一种电池组的被动均衡方法与流程

文档序号:33733561发布日期:2023-04-06 05:18阅读:66来源:国知局
本发明涉及电池组技术设计领域,尤其是一种电池组的被动均衡方法。
背景技术
::1、在电池组使用过程中,由于前期配组、单个电芯之前存在材质等差异,经过长时间的充放电,单体电芯之间会产生电压、内阻、容量的不一致性,由于短板效应,这将导致整个电池组的实际使用容量小于额定使用容量,所以电池管理系统提供了均衡功能来大大减少电池组不一致的情况,保证了整个电池组的实际使用容量。但如果电池管理系统的均衡控制策略使用不当,也会造成电池组的一致性不能得到改善,还可能造成电池能量过度消耗的情况。2、现有技术的电池组被动均衡控制策略存在以下问题:3、(1)实时动态soc的计算是存在波动性的,随着充放电过程中各个电芯电压电流等快速变化,soc会引出误差,因此过程中实时计算的tbalx也会发现波动,导致tbalx不准确。4、(2)针对不同的电芯类型,尤其是lfp磷酸铁锂电芯,由于电芯特性,lfp磷酸铁锂电芯具有一个较大的平台区及充放电过程中存在极化特性等因素,实时动态soc在平台区的误差会显著变大,因此过程中实时计算的tbalx也会发现波动,导致tbalx不准确,从而出现过度均衡。技术实现思路1、为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供了一种电池组的被动均衡方法,其通过使用静态ocv查表的方式获取更精准的单体电芯剩余容量,可以有效消除现有技术电池组充放电过程中soc估算引入的误差,从而使得被动均衡执行器执行均衡控制的效果更加精准;同时其根据不同电芯类型和采集精度,以加权的方式进行均衡时间计算,保证均衡时间的评估是符合实际要求的。2、为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案来实现的:3、一种电池组的被动均衡方法,所述方法包括:4、s1,获取在不同温度下,目标电芯的静态ocv数据;5、s2,判断电池组是否满足ocv校准条件;若是,则触发ocv校准并执行s3-s6;若否,则不触发ocv校准;6、s3,根据当前各个单体电芯温度t、电流采集值current、各个单体电芯电压采集值vcellx、以及s1中获取的目标电芯的静态ocv数据,计算得到电池组中每个单体电芯的soc-ocv值socx1;7、s4,根据s3中得到的各个单体电芯的soc-ocv值socx1,计算得到每个单体电芯的待均衡容量△socx;8、s5,根据s4中得到的各个单体电芯的待均衡容量△socx,计算出每个单体电芯的均衡时间tblax;9、s6,被动均衡执行器根据s5中得到的各个单体电芯的均衡时间tblax执行均衡控制。10、采用上述方法,通过步骤s1获取得到目标电芯的静态ocv值并建立ocv表,电池组在充放电过程中,通过使用静态ocv查表的方式获取更精准的单体电芯剩余容量,可以有效消除现有技术电池组充放电过程中soc估算引入的误差,从而使得被动均衡执行器执行均衡控制的效果更加精准。11、进一步地,在执行完所述步骤s6完成电池组均衡后,继续执行所述步骤s2判断电池组是否满足ocv校准条件。12、进一步地,在步骤s5中,根据不同电芯类型和采集精度,通过各个单体电芯的待均衡容量△socx计算每个单体电芯的均衡时间tblax过程中进行加权处理。13、所述采集精度指被动均衡模型中采集器的采集精度,即在步骤s3中对各个单体电芯温度t、电流采集值current、各个单体电芯电压采集值vcellx的采集精度。14、采用上述方法,考虑采集器的采集精度对剩余荷电荷量的估算影响,以加权的方式进行均衡时间的计算,保证不会因为采集精度的问题导致过度均衡,影响最终的均衡效果;15、针对不同的电芯类型考虑不同的加权系数,保证均衡时间的评估是符合实际要求的,以确保均衡效果。16、进一步地,在步骤s5中,17、tblax=k1×k2×△socx/ibal18、其中,ibal为被动均衡执行器的额定均衡电流,k1为被动均衡执行器的均衡效率,k2为不同电芯类型和采集精度补偿因子。19、进一步地,被动均衡执行器的均衡效率k1的计算公式为:20、k1=duty×vcellx/vnom21、其中,duty表示被动均衡执行器的执行周期,vcellx表示各个单体电芯的当前电压值,vnom表示电芯的额定电压值。22、进一步地,不同电芯类型和采集精度补偿因子k2的计算步骤包括:23、a,根据采集精度以及步骤s1中获取的目标电芯的静态ocv数据tablesoc-ocv反向计算出电芯的精度误差table△soc;24、b,根据各个单体电芯的温度t、各个单体电芯电压采集值vcellx、以及步骤a中计算得到的电芯的精度误差table△soc,计算得到各个单体电芯的精度单体电芯待均衡容量△socx1;25、c,通过将各个单体电芯的精度单体电芯待均衡容量△socx1与该单体电芯的待均衡容量△socx进行比较,并获得k2:26、27、采用上述方法,所述步骤a中,每个采集器对于每种电芯的采集精度不同,且每个采集器能够建立针对不同电芯类型的精度表,均衡模型能够轻松通过对应目标电芯所对应的采集器精度表反向查表以得到电芯的精度误差table△soc,故在k2的获取中就对采集器的采集精度和不同电芯类型进行了考虑,以保证均衡时间是符合实际要求,保证最终均衡效果。28、进一步地,所述步骤s1包括:29、s11,测量获取目标电芯在不同温度下的标准容量;30、s12,测量获取目标电芯在不同温度下的静态ocv数据。31、进一步地,步骤s11包括:32、s11a,选定一个第一测量温度;33、s11b,在该第一测试温度下,用标准充电流程将电池充满;34、s11c,静置第一预设时间;35、s11d,用标准放电流程满放,记录放电容量;36、s11e,重复s11b-s11d步骤n次,计算n次放电容量的平均值作为该第一测量温度下的标准容量;37、s11f,改变第一测量温度,并执行s11b-s11f,得到目标电芯在不同温度下的标准容量。38、进一步地,步骤s12包括:39、s12a,选定一个与第一测试温度相等的第二测试温度;40、s12b,在该第二测试温度下,用标准充电流程将电池充满;41、s12c,静置第二预设时间,记录当前ocv;42、s12d,以标准放电电流工况放出a%soc的电量;43、s12e,静置第三预设时间,记录当前ocv;44、s12f,重复步骤s12d-s12e,直至电量放空,获取得到该第二测试温度下目标电芯的静态ocv数据;45、s12g,选定剩余第一测试温度数据中的一个作为新的第二测试温度,并执行s12b-s12g,得到目标电芯在不同温度下的静态ocv数据。46、其中,步骤s12 d中,目标电芯第一次放电时以该温度下的标准容量为基准。47、进一步地,所述第一测试温度的选取在-30至60℃范围内,且每隔10℃选取一个值,即第一测试温度选取-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃这几个测试点,由于第二测试温度与所述第一测试温度选取相同,故第二测试温度也选取这几个测试点;48、所述第一预设时间为30min;所述n为3;所述第二预设时间为4h;所述a为5;所述第三预设时间为3h。49、进一步地,所述步骤s2中,50、实时计算电池组处于静止状态的时间tocv:51、52、其中,tocvinit为电芯处于静止状态的累计时间初始值;tocvk为当前时刻的电芯处于静止状态的累计时间;tocvk-1为上一时刻的电芯处于静止状态的累计时间,△t1为静止时间间隔;t为电池组处于静止状态的时刻,t=0可以理解为电芯处于静止状态的第0时刻,此时tocv=tocvinit;t大于0可以理解为电芯处于静止状态的第n(n大于0)时刻,此时tocv=tocvk。53、当电池组处于静止状态的时间tocv满足soc静态ocv校准条件时,触发ocv校准,即当tocv大于预设值触发ocv校准,反之不触发ocv校准。54、进一步地,所述步骤s4包括:55、s41,根据s3中获取到的各个单体电芯的soc-ocv值socx1得到各个单体电芯的soc值socx:56、socx=socx1;57、s42,对s41中获取到的各个单体电芯的soc值进行比较,得到单体电芯中最小的soc值socmin;58、s43,将每个单体电芯的soc值socx与最小soc值socmin相比较,得到每个单体电芯的带均衡容量△socx:59、△socx=socx-socmin。60、进一步地,所述步骤s6中,61、将s5中得到的各个单体电芯的均衡时间tblax作为每个单体电芯待均衡时间的初始值,被动均衡执行器执行均衡控制:62、tblax(k)=tblax(k-1)-△t263、其中,tblax(k)为当前时刻的单体电芯的待均衡时间,tblax(k-1)为上一时刻该单体电芯的待均衡时间,△t2为均衡时间间隔;初始时刻,tblax(k)=tblax;64、当tblax(k)清零时,则表示该单体电芯已完成均衡。65、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:66、(1)本发明的电池组的被动均衡方法,其通过使用静态ocv查表的方式获取更精准的单体电芯剩余容量,可以有效消除现有技术电池组充放电过程中soc估算引入的误差,从而使得被动均衡执行器执行均衡控制的效果更加精准。67、(2)本发明的电池组的被动均衡方法,其根据不同电芯类型和采集精度,以加权的方式进行均衡时间计算,保证均衡时间的评估是符合实际要求的。68、(3)本发明的电池组的被动均衡方法,其特别适用于采用lfp磷酸铁锂电芯的电池组。当前第1页12当前第1页12
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