电池系统的电压均衡的控制方法及系统与流程

本发明涉及电能存储技术领域，特别涉及一种电池系统的电压均衡的控制方法及系统。

背景技术：

电池已经被广泛应用于电能存储领域，例如电动汽车、储能等，实际使用时大量的单体电池经过并联和串联形成电池系统，以便于满足能量和容量需求。在典型的储能应用中，多个单体电池经过并联和串联形成电池组，多个电池组串联构成电池簇，因此电池簇的电压较高，一般为500v至900v。

由于单体电池的内阻较小，电池簇由多个单体电池经过低阻抗的导电金属组成，所以电池簇的内阻也很小。如果两个电池簇的电压差较大时，并联使用后，在电池簇之间则会形成较大的环流，从而影响电池系统的正常运行，造成的影响具体包括：(1)在电池簇的正极开关单元和负极开关单元闭合时，产生瞬时大电流，导致开关单元闭合失败，甚至造成开关单元损坏；(2)经过开关单元、断路器、熔丝等保护器件的电流增大，影响保护器件的使用寿命；(3)电池系统内部的损耗增大，发热增加，影响电池使用寿命和安全。

现有的技术方案主要通过如下两种方式解决大规模电池系统中多个电池簇并联时电压差和环流问题：(1)电池簇增加被动均衡电阻；(2)电池簇增加二极管器件。

但是，上述两种方案分别存在如下缺陷：(1)通过电池簇内部增加被动均衡电阻的方案需要在每个电池簇内部增加额外的功率电阻器件，依据允许的最高电池簇间压差设计功率电阻的阻值和额定功率，为了适应较大范围的电池簇间压差，并且实现各个电池簇之间的均衡，电阻的额定功率较大，因而器件的体积和损耗较大。同时，电阻需要放置在电池簇内部，增加了电池簇的温升，从而影响电池的使用寿命和安全。(2)在电池簇增加二极管器件的方式，无法从本质上解决电池簇的均衡问题，因为放电时母线电压被限制在所有电池簇电压的最低值，导致电压较高的电池簇能量无法释放，从而影响电池系统的实际放电容量。同时，由于电池簇的额定工作电流较大，大容量的功率二极管的损耗较大，将会造成额外的电池能量损失。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对电池系统中电池簇的压差均衡效果不理想的缺陷，提供一种电池系统的电压均衡的控制方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种电池系统的电压均衡的控制系统，所述电池系统包括至少两个电池簇，所述控制系统包括控制器和功率变换模块；

所述控制器与每个所述电池簇电连接；

所述功率变换模块与所述控制器以及每个所述电池簇电连接；所述控制器用于采集每个所述电池簇的电压值；

所述控制器还用于根据所述电压值判断所述电池系统是否满足预设均衡条件，若满足，则根据所述电压值确定所述电池系统中需要进行电压均衡的目标电池簇，生成控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块用于根据所述控制指令，采用设定功率对所述目标电池簇进行电压均衡控制。

较佳地，每个所述电池簇包括电池组和开关单元；

所述电池组和所述开关单元电连接；

所述控制器与所述开关单元电连接；

所述控制器用于控制所述开关单元的闭合和断开；

所述开关单元用于控制对应的所述电池组处于通电状态或断电状态。

较佳地，所述开关单元包括正极接触器和负极接触器；

所述正极接触器的一端与正极母线电连接，所述正极接触器的另一端与所述电池组的正极电连接，所述电池组的负极与所述负极接触器的一端电连接，所述负极接触器的另一端与负极母线电连接；

所述控制器分别与所述正极接触器和所述负极接触器电连接；

所述控制器用于控制所述正极接触器和所述负极接触器的闭合和断开；

所述功率变换模块的一端与所述正极母线电连接，所述功率变换模块的另一端与所述负极母线电连接；

当所述功率变换模块用于向所述电池系统中的所述目标电池簇充电时，所述功率变换模块与外部电网电连接，所述功率变换模块用于将所述外部电网输入的交流电转换为直流电并充电至所述目标电池簇；

当所述功率变换模块用于对所述电池系统中的所述目标电池簇放电时，所述功率变换模块与外部设备电连接，所述功率变换模块用于将所述电池簇中的直流电转换为交流电并放电至所述外部设备或所述外部电网。

较佳地，所述控制器用于对每个所述电池簇的所述电压值进行排序，获取所述电压值中的最高电压值和最低电压值并计算得到两者的差值；

所述预设均衡条件包括所述差值大于第一设定阈值。

较佳地，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于将所述电压值小于第二设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第一目标电池簇；

所述控制器还用于生成第一控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块用于根据所述第一控制指令，以第一功率依次对所述第一目标电池簇中的每个所述电池簇进行充电；

其中，所述控制器还用于在对所述第一目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行充电时，控制所述第一目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；

所述控制器还用于在处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第二设定阈值时，控制所述功率变换模块停止充电；

其中，当所述第二设定阈值为所述电池系统被均衡前所述电压值中的最高电压值时，所述第一目标电池簇为所述电池系统中除最高电压值对应的所述电池簇之外的其他所述电池簇。

较佳地，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于生成第二控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块用于根据所述第二控制指令，以第二功率对最低电压值的所述电池簇充电；

所述控制器还用于在处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较高电压值时，控制所述电池簇与相邻较高电压值的所述电池簇并联，并调用所述功率变换模块；

所述功率变换模块还用于采用所述第二功率对并联后的所述电池簇充电，并重复调用所述控制器判断处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较高电压值，直至所述电池系统中所有所述电池簇并联；

所述控制器用于在所述电池系统中所有所述电池簇并联时控制所述功率变换模块停止；或，所述控制器用于控制所述功率变换模块对所述电池系统中所有所述电池簇并联后的所述电池簇充电，且在所述电池簇的电压值达到第三设定阈值时控制所述功率变换模块停止充电。

较佳地，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于将所述电压值大于第四设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第二目标电池簇；

所述控制器还用于生成第三控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块用于根据所述第三控制指令，以第三功率依次对所述第二目标电池簇中的每个所述电池簇进行放电；

其中，所述控制器还用于在对所述第二目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行放电时，控制所述第二目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；

所述控制器还用于在处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第四设定阈值时，控制所述功率变换模块停止放电；

其中，当所述第四设定阈值为所述电压值中的最低电压值时，所述第二目标电池簇为所述电池系统中除最低电压值对应的所述电池簇之外的其他所述电池簇。

较佳地，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于生成第四控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块用于根据所述第四控制指令，以第四功率对最高电压值的所述电池簇放电；

所述控制器还用于在处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较低电压值时，控制所述电池簇与相邻较低电压值的所述电池簇并联，并调用所述功率变换模块；

所述功率变换模块还用于采用所述第四功率对并联后的所述电池簇放电，并重复调用所述控制器判断处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较低电压值，直至所述电池系统中所有所述电池簇并联；

所述控制器用于在所述电池系统中所有所述电池簇并联时控制所述功率变换模块停止；或，所述控制器用于控制所述功率变换模块对所述电池系统中所有所述电池簇并联后的所述电池簇放电，且在所述电池簇的电压值达到第五设定阈值时控制所述功率变换模块停止放电。

较佳地，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于将所述电压值大于第六设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第三目标电池簇，以及将所述电压值小于或者等于所述第六设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第四目标电池簇；

所述控制器还用于生成第五控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块用于根据所述第五控制指令，以第五功率依次对所述第三目标电池簇中的每个所述电池簇进行放电；

其中，所述控制器还用于在对所述第三目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行放电时，控制所述第三目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；

所述控制器还用于在处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第六设定阈值时，控制所述功率变换模块停止放电；

所述控制器还用于生成第六控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块用于根据所述第六控制指令，以第六功率依次对所述第四目标电池簇中的每个所述电池簇进行充电；

其中，所述控制器还用于在对所述第四目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行充电时，控制所述第四目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；

所述控制器还用于在处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第六设定阈值时，控制所述功率变换模块停止充电；

其中，所述第六设定阈值包括所述电池系统被均衡前所述电压值中的最高电压值和最低电压值的平均值。

较佳地，所述控制器包括第一控制单元和第二控制单元；

所述第一控制单元分别与所述第二控制单元、所述电池系统中的每个所述电池簇电连接；

所述第二控制单元与所述功率变换模块电连接；

所述第一控制单元用于采集每个所述电池簇的所述电压值并发送中所述第二控制单元；

所述第二控制单元用于根据所述电压值控制所述功率变换模块采用所述设定功率对所述目标电池簇进行充电或放电；

所述第二控制单元还用于通过所述第一控制单元控制所述电池簇处于通电状态或断电状态。

本发明还提供一种电池系统的电压均衡的控制方法，所述控制方法采用上述的电池系统的电压均衡的控制系统实现，所述控制方法包括：

s1.所述控制器采集每个所述电池簇的电压值；

s2.所述控制器根据所述电压值判断所述电池系统是否满足预设均衡条件，若满足，则执行步骤s3；

s3.根据所述电压值确定所述电池系统中需要进行电压均衡的目标电池簇，生成控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块根据所述控制指令，采用设定功率对所述目标电池簇进行电压均衡控制。

较佳地，步骤s2包括：

所述控制器对每个所述电池簇的所述电压值进行排序，获取所述电压值中的最高电压值和最低电压值并计算得到两者的差值；

所述预设均衡条件包括所述差值大于第一设定阈值。

较佳地，当所述电池簇包括开关单元时，步骤s3包括：

所述控制器将所述电压值小于第二设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第一目标电池簇；

所述控制器生成第一控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块根据所述第一控制指令，以第一功率依次对所述第一目标电池簇中的每个所述电池簇进行充电；

其中，所述控制器在对所述第一目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行充电时，控制所述第一目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；

所述控制器在处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第二设定阈值时，控制所述功率变换模块停止充电；

其中，当所述第二设定阈值为所述电池系统被均衡前所述电压值中的最高电压值时，所述第一目标电池簇为所述电池系统中除最高电压值对应的所述电池簇之外的其他所述电池簇。

较佳地，步骤s3包括：

所述控制器生成第二控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块根据所述第二控制指令，以第二功率对最低电压值的所述电池簇充电；

所述控制器在处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较高电压值时，控制所述电池簇与相邻较高电压值的所述电池簇并联，并调用所述功率变换模块；

所述功率变换模块采用所述第二功率对并联后的所述电池簇充电，并重复调用所述控制器判断处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较高电压值，直至所述电池系统中所有所述电池簇并联；

所述控制器在所述电池系统中所有所述电池簇并联时控制所述功率变换模块停止；或，所述控制器控制所述功率变换模块对所述电池系统中所有所述电池簇并联后的所述电池簇充电，且在所述电池簇的电压值达到第三设定阈值时控制所述功率变换模块停止充电。

较佳地，当所述电池簇包括开关单元时，步骤s3包括：

所述控制器将所述电压值大于第四设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第二目标电池簇；

所述控制器生成第三控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块根据所述第三控制指令，以第三功率依次对所述第二目标电池簇中的每个所述电池簇进行放电；

其中，所述控制器在对所述第二目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行放电时，控制所述第二目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；

所述控制器在处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第四设定阈值时，控制所述功率变换模块停止放电；

其中，当所述第四设定阈值为所述电压值中的最低电压值时，所述第二目标电池簇为所述电池系统中除最低电压值对应的所述电池簇之外的其他所述电池簇。

较佳地，步骤s3包括：

所述控制器生成第四控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块根据所述第四控制指令，以第四功率对最高电压值的所述电池簇放电；

所述控制器在处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较低电压值时，控制所述电池簇与相邻较低电压值的所述电池簇并联，并调用所述功率变换模块；

所述功率变换模块采用所述第四功率对并联后的所述电池簇放电，并重复调用所述控制器判断处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较低电压值，直至所述电池系统中所有所述电池簇并联；

所述控制器在所述电池系统中所有所述电池簇并联时控制所述功率变换模块停止；或，所述控制器控制所述功率变换模块对所述电池系统中所有所述电池簇并联后的所述电池簇放电，且在所述电池簇的电压值达到第五设定阈值时控制所述功率变换模块停止放电。

较佳地，当所述电池簇包括开关单元时，步骤s3包括：

所述控制器将所述电压值大于第六设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第三目标电池簇，以及将所述电压值小于或者等于所述第六设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第四目标电池簇；

所述控制器生成第五控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块根据所述第五控制指令，以第五功率依次对所述第三目标电池簇中的每个所述电池簇进行放电；

其中，所述控制器在对所述第三目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行放电时，控制所述第三目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；

所述控制器在处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第六设定阈值时，控制所述功率变换模块停止放电；

所述控制器生成第六控制指令并发送至所述功率变换模块；

所述功率变换模块根据所述第六控制指令，以第六功率依次对所述第四目标电池簇中的每个所述电池簇进行充电；

其中，所述控制器在对所述第四目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行充电时，控制所述第四目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；

所述控制器在处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第六设定阈值时，控制所述功率变换模块停止充电；

其中，所述第六设定阈值包括所述电池系统被均衡前所述电压值中的最高电压值和最低电压值的平均值。

本发明的积极进步效果在于：

本发明中，通过控制器实时采集电池系统中每个电池簇的电压值，当电池系统中的最高电压值和最低电压值的差值超过设定阈值时则确定电池系统中需要电压均衡的目标电池簇，并对其进行电压均衡控制，从而实现主动地完成对所有电池簇之间的电压均衡，提高了均衡效率；且不会造成额外的能量损耗，避免了对电池簇的使用寿命和安全造成影响；另外，本发明中无需增加额外器件，存在成本低的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的电池系统的电压均衡的控制系统的结构示意图。

图2为本发明实施例2的电池系统的电压均衡的控制系统与电池系统的第一连接示意图。

图3为本发明实施例2的电池系统的电压均衡的控制系统与电池系统的第二连接示意图。

图4为本发明实施例3的电池系统的电压均衡的控制方法的流程图。

图5为本发明实施例4的电池系统的电压均衡的控制方法的第一流程图。

图6为本发明实施例4的电池系统的电压均衡的控制方法的第二流程图。

图7为本发明实施例4的电池系统的电压均衡的控制方法的第三流程图。

图8为本发明实施例4的电池系统的电压均衡的控制方法的第四流程图。

图9为本发明实施例4的电池系统的电压均衡的控制方法的第五流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例的电池系统包括至少两个电池簇。

如图1所示，本实施例的电池系统的电压均衡的控制系统包括控制器1和功率变换模块2。

控制器1与每个电池簇电连接，功率变换模块2与控制器1以及每个电池簇电连接。

控制器1用于采集每个电池簇的电压值。

控制器1还用于根据电压值判断电池系统是否满足预设均衡条件，若满足，则确定电池系统中需要进行电压均衡的目标电池簇，生成控制指令并发送至功率变换模块2；

功率变换模块2用于根据控制指令，采用设定功率对目标电池簇进行电压均衡控制(即充电或放电)。

其中，控制器用于对每个电池簇的电压值进行排序。

优选地，获取电压值中的最高电压值和最低电压值并计算得到两者的差值，预设均衡条件包括差值大于第一设定阈值，即在电池系统中的最高电压值和最低电压值的差值超过第一设定阈值时，触发对电池系统开始进行电压均衡控制。

本实施例中，通过控制器实时采集电池系统中每个电池簇的电压值，当电池系统中的最高电压值和最低电压值的差值超过设定阈值时则确定电池系统中需要电压均衡的目标电池簇，并对其进行电压均衡控制，从而实现主动地完成对所有电池簇之间的电压均衡，提高了均衡效率；且不会造成额外的能量损耗，避免了对电池簇的使用寿命和安全造成影响；另外，本发明中无需增加额外器件，存在成本低的优点。

实施例2

本实施例的电池系统的电压均衡的控制系统是对实施例1的进一步改进，具体地：

每个电池簇包括电池组和开关单元。

电池组和开关单元电连接，控制器与开关单元电连接；

控制器用于控制开关单元的闭合和断开；

开关单元用于控制对应的电池组处于通电状态或断电状态。

优选地，开关单元包括正极接触器和负极接触器。

正极接触器的一端与正极母线电连接，正极接触器的另一端与电池组的正极电连接，电池组的负极与负极接触器的一端电连接，负极接触器的另一端与负极母线电连接；

控制器1分别与正极接触器和负极接触器电连接。

控制器1用于控制正极接触器和负极接触器的闭合和断开；

其中，控制器可以控制电池簇中的正极接触器和负极接触器的同时闭合或同时断开，也可以先控制电池簇中一个接触器，延时一段时间后再控制另一个控制器，即实现对正极接触器和负极接触器的同步或分时控制。

功率变换模块2的一端与正极母线电连接，功率变换模块2的另一端与负极母线电连。

具体地，如图2所示，电池系统m包括m个电池簇，分别为电池簇a1、电池簇a2、…、电池簇am，其中m≥2，m为整数。

电池簇ai(i取值1至m，i为整数)由多个单体电池串联和并联构成的电池组bi、正极接触器spi、负极接触器sni串联组成，其中正极接触器spi连接在电池组bi和正极母线l1之间，负极接触器sni连接在电池组bi和负极母线l2之间，控制器采集得到每个电池簇的电压值分别为vc1、vc2、…、vcm。

优选地，控制器为电池管理系统(batterymanagementsystem,bms)。

当功率变换模块用于向电池系统中的目标电池簇充电时，功率变换模块与外部电网电连接，功率变换模块用于将外部电网输入的交流电转换为直流电并充电至目标电池簇；

当功率变换模块用于对电池系统中的目标电池簇放电时，功率变换模块与外部设备电连接，功率变换模块用于将电池簇中的直流电转换为交流电并放电至外部设备或外部电网。

另外，如图3所示，控制器1包括第一控制单元3和第二控制单元4；

第一控制单元3分别与第二控制单元4、电池系统中的每个电池簇电连接；

第二控制单元4与功率变换模块2电连接；

第一控制单元3用于采集每个电池簇的电压值并发送中第二控制单元4；

第二控制单元4用于根据电压值控制功率变换模块2采用设定功率对目标电池簇进行充电或放电；

第二控制单元4还用于通过第一控制单元3控制电池簇处于通电状态或断电状态。

第二控制单元4为基于嵌入式arm平台(一种开发平台)的就地控制系统或基于服务器的就地控制系统等。

第一控制单元3和第二控制单元4之间通过通信方式进行信息交互，通信方式包含但不限于串口通信、can(controllerareanetwork，控制器局域网络)通信、有线网络通信、无线网络通信、蓝牙通信等。

另外，控制器1也可以只包括一个控制单元，该控制单元兼备第一控制单元和第二控制单元的功能。

具体地，控制器对电池系统进行电压均衡控制时：

1)在电池系统满足预设均衡条件时，控制器1用于将电压值小于第二设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第一目标电池簇；

控制器1还用于生成第一控制指令并发送至功率变换模块；

功率变换模块2用于根据第一控制指令，以第一功率依次对第一目标电池簇中的每个电池簇进行充电；

其中，控制器1还用于在对第一目标电池簇中的任意一个电池簇进行充电时，控制第一目标电池簇中的其他电池簇的开关单元处于断开状态；

具体可以获取电池簇的编号，并根据电池簇的编号实现对每个电池簇的开关单元的控制。

控制器1还用于在处于充电状态的电池簇的电压值达到第二设定阈值时，控制功率变换模块停止充电。

优选地，当第二设定阈值为电池系统被均衡前电压值中的最高电压值时，第一目标电池簇为电池系统中除最高电压值对应的电池簇之外的其他电池簇。

即依次对电池系统中电压值小于第二设定阈值的电池簇进行充电，避免了电池系统中电池簇之间压差过大和环流的情况，实现了对电池系统中的电压主动均衡控制。

该均衡过程中，可以对第一目标电池簇中的电池簇按照电压值从小到大的顺序依次充电处理，也可以不根据电压值从小到大的顺序进行处理。

2)在电池系统满足预设均衡条件时，控制器1用于生成第二控制指令并发送至功率变换模块；

功率变换模块2用于根据第二控制指令，以第二功率对最低电压值的电池簇充电；

控制器1还用于在处于充电状态的电池簇的电压值达到均衡前相邻较高电压值时，控制电池簇与相邻较高电压值的电池簇并联，并调用功率变换模块；

功率变换模块2还用于采用第二功率对并联后的电池簇充电，并重复调用控制器判断处于充电状态的电池簇的电压值达到均衡前相邻较高电压值，直至电池系统中所有电池簇并联；

控制器1用于在电池系统中所有电池簇并联时控制功率变换模块停止；或，控制器1用于控制功率变换模块对电池系统中所有电池簇并联后的电池簇充电，且在电池簇的电压值达到第三设定阈值时控制功率变换模块停止充电。

3)在电池系统满足预设均衡条件时，控制器1用于将电压值大于第四设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第二目标电池簇；

控制器1还用于生成第三控制指令并发送至功率变换模块；

功率变换模块2用于根据第三控制指令，以第三功率依次对第二目标电池簇中的每个电池簇进行放电；

其中，控制器还用于在对第二目标电池簇中的任意一个电池簇进行放电时，控制第二目标电池簇中的其他电池簇的开关单元处于断开状态；

控制器1还用于在处于放电状态的电池簇的电压值达到第四设定阈值时，控制功率变换模块停止放电。

优选地，当第四设定阈值为电压值中的最低电压值时，第二目标电池簇为电池系统中除最低电压值对应的电池簇之外的其他电池簇。

即依次对电池系统中电压值小于第四设定阈值的电池簇进行放电，避免了电池系统中电池簇之间压差过大和环流的情况，实现了对电池系统中的电压主动均衡控制。

该均衡过程中，可以对第二目标电池簇中的电池簇按照电压值从大到小的顺序依次放电处理，也可以不根据电压值从大到小的顺序进行处理。

4)在电池系统满足预设均衡条件时，控制器1用于生成第四控制指令并发送至功率变换模块；

功率变换模块2用于根据第四控制指令，以第四功率对最高电压值的电池簇放电；

控制器1还用于在处于放电状态的电池簇的电压值达到均衡前相邻较低电压值时，控制电池簇与相邻较低电压值的电池簇并联，并调用功率变换模块；

功率变换模块2还用于采用第四功率对并联后的电池簇放电，并重复调用控制器判断处于放电状态的电池簇的电压值达到均衡前相邻较低电压值，直至电池系统中所有电池簇并联；

控制器1用于在电池系统中所有电池簇并联时控制功率变换模块停止；或，控制器用于控制功率变换模块对电池系统中所有电池簇并联后的电池簇放电，且在电池簇的电压值达到第五设定阈值时控制功率变换模块停止放电。

5)在电池系统满足预设均衡条件时，控制器1用于将电压值大于第六设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第三目标电池簇，以及将电压值小于或者等于第六设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第四目标电池簇；

控制器1还用于生成第五控制指令并发送至功率变换模块；

功率变换模块2用于根据第五控制指令，以第五功率依次对第三目标电池簇中的每个电池簇进行放电；

其中，控制器1还用于在对第三目标电池簇中的任意一个电池簇进行放电时，控制第三目标电池簇中的其他电池簇的开关单元处于断开状态；

控制器1还用于在处于放电状态的电池簇的电压值达到第六设定阈值时，控制功率变换模块停止放电；

控制器1还用于生成第六控制指令并发送至功率变换模块；

功率变换模块2用于根据第六控制指令，以第六功率依次对第四目标电池簇中的每个电池簇进行充电；

其中，控制器1还用于在对第四目标电池簇中的任意一个电池簇进行充电时，控制第四目标电池簇中的其他电池簇的开关单元处于断开状态；

控制器1还用于在处于充电状态的电池簇的电压值达到第六设定阈值时，控制功率变换模块停止充电。

优选地，第六设定阈值包括电池系统被均衡前电压值中的最高电压值和最低电压值的平均值。

下面结合实例具体说明：

获取电池系统中每个电池簇的电压值并根据电压值的大小对电池簇依次排序，且在电池系统中电池簇的最高电压值和最低电压值的差值大于第一设定阈值时采用下述任意一种均衡方式开始对电池系统进行均衡；

均衡方式一：

a1、将电压值小于第二设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第一目标电池簇；

a2、获取最低电压值的电池簇的编号；

a3、根据该编号控制最低电压值的电池簇中的正极接触器和负极接触器均闭合，同时控制其余所有的电池簇的正极接触器和负极接触器断开。

其中，可以同时下发控制指令同步控制电池簇中的正极接触器和负极接触器，也可以先下发其中一个接触器的控制指令，延时一段时间后再下发另外一个控制器的控制指令，即实现对正极接触器和负极接触器的分时控制；控制器还可以通过获取正极接触器和负极接触器的状态，判断正极接触器和负极接触器的状态与下发的控制指令是否相同，进而确认接触器是否正常执行控制指令。

a4、控制器下发第一控制指令至功率变换模块，控制功率变换模块以第一功率对电池系统充电，此时电池系统中仅有最低电压值的电池簇并联在母线中。

a5、当控制器采样到电池系统的电压值超过第二设定阈值时则向功率变换模块发送停机指令，控制功率变换模块停止对电池系统充电；

a6、获取电池系统中最低电压值的相邻较高电压值(即电池系统中均衡前的次低电压值)的电池簇的编号，并重复执行步骤a3至a5，直至电池系统中电池簇的电压值均达到第二设定阈值，从而完成对电池系统的电压主动均衡控制。

当然，上述过程也可以不按照电池簇的电压值从小到大的顺序进行均衡，能够实现电池系统中每个电池簇的电压值均达到第二设定阈值的均衡方案均可。

另外，按照电池簇的电压值从大到小的顺序，通过控制器控制功率变换模块对电池簇逐个进行放电，直至电池系统中电池簇的电压值均达到第四设定阈值的均衡过程，与上述充电均衡方式类似，因此此处就不再赘述。

均衡方式二：

b1、获取最低电压值的电池簇的编号；

b2、根据该编号控制最低电压值的电池簇中的正极接触器和负极接触器均闭合，同时控制其余所有的电池簇的正极接触器和负极接触器断开。

其中，可以同时下发控制指令同步控制电池簇中的正极接触器和负极接触器，也可以先下发其中一个接触器的控制指令，延时一段时间后再下发另外一个控制器的控制指令，即实现对正极接触器和负极接触器的分时控制；控制器还可以通过获取正极接触器和负极接触器的状态，判断正极接触器和负极接触器的状态与下发的控制指令是否相同，进而确认接触器是否正常执行控制指令。

b3、控制器下发第二控制指令至功率变换模块，控制功率变换模块以第二功率对电池系统充电，此时电池系统中仅有最低电压值的电池簇并联在母线中。

b4、当控制器采样到电池系统的电压达到均衡前相邻较高电压值时，则向功率变换模块发送停机指令，控制功率变换模块停止对电池系统充电；

b5、获取电池系统中相邻较高电压值的电池簇的编号，将均衡前最低电压值的电池簇和相邻较高电压值(即均衡前次低电压值)的电池簇并联，并控制功率变换模块以第二功率对并联后的电池簇充电，直至并联后的电池簇的电压值上升至相邻较高电压值(即均衡前第三低电压值)时，控制功率变换模块停止对电池系统放电；

b6、将第三低电压值的电池簇和已经并联的电池簇进行并联，并控制功率变换模块以第二功率对并联后的电池簇充电，直至并联后的电池簇的电压值上升至相邻较高电压值(即均衡前第四低电压值)，依次类推，直至电池系统中所有电池簇均并联，所有电池簇的电压值被充电至均衡前所有电池簇电压的最高电压值，此时所有电池簇的正极接触器和负极接触器均闭合，从而完成对电池系统的电压主动均衡控制。

当然，上述过程也可以不按照电池簇的电压值从小到大的顺序进行均衡，能够实现电池系统中每个电池簇的电压值均达到均衡前所有电池簇电压的最高电压值的均衡方案均可。

另外，按照电池簇的电压值从大到小的顺序，通过控制器控制功率变换模块对电池簇逐个进行放电，直至电池系统中电池簇的电压值均达到均衡前所有电池簇电压的最低电压值的均衡过程，与上述充电均衡方式类似，因此此处就不再赘述。

均衡方式三：

c1、对电池系统均衡前，将电压值大于第六设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第三目标电池簇，以及将电压值小于或者等于第六设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第四目标电池簇；

c2、对第三目标电池簇中的每个电池簇依次通过功率变换模块放电，直至第三目标电池簇中的每个电池簇的电压值达到第六设定阈值

对第四目标电池簇中的每个电池簇依次通过功率变换模块充电，直至第四目标电池簇中的每个电池簇的电压值达到第六设定阈值，从而完成对电池系统的电压主动均衡控制。

其中，该放电均衡过程与上述均衡方式二类似，因此此处就不再赘述。该充电均衡过程与上述均衡方式一类似，因此此处就不再赘述。

另外，上述过程也可以不按照电池簇的电压值从小到大的顺序充电执行，也可以不按照电池簇的电压值从大到小的顺序放电执行，能够实现电池系统中每个电池簇的电压值均达到第六设定阈值的均衡方案均可。

本实施例中，通过控制器实时采集电池系统中每个电池簇的电压值，当电池系统中的最高电压值和最低电压值的差值超过设定阈值时则确定电池系统中需要电压均衡的目标电池簇，并对其进行电压均衡控制，从而实现主动地完成对所有电池簇之间的电压均衡，不会造成额外的能量损耗，提高了均衡效率，避免了对电池簇的使用寿命和使用安全性的影响；且无需增加硬件设备，因此还存在成本低的优点。

实施例3

本实施例的电池系统的电压均衡的控制方法采用实施例1或2中的电池系统的电压均衡的控制系统实现。

如图4所示，本实施例的电池系统的电压均衡的控制系统包括：

s101、控制器采集每个电池簇的电压值；

s102、控制器根据电压值判断电池系统是否满足预设均衡条件，若满足，则执行步骤s103；

具体地，控制器对每个电池簇的电压值进行排序，获取电压值中的最高电压值和最低电压值并计算得到两者的差值；

预设均衡条件包括差值大于第一设定阈值。

s103、确定电池系统中需要进行电压均衡的目标电池簇，生成控制指令并发送至功率变换模块；

功率变换模块根据控制指令，采用设定功率对目标电池簇进行电压均衡控制。

本实施例中，通过控制器实时采集电池系统中每个电池簇的电压值，当电池系统中的最高电压值和最低电压值的差值超过设定阈值时则确定电池系统中需要电压均衡的目标电池簇，并对其进行电压均衡控制，从而实现主动地完成对所有电池簇之间的电压均衡，不会造成额外的能量损耗，提高了均衡效率，避免了对电池簇的使用寿命和使用安全性的影响；且无需增加硬件设备，因此还存在成本低的优点。

实施例4

本实施例的电池系统的电压均衡的控制系统是对实施例3的进一步改进，具体地：

本实施例电池簇包括开关单元。

如图5所示，步骤s103包括：

s1031、控制器将电压值小于第二设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第一目标电池簇；

s1032、控制器生成第一控制指令并发送至功率变换模块；

s1033、功率变换模块根据第一控制指令，以第一功率依次对第一目标电池簇中的每个电池簇进行充电；

控制器在对第一目标电池簇中的任意一个电池簇进行充电时，控制第一目标电池簇中的其他电池簇的开关单元处于断开状态；

控制器在处于充电状态的电池簇的电压值达到第二设定阈值时，控制功率变换模块停止充电。

优选地，当第二设定阈值为电池系统被均衡前电压值中的最高电压值时，第一目标电池簇为电池系统中除最高电压值对应的电池簇之外的其他电池簇。

即依次对电池系统中电压值小于第二设定阈值的电池簇进行充电，避免了电池系统中电池簇之间压差过大和环流的情况，实现了对电池系统中的电压主动均衡控制。或，

如图6所示，步骤s103包括：

s1034、控制器生成第二控制指令并发送至功率变换模块；

s1035、功率变换模块根据第二控制指令，以第二功率对最低电压值的电池簇充电；

s1036、控制器在处于充电状态的电池簇的电压值达到均衡前相邻较高电压值时，控制电池簇与相邻较高电压值的电池簇并联，并调用功率变换模块；

s1037、功率变换模块采用第二功率对并联后的电池簇充电，并重复调用控制器判断处于充电状态的电池簇的电压值达到均衡前相邻较高电压值，直至电池系统中所有电池簇并联；

s1038、控制器在电池系统中所有电池簇并联时控制功率变换模块停止；或，控制器控制功率变换模块对电池系统中所有电池簇并联后的电池簇充电，且在电池簇的电压值达到第三设定阈值时控制功率变换模块停止充电。或，如图7所示，步骤s103包括：

s1039、控制器将电压值大于第四设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第二目标电池簇；

s10310、控制器生成第三控制指令并发送至功率变换模块；

s10311、功率变换模块根据第三控制指令，以第三功率依次对第二目标电池簇中的每个电池簇进行放电；

控制器在对第二目标电池簇中的任意一个电池簇进行放电时，控制第二目标电池簇中的其他电池簇的开关单元处于断开状态；

控制器在处于放电状态的电池簇的电压值达到第四设定阈值时，控制功率变换模块停止放电。

其中，当第四设定阈值为电压值中的最低电压值时，第二目标电池簇为电池系统中除最低电压值对应的电池簇之外的其他电池簇。

即依次对电池系统中电压值小于第四设定阈值的电池簇进行放电，避免了电池系统中电池簇之间压差过大和环流的情况，实现了对电池系统中的电压主动均衡控制。或，

如图8所示，步骤s103包括：

s10312、控制器生成第四控制指令并发送至功率变换模块；

s10313、功率变换模块根据第四控制指令，以第四功率对最高电压值的电池簇放电；

s10314、控制器在处于放电状态的电池簇的电压值达到均衡前相邻较低电压值时，控制电池簇与相邻较低电压值的电池簇并联，并调用功率变换模块；

s10315、功率变换模块采用第四功率对并联后的电池簇放电，并重复调用控制器判断处于放电状态的电池簇的电压值达到均衡前相邻较低电压值，直至电池系统中所有电池簇并联；

s10316、控制器在电池系统中所有电池簇并联时控制功率变换模块停止；或，控制器控制功率变换模块对电池系统中所有电池簇并联后的电池簇放电，且在电池簇的电压值达到第五设定阈值时控制功率变换模块停止放电。或，如图9所示，步骤s103包括：

s10317、控制器将电压值大于第六设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第三目标电池簇，以及将电压值小于或者等于第六设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第四目标电池簇；

s10318、控制器生成第五控制指令并发送至功率变换模块；

s10319、功率变换模块根据第五控制指令，以第五功率依次对第三目标电池簇中的每个电池簇进行放电；

其中，控制器在对第三目标电池簇中的任意一个电池簇进行放电时，控制第三目标电池簇中的其他电池簇的开关单元处于断开状态；

控制器在处于放电状态的电池簇的电压值达到第六设定阈值时，控制功率变换模块停止放电；

s10320、控制器生成第六控制指令并发送至功率变换模块；

s10321、功率变换模块根据第六控制指令，以第六功率依次对第四目标电池簇中的每个电池簇进行充电；

其中，控制器在对第四目标电池簇中的任意一个电池簇进行充电时，控制第四目标电池簇中的其他电池簇的开关单元处于断开状态；

控制器在处于充电状态的电池簇的电压值达到第六设定阈值时，控制功率变换模块停止充电。

优选地，第六设定阈值包括电池系统被均衡前电压值中的最高电压值和最低电压值的平均值。

下面结合实例具体说明：

获取电池系统中每个电池簇的电压值并根据电压值的大小对电池簇依次排序，且在电池系统中电池簇的最高电压值和最低电压值的差值大于第一设定阈值时采用下述任意一种均衡方式开始对电池系统进行均衡；

均衡方式一：

a1、将电压值小于第二设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第一目标电池簇；

a2、获取最低电压值的电池簇的编号；

a3、根据该编号控制最低电压值的电池簇中的正极接触器和负极接触器均闭合，同时控制其余所有的电池簇的正极接触器和负极接触器断开。

其中，可以同时下发控制指令同步控制电池簇中的正极接触器和负极接触器，也可以先下发其中一个接触器的控制指令，延时一段时间后再下发另外一个控制器的控制指令，即实现对正极接触器和负极接触器的分时控制；控制器还可以通过获取正极接触器和负极接触器的状态，判断正极接触器和负极接触器的状态与下发的控制指令是否相同，进而确认接触器是否正常执行控制指令。

a4、控制器下发第一控制指令至功率变换模块，控制功率变换模块以第一功率对电池系统充电，此时电池系统中仅有最低电压值的电池簇并联在母线中。

a5、当控制器采样到电池系统的电压值超过第二设定阈值时则向功率变换模块发送停机指令，控制功率变换模块停止对电池系统充电；

a6、获取电池系统中最低电压值的相邻较高电压值(即电池系统中均衡前的次低电压值)的电池簇的编号，并重复执行步骤a3至a5，直至电池系统中电池簇的电压值均达到第二设定阈值，从而完成对电池系统的电压主动均衡控制。

当然，上述过程也可以不按照电池簇的电压值从小到大的顺序进行均衡，能够实现电池系统中每个电池簇的电压值均达到第二设定阈值的均衡方案均可。

另外，按照电池簇的电压值从大到小的顺序，通过控制器控制功率变换模块对电池簇逐个进行放电，直至电池系统中电池簇的电压值均达到第四设定阈值的均衡过程，与上述充电均衡方式类似，因此此处就不再赘述。

均衡方式二：

b1、获取最低电压值的电池簇的编号；

b2、根据该编号控制最低电压值的电池簇中的正极接触器和负极接触器均闭合，同时控制其余所有的电池簇的正极接触器和负极接触器断开。

其中，可以同时下发控制指令同步控制电池簇中的正极接触器和负极接触器，也可以先下发其中一个接触器的控制指令，延时一段时间后再下发另外一个控制器的控制指令，即实现对正极接触器和负极接触器的分时控制；控制器还可以通过获取正极接触器和负极接触器的状态，判断正极接触器和负极接触器的状态与下发的控制指令是否相同，进而确认接触器是否正常执行控制指令。

b3、控制器下发第二控制指令至功率变换模块，控制功率变换模块以第二功率对电池系统充电，此时电池系统中仅有最低电压值的电池簇并联在母线中。

b4、当控制器采样到电池系统的电压达到均衡前相邻较高电压值时，则向功率变换模块发送停机指令，控制功率变换模块停止对电池系统充电；

b5、获取电池系统中相邻较高电压值的电池簇的编号，将均衡前最低电压值的电池簇和相邻较高电压值(即均衡前次低电压值)的电池簇并联，并控制功率变换模块以第二功率对并联后的电池簇充电，直至并联后的电池簇的电压值上升至相邻较高电压值(即均衡前第三低电压值)时，控制功率变换模块停止对电池系统放电；

b6、将第三低电压值的电池簇和已经并联的电池簇进行并联，并控制功率变换模块以第二功率对并联后的电池簇充电，直至并联后的电池簇的电压值上升至相邻较高电压值(即均衡前第四低电压值)，依次类推，直至电池系统中所有电池簇均并联，所有电池簇的电压值被充电至均衡前所有电池簇电压的最高电压值，此时所有电池簇的正极接触器和负极接触器均闭合，从而完成对电池系统的电压主动均衡控制。

当然，上述过程也可以不按照电池簇的电压值从小到大的顺序进行均衡，能够实现电池系统中每个电池簇的电压值均达到均衡前所有电池簇电压的最高电压值的均衡方案均可。

另外，按照电池簇的电压值从大到小的顺序，通过控制器控制功率变换模块对电池簇逐个进行放电，直至电池系统中电池簇的电压值均达到均衡前所有电池簇电压的最低电压值的均衡过程，与上述充电均衡方式类似，因此此处就不再赘述。

均衡方式三：

c1、对电池系统均衡前，将电压值大于第六设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第三目标电池簇，以及将电压值小于或者等于第六设定阈值的电池簇作为需要进行电压均衡的第四目标电池簇；

c2、对第三目标电池簇中的每个电池簇依次通过功率变换模块放电，直至第三目标电池簇中的每个电池簇的电压值达到第六设定阈值

对第四目标电池簇中的每个电池簇依次通过功率变换模块充电，直至第四目标电池簇中的每个电池簇的电压值达到第六设定阈值，从而完成对电池系统的电压主动均衡控制。

其中，该放电均衡过程与上述均衡方式二类似，因此此处就不再赘述。该充电均衡过程与上述均衡方式一类似，因此此处就不再赘述。

另外，上述过程也可以不按照电池簇的电压值从小到大的顺序充电执行，也可以不按照电池簇的电压值从大到小的顺序放电执行，能够实现电池系统中每个电池簇的电压值均达到第六设定阈值的均衡方案均可。

本实施例中，通过控制器实时采集电池系统中每个电池簇的电压值，当电池系统中的最高电压值和最低电压值的差值超过设定阈值时则确定电池系统中需要电压均衡的目标电池簇，并对其进行电压均衡控制，从而实现主动地完成对所有电池簇之间的电压均衡，不会造成额外的能量损耗，提高了均衡效率，避免了对电池簇的使用寿命和使用安全性的影响；且无需增加硬件设备，因此还存在成本低的优点。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。