CN103730931B - 一种适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法，所述混合动力车辆电池系统包括主控单元和分别控制各电池模块的从控单元,具体包括：步骤一：车辆系统上电开机时，各从控单元分别判断电池组一致性，计算出均衡时间T0并保存；步骤二：各从控单元对目标电池进行放电均衡；步骤三：当系统每次下电或均衡停止时，根据已均衡的时间计算当前需要均衡的剩余时间Tn并保存，下次均衡再开启时，从当前记录的剩余时间Tn开始均衡，直到剩余均衡减少为零时停止均衡。本发明将均衡时间平均分成若干段，每均衡一个平均段时间系统记录一次已均衡时间，这样车辆间断使用或连续使用都能准确控制均衡开启时间，保证不同使用工况下均衡效果一致。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力车辆，特别涉及一种适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法。
背景技术
电动汽车动力电池组由多节电池串联组成，由于电池间不一致性的存在，为提高电池间一致性，一般BMS都对电池组进行均衡管理。电动汽车按工况分两大类，一类是纯电动，一类是混合动力，电动汽车类型不同电池组进行均衡需要达到的目标也不同，纯电动均衡目标是容量最大化、能量最大化、电池SOC高端对齐，混合动力均衡目标是电池SOC中间对齐，可用功率最大化。由于行车工况不同，均衡目标不同，且由于混合动力车辆有大倍率的充放电工况，电池一致性的好坏也更容易表现出来，因此电池均衡对混合动力有着更重要的意义，所以需要制定适用于混合动力车辆的均衡方法，提高电池组的一致性。
电动汽车BMS均衡方式主要分充电均衡和放电均衡两种方式，对于混合动力，没有外部充电口，且没有完整的充放电过程，所以充电均衡不适合混合动力车辆。放电均衡策略方法是按纯电动工况，在充电末端进行电池一致性判断，计算需要均衡的电池位置和容量，在充电过程中开启均衡，对于混合动力没有完整的充电过程，均衡判断时机不能选择在充电末端，也不能只在充电过程中才启动均衡，且存在高倍率充放电，电池电压剧烈变化，无法在充电过程判断电池一致性，如按纯电动方式进行均衡电池位置和容量判断计算会造成误均衡，电池组一致性变差，所以一般放电均衡方法不适用混合动力车辆。
缺点和不足：充电均衡方法需要完整的充电过程，混合动力车辆无法采用。一般放电均衡方法如应用到混合动力车辆会失去均衡机会或造成均衡误开启，电池组一致性反而变差。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷与不足，本发明提供一种适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法，所述混合动力车辆电池系统包括主控单元和分别控制各电池模块的从控单元,具体包括：
步骤一：车辆系统上电开机时，各从控单元分别判断电池组一致性，判断需均衡的电池位置和计算需要的均衡容量，再根据所述均衡容量计算出均衡时间T0并保存；
步骤二：主控单元启动均衡命令，各从控单元按步骤一计算的均衡时间对目标电池进行放电均衡；
步骤三：当系统每次下电或均衡停止时，根据已均衡的时间计算当前需要均衡的剩余时间Tn并保存，下次均衡再开启时，从当前记录的剩余时间Tn开始均衡，直到剩余均衡减少为零时停止均衡。
优选的，步骤三所述的剩余均衡时间Tn的计算方法为：将步骤一所述的均衡时间T0平均分成若干段，每段时间为ΔT，每均衡ΔT段时间系统记录一次已均衡时间ΔTN，当系统下电或均衡停止时，剩余均衡时间Tn= T0-ΔTN，其中N表示系统记录已均衡时间的次数。
优选的，所述的均衡时间T0=均衡容量/均衡电流，所述均衡电流是恒定的。
具体的，主控单元统一向各从控单元发送均衡控制命令，控制各从控单元统一进行均衡判断、计算、开启、停止，以及反馈。
与现有技术相比，本发明所述的适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法，将均衡时间平均分成若干段，每均衡一个平均段时间系统记录一次已均衡时间，这样车辆间断使用或连续使用都能准确控制均衡开启时间，保证不同使用工况下均衡效果一致。且本发明的均衡方法不需要外部设备，可在行车过程中进行均衡，提高电池组一致性。
附图说明
图1是本发明所述的主控单元与从控单元的均衡控制的示意图。
具体实施方式
为方便本领域的技术人员了解本发明的技术内容，下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明所揭示的混合动力车辆电池系统包括主控单元和分别控制各电池模块的从控单元，所述的适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法，具体包括：
步骤一：车辆系统上电开机时，电池若已充分静置，那么此时是判断电池一致性的最好时机，各从控单元分别判断电池组一致性，判断需均衡的电池位置和计算需要的均衡容量，再根据所述均衡容量计算出均衡时间T0并保存；均衡时间=均衡容量/均衡电流，均衡电流是恒定的，估算出均衡容量就可估算出均衡时间，均衡容量=（单体SOC – 最低SOC）* 电池额定容量。电池开路电压OCV与SOC有较好的线性关系可计算出各单体SOC按单体电池SOC差异进行均衡判断计算，OCV与SOC没有较好线性关系按单体电池电压差异进行均衡判断计算。
步骤二：主控单元启动均衡命令，各从控单元按步骤一计算的均衡时间对目标电池进行放电均衡，均衡电流是恒定的；
步骤三：当系统每次下电或均衡停止时，根据已均衡的时间计算当前需要均衡的剩余时间Tn并保存，下次均衡再开启时，从当前记录的剩余时间Tn开始均衡，直到剩余均衡减少为零时停止均衡，。。所述的剩余均衡时间Tn的计算方法为：将步骤一所述的均衡时间T0平均分成若干段，每段时间为ΔT，每均衡ΔT段时间系统记录一次已均衡时间ΔTN，当系统下电或均衡停止时，剩余均衡时间Tn= T0-ΔTN，其中N表示系统记录已均衡时间的次数。例如开始计算出需要均衡时间共100Min，平均分成100段，每段1Min，均衡每开启1Min就把需要均衡时间减少1Min并保存当前剩余时间，如第1次开启减至剩余均衡时间为40Min均衡停止并保存剩余时间，下次均衡再开启时就从40Min开始逐步减少直至减到0Min时，关闭均衡。这样车辆间断使用或连续使用都能准确控制均衡开启时间，保证不同使用工况下均衡效果一致。
所述的主控单元与从控单元的均衡控制的示意图如图1所示，主控单元统一向各从控单元发送均衡控制命令，控制各从控单元统一进行均衡判断、计算、开启、停止，以及反馈。
上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法，所述混合动力车辆电池系统包括主控单元和分别控制各电池模块的从控单元,其特征在于，具体包括：
步骤一：车辆系统上电开机时，各从控单元分别判断电池组一致性，判断需均衡的电池位置和计算需要的均衡容量，再根据所述均衡容量计算出均衡时间T0并保存；
步骤二：主控单元启动均衡命令，各从控单元按步骤一计算的均衡时间对目标电池进行放电均衡；
步骤三：当系统每次下电或均衡停止时，根据已均衡的时间计算当前需要均衡的剩余时间Tn并保存，下次均衡再开启时，从当前记录的剩余时间Tn开始均衡，直到剩余均衡减少为零时停止均衡；
所述的均衡时间T0=均衡容量/均衡电流，所述均衡电流是恒定的，当电池开路电压OCV与SOC有线性关系时，计算出各单体SOC按单体电池SOC差异进行均衡判断计算，均衡容量=（单体SOC–最低SOC）*电池额定容量；当OCV与SOC没有线性关系时，按单体电池电压差异进行均衡判断计算。
2.根据权利要求1所述的适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法，其特征在于，步骤三所述的剩余均衡时间Tn的计算方法为：将步骤一所述的均衡时间T0平均分成若干段，每段时间为ΔT，每均衡ΔT段时间系统记录一次已均衡时间ΔTN，当系统下电或均衡停止时，剩余均衡时间Tn=T0-ΔTN，其中N表示系统记录已均衡时间的次数。
3.根据权利要求2所述的适用于混合动力车辆电池系统的均衡方法，其特征在于，主控单元统一向各从控单元发送均衡控制命令，控制各从控单元统一进行均衡判断、计算、开启、停止，以及反馈。
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