CN107415756A - 一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，判断电动汽车电池管理系统是否满足均衡的使能条件，如果满足，则允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡，如果不满足，则不允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡，具体的均衡方法包括单体放电量差计算、均衡电量计算及均衡电量存储等。本发明的均衡方法能够实现对电动汽车电池管理系统的均衡，且不会对电动汽车单体电池的寿命造成影响。

Description

一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体来说，涉及一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法。

背景技术

现有的电池组均衡技术，根据均衡过程中能量的消耗情况主要分为能量耗散型和能量非耗散型两大类。其中，能量耗散型电量均衡系统一方面容易导致能量的浪费，另一方面会带来热量管理的问题。能量非耗散型电量均衡系统的结构较为复杂，器件多，成本高，可靠性低，在电池组应用中当能量低的单体电池与能量高的单体电池相差较远时电池组内所需的均衡时间也较长。而现有的电池均衡控制方法多数是根据单体电池电压的高低进行判断以控制能量转移。众所周知，电池电压并不能准确地反映电池剩余电量，例如电压高的电池并不一定是电量最多的电池，则按简单的电压判断方法进行电量均衡，有可能加剧电池组电量的不均衡，从而降低电池组的使用寿命。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，判断电动汽车电池管理系统是否满足均衡的使能条件，如果满足，则允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡，如果不满足，则不允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡，具体的均衡方法包括如下步骤：

S1：对电动汽车电池管理系统上电；

S2：判断电动汽车电池管理系统是否满足下电超过标定时间且电池电荷状态大于电池电荷状态标定值，如果否，则执行S3，如果是，则执行S4；

S3：读取存储器均衡电量，并转至执行S8；

S4：计算所有电池单体放电量差；

S5：判断系统所有单体的压差是否大于或等于标定压差，最大放电量差大于标定放电量差,且最小放电量差小于等于标定放电量差，如果否，则执行S3，如果是，则执行S6；

S6：重新计算各单体的均衡目标电量初值；

S7：启动电池单体均衡；

S8：判断各单体均衡目标电量是否小于或者等于0，如果否，则执行S7，如果是，则执行S9；

S9：均衡结束；

S10：判断电动汽车电池管理系统是否下电，如果否，则执行S3，如果是，则执行S11；

S11：将剩余均衡电量存入存储器。

进一步的，均衡的使能条件包括：电池单体电压信号有效条件、无故障响应要求禁止均衡功能条件和从控制器电路板温度允许条件。

优选的，从控制器电路板温度允许条件具体包括：如果控制器温度高于标定值上限时，禁止启动该控制器所控制的全部单体的均衡功能，如果均衡功能已经启动，则关闭该均衡功能；如果控制器温度低于标定值下限时，允许启动该控制器所控制的全部单体的均衡功能；如果该控制器温度处于标定值上限和标定值下限之间时，保持单体均衡功能的允许或禁止状态。

优选的，标定值上限和标定值下限分别为70℃和60℃。

进一步的，步骤S5中，最大放电量差等于最高单体放电量减最低单体放电量，最小放电量差等于次低单体放电量减最低单体放电量，其中，单体放电量的计算公式为：

单体放电量=（100%-电池电荷状态）×标称容量。

进一步的，步骤S6中，各单体的均衡目标电量初值为单体当前放电量与最高单体放电量之差。

进一步的，步骤S8中，各单体均衡目标电量为该单体均衡目标电量初值减去单体均衡电流对时间的积分。

优选的，单体均衡电流的计算公式为：

单体均衡电流=（单体电压-二极管压降）×系数/均衡电阻阻值，

其中，二极管压降为0.7V，均衡电阻阻值为33Ω，系数默认为0.9。

本发明的有益效果：本发明的均衡方法能够实现对电动汽车电池管理系统的均衡，且不会对电动汽车单体电池的寿命造成影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，判断电动汽车电池管理系统是否满足均衡的使能条件，如果满足，则允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡，如果不满足，则不允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡，具体的均衡方法包括如下步骤：

S1：对电动汽车电池管理系统上电；

S2：判断电动汽车电池管理系统是否满足下电超过标定时间且电池电荷状态大于电池电荷状态标定值，如果否，则执行S3，如果是，则执行S4；

S3：读取存储器均衡电量，并转至执行S8；

S4：计算所有电池单体放电量差；

S5：判断系统所有单体的压差是否大于或等于标定压差，最大放电量差大于标定放电量差,且最小放电量差小于等于标定放电量差，如果否，则执行S3，如果是，则执行S6；

S6：重新计算各单体的均衡目标电量初值；

S7：启动电池单体均衡；

S8：判断各单体均衡目标电量是否小于或者等于0，如果否，则执行S7，如果是，则执行S9；

S9：均衡结束；

S10：判断电动汽车电池管理系统是否下电，如果否，则执行S3，如果是，则执行S11；

S11：将剩余均衡电量存入存储器。

在一具体实施例中，均衡的使能条件包括：电池单体电压信号有效条件、无故障响应要求禁止均衡功能条件和从控制器电路板温度允许条件。

在一具体实施例中，从控制器电路板温度允许条件具体包括：如果控制器温度高于标定值上限时，禁止启动该控制器所控制的全部单体的均衡功能，如果均衡功能已经启动，则关闭该均衡功能；如果控制器温度低于标定值下限时，允许启动该控制器所控制的全部单体的均衡功能；如果该控制器温度处于标定值上限和标定值下限之间时，保持单体均衡功能的允许或禁止状态。

在一具体实施例中，标定值上限和标定值下限分别为70℃和60℃。

在一具体实施例中，步骤S5中，最大放电量差等于最高单体放电量减最低单体放电量，最小放电量差等于次低单体放电量减最低单体放电量，其中，单体放电量的计算公式为：

单体放电量=（100%-电池电荷状态）×标称容量。

在一具体实施例中，步骤S6中，各单体的均衡目标电量初值为单体当前放电量与最高单体放电量之差。

在一具体实施例中，步骤S8中，各单体均衡目标电量为该单体均衡目标电量初值减去单体均衡电流对时间的积分。

在一具体实施例中，单体均衡电流的计算公式为：

单体均衡电流=（单体电压-二极管压降）×系数/均衡电阻阻值，

其中，二极管压降为0.7V，均衡电阻阻值为33Ω，系数默认为0.9。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，根据本发明所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，首先：判断电动汽车电池管理系统是否满足均衡的使能条件，如果满足，则允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡，均衡的使能条件包括：电池单体电压信号有效条件、无故障响应要求禁止均衡功能条件和从控制器电路板温度允许条件；在均衡时具体的均衡方法为：S1：对电动汽车电池管理系统上电；S2：判断电动汽车电池管理系统是否满足下电超过标定时间，且电池电荷状态大于电池电荷状态标定值，标定时间和电池电荷状态标定值可以根据具体情况进行标定，例如将标定时间设为2小时，电池电荷状态标定值为90%，如果否，则执行S3，如果是，则执行S4；S3：读取存储器均衡电量，并转至执行S8；S4：计算所有电池单体放电量差；S5：判断系统所有单体的压差是否大于或等于标定压差，最大放电量差大于标定放电量差,且最小放电量差小于等于标定放电量，标定压差和标定放电量差可以根据具体情况进行标定，本发明具体实施时标定压差为15mV，标定放电量差为10Ah，如果否，则执行S3，如果是，则执行S6；S6：重新计算各单体的均衡目标电量初值；S7：启动电池单体均衡；S8：判断各单体均衡目标电量是否小于或者等于0，如果否，则执行S7，如果是，则执行S9；S9：均衡结束；S10：判断电动汽车电池管理系统是否下电，如果否，则执行S3，如果是，则执行S11；S11：将剩余均衡电量存入存储器。

综上所述，本发明的均衡方法能够实现对电动汽车电池管理系统的均衡，且不会对电动汽车单体电池的寿命造成影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，其特征在于，判断电动汽车电池管理系统是否满足均衡的使能条件，如果满足，则允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡，如果不满足，则不允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡，具体的均衡方法包括如下步骤：

S1：对电动汽车电池管理系统上电；

S2：判断电动汽车电池管理系统是否满足下电超过标定时间且电池电荷状态大于电池电荷状态标定值，如果否，则执行S3，如果是，则执行S4；

S3：读取存储器均衡电量，并转至执行S8；

S4：计算所有电池单体放电量差；

S5：判断系统所有单体的压差是否大于或等于标定压差，最大放电量差大于标定放电量差,且最小放电量差小于等于标定放电量差，如果否，则执行S3，如果是，则执行S6；

S6：重新计算各单体的均衡目标电量初值；

S7：启动电池单体均衡；

S8：判断各单体均衡目标电量是否小于或者等于0，如果否，则执行S7，如果是，则执行S9；

S9：均衡结束；

S10：判断电动汽车电池管理系统是否下电，如果否，则执行S3，如果是，则执行S11；

S11：将剩余均衡电量存入存储器。

2.根据权利要求1所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，其特征在于，均衡的使能条件包括：电池单体电压信号有效条件、无故障响应要求禁止均衡功能条件和从控制器电路板温度允许条件。

3.根据权利要求2所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，其特征在于，从控制器电路板温度允许条件具体包括：如果控制器温度高于标定值上限时，禁止启动该控制器所控制的全部单体的均衡功能，如果均衡功能已经启动，则关闭该均衡功能；如果控制器温度低于标定值下限时，允许启动该控制器所控制的全部单体的均衡功能；如果该控制器温度处于标定值上限和标定值下限之间时，保持单体均衡功能的允许或禁止状态。

4.根据权利要求3所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，其特征在于，标定值上限和标定值下限分别为70℃和60℃。

5.根据权利要求1所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，其特征在于，步骤S5中，最大放电量差等于最高单体放电量减最低单体放电量，最小放电量差等于次低单体放电量减最低单体放电量，其中，单体放电量的计算公式为：

单体放电量=（100%-电池电荷状态）×标称容量。

6.根据权利要求1所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，其特征在于，步骤S6中，各单体的均衡目标电量初值为单体当前放电量与最高单体放电量之差。

7.根据权利要求6所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，其特征在于，步骤S8中，各单体均衡目标电量为该单体均衡目标电量初值减去单体均衡电流对时间的积分。

8.根据权利要求7所述的一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法，其特征在于，单体均衡电流的计算公式为：

单体均衡电流=（单体电压-二极管压降）×系数/均衡电阻阻值，

其中，二极管压降为0.7V，均衡电阻阻值为33Ω，系数默认为0.9。