一种电池组充电均衡优化方法与流程

本发明属于电池组领域，涉及电池均衡技术，具体是一种电池组充电均衡优化方法。

背景技术：

1、由于电池组中的每个单体电池的并不完全相同，例如电池的内阻或容量有所差异，成组使用的时候，电池电量消耗的速度也有所不同，导致在充电或放电时，电池容量变化速度产生差异；从而在长期使用的情况下，各个单体电池的电压会逐渐分化，并进一步的导致电池使用寿命大大缩短；因此，需要对电池组采用电池均衡技术；

2、电池均衡技术包括两种，一种是被动均衡，另一种是主动均衡；目前主流方式为使用主动均衡；主动均衡的原理在于高电压电池的一部分电量通过转换装置回送到电池电路或直接转送到低电压电池中，用到的储能元件主要为电容或电感，通过电容或电感的反复充放电实现电池组内各电池电压的基本平衡；

3、而目前的电池均衡技术往往是采用动态均衡的方式，即在给不均衡单体电池充电或放电过程中，导致了电池组中单体电池电压的平均值发生变化，从而需要时刻跟踪电压平均值的变化，时刻调整单体电池的充放电状态，极大的降低了电池均衡效率；

4、为此，提出一种电池组充电均衡优化方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电池组充电均衡优化方法，该一种电池组充电均衡优化方法通过设置控制器与充放电支路用于控制单体电池的充电与放电；实时获取电池组中每个单体电池的电压，并计算出电压的平均值；根据电压的平均值以及预设的电压差阈值将单体电池分为两个子集合；一个子集合为待充电，一个子集合为待放电；获取两个子集合中单体电池数量较小的子集合中单体电池的数量，并保证每次充电和放电的单体电池的数量一致；通过保证电池组中充放电电量时刻保持均衡，保证电压平均值保持不变，解决了因电压平均值动态变化而导致均衡难以达成，从而电池均衡效率低的问题。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种电池组充电均衡优化方法，包括以下步骤：

3、步骤一：获取电动汽车电池组中的单体电池组成的电路构造信息；

4、步骤二：根据单体电池组组成电路的实际构造信息，设置若干充放电支路；

5、步骤三：根据单体电池组组成电路的实际构造信息，设置控制器；该控制器用于实时获取每个单体电池的电压值；将每个单体电池标记为b；将单体电池b的实时电压标记为vb；

6、步骤四：根据每个单体电池的电压值实时计算电压值的平均值；将电压值的平均值标记为vp；

7、步骤五：根据实际电池组均衡调节经验，设置电压差阈值vy；从所有单体电池中获取电压值vb和电压平均值vp的差值大于电压差阈值vy的单体电池；将符合条件的单体电池集合标记为b；

8、步骤六：根据每个单体电池在单体电池集合b中的时间占比，提醒汽车车主更换问题单体电池；

9、步骤七：将单体电池集合b中的单体集合根据电压值vb与电压差阈值vy的关系分为大于电压差阈值vy的子集合以及小于电压差阈值vy的子集合；

10、步骤八：选择子集合中单体电池数量较少的子集合中的单体电池数量标记为同时充电以及放电的单体电池数量；将该数量标记为n；

11、步骤九：同一时间以相同的充电速度和放电速度各选数量n个单体电池进行充电和放电操作；直至某一个单体电池b的电压值经充电或放电后达到vp-vy或vp+vy；并更新单体电池集合b；

12、步骤十：重复步骤七-步骤九，直至单体电池集合b中的单体电池数量为0；

13、电池均衡技术包括两种，一种是被动均衡，另一种是主动均衡；目前主流方式为使用主动均衡；主动均衡的原理在于高电压电池的一部分电量通过转换装置回送到电池电路或直接转送到低电压电池中，用到的储能元件主要为电容或电感，通过电容或电感的反复充放电实现电池组内各电池电压的基本平衡；

14、其中，获取电动汽车电池组中的单体电池组成的电路构造信息的方式为根据电动汽车所使用的电池组型号查阅制造商提供的电池组模拟电路图；

15、其中，所述充放电支路主要用于分别对串联电池组中的对应的单体电池充电；在每个充放电支路中包括若干可控开关，所述可控开关由控制器进行控制；

16、其中，所述控制器通过控制可控开关的闭合或断开来控制充放电支路的闭合和断开；当可控开关闭合时，单体电池通过充放电支路进行充电或放电；当可控开关断开时，单体电池保持现有状态；

17、所述充放电支路对每个单体电池的充电速度和放电速度保持一致；且同一个单体电池的充电速度与放电速度保持一致；

18、其中，所述根据每个单体电池在单体电池集合b中的时间占比，提醒汽车车主更换问题单体电池包括以下步骤：

19、步骤s1：统计每个单体电池b在单体电池集合b中的时长；将该时长标记为tbg；

20、步骤s2：统计每个单体电池b从安装在电池组后所经过的时长；将该时长标记为tbo；

21、步骤s3：计算每个单体电池b在电池集合b中的时长比例pb；时长比例pb的计算公式为

22、步骤s4：根据实际经验预设故障时长比例系数k；若时长比例pb>k，则说明单体电池b较长时间处于电压消耗速度异常的状态，因此，可能出现故障；通过发起声音报警的方式提醒电动汽车车主存在单体电池异常的情况；否则，不做处理；

23、将单体电池集合b中小于电压平均值vp的单体电池集合标记为b1；将单体电池集合b中大于电压平均值vp的单体电池集合标记为b2；将单体电池集合b1的单体电池数量标记为n1；将单体电池集合b2的单体电池数量标记为n2；则n为单体电池数量n1和单体电池数量n2中较小的一个；

24、从电池组中各选数量n个单体电池进行充电和放电操作包括以下步骤：

25、步骤p1：将单体电池集合b1和单体电池集合b2分别根据电量从小到大以及从大到小进行排序；

26、步骤p2：判断当前电池组中处于充电状态和处于放电状态的单体电池的数量；将处于充电状态的单体电池数量标记为l1；将处于放电状态的单体电池数量标记为l2；

27、步骤p3：计算r1＝n-l1以及r2＝n-l2；若r1>0或r2>0，则转至步骤p4；否则若r1<0或r2<0，则转至步骤p5；

28、步骤p4：从单体电池集合b1或单体电池集合b2中选择r1个电量最小的单体电池或选择r2个电量最大的单体电池，闭合对应的充放电支路，进行充电或放电操作；

29、步骤p5：从单体电池集合b1或单体电池集合b2中选择|r1|个电量最小的单体电池或选择|r2|个电量最大的单体电池，断开对应的充放电支路，关闭充电或放电操作。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、本发明通过设置控制器与充放电支路用于控制单体电池的充电与放电；实时获取电池组中每个单体电池的电压，并计算出电压的平均值；根据电压的平均值以及预设的电压差阈值将单体电池分为两个子集合；一个子集合为待充电，一个子集合为待放电；获取两个子集合中单体电池数量较小的子集合中单体电池的数量，并保证每次充电和放电的单体电池的数量一致；通过保证电池组中充放电电量时刻保持均衡，保证电压平均值保持不变，解决了因电压平均值动态变化而导致均衡难以达成，从而电池均衡效率低的问题。