【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池均衡，具体为一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法及系统。
技术介绍
1、现有的电池均衡方法主要采用平均值比较法和插值比较法，但这两个方法在进行电池的均衡操作时，仅简单计算单体电池或者电池组之间的荷电数据，对于更复杂的电量走向考虑简单，甚至不考虑，导致了单体电池容易“先充后放”、电量转移路径长等问题，使得能源利用率和均衡效率过低；并且平均值比较法和插值比较法对应的电池均衡系统主要为能量耗散型的被动均衡系统和能量转移型的主动均衡系统两大类，其中，被动均衡系统的实质是利用电阻器等元器件，通过“削峰”的方式将高能量电池的能量进行释放，使得电池组能量保持一致，但是该方法的能源利用率低，且会释放大量热量导致温度升高，存在安全隐患；主动均衡系统的实质是利用电感、电容、变压器等元器件，通过“削峰填谷”的方式将电荷从高能量电池转移到低能量电池实现能量均衡，但是其仅适用于电池数量少、电池位置固定的情况，否则当电池的数量、位置发生变化时，由于其灵活性差、电路固定难以改变等原因，导致部分电池不能参与均衡、整体的能源利用率低、均衡效率低下等问题。
2、中国专利，公开号：cn117977742a，公开日：2024年5月3日，公开了一种基于改进萤火虫优化的电池组均衡控制方法及系统，通过将串联电池组进行构建多层级立均衡电路拓扑，并对每层级的电池组分别由一个buck-boost电路进行均衡控制，实现对串联电池组内三层次的均衡控制，降低了均衡电路复杂度和均衡成本，同时，还通过基于萤火虫算法对buck-boost电路的pwm占空比
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术在进行电池和电池组的均衡操作时，由于多层次均衡过程中多次重复同一算法，导致电池均衡效率低的问题；提出了一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法及系统，通过电池的实时运行数据进行估计得到电池的荷电数据，并基于所述电池荷电数据结合开关矩阵对电池进行矩阵均衡控制，使同一电池组内的不同电池彼此间能量均衡，同时计算所述电池组的荷电数据，待所述矩阵均衡控制完成后，基于所述电池组荷电数据结合烟花算法进行烟花均衡控制，得到精准的电池组均衡的最优能量转移路径，且所述一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法及系统，不用多次重复算法寻找最优能量转移路径，显著提高了电池均衡操作的效率。
2、第一方面，本专利技术实施例中提供的一种技术方案是，一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，包括以下步骤：
3、s1、采集电池实时运行数据并进行预处理，得到电池实时数据集；
4、s2、基于所述电池实时数据集估算所述电池的荷电状态，得到电池荷电数据集；
5、s3、基于所述电池荷电数据集进行开关矩阵均衡控制，并计算与所述电池对应的电池组的荷电状态得到电池组荷电数据集；
6、s4、所述开关矩阵均衡控制完成后，基于所述电池组荷电数据集进行烟花均衡控制；
7、s5、当所述电池的荷电状态满足停止条件时，判定所述烟花均衡控制完成。
8、本方案中，采集电池实时运行数据并进行预处理得到电池实时数据集，减少了数据集中的杂乱数据，有效提高数据质量，为后续的步骤做有力支撑；随后基于所述电池实时数据集估算所述电池的荷电状态得到电池荷电数据集，并根据所述电池荷电数据集进行开关矩阵均衡控制，同时计算与所述电池对应的电池组的荷电状态得到电池组荷电数据集，对所述电池进行均衡控制操作，使不同电池组内的电池彼此间的荷电状态均衡，从而避免后续的均衡操作过程出现个别单体电池反复充放电，有效提高电池均衡操作的效率，另外，得到的荷电数据是电池以及电池组当前荷电状态的直观体现，为后续的均衡操作提供有力支撑；待开关矩阵均衡控制完成后，基于所述电池组荷电数据集进行烟花均衡控制，对所述电池组进行均衡控制操作，当所述电池的荷电状态满足停止条件时，判定所述烟花均衡控制完成，间接确保所述电池及电池组的荷电状态均满足实际工作环境的需要，同时在电池组内电池均衡的状态下，将电池组作为大号的电池进行烟花均衡控制操作，减少了不同电池之间的能量转移路径，显著提高电池间的能量转移效率和整体能源的利用率。
9、作为优选，所述s1中，采集电池实时运行数据并进行预处理，得到电池实时数据集的具体过程为：
10、s11、采集电池实时运行数据，至少包括有电压数据、电流数据以及放电时间，并采用插值填充法修补电池实时运行数据中缺失的数据；
11、s12、对完成缺失修补的电池实时运行数据进行统计，识别并删除其中的异常值和重复值，得到电池实时数据集。
12、本方案中，采集电池实时运行数据并采用插值填充法修补电池实时运行数据中缺失的数据，使采集的电池实时运行数据完整，减少了缺失数据对于整体数据的影响，同时对完成缺失修补的电池实时运行数据进行统计，识别并删除其中的异常值和重复值，得到电池实时数据集，有效避免偶然因素导致的数据异常或重复，使电池实时运行数据更准确，减少了后续步骤处理数据的时间，并优化了数据处理过程。
13、作为优选，所述s2中，基于所述电池实时数据集估算所述电池的荷电状态，得到电池荷电数据集的具体过程为：
14、s21、基于电池实时数据集中的电流数据、放电时间以及电池额定容量结合安时积分法进行估算，得到电池的第一荷电数据；
15、同步地，基于电池实时数据集中的电压数据以及电池的荷电-开路电压曲线结合开路电压法进行估算，得到电池的第二荷电数据；
16、s22、以所述第一荷电数据以及第二荷电数据为基础结合电池荷电数据计算公式进行计算，得到电池荷电数据集。
17、本方案中，使用安时积分法进行估算得到电池的第一荷电数据，同时使用开路电压法进行估算得到电池的第二荷电数据，并基于所述第一荷电数据以及第二荷电数据计算得到电池荷电数据集，避免了单一使用安时积分法或者开路电压法无法躲避的误差，显著提高计算荷电数据准确率，进而得到准确的荷电数据，使后续的均衡操作更精准。
18、作为优选，所述s3中，基于所述电池荷电数据集进行开关矩阵均衡控制的具体过程为：
19、s311、基于所述电池荷电数据集计算整体电池的荷电均值，并计算电池荷电数据与整体电池荷电均值的荷电差值；
20、s312、根据所述荷电均值设定第一均衡阈值，同时以所述第一均衡阈值为基础统计需要进行开关矩阵均衡控制的电池；
21、s313、基于所述需要进行开关矩阵均衡控制的电池结合开关矩阵进行开关矩阵均衡控制。
22、本方案中，计算得到荷电均值及荷电差值，同时根据荷电均值设定第一均衡阈值统计需要进行开关矩阵均衡控制的电池，减少非必要均衡操作电池参与均衡，有效提高均衡效率，并基于所述荷电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述S1中，采集电池实时运行数据并进行预处理，得到电池实时数据集的具体过程为：
3.根据权利要求1所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述S2中，基于所述电池实时数据集估算所述电池的荷电状态，得到电池荷电数据集的具体过程为：
4.根据权利要求1所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述S3中，基于所述电池荷电数据集进行开关矩阵均衡控制的具体过程为：
5.根据权利要求1或4所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述S3中，计算与所述电池对应的电池组的荷电状态得到电池组荷电数据集的具体过程为：
6.根据权利要求1所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述S4中，所述开关矩阵均衡控制完成后，基于所述电池组荷电数据集进行烟花均衡控制的具体过程为：
7.根据权利
8.一种电池均衡控制系统，适用于如权利要求1-7任一项所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，包括有：组内电池均衡装置和组间电池组均衡装置，所述组内电池均衡装置与所述组间电池组均衡装置相互独立；
9.根据权利要求8所述的一种电池均衡控制系统，其特征在于，所述组内电池均衡装置包括有：电池，开关，Buck-Boost均衡器；
10.根据权利要求8所述的一种电池均衡控制系统，其特征在于，所述组间电池组均衡装置
...【技术特征摘要】
1.一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述s1中，采集电池实时运行数据并进行预处理，得到电池实时数据集的具体过程为：
3.根据权利要求1所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述s2中，基于所述电池实时数据集估算所述电池的荷电状态，得到电池荷电数据集的具体过程为：
4.根据权利要求1所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述s3中，基于所述电池荷电数据集进行开关矩阵均衡控制的具体过程为：
5.根据权利要求1或4所述的一种开关矩阵结合烟花算法的电池均衡控制方法，其特征在于，所述s3中，计算与所述电池对应的电池组的荷电状态得到电池组荷电数据集的具体过程为：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨坚，邱卫卫，陈敏志，蒋吕兴，蒋易展，赵文浩，徐旭，程斌，王彬，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司台州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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