一种串联动力电池组电量均衡控制方法技术

本发明专利技术涉及一种串联动力电池组电量均衡控制方法，包括以下步骤：步骤S1、根据串联电池组中单体容量及单体电池荷电状态SOC计算各单体剩余电量并将各单体剩余电量从小到大排序；步骤S2、计算串联电池组中单体剩余电量标准差a；步骤S3、若单体剩余电量标准差a大于离散度设定值b则进入步骤S4，否则不进行电量均衡操作；步骤S4、按照剩余电量最大值与最小值、次大值与次小值配对均衡原则对各单体剩余电量进行均衡。与现有串联动力电池组均衡方法相比，本发明专利技术可以实现串联动力电池组满充满放，提高串联动力电池组能量利用效率及延长使用寿命。

A Power Balance Control Method for Series Power Batteries

The invention relates to a method for power balance control of series power battery packs, which includes the following steps: 1) calculating the residual power of each unit according to the capacity of the unit in the series battery pack and SOC of the charging state of the unit battery, and sorting the residual power of each unit from small to large; 2) calculating the standard deviation a of the residual power of the unit in the series battery pack; and 2) calculating the standard deviation a of the residual power of the unit, if the standard deviation of the residual power of the unit. If A is greater than the set value B of dispersion, it will enter into the second four, otherwise it will not carry out the operation of electricity balance; and the second four, according to the principle of matching the maximum and minimum of the remaining electricity, the second largest and the second smallest value, balancing the remaining electricity of each unit. Compared with the existing series power battery pack equalization method, the invention can realize full discharge of the series power battery pack, improve the energy utilization efficiency of the series power battery pack and prolong its service life.

【技术实现步骤摘要】
一种串联动力电池组电量均衡控制方法
本专利技术属于电池研究领域，具体涉及一种串联动力电池组电量均衡控制方法。
技术介绍
动力电池组作为电动汽车的能量来源，为了满足电动汽车性能要求，需将成千上百节单体电池通过串、并联成组方式组成动力电池组，由于制造工艺、成组方式以及运行工况不同使各单体间容量、内阻、自放电率等参数存在不一致现象，单体间不一致降低动力电池组能量利用效率、加速了电池老化、限制了动力电池组功率发挥，因此需对动力电池组间各单体进行均衡控制。目前均衡算法主要分为基于电压的均衡控制和基于荷电状态SOC的均衡控制。基于电压方案以实时的单体电压一致为目标的均衡算法，但单体容量不一致时，可能出现部分单体在某一时刻需要充电均衡而在另一时刻却需要放电均衡的误均衡问题。而基于SOC的均衡算法以实时SOC一致为目标的均衡算法在单体容量等不一致时，同样可能出现部分单体在某一时刻需要充电均衡而在另一时刻却需要放电均衡的误均衡问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本专利技术提出一种串联动力电池组电量均衡控制方法，实现串联电池组在充、放电过程中单体电池满充满放，提高串联动力电池组效率，延长串联动力电池组寿命。本专利技术的技术方案是：一种串联动力电池组电量均衡控制方法，包括以下步骤：步骤S1、根据串联电池组中单体容量及单体电池荷电状态SOC计算各单体剩余电量并将各单体剩余电量从小到大排序；步骤S2、计算串联电池组中单体剩余电量标准差a；步骤S3、若单体剩余电量标准差a大于离散度设定值b则进入步骤S4，否则不进行电量均衡操作；步骤S4、按照剩余电量最大值与最小值、次大值与次小值配对均衡原则对各单体剩余电量进行均衡。上述方案中，所述步骤S1中剩余电量包括剩余充电电量和剩余放电电量。进一步的，所述步骤S1中剩余电量从小到大排序为：剩余充电电量Qc1＜Qc2＜…＜QcN；剩余放电电量Qd1＜Qd2＜…＜QdN。上述方案中，所述中S1剩余电量计算方法具体为：Qci＝Ci*(1-SOCi)；Qdi＝Ci*SOCi；其中Qci为第i节单体电池剩余充电容量，Qdi为第i节单体电池剩余放电容量，Ci为第i节单体电池最大可用容量，SOCi为第i节单体电池荷电状态。上述方案中，所述步骤S2中剩余电量标准差a包括剩余充电电量标准差a1和剩余放电电量标准差a2。进一步的，所述步骤S2中剩余电量标准差a具体计算方法为：其中，为串联电池组中剩余充电电量的平均值，为串联电池组中剩余放电电量的平均值；a1为剩余充电电量标准差，a2为剩余放电电量标准差，其大小代表电池组内单体电池剩余电量的离散度；N为串联电池组中单体节数。上述方案中，所述步骤S3中离散度设定值b包括剩余充电电量离散度设定值b1和剩余放电电量离散度设定值b2。进一步的，所述步骤S3具体为：充电过程均衡若a1＞b1，则进入S4，否则不进行均衡操作；放电过程均衡若a2＞b2，则进入S4，否则不进行均衡操作。上述方案中，所述步骤S4中对各单体剩余电量进行均衡包括对各单体剩余电量进行充电均衡和放电均衡。上述方案中，所述步骤S4具体为：充电均衡过程Qc1向QcN转移(Qc1-QcN)/2Qc2向Qc(N-1)转移(Qc2-Qc(N-1))/2...QCN/2向QC(N/2+1)转移(QCN/2-QC(N/2+1))/2N为偶数时QC(N-1)/2向QC(N+1)/2转移(QC(N-1)/2-QC(N+1)/2)/2N为齐数时放电均衡过程QdN向Qd1转移(QdN-Qd1)/2Qd(N-1)向Qd2转移(Qd(N-1)-Qd2)/2...Qd(N/2+1)向QdN/2转移(Qd(N/2+1)-QdN/2)/2N为偶数时QC(N+1)/2向QC(N-1)/2转移(QC(N+1)/2-QC(N-1)/2)/2N为齐数时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术采用基于等剩余电量串联电池组均衡控制，均衡过程分为充电均衡和放电均衡两个过程，经均衡串联动力电池单体将拥有近似相等的剩余充电容量或剩余放电容量，由串联电池组特性得流经每个单体电流相等，因此该均衡方法可实现串联电池组满充满放，提高动力组能量利用效率，延长串联电池组寿命。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是串联电池组结构示意图；图2是基于等剩余放电容量串联电池组均衡过程示意图；图3是基于等剩余充电容量串联电池组均衡过程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面首先结合附图具体描述根据本专利技术实施例的串联动力电池组电量均衡控制方法。图1所述为本专利技术一个实施例的串联动力电池组示意图，在本实施例中该串联动力电池组由五节单体电池串联组成，每节单体上都用不同图案示出了该节单体电池不可用容量、可充电容量和剩余容量。在一个实施例中一种串联动力电池组电量均衡控制方法，包括以下步骤：步骤S1、根据串联电池组中单体容量及SOC计算各单体剩余电量并将各剩余电量从小到大排序；更具体地剩余电量包括剩余充电容量和剩余放电容量，分别用Qci和Qdi表示第i节电池剩余充电容量和剩余放电容量，具体计算如下：Qci＝Ci*(1-SOCi)Qdi＝Ci*SOCi其中Ci为第i节单体电池最大可用容量，SOCi为第i节单体电池荷电状态。计算得到剩余充电电量从小到大依次排序为：Qc1＜Qc2＜…＜QcN；计算得到剩余放电电量从小到大依次排序为：Qd1＜Qd2＜…＜QdN。步骤S2、计算电池组中单体剩余电量标准差a；更具体地剩余电量标准差a包括剩余充电电量标准差a1和剩余放电电量标准差a2，具体计算方法为：其中，为串联电池组中剩余充电电量的平均值，为串联电池组中剩余放电电量的平均值；a1为剩余充电电量标准差，a2为剩余放电电量标准差，其大小代表电池组内单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串联动力电池组电量均衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、根据串联电池组中单体容量及单体电池荷电状态SOC计算各单体剩余电量并将各单体剩余电量从小到大排序；步骤S2、计算串联电池组中单体剩余电量标准差a；步骤S3、若单体剩余电量标准差a大于离散度设定值b则进入步骤S4，否则不进行电量均衡控制；步骤S4、按照剩余电量最大值与最小值、次大值与次小值配对均衡原则对各单体剩余电量进行均衡控制。

【技术特征摘要】
1.一种串联动力电池组电量均衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、根据串联电池组中单体容量及单体电池荷电状态SOC计算各单体剩余电量并将各单体剩余电量从小到大排序；步骤S2、计算串联电池组中单体剩余电量标准差a；步骤S3、若单体剩余电量标准差a大于离散度设定值b则进入步骤S4，否则不进行电量均衡控制；步骤S4、按照剩余电量最大值与最小值、次大值与次小值配对均衡原则对各单体剩余电量进行均衡控制。2.根据权利要求1所述的串联动力电池组电量均衡控制方法，其特征在于，所述步骤S1中剩余电量包括剩余充电电量和剩余放电电量。3.根据权利要求2所述的串联动力电池组电量均衡控制方法，其特征在于，所述步骤S1中剩余电量从小到大排序为：剩余充电电量Qc1＜Qc2＜…＜QcN；剩余放电电量Qd1＜Qd2＜…＜QdN。4.根据权利要求1所述的串联动力电池组电量均衡控制方法，其特征在于，所述中S1剩余电量计算方法具体为：Qci＝Ci*(1-SOCi)；Qdi＝Ci*SOCi；其中Qci为第i节单体电池剩余充电容量，Qdi为第i节单体电池剩余放电容量，Ci为第i节单体电池最大可用容量，SOCi为第i节单体电池荷电状态。5.根据权利要求1所述的串联动力电池组电量均衡控制方法，其特征在于，所述步骤S2中剩余电量标准差a包括剩余充电电量标准差a1和剩余放电电量标准差a2。6.根据权利要求5所述的串联动力电池组电量均衡控制方法，其特征在于，所述步骤S2中剩余电量标准差a具体计算方法为：其中，为串联电池组中剩余充电电量的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵钱，江浩斌，陈彪，栗欢欢，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32