一种电池组主动均衡方法和系统与流程

本发明实施例涉及电池管理系统技术领域，尤其涉及一种电池组主动均衡方法和系统。

背景技术：

电池管理系统在以电池组为动力的新能源车辆上，发挥着重要的作用，电池管理系统在电池组的充放电过程中，监控电池组的运行状态，保护电池组内的电池不过充过放，保证电池组在整车寿命范围内的每次循环都能提供足够的电量，保证续驶里程。

电池组都是电池单体串联组成的，在使用过程中，由于电池单体间自放电率以及电池组中使用温度的差异，每个单体的容量在使用过程中的差异逐渐增大，电池组在放电时受限于最低容量的单体，而在充电时受限于最高容量的单体，由此造成了整个电池组的可用容量逐渐降低，为了解决不一致问题，电池管理系统引入了均衡技术。主动均衡方法具有均衡效率高和均衡电流大的优点，成为均衡技术的一个主要方向。

现有的主动均衡方法主要基于电压或动态单体荷电状态(State of Charge，以下简称：SOC)，对电池组进行均衡。以电压为基础的均衡方法，往往会受单体间动态内阻和连接内阻的影响，导致均衡不够准确；基于动态单体SOC的均衡方法，受限于磷酸铁锂电池动态SOC的准确度，因此也不够准确。

因此，如何提供一种具有较高准确度的电池组主动均衡方法，成为亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种电池组主动均衡方法和系统。

第一方面，本发明实施例提供一种电池组主动均衡方法，所述方法包括：

获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间；

若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量；

根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡。

第二方面，本发明实施例提供一种电池组主动均衡系统，所述系统包括：

获取模块，用于获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间；

计算模块，用于若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量；

均衡模块，用于根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，所述设备包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述电池组主动均衡方法。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述电池组主动均衡方法。

本发明实施例提供的电池组主动均衡方法和系统，通过获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间，若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量，根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡，适用于磷酸铁锂电池组，可以在电池组充电与放电过程中实时进行均衡，提高了主动均衡的效率和准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明实施例提供的电池组主动均衡方法流程图；

图2本发明实施例提供的电池组主动均衡系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1本发明实施例提供的电池组主动均衡方法流程图，如图1所示，所述方法包括：

步骤10、获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间；

步骤11、若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量；

步骤12、根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡。

具体地，车辆在每次上电和每次下电时，都会对应一个系统时间。若检测到车辆上电，则获取此时对应的第一系统时间，可以将所述第一系统时间记为T1。然后，从数据库中获取所述车辆在此次上电之前，距离此次上电对应的第一系统时间最近的一次下电对应的第二系统时间，可以将所述第二系统时间记为T2。

如果所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中的每个电池单体的容量。如果所述第一系统时间与所述第二系统时间之差小于所述静置时间，则不计算所述电池单体的容量。所述静置时间可以记为△T，所述静置时间的大小，可以根据实际情况进行设定。

比如，若获取到的T1为11:00，T2为16:00，所述静置时间△T为3小时，则T1与T2之间的时间间隔为5小时，大于△T，则可以计算所述电池单体的容量。

计算出所述电池组中的每个电池单体的容量之后，可以根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡。

本发明实施例提供的电池组主动均衡方法，通过获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间，若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量，根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡，适用于磷酸铁锂电池组，可以在电池组充电与放电过程中实时进行均衡，提高了主动均衡的效率和准确度。

可选的，在上述实施例的基础上，所述计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量，包括：

获取所述电池组在所述下电之前的运行工况；其中，所述运行工况包括：充电状态或放电状态；

根据所述运行工况、所述电池单体的温度以及所述电池单体的开路电压，获取所述电池单体的荷电状态；

根据所述电池单体的荷电状态、所述电池单体的寿命状态以及所述电池单体的标称容量，得到所述电池单体的容量。

具体地，上述实施例中所述的计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量，具体过程如下。

首先，获取到所述车辆在下电之前，所述车辆的电池组的运行工况，所述运行工况可以为充电状态，也可以为放电状态，可以根据所述电池组中的电流方向及其持续时间，来判定所述运行工况是充电状态还是放电状态。

如果所述电池组的运行工况为充电状态，则可以根据电池单体的开路电压、所述电池单体的温度，从充电荷电状态-开路电压的对应关系表格中，获取所述电池单体的荷电状态。

如果所述电池组的运行工况为放电状态，则可以根据电池单体的开路电压、所述电池单体的温度，从放电电荷电状态-开路电压的对应关系表格中，获取所述电池单体的荷电状态

表一为电池单体的充电荷电状态-开路电压关系表格，表二为电池单体的放电荷电状态-开路电压关系表格。其中，所述表一和所述表二中的空白位置的数值，与电池组的型号有关，当电池组的型号确定之后，空白位置处的值为固定的值。

从表一和表二可知，如果已知所述电池单体的温度和开路电压，可以得到对应的荷电状态。

表一

表二

获取到所述电池单体的荷电状态之后，可以根据如下公式，计算得到所述电池单体的容量：

CcellN＝SOHcellN·SOCcellN·CNomcell

其中，CcellN为所述电池组中的第N个电池单体的容量，N为正整数，SOHcellN为所述第N个电池单体的寿命状态，SOCcellN为所述第N个电池单体的荷电状态，CNomcell为所述电池单体的标称容量。所述电池组中，每个电池单体的标称容量相同。所述SOHcellN可以根据日历以及所述第N个电池单体的历史运行温度计算得到。

本发明实施例提供的电池组主动均衡方法，通过获取所述电池组在所述下电之前的运行工况；其中，所述运行工况包括：充电状态或放电状态，根据所述运行工况、所述电池单体的温度以及所述电池单体的开路电压，获取所述电池单体的荷电状态，根据所述电池单体的荷电状态、所述电池单体的寿命状态以及所述电池单体的标称容量，得到所述电池单体的容量，适用于磷酸铁锂电池组，可以在电池组充电与放电过程中实时进行均衡，提高了主动均衡的效率和准确度。

可选的，在上述实施例的基础上，所述根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡，包括：

S30、按照对应的容量从低到高的顺序，对所述电池单体进行排序，得到电池单体序列；

S31、若所述电池单体序列中的两个电池单体对应的序列号，满足第一预设条件，则所述两个电池单体之间进行均衡；

S32、对均衡后的所述电池单体的容量进行更新，重复步骤S30～S31。

具体地，上述方法实施例中所述的根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡，具体过程如下。

S30、计算出所述电池组中每个电池单体的容量之后，可以对所有的电池单体，按照对应的容量从低到高的顺序进行排序，得到一个电池单体序列。比如，所述电池组中，共有N个电池单体，按照对应的容量进行排序之后，得到的电池单体序列可以为：cell1,cell2,cell3…,cellN，从cell1到cellN，对应的容量逐渐增大。

S31、得到所述电池单体序列之后，可以让对应序列号最大的电池单体cellN与对应序列号最小的电池单体cell1之间进行均衡，对应序列号次大的电池单体cell(N-1)与对应序列号次小的电池单体cell2之间进行均衡，依次类推，即为所述第一预设条件。

S32、电池单体在S31中进行均衡的过程中会产生均衡电流，可以根据均衡电流的大小，对所述电池单体的容量进行更新，并对更新后的电池单体重复步骤S30～S31，即可以对更新后的电池单体按照对应的容量的大小进行排序，然后对应的序列号满足第一预设条件的电池单体之间进行均衡。

本发明实施例提供的电池组主动均衡方法，通过按照对应的容量从低到高的顺序，对所述电池单体进行排序，得到电池单体序列，若所述电池单体序列中的两个电池单体对应的序列号，满足第一预设条件，则所述两个电池单体之间进行均衡，对均衡后的所述电池单体的容量进行更新，并重复上述过程，使得所述方法更加科学。

可选的，在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

若判断获知，在所述电池单体序列中，序列号最大的电池单体的容量与序列号最小的电池单体的容量之差，小于容量估算误差与所述电池单体的标称容量之积，则停止所述均衡。

具体地，在对电池单体按照上述实施例中所述的方法进行均衡的过程中，如果在某一次均衡之后，得到的电池单体序列中，对应的序列号最大的电池单体的容量与对应序列号最小的电池单体的容量之差，小于容量估算误差与所述电池单体的标称容量之积，则停止重复进行上述均衡过程。所述容量估算误差可以记为ErrSOC，比如，在某一次均衡之后，经过更新之后的电池单体容量序列中，对应的序列号最大的电池单体的容量为CcellN，对应的序列号最大的电池单体的容量为Ccell1，如果满足：CcellN-Ccell1＜ErrSOC·CNomcell，则停止均衡过程。

本发明实施例提供的电池组主动均衡方法，通过若判断获知，在所述电池单体序列中，序列号最大的电池单体的容量与序列号最小的电池单体的容量之差，小于容量估算误差与所述电池单体的标称容量之积，则停止所述均衡，使得所述方法更加科学。

可选的，在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，小于所述预设的静置时间，则获取所述电池组中每个电池单体的容量；

若所述电池单体的容量最大值与所述电池单体的容量最小值之差，加上所述容量估算误差与所述电池单体的标称容量之积得到的数值，大于或等于预设的均衡截止容量阈值，则重复步骤S30～S32。

具体地，如果一个车辆的电池组中的电池单体在车辆下电之前，没有达到均衡停止的条件，则系统可以记录每个所述电池单体在所述车辆下电时的容量。

所述车辆在每次上电的时候，可以获取所述电池单体的容量，如果所述车辆在此次上电时对应的第一系统时间与所述车辆在上一次的下电时对应的第二系统时间之间的时间间隔，小于上述实施例中所述的静置时间，则可以获取所述上一次下电时对应的每个电池单体的容量。如果所述电池单体的容量当中，容量最大值与容量最小值之差，加上容量估算误差与所述电池单体的标称容量之积得到的数值大于或等于预设的均衡截止容量阈值，即满足：(CcellN-Ccell1)+CNomcell·ErrSOC≥CTer，则按照上述实施例中所述的步骤S30～S32，对所述电池组进行均衡。其中，所述CTer为预设的均衡截止容量阈值，其大小可以根据实际情况进行设定。

本发明实施例提供的电池组主动均衡方法，通过若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，小于所述预设的静置时间，则获取所述电池组中每个电池单体的容量；若所述电池单体的容量最大值与所述电池单体的容量最小值之差，加上所述容量估算误差与所述电池单体的标称容量之积得到的数值，小于或等于预设的均衡截止容量阈值，则对所述电池单体进行均衡，使得所述方法更加科学。

图2本发明实施例提供的电池组主动均衡系统的结构示意图，如图2所示，所述系统包括：获取模块20、计算模块21和均衡模块22，其中：

获取模块20用于获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间；计算模块21用于若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量；均衡模块22用于根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡。

具体地，车辆在每次上电和每次下电时，都会对应一个系统时间。若检测到车辆上电，则所述获取模块20可以获取此时对应的第一系统时间，可以将所述第一系统时间记为T1。所述获取模块20还可以从数据库中获取所述车辆在此次上电之前，距离此次上电对应的第一系统时间最近的一次下电对应的第二系统时间，可以将所述第二系统时间记为T2。

如果所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔大于或等于预设的静置时间，则所述计算模块21可以计算所述车辆的电池组中的每个电池单体的容量。所述静置时间可以记为△T，所述静置时间的大小可以根据实际情况进行设定。比如，若获取到的T1为11:00，T2为16:00，所述静置时间△T为3小时，则T1与T2之间的时间间隔为4小时，大于△T，则所述计算模块21可以计算所述电池单体的容量。

所述计算模块21计算出所述电池组中的每个电池单体的容量之后，所述均衡模块22可以根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡。

本发明实施例提供的电池组主动均衡系统，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供的电池组主动均衡系统，通过获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间，若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量，根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡，所所述系统适用于磷酸铁锂电池组可以在充电与放电过程中实时进行均衡，提高了主动均衡的效率和准确度。

可选的，在上述实施例的基础上，所述计算模块包括：第一获取子模块、第二获取子模块和计算子模块，其中：

第一获取子模块用于获取所述电池组在所述下电之前的运行工况；其中，所述运行工况包括：充电状态或放电状态；第二获取子模块用于根据所述运行工况、所述电池单体的温度以及所述电池单体的开路电压，获取所述电池单体的荷电状态；计算子模块用于根据所述电池单体的荷电状态、所述电池单体的寿命状态以及所述电池单体的标称容量，得到所述电池单体的容量。

具体地，上述实施例中所述的计算模块可以包括：第一获取子模块、第二获取子模块和计算子模块。

所述第一获取子模块可以获取到所述车辆在下电之前，所述车辆的电池组的运行工况，所述运行工况可以为充电状态，也可以为放电状态，可以根据所述电池组中的电流方向及其持续时间，来判定所述运行工况是充电状态还是放电状态。

如果所述电池组的运行工况为充电状态，则所述第二获取子模块可以根据电池单体的开路电压、所述电池单体的温度，从充电荷电状态-开路电压的对应关系表格中，获取所述电池单体的荷电状态。如果所述电池组的运行工况为放电状态，则所述第二获取子模块可以根据电池单体的开路电压、所述电池单体的温度，从放电电荷电状态-开路电压的对应关系表格中，获取所述电池单体的荷电状态

所述第二获取子模块获取到所述电池单体的荷电状态之后，所述计算子模块可以根据如下公式，计算得到所述电池单体的容量：

CcellN＝SOHcellN·SOCcellN·CNomcell

其中，CcellN为所述电池组中的第N个电池单体的容量，N为正整数，SOHcellN为所述第N个电池单体的寿命状态，SOCcellN为所述第N个电池单体的荷电状态，CNomcell为所述电池单体的标称容量，所述电池组中，每个电池单体的标称容量相同。所述SOHcellN可以根据日历以及所述第N个电池单体的历史运行温度计算得到。

本发明实施例提供的电池组主动均衡系统，通过获取所述电池组在所述下电之前的运行工况；其中，所述运行工况包括：充电状态或放电状态，根据所述运行工况、所述电池单体的温度以及所述电池单体的开路电压，获取所述电池单体的荷电状态，根据所述电池单体的荷电状态、所述电池单体的寿命状态以及所述电池单体的标称容量，得到所述电池单体的容量，所述系统适用于磷酸铁锂电池组，可以在充电与放电过程中实时进行均衡，提高了主动均衡的效率和准确度。

可选的，在上述实施例的基础上，所述均衡模块包括：排序子模块、均衡子模块和更新子模块，其中：

排序子模块用于按照对应的容量从低到高的顺序，对所述电池单体进行排序，得到电池单体序列；均衡子模块用于若所述电池单体序列中的两个电池单体对应的序列号，满足第一预设条件，则所述两个电池单体之间进行均衡；更新子模块用于对均衡后的所述电池单体的容量进行更新。

具体地，上述方法实施例中所述的均衡模块可以包括：排序子模块、均衡子模块和更新子模块。

所述计算模块计算出所述电池组中每个电池单体的容量之后，所述排序子模块可以对所有的电池单体，按照对应的容量从低到高的顺序，进行排序，得到一个电池单体序列。比如，所述电池组中，共有N个电池单体，按照对应的容量进行排序之后，得到的电池单体序列可以为：cell1,cell2,cell3…,cellN，从cell1到cellN，对应的容量逐渐增大。

所述排序子模块得到所述电池单体序列之后，所述均衡子模块可以让对应序列号最大的电池单体cellN与对应序列号最小的电池单体cell1之间进行均衡，对应序列号次大的电池单体cell(N-1)与对应序列号次小的电池单体cell2之间进行均衡，依次类推，即为所述第一预设条件。

电池单体在进行均衡的过程中，会产生均衡电流，所述更新子模块可以根据均衡电流的大小，对所述电池单体的容量进行更新。

本发明实施例提供的电池组主动均衡系统，通过按照对应的容量从低到高的顺序，对所述电池单体进行排序，得到电池单体序列，若所述电池单体序列中的两个电池单体对应的序列号，满足第一预设条件，则所述两个电池单体之间进行均衡，对均衡后的所述电池单体的容量进行更新，并重复上述过程，使得所述系统更加科学。

图3为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图3所示，所述设备包括：处理器(processor)31、存储器(memory)32和总线33，其中：

所述处理器31和所述存储器32通过所述总线33完成相互间的通信；所述处理器31用于调用所述存储器32中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间；若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量；根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡。

本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间；若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量；根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取车辆上电时的第一系统时间和所述车辆在所述第一系统时间之前且距离所述第一系统时间最近的一次下电时的第二系统时间；若所述第一系统时间与所述第二系统时间之间的时间间隔，大于或等于预设的静置时间，则计算所述车辆的电池组中每个电池单体的容量；根据所述电池单体的容量，对所述电池组进行均衡。

以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。