不一致性变化
。
这些变化会诱发串联电芯间显著的电压不平衡，造成可用容量寿命衰减，续驶里程降低等产生负面影响，导致老化故障和过早维修更换，最终进一步导致热失控的风险
。
[0003]因此需要对电池组进行更严格的监测和保护，发展电池管理系统中被动均衡的功能是一种普遍认可的高效益低成本方式，即在电池组中加入被动均衡电路，通过合适的电阻或电容等元件耗散多余的电荷，使单体电压维持在均衡分布设定的阈值范围内，是维持电池系统内平衡的关键技术
。
[0004]对于磷酸铁锂电池，鉴于材料本身物化特性，存在充放电末端电压变化明显，平台期电压变化平缓的特征，动力电池处于平台期时长远高于非平台期，而电池组的均衡仅在充放电末端电压变化明显的非平台期阶段，即高电量及低电量阶段，导致均衡放电时间短，难以满足电池组内单体压差的一致性的需求
。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本申请提供一种动力电池被动均衡方法，旨在改善上述问题
。
[0006]具体而言，包括以下的技术方案：
[0007]一方面，本申请实施例提供了一种动力电池被动均衡方法，所述方法包括如下步骤：
[0008]S1、
确定车辆的动力电池当前是否满足均衡开启条件；
[0009]S2、
若检测结果为是，则确定当前待均衡的单体电芯，及其在均衡电压下的均衡时间；
[0010]S3、
基于均衡电压及均衡时间对对应的单体电芯进行均衡，执行步骤
S1
，直至动力电池当前不满足均衡开启条件
。
[0011]在一些实施例中，若满足条件
(1)
～条件
(3)
时，则认定动力电池当前满足均衡开启条件；
[0012]条件
(1)
车辆处于充电状态之外的其他工况；
[0013]条件
(2)
动力电池中电芯的最低
SOC
及最高
SOC
均位于行驶状态下设定的
SOC
区间，且存在电芯的压差大于压差均衡阈值；
[0014]条件
(3)
单体电芯的过压信号未触发
。
[0015]在一些实施例中，压差均衡阈值的确定方法具体如下：
[0016]控制电芯进行静态恒电流循环测试，采集采样电压及其对应的荷电状态；
[0017]以采样电压为纵坐标，对应荷电状态横坐标获取
OCV
‑
SOC
表，获取可信电压区间，可信电压区间内的最小电压差值标记为压差均衡阈值
Δ
V。
[0018]在一些实施例中，可信电压区间的确定方法具体如下：
[0019]确定平台期的采样电压的最大偏差值，检测
OCV
‑
SOC
表中连续采样电压的变化差值，获取差值大于最大偏差值的电压区段，该电压区段即为可信电压区间
。
[0020]在一些实施例中，当前待均衡的单体电芯确定方法具体如下：
[0021](1)
采集单体电芯中的最小电压
V
m
，将最小电压
V
m
与压差均衡阈值
Δ
V
之和作为保护电压
V2；
[0022](2)
采集各个单体电芯的电压值
V1，若单体电压
V1大于保护电压
V2，则将对应单体电芯标记为均衡对象，即当前待均衡的单体电芯
。
[0023]在一些实施例中，待均衡单体电芯的均衡电压为待均衡单体电芯的单体电压
V1与保护电压
V2的差值
。
[0024]在一些实施例中，当前待均衡单体电芯在均衡电压下的均衡时间
T
确定方法如下：
[0025](1)
在
OCV
‑
SOC
表中查找待均衡单体电芯电压
V1及保护电压
V2对应的电量
SOC1及电量
SOC2，两者的差值即为待均衡电量
Δ
SOC
，
Δ
SOC
＝
SOC1‑
SOC2；
[0026](2)
基于待均衡电量
Δ
SOC
计算待均衡电芯的平衡时间
T。
[0027]在一些实施例中，均衡时间
T
的计算公式具体如下：
[0028][0029]其中，
Capacity
为单体容量，；内阻
R
为均衡电阻累加
MOS
管的固定组阻值，
V
为待均衡单体电芯的电压采集值
。
[0030]另一方面，本申请实施例提供了一种动力电池被动均衡系统，所述系统包括：
[0031]动力电池，及用于动力电池被动均衡的均衡电路；
[0032]动力电池
、
均衡电路与动力电池通讯连接的电池管理系统
BMS
通讯连接，均衡电路与动力电池电连接；
[0033]电池管理系统
BMS
基于上述动力电池被动均衡方法来控制均衡电路给待均衡单体电芯进行被动均衡
。
[0034]另一方面，本申请实施例提供了一种新能源汽车，所述新能源汽车上集成有上述动力电池被动均衡系统
。
[0035]本专利技术提出了一种适用于“平台期”及“非平台期”的动力电池被动均方法，动力电池处于平衡期时也能进行动力电池的被动均衡，极大延长了动力电池的被动均衡时间，有利于保证电芯间的压差一致性；此外，即使
BMS
处于休眠状态，也能进行动力电池的被动均衡，进一步延长了动力电池的被动均衡时长
。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种动力电池被动均衡方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、
确定车辆的动力电池当前是否满足均衡开启条件；
S2、
若检测结果为是，则确定当前待均衡的单体电芯，及其在均衡电压下的均衡时间；
S3、
基于均衡电压及均衡时间对对应的单体电芯进行均衡，执行步骤
S1
，直至动力电池当前不满足均衡开启条件
。2.
如权利要求1所述动力电池被动均衡方法，其特征在于，若满足条件
(1)
～条件
(3)
时，则认定动力电池当前满足均衡开启条件；条件
(1)
车辆处于充电状态之外的其他工况；条件
(2)
动力电池中电芯的最低
SOC
及最高
SOC
均位于行驶状态下设定的
SOC
区间，且存在电芯的压差大于压差均衡阈值；条件
(3)
单体电芯的过压信号未触发
。3.
如权利要求2所述动力电池被动均衡方法，其特征在于，压差均衡阈值的确定方法具体如下：控制电芯进行静态恒电流循环测试，采集采样电压及其对应的荷电状态；以采样电压为纵坐标，对应荷电状态横坐标获取
OCV
‑
SOC
表，获取可信电压区间，可信电压区间内的最小电压差值标记为压差均衡阈值
Δ
V。4.
如权利要求3所述动力电池被动均衡方法，其特征在于，可信电压区间的确定方法具体如下：确定平台期的采样电压的最大偏差值，检测
OCV
‑
SOC
表中连续采样电压的变化差值，获取差值大于最大偏差值的电压区段，该电压区段即为可信电压区间
。5.
如权利要求1所述动力电池被动均衡方法，其特征在于，当前待均衡的单体电芯确定方法具体如下：
(1)
采集单体电芯中的最小电压
V
m
，将最小电压
V
m
与压差均衡阈值
Δ
V
之和作为保护电压

【专利技术属性】
技术研发人员：潘中昊，姚大庆，吴磊，曾梓轩，朱广燕，李运华，
申请(专利权)人：芜湖泰瑞汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：