面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法

本申请涉及动力电池，特别涉及一种面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法。

背景技术：

1、近些年来，电动汽车越来越受到市场的青睐，而电动汽车的续航和充电问题仍是行业痛点。动力电池长期使用后，电池内阻增加，电池容量变低，电池组续航里程变短；单体之间的差异性愈来愈明显，造成恶性循环，使电池的性能加速衰退，会严重影响动力电池组的安全使用，进而不得不退役；此外更换新电池的成本是十分高昂的。因此，对于车用在役动力电池来说，如何提升和保障电池组的续航里程是迫在眉睫的。

技术实现思路

1、本申请提供了一种面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法，其优点是通过开展在线双向主动均衡技术，实现单体电池的充分合理利用、电池组使用寿命延长以及整车运行效率改善等目标，具有重要的理论研究意义与工程应用价值。

2、第一方面，本申请提供一种面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、将若干单体电池进行分组，并在每组内配置第一主动均衡模块，在相邻组间配置第二主动均衡模块，第二主动均衡模块用于组间均衡控制；

4、获取所有单体电池的电压信息、电流信息、单体序号以及温度信息；

5、第一主动均衡模块按如下策略对组内单体电池进行均衡控制：

6、若系统soc范围为0％～10％或90％～100％时，均衡指标为端电压；对电池组内单体按照端电压大小进行排序，并进行配对，将第i个单体对表示为l为电池组内单体总数；当采用降序排序时，单体对进行充电；当采用升序排序时，单体对进进行充电；

7、若系统soc范围为10％～90％时，均衡指标为soc；对电池组内单体按照soc大小进行排序，并进行配对，并将第j个配对记为当采用降序排序时，单体对进行充电；当采用升序排序时，单体对进行充电。

8、进一步的，还包括步骤：根据获得的组内单体电池的电压信息、电流信息、单体序号以及温度信息，定期更新单体电池的配对信息。

9、进一步的，还包括步骤：通过错位脉动式电流控制策略获得均衡电流，包括以下具体步骤：

10、step1：将均衡电流划分成多档设计；

11、step2：计算电池组不一致因子，定义串联型电池组不一致因子：

12、

13、式中，σi表示第i个电池组内单体电池之间的不一致程度，x表示单体电池状态，包括单体soc、端电压，为均值，l为电池组内单体总数；若系统soc范围为0％～10％或90％～100％时，x为单体端电压；反之，x为单体soc；

14、当不一致因子小于一设定值时，重复step2；反之启动均衡任务，并完成电池组内单体的配对；

15、step3：根据电池组不一致因子大小，分阶调整均衡电流档位；

16、step4：根据电池组不一致因子大小，调整各路单体对的均衡脉宽tk，其中表示向下取整函数；均衡脉宽tk设计如下：

17、tk＝λkt0

18、式中，t0为设计初值，λk为衰减系数且满足随着均衡效果逐渐明显，当电池组不一致因子低于一定阈值时，各路单体对的均衡脉宽趋于一致，即

19、step5：当满足主动均衡条件时，按照端电压极差或soc极差大小进行降序排列，并依次接通一个或多个单体对的物理链路以便进行能量转移；当完成最后一个单体对均衡时，历时记为一个主动均衡周期；当某路或某几路单体对满足均衡截止条件时，断开相应的物理链路；

20、step6：重复step2–step5，精准管控单体对的能量转移。

21、进一步的，还包括步骤：过温检测，实时采集电池组温度信息，当监测到连续多次超过温度阈值时，暂停主动均衡任务，并予以相应的过压示警，且在过温严重时会主动掉电。

22、进一步的，还包括步骤：过流检测，在主动均衡过程中，实时采集各个均衡支路的电流信息，当监测到连续多次超过电流阈值时，暂停主动均衡任务，并予以相应的过流示警，且在过流严重时会主动掉电。

23、进一步的，还包括步骤：过充过放监测，车辆充电过程中，优先对达到最高截止电压的单体进行能量转移，并予以疑似过充示警；车辆放电过程中，优先对达到最低截止电压的单体进行能量补给，并予以疑似过放示警。

24、第二方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存贮有计算机程序，所述计算机程序被处理器调用并执行时实现如上所述的方法。

25、第三方面，本申请提供一种计算机可读介质，所述计算机可读介质中存贮有计算机程序，所述计算机程序被处理器调用并执行时实现如上所述的方法。

26、综上所述，本申请的有益效果是：本申请围绕电池组“木桶效应”问题，通过开展在线双向主动均衡技术，实现单体电池的充分合理利用、电池组使用寿命延长以及整车运行效率改善等目标，具有重要的理论研究意义与工程应用价值。

技术特征：

1.一种面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法，其特征在于，还包括步骤：根据获得的组内单体电池的电压信息、电流信息、单体序号以及温度信息，定期更新单体电池的配对信息。

3.根据权利要求1所述的面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法，其特征在于，还包括步骤：通过错位脉动式电流控制策略获得均衡电流，包括以下具体步骤：

4.根据权利要求1所述的面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法，其特征在于，还包括步骤：过温检测，实时采集电池组温度信息，当监测到连续多次超过温度阈值时，暂停主动均衡任务，并予以相应的过压示警，且在过温严重时会主动掉电。

5.根据权利要求1所述的面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法，其特征在于，还包括步骤：过流检测，在主动均衡过程中，实时采集各个均衡支路的电流信息，当监测到连续多次超过电流阈值时，暂停主动均衡任务，并予以相应的过流示警，且在过流严重时会主动掉电。

6.根据权利要求1所述的面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法，其特征在于，还包括步骤：过充过放监测，车辆充电过程中，优先对达到最高截止电压的单体进行能量转移，并予以疑似过充示警；车辆放电过程中，优先对达到最低截止电压的单体进行能量补给，并予以疑似过放示警。

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存贮有计算机程序，所述计算机程序被处理器调用并执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的方法。

8.一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质中存贮有计算机程序，所述计算机程序被处理器调用并执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的方法。

技术总结
本申请公开了一种面向车用在役动力电池的在线高效双向主动均衡方法包括以下步骤：将若干单体电池进行分组，并在每组内配置第一主动均衡模块，在相邻组间配置第二主动均衡模块，第二主动均衡模块用于组间均衡控制；获取所有单体电池的电压信息、电流信息、单体序号以及温度信息；第一主动均衡模块对组内单体电池进行均衡控制。本申请优点是通过开展在线双向主动均衡技术，实现单体电池的充分合理利用、电池组使用寿命延长以及整车运行效率改善等目标，具有重要的理论研究意义与工程应用价值。

技术研发人员：章军辉,付宗杰,郑明强,刘禹希
受保护的技术使用者：常熟理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/27