CN107039691A - 一种电池静态、动态均衡控制方法及系统 - Google Patents

一种电池静态、动态均衡控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池静态、动态均衡控制方法及系统,该方法包括:确定电池的实时运行状态,根据实时获取的电池运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值,判断电池工作处于静态还是动态;在静态情况下,电池组采用偏差控制法来进行均衡控制,在动态情况下,采用周期性的滞后补偿控制方法。通过上述两种不同的控制方式,解决由于动力电池串并联单体电池间的性能差异,引起的电池组内单体间电量不均衡,通过均衡单体电池充电周期和时间,使得电池组中所有单体电池电量大致一致,从而保证电池组处于均衡状态。

Description

一种电池静态、动态均衡控制方法及系统
技术领域
本发明属于动力电池管理技术领域,更具体的说,是涉及一种电池静态、动态均衡控制方法及系统。
背景技术
近些年来,由于环境污染及能源危机,出现了以清洁环保、节约能源为优势的新型电动汽车,其主要能量由动力电池提供。然而,动力电池储能及使用寿命有限,且单体电池电压较低,故一般采用串并联的方式使用,但是单体电池的性能差异,会引起电池组内单体间电量不均衡,如此会影响动力电池的利用率和使用寿命。
在申请号为201611104627.7中国专利中公开了一种基于电池安全电压的电池功率限制保护方法,解决的是纯电动或混合动力汽车因电池功率受限导致电池电压过高或过低造成的报故障及车辆无法运行的问题。
上述公开的方法主要是根据电池实时电压、电流等参数,计算电池实际充放电功率,并保护电池电压等工作状态参数正常,不受BMS提供的参考值,实时保护电池状态,减少的是电池极端工作状态,考虑的是整体电池组的工作状况,对于单个单体电池的性能差异以及串并联方式组成的所有单体之间的差异引起的电池组内单体间电量不均衡,从而影响动力电池的利用率和使用寿命的问题没有考虑。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种电池静态、动态均衡控制方法及系统,以解决由于动力电池串并联单体电池间的性能差异,引起的电池组内单体间电量不均衡,从而影响动力电池的利用率和使用寿命的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种电池静态、动态均衡控制方法,包括:
确定电池的实时运行状态,根据实时获取的电池运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值,判断电池工作处于静态还是动态;
根据电池工作处于静态还是动态来确定电池安全电压、电流控制方式;
根据所选择的电池安全电压、电流控制方式控制所述电池组内单体间电量均衡,保证电池组处于均衡状态。
其中,所述根据电池工作处于静态还是动态来确定电池安全电压、电流控制方式,包括:
获取实时获取的电池运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值,计算上一个周期电池组系统电压变化量,确定电池工作处于静态还是动态;
当电池处于静态工作时,电池组采用偏差控制法来进行均衡控制;
当电池处于动态工作时,采用周期性的滞后补偿控制方法。
其中,当电池处于静态工作时,电池组采用偏差控制法来进行均衡控制所述电池组内单体间电量均衡,包括:将电池实际运行电压反馈参数和BMS电池管理系统给定的电压参考值进行对比确定电压偏差,根据确定的偏差来判断单体电池是否需要进行均衡充电,根据偏差的大小确定该电池是否充电完成,判定充电器是否需要连通。
需要特别说明的是,上述所述的偏差控制法,主要是根据单体电池在能量密度大小不同的电压区间会影响电池组内的单体电池的充电情况这一思路来调节电池充电。
在能量密度比较小的电压区间内,当电池接通充电器后,电压会很快升高,可能在一瞬间就可以达到充电终止电压,但是事实上电池可能几乎就没有充电,当均衡模块进行充电器断开操作后,电池的电压又会回到充电之前的值,这样只会增加电池的充电次数,而没有达到快速均衡的目的。 因此,在本发明中,引入最短充电时间。当充电电池满足其他充电终止条件后,也必须满足最短充电时间才能进行终止充电。
在能量密度比较大的电压区间内,当充电时间增长时,单体电池的电压升高会变得比较慢,但是当充电器断开后,单体电池的电压会比设定值小,若继续按照设定的值作为充电终止判断条件,则会出现过充的现象,这样会使原本电压比较低的单体电池变为电压较高的电池。为了防止这种过充现象,系统也加入了一个充电时间上限,当充电时间达到设定的充电时间限值,即使单体电池电压没有达到整定值,充电器也会强行断开。待电压回落后,若还需要进行均衡充电操作,那么就重新接通充电器,重新整定终止电压,继续均衡充电。
上述引入的最短充电时间、充电时间上限均依据电池实际运行电压反馈参数和BMS电池管理系统给定的电压参考值进行对比确定电压偏差的大小来判定,是一个相对值。具体所述偏差控制法包括以下步骤和参考偏差电压:
(1)首先,判断第i节电池是否正在均衡充电;
(2)若当前单体电池没有均衡充电,则判断压差是否大于2.5mV,进入步骤(3);若当前单体电池已经在均衡充电,进入步骤(4);
(3)若压差小于2.5mV,则进入终止充电;若压差大于2.5mV,则判断第i节电池是否需要充电,进入步骤(5);
(4)计算充电终止电压,若单体电压小于终止电压,则终止充电,否则,进行慢速均衡终止充电;
(5)若第i节电池需要充电,则判断压差是否大于3.5mV,进入步骤(6);否则判断是否终止充电;
(6)判断单体电压是否小于4V,若小于4V,则进行快速充电,进入步骤(7);否则计算充电终止电压,进行慢速充电,进入步骤(7);
(7)计算该单体的均衡充电时间长度,依次遍历当前所有的单体电池。
其中,当电池处于动态工作时,采用周期性的滞后补偿控制方法来进行均衡控制所述电池组内单体间电量均衡,包括:
将电池每次的均衡充电过程设定为一个均衡周期,计算每一节单体电池进行均衡充电的时间,确定均衡周期的周期时间;
计算电池组平均电压,初始化均衡时间长度,计算单体均衡时间长度,按照均衡时间的长短进行排序,取最长时间为均衡充电周期;
根据电池电压变化量判定电池是否正在均衡充电,根据充电状态判定充电器是否需要连通。
需要特别说明的是,上述所述的周期性的滞后补偿控制方法,选定均衡充电时间最长的单体电池充电时间作为这个均衡充电周期的周期时间。
这是因为当电池处于动态情况时,整个电池组系统的电压相比于在静态情况下电池组的电压会有比较大的变化,同时,因为每个单体电池其特性不同,会直接导致单体电池电压波动不尽相同;所以,当选择需要均衡充电的单体电池的时候,也需要考虑不同情形下的不同的判据。
当电池组系统放电时,一般是当单体电池的电压下降最快时,其最需要进行均衡充电;当电池组系统充电时,一般是当单体电池电压升高最慢时,其最需要进行均衡充电。除以上两种情况外,当电池组接通负载进行放电,或者当电池组接通充电器充电的瞬间,各个单体电池的电压在这一瞬间下降和升高情况也不同。
这样,对于电压较低的单体电池,其电压状况较差,可以考虑通过均衡充电来补充其电量。除此之外,在动态均衡情况下,是否接入均衡模块对于单体电池的电压影响比较大,因此,已经在进行均衡充电的单体电池与没有在均衡充电的单体电池就没有一个统一的比较标准。
因此,为了统一动态均衡的比较标准,本发明采用的是一种周期型均衡方案,即将每次的均衡过程设定为一个均衡周期,在每个均衡周期中,选择某几节特定的电池进行均衡充电,同时,计算每一节单体电池进行均衡充电的时间。选定均衡充电时间最长的单体电池充电时间作为这个均衡周期的周期时间。
在电池动态均衡充电过程中,单体电池是否需要进行充电可以从三个方面来考虑,即单体电池电压的变化率,单体电池电压偏离平均值的程度,以及充电时间的长短。即选定在上一个周期电压下降最快,并且单体电压低于平均值的电池进行均衡,并根据下降速率和低于平均值的差求出下个一周期各单体要均衡的时间长度。具体所述周期性的滞后补偿控制方法具体包括以下步骤:
(1)首先,计算上一个周期第i节电池电压变化量;
(2)判断上一个周期是否已经结束,若没有结束则进入下一步;否则进入步骤(5);
(3)判断第i节电池是否正在均衡充电,若正在均衡充电,则进入第(4)步;否则判断下一节电池是否满足,若满足则该单体正在进行快速充电,否则进行均衡充电检测轮询;
(4)判断第i节电池是否已经完成均衡充电,若已经完成均衡充电,则终止充电,进行慢速均衡充电。否则一直进行充电;
(5)计算电池组平均电压,初始化均衡时间长度;计算单体均衡时间长度,按照均衡时间的长短进行排序,取最长时间为均衡充电周期,进行快速均衡充电。
一种基于电池电池静态均衡控制系统,包括:
计算模块,根据电池实际运行电压反馈参数和BMS电池管理系统给定的电压参考值进行对比计算电压偏差;
调节器,根据确定的偏差来判断单体电池是否需要进行均衡充电,及充电速度,并控制响应均衡模块;
均衡模块,根据调节器反馈信息,控制单体电池充电器的接通和断开;
电压补偿模块,对进行均衡充电的电池的反馈电压进行补偿。
一种基于电池电池动态均衡控制系统,包括:
计算模块,电池实际运行电压反馈参数和BMS电池管理系统给定的电压参考值,计算单体电池电压的变化率,单体电池电压偏离平均值的程度,以及充电时间的长短;
调节器,根据确定的电压变化量来判断单体电池是否需要进行均衡充电,及充电速度,并控制响应均衡模块;
均衡模块,根据调节器反馈信息,控制单体电池充电器的接通和断开。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比本发明提供了一种电池静态、动态均衡控制方法及系统,该方法包括:确定电池的实时运行状态,根据实时获取的电池运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值,判断电池工作处于静态还是动态;在静态情况下,电池组采用偏差控制法来进行均衡控制,在动态情况下,采用周期性的滞后补偿控制方法。
通过上述两种不同的控制方式,解决由于动力电池串并联单体电池间的性能差异,引起的电池组内单体间电量不均衡,通过均衡单体电池充电周期和时间,使得电池组中所有单体电池电量大致一致,从而保证电池组处于均衡状态。
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,下面将对实施例或现有技术描述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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1 本发明电池静态、动态均衡控制方法的流程示意图;
图2本发明电池静态工作情况下均衡控制方法流程图;
图3本发明电池静态均衡控制系统的结构示意图;
图4本发明电池动态工作情况下均衡控制方法流程图;
图5本发明电池动态均衡控制系统的结构示意图。
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在没有做出创造性劳动前提下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所示的情况,一种电池静态、动态均衡控制方法,包括:
确定电池的实时运行状态,根据实时获取的电池运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值,判断电池工作处于静态还是动态;
根据电池工作处于静态还是动态来确定电池安全电压、电流控制方式;
根据所选择的电池安全电压、电流控制方式控制所述电池组内单体间电量均衡,保证电池组处于均衡状态。
其中,所述根据电池工作处于静态还是动态来确定电池安全电压、电流控制方式,包括:
获取实时获取的电池运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值,计算上一个周期电池组系统电压变化量,确定电池工作处于静态还是动态;
当电池处于静态工作时,电池组采用偏差控制法来进行均衡控制;
当电池处于动态工作时,采用周期性的滞后补偿控制方法来进行均衡控制。
电池静态工作实施例
如图2、图3所示,当电池处于静态工作时,电池组采用偏差控制法来进行均衡控制;电池组的电压相比动态情况下而言是相对比较稳定的,其波动较小,选取带有反馈的偏差控制,具体所述偏差控制法包括以下步骤和参考偏差电压:
(1)首先,判断第i节电池是否正在均衡充电;
(2)若当前单体电池没有均衡充电,则判断压差是否大于2.5mV,进入步骤(3);若当前单体电池已经在均衡充电,进入步骤(4);
(3)若压差小于2.5mV,则进入终止充电;若压差大于2.5mV,则判断第i节电池是否需要充电,进入步骤(5);
(4)计算充电终止电压,若单体电压小于终止电压,则终止充电,否则,进行慢速均衡终止充电;
(5)若第i节电池需要充电,则判断压差是否大于3.5mV,进入步骤(6);否则判断是否终止充电;
(6)判断单体电压是否小于4V,若小于4V,则进行快速充电,进入步骤(7);否则计算充电终止电压,进行慢速充电,进入步骤(7);
(7)计算该单体的均衡充电时间长度,依次遍历当前所有的单体电池。
需要特别说明的是:
在一种优选的实施方式中,为了便于对单体电池电压的存储和提取,在此,我们首先选取了参考电压,选取电池充电或者放电结束后10分钟,电池的电压会基本达到稳定,电压波动相对比较小的点为参考电压。以参考电压为中心,向两边扩展2.5mV,构成均衡充电控制的电压稳定区间。根据这个稳定区间,可以判断电池什么时候会接通充电器进行充电,什么时候会断开充电器停止充电。
将电池实际运行电压反馈参数和BMS电池管理系统给定的电压参考值进行对比确定电压偏差,电池处于静态状态时,其电压值波动比较小,若单体电池的电压小于稳定区间的下限值,则电池需要充电。当单体电池刚刚结束充电,此时单体电池电压波动较大,处于不稳定状态,随着时间的推移,电压值将会回落,若某一时刻的电压低于稳定区间的下限值,一段时间后,则电压的值回比下限值会更低,则电池需要充电。
当单体电池的电压高于稳定区间的上限值,则当单体电池的电压值比较稳定后,就可以断开充电器。若单体电池的电压稳定后,其电压会有一个回落,则在稳定区间上限值的基础上,加一个单体的电压回落差,这样能够保障当断开充电器电压回落后,单体的电压仍然趋近与均衡参考值。
如图3所示,电压选择补偿模块是对进行均衡充电的电池的反馈电压进行补偿。调节器会根据确定的偏差来判断单体电池是否需要进行均衡充电,及其均衡充电的方式。充电方式是由继电器的状态和均衡模块来确定。若单体电池正在充电,那么根据偏差的大小确定该电池是否充电完成,完成则操作对应继电器,控制响应均衡模块;没有则继续进行充电模式。
电池动态工作实施例
如图4、图5所示,当电池处于动态情况时,整个电池组系统的电压相比于在静态情况下电池组的电压会有比较大的变化,同时,因为每个单体电池其特性不同,会直接导致单体电池电压波动不尽相同,采用周期性的滞后补偿控制方法来进行均衡控制。具体所述周期性的滞后补偿控制方法具体包括以下步骤:
(1)首先,计算上一个周期第i节电池电压变化量;
(2)判断上一个周期是否已经结束,若没有结束则进入下一步;否则进入步骤(5);
(3)判断第i节电池是否正在均衡充电,若正在均衡充电,则进入第(4)步;否则判断下一节电池是否满足,若满足则该单体正在进行快速充电,否则进行均衡充电检测轮询;
(4)判断第i节电池是否已经完成均衡充电,若已经完成均衡充电,则终止充电,进行慢速均衡充电。否则一直进行充电;
(5)计算电池组平均电压,初始化均衡时间长度;计算单体均衡时间长度,按照均衡时间的长短进行排序,取最长时间为均衡充电周期,进行快速均衡充电。
需要特别说明的是:
在一种优选的实施方式中,当电池组系统处于动态情况下,可以根据单体电池的变化率和单体电池电压偏离平均值的程度,来判断单体电池是否需要充电、充电的时间。当一个均衡周期结束后,需要预留一小段时间,将电池信息进行比较检测,从而选择需要重新进行均衡充电的单体电池,并且计算下一个周期均衡充电的时间以及时间长度。在动态均衡过程中,单体电池是否需要进行充电可以从三个方面来考虑,即单体电池电压的变化率,单体电池电压偏离平均值的程度,以及充电时间的长短。即选定在上一个周期电压下降最快,并且单体电压低于平均值的电池进行均衡,并根据下降速率和低于平均值的差求出下个一周期各单体要均衡的时间长度。本实施例将每次的均衡过程设定为一个均衡周期,在每个均衡周期中,选择某几节特定的电池进行均衡充电,同时,计算每一节单体电池进行均衡充电的时间,选定均衡充电时间最长的单体电池充电时间作为这个均衡周期的周期时间。在此实施例中,见图5,计算模块,电池实际运行电压反馈参数和BMS电池管理系统给定的电压参考值,计算单体电池电压的变化率,单体电池电压偏离平均值的程度,以及充电时间的长短;调节器,根据确定的电压变化量来判断单体电池是否需要进行均衡充电,及充电速度,并控制响应均衡模块;均衡模块,根据调节器反馈信息,控制单体电池充电器的接通和断开。
在以上实施方式中,可以作为静态、动态情况下操作充电器的一种实施方式包括:
控制单体电池充电器接通依据:电池处于静态时,电压一般比较稳定,如果单体电池的电压低于最大电压减去5mV的值,则可以判定电池需要充电;对于刚充电结束的单体电池,单体处于不稳定状态,但是,该单体电池由于刚充电结束,电压会随时间推移继续回落,在某一时刻如果电压低于最大电压减去5mV的值,过一段时间后电压比起最大电压减去5mV的值会更低,则更加需要充电;因此,此判据可以准确判定电池需要充电;需要注意的是,当单体电压高于电池平台电压时,电池的能量密度比较小,充电时电压升高较快,应该用低速均衡;除此之外,若单体的电压距均衡稳定区间的下限的差小于1mV时,则也适合采用低速均衡。
控制单体电池充电器断开依据:均衡充电时,断开充电器瞬间电池电压与电池接有充电器时相比,电压会有一个较大的回落,静置一段时间后电池的电压还会有一个小的回落。均衡充电结束的判据是单体电池的电压高于当前最大电压,若当前单体的电压刚好大于当前最大电压,那么此时可以断开充电器,当单体电池的电压达到稳定之后,单体电压回落,还会远低与最大电压,因此在稳定区间的上限值基础上应该再加一个单体的电压回落差,才能保障断开充电器电压回落后,单体的电压仍然趋近与均衡参考值。
综上所述,本发明提供了一种电池静态、动态均衡控制方法及系统,该方法包括:确定电池的实时运行状态,根据实时获取的电池运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值,判断电池工作处于静态还是动态;在静态情况下,电池组采用偏差控制法来进行均衡控制,在动态情况下,采用周期性的滞后补偿控制方法。
通过上述两种不同的控制方式,解决由于动力电池串并联单体电池间的性能差异,引起的电池组内单体间电量不均衡,通过均衡单体电池充电周期和时间,使得电池组中所有单体电池电量大致一致,从而保证电池组处于均衡状态。
同时针对电池组在不同的工作情况下(即静态、动态情况下),分别采取了不同的均衡控制方法,能够有效地提高电池的利用率,延长电池的使用寿命。
以上结合附图对本发明所提出的方法进行了示例性描述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种电池静态、动态均衡控制方法,其特征在于,包括:
确定电池的实时运行状态,根据实时获取的电池运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值,判断电池工作处于静态还是动态;
根据电池工作处于静态还是动态来确定电池安全电压、电流控制方式;
根据所选择的电池安全电压、电流控制方式控制所述电池组内单体间电量均衡,保证电池组处于均衡状态;
所述根据电池工作处于静态还是动态来确定电池安全电压、电流控制方式,包括:
获取实时获取的电池运行参数以及BMS电池管理系统提供的参考值,计算上一个周期电池组系统电压变化量,确定电池工作处于静态还是动态;
当电池处于静态工作时,电池组采用偏差控制法来进行均衡控制;当电池处于动态工作时,采用周期性的滞后补偿控制方法。
2. 根据权利要求1所述的一种电池静态、动态均衡控制方法,其特征在于,当电池处于静态工作时,电池组采用偏差控制法来进行均衡控制所述电池组内单体间电量均衡,包括:将电池实际运行电压反馈参数和BMS电池管理系统给定的电压参考值进行对比确定电压偏差,根据确定的偏差来判断单体电池是否需要进行均衡充电,根据偏差的大小确定该电池是否充电完成,判定充电器是否需要连通。
3.根据权利要求1所述的一种电池静态、动态均衡控制方法,其特征在于,当电池处于动态工作时,采用周期性的滞后补偿控制方法来进行均衡控制所述电池组内单体间电量均衡,包括:
将电池每次的均衡充电过程设定为一个均衡周期,计算每一节单体电池进行均衡充电的时间,确定均衡周期的周期时间;
计算电池组平均电压,初始化均衡时间长度,计算单体均衡时间长度,按照均衡时间的长短进行排序,取最长时间为均衡充电周期;
根据电池电压变化量判定电池是否正在均衡充电,根据充电状态判定充电器是否需要连通。
4.根据权利要求2所述的一种电池静态、动态均衡控制方法,其特征在于,所述偏差控制法具体包括以下步骤:
(1)首先,判断第i节电池是否正在均衡充电;
(2)若当前单体电池没有均衡充电,则判断压差是否大于2.5mV,进入步骤(3);若当前单体电池已经在均衡充电,进入步骤(4);
(3)若压差小于2.5mV,则进入终止充电;若压差大于2.5mV,则判断第i节电池是否需要充电,进入步骤(5);
(4)计算充电终止电压,若单体电压小于终止电压,则终止充电,否则,进行慢速均衡终止充电;
(5)若第i节电池需要充电,则判断压差是否大于3.5mV,进入步骤(6);否则判断是否终止充电;
(6)判断单体电压是否小于4V,若小于4V,则进行快速充电,进入步骤(7);否则计算充电终止电压,进行慢速充电,进入步骤(7);
(7)计算该单体的均衡时间长度,依次遍历当前所有的单体电池。
5.根据权利要求3所述的一种电池静态、动态均衡控制方法,其特征在于,所述周期性的滞后补偿控制方法具体包括以下步骤:
(1)首先,计算上一个周期第i节电池电压变化量;
(2)判断上一个周期是否已经结束,若没有结束则进入下一步;否则进入步骤(5);
(3)判断第i节电池是否正在均衡充电,若正在均衡充电,则进入第(4)步;否则判断下一节电池是否满足,若满足则该单体正在进行快速充电,否则进行均衡充电检测轮询;
(4)判断第i节电池是否已经完成均衡充电,若已经完成均衡充电,则终止充电,进行慢速均衡充电,否则一直进行充电;
(5)计算电池组平均电压,初始化均衡时间长度;计算单体均衡时间长度,按照均衡时间的长短进行排序,取最长时间为均衡充电周期,进行快速均衡充电。
6.一种基于电池电池静态均衡控制系统,其特征在于,包括:
计算模块,根据电池实际运行电压反馈参数和BMS电池管理系统给定的电压参考值进行对比计算电压偏差;
调节器,根据确定的偏差来判断单体电池是否需要进行均衡充电,及充电速度,并控制响应均衡模块;
均衡模块,根据调节器反馈信息,控制单体电池充电器的接通和断开;
电压补偿模块,对进行均衡充电的电池的反馈电压进行补偿。
7.一种基于电池电池动态均衡控制系统,其特征在于,包括:
计算模块,电池实际运行电压反馈参数和BMS电池管理系统给定的电压参考值,计算单体电池电压的变化率,单体电池电压偏离平均值的程度,以及充电时间的长短;
调节器,根据确定的电压变化量来判断单体电池是否需要进行均衡充电,及充电速度,并控制响应均衡模块;
均衡模块,根据调节器反馈信息,控制单体电池充电器的接通和断开。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769309A (zh) * 2017-10-26 2018-03-06 深圳职业技术学院 电池均衡控制方法、装置及系统
CN109428362A (zh) * 2017-09-03 2019-03-05 湖州南浔遨优电池有限公司 一种电池管理系统的主动均衡策略优化方法
CN109428129A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 比亚迪股份有限公司 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
CN109428363A (zh) * 2017-09-03 2019-03-05 湖州南浔遨优电池有限公司 一种电池管理系统的被动均衡策略优化方法
CN109521368A (zh) * 2018-10-17 2019-03-26 中银(宁波)电池有限公司 一种用于电池生产线测量电池电压的方法及系统
CN111474480A (zh) * 2019-01-24 2020-07-31 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池阵列状态参数的检测方法、能量管理系统和储能系统
CN111537901A (zh) * 2020-04-09 2020-08-14 浙江南都电源动力股份有限公司 一种电池电量状态测算方法、电池组以及交通工具
CN111864844A (zh) * 2020-07-27 2020-10-30 中航锂电(洛阳)有限公司 电池系统的均衡方法、均衡装置及智能设备
CN113809416A (zh) * 2021-08-26 2021-12-17 福建星云电子股份有限公司 一种电池快速修复方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101141012A (zh) * 2007-01-19 2008-03-12 华南理工大学 一种集散式动力电池组动态均衡管理系统
CN102170029A (zh) * 2011-03-29 2011-08-31 哈尔滨工业大学 能量转移型的动力电池组快速均衡系统及控制方法
CN102769316A (zh) * 2012-07-20 2012-11-07 上海交通大学 电池选择性均衡方法
CN103107565A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 赵俊义 电动汽车电池管理系统静态均衡方法
CN104242394A (zh) * 2014-09-23 2014-12-24 重庆星联云科科技发展有限公司 串联电池主动均衡电路及其均衡方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101141012A (zh) * 2007-01-19 2008-03-12 华南理工大学 一种集散式动力电池组动态均衡管理系统
CN102170029A (zh) * 2011-03-29 2011-08-31 哈尔滨工业大学 能量转移型的动力电池组快速均衡系统及控制方法
CN103107565A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 赵俊义 电动汽车电池管理系统静态均衡方法
CN102769316A (zh) * 2012-07-20 2012-11-07 上海交通大学 电池选择性均衡方法
CN104242394A (zh) * 2014-09-23 2014-12-24 重庆星联云科科技发展有限公司 串联电池主动均衡电路及其均衡方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109428129B (zh) * 2017-08-31 2021-02-23 比亚迪股份有限公司 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
CN109428129A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 比亚迪股份有限公司 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
CN109428362A (zh) * 2017-09-03 2019-03-05 湖州南浔遨优电池有限公司 一种电池管理系统的主动均衡策略优化方法
CN109428363A (zh) * 2017-09-03 2019-03-05 湖州南浔遨优电池有限公司 一种电池管理系统的被动均衡策略优化方法
CN109428362B (zh) * 2017-09-03 2022-09-09 浙江遨优动力系统有限公司 一种电池管理系统的主动均衡策略优化方法
CN109428363B (zh) * 2017-09-03 2022-09-06 浙江遨优动力系统有限公司 一种电池管理系统的被动均衡策略优化方法
CN107769309A (zh) * 2017-10-26 2018-03-06 深圳职业技术学院 电池均衡控制方法、装置及系统
CN109521368A (zh) * 2018-10-17 2019-03-26 中银(宁波)电池有限公司 一种用于电池生产线测量电池电压的方法及系统
CN111474480B (zh) * 2019-01-24 2021-11-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池阵列状态参数的检测方法、能量管理系统和储能系统
CN111474480A (zh) * 2019-01-24 2020-07-31 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池阵列状态参数的检测方法、能量管理系统和储能系统
CN111537901A (zh) * 2020-04-09 2020-08-14 浙江南都电源动力股份有限公司 一种电池电量状态测算方法、电池组以及交通工具
CN111864844A (zh) * 2020-07-27 2020-10-30 中航锂电(洛阳)有限公司 电池系统的均衡方法、均衡装置及智能设备
CN113809416A (zh) * 2021-08-26 2021-12-17 福建星云电子股份有限公司 一种电池快速修复方法及系统

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