本發(fā)明涉及電池組監(jiān)管，具體是基于電池充放電的電池組狀態(tài)均衡控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電池組是指由多個電池通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式組合而成的電源系統(tǒng)，這種組合是為了增加電壓或電流，或者是同時滿足兩者的需求，隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展，電池組作為能量存儲的核心部件，在電動汽車、儲能電站等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；

2、然而，由于電池單體間存在不可避免的差異，如容量、內(nèi)阻、自放電率等，導(dǎo)致在充放電過程中電池組內(nèi)部單體電池的狀態(tài)容易出現(xiàn)不均衡，影響電池組的整體性能和使用壽命，且無法有效識別電池組的異常并精準(zhǔn)評估其運(yùn)行風(fēng)險性，加大了電池組管理難度，智能化程度低；

3、針對上述的技術(shù)缺陷，現(xiàn)提出一種解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于電池充放電的電池組狀態(tài)均衡控制方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有電池組內(nèi)部單體電池的狀態(tài)容易出現(xiàn)不均衡，影響電池組的整體性能和使用壽命，且無法有效識別電池組的異常并精準(zhǔn)評估其運(yùn)行風(fēng)險性，管理難度大且智能化程度低的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、基于電池充放電的電池組狀態(tài)均衡控制系統(tǒng)，包括處理器、監(jiān)測采集模塊、均衡控制器模塊、主動均衡電路模塊、被動均衡電路模塊、異常監(jiān)控報警模塊和用戶終端；

4、監(jiān)測采集模塊通過傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)測電池組中各單體電池的狀態(tài)參數(shù)，并將所采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)處理器發(fā)送至均衡控制器模塊和異常監(jiān)控報警模塊；

5、均衡控制器模塊基于預(yù)設(shè)的均衡策略對電池組的充放電過程進(jìn)行控制，其中，在充電過程中優(yōu)先對低電壓的單體電池進(jìn)行充電，并通過主動均衡電路模塊將能量從高電壓的單體電池轉(zhuǎn)移到低電壓的單體電池；在放電過程中控制各單體電池的放電電流，使它們以相近的速率放電，并通過被動均衡電路模塊對高電壓的單體電池進(jìn)行優(yōu)先放電；

6、異常監(jiān)控報警模塊基于監(jiān)測數(shù)據(jù)對電池組的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行評估，通過對比歷史數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)或預(yù)設(shè)閾值，判斷電池組是否處于正常工作狀態(tài)，識別電池組所存在的異常，在識別出異常后生成相應(yīng)的報警信息，并將所生成的報警信息經(jīng)處理器發(fā)送至用戶終端，用戶終端接收到報警信息后發(fā)出相應(yīng)預(yù)警。

7、進(jìn)一步的，處理器通信連接充放電風(fēng)險評估模塊，異常監(jiān)控報警模塊將生成的報警信息經(jīng)處理器發(fā)送至充放電風(fēng)險評估模塊，充放電風(fēng)險評估模塊用于設(shè)定檢測時期，將檢測時期內(nèi)電池組的充放電風(fēng)險性進(jìn)行評估分析；

8、通過分析生成充放電高風(fēng)險信號或充放電低風(fēng)險信號，且將充放電高風(fēng)險信號或充放電低風(fēng)險信號經(jīng)處理器發(fā)送至用戶終端，用戶終端接收到充放電高風(fēng)險信號時發(fā)出相應(yīng)預(yù)警。

9、進(jìn)一步的，充放電風(fēng)險性評估模塊的具體分析過程包括：

10、獲取到檢測時期內(nèi)電池組的充電總時長和放電總時長并將兩者的和值標(biāo)記為充放時況值，且采集到檢測時期內(nèi)報警信息的生成次數(shù)并將其標(biāo)記為報警頻檢值，并將報警頻檢值與充放時況值的比值標(biāo)記為報警分析值；

11、且將報警分析值與預(yù)設(shè)報警分析閾值進(jìn)行數(shù)值比較，若報警分析值超過預(yù)設(shè)報警分析閾值，則生成充放電高風(fēng)險信號。

12、進(jìn)一步的，若報警分析值未超過預(yù)設(shè)報警分析閾值，則基于檢測時期內(nèi)生成的所有報警信息以獲取到電池組出現(xiàn)的所有異常，對電池組在檢測時期內(nèi)出現(xiàn)的所有異常進(jìn)行分類，并將檢測時期內(nèi)相應(yīng)類型異常的出現(xiàn)次數(shù)標(biāo)記為電池組類頻值，將電池組類頻值與充放時況值的比值標(biāo)記電池組類表值；

13、將電池組類表值與相應(yīng)預(yù)設(shè)電池組類表閾值進(jìn)行數(shù)值比較，若電池組類表值超過對應(yīng)預(yù)設(shè)電池組類表閾值，則將相應(yīng)類型異常標(biāo)記為障礙型異常；若電池組存在障礙型異常，則生成充放電高風(fēng)險信號。

14、進(jìn)一步的，若電池組不存在障礙型異常，則將相應(yīng)類型異常的電池組類表值與對應(yīng)預(yù)設(shè)電池組類表閾值的比值標(biāo)記為電池組類占值，事先設(shè)定每種類型異常分別對應(yīng)一組預(yù)設(shè)權(quán)重值，將相應(yīng)類型異常的電池組類占值與對應(yīng)預(yù)設(shè)權(quán)重值的乘積標(biāo)記為電池組類析值；

15、并將檢測時期內(nèi)存在的所有類型異常的電池組類析值進(jìn)行求和計(jì)算得到電池組險評值，將電池組險評值與預(yù)設(shè)電池組險評閾值進(jìn)行數(shù)值比較，若電池組險評值超過預(yù)設(shè)電池組險評閾值，則生成充放電高風(fēng)險信號；若電池組險評值未超過預(yù)設(shè)電池組險評閾值，則生成充放電低風(fēng)險信號。

16、進(jìn)一步的，充放電風(fēng)險評估模塊通信連接電池組智能決策模塊，充放電風(fēng)險評估模塊將充放電高風(fēng)險信號發(fā)送至電池組智能決策模塊，電池組智能決策模塊接收到充放電高風(fēng)險信號時將電池組質(zhì)量狀況進(jìn)行決策分析；

17、通過分析生成決策異常信號或決策合格信號，且將決策異常信號或決策合格信號經(jīng)處理器發(fā)送至用戶終端，用戶終端接收到?jīng)Q策異常信號時發(fā)出相應(yīng)預(yù)警。

18、進(jìn)一步的，電池組智能決策模塊的具體分析過程包括：

19、采集到電池組的生產(chǎn)日期，將當(dāng)前日期與電池組的生產(chǎn)日期進(jìn)行時間差計(jì)算得到電池組產(chǎn)時值，并采集到歷史階段電池組的充電次數(shù)和放電次數(shù)，將充電次數(shù)與放電次數(shù)的和值標(biāo)記為電池組充放檢驗(yàn)值，將電池組產(chǎn)時值和電池組充放檢驗(yàn)值與預(yù)設(shè)電池組產(chǎn)時閾值和預(yù)設(shè)電池組充放檢驗(yàn)閾值分別進(jìn)行數(shù)值比較，若電池組產(chǎn)時值或電池組充放檢驗(yàn)值超過對應(yīng)預(yù)設(shè)閾值，則生成決策異常信號。

20、進(jìn)一步的，若電池組產(chǎn)時值和電池組充放檢驗(yàn)值均未超過對應(yīng)預(yù)設(shè)閾值，則在充電時當(dāng)電池組的電量達(dá)到預(yù)設(shè)電量上限閾值時進(jìn)行計(jì)時直至結(jié)束充電狀態(tài)，據(jù)此得到超充持續(xù)時長，以及當(dāng)電池組的電量開始低于預(yù)設(shè)電量下限閾值時進(jìn)行計(jì)時直至其電量恢復(fù)至超過預(yù)設(shè)電量下限閾值，據(jù)此得到低電持續(xù)時長；將電池組在歷史階段的所有超充持續(xù)時長進(jìn)行求和計(jì)算得到超充檢測值，并將電池組在歷史階段的所有低電持續(xù)時長進(jìn)行求和計(jì)算得到低電檢測值；

21、以及通過分析獲取到電池組的溫振追溯值，通過將電池組產(chǎn)時值、電池組充放檢驗(yàn)值、超充檢測值、低電檢測值和溫振追溯值進(jìn)行數(shù)值計(jì)算得到電池組決策值，將電池組決策值與預(yù)設(shè)電池組決策閾值進(jìn)行數(shù)值比較，若電池組決策值超過預(yù)設(shè)電池組決策閾值，則生成決策異常信號；若電池組決策值未超過預(yù)設(shè)電池組決策閾值，則生成決策合格信號。

22、進(jìn)一步的，溫振追溯值的分析獲取方法具體如下：

23、采集到電池組的實(shí)時溫度，將電池組的實(shí)時溫度相較于預(yù)設(shè)適宜溫度標(biāo)準(zhǔn)值的偏離值標(biāo)記為電池組溫表值，以及采集到電池組的振動數(shù)據(jù)并將其標(biāo)記為電池組振表值；將電池組溫表值和電池組振表值與預(yù)設(shè)電池組溫表閾值和預(yù)設(shè)電池組振表閾值分別進(jìn)行數(shù)值比較，若電池組溫表值或電池組振表值超過對應(yīng)預(yù)設(shè)閾值，則判斷電池組處于溫振預(yù)警狀態(tài)；

24、在判斷電池組處于溫振預(yù)警狀態(tài)時開始計(jì)時以得到溫振預(yù)警時長，并將溫振預(yù)警時長內(nèi)的所有電池組溫表值進(jìn)行均值計(jì)算得到電池組溫況值，以及將溫振預(yù)警時長內(nèi)的所有電池組振表值進(jìn)行均值計(jì)算得到電池組振況值，通過將溫振預(yù)警時長、電池組溫況值和電池組振況值進(jìn)行數(shù)值計(jì)算得到狀態(tài)分析值；

25、將狀態(tài)分析值與預(yù)設(shè)狀態(tài)分析閾值進(jìn)行數(shù)值比較，若狀態(tài)分析值超過預(yù)設(shè)狀態(tài)分析閾值，則賦予溫振判斷符號tp-1；獲取到歷史階段針對電池組賦予溫振判斷符號tp-1的總次數(shù)并將其標(biāo)記為溫振高險頻率，并將電池組在歷史階段的所有溫振預(yù)警時長進(jìn)行求和計(jì)算得到溫振預(yù)警總時值，通過將溫振高險頻率與溫振預(yù)警總時值進(jìn)行數(shù)值計(jì)算得到溫振追溯值。

26、進(jìn)一步的，本發(fā)明還提出了基于電池充放電的電池組狀態(tài)均衡控制方法，包括以下步驟：

27、步驟一、通過傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)測電池組中各單體電池的狀態(tài)參數(shù)；

28、步驟二、將所采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至均衡控制器模塊和異常監(jiān)控報警模塊；

29、步驟三、均衡控制器模塊基于預(yù)設(shè)的均衡策略對電池組的充放電過程進(jìn)行控制；

30、步驟四、異常監(jiān)控報警模塊基于監(jiān)測數(shù)據(jù)對電池組的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行評估，判斷電池組是否處于正常工作狀態(tài)，并識別電池組所存在的異常；

31、步驟五、充放電風(fēng)險評估模塊將檢測時期內(nèi)電池組的充放電風(fēng)險性進(jìn)行評估分析，通過分析生成充放電高風(fēng)險信號或充放電低風(fēng)險信號，在生成充放電高風(fēng)險信號時使用戶終端發(fā)出預(yù)警。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

33、1、本發(fā)明中，通過采用高效、低損耗的均衡電路和智能均衡控制算法，實(shí)現(xiàn)電池組內(nèi)部狀態(tài)的精準(zhǔn)均衡控制，能夠減小單體電池之間的狀態(tài)差異，使電池組中各單體電池的工作狀態(tài)更加一致，延緩單體電池的衰老過程，提高電池組的整體性能，且通過異常監(jiān)控報警模塊對電池組的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行評估并識別電池組所存在的異常，充放電風(fēng)險評估模塊將電池組的充放電風(fēng)險性進(jìn)行評估分析并預(yù)警，保證電池組的運(yùn)行安全性，顯著減小電池組管理難度；

34、2、本發(fā)明中，通過充放電風(fēng)險評估模塊將充放電高風(fēng)險信號發(fā)送至電池組智能決策模塊，電池組智能決策模塊接收到充放電高風(fēng)險信號時將電池組質(zhì)量狀況進(jìn)行決策分析，在生成決策異常信號時發(fā)出相應(yīng)預(yù)警，以提醒用戶及時將電池組報廢，避免后續(xù)出現(xiàn)安全事故，進(jìn)一步減小電池組的管理難度，智能化程度高。