基于电池功率能力的二次电池组均衡方法及其均衡电路技术

本发明专利技术公开了一种基于电池功率能力的二次电池组均衡方法及其均衡电路，其在电池组应用过程中，根据电池组以及各单体电池的运行电压和电流计算出单体电池的瞬时充电功率能力或放电功率能力及电池组的平均充电功率能力或放电功率能力，并比较上述两个值，以单体电池的功率能力和电池组的平均功率能力差别作为判断均衡的基础，当功率能力差别达到设定值时，对电池进行均衡；当达到终止均衡条件时，终止均衡。本发明专利技术保证二次电池组中各单体电池在应用过程中的功率均衡，进而较大幅度提高二次电池组的性能和寿命，可适应范围大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蓄电池组的均衡方法，具体涉及一种基于电池功率能力的二次电池组均衡方法及其均衡电路。
技术介绍
随着电子技术和设备的发展，电池应用越来越广泛，尤其在电动汽车、电力储能、备用电源等方面，要求高电压、高容量，需要将多个电池组合在一起应用。这些组合电池之间不可避免会出现不一致现象。由于电池组的性能由最差电池所决定，会影响电池组的性能和寿命，所以有必要通过一定的方法来提高电池的一致性，均衡是较为有效的一个方法。目前常用的均衡方法是电压均衡，因为电压是最容易检测的一个电池参数。其基本方法是根据电池组运行过程中单体电池电压的差别，对电压高的单体电池进行分流处理以及对电压低的单体电池进行补充电等。但电池组需要进行的是电池性能的均衡，电池性能主要是指电池的功率性能和容量。电池电压的高低并不能反映电池性能的高低。如在同一电池组中，各单体电池的实际容量有差别，经过一段使用后，容量差别加大，进行充电均衡，容量低的电池首先达到充电截止点，进行分流处理，容量高的电池继续充电，其最终结果只是将各单体电池完全充满电，电池组的整体性能并未得到提高；另外在某些应用中，如混合电动车辆的电池系统，电池通常在30-80%的荷电量区间内应用，在此区间内，电池的电压差别本来就不大(如常用的镍氢电池、磷酸铁锂锂离子电池，其电压差别不到10mV)，考虑数据的采集误差、电池自身的偏差等，很容易进行误判或者不能进行均衡。均衡的目的是达到电池性能的一致而不是电池电压的一致。申请日为2010年05月06日、申请号为201010167717.7的专利申请公开了一种基于电池组容量利用的电池组均衡装置及控制方法，该专利采用电池组容量利用率作为判断电池组一致性的量化评价标准，通过对电池组容量利用率进行监测，实时监测电池组的一致性，对电池组进行电池均衡，从而提高电池组容量利用率，延长电池寿命。但电池组的容量利用率不能完全代表电池的性能，计算准确性也不高，影响均衡效果。申请日为2009年11月18日、申请号为200920262960的专利申请文件公开了一种充电电池均衡管理系统，该专利通过过压运算模块将电压采集模块输出的每节单体电池的电压值分别与预设的过压阈值相比较，当某节单体电池的电压值超过预设的过压阈值时，则输出一个对应于该节单体电池的驱动信号；均衡放电模块，由若干个控制单元组成，分别与电池组中的各节单体电池的正负极相连，当接收到过压运算模块输出的驱动信号时，该驱动信号驱动对应的控制单元控制其对应的单体电池放电直到该节单体电池的电压值等于预设的过压阈值。该方法仅是简单的电压均衡，并且仅适用于电池的充电均衡，对锂离子电池的充电电压均衡有效，但对某些电池性能与电压特性对比性不敏感的电池如镍氢电池该方法就补适用。电池的功率性能最能体现其整体性能，其包含了电池的容量、内阻、大功率充放电能力等特征，在实际应用中电池的功率能力更能体现电池的实用性能，如同一蓄电池组中得单体电池，即使两只电池容量一致，但功率性能有较大差别，就会影响蓄电池组的应用。所以，在实际应用中对电池的功率能力进行均衡更有意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于电池功率能力的二次电池组均衡方法及其均衡电路，本专利技术简单有效，实现电池组内各单体电池的性能均衡，能较大幅度提高电池组的性能和寿命，特别适用于各类电动车用动力电池的应用。为了解决现有技术中的这些问题，本专利技术提供的技术方案是:一种基于电池功率能力的二次电池组均衡方法，其特征在于，根据应用过程中单体电池的功率能力与电池组的平均功率能力之间的差别来进行均衡，具体进行均衡的方法如下:设定单体电池的功率能力与电池组的平均功率能力之间的阈值APdmax;根据采集的第i只单体电池电压和运行电流计算出第i只单体电池的瞬时充电功率能力或放电功率能力Pi ；将第i只单体电池的瞬时充电功率能力或放电功率能力Pi与同一时间的单体电池平均瞬时充电功率能力或放电功率能力”进行比较；如果比较得出Pi与P之间的差值APi超过设定的阈值Λ Pdmax，则通过均衡电路对该第i只电池进行均衡，在均衡的同时对该第i只单体电池进行功率均衡检测，直到达到确定的均衡终止条件时，中止均衡。对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化方案。作为优化，根据检测的单体电池&时刻的电流I1、电压Vil和t2时刻的电流12、电压Vi2，计算出单体电池的直流内阻Ri, Ri= I (Vi2-Vil)AI2-11) I，电池组的瞬时功率能力Pi=Vi22/Ri，i为电池组中的第i只电池，t2 > h ;根据I2的数值符号确定计算的功率能力为充电功率能力还是放电功率能力，如I2为负值表示放电，正值表示充电。 进一步，单体电池平均瞬时充电功率能力或放电功率能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电池功率能力的二次电池组均衡方法，其特征在于，根据应用过程中单体电池的功率能力与电池组的平均功率能力之间的差别来进行均衡，具体进行均衡的方法如下：设定单体电池的功率能力与电池组的平均功率能力之间的阈值ΔPdmax；根据采集的第i只单体电池电压和运行电流计算出第i只单体电池的瞬时充电功率能力或放电功率能力Pi；将第i只单体电池的瞬时充电功率能力或放电功率能力Pi与同一时间的单体电池平均瞬时充电功率能力或放电功率能力进行比较；如果比较得出Pi与之间的差值ΔPi超过设定的阈值ΔPdmax，则通过均衡电路对该第i只电池进行均衡，在均衡的同时对该第i只单体电池进行功率均衡检测，直到达到确定的均衡终止条件时，中止均衡。FDA00002751752300011.jpg,FDA00002751752300012.jpg

【技术特征摘要】
1.种基于电池功率能力的二次电池组均衡方法，其特征在于，根据应用过程中单体电池的功率能力与电池组的平均功率能力之间的差别来进行均衡，具体进行均衡的方法如下: 设定单体电池的功率能力与电池组的平均功率能力之间的阈值ΔPdmax ； 根据采集的第i只单体电池电压和运行电流计算出第i只单体电池的瞬时充电功率能力或放电功率能力Pi ； 将第i只单体电池的瞬时充电功率能力或放电功率能力Pi与同一时间的单体电池平均瞬时充电功率能力或放电功率能力P进行比较； 如果比较得出Pi与P之间的差值APi超过设定的阈值ΔPdmax，则通过均衡电路对该第i只电池进行均衡，在均衡的同时对该第i只单体电池进行功率均衡检测，直到达到确定的均衡终止条件时，中止均衡。2.据权利要求1所述的基于电池功率能力的二次电池组均衡方法，其特征在于，根据检测的单体电池ti时刻的电流I1、电压Vil和t2时刻的电流I2、电压Vi2，计算出单体电池的直流内阻Ri,3.据权利要求1所述的基于电池功率能力的二次电池组均衡方法，其特征在于，单 体电池平均瞬时充电功率能力或放电功率能力4.据权利要求1所述的基于电池功率能力的二次电池组均衡方法，其特征在于，根据电池组的运行电压和电流计算出电池组的瞬时充电功率能力或放电功率能力Ρ&，单体电池平均瞬时充电功率能力或放电功率能力P= P β/n，n为电池组中串联的电池数量。5.据权利要求4所述的基于电池功率能力的二次电池组均衡方法，其特征在于，根据检测的电池组ti时刻的电流Ip电压U1和t2时刻的电流12、电压U2，计算出电池组的直流内阻R总，6.据权利要求1或2或3或4或5所述的基于电池功率能力的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相哲，苏芳，
申请(专利权)人：李相哲，苏芳，
类型：发明
国别省市：