一种电网直流屏系统中电池充电均衡控制的方法及系统的制作方法_2

文档序号:9218844阅读:来源:国知局
所述参考值大于所述预设的第一电压阈值,且小于预设的第二电压阈值时,获取均衡指令并开启均衡。
[0020]具体过程为,在步骤S102中,当电池组当前进入的控制模式为充电控制模式时,此时根据参考值,可以得到相应的充电控制方案,待上述得到的充电控制方案执行完毕后,有必要对电池组内当前充电电流进行检测,不同的充电电流将采用不同的充电方式,具体如下:
当检测到电池组内当前充电电流大于预设的比较值时,则重新获取电池组内各电池单体电压,且将重新获取到的各电池单体电压中的最大值作为参考值后,重新确定电池组当前进入的充电模式,此时维持原有的充电方式继续充电;
而当检测到电池组内当前充电电流小于预设的比较值时,则让电池组进入浮充阶段。
[0021]作为一个例子,第一电压阈值为3.85V、第二电压阈值为4V及比较值已预先设定。当电池单体电压中的最大值(即参考值U)〈3.85V时,电池组进入充电控制模式,此时在充电控制模式中根据参考值U选择相应的充电控制方案,待所选的充电控制方案执行完毕后,判断电池组充电电流是否小于比较值,如果是,则继续以所选的充电控制方案对电池组进行浮充,否则,还是继续进行升压充电。
[0022]在本发明实施例中,充电控制方案包括第一充电控制方案、第二充电控制方案、第三充电控制方案及第四充电控制方案;其中,
第一充电控制方案具体为:当参考值小于预设的第一电压阈值,且大于等于预设的第三电压阈值时,以预设的第一充电电流对电池组进行恒流均充,待电池组电压达到预设的均充电压后终止,并以预设的充电电压对电池组进行一定时间的恒压充电。
[0023]第二充电控制方案具体为:当参考值小于预设的第三电压阈值,且大于等于预设的第四电压阈值时,以预设的第二充电电流对电池组进行恒流均充,待电池组电压达到预设的均充电压后终止,并以预设的充电电压对电池组进行一定时间的恒压充电。
[0024]第三充电控制方案具体为:当参考值小于预设的第四电压阈值,且大于等于预设的第五电压阈值时,以预设的第三充电电流对电池组进行恒流均充,待电池组电压达到预设的均充电压后终止,并以预设的充电电压对电池组进行一定时间的恒压充电;
第四充电控制方案具体为:当参考值小于预设的第五电压阈值时,以预设的第四充电电流对所述电池组进行恒流均充,待电池组电压达到预设的均充电压后终止,并以预设的充电电压对电池组进行一定时间的恒压充电。
[0025]应当说明的是,为确保电池组电压稳定,在第一至第四充电控制方案中预设的充电电压都应相等,且略高于电池组的额定电压。由于参考值不同,因此在第一至第四充电控制方案中恒定充电电流是不同的。
[0026]作为一个例子,第三至第五电压阈值分别为3.7V、3.65V和3.55V,第一至第四充电电流分别为1.65Α、3.3Α、6.6Α和16.5Α,均充电压为115V ;当3.7V <参考值U彡3.85V时,采用第一充电控制方案,以第一充电电流1.65Α进行恒流充电,待电池组电压达到均充电压115V后,以均充电压为115V进行恒压充电一定时间;当3.65V〈参考值3.7V时,采用第二充电控制方案,以第二充电电流3.3Α进行恒流充电,待电池组电压达到均充电压115V后,以均充电压为115V进行恒压充电一定时间;当3.55V〈参考值U < 3.65V时,采用第三充电控制方案,以第三充电电流6.6A进行恒流充电,待电池组电压达到均充电压115V后,以均充电压为115V进行恒压充电一定时间;当参考值U〈3.55V时,采用第四充电控制方案,以第四充电电流16.5A进行恒流充电,待电池组电压达到均充电压115V后,以均充电压为115V进行恒压充电一定时间。
[0027]在步骤S102中,当电池组当前进入的控制模式为均衡控制模式时,此时根据参考值,获取均衡指令并开启均衡,而获取均衡指令并开启均衡的具体步骤包括:
根据获取到的电池组内各电池单体电压,计算出电池组内电池单体的第一平均电压;对电池组内电压高于第一平均电压的电池单体进行降压,直至下降压的各电池单体电压中的最大值满足预定的第一条件为止。如电池单体电压中的最大值(即参考值U)位于[3.85V,4V)之间,此时电池组进入均衡控制模式,计算得出第一平均电压为3.3V,将符合电压>3.3V的所有电池单体进行降压,直至满足第一条件:参考值U〈3.8V,且保持3S以上,则结束对电压>3.3V的所有电池单体的降压动作,即均衡控制结束,继续对电池组进行充电。
[0028]在参考值大于预设的第二电压阈值时,则电池组充电就应该结束,因此所述方法进一步包括:当参考值大于预设的第二电压阈值时,结束电池组充电,并降低电池组输出电压;其中,电池组的输出电压降至为电池组额定电压的95%。如参考值U>4V,则结束电池组充电,充电装置的输出电压为其额定电压的95%。
[0029]可以理解的是,在充电控制模式中,电池组电池单体的电压都会根据不同的充电控制方案进行调节,同理,在均衡控制模式中,电池组电池单体的电压根据设定的条件进行调节。
[0030]更进一步的,所述方法进一步包括:获取电池组充电结束后各电池单体电压,计算出电池组充电结束后电池单体的第二平均电压;对电池组充电结束后电压高于第二平均电压的电池单体根据预定的第二条件进行降压。如对电池组充电结束后电压高于第二平均电压的电池单体进行10小时30mA降压过程,待过了 10小时后,结束对电压高于第二平均电压的所有电池单体的降压动作,即均衡控制结束。
[0031]如图2所示,对本发明实施例提供的电网直流屏系统中电池充电均衡控制的方法的应用场景进一步说明:
电池组为108.8V、150Ah,由102颗标称3.2V、50Ah磷酸铁锂离电池单体3并34串组成;其中,第一至第五电压阈值分别为3.85V、4V、3.7V、3.65V和3.55V ;均充电压115V,准均充电流Ic=16.5A ;第一至第四充电电流分别为0.1Ic,0.2Ic、0.41c和Ic,即1.65Α、3.3Α、6.6Α和16.5Α ;比较值为0.05Ic=0.825A ;第一条件为参考值U〈3.8V,且保持3S以上;第二条件为以均衡电流为30mA,均衡时间T为10小时进行均衡;第一平均电压为3.3V,第二平均电压为3.9V。
[0032](I)当参考值U〈第五电压阈值3.55V时,采用第四充电控制方案,以第四充电电流Ic=16.5A、充电电压115V进行先恒流再恒压的充电控制,在恒压充电阶段,检测电池组充电电流,若充电电流〈第一充电电流0.051c,则电池组进入浮充阶段,反之则继续检测参考值U并进行判断;
(2)当第五电压阈值3.55V <参考值U <第四电压阈值3.65V时,采用第三充电控制方案,以第三充电电流0.41c =6.6A、充电电压115V进行先恒流再恒压的充电控制,在恒压充电阶段,检测电池组充电电流,若充电电流〈第一充电电流0.051c,则电池组进入浮充阶段,反之则继续检测参考值U并进行判断;
(3)当第四电压阈值3.65V <参考值U <第三电压阈值3.7V时,采用第二充电控制方案,以第二充电电流0.21c =3.3A、充电电压115V进行先恒流再恒压的充电控制,在恒压充电阶段,检测电池组充电电流,若充电电流〈第一充电电流0.051c,则电池组进入浮充阶段,反之则继续检测参考值U并进行判断;
(4)当第三电压阈值3.7V <参考值U <第一电压阈值3.85V时,采用第一充电控制方案,以第一充电电流0.lie =1.65A、充电电压115V进行先恒流再恒压的充电控制,在恒压充电阶段,检测电池组充电电流,若充电电流〈第一充电电流0.051c,则电池组进入浮充阶段,反之则继续检测参考值U并进行判断;
(5)当第一电压阈值3.85V <参考值U <第二电压阈值4V时,电池组获取均衡指令并开启均衡,计算得出第一平均电压3.8V,将符合电压 > 第一平均电压3.8V的所有电池单体进行降压,直至满足第一条件:参考值U〈3.8V,且保持3S以上,则结束对电压>3.3V的所有电池单体的降压动作,即均衡控制结束,继续对电池组进行充电;
(6)当参考值U〉第二电压阈值4V时,则结束
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