一种电池组的被动均衡方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种电池管理，特别涉及一种电池组的被动均衡方法。
【背景技术】
[0002]随着电池技术的发展，锂离子电池成本不断下降，且能量密度大，无记忆效应，循环寿命长，使用范围越来越广。但锂离子电池电压只有三四伏，需要大量的串联才能达到需要的电压等级。比如380伏的电压就需要100多节串联使用，但是串联使用将2000次循环以上的电池寿命降低到500次以下。而且使用过程中会由于电池内部特性、工作温度和循环使用次数的差别，电池的荷电状态会不平衡。不管是充电过程还是放电过程，当某节电池达到终点时，不能再进行充放电，而整个电池组还没有达到终点，不能最大限度的使用电池组的會ti。
[0003]通常分析荷电状态的差异来源，主要有单体间自放电率的差异、容量衰减的差异等。被动均衡的目的，是要达到电池组整组容量不小于最小容量的单体电池。专利201410825991.7给出的技术方案是，确定一个电池剩余电量可以精确靠开路电压确定的范围，然后根据电压测试反推每个单体的剩余电量，将平均剩余电量作为均衡目标。这种方法的缺点只考虑剩余电量百分比的差异，没有考虑电池单体容量的差异。因为无法精准的进行电量均衡。
【发明内容】
[0004]本发明目的是:提供一种电池组的被动均衡方法，既考虑电池间剩余电量百分比的差异，又考虑电池单体容量间的差异，从而进行准确的电量均衡。
[0005]本发明的技术方案是:
一种电池组的被动均衡方法，包括:
步骤一、选定均衡点，所述均衡点是指均衡完成后，每个电池单体具有一个S0C，电池组内每个单体SOC的具体值，组成了均衡点；
步骤二、记录充电过程中不同时间点每个单体的电压值；
步骤三、算出组内所有单体在相同时刻的电压平均值；
步骤四、算出每个单体电压与电压平均值的差值；
步骤五、以每个单体电压与电压平均值的差值对时间作图；
步骤六、以每条曲线的斜率来确定单体容量的相对大小，曲线下行的容量大，曲线上行的容量小；
步骤七、以曲线间的相对上下位置来确定剩余电量的相对大小，保持在上的剩余电量大；
步骤八、标定均衡点，将曲线向上的单体充电终点调节到曲线向下单体的充电终点之下；
步骤九、分配均衡电流，以曲线向上倾斜终点位置最高的单体为基准，均衡电流置为0，以曲线向下倾斜充电终点位置最低的单体为满电流，其余单体以倾斜方向和终点位置为标准，取中间值；
步骤十、计算终点位移，在随后的充电过程中，计算每个单体在均衡电流作用下，充电终点的位移，调整均衡电流，使单体同时到达均衡终点；
步骤十一、保持均衡，达到均衡后，根据每个单体均衡电流与均衡位移的关系，计算保持终点静止的均衡电流值；
步骤十二、调整均衡，步骤十一的计算值不能满足均衡保持时，根据步骤十一的均衡电流值和终点位移速度，调整均衡电流。
[0006]优选的，步骤一所述均衡点设定为所有电池单体100%S0C，或者0%SOCo
[0007]本发明的优点是:
本发明所揭示的电池组的被动均衡方法，既考虑电池间剩余电量百分比的差异，又考虑电池单体容量间的差异，从而进行准确的电量均衡，兼容现有BMS系统装置，实用面广，且均衡过程热量和能量消耗较少可以忽略。
【附图说明】
[0008]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
图1本发明实施例中几种典型的单体电压与平均电压差值随充电电量变化的情况；
图2本发明实施例中所有单体同时充满电的均衡终点示意图。
【具体实施方式】
[0009]本实施例展示的电池组的被动均衡方法，实施对象为磷酸铁锂七米考斯特538V-117Ah-138串，具体包括以下步骤:
步骤一、选定均衡点，所述均衡点是指均衡完成后，每个电池单体具有一个S0C，电池组内每个单体SOC的具体值，组成了均衡点。因为被动均衡不能使电池组整组容量超过容量最低单体的容量，因此均衡点一般设定为所有电池单体100%S0C，或者0%S O C，也可以根据使用目的和环境来设定均衡点。
[0010]步骤二、记录充电过程中不同时间点每个单体的电压值。
[0011]步骤三、算出组内所有单体在相同时刻的电压平均值。
[0012]步骤四、算出每个单体电压与电压平均值的差值。
[0013]步骤五、以每个单体电压与电压平均值的差值对充电电量作图；如图1所示，是几种典型的单体电压与平均电压差值随充电电量变化的情况。
[0014]步骤六、以每条曲线的斜率来确定单体容量的相对大小，曲线下行的容量大，曲线上行的容量小。
[0015]步骤七、以曲线间的相对上下位置来确定剩余电量的相对大小，保持在上的剩余电量大。
[0016]步骤八、标定均衡点，因为均衡的目的仅仅是使电池组发挥最大容量，被动均衡可以使电池组发挥的最大容量就是容量最小单体的容量，因此只要使容量最小的单体在放电过程中最先放完电，在充电过程中最先充满电，就认为达到了均衡的目的。这样均衡点的标点就比较简单，将曲线向上的单体充电终点调节到曲线向下单体的充电终点之下。
[0017]步骤九、分配均衡电流，以曲线向上倾斜终点位置最高的单体为基准，均衡电流置为0，以曲线向下倾斜充电终点位置最低的单体为满电流，其余单体以倾斜方向和终点位置为标准，取中间值。
[0018]步骤十、计算终点位移，在随后的充电过程中，计算每个单体在均衡电流作用下，充电终点的位移，调整均衡电流，使单体同时到达均衡终点。如图2所示，为所有单体同时充满电的均衡终点的示意图。
[0019]步骤十一、保持均衡，达到均衡后，根据每个单体均衡电流与均衡位移的关系，计算保持终点静止的均衡电流值。
[0020]步骤十二、调整均衡，步骤十一的计算值不能满足均衡保持时，根据步骤十一的均衡电流值和终点位移速度，调整均衡电流。
[0021 ]本发明所揭示的电池组的被动均衡方法，既考虑电池间剩余电量百分比的差异，又考虑电池单体容量间的差异，从而进行准确的电量均衡，兼容现有BMS系统装置，实用面广，且均衡过程热量和能量消耗较少可以忽略。
[0022]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电池组的被动均衡方法，其特征在于，包括: 步骤一、选定均衡点，所述均衡点是指均衡完成后，每个电池单体具有一个SOC，电池组内每个单体SOC的具体值，组成了均衡点； 步骤二、记录充电过程中不同时间点每个单体的电压值； 步骤三、算出组内所有单体在相同时刻的电压平均值； 步骤四、算出每个单体电压与电压平均值的差值； 步骤五、以每个单体电压与电压平均值的差值对时间作图； 步骤六、以每条曲线的斜率来确定单体容量的相对大小，曲线下行的容量大，曲线上行的容量小； 步骤七、以曲线间的相对上下位置来确定剩余电量的相对大小，保持在上的剩余电量大； 步骤八、标定均衡点，将曲线向上的单体充电终点调节到曲线向下单体的充电终点之下； 步骤九、分配均衡电流，以曲线向上倾斜终点位置最高的单体为基准，均衡电流置为0，以曲线向下倾斜充电终点位置最低的单体为满电流，其余单体以倾斜方向和终点位置为标准，取中间值； 步骤十、计算终点位移，在随后的充电过程中，计算每个单体在均衡电流作用下，充电终点的位移，调整均衡电流，使单体同时到达均衡终点； 步骤十一、保持均衡，达到均衡后，根据每个单体均衡电流与均衡位移的关系，计算保持终点静止的均衡电流值； 步骤十二、调整均衡，步骤十一的计算值不能满足均衡保持时，根据步骤十一的均衡电流值和终点位移速度，调整均衡电流。2.根据权利要求1所述的电池组的被动均衡方法，其特征在于，步骤一所述均衡点设定为所有电池单体100%S0C，或者0% SOCo
【专利摘要】本发明公开了一种电池组的被动均衡方法，包括以下步骤：选定均衡点、记录充电过程中不同时间点每个单体的电压值、算出组内所有单体在相同时刻的电压平均值、算出每个单体电压与电压平均值的差值、以每个单体电压与电压平均值的差值对时间作图、以每条曲线的斜率来确定单体容量的相对大小、以曲线间的相对上下位置来确定剩余电量的相对大小、标定均衡点、分配均衡电流、计算终点位移、保持均衡、调整均衡。本发明所揭示的电池组的被动均衡方法，既考虑电池间剩余电量百分比的差异，又考虑电池单体容量间的差异，从而进行准确的电量均衡，兼容现有BMS系统装置，实用面广，且均衡过程热量和能量消耗较少可以忽略。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN105610209
【申请号】CN201510683317
【发明人】王世强, 王秋飞, 朱浩, 周恒祥, 张卫林
【申请人】金龙联合汽车工业（苏州）有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年10月21日