电池组均衡方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池组均衡方法及装置。该方法包括：在电池组的运行过程中，采集所述电池组的单体电池的电池信息；根据所述电池信息，获取所述单体电池的突变容量范围；在获取到预定数量的单体电池的突变容量范围的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定每个单体电池的突变容量中点，以及所述电池组的标准容量；根据所述每个单体电池的突变容量中点与所述电池组的标准容量的容量差，确定所述每个单体电池的均衡时间；以及根据所述均衡时间对所述每个单体电池进行均衡处理。由此，可以提高电池组的有效容量，同时可以降低对均衡系统的存储能力和处理能力方面的要求，从而可以降低生产成本，提高方法及装置的适用性。

Battery equalizing method and device

The invention discloses a method and a device for balancing battery pack. The method includes: in the operation process of the battery, battery collection of the battery pack and battery information; according to the information of the battery, the mutation capacity range to obtain the single battery; in access to the single cell mutation capacity range of a predetermined number of cases, according to the capacity of single mutation the predetermined number of cells, to determine the mutation point capacity of each single cell, and the battery capacity according to the standard; standard capacity capacity of each of the mutation point of single cell and the battery capacity, determine the equilibrium time of each single cell; and equilibrium time for the balance of each single cell according to the. Thus, the effective capacity of the battery pack can be improved, and the requirements of the storage capacity and the processing capacity of the equalization system can be reduced, thereby reducing the production cost and improving the applicability of the method and the device.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池均衡领域，具体地，涉及一种电池组均衡方法及装置。
技术介绍
电池组可以由多个单体电池串联而成。每节单体电池之间的电压可能存在差异，并且在对电池组进行多次充放电后，每节单体电池之间的电压差异越来越大，从而影响电池组的性能。因此，对电池组的单体电池进行均衡处理十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够提高电池组的有效容量的电池组均衡方法及装置。为了实现上述目的，本专利技术提供一种电池组均衡方法，该方法包括：在电池组的运行过程中，采集所述电池组的单体电池的电池信息；根据所述电池信息，获取所述单体电池的突变容量范围；在获取到预定数量的单体电池的突变容量范围的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定每个单体电池的突变容量中点，以及所述电池组的标准容量；根据所述每个单体电池的突变容量中点与所述电池组的标准容量的容量差，确定所述每个单体电池的均衡时间；以及根据所述均衡时间对所述每个单体电池进行均衡处理。本专利技术还提供一种电池组均衡装置，该装置包括：采集模块，用于在电池组的运行过程中，采集所述电池组的单体电池的电池信息；获取模块，用于根据所述电池信息，获取所述单体电池的突变容量范围；第一确定模块，用于在获取到预定数量的单体电池的突变容量范围的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定每个单体电池的突变容量中点，以及所述电池组的标准容量；第二确定模块，用于根据所述每个单体电池的突变容量中点与所述电池组的标准容量的容量差，确定所述每个单体电池的均衡时间；以及均衡模块，用于根据所述均衡时间对所述每个单体电池进行均衡处理。通过上述电池组均衡方法及装置对电池组进行均衡处理，可以提高电池组的有效容量，同时可以降低对均衡系统的存储能力和处理能力方面的要求，从而可以降低生产成本，提高电池组均衡方法及装置的适用性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1示出了根据本专利技术的实施方式的电池组均衡方法的流程图；图2示出了一示例单体电池的电压-容量曲线特性图；图3示出了根据本专利技术的另一实施方式的电池组均衡方法的流程图；图4示出了通过对图2示出的电压-容量曲线进行求导得出的斜率曲线图；图5示出了根据本专利技术的另一实施方式的电池组均衡方法的流程图；图6示出了根据本专利技术的实施方式的电池组均衡装置的框图；图7示出了根据本专利技术的另一实施方式的电池组均衡装置的框图；图8示出了根据本专利技术的另一实施方式的电池组均衡装置的框图；图9示出了根据本专利技术的另一实施方式的电池组均衡装置的框图；图10示出了根据本专利技术的另一实施方式的电池组均衡装置的框图；图11示出了根据本专利技术的另一实施方式的电池组均衡装置的框图；图12示出了根据本专利技术的另一实施方式的电池组均衡装置的框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1示出了根据本专利技术的实施方式的电池组均衡方法的流程图，该方法可以应用于电池均衡系统。如图1所示，该方法可以包括：在步骤S101中，在电池组的运行过程中，采集该电池组的单体电池的电池信息。其中，电池信息可以包括单体电池的电压、电池组的电流、电池组的容量等等。此外，可以以预设的采样间隔来采集电池组的单体电池的电池信息。例如，该采样间隔可以被设定为100ms，或者是秒级。在步骤S102中，根据电池信息，获取单体电池的突变容量范围。其中，突变容量范围可以包括高突容量和低突容量。所谓高突容量是指单体电池在其高突状态被触发时对应的容量。所谓低突容量是指单体电池在其低突状态被触发时对应的容量。高突状态和低突状态是根据单体电池的电压-容量曲线特性得出的单体电池的两种运行状态。图2示出了一示例单体电池的电压-容量曲线特性图。从图2可以看出，在曲线两端(例如，a段和c段)，电压具有较快的变化速率，在曲线中段(例如，b段)，电压具有平稳缓慢的变化速率。由此，a段可以称为低突状态，c段可以称为高突状态，而b段可以称为正常运行状态。在步骤S103中，在获取到预定数量的单体电池的突变容量范围的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定每个单体电池的突变容量中点，以及电池组的标准容量。其中，突变容量中点是指突变容量范围中的低突容量与高突容量的平均值。在步骤S104中，根据每个单体电池的突变容量中点与电池组的标准容量的容量差，确定每个单体电池的均衡时间。例如，每个单体电池的突变容量中点可以表示为CAP(M,N)，电池组的标准容量可以表示为CAP(S)，这样，可以确定出每个单体电池的突变容量中点与电池组的标准容量的容量差CAP(B,N)，即CAP(B,N)＝CAP(S)-CAP(M,N)(1)之后，可以根据每个单体电池的突变容量中点与电池组的标准容量的容量差CAP(B,N)、以及均衡电流i(该均衡电流i为均衡系统的一固定参量)，确定出均衡时间T(B,N)，即T(B,N)＝CAP(B,N)/i(2)在步骤S105中，根据所述均衡时间对每个单体电池进行均衡处理。其中，在某个单体电池的均衡时间为正数的情况下，对该单体电池进行充电均衡，直到到达该均衡时间的绝对值|T(B,N)|。在某个单体电池的均衡时间为负数的情况下，对该单体电池进行放电均衡，直到到达该均衡时间的绝对值|T(B,N)|。从步骤S103到步骤S105可以看出，在获取到预定数量的单体电池的突变容量范围后(即，预定数量的单体电池到达过至少一次高突状态和至少一次低突状态)，可以触发均衡过程，即，可以根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定出均衡时间，并根据所述均衡时间对每个单体电池进行均衡处理。在本专利技术中，所述预定数量可以被提前设定，例如，设定为大于电池组中包括的单体电池总数的一半的数值。优选情况下，所述预定数量被设定为与电池组中包括的单体电池总数相等。也就是说，在这一优选实施方式中，在获取到所有单体电池的突变容量范围后(即，全部单体电池到达过至少一次高突状态和至少一次低突状态)，才触发均衡过程，这样可以进一步提高单体电池的一致性，从而提高均衡效果。通过上述电池组均衡方法对电池组进行均衡处理，可以提高电池组的有效容量，同时可以降低对均衡系统的存储能力和处理能力方面的要求(例如，不需要以非常短的采样间隔(例如，<1ms)来采集电池信息)，从而可以降低生产成本，提高电池组均衡方法的适用性。图3示出了根据本专利技术的另一实施方式的电池组均衡方法的流程图。如图3所示，所述根据电池信息，获取单体电池的突变容量范围(即，所述步骤S102)可以包括：在步骤S301中，根据所述电池信息，确定所述单体电池的即时斜率信息，其中，该即时斜率信息用于表示在当前采样时刻与上一采样时刻期间，单体电池的电压变化量与容量变化量之比。具体地，该步骤S301可以包括：根据单体电池在当前采样时刻的电压和在上一采样时刻的电压，确定单体电池在当前采样时刻与上一采样时刻期间的电压变化量；根据电池组在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组均衡方法，其特征在于，该方法包括：在电池组的运行过程中，采集所述电池组的单体电池的电池信息；根据所述电池信息，获取所述单体电池的突变容量范围；在获取到预定数量的单体电池的突变容量范围的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定每个单体电池的突变容量中点，以及所述电池组的标准容量；根据所述每个单体电池的突变容量中点与所述电池组的标准容量的容量差，确定所述每个单体电池的均衡时间；以及根据所述均衡时间对所述每个单体电池进行均衡处理。

【技术特征摘要】
1.一种电池组均衡方法，其特征在于，该方法包括：在电池组的运行过程中，采集所述电池组的单体电池的电池信息；根据所述电池信息，获取所述单体电池的突变容量范围；在获取到预定数量的单体电池的突变容量范围的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定每个单体电池的突变容量中点，以及所述电池组的标准容量；根据所述每个单体电池的突变容量中点与所述电池组的标准容量的容量差，确定所述每个单体电池的均衡时间；以及根据所述均衡时间对所述每个单体电池进行均衡处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池信息，获取所述单体电池的突变容量范围包括：根据所述电池信息，确定所述单体电池的即时斜率信息，其中，所述即时斜率信息用于表示在当前采样时刻与上一采样时刻期间，所述单体电池的电压变化量与容量变化量之比；根据所述即时斜率信息，判断所述单体电池是否到达高突状态或低突状态；在所述单体电池到达所述高突状态的情况下，确定所述单体电池在本次到达所述高突状态时的高突容量；在所述单体电池到达所述低突状态的情况下，确定所述单体电池在本次到达所述低突状态时的低突容量；根据所述高突容量和低突容量，确定所述单体电池的突变容量范围。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池信息，确定所述单体电池的即时斜率信息包括：根据所述单体电池在所述当前采样时刻的电压和在所述上一采样时刻的电压，确定所述单体电池在所述当前采样时刻与所述上一采样时刻期间的电压变化量；根据所述电池组在所述当前采样时刻与所述上一采样时刻期间的平均电流、和所述当前采样时刻与所述上一采样时刻之间的时间间隔，确定所述单体电池在所述当前采样时刻与所述上一采样时刻期间的容量变化量；以及根据所述电压变化量和所述容量变化量，确定所述单体电池的即时斜率信息。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述即时斜率信息，判断所述单体电池是否到达高突状态或低突状态包括：在所述即时斜率信息大于或等于预设的第一斜率阈值、并且满足以下条件中的至少一者的情况下，确定所述单体电池到达所述高突状态：所述单体电池在所述当前采样时刻的电压满足预设的高突电压范围；所述单体电池在所述当前采样时刻的电压大于在上一采样时刻的电压；所述电池组在所述当前采样时刻的电流大于在所述上一采样时刻的电流；所述电池组在所述当前采样时刻的容量大于在所述上一采样时刻的容量；以及在所述即时斜率信息大于或等于预设的第二斜率阈值、并且满足以下条件中的至少一者的情况下，确定所述单体电池到达所述低突状态：所述单体电池在所述当前采样时刻的电压满足预设的低突电压范围；所述单体电池在所述当前采样时刻的电压小于在所述上一采样时刻的电压；所述电池组在所述当前采样时刻的电流小于在所述上一采样时刻的电流；所述电池组在所述当前采样时刻的容量小于在所述上一采样时刻的容量。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述单体电池到
\t达所述高突状态的情况下，确定所述单体电池在本次到达所述高突状态时的高突容量包括：确定所述单体电池本次到达所述高突状态距上次到达所述高突状态的第一时间差；在所述第一时间差大于或等于预设的时间差阈值的情况下，将在所述单体电池本次到达所述高突状态时的所述电池组的容量确定为所述单体电池在本次到达所述高突状态时的高突容量；在所述第一时间差小于所述时间差阈值的情况下，根据在所述单体电池本次到达所述高突状态时的所述电池组的容量、所述单体电池在上次到达所述高突状态时的高突容量、所述时间差阈值、所述第一时间差、以及第一容量计算函数，确定所述单体电池在本次到达所述高突状态时的高突容量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一容量计算函数包括：CAP(H,N)＝CAP(H,N)'*(1-C)+CAP(H,N)”*CC=0.5*(T0-T2)T0]]>其中，CAP(H,N)表示第N个单体电池在本次到达所述高突状态时的高突容量；CAP(H,N)'表示在第N个单体电池本次到达所述高突状态时的所述电池组的容量；CAP(H,N)”表示第N个单体电池在上次到达所述高突状态时的高突容量；C表示可信系数；T0表示所述时间差阈值；T2表示所述第一时间差。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述单体电池到达所述低突状态的情况下，确定所述单体电池在本次到达所述低突状态时的低突容量包括：确定所述单体电池本次到达所述低突状态距上次到达所述低突状态的第二时间差；在所述第二时间差大于或等于预设的时间差阈值的情况下，将在所述单体电池本次到达所述低突状态时的所述电池组的容量确定为所述单体电池在本次到达所述低突状态时的低突容量；在所述第二时间差小于所述时间差阈值的情况下，根据在所述单体电池本次到达所述低突状态时的所述电池组的容量、所述单体电池在上次到达所述低突状态时的低突容量、所述时间差阈值、所述第二时间差、以及第二容量计算函数，确定所述单体电池在本次到达所述低突状态时的低突容量。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二容量计算函数包括：CAP(L,N)＝CAP(L,N)'*(1-C)+CAP(L,N)”*CC=0.5*(T0-T3)T0]]>其中，CAP(L,N)表示第N个单体电池在本次到达低突状态时的低突容量；CAP(L,N)'表示在第N个单体电池本次到达所述低突状态时的所述电池组的容量；CAP(L,N)”表示第N个单体电池在上次到达所述低突状态时的低突容量；C表示可信系数；T0表示所述时间差阈值；T3表示所述第二时间差。9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述在获取到预定数量的单体电池的突变容量范围的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定每个单体电池的突变容量中点，以及所述电池组的标准容量包括：在获取到预定数量的单体电池的突变容量范围的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定所述预定数量的单体电池的突变容量
\t中点；根据所述预定数量的单体电池的突变容量中点和均衡系统的类型，确定所述电池组的标准容量；在所述预定数量小于所述电池组中的单体电池的总数的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量范围，确定所述电池组中除所述预定数量的单体电池之外的其余单体电池的突变容量范围；根据所确定出的所述其余单体电池的突变容量范围，确定所述其余单体电池的突变容量中点。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述预定数量的单体电池的突变容量中点和均衡系统的类型，确定所述电池组的标准容量包括：在所述均衡系统为充放电式均衡系统的情况下，根据所述预定数量的单体电池的突变容量中点，确定所述电池组的标准容量，其中，所确定的标准容量小于所述预定数量的单体电池的突变容量中点中的最大值，且大于所述预定数量的单体电池的突变容量中点中的最小值；在所述均衡系统为充电式均衡系统的情况下，将所述预定数量的单体电池的突变容量中点中的最大值确定为所述电池组的标准容量；在所述均衡系统为放电式均衡系统的情况下，将所述预定数量的单体电池的突变容量中点中的最小值确定为所述电池组的标准容量。11.一种电池组均衡装置，其特征在于，该装置包括：采集模块，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹韶文，孙嘉品，林培锦，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44