一种锂电池的主动均衡控制方法、系统及可读存储介质与流程

本技术属于电池控制领域，尤其涉及一种锂电池的主动均衡控制方法、系统及可读存储介质。

背景技术：

1、在一些锂电池中，包括若干个串联的单体电池。锂电池制造过程中的微小差异会导致单体电池之间存在电压和容量的偏差。使用过程中，由于充放电、温度变化和使用时间等因素的影响，单体电池之间也会出现电压和容量的差异。此外，不同的工作环境和负载条件也会导致电池之间的充放电速度和效率不同。这些差异会导致电池组中的一些电池过早达到充电或放电限制，而其他电池仍有剩余能量可供使用。这造成了电池组的能量不平衡，降低了整个电池组的性能和寿命。

2、目前，锂电池的均衡主要分为主动均衡和被动均衡，其中，被动均衡是将电池多余电荷通过电阻转换为热量耗散掉，会造成能量的浪费；而主动均衡是将电荷较多的电池的能量转移到电荷较少的电池上，以达到均衡的目的。例如，专利cn110120558b中提供了一种锂离子电池的主动均衡控制方法及控制系统，包括：步骤s1、估算锂离子电池的剩余电量初值，以及实时获得锂离子电池的剩余电量估算值和锂离子电池的电压检测值；步骤s2、根据锂离子电池的剩余电量估算值与锂离子电池的电压检测值，分别计算锂离子电池的剩余电量平均值与锂离子电池的电压平均值；步骤s3、根据剩余电量平均值与电压平均值，判断出需要均衡的电池单体；步骤s4、对需要均衡的电池单体进行均衡。

3、然而上述主动均衡的控制方法，是通过更加精确的计算方式来提高控制系统的精度及可靠性，在实际应用中，而当单体电池串联时，电池之间传递电压经过的电池数量过多可能会导致产生的总热量越大，因为电流经过单体电池时，由于单体电池具有内阻，会产生热量，因此电池之间传递电压经过的电池数量过多可能会导致产生的总热量越大。如果不能及时排出，可能会导致电池过热甚至起火。降低了锂电池的电池健康和电池寿命。

技术实现思路

1、本技术提供了一种锂电池的主动均衡控制方法、系统及可读存储介质，用于降低主动均衡对锂电池的电池健康和电池寿命的损耗。

2、第一方面，本技术提供了一种锂电池的主动均衡控制方法，根据所有单体电池的平均电压和预设区间确定待平衡单体电池，该待平衡单体电池为其对应的电压小于该平均电压且不在该预设区间内的单体电池；将当前待平衡单体电池的电压及该平均电压输入单体电压均衡函数，得到可平衡电压阈值，并根据该可平衡电压阈值确定若干可平衡单体电池；根据预设电路图将若干该可平衡单体电池中正极方向与该待平衡单体电池的负极相连的若干电池确定为备选可平衡单体电池；确定若干该备选可平衡单体电池中与该待平衡单体电池之间的单体电池数量；将若干该备选可平衡单体电池中单体数量最少对应的备选可平衡单体电池确定为平衡单体电池；使用该平衡单体电池对该待平衡单体电池进行均衡操作，使该待平衡单体电池对应的第一电压处于该预设区间内。

3、通过采用上述技术方案，通过对所有单体电池的电压进行监测和分析，确定待平衡单体电池，再将待平衡单体电池的电压及平均电压到单体电压均衡函数，可以得到可平衡电压阈值，并根据该阈值确定若干可平衡单体电池。根据预设电路图将与待平衡单体电池的负极相连的若干电池确定为备选可平衡单体电池。然后确定备选可平衡单体电池中与待平衡单体电池之间的单体电池数量，并选择备选可平衡单体电池中单体数量最少的作为平衡单体电池。最后，使用平衡单体电池对待平衡单体电池进行均衡操作，减少了均衡过程中电流经过的单体电池数量，有效减少了热量的产生，降低了主动均衡对锂电池的电池健康和电池寿命的损耗。

4、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，该单体电压均衡函数为：

5、

6、公式中，该vi为该可平衡电压阈值，该vavg为该平均电压，该vmax为该预设区间的最大值，该vn为该当前待平衡单体电池的电压，该vdiff为电压差异，该a为调整该电压差异对该可平均电压阈值的影响系数，该b为调整单体电池数量对该可平均电压阈值的影响系数，该c为调整其他因素对该可平均电压阈值的影响系数，该d为该电压差异的影响系数。

7、通过采用上述技术方案，通过输入平均电压、预设区间的最大值、当前待平衡单体电池的电压和电压差异等参数，计算得到平衡电压阈值。其中，调整电压差异对可平均电压阈值的影响系数和其他因素对可平均电压阈值的影响系数可以根据实际情况进行调整。通过使用这个单体电压均衡函数，可以准确地计算出平衡电压阈值，为后续的均衡操作提供准确的参考。

8、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，该根据所有单体电池的平均电压确定待平衡单体电池，具体包括：确定所有单体电池的电压；根据该电压计算该所有单体电池的平均电压；根据该所有单体电池的平均电压确定待平衡单体电池。

9、通过采用上述技术方案，首先确定所有单体电池的电压。然后，根据电压计算所有单体电池的平均电压。最后，根据所有单体电池的平均电压确定待平衡单体电池。通过这个步骤，可以快速而准确地确定待平衡单体电池，为后续的均衡操作提供了准确的目标。这种方法可以有效地实现对锂电池的主动均衡控制，降低了主动均衡对锂电池的电池健康和电池寿命的损耗。

10、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，该使用该平衡单体电池对该待平衡单体电池进行均衡操作，使该待平衡单体电池对应的第一电压处于该预设区间内，具体包括：根据该锂电池的规格确定均衡电流及均衡时间；向均衡模块发送第一指令，使该均衡模块根据该第一指令使用该平衡单体电池并按照该均衡电流及均衡时间对该待平衡单体电池开始均衡操作。

11、通过采用上述技术方案，确定均衡电流及均衡时间，并向均衡模块发送第一指令，使均衡模块根据指令使用平衡单体电池对待平衡单体电池进行均衡操作。这样，通过控制均衡电流和均衡时间，可以有效地实现对待平衡单体电池的均衡操作，使其第一电压处于预设区间内，降低了主动均衡对锂电池的电池健康和电池寿命的损耗。

12、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，该根据该锂电池的规格确定均衡电流及均衡时间，具体包括：根据该锂电池的规格确定所有单体电池中的最大充电和放电电流；确定均衡电流，该均衡电流小于该最大充电和放电电流；根据该均衡电流及该锂电池的规格确定均衡时间。

13、通过采用上述技术方案，根据锂电池的规格，确定所有单体电池中的最大充电和放电电流，并以此为基础确定均衡电流，保证均衡电流小于最大充电和放电电流。同时，根据均衡电流和锂电池的规格，确定均衡时间。通过这种方法，可以根据锂电池的规格灵活地确定均衡电流和均衡时间，以便实现更加精确的均衡操作，降低了主动均衡对锂电池的电池健康和电池寿命的损耗。

14、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，在该向均衡模块发送第一指令，使该均衡模块根据该第一指令使用该平衡单体电池并按照该均衡电流及均衡时间对该待平衡单体电池开始均衡操作之后，该方法还包括：持续检测该待平衡单体电池的第一电压；在确定该第一电压处于该预设区间内的情况下，向该均衡模块发送第二指令使该均衡模块根据该第二指令结束该均衡操作。

15、通过采用上述技术方案，在均衡操作开始后，持续检测待平衡单体电池的第一电压，一旦确定第一电压处于预设区间内，向均衡模块发送第二指令，结束均衡操作。这样，可以根据实时监测的电压情况，及时结束均衡操作，避免过度均衡或均衡不充分的情况发生，降低了主动均衡对锂电池的电池健康和电池寿命的损耗。

16、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，在该在确定该第一电压处于该预设区间内的情况下，向该均衡模块发送第二指令使该均衡模块根据该第二指令结束该均衡操作之后，该方法还包括：重新确定该锂电池中所有单体电池的电压；在确定该所有单体电池的电压均不满足不处于该预设区间且小于该平均电压的情况下，向显示终端发送第三指令使该显示终端根据该第三指令显示均衡完成信息。

17、通过采用上述技术方案，在确定第一电压处于预设区间内并结束均衡操作后，重新确定所有单体电池的电压。如果确定所有单体电池的电压均不满足不处于预设区间且小于平均电压的情况，向显示终端发送第三指令，使其显示均衡完成信息。通过这种方式，可以及时反馈均衡操作的结果，方便用户监测和掌握电池的状态。

18、第二方面，本技术实施例提供了一种锂电池的主动均衡控制系统，该系统包括：电池确定模块，用于根据所有单体电池的平均电压和预设区间确定待平衡单体电池，该待平衡单体电池为其对应的电压小于该平均电压且不在该预设区间内的单体电池；

19、数据处理模块，用于将当前待平衡单体电池的电压及该平均电压输入单体电压均衡函数，得到可平衡电压阈值，并根据该可平衡电压阈值确定若干可平衡单体电池；

20、正负极确定模块，用于根据预设电路图将若干该可平衡单体电池中正极方向与该待平衡单体电池的负极相连的若干电池确定为备选可平衡单体电池；

21、电池数量确定模块，用于确定若干该备选可平衡单体电池中与该待平衡单体电池之间的单体电池数量；

22、备选电池确定模块，用于将若干该备选可平衡单体电池中单体数量最少对应的备选可平衡单体电池确定为平衡单体电池；

23、均衡模块，用于使用该平衡单体电池对该待平衡单体电池进行均衡操作，使该待平衡单体电池对应的第一电压处于该预设区间内。

24、第三方面，本技术实施例提供了一种锂电池的主动均衡控制系统，该系统包括：一个或多个处理器和存储器；该存储器与该一个或多个处理器耦合，该存储器用于存储计算机程序代码，该计算机程序代码包括计算机指令，该一个或多个处理器调用该计算机指令以使得系统执行如第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。

25、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当上述指令在系统上运行时，使得上述系统执行如第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。

26、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

27、1、本技术提供了一种锂电池的主动均衡控制方法，通过对所有单体电池的电压进行监测和分析，确定待平衡单体电池，再将待平衡单体电池的电压及平均电压到单体电压均衡函数，可以得到可平衡电压阈值，并根据该阈值确定若干可平衡单体电池。根据预设电路图将与待平衡单体电池的负极相连的若干电池确定为备选可平衡单体电池。然后确定备选可平衡单体电池中与待平衡单体电池之间的单体电池数量，并选择备选可平衡单体电池中单体数量最少的作为平衡单体电池。最后，使用平衡单体电池对待平衡单体电池进行均衡操作，减少了均衡过程中电流经过的单体电池数量，有效减少了热量的产生，降低了主动均衡对锂电池的电池健康和电池寿命的损耗。

28、2、本技术提供了一种锂电池的主动均衡控制方法，确定均衡电流及均衡时间，并向均衡模块发送第一指令，使均衡模块根据指令使用平衡单体电池对待平衡单体电池进行均衡操作。这样，通过控制均衡电流和均衡时间，可以有效地实现对待平衡单体电池的均衡操作，使其第一电压处于预设区间内，降低了主动均衡对锂电池的电池健康和电池寿命的损耗。

29、3、本技术提供了一种锂电池的主动均衡控制方法，根据锂电池的规格，确定所有单体电池中的最大充电和放电电流，并以此为基础确定均衡电流，保证均衡电流小于最大充电和放电电流。同时，根据均衡电流和锂电池的规格，确定均衡时间。通过这种方法，可以根据锂电池的规格灵活地确定均衡电流和均衡时间，以便实现更加精确的均衡操作，降低了主动均衡对锂电池的电池健康和电池寿命的损耗。