电池组均衡控制方法和控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电池组均衡控制方法和控制装置，在进行均衡控制时，首先获取在充电过程中最先完成充电的电池模块，以及在放电过程中最先完成放电的电池模块，然后判断这两个电池模块是否是同一电池模块，如果不是同一电池模块，则将最先完成充电的电池模块中的能量转移到最先完成放电的电池模块中。通过这种方式能够平衡两个电池模块的能量，提升了电池组的可用容量，实现了电池组的均衡，而且该均衡控制方法针对影响电池组可用容量的关键所在，以该关键点作为均衡的条件来实施均衡控制策略，其可靠性强，能够有效保证电池组的均衡。

Battery pack equalizing control method and control device

The present invention relates to a battery equalization control method and control device, in the balance, first get in the process of charging completed first charging battery module, and battery module completed first discharge in the discharge process, and then determine the two battery module is the same whether a battery module, if not the same battery module. It will be the first to complete the battery charging module in the transfer of energy to complete the first battery module discharge. In this way to balance the two battery module energy, enhance the available capacity of the battery, the battery balance, and the balance control method for key battery available capacity, the key point as the equilibrium conditions to implement the balanced control strategy, its reliability, can effectively guarantee the battery balanced group.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池组均衡控制方法和控制装置。
技术介绍
动力锂离子电池作为电动汽车的能量来源或储能系统能量储存载体时，通常需要通过串并联成组以满足系统电压、功率和能量需求。一般情况下，电池组包括有若干个串并联设置的电池模块，各电池模块包括一个单体电池或者至少两个单体电池。而电池成组后由于电池间的不一致性问题，使得整组性能差于组内单体电池性能的总和。不一致性问题产生的原因主要可以分为两大类：(1)初始性能的不一致性，由于电池生产过程中工艺和材质的差异，使得电池在初始容量、直流内阻、自放电率和充放电效率等性能存在差异；(2)成组及使用过程的不一致性，一方面是电池初始性能的差异性在使用过程逐渐累积和放大，另一方面是电池使用环境(温度和通风条件等)存在差异，导致各电池以不同速率衰退。随时间的推移，电池组不一致性问题将持续加剧，从而严重影响电池组的实际可用容量、使用寿命和可靠性。电池组均衡技术作为解决电池组不一致性问题的主要手段，对电池成组应用有着重要的意义。实现这一保护功能的核心在于电池组的均衡控制。目前均衡控制电路通常分为主动均衡和被动均衡，从本质上讲均衡控制电路通常影响均衡效率及硬件设计成本，而均衡控制策略才是决定均衡是否有效的核心内容。目前国内尚没有可以精确估算SOC、SOH及电池内阻的BMS，其均衡控制策略仍然以均压控制为主，但锂电池端电压的差异性往往不能够准确描述锂电池之间内部的不一致性，即基于端电压的均衡并不能真正改善锂电池组间的一致性，这也是导致均衡效果不佳的主要技术瓶颈。申请公布号为CN101872877A的中国专利申请文件中公开了一种电池均衡能量转移的方法，首先判断电池组中单体电池最高电压与最低电压是否达到设定的电压差，若达到设定的电压差，则启动电池均衡能量转移。该方法虽然能够一定程度上实现电池组的均衡，但是，均衡的判断条件只是最高电压和最低电压的差值，可靠性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电池组均衡控制方法，用以解决传统的电池组均衡方法可靠性较低的问题。本专利技术同时提供一种电池组均衡控制装置。为实现上述目的，本专利技术的方案包括一种电池组均衡控制方法，包括均衡控制的步骤，所述均衡控制的步骤包括：(1)获取在充电过程中最先完成充电的电池模块，记为第一电池模块，以及在放电过程中最先完成放电的电池模块，记为第二电池模块；(2)判断第一电池模块和第二电池模块是否是同一电池模块；(3)如果不是同一电池模块，则将第一电池模块中的能量转移到第二电池模块中；其中，所述最先完成充电是指：最先发生充电保护或者在充电完成前一时刻电压最高；所述最先完成放电是指：最先发生放电保护或者在放电完成前一时刻电压最低。所述电池模块中的单体电池的个数为一个。在所述均衡控制的步骤之前，所述电池组均衡控制方法还包括容量和电压的判断的步骤，所述容量和电压的判断的步骤包括：1)计算电池组的实际可用容量与设定的容量阈值的误差值，记为容量误差值；2)当所述容量误差值大于或者等于设定的第一门限值时，计算任意两个电池模块在充电过程中或者放电过程中同一时刻的电压误差值；3)当任意两个电池模块的电压误差值中有至少一个电压误差值大于或者等于设定的第二门限值时，实施所述均衡控制的步骤。所述同一时刻为充电完成前一时刻或者放电完成前一时刻。如果第一电池模块和第二电池模块是同一电池模块，则均衡控制结束，判定该电池模块为故障电池模块。一种电池组均衡控制装置，包括均衡控制模块，所述均衡控制模块包括以下单元：获取单元，用于获取在充电过程中最先完成充电的电池模块，记为第一电池模块，以及在放电过程中最先完成放电的电池模块，记为第二电池模块；判断单元，用于判断第一电池模块和第二电池模块是否是同一电池模块；均衡单元，用于如果不是同一电池模块，则将第一电池模块中的能量转移到第二电池模块中；其中，所述最先完成充电是指：最先发生充电保护或者在充电完成前一时刻电压最高；所述最先完成放电是指：最先发生放电保护或者在放电完成前一时刻电压最低。所述电池模块中的单体电池的个数为一个。所述控制装置还包括容量和电压判断模块，所述容量和电压判断模块包括以下单元：第一处理单元，用于计算电池组的实际可用容量与设定的容量阈值的误差值，记为容量误差值；第二处理单元，用于当所述容量误差值大于或者等于设定的第一门限值时，计算任意两个电池模块在充电过程中或者放电过程中同一时刻的电压误差值；第三处理单元，用于当任意两个电池模块的电压误差值中有至少一个电压误差值大于或者等于设定的第二门限值时，实施均衡控制。所述同一时刻为充电完成前一时刻或者放电完成前一时刻。如果第一电池模块和第二电池模块是同一电池模块，则均衡控制结束，判定该电池模块为故障电池模块。本专利技术提供的电池组均衡控制方法中，首先获取在充电过程中最先发生充电保护或者在充电完成前一时刻电压最高的电池模块，记为第一电池模块，以及在放电过程中最先发生放电保护或者在放电完成前一时刻电压最低的电池模块，记为第二电池模块。因为这两个电池模块就是决定电池组可用容量的关键所在，并将这两个电池模块作为均衡控制的依据；然后，判断这两个电池模块是否是同一电池模块，如果不是同一模块，那么该电池组就有改善的空间，那就将第一电池模块，即最先完成充电的电池模块中的能量转移到第二电池模块，即最先完成放电的电池模块，这样平衡了这两个电池模块的能量，提升了电池组的可用容量，实现了电池组的均衡，所以，这种均衡控制方法针对影响电池组可用容量的关键所在，以该关键点作为均衡的条件来实施均衡控制策略，其可靠性强，能够有效保证电池组的均衡。另外，如果第一模块和第二模块是同一模块，那就说明该电池模块的实际可用容量很小，是构成电池组可用容量的短板所在，那就可以判定该电池模块为故障模块，所以，该均衡控制方法还可以识别出电池组中的故障电池模块，具有故障电池模块的定位功能，能够有效提高电池组的一致性和可用容量，进一步提升电池组使用的安全性和可靠性。附图说明图1是电池组均衡控制原理示意框图；图2是电池组均衡控制流程图；图3-a是电池组可用容量与各单体电池的关系图；图3-b是能量转移示意图；图4是均衡结束流程图。具体实施方式控制方法实施例如图1所示，其为本专利技术电池组均衡控制原理框图，该图只是为了大致说明电池组均衡控制的原理，具体的控制过程见下文所述。均衡控制的基本单位是电池模块，在本实施例中，电池模块中的单体电池的个数是一个，也就是说，电池模块就是单体电池。首先获取电池组的电压和容量的信息数据，其中，电压数据为电池组在充放电过程中的各单体电池的电压，容量数据为电池组的实际可用充放电容量。电压数据的获取可通过电压传感器进行检测；而容量数据是对电流和电压进行计算得到的，所以，还需要在电池组中设置电流传感器来检测电池组的相关电流信息。由于电压传感器和电流传感器属于常规技术，而且，容量的计算也属于常规技术，这里就不再具体说明。计算电池组实际可用容量与设定的容量阈值的误差值，以该误差值满足的条件作为均衡判定条件1，其中，设定的容量阈值一般为电池组出厂的额定容量，也称为标定容量，但是，电池组在使用一段时间之后其额定容量将发生衰减，此时，就需要对额定容量进行校准，那么，设定的容量阈值就为校准后的容量。另外，容量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组均衡控制方法，其特征在于，包括均衡控制的步骤，所述均衡控制的步骤包括：(1)获取在充电过程中最先完成充电的电池模块，记为第一电池模块，以及在放电过程中最先完成放电的电池模块，记为第二电池模块；(2)判断第一电池模块和第二电池模块是否是同一电池模块；(3)如果不是同一电池模块，则将第一电池模块中的能量转移到第二电池模块中；其中，所述最先完成充电是指：最先发生充电保护或者在充电完成前一时刻电压最高；所述最先完成放电是指：最先发生放电保护或者在放电完成前一时刻电压最低。

【技术特征摘要】
1.一种电池组均衡控制方法，其特征在于，包括均衡控制的步骤，所述均衡控制的步骤包括：(1)获取在充电过程中最先完成充电的电池模块，记为第一电池模块，以及在放电过程中最先完成放电的电池模块，记为第二电池模块；(2)判断第一电池模块和第二电池模块是否是同一电池模块；(3)如果不是同一电池模块，则将第一电池模块中的能量转移到第二电池模块中；其中，所述最先完成充电是指：最先发生充电保护或者在充电完成前一时刻电压最高；所述最先完成放电是指：最先发生放电保护或者在放电完成前一时刻电压最低。2.根据权利要求1所述的电池组均衡控制方法，其特征在于，所述电池模块中的单体电池的个数为一个。3.根据权利要求1或2所述的电池组均衡控制方法，其特征在于，在所述均衡控制的步骤之前，所述电池组均衡控制方法还包括容量和电压的判断的步骤，所述容量和电压的判断的步骤包括：1)计算电池组的实际可用容量与设定的容量阈值的误差值，记为容量误差值；2)当所述容量误差值大于或者等于设定的第一门限值时，计算任意两个电池模块在充电过程中或者放电过程中同一时刻的电压误差值；3)当任意两个电池模块的电压误差值中有至少一个电压误差值大于或者等于设定的第二门限值时，实施所述均衡控制的步骤。4.根据权利要求3所述的电池组均衡控制方法，其特征在于，所述同一时刻为充电完成前一时刻或者放电完成前一时刻。5.根据权利要求1或2所述的电池组均衡控制方法，其特征在于，如果第一电池模块和第二电池模块是同一电池模块，则均衡控制结束，判定该电池模块为故障电池模块。6.一种电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子绩，郭盛昌，高万兵，赵艳艳，
申请(专利权)人：中航锂电洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41