【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池管理系统，具体涉及一种基于蓄电池组的主动均衡系统及方法。
技术介绍
1、储能技术在新能源的消纳、电网调度和电力系统稳定性等方面发挥着重要作用。然而，储能技术在商业化和规模化发展过程中仍然面临着一些挑战，如电池充放电效率低和成本高等问题。
2、为了解决这些问题，我们需要在电池管理系统领域进行技术创新。现有的均衡充电技术存在着功耗较高、精度不足以及成本较高等问题。这些问题主要源于传统电压和温度检测电路的设计，通常需要使用隔离运放和滤波电路将电压输入线和温度传感器输入到adc中，这导致了成本的增加和空间的占用。此外，针对每个电池单体都需要一个测量电路的情况，会给系统带来更大的成本压力和资源占用。同时，现有技术在电池组监控和均衡充电方面的性能受限于电路设计和控制方法，无法有效提高整体系统的性价比。传统的电池管理系统主要依赖于电压和温度检测电路来监测电池状态，这种方式设计复杂，成本较高，且需要为每个电池单体配置一个测量电路，增加了系统的成本和资源占用。因此，我们需要寻找更高效、更低成本的解决方案来提高系统性能和经济性。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出一种基于蓄电池组的主动均衡系统及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于蓄电池组的主动均衡系统，该系统包括含有一个主控mcu的主控模块、ltc6811采集模块、均衡电路模块、可调恒流源充电模块以及串口通信模块；
4、主控模块是
5、ltc6811采集模块负责采集电池组的电压和温度信息，并将其传送给均衡电路模块；均衡电路模块根据接收到的信息，通过软件算法控制，对特定的电池进行单独的充电或放电，从而实现主动均衡，可调恒流源充电模块将蓄电池组的电压降压到适合的范围内，供给均衡电路模块，均衡电路模块将电流可调的恒流源电路接入电池接口，通过软件算法控制单独打开对应单体电池的继电器开关，实现对特定电池的充电，串口通信模块负责与上位机通信，传输电池组的相关信息。
6、上位机可以同时监测多个主动均衡系统中的各个单体电池信息。通过串口通信，各个模块可以将数据、状态信息以及其他控制指令相互传输，以实现系统的整体协调运作。
7、作为优选，所述主控模块上的主控mcu通过串口通信模块与上位机相连，接收并解析上位机的指令，并将电池组的相关信息传输到上位机，同时，主控mcu也负责均衡过程的控制，包括启动、停止和调整均衡时间。
8、作为优选，所述ltc6811采集模块采集的电压数据用于计算电池的状态参数，包括剩余电量状态、健康状态和行程里程状态；
9、ltc6811采集模块采集的数据经过主控mcu的处理，转化为电压值与温度值，以供后续的均衡算法使用。
10、作为优选，所述均衡电路模块包括均衡开关电路和电流可调恒流源充电电路并根据需要打开或关闭均衡开关，并通过可调恒流源充电电路对电池进行充电；
11、均衡开关电路由继电器和电池接口组成；
12、电流可调恒流源充电电路通过tps62130调压芯片设置pwm的占空比值调整输出电流大小，以适应各种不同节数的蓄电池组。
13、作为优选，所述均衡电路模块根据主控mcu的指令，通过软件算法控制均衡开关电路，实现对单个电池的充电，可调恒流源充电模块负责将蓄电池组的电压降压到合适范围内再提供给均衡电路，为电池充电提供稳定的电流。
14、一种均衡方法，应用于基于蓄电池组的主动均衡系统，包括如下步骤：
15、s1.初始化系统：包括模块初始化和系统核心模块的初始化，确保系统正常运行；
16、s2.采集电池信息：通过ltc6811采集模块采集电路读取电池的电压、温度参数，并将结果送至主控mcu进行处理；
17、s3.判断电池均衡需求：根据电池的电压、温度参数，通过主控mcu的算法，判断电池是否需要进行均衡；
18、s4.制定均衡策略：根据均衡需求，通过软件算法计算电池所需的均衡时间和均衡电流，并将均衡策略传递给均衡电路模块和可调恒流源充电模块；
19、s5.启动均衡程序：根据均衡策略，启动均衡电路模块中的均衡开关电路，对需要均衡的电池进行充电或放电，同时，可调恒流源充电模块根据主控mcu的指令，为电池充电提供稳定的电流；
20、s6.均衡过程中的监测：在均衡过程中，通过监测电池的电压、温度参数，确保均衡过程的安全和有效；同时，根据电池内阻、soc、sop、soh参数，动态调整均衡时间系数，实现均衡时间的精确计算；
21、s7.均衡结果判断：均衡结束后，通过主控mcu的算法判断电池的电压与周边电池的平均电压是否在设定的阈值范围内，差值过大或过小，重新计算均衡时间并重新进行均衡处理；
22、s8.循环判断与均衡：对于系统中的其他电池，重复以上步骤，对下一个需要均衡的电池进行判断和均衡处理，实现电池组的主动均衡。
23、作为优选，由于均衡电路导致被均衡电池与其周边电池无法测量，需要进行估算，估算步骤如下：
24、记录均衡前附近电池与其它电池平均值的差；
25、忽略均衡期间数据，当前电池电压为均衡前附近电池与其它电池平均值的差值加上当前其它电池的平均值；
26、被均衡电池电压＝被影响的总电压-其它电池电压。
27、与现有技术相比，本专利技术的技术效果和优点是：
28、该基于蓄电池组的主动均衡系统及方法使用ltc6811芯片进行电池电压的采集，该芯片具有低功耗特性，可以减少整体的能量消耗，通过软件控制均衡电路，减少了硬件开关的使用，降低了功耗，ltc6811芯片能够提供高精度的电压测量，其总测量误差小于1.2mv，有助于更准确地判断电池状态和需求了，软件算法能够根据电池的实时状态调整均衡策略，提高了均衡的精度，利用ltc6811芯片的特性，可以减少硬件电路的数量，从而降低成本，软件控制均衡电路减少了硬件开关的使用，也有助于降低成本。
29、主动均衡策略可以更有效地对电池组进行管理和优化，提高电池的使用效率和充放电性能，通过软件算法实现的精确均衡时间计算，可以提高均衡过程的效率，该系统可以适应不同节数的电池组，具有较好的灵活性，通过软件调整均衡策略，系统具有较高的适应性，能够适应不同的使用场景和条件。，简化电路设计，有利于系统的集成和维护，软件控制使得系统的维护变得更加方便，降低了维护成本。
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1.一种基于蓄电池组的主动均衡系统，其特征在于，该系统包括含有一个主控MCU的主控模块、LTC6811采集模块、均衡电路模块、可调恒流源充电模块以及串口通信模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于蓄电池组的主动均衡系统，其特征在于：所述主控模块上的主控MCU通过串口通信模块与上位机相连，接收并解析上位机的指令，并将电池组的相关信息传输到上位机，同时，主控MCU也负责均衡过程的控制，包括启动、停止和调整均衡时间。
3.根据权利要求1所述的一种基于蓄电池组的主动均衡系统，其特征在于：所述LTC6811采集模块采集的电压数据用于计算电池的状态参数，包括剩余电量状态、健康状态和行程里程状态。
4.根据权利要求1所述的一种基于蓄电池组的主动均衡系统，其特征在于：所述均衡电路模块包括均衡开关电路和电流可调恒流源充电电路并根据需要打开或关闭均衡开关，并通过可调恒流源充电电路对电池进行充电。
5.根据权利要求4所述的一种基于蓄电池组的主动均衡系统，其特征在于：所述均衡电路模块根据主控MCU的指令，通过软件算法控制均衡开关电路，实现对单个电池的充电。
6.一种均衡方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的基于蓄电池组的主动均衡系统，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种均衡方法，其特征在于：由于均衡电路导致被均衡电池与其周边电池无法测量，需要进行估算，估算步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于蓄电池组的主动均衡系统，其特征在于，该系统包括含有一个主控mcu的主控模块、ltc6811采集模块、均衡电路模块、可调恒流源充电模块以及串口通信模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于蓄电池组的主动均衡系统，其特征在于：所述主控模块上的主控mcu通过串口通信模块与上位机相连，接收并解析上位机的指令，并将电池组的相关信息传输到上位机，同时，主控mcu也负责均衡过程的控制，包括启动、停止和调整均衡时间。
3.根据权利要求1所述的一种基于蓄电池组的主动均衡系统，其特征在于：所述ltc6811采集模块采集的电压数据用于计算电池的状态参数，包括剩余电量状态、健康状态和行程里程状态。
【专利技术属性】
技术研发人员：刘克江，林仕立，王禄森，胡丹，曾若浦，陈梓炜，阮国辉，李冠希，
申请(专利权)人：广东技术师范大学，
类型：发明
国别省市：
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