一种电池的被动均衡方法、系统、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及新能源电池领域，特别是涉及一种电池的被动均衡方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、随着新能源电池技术的快速发展和广泛应用，新能源电池已经成为许多电动车辆、储能系统和移动设备的首选能量存储解决方案。与此同时，电池使用过程中的一致性问题也备受关注，由于生产过程中材料、工艺以及环境等因素的差异，每个电池单元在电荷和放电过程中会有微小的差异，这些差异可能导致一些电池单元容量损失过快，从而降低整个电池组的性能和寿命，甚至可能引发安全问题。

2、为了解决电池组中各个电池单元的一致性问题，目前已经存在一些均衡方法，主要分为能量耗散型的被动均衡方式和能量转移型的主动均衡方式。其中，被动均衡利用与电池并联的均衡开关和泄放电阻，将电压较高或容量较大电芯的能量消耗掉，以达到减小不同电芯之间差异的目的。目前市场上电池管理系统多采用被动均衡的方式，其结构简单，技术也较为成熟，因而得以广泛使用。

3、目前，大多数具备被动均衡功能的电池管理系统采用的均衡策略是：在充电末期，监测每个电池单元的电压，并且计算电池单元之间的电压差异，通过电池组的特性和需求制定均衡策略及控制算法，例如根据电压差异的阈值来判断是否需要进行均衡等。这类均衡方式主要存在以下问题：

4、由于充电极化反应的存在，充电末端电池单元之间的电压差异会被放大，采集电压值并不是电池单元的真实开路电压值，因此无法准确估算每个电池单元的soc值，只能通过比较各单元的电压差值制定较为粗略的均衡方案，依靠经验来拟定均衡开启和关闭的条件；充电结束后电池电压在较长时间内会有一个逐渐回落的过程，电池单元的电压动态变化导致无法准确预估均衡所需要的时间；没有考虑泄放电阻上的损耗对整个电池系统soc的影响。

5、因此，需要一种精度高的均衡方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电池的被动均衡方法、系统、电子设备及存储介质，可在自唤醒周期内对电池进行静态均衡，通过对各电池单元进行准确的容量的估计和差异比较来精确计算均衡时间以及损耗的容量，进而对系统soc值进行准确的定量补偿。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种电池的被动均衡方法，包括：

4、设置电源管理芯片的自唤醒周期；

5、获取上次关机时间、当前开机时间、各电池单元的静态电压值、各电池单元的温度值；

6、根据所述自唤醒周期、上次关机时间、当前开机时间、静态电压值和温度值确定当前自唤醒周期内电池单元是否符合开启被动均衡条件；

7、如果当前自唤醒周期内电池单元符合开启被动均衡条件，对当前所有的电池单元进行排序和分组，确定需要被动均衡组；

8、分别计算所述需要被动均衡组的电池单元的预估均衡时间、系统预估最大均衡时间和系统预估最小均衡时间；

9、根据所述需要被动均衡组的电池单元的实际已均衡时间、所述系统预估最大均衡时间、所述系统预估最小均衡时间和所述预估均衡时间计算均衡损耗容量；所述均衡损耗容量用于对系统的soc进行补偿。

10、可选地，根据所述自唤醒周期、上次关机时间、当前开机时间、静态电压值和温度值确定当前自唤醒周期内电池单元是否符合开启被动均衡条件，具体包括：

11、根据所述上次关机时间和所述当前开机时间计算两次使用的间隔时间；

12、判断所述间隔时间是否等于自唤醒周期的休眠时长，得到第一判断结果；

13、若所述第一判断结果为是，则确定当前自唤醒周期的电池单元处于自唤醒状态并根据所述静态电压值和所述温度值确定每个电池单元对应的soc值；

14、判断当前自唤醒周期的电池单元中当前最高单体电压的电芯对应的soc值是否大于均衡保护值，得到第二判断结果；

15、若所述第二判断结果为是，则当前自唤醒周期内电池单元符合开启被动均衡条件；

16、若所述第二判断结果为否，则当前自唤醒周期内电池单元不符合开启被动均衡条件；

17、若所述第一判断结果为是，则确定当前自唤醒周期的电池单元处于人为唤醒状态。

18、可选地，如果当前自唤醒周期内电池单元符合开启被动均衡条件，对当前所有的电池单元进行排序和分组，确定需要被动均衡组，具体包括：

19、基于所有电池单元的soc值进行排序；

20、根据所有电池单元中最低电压的电池单元的soc值设置均衡soc差值门限；

21、根据排序后的soc值和均衡soc差值门限确定需要被动均衡组。

22、可选地，电池单元的预估均衡时间的表达式为：

23、

24、其中，tbal是电池单元x均衡预计所需的时间，socx是电池单元x当前的soc值，socmin是最低电压电池单元对应的soc值，socth是均衡soc差值门限，ibal是平均均衡电流，q0是额定单体容量，sohx是电池单元x的健康状态。

25、可选地，根据所述需要被动均衡组的电池单元的实际已均衡时间、所述系统预估最大均衡时间、所述系统预估最小均衡时间和所述预估均衡时间计算均衡损耗容量，具体包括：

26、当所述实际已均衡时间小于或者等于所述系统预估最小均衡时间时，根据如下公式计算均衡损耗容量；

27、

28、其中，为均衡时长为t的容量损耗，tbal_i为需要被动均衡组内第i个电池单元的预估均衡时间，soci是第i个电池单元的初始soc，soctgt是均衡结束时的目标soc，n为需要被动均衡组内的电池单元总数；t为实际已均衡时间；

29、当所述实际已均衡时间大于所述系统预估最小均衡时间且实际已均衡时间小于所述系统预估最大均衡时间时，根据如下公式计算均衡损耗容量；

30、

31、其中，k为系统内预估均衡时间等于当前实际已均衡时间的临界电池单元序号，1~k代表预估均衡时间大于当前已均衡时间的电池单元，k+1~n代表预估均衡时间小于当前已均衡时间的电池单元；

32、当所述实际已均衡时间大于或者等于所述系统预估最小均衡时间时，根据如下公式计算均衡损耗容量；

33、。

34、本发明还提供一种电池的被动均衡系统，包括：

35、设置模块，用于设置电源管理芯片的自唤醒周期；

36、获取模块，用于获取上次关机时间、当前开机时间、各电池单元的静态电压值、各电池单元的温度值；

37、被动均衡条件确定模块，用于根据所述自唤醒周期、上次关机时间、当前开机时间、静态电压值和温度值确定当前自唤醒周期内电池单元是否符合开启被动均衡条件；

38、排序和分组模块，用于如果当前自唤醒周期内电池单元符合开启被动均衡条件，对当前所有的电池单元进行排序和分组，确定需要被动均衡组；

39、计算模块，用于分别计算所述需要被动均衡组的电池单元的预估均衡时间、系统预估最大均衡时间和系统预估最小均衡时间；

40、均衡损耗容量确定模块，用于根据所述需要被动均衡组的电池单元的实际已均衡时间、所述系统预估最大均衡时间、所述系统预估最小均衡时间和所述预估均衡时间计算均衡损耗容量；所述均衡损耗容量用于对系统的soc进行补偿。

41、可选地，被动均衡条件确定模块具体包括：

42、间隔时间确定单元，用于根据所述上次关机时间和所述当前开机时间计算两次使用的间隔时间；

43、第一判断单元，用于判断所述间隔时间是否等于自唤醒周期的休眠时长，得到第一判断结果；

44、自唤醒状态确定单元，用于若所述第一判断结果为是，则确定当前自唤醒周期的电池单元处于自唤醒状态并根据所述静态电压值和所述温度值确定每个电池单元对应的soc值；

45、第二判断单元，用于判断当前自唤醒周期的电池单元中当前最高单体电压的电芯对应的soc值是否大于均衡保护值，得到第二判断结果；

46、被动均衡条件符合确定单元，用于若所述第二判断结果为是，则当前自唤醒周期内电池单元符合开启被动均衡条件；

47、被动均衡条件不符合确定单元，用于若所述第二判断结果为否，则当前自唤醒周期内电池单元不符合开启被动均衡条件；

48、人为唤醒状态单元，用于若所述第一判断结果为是，则确定当前自唤醒周期的电池单元处于人为唤醒状态。

49、可选地，排序和分组模块具体包括：

50、排序单元，用于基于所有电池单元的soc值进行排序；

51、设置单元，用于根据所有电池单元中最低电压的电池单元的soc值设置均衡soc差值门限；

52、分组单元，用于根据排序后的soc值和均衡soc差值门限确定需要被动均衡组。

53、本发明还提供一种电子设备，包括：

54、一个或多个处理器；

55、存储装置，其上存储有一个或多个程序；

56、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如所述的方法。

57、本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述的方法。

58、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

59、本发明设置电源管理芯片的自唤醒周期；获取上次关机时间、当前开机时间、各电池单元的静态电压值、各电池单元的温度值；根据所述自唤醒周期、上次关机时间、当前开机时间、静态电压值和温度值确定当前自唤醒周期内电池单元是否符合开启被动均衡条件；如果当前自唤醒周期内电池单元符合开启被动均衡条件，对当前所有的电池单元进行排序和分组，确定需要被动均衡组；分别计算所述需要被动均衡组的电池单元的预估均衡时间、系统预估最大均衡时间和系统预估最小均衡时间；根据所述需要被动均衡组的电池单元的实际已均衡时间、所述系统预估最大均衡时间、所述系统预估最小均衡时间和所述预估均衡时间计算均衡损耗容量；所述均衡损耗容量用于对系统的soc进行补偿。在自唤醒周期内对电池进行静态均衡，通过对各电池单元进行准确的容量的估计和差异比较来精确计算均衡时间以及损耗的容量，进而对系统soc值进行准确的定量补偿。