闭环动力电池均衡控制系统、电池包及新能源汽车的制作方法

本发明涉及动力电池，尤其涉及一种基于温度反馈的闭环动力电池均衡控制系统、电池包及新能源汽车。

背景技术：

1、新能源电动汽车在全球范围内的快速发展，推动了电池技术的创新和进步。新能源电动汽车使用的电池组是由多个电池单体串并联组成的，单体之间的不一致性会影响电池组的性能和寿命。例如，单体电池的容量、内阻、自放电率等参数的不一致，都会导致电池组的不均衡，从而影响电动汽车的性能。

2、为了提高电动汽车的动力性能、延长电池的使用寿命和提高电动汽车的使用性能，电池组单体之间的不一致性问题需要得到有效的解决。而均衡技术是解决动力电池不一致问题的有效手段，电池均衡的意义就是利用电力电子技术，使锂离子电池单体电压或电池组电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态，以避免过充、过放的发生。

3、目前，电动汽车动力电池组主流的均衡方式是被动均衡，被动均衡主要是通过电阻消耗能量来实现电池组的均衡。目前行业内被动均衡的主要方式是基于单体间的电压或soc的差异，单方向的调节单体的不一致性，但被动均衡会产生大量的热量，如果热量控制不好，会造成电池组温度差异，反而影响单体的一致性。同时，均衡电阻的阻抗会随温度的变化而产生变化，导致控制均衡电流参数无法准确输入，影响均衡预计结果。如何避免均衡释放的温度对均衡控制系统的影响导致的系统稳定性差，可能达不到预期均衡效果成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于温度反馈的闭环动力电池均衡控制系统，包括：

2、均衡电阻，并联于动力电池的单体电池两端，所述均衡电阻还串联有均衡控制器；

3、温度采集装置，用于采集所述均衡电阻的实时温度；

4、均衡控制模块，分别连接所述均衡控制器和所述温度采集装置，用于在所述均衡电阻均衡使能时，根据所述实时温度与给定温度之间的差值控制所述均衡控制器的导通关断频率，以将所述实时温度控制在合理区间内。

5、优选的，所述均衡控制模块包括：

6、pi调节单元，用于在所述均衡电阻均衡使能时接收所述实时温度，并根据所述实时温度与所述给定温度之间的差值采用pi调节方式生成脉冲占空比；

7、均衡控制单元，连接所述pi调节单元，用于根据所述脉冲占空比控制所述均衡控制器的导通关断频率。

8、优选的，所述脉冲占空比的计算公式如下：

9、kpi＝kp*(t给定-t实时)+ki*(t给定-t实时)

10、其中，kpi用于表示所述脉冲占空比，kp和ki为所述pi调节方式的调节系数，t给定用于表示所述给定温度，t实时用于表示所述实时温度。

11、优选的，所述给定温度为使得所述均衡电阻的阻值在恒定范围内变化的温度。

12、优选的，所述均衡控制模块还连接所述动力电池的电池管理系统，所述均衡控制单元还包括电流更新子单元，用于根据所述脉冲占空比实时更新实时均衡电流，并将所述更新得到的所述实时均衡电流发送至所述电池管理系统；

13、所述电池管理系统用于根据所述实时均衡电流计算所述单体电池的soc的安时积分。

14、优选的，所述单体电池的soc的安时积分的计算公式如下：

15、

16、其中，socnow用于表示当前时刻的所述单体电池的soc的安时积分，socpast用于表示历史时刻的所述单体电池的soc的安时积分，ib用于表示流入所述单体电池的电流，i实时用于表示所述实时均衡电流，t用于表示积分时间，cmax用于表示所述单体电池的电池容量。

17、优选的，所述实时均衡电流的计算公式如下：

18、i实时＝kpi*i均衡

19、其中，i实时用于表示所述实时均衡电流，kpi用于表示所述脉冲占空比，i均衡用于表示预设的均衡电流给定值。

20、优选的，所述均衡控制器为开关管。

21、本发明还提供一种电池包，包括上述的闭环动力电池均衡控制系统。

22、本发明还提供一种新能源汽车，包括上述的电池包。

23、上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过在均衡电阻均衡使能时实时采集均衡电阻的实时温度，进而基于实时温度与给定温度的差值控制均衡电阻的导通关断频率，控制均衡热量的产生，使得均衡电阻的实时温度稳定在合理区间，实现均衡电阻实时温度可监控性的同时，消除了均衡电阻工作中温度变化对均衡电流的影响，保证了均衡控制系统的稳定性和可控性，进而保证了均衡电流的准确性以及各单体电池的温度一致性，防止均衡电阻过温对动力电池系统温度一致性的影响。

技术特征：

1.一种基于温度反馈的闭环动力电池均衡控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的闭环动力电池均衡控制系统，其特征在于，所述均衡控制模块包括：

3.根据权利要求2所述的闭环动力电池均衡控制系统，其特征在于，所述脉冲占空比的计算公式如下：

4.根据权利要求1所述的闭环动力电池均衡控制系统，其特征在于，所述给定温度为使得所述均衡电阻的阻值在恒定范围内变化的温度。

5.根据权利要求2所述的闭环动力电池均衡控制系统，其特征在于，所述均衡控制模块还连接所述动力电池的电池管理系统，所述均衡控制单元还包括电流更新子单元，用于根据所述脉冲占空比实时更新实时均衡电流，并将所述更新得到的所述实时均衡电流发送至所述电池管理系统；

6.根据权利要求5所述的闭环动力电池均衡控制系统，其特征在于，所述单体电池的soc的安时积分的计算公式如下：

7.根据权利要求5所述的闭环动力电池均衡控制系统，其特征在于，所述实时均衡电流的计算公式如下：

8.根据权利要求1所述的闭环动力电池均衡控制系统，其特征在于，所述均衡控制器为开关管。

9.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的闭环动力电池均衡控制系统。

10.一种新能源汽车，其特征在于，包括如权利要求9中所述的电池包。

技术总结
本发明提供一种基于温度反馈的闭环动力电池均衡控制系统、电池包及新能源汽车，涉及动力电池技术领域，包括：均衡电阻，并联于动力电池的单体电池两端，所述均衡电阻还串联有均衡控制器；温度采集装置，用于采集所述均衡电阻的实时温度；均衡控制模块，用于在所述均衡电阻均衡使能时，根据所述实时温度与给定温度之间的差值控制所述均衡控制器的导通关断频率，以将所述实时温度控制在合理区间内。有益效果是使得均衡电阻的实时温度稳定在合理区间，实现均衡电阻实时温度可监控性的同时，消除了均衡电阻工作中温度变化对均衡电流的影响，保证了均衡控制系统的稳定性和可控性，进而保证了均衡电流的准确性以及各单体电池的温度一致性。

技术研发人员：胡青松,胡攀攀,季学彬
受保护的技术使用者：上海轩邑新能源发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15