L释放能量给 By充电，实现各单体电池的能量转移。
[0030] 所述步骤S2中的预测电池组输出电流的方法为:假设在化-2)t时刻电池组输出电 流为ip2,在化-l)t时刻电池组输出电流为ipl，在kt时刻电池组输出电流为ic，则下一时刻即 化+l)t时刻电池组输出电流il为：其中 k为整数。
[0031] 所述步骤S3中计算不平衡度的方法为：
[0032] S31、由n节单体电池串联组成的电池组，分别记为Bi,B2,……，Bn，利用安时积分法 估算各单体电池的S0C，分别记为S1，S2,……，Sn，其中的最小值记为Smin,根据热量守恒计算 电池溫度T，分别记为Tl,T2,……，Tn，其中的最小值记为Tmin;基于溫度对电池老化影响的机 理，估算出电池老化率，分别记为ei，E2,……，En，其中的最小值记为Emin,由公式P=I2R及预 测的输出电流可得t时刻后电池将产生的热量，分别记为……，fn，其中的最小值记为 f min；
[003引 S32、单体电池的各项不平衡度为D(Si)二Si-Smin,D(Ti)二Ti-Tmin,D(Ei)二E广Emin,D (fi)二fi-fmin,其中i二 1,2, ? ? ? ? ? ? ,n;
[0034] S33、最终，单体电池总的不平衡度为：A=j；心+WpD(Pt)-W,(D凡）+ WfD化)))化，其中We、Wp、WT为权重常数，且We+Wp+WT=l，Wf为将产生的热量不平衡度的补偿 系数，为一常数，T为充放电时间。
[003引所述步骤S4 中的约束条件为：IbalminUibal(t) <Ibalmax,SL.l.!ibal(0 = 0，lib(t) =Iic(t) +Iibal(t)，其中libal(t)为电池Bi在t时刻的均衡电流，Ibalmin为均衡电流最小值，Ibalmax 为均衡电流最大值，Iic(t)为电池Bi充放电电流，Iib(t)为流过电池Bi的总电流；由此可解得 Di的最大值Dmax与最小值Dmin。由此可得开关组合决策为：在一个开关周期内，导通Dmax对应 的电池Bmax的放电均衡回路，电池给电感充电，导通一段时间后，关断；同时导通Dmin对应的 电池Bmin的充电均衡回路，电感释放能量给电池;开关占空比取值
庚中SVis 为提供均衡能量的电池电压和，SVir为吸收均衡能量的电池电压和。
[0036]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于电流预测的动力电池组均衡控制方法，其特征在于包括如下步骤： 51、 建立电池等效电路模型以及选择均衡拓扑结构； 52、 预测电池组输出电流； 53、 计算各单体电池将产生的热量、老化率、SOC和温度不平衡度，并由此可得各单体电 池总的不平衡度； 54、 根据约束条件，求得不平衡度的最大值与最小值，以此得到开关组合决策，并计算 开关占空比。2. 根据权利要求1所述的基于电流预测的动力电池组均衡控制方法，其特征在于所述 步骤Sl中的电池等效电路模型为一个电压源Uoc、一个欧姆电阻R〇、一个电容C b和一个RC环 路(RP、CP)，即PNGV等效电路模型；电池组均衡拓扑结构为基于buck-boost的电感型均衡电 路，每个电池都对应有各自的充电和放电均衡回路。3. 根据权利要求1所述的基于电流预测的动力电池组均衡控制方法，其特征在于所述 步骤S2中的预测电池组输出电流的方法为:假设在(k-2)t时刻电池组输出电流为i p2，在(k-IH时刻电池组输出电流为ipl，在kt时刻电池组输出电流为ic，则下一时刻即（k+l)t时刻电 池组输出电流ii为：其中k为整数。4. 根据权利要求1所述的基于电流预测的动力电池组均衡控制方法，其特征在于所述 步骤S3中计算不平衡度的方法为： 531、 由η节单体电池串联组成的电池组，分别记为B1,B2,……，Bn，利用安时积分法估算 各单体电池的S0C，分别记为 S1，S2,……，sn，其中的最小值记为smin，根据热量守恒计算电池 温度T，分别记为T 1，T2，……，Tn，其中的最小值记为Tmin;基于温度对电池老化影响的机理， 估算出电池老化率，分别记为E 1J2,……，εη，其中的最小值记为，由公式P=I2R及预测 的输出电流可得t时刻后电池将产生的热量，分别记为f i，f 2，……，f η，其中的最小值记为 fmin ； 532、 单体电池的各项不平衡度为 D(Si) = Si-Smin, D(Ti) =Ti-Tmin, D(Ei) = ei-emin，D(fi) =fi-fmin，其中i = l，2,......，n; 533、 最终，单体电池总的不平衡度为：其中WE、WP、W T为权重常数，且WE+WP+WT=l，Wf为将产生的热量不平衡度的补偿 系数，为一常数，T为充放电时间。5. 根据权利要求1所述的基于电流预测的动力电池组均衡控制方法，其特征在于所述 步骤 S4 中的约束条件为：IbaImin < Iibal(t) < Ibalmax,(t )，其中I ibai (t)为电池 Bi在t时刻的均衡电流，IbaImin为均衡电流最小值，IbaI max为均衡电流 最大值，I ic (t)为电池 Bi充放电电流，I ib (t)为流过电池 Bi的总电流；由此可解得Di的最大值 Dmax与最小值Dmin。由此可得开关组合决策为:在一个开关周期内，导通Dmax对应的电池 Bmax的 放电均衡回路，电池给电感充电，导通一段时间后，关断；同时导通Dmin对应的电池 Bmin的充 电均衡回路，电感释放能量给电池;开关占空比取值其中SVls为提供均衡 能量的电池电压和，SVir为吸收均衡能量的电池电压和。
【专利摘要】本发明公开了一种基于电流预测的动力电池组均衡控制方法，包括以下步骤：建立电池的等效电路模型以及选择均衡拓扑结构；根据电池组输出电流的变化趋势，预测出输出电流的变化方向；计算各单体电池将产生的热量、老化率、SOC和温度不平衡度，并由此可得各单体电池总的不平衡度；根据约束条件，求得不平衡度的最大值与最小值，以此得到开关组合决策，并计算开关占空比。本发明主要应用于电动车辆的电池管理系统上，用于改善电池组的不一致性问题，延长电池组的使用寿命，大幅度提高电池组的整体性能，保证电池组使用的安全性和可靠性。
【IPC分类】B60L11/18, H02J7/00, H01M10/44
【公开号】CN105429236
【申请号】CN201511004615
【发明人】康龙云, 李文彪, 郭向伟, 王书彪
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月25日