锂电池主动均衡控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡电池技术领域；尤其是一种基于SOC的裡电池均衡的裡电池主动均 衡控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着裡电池技术的发展和节能环保的受到各方面越来越多的重视，裡电池的应用 领域越来越广阔，如便携式电子产品、电动汽车W及太阳能发电系统等新能源领域。裡离 子电池是至今能量比最高的蓄电池，其比重量达130小时瓦每公斤，单体电池放电电压3. 6 伏，均比儒儀电池高立倍。除此之外，裡离子电池有热效应小，无记忆效应，充电效率比儒儀 和氨儀电池高。但是，由于其放电电压不高，在很多应用场合需要多组电池串联使用，W达 到足够的输出电压和输出功率。由于电池组中各个单体电池之间存在不一致，经过连续的 充放电循环后，各个单体电池的荷电状态会出现严重的不平衡，表现为单体电池之间的电 压发散越来越大，运将会对电池造成永久性的损坏。
[0003] 电池的荷电状态，英文为State Of化arge，简称S0C，作为电动汽车运行时的重要 参数，其准确估算可W为电池管理系统和剩余里程预测提供必要的数据支持，进而有效防 止电池过充、过放，延长电池寿命，降低电动汽车的运行成本。但是SOC不是可W直接测量 的物理量，电池本身是封闭的电化学反应，电动汽车运行时伴随着电流的剧烈变化呈现很 强的非线性导致SOC估算困难。国内外学者对裡电池的SOC估算进行了大量研究提出了多 种SOC估算的科学方法。其中放电试验法能够得到较为精确的SOC估算值，但要中断电池 正在进行的工作，不能应用于实车；电流积分法虽能够实时估算电池的SOC但其不能自动 确定初值，且误差随时间进一步增大，会由于误差的积累导致估算不精确；开路电压法只能 在电池电流为零时准确估算，需要电池静置足够长的时间，因而不能实时估算；神经网络法 需要大量的训练数据及合适的训练算法，且易受干扰，不适用于电流变化剧烈的工况。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种裡电池主动均衡控制方法，它可W解决现有的裡电池均 衡方案存在的对SOC估算不精确的问题。
[0005] 为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：运种裡电池主动均衡控制方法，采 用裡电池主动均衡控制装置来实现，所述裡电池主动均衡控制装置包括DC/DC电源模块和 主控单元，所述DC/DC电源模块与所述主控单元连接；所述主控单元分别与裡电池主动均 衡模块，电压检测模块，电流检测模块和显示模块连接； 其实现方法是：1)、系统初始化；预设设定值； 2 )、通过所述电压检测模块和所述电流检测模块对所述电池的电压和电流进行检测； 3)、所述主控单元中的数/模转换模块读取所述电压检测模块和所述电流检测模块检 测到的数据并进行换算； 4) 、所述主控单元对所述换算后的数据进行UKF运算并估算SOC ;估算完成后计算所述 SOC均值； 5 )、所述主控单元计算各单体电池的SOC和所述SOC均值之间的差值；若所述差值大于 设定值，则控制占空比并开启所述裡电池主动均衡模块对所述单体电池的SOC进行主动均 衡，直到所述单体电池的SOC和所述SOC均值之间的差值小于设定值。
[0006] 上述技术方案中，更为具体的方案还可W是：所述裡电池主动均衡模块包括稳压 处理电路和隔离DC/DC电路；所述稳压处理电路的输入端接收从串联裡电池组输送过来的 电压信号，其第一输出端与所述隔离DC/DC电路的输入端连接，其第二输出端与反相器的 第二输入端连接；所述隔离DC/DC电路的输出端与高速光禪隔离电路的第二输入端连接， 所述高速光禪隔离电路的输出端与所述反相器的第一输入端连接，所述反相器的输出端与 开关电路的输入端连接，所述开关电路的输出端与储能电感电路的输入端连接，所述储能 感电路的输出端与所述串联裡电池组连接；高速光禪隔离电路的第一输入端接收主控单元 的控制信号。
[0007] 更进一步：所述主控单元为TMS320F28335数字信号处理器；所述稳压处理电路为 12伏稳压处理电路；所述隔离DC/DC电路为12伏转5伏隔离DC/DC电路。
[000引进一步：所述反相器为74肥04反相器。
[0009] 由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：由于本发 明中设置有裡电池主动均衡模块，在裡电池主动均衡模块中设有升降压储能电路，它做为 能量传输的载体，可W将能量由荷电状态高的电池转移至电感，再从电感转移到荷电状态 低的电池，W实现能量的流动。
[0010] 本发明将无迹卡尔曼滤波OJncentedKalmanFilter,简称UKF)应用到裡电池 SOC估算中，使估算达到更高的精度。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明的方框示意图。
[0012] 图2是裡电池主动均衡模块的方框示意图。
[0013] 图3是本发明的软件流程示意图。
[0014] 图 4 是Hievenin模型图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述： 图1和图2所示的裡电池主动均衡控制装置，包括DC/DC电源模块1和主控单元2，DC/DC电源模块1与主控单元2连接；主控单元2分别与裡电池主动均衡模块3,电压检测模块 5,电流检测板块6和显不板块4连接。
[0016] 其中，裡电池的电压和电流的检测由主控单元2控制电压检测模块5和电流检测 模块6进行；无迹卡尔曼滤波OJncentedKalmanFilter,简称UKF)算法的运算由主控单 元2完成；主动均衡的控制由主控单元2控制裡电池主动均衡模块3完成；电池组平均SOC 和电池组单体电池压差最大值通过显示模块4显示。
[0017] 裡电池主动均衡模块3包括稳压处理电路3-1和隔离DC/DC电路3-2 ;稳压处理电 路3-1的输入端接收从串联裡电池组输送过来的电压信号，其第一输出端与隔离DC/DC电 路3-2的输入端连接，其第二输出端与反相器3-4的第二输入端连接；隔离DC/DC电路3-2 的输出端与高速光禪隔离电路3-3的第二输入端连接，高速光禪隔离电路3-3的输出端与 反相器3-4的第一输入端连接，反相器3-4的输出端与开关电路3-5的输入端连接，开关电 路3-5的输出端与储能电感电路3-6的输入端连接，储能电感电路3-6的输出端与串联裡 电池组连接；高速光禪隔离电路3-3的第一输入端接收主控单元2的控制信号。
[001引图3所示的裡电池主动均衡控制方法是：1)、系统初始化；预设设定值； 2) 、通过电压检测模块5和电流检测模块6对电池的电压和电流进行检测； 3) 、主控单元2中的数/模转换模块读取电压检测模块5和电流检测模块6检测到的 数据并进行换算； 4) 、主控单元2对换算后的数据进行UKF运算并估算SOC;估算完成后计算SOC均值； 5) 、主控单元2计算各单体电池的SOC和SOC均值之间的差值；若差值大于设定值，贝U 控制占空比并开启裡电池主动均衡模块3对单体电池的SOC进行主动均衡，直到单体电池 的SOC和SOC均值之间的差值小于设定值。
[0019] 本实施例中，主控单元2为TMS320F28335数字信号处理器；稳压处理电路3-1为 12伏稳压处理电路；隔离DC/DC电路3-2为12伏转5伏隔离DC/DC电路；反相器3-4为 74肥04反相器。
[0020] 12V稳压处理电路3-1是将串联裡电池组的端电压进行稳压，W给74肥04反相器 3-4提供电源；12V转5V隔离DC/DC电路3-2是利用12V稳压处理电路3-1输出的电压进 行转换，提供隔离的输出电压，W给高速光禪隔离电路3-3提供电源，并为开关电路3-5里 面的MOSFET的S端提供基准电位；高速光禪隔离电路3-3将主控单元2输出的PWM的占空 比进行隔离输出，为MOSFET提供驱动