一种存在较大电压平台区的电池均衡方法技术

本发明专利技术公开了一种存在较大电压平台区的电池均衡方法，相对于三元锂电池，磷酸铁锂这种存在较大电压平台的电芯其均衡时间或者均衡电压的估算难度较大，通过在低端电压平台和充电过程中综合方法，可以较为准确的估算均衡时间来控制均衡的开关和关闭，同时不增加和更改任何电路设计，对于电池的容量和电芯之间的一致性提供了帮助。一致性提供了帮助。一致性提供了帮助。

【技术实现步骤摘要】
一种存在较大电压平台区的电池均衡方法


[0001]本专利技术涉及航空设备
，具体涉及一种存在较大电压平台区的电池均衡方法。

技术介绍

[0002]电动飞机是指依靠电动机而不是内燃机驱动的飞机，使用电动力推进系统代替内燃机动力，从而获得了很多优点和独特品质。最突出的优点是节能环保，效率高能耗低，同时实现接近零排放，噪声和振动水平很低，乘坐舒适性好，是名符其实的环境友好飞机。此外，还具有安全可靠(不会发生爆炸和燃料泄漏)、结构简单、操作使用简便、维修性好/费用低、经济性好等特点。在设计上也有很多优势:总体布局灵活，可采用最佳布局和非常规/创新布局；可设计出具有超常性能的飞机，满足特殊用途需求等。
[0003]电动飞机的动力系统为了保证足够电池安全性，因此会选择磷酸铁锂或者钛酸锂等类型电池作为动力源，这类电池不同于三元锂或者金属锂电池，其电芯的OCV(开路电压)
‑
SOC(荷电状态)关系存在较大平台区，电池使用过程中电芯的电压即使容量差SOC较大，在静置、充放电过程中电压差异较小，因此判断电芯的容量差难度较大。电动飞机在空中飞行的过程中，在放电的后半段，由串联电芯组成的高压电池系统其可用容量取决于电量最小的电芯，因此一种优良的电池均衡技术在拥有较大电压平台区的电池系统显得各位重要，并有挑战性。
[0004]现有的方案进行电池均衡控制主要基于两种方式：电压方式，通过平均电压、最大电压、最小单体电压获得均衡目标，在充放电过程中进行均衡控制，例如专利申请CN 113954693 A；SOC方式，通过静置之后基于OCV
‑
SOC方式查表获得容量差，将容量差转换为均衡时间在充放电过程中进行均衡控制，例如专利申请CN 113829957 A。但是现有的方案对于磷酸铁锂这种存在较大的电压和SOC平台区，高段和低段的非平台都很窄，对于电动飞机SOC不会运行到低段，高段由于SOC过于狭小，同时采样误差无法准确区分SOC，无法进行均衡计算。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种存在较大电压平台区的电池均衡方法，以解决
技术介绍
中提到的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种存在较大电压平台区的电池均衡方法，具体包括以下步骤：
[0006]步骤1、电动飞机上电后，进行电压低段均衡时间估算：首先S1 阶段，判断电池静置直接是否超过2h，如果超过2h则电池具备通过 OCV
‑
SOC判断SOC初始条件；在S2阶段，判断电池的最大电压是否小于设定值，所述设定值为电池低电压端非平台区最大电压
‑
测量误差，如果电池电压大于设定值则有单体电压落在平台区无法不具备通过OCV
‑
SOC判断SOC条件；若最大单体电压满足条件，进入S3 阶段，通过每个单体的电压查得其SOC值；在S4阶段，选取最小的 SOC
min
作为均衡目标，将所有单体的SOC
‑
SOC
min
获得
△
SOC值；在S5阶段，通
过公式计算获得均衡时间，其最大值不超过30小时；在 S6阶段，将均衡时间存储至固态存储空间，同时将静态均衡查表标志位设置为True；
[0007]步骤2、当电动飞机在充电时，对充电过程中均衡时间估算：S1 阶段，先判断此时最大单体电压是否小于设定值，如果大于则无法进行均衡时间计算结束操作，否则进入S2阶段，判断是静态均衡查表标志位是否为False，如果为False则代表没有进行过均衡查表操作，如果为True，在S3阶段判断此时最大剩余均衡时间是否已经小于8h，如果大于8h，则无需进行均衡时间计算结束操作；当S2或者S3条件满足，则进入S4阶段，判断最大单体电压是否跨过设定值Ⅰ，其中设定值Ⅰ大于设定值，一旦跨过，充电电流将下降，所有单体电压进行一个200ms退极化操作，进入S5阶段，判断任何一个单体电压超过设定值Ⅰ，则开始对其电流进行安时积分，其积分出来的容量是相对于其它电芯多出来的容量；在S6阶段，如果最大单体电压超过设定值Ⅱ，且设定值Ⅱ大于设定值Ⅰ，即到达第二次降电流，此时所有单体电压安时积分终止进入S8阶段；如果没有最大单体电压超过设定值Ⅱ，则在S7阶段判断是否所有单体电压都跨过设定值Ⅰ，如果跨过，则进入S8阶段，否则重新进入S5阶段进行安时积分；在 S8阶段，将每个单体电流积分值/Ib获得均衡时间；在S9阶段，将所有单体的均衡时间进行存储；
[0008]步骤3、在电动飞机上电后，基于均衡时间均衡功能开启控制：不管电池包是否上高压，在S1阶段判断所有单体中的剩余均衡时间是否为0，如果为0则该电芯无需均衡；如果不为0，在S2阶段，判断该电芯的电压是否低于平均电压，如果低于平均电压，在S3阶段，将剩余均衡时间设置为0；如果大于平均电压，在S4阶段将该电芯的均衡指令设置为开启，同时在S5阶段，将剩余均衡时间减去计算步长，重新回到S1阶段进行均衡时间的判断。
[0009]优选地，所述步骤1中的均衡时间计算公式为
△
SOC*额定容量 /Ib，其中Ib为均衡电流，一般为80
‑
100mA。
[0010]优选地，所述步骤3中在S1阶段判断所有单体中的剩余均衡时间是否为0，如果为0则该电芯无需均衡，进入S6阶段，电芯的均衡指令设置为关闭。
[0011]本专利技术的技术效果和优点：相对于三元锂电池，磷酸铁锂这种存在较大电压平台的电芯其均衡时间或者均衡电压的估算难度较大，本专利技术方法通过在低端电压平台和充电过程中综合方法，可以较为准确的估算均衡时间来控制均衡的开关和关闭，同时不增加和更改任何电路设计，对于电池的容量和电芯之间的一致性提供了帮助。
附图说明
[0012]图1为实施例中电压低段均衡时间估算流程图；
[0013]图2为实施例中充电过程中均衡时间估算流程图；
[0014]图3为实施例中基于均衡时间均衡功能开启控制流程图。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术，在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，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，可以两个元件内部的连通。
[0016]实施例
[0017]如图1所示，在电动飞机上电后，进行电压低段均衡时间估算：首先S1阶段，判断电池静置直接是否超过2h，如果超过2h则电池具备通过OCV
‑
SOC判断SOC初始条件；在S2阶段，判断电池的最大电压是否小于3.2(3.2为示例，为电池低电压端非平台区最大电压
‑ꢀ
测量误差)，如果电池电压大于3.2V则有单体电压落在平台区无法不具备通过OCV
‑
SOC判断SOC条件；若最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存在较大电压平台区的电池均衡方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、电动飞机上电后，进行电压低段均衡时间估算：首先S1阶段，判断电池静置直接是否超过2h，如果超过2h则电池具备通过OCV
‑
SOC判断SOC初始条件；在S2阶段，判断电池的最大电压是否小于设定值，所述设定值为电池低电压端非平台区最大电压
‑
测量误差，如果电池电压大于设定值则有单体电压落在平台区无法不具备通过OCV
‑
SOC判断SOC条件；若最大单体电压满足条件，进入S3阶段，通过每个单体的电压查得其SOC值；在S4阶段，选取最小的SOC
min
作为均衡目标，将所有单体的SOC
‑
SOC
min
获得
△
SOC值；在S5阶段，通过公式计算获得均衡时间，其最大值不超过30小时；在S6阶段，将均衡时间存储至固态存储空间，同时将静态均衡查表标志位设置为True；步骤2、当电动飞机在充电时，对充电过程中均衡时间估算：S1阶段，先判断此时最大单体电压是否小于设定值，如果大于则无法进行均衡时间计算结束操作，否则进入S2阶段，判断是静态均衡查表标志位是否为False，如果为False则代表没有进行过均衡查表操作，如果为True，在S3阶段判断此时最大剩余均衡时间是否已经小于8h，如果大于8h，则无需进行均衡时间计算结束操作；当S2或者S3条件满足，则进入S4阶段，判断最大单体电压是否跨过设定值Ⅰ，其中设定值Ⅰ大于设定值，一旦跨过，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄耀达，王春强，丁昆昆，党铁红，董明，
申请(专利权)人：上海沃兰特航空技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：