一種電池組的被動均衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種電池管理，特別涉及一種電池組的被動均衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電池技術(shù)的發(fā)展，鋰離子電池成本不斷下降，且能量密度大，無記憶效應(yīng)，循環(huán)壽命長，使用范圍越來越廣。但鋰離子電池電壓只有三四伏，需要大量的串聯(lián)才能達(dá)到需要的電壓等級。比如380伏的電壓就需要100多節(jié)串聯(lián)使用，但是串聯(lián)使用將2000次循環(huán)以上的電池壽命降低到500次以下。而且使用過程中會由于電池內(nèi)部特性、工作溫度和循環(huán)使用次數(shù)的差別，電池的荷電狀態(tài)會不平衡。不管是充電過程還是放電過程，當(dāng)某節(jié)電池達(dá)到終點時，不能再進(jìn)行充放電，而整個電池組還沒有達(dá)到終點，不能最大限度的使用電池組的會ti。
[0003]通常分析荷電狀態(tài)的差異來源，主要有單體間自放電率的差異、容量衰減的差異等。被動均衡的目的，是要達(dá)到電池組整組容量不小于最小容量的單體電池。專利201410825991.7給出的技術(shù)方案是，確定一個電池剩余電量可以精確靠開路電壓確定的范圍，然后根據(jù)電壓測試反推每個單體的剩余電量，將平均剩余電量作為均衡目標(biāo)。這種方法的缺點只考慮剩余電量百分比的差異，沒有考慮電池單體容量的差異。因為無法精準(zhǔn)的進(jìn)行電量均衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是:提供一種電池組的被動均衡方法，既考慮電池間剩余電量百分比的差異，又考慮電池單體容量間的差異，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的電量均衡。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種電池組的被動均衡方法，包括:
步驟一、選定均衡點，所述均衡點是指均衡完成后，每個電池單體具有一個S0C，電池組內(nèi)每個單體SOC的具體值，組成了均衡點；
步驟二、記錄充電過程中不同時間點每個單體的電壓值；
步驟三、算出組內(nèi)所有單體在相同時刻的電壓平均值；
步驟四、算出每個單體電壓與電壓平均值的差值；
步驟五、以每個單體電壓與電壓平均值的差值對時間作圖；
步驟六、以每條曲線的斜率來確定單體容量的相對大小，曲線下行的容量大，曲線上行的容量??；
步驟七、以曲線間的相對上下位置來確定剩余電量的相對大小，保持在上的剩余電量大；
步驟八、標(biāo)定均衡點，將曲線向上的單體充電終點調(diào)節(jié)到曲線向下單體的充電終點之下；
步驟九、分配均衡電流，以曲線向上傾斜終點位置最高的單體為基準(zhǔn)，均衡電流置為0，以曲線向下傾斜充電終點位置最低的單體為滿電流，其余單體以傾斜方向和終點位置為標(biāo)準(zhǔn)，取中間值；
步驟十、計算終點位移，在隨后的充電過程中，計算每個單體在均衡電流作用下，充電終點的位移，調(diào)整均衡電流，使單體同時到達(dá)均衡終點；
步驟十一、保持均衡，達(dá)到均衡后，根據(jù)每個單體均衡電流與均衡位移的關(guān)系，計算保持終點靜止的均衡電流值；
步驟十二、調(diào)整均衡，步驟十一的計算值不能滿足均衡保持時，根據(jù)步驟十一的均衡電流值和終點位移速度，調(diào)整均衡電流。
[0006]優(yōu)選的，步驟一所述均衡點設(shè)定為所有電池單體100%S0C，或者0%SOCo
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明所揭示的電池組的被動均衡方法，既考慮電池間剩余電量百分比的差異，又考慮電池單體容量間的差異，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的電量均衡，兼容現(xiàn)有BMS系統(tǒng)裝置，實用面廣，且均衡過程熱量和能量消耗較少可以忽略。
【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1本發(fā)明實施例中幾種典型的單體電壓與平均電壓差值隨充電電量變化的情況；
圖2本發(fā)明實施例中所有單體同時充滿電的均衡終點示意圖。
【具體實施方式】
[0009]本實施例展示的電池組的被動均衡方法，實施對象為磷酸鐵鋰七米考斯特538V-117Ah-138串，具體包括以下步驟:
步驟一、選定均衡點，所述均衡點是指均衡完成后，每個電池單體具有一個S0C，電池組內(nèi)每個單體SOC的具體值，組成了均衡點。因為被動均衡不能使電池組整組容量超過容量最低單體的容量，因此均衡點一般設(shè)定為所有電池單體100%S0C，或者0%S O C，也可以根據(jù)使用目的和環(huán)境來設(shè)定均衡點。
[0010]步驟二、記錄充電過程中不同時間點每個單體的電壓值。
[0011]步驟三、算出組內(nèi)所有單體在相同時刻的電壓平均值。
[0012]步驟四、算出每個單體電壓與電壓平均值的差值。
[0013]步驟五、以每個單體電壓與電壓平均值的差值對充電電量作圖；如圖1所示，是幾種典型的單體電壓與平均電壓差值隨充電電量變化的情況。
[0014]步驟六、以每條曲線的斜率來確定單體容量的相對大小，曲線下行的容量大，曲線上行的容量小。
[0015]步驟七、以曲線間的相對上下位置來確定剩余電量的相對大小，保持在上的剩余電量大。
[0016]步驟八、標(biāo)定均衡點，因為均衡的目的僅僅是使電池組發(fā)揮最大容量，被動均衡可以使電池組發(fā)揮的最大容量就是容量最小單體的容量，因此只要使容量最小的單體在放電過程中最先放完電，在充電過程中最先充滿電，就認(rèn)為達(dá)到了均衡的目的。這樣均衡點的標(biāo)點就比較簡單，將曲線向上的單體充電終點調(diào)節(jié)到曲線向下單體的充電終點之下。
[0017]步驟九、分配均衡電流，以曲線向上傾斜終點位置最高的單體為基準(zhǔn)，均衡電流置為0，以曲線向下傾斜充電終點位置最低的單體為滿電流，其余單體以傾斜方向和終點位置為標(biāo)準(zhǔn)，取中間值。
[0018]步驟十、計算終點位移，在隨后的充電過程中，計算每個單體在均衡電流作用下，充電終點的位移，調(diào)整均衡電流，使單體同時到達(dá)均衡終點。如圖2所示，為所有單體同時充滿電的均衡終點的示意圖。
[0019]步驟十一、保持均衡，達(dá)到均衡后，根據(jù)每個單體均衡電流與均衡位移的關(guān)系，計算保持終點靜止的均衡電流值。
[0020]步驟十二、調(diào)整均衡，步驟十一的計算值不能滿足均衡保持時，根據(jù)步驟十一的均衡電流值和終點位移速度，調(diào)整均衡電流。
[0021 ]本發(fā)明所揭示的電池組的被動均衡方法，既考慮電池間剩余電量百分比的差異，又考慮電池單體容量間的差異，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的電量均衡，兼容現(xiàn)有BMS系統(tǒng)裝置，實用面廣，且均衡過程熱量和能量消耗較少可以忽略。
[0022]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電池組的被動均衡方法，其特征在于，包括: 步驟一、選定均衡點，所述均衡點是指均衡完成后，每個電池單體具有一個SOC，電池組內(nèi)每個單體SOC的具體值，組成了均衡點； 步驟二、記錄充電過程中不同時間點每個單體的電壓值； 步驟三、算出組內(nèi)所有單體在相同時刻的電壓平均值； 步驟四、算出每個單體電壓與電壓平均值的差值； 步驟五、以每個單體電壓與電壓平均值的差值對時間作圖； 步驟六、以每條曲線的斜率來確定單體容量的相對大小，曲線下行的容量大，曲線上行的容量小； 步驟七、以曲線間的相對上下位置來確定剩余電量的相對大小，保持在上的剩余電量大； 步驟八、標(biāo)定均衡點，將曲線向上的單體充電終點調(diào)節(jié)到曲線向下單體的充電終點之下； 步驟九、分配均衡電流，以曲線向上傾斜終點位置最高的單體為基準(zhǔn)，均衡電流置為0，以曲線向下傾斜充電終點位置最低的單體為滿電流，其余單體以傾斜方向和終點位置為標(biāo)準(zhǔn)，取中間值； 步驟十、計算終點位移，在隨后的充電過程中，計算每個單體在均衡電流作用下，充電終點的位移，調(diào)整均衡電流，使單體同時到達(dá)均衡終點； 步驟十一、保持均衡，達(dá)到均衡后，根據(jù)每個單體均衡電流與均衡位移的關(guān)系，計算保持終點靜止的均衡電流值； 步驟十二、調(diào)整均衡，步驟十一的計算值不能滿足均衡保持時，根據(jù)步驟十一的均衡電流值和終點位移速度，調(diào)整均衡電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組的被動均衡方法，其特征在于，步驟一所述均衡點設(shè)定為所有電池單體100%S0C，或者0% SOCo
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池組的被動均衡方法，包括以下步驟：選定均衡點、記錄充電過程中不同時間點每個單體的電壓值、算出組內(nèi)所有單體在相同時刻的電壓平均值、算出每個單體電壓與電壓平均值的差值、以每個單體電壓與電壓平均值的差值對時間作圖、以每條曲線的斜率來確定單體容量的相對大小、以曲線間的相對上下位置來確定剩余電量的相對大小、標(biāo)定均衡點、分配均衡電流、計算終點位移、保持均衡、調(diào)整均衡。本發(fā)明所揭示的電池組的被動均衡方法，既考慮電池間剩余電量百分比的差異，又考慮電池單體容量間的差異，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的電量均衡，兼容現(xiàn)有BMS系統(tǒng)裝置，實用面廣，且均衡過程熱量和能量消耗較少可以忽略。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN105610209
【申請?zhí)枴緾N201510683317
【發(fā)明人】王世強(qiáng), 王秋飛, 朱浩, 周恒祥, 張衛(wèi)林
【申請人】金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年10月21日