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CN111231765A - 一种动力电池均衡控制方法 - Google Patents

一种动力电池均衡控制方法 Download PDF

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CN111231765A CN202010131137.6A CN202010131137A CN111231765A CN 111231765 A CN111231765 A CN 111231765A CN 202010131137 A CN202010131137 A CN 202010131137A CN 111231765 A CN111231765 A CN 111231765A
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China
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electric quantity
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郭晓东
郭齐杰
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Zhejiang Nandu Hongxin Power Technology Co Ltd
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Zhejiang Nandu Hongxin Power Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种动力电池均衡控制方法，包括步骤：S1满足条件一时，允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡控制；S2电池管理系统重新计算所有单体需要均衡的电量；S3计算放电量差；S4计算单体目标均衡电量；S5计算单体均衡电流；S6系统下电前需将每个单体目标均衡电量存储至EEPROM；系统下电前需将每个单体累计均衡电量存储至EEPROM；S7采集均衡过程中电池单体的电压；S8系统执行均衡使能动作时，以PWM的方式控制均衡的动作，PWM控制周期为第一预设时间，占空比为第一预设百分比。本发明可以在保证安全的情况下大大提高均衡的效率，从而有效延长电池的使寿命，提升电池的使用容量。

Description

一种动力电池均衡控制方法
技术领域
本发明涉及动力电池领域，具体来说，涉及一种动力电池均衡控制方法。
背景技术
目前，人们日益重视对环境的保护和能源的合理使用，因此，高效、节能、环保的电动汽车就成为汽车行业的发展趋势，电动车利用存储在电池中的电能作为能源。随着越来越多的电动汽车的应用，越来越多电池问题凸显出来，其中电池的一致性恶化是电池厂家急需解决的一个问题。动力电池在使用过程中，动力电池压差变大，从而使实际可充放电容量和续航里程大大缩减，电池均衡的必要性不言而喻。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种动力电池均衡控制方法，能够解决上述问题。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种动力电池均衡控制方法，其特征在于，包括步骤：
S1满足条件一时，允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡控制；
S2电池管理系统重新计算所有单体需要均衡的电量；
S3计算放电量差；
S4计算单体目标均衡电量；
重新计算目标均衡电量前提条件满足时，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；
均衡使能后，各单体均衡目标电量为该单体目标均衡电量初值减去均衡电流对时间的积分；
S5计算单体均衡电流；
S6系统下电前需将每个单体目标均衡电量存储至EEPROM；系统下电前需将每个单体累计均衡电量存储至EEPROM；
S7采集均衡过程中电池单体的电压；
BMS以PWM的方式来控制均衡动作的打开方式，以均衡关闭时采集到的电压作为计算电池状态、控制及诊断的参考值；
S8系统执行均衡使能动作时，以PWM的方式控制均衡的动作，PWM控制周期为第一预设时间，占空比为第一预设百分比。
进一步的，步骤S1中所述条件一包括：
S11电池单体电压信号有效；
S12均衡回路故障诊断完成，且无故障响应要求禁止均衡功能；
S13从控制器电路板温度允许。
进一步的，步骤S13中具体包括：
S131从控制器温度高于标定高值时，禁止启动或关闭该控制器所控制的全部单体的均衡功能；
S132从控制器温度低于标定低值时，允许启动控制器所控制的全部单体的均衡功能；
S133从控制器温度处于标定低值至标定高值之间时，保持单体均衡功能的允许/禁止状态。
进一步的，步骤S2中重新计算目标均衡电量的前提条件具体包括：
S21系统下电(低压下电)超过第二预设时间；
S22系统SOC＞＝第二预设容量；
S23系统上一次工作状态为“充电完成”状态，系统单体压差＞＝第一预设差值；
S24系统单体最大放电量差大于第三预设百分比的容量电量。
进一步的，步骤S3中计算放电量差具体包括：
定义单体电芯放电量为(100％-SOC)*标称容量；
最大放电量差＝最高单体放电量一最低单体放电量；
最小放电量差＝次低单体放电量+最低单体放电量。
进一步的，步骤S5中计算单体均衡电流具体包括：
单体均衡电流＝(单体电压-二极管压降)*系数/均衡电阻阻值；
二极管压降视为0.7V；
当前系统均衡电阻为33Ω；
系数与采样线的电阻及其他参数误差相关。
本发明的有益效果：本发明可以在保证安全的情况下大大提高均衡的效率，从而有效延长电池的使寿命，提升电池的使用容量。
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是动力电池均衡控制方法的流程示意图。
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动力电池均衡控制方法，其特征在于，包括步骤：
S1满足条件一时，允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡控制；
S2电池管理系统重新计算所有单体需要均衡的电量；
S3计算放电量差；
S4计算单体目标均衡电量；
重新计算目标均衡电量_前提条件满足时，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；
均衡使能后，各单体均衡目标电量为该单体目标均衡电量初值减去均衡电流对时间的积分；
S5计算单体均衡电流；
S6系统下电前需将每个单体目标均衡电量存储至EEPROM；系统下电前需将每个单体累计均衡电量存储至EEPROM；
S7采集均衡过程中电池单体的电压；
BMS以PWM的方式来控制均衡动作的打开方式，以均衡关闭时采集到的电压作为计算电池状态、控制及诊断的参考值；
S8系统执行均衡使能动作时，以PWM的方式控制均衡的动作，PWM控制周期为10s，占空比为50％。
在本发明的一个具体实施例中，步骤S1中所述条件一包括：
S11电池单体电压信号有效；
S12均衡回路故障诊断完成，且无故障响应要求禁止均衡功能；
S13从控制器电路板温度允许。
在本发明的一个具体实施例中，步骤S13中具体包括：
S131从控制器温度高于70℃(标定值)时，禁止启动(若已启动则关闭)该控制器所控制的全部单体的均衡功能；
S132从控制器温度低于60℃(标定值)时，允许启动控制器所控制的全部单体的均衡功能；
S133从控制器温度处于60℃至70℃之间时，保持单体均衡功能的允许/禁止状态。
在本发明的一个具体实施例中，步骤S2中重新计算目标均衡电量的前提条件具体包括：
S21系统下电(低压下电)超过3小时；
S22系统SOC＞＝80％；
S23系统上一次工作状态为“充电完成”状态，系统单体压差＞＝15mV；
S24系统单体最大放电量差大于3％的容量电量。
在本发明的一个具体实施例中，步骤S3中计算放电量差具体包括：
定义单体电芯放电量为(100％-SOC)*标称容量；
最大放电量差＝最高单体放电量-最低单体放电量；
最小放电量差＝次低单体放电量+最低单体放电量。
在本发明的一个具体实施例中，步骤S5中计算单体均衡电流具体包括：
单体均衡电流＝(单体电压-二极管压降)*系数/均衡电阻阻值；
二极管压降视为0.7V；
当前系统均衡电阻为33Ω；
系数与采样线的电阻及其他参数误差相关，默认为0.9(可标定)。
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 (6)

1.一种动力电池均衡控制方法，其特征在于，包括步骤：
S1满足条件一时，允许电池管理系统根据电池单体状态进行均衡控制；
S2电池管理系统重新计算所有单体需要均衡的电量；
S3计算放电量差；
S4计算单体目标均衡电量；
重新计算目标均衡电量前提条件满足时，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；
均衡使能后，各单体均衡目标电量为该单体目标均衡电量初值减去均衡电流对时间的积分；
S5计算单体均衡电流；
S6系统下电前需将每个单体目标均衡电量存储至EEPROM；系统下电前需将每个单体累计均衡电量存储至EEPROM；
S7采集均衡过程中电池单体的电压；
BMS以PWM的方式来控制均衡动作的打开方式，以均衡关闭时采集到的电压作为计算电池状态、控制及诊断的参考值；
S8系统执行均衡使能动作时，以PWM的方式控制均衡的动作，PWM控制周期为第一预设时间，占空比为第一预设百分比。
2.根据权利要求1所述的动力电池均衡控制方法，其特征在于，步骤S1中所述条件一包括：
S11电池单体电压信号有效；
S12均衡回路故障诊断完成，且无故障响应要求禁止均衡功能；
S13从控制器电路板温度允许。
3.根据权利要求2所述的动力电池均衡控制方法，其特征在于，步骤S13中具体包括：
S131从控制器温度高于标定高值时，禁止启动或关闭该控制器所控制的全部单体的均衡功能；
S132从控制器温度低于标定低值时，允许启动控制器所控制的全部单体的均衡功能；
S133从控制器温度处于标定低值至标定高值之间时，保持单体均衡功能的允许/禁止状态。
4.根据权利要求1所述的动力电池均衡控制方法，其特征在于，步骤S2中重新计算目标均衡电量的前提条件具体包括：
S21系统下电(低压下电)超过第二预设时间；
S22系统SOC＞＝第二预设容量；
S23系统上一次工作状态为“充电完成”状态，系统单体压差>＝第一预设差值；
S24系统单体最大放电量差大于第三预设百分比的容量电量。
5.根据权利要求1所述的动力电池均衡控制方法，其特征在于，步骤S3中计算放电量差具体包括：
定义单体电芯放电量为(100％-SOC)*标称容量；
最大放电量差＝最高单体放电量-最低单体放电量；
最小放电量差＝次低单体放电量+最低单体放电量。
6.根据权利要求1所述的动力电池均衡控制方法，其特征在于，步骤S5中计算单体均衡电流具体包括：
单体均衡电流＝(单体电压-二极管压降)*系数/均衡电阻阻值；
二极管压降视为0.7V；
当前系统均衡电阻为33Ω；
系数与采样线的电阻及其他参数误差相关。
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