【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及基于电池主动均衡控制系统及方法。
技术介绍
1、随着电池技术的不断发展和广泛应用，电池组在电动汽车、储能系统、便携式设备等领域扮演着至关重要的角色。然而，电池组中各个电池单元的性能和一致性往往存在差异，这些差异在充放电过程中会逐渐累积，导致电池组整体性能的下降。
2、为了解决这些问题，现有的电池管理系统通常采用电池均衡技术。然而，现有的电池均衡方法，如基于电压、电流和阻抗的均衡方法，均存在明显的局限性。基于电压的均衡方法依赖于电池组中各节电池的电压差异，但对电池组的初始一致性要求较高，且在均衡过程中容易引起电池过充或过放。基于电流的均衡方法通过控制充放电电流来实现均衡，但均衡效率较低，且容易引起电池发热。基于阻抗的均衡方法则依赖于电池内阻的测量，但测量精度较低，且对电池组的结构要求较高。
3、因此，现有的电池均衡方法无法满足高效、安全的电池管理需求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出基于电池主动均衡控制系统及方法，用于解决上述技术问题。
2、第一方面，提供了基于电池主动均衡控制系统及方法，包括：
3、电池监测单元，用于实时监测电池组中各节电池的电压、电流和温度；
4、均衡控制单元，与电池监测单元电连接，用于根据监测数据计算电池组的平均荷电状态、平均电压及标准差，并据此判断是否启动均衡及选择均衡模式；
5、均衡单元，与均衡控制单元电连接，用于执行从高电压电池向低
6、进一步的，所述电池监测单元包括传感器和信号处理电路，所述传感器与电池组电连接，所述信号处理电路对传感器采集的数据进行放大、滤波和数字化处理。
7、进一步的，所述均衡控制单元包括微处理器和控制电路，所述微处理器通过数据总线接收电池监测单元的数据，并通过控制总线向均衡单元发送控制指令。
8、进一步的，所述均衡控制单元还包括用于计算电池组平均荷电状态、平均电压、荷电状态标准差及电压标准差的算法模块，所述算法模块根据监测数据自动执行计算并判断是否需要启动均衡。
9、进一步的，所述均衡模式包括被动均衡和主动均衡，所述均衡控制单元根据计算出的标准差和预设的均衡策略选择适当的均衡模式。
10、进一步的，在所述被动均衡模式下，均衡单元通过电阻放电方式将高电压电池的电量放掉一部分，以达到均衡；在所述主动均衡模式下，均衡单元通过电池单元之间的电荷转移实现均衡。
11、进一步的，所述均衡单元包括能量转移电路和驱动电路，所述能量转移电路与电池组电连接，所述驱动电路接收均衡控制单元的控制信号，控制能量转移电路的开关状态以实现能量的转移。
12、第二方面，提供了基于电池主动均衡控制方法，基于前文任意一项所述的基于电池主动均衡控制系统，包括以下步骤：
13、步骤s01、数据获取步骤，周期性地采集电池组中各节电池的荷电状态和电压数据；
14、步骤s02、计算步骤，根据采集的数据计算平均荷电状态、平均电压、荷电状态标准差及电压标准差；
15、步骤s03、判断步骤，根据计算出的标准差与预设阈值比较，判断是否启动均衡；
16、步骤s04、均衡模式选择步骤，根据判断结果和预设的均衡策略选择均衡模式；
17、步骤s05、执行步骤，向均衡单元发送控制指令，执行相应的均衡操作。
18、进一步的，在步骤s05中还包括：
19、通过电阻放电实现的被动均衡或通过电池单元间电荷转移实现的主动均衡。
20、进一步的，还包括：
21、步骤s06、监控步骤，在均衡过程中持续监测电池组的状态，并根据实时数据调整均衡策略或停止均衡操作，以确保电池组的安全性和均衡效果。
22、采用上述技术方案的专利技术，具有如下优点：
23、1、本专利技术通过结合电压和soc(状态荷电量)双重判据，实现了对电池组中各节电池状态的全面评估。并通过实时监测和精确计算，系统能够智能地选择均衡模式(第一阶段或第二阶段)，从而确保均衡过程的高效性和准确性。
24、2、本专利技术采用集成化设计，将电池监测单元、均衡控制单元和均衡单元紧密集成在一起，形成了结构紧凑、功能完备的电池均衡系统。这种集成化设计不仅简化了系统结构，还降低了成本，提高了系统的可靠性和稳定性。
25、3、本专利技术通过减少电池组内部的不一致性和潜在的安全隐患，显著增强了电池组的安全性。在电动汽车等应用场景中，这种安全性的提升对于保障人员和财产的安全具有重要意义。
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1.基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，所述电池监测单元包括传感器和信号处理电路，所述传感器与电池组电连接，所述信号处理电路对传感器采集的数据进行放大、滤波和数字化处理。
3.根据权利要求1所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，所述均衡控制单元包括微处理器和控制电路，所述微处理器通过数据总线接收电池监测单元的数据，并通过控制总线向均衡单元发送控制指令。
4.根据权利要求1所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，所述均衡控制单元还包括用于计算电池组平均荷电状态、平均电压、荷电状态标准差及电压标准差的算法模块，所述算法模块根据监测数据自动执行计算并判断是否需要启动均衡。
5.根据权利要求1所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，所述均衡模式包括被动均衡和主动均衡，所述均衡控制单元根据计算出的标准差和预设的均衡策略选择适当的均衡模式。
6.根据权利要求5所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，在所述被动均衡模式下，均衡单元通过电阻放电方式
7.根据权利要求1所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，所述均衡单元包括能量转移电路和驱动电路，所述能量转移电路与电池组电连接，所述驱动电路接收均衡控制单元的控制信号，控制能量转移电路的开关状态以实现能量的转移。
8.基于电池主动均衡控制方法，其特征在于，基于权利要求1至7任意一项所述的电池主动均衡控制系统，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的基于电池主动均衡控制方法，其特征在于，在步骤S05中还包括：
10.根据权利要求8所述的基于电池主动均衡控制方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，所述电池监测单元包括传感器和信号处理电路，所述传感器与电池组电连接，所述信号处理电路对传感器采集的数据进行放大、滤波和数字化处理。
3.根据权利要求1所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，所述均衡控制单元包括微处理器和控制电路，所述微处理器通过数据总线接收电池监测单元的数据，并通过控制总线向均衡单元发送控制指令。
4.根据权利要求1所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，所述均衡控制单元还包括用于计算电池组平均荷电状态、平均电压、荷电状态标准差及电压标准差的算法模块，所述算法模块根据监测数据自动执行计算并判断是否需要启动均衡。
5.根据权利要求1所述的基于电池主动均衡控制系统，其特征在于，所述均衡模式包括被动均衡和主动均衡，所述均衡控制单元根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张震宇，安清，徐丹，李沛珈，刘杨，张瑶，刘愉玮，杨帅，李元园，刘厚君，邹冰倩，
申请(专利权)人：重庆电子科技职业大学，
类型：发明
国别省市：
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