CN107492917B - 动力电池的电量均衡方法、电池管理系统及动力电车 - Google Patents

动力电池的电量均衡方法、电池管理系统及动力电车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动力电池的电量均衡方法、电池管理系统及动力电车。其中，该方法包括：在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，电池参数至少包括：开路电压；根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量；基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对每个待调整的单体电池进行电量均衡。本发明解决了现有技术采用端电压一致性作为均衡目标对电池的电量进行均衡受电池所处状态限制的技术问题。

Description

动力电池的电量均衡方法、电池管理系统及动力电车
技术领域
本发明涉及电池的电量均衡领域，具体而言，涉及一种动力电池的电量均衡方法、电池管理系统及动力电车。
背景技术
随着环境污染和能源危机的加剧，电动汽车因其多元化的能量来源在汽车行业受到广泛的关注，在电动汽车中，常常采用多节电池串联来获得驱动系统所需要的高电压。多节电池串联时，虽然通过每节电池的电流都相同，但是由于每节单体电池的自放电率的不同及其他损耗如采集芯片的采集损耗并不完全一样，在串联成电池组后，经过长年累月的积累效应，电池荷电状态不再保持一致，导致电池组的电芯的荷电状态差异比较大，整个电池组的可用能量变少，这就要求必须采用一定的均衡措施来把电池的荷电状态调整成一致。
电池的一致性是电池成组使用的一个关键指标，通常采用开路电压的一致性、内阻的一致性、自放电率的一致性等指标来衡量。电池在串联成组使用时，通常采用容量相差很小的由相同材料和生产批次的电池串联成组，并将每只电池的荷电状态(也称剩余电量，SOC，State of Charge)调整成一致，这样每只电池的电压的一致性也会较高，但是由于自放电率的测试需要长时间搁置才能测试得出，电池生产企业在产品出厂时很难进行自放电率的配组，这样将会导致成组后的电池自放电率偏差可能较大，在自放电率偏差较大的情况下，电池荷电状态的不一致性会随着时间推移逐渐变大，在不加干预的情况下，最终导致部分电芯之间荷电状态相差达到100％，整个电池组既无法充电又无法放电。
针对上述由于电池组中单体电阻的荷电状态不一致而导致整个电池组无法充放电的问题，现有技术采用的主要方案是将电芯的端电压一致作为均衡目标，通过被动均衡或主动均衡的方法将电芯的端电压调整成一致，其中，被动均衡是通过附加的旁路电阻对电芯单独放电来实现均衡，主动均衡是通过高电压电池将电能转给低压电池来实现均衡。假设一个电池组内只有两只单体电池A和B，其容量相同，将单体电池A和B成组时的荷电状态也相同，在电池组使用过程中，其荷电状态不再一致，由于荷电状态和开路电压OCV(Opencircuit Voltage)具有一一对应性，假设A电池的荷电状态高于B电池的荷电状态，则A电池的开路电压也高于B电池，如果采用被动均衡的方式，可以将A电池施加一个旁路电流i，在电池充电、静置、放电时，假设整组电池的充放电电流为I，则B电池的充放电电流也为I，而A的充放电电流为I+i，则经过一定的时间后，A电池的电压逐渐降低到和B电池相同，则A电池和B电池的荷电状态也变得相同或降到误差范围内。
现有技术采用端电压一致性作为均衡目标进行电池的均衡，存在以下缺点：由于每只电池的内阻的是不完全一致的，因而，由于内阻的不一致性造成的电压差异可能会超过由于OCV不一致而造成的电压差异，在不同的温度、电流、剩余电量SOC条件下，由于内阻不一致和荷电状态不一致对压差的贡献比例不确定，强行以电池的端电压高低对电池进行均衡就等于默认了端电压高的电池的荷电量高，端电压低的电池的荷电量低，这样进行被动均衡或主动均衡可能会造成相反的结果，即，端电压高而OCV并不高的电池被错误放电，而端电压低而OCV高的电池被错误充电或不放电。最终结果为电池的荷电状态的一致性变得更差。
在电池外在的可测量参数中，只有电池的OCV才能较为准确地代表电池的SOC(在容量相同的情况下，OCV即可代表电池荷电量的多少)，因而，可以采用OCV的一致性作为均衡目标进行电池的均衡。但是，由于OCV的测量至少需要电池在无电流状态下静置2h以上才能得到，需要等待合适的工况出现才能测量，因而，对电池的电量均衡需要实时测量电池的OCV，也就是说，需要电池时时处于无电流状态下静置2h以上的条件，即车辆需要接通点火锁并且长时间不能使用以等待均衡的完成，这对车辆用户造成很大的不便。
针对上述现有技术采用端电压一致性作为均衡目标对电池的电量进行均衡受电池所处状态限制的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种动力电池的电量均衡方法、电池管理系统及动力电车，以至少解决现有技术采用端电压一致性作为均衡目标对电池的电量进行均衡受电池所处状态限制的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种动力电池的电量均衡方法，包括：在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，电池参数至少包括：开路电压；根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量；基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对电池组进行电量均衡。
进一步地，根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，包括：读取每个单体电池的开路电压；基于每个单体电池的开路电压查询得到每个单体电池的剩余电量；根据每个单体电池的剩余电量计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量；判断每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量是否满足预设条件，确定电池组中待调整的至少一个单体电池。
进一步地，在电池参数还包括电池温度的情况下，在基于每个单体电池的开路电压查询得到每个单体电池的剩余电量之前，方法还包括：检测单体电池的电池温度；其中，基于每个单体电池的开路电压查询得到每个单体电池的剩余电量包括：根据单体电池的电池温度，调取该电池温度下的电池电量关系列表，其中，电池电量关系列表预先保存了不同的开路电压和不同的剩余电量之间的关联关系；基于单体电池的开路电压从电池电量关系列表中进行查询，得到单体电池在当前的电池温度下对应的剩余电量。
进一步地，判断每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量是否满足预设条件，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，包括：将每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量进行排序，获取充电电量最小的单体电池，其中，最小的充电电量作为电池组的最小充电电量；根据每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量、电池组的最小充电电量，确定电池组中待调整的至少一个单体电池。
进一步地，根据每个单体电池的剩余电量计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量，包括：通过如下计算公式计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量Qk：Qk＝Ck×(1-SOCk)，其中，k指第k只电池，Ck为第k只电池的容量，SOCk为第k只电池的剩余电量。
进一步地，根据每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量、电池组的最小充电电量，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，包括：通过如下计算公式确定筛选条件：Qk-Qmin>Ci，其中，Qmin为电池组的最小充电电量，Ck为第k只电池的容量，Ci为预设的筛选值；其中，电池组中满足筛选条件的单体电池为待调整的单体电池。
进一步地，筛选值为预设的误差值C×i％，其中，C为电池组的额定容量，i为常数，单体电池当前的荷电状态对应预设至少一个误差值。
进一步地，确定每个待调整的单体电池需要放电的电量包括：根据如下计算公式计算得到每个待调整的单体电池需要放电的电量：△Qj：△Qj＝Cj×(1-SOCj)-Qmin，其中，j指待调整的第j只电池，Cj为第j只电池的容量，Qmin为电池组的最小充电电量，SOCj为第j只电池的剩余电量。
进一步地，基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对电池组进行电量均衡，包括：读取预设的放电电阻的阻值R，其中，放电电阻与待调整的单体电池串联；根据待调整的单体电池需要放电的电量和与待调整的单体电池串联的电阻的阻值，来确定用于执行电量均衡的均衡时间；按照均衡时间控制对应的待调整的单体电池进行放电。
进一步地，根据待调整的单体电池需要放电的电量和与待调整的单体电池串联的电阻的阻值，来确定用于执行电量均衡的均衡时间，包括：通过如下计算公式计算得到均衡时间tj：其中，tj为第j只单体电池需要开启均衡的时间，vj为第j只单体电池的端电压，△Qj为待调整的单体电池需要放电的电量，R为与第j个单体电池串联的放电电阻。
进一步地，基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对电池组进行电量均衡，包括：控制待调整的单体电池进行放电，并动态检测待调整的单体电池的放电结果；如果检测到放电时间达到需要放电的时间或者达到预定的端电压值，则控制待调整的单体电池停止放电。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池管理系统，包括：第一检测模块，用于在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，电池参数至少包括：开路电压；第一确定模块，用于根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量；第一处理模块，用于基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对电池组进行电量均衡。
进一步地，第一确定模块包括：第一读取模块，用于读取每个单体电池的开路电压；查询模块，用于基于每个单体电池的开路电压查询得到每个单体电池的剩余电量；计算模块，用于根据每个单体电池的剩余电量计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量；第二处理模块，用于判断每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量是否满足预设条件，确定电池组中待调整的至少一个单体电池。
进一步地，上述装置还包括：第二检测模块，用于检测单体电池的电池温度；其中，查询模块包括：调取模块，用于根据单体电池的电池温度，调取该电池温度下的电池荷电状态关系列表，其中，电池荷电状态关系列表预先保存了不同的开路电压和不同的剩余电量之间的关联关系；获取模块，用于基于单体电池的开路电压从电池荷电状态关系列表中进行查询，得到单体电池在当前的电池温度下对应的剩余电量。
进一步地，上述第二处理模块包括：排序模块，用于将每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量进行排序，获取充电电量最小的单体电池，其中，最小的充电电量作为电池组的最小充电电量；第二确定模块，用于根据每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量、电池组的最小充电电量，确定电池组中待调整的至少一个单体电池。
进一步地，上述计算模块用于：通过如下计算公式计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量Qk：Qk＝Ck×(1-SOCk)，其中，k指第k只电池，Ck为第k只电池的容量，SOCk为第k只电池的剩余电量。
进一步地，上述第二确定模块用于：通过如下计算公式确定筛选条件：Qk-Qmin>Ci，其中，Qmin为电池组的最小充电电量，Ck为第k只电池的容量，Ci为预设的筛选值；其中，电池组中满足筛选条件的单体电池为待调整的单体电池。
进一步地，上述筛选值为预设的误差值C×i％，其中，C为电池组的额定容量，i为常数，单体电池当前的荷电状态对应预设至少一个误差值。
进一步地，上述第一确定模块用于根据如下计算公式计算得到每个待调整的单体电池需要放电的电量：△Qj：△Qj＝Cj×(1-SOCj)-Qmin，其中，j指待调整的第j只电池，Cj为第j只电池的容量，Qmin为电池组的最小充电电量，SOCj为第j只电池的剩余电量。
进一步地，上述第一处理模块包括：第二读取模块，用于读取预设的放电电阻的阻值R，其中，放电电阻与待调整的单体电池串联；第三确定模块，用于根据待调整的单体电池需要放电的电量和与待调整的单体电池串联的电阻的阻值，来确定用于执行电量均衡的均衡时间；控制模块，用于按照均衡时间控制对应的待调整的单体电池进行放电。
进一步地，上述第三确定模块用于通过如下计算公式计算得到均衡时间tj：其中，tj为第j只单体电池需要开启的均衡时间，vj为第j只单体电池的端电压，△Qj为待调整的单体电池需要放电的电量，R为与第j个单体电池串联的放电电阻。
进一步地，上述第一处理模块包括：第三检测模块，用于控制待调整的单体电池进行放电，并动态检测待调整的单体电池的放电结果；执行模块，用于如果检测到放电结果达到需要放电的时间或者达到预定的端电压值，则控制待调整的单体电池停止放电。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种动力电车，包括上述任意一项所述的电池管理系统。
在本发明实施例中，采用将开路电压作为均衡目标来对电池的电量进行均衡的方式，通过在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，电池参数至少包括：开路电压；根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量；基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对电池组进行电量均衡，达到了无论电池处于充电还是放电的状态均可以对电池进行均衡目的，从而实现了提高电池均衡效率和准确性的技术效果，进而解决了现有技术采用端电压一致性作为均衡目标对电池的电量进行均衡受电池所处状态限制的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种动力电池的电量均衡方法流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的动力电池的电量均衡方法流程图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的动力电池的电量均衡方法流程图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的动力电池的电量均衡方法流程图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的动力电池的电量均衡方法流程图；
图6是根据本发明实施例的一种可选的动力电池的电量均衡方法流程图；
图7是根据本发明实施例的一种电池管理系统示意图；
图8是根据本发明实施例的一种可选的电池管理系统示意图；
图9是根据本发明实施例的一种可选的电池管理系统示意图；
图10是根据本发明实施例的一种可选的电池管理系统示意图；
图11是根据本发明实施例的一种可选的电池管理系统示意图；以及
图12是根据本发明实施例的一种可选的电池管理系统示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种动力电池的电量均衡方法实施例，图1是根据本发明实施例的一种动力电池的电量均衡方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，电池参数至少包括：开路电压。
在上述步骤中，上述电池组可以为汽车可以为电动汽车上安装的动力电池组，上述预定时间可以是在电池处于无电流状态静置2h左右的任意时间(以无负载电流且端电压变化率低于一定值为准)，即电动汽车搁置一段时间后，例如可以是驾驶员夜间停放车辆超过2h后，驾驶员在启动车辆后，可以通过BMS(Battery Management System)检测电动汽车电池组中每个单体电池的电池参数，检测的电池参数应该至少包括每个单体电池的开路电压，即OCV。
可选地，上述电池参数还可以包括电池组中每个单体电池的温度。
通过上述步骤，实现了以开路电压作为均衡目标来对电池的电量进行均衡，提高了电池电量均衡的准确性。
步骤S104，根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量。
在上述步骤中，在电池组处于可以获取开路电压的时间，根据BMS检测到的电池组中每个单体电池的开路电压，利用算法确定电池组中的需要进行调整的单体电池，并计算出每个待调整的单体电池需要放电的电量。
通过上述步骤，可以计算出每只单体电池所需要均衡移除的电量，这样无论在电池处于充电、放电状态下均可以对电池进行均衡，大大增加了电池均衡的时间，提高了均衡的效率。
步骤S106，基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对每个待调整的单体电池进行电量均衡。
在上述步骤中，根据电池组中每个待调整的单体电池需要放电的电量来进行电池组中每个待调整的单体电池的电量均衡。
可选地，可以通过BMS来实现对电池组进行电量均衡。
通过上述步骤，实现了无论在电池处于充电、放电状态下均可以对电池进行均衡，大大增加了电池均衡的时间，提高了均衡的效率。
由上可知，在本发明上述实施例中，采用将开路电压作为均衡目标来对电池的电量进行均衡的方式，通过在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，电池参数至少包括：开路电压；根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量；基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对每个待调整的单体电池进行电量均衡，达到了无论电池处于充电还是放电的状态均可以对电池进行均衡目的，从而实现了提高电池均衡效率和准确性的技术效果，从而解决了现有技术采用端电压一致性作为均衡目标对电池的电量进行均衡受电池所处状态限制的技术问题。
在一种可选的实施例中，如图2所示，根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，可以包括如下步骤：
步骤S1041，读取每个单体电池的开路电压；
步骤S1043，基于每个单体电池的开路电压查询得到每个单体电池的剩余电量；
步骤S1045，根据每个单体电池的剩余电量计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量；
步骤S1047，判断每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量是否满足预设条件，确定电池组中待调整的至少一个单体电池。
在上述步骤中，上述开路电压是指电池组处于无电流状态时，通过BMS检测到电池组中每个单体电池的电压值，上述剩余电量可以是电池组中每个单体电池的荷电状态SOC，根据读取到的每个单体电池的开路电压值，在该温度下的OCV与SOC的对应表得出每只单体电池的SOC，然后，根据电池组中每个单体电池的剩余电量计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量，最后，根据充电电量是否满足预设条件来确定一个或多个需要调整的单体电池。
可选地，在检测每个单体电池的开路电压之前，电池组中每个单体电池需要在无电流状态下静置2h以上。
此处需要说明的是，采用单体电池的温度和开路电压OCV作为该单体电池的SOC估算的基础，但不作为限定，亦可采用其他方法得出每只单体电池的SOC。
通过上述步骤S1041至S1047，由每只单体电池的SOC得出每只单体电池充电到满电状态所需要充入的电量，作为电池高端对齐(充满电时，每只单体电池SOC均为100％)的衡量指标，实现了将比最小充入电量高的所有电池(允许有一定误差限)所对应的电池作为待均衡对象。
作为一种可选的实施方式，根据每个单体电池的剩余电量计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量，可以通过如下计算公式计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量Qk：Qk＝Ck×(1-SOCk)，其中，k指第k只电池，Ck为第k只电池的容量，SOCk为第k只电池的剩余电量。
在一种可选的实施例中，如图3所示，在电池参数还包括电池温度的情况下，在基于每个单体电池的开路电压查询得到每个单体电池的剩余电量之前，上述方法还可以包括如下步骤：
步骤S1042，检测单体电池的电池温度；
其中，上述步骤S1043基于每个单体电池的开路电压查询得到每个单体电池的剩余电量可以包括如下步骤：
步骤S1043a，根据单体电池的电池温度，调取该电池温度下的电池电量关系列表，其中，电池电量关系列表预先保存了不同的开路电压和不同的剩余电量之间的关联关系；
步骤S1043b，基于单体电池的开路电压从电池电量关系列表中进行查询，得到单体电池在当前的电池温度下对应的剩余电量。
在上述步骤中，在检测每只单体电池的温度之前，电池组中每个单体电池需要在无电流状态下静置2h左右(以无负载电流且端电压变化率低于一定值为准)，在检测单体电池的电池温度之后，根据单体电池的电池温度，调取该电池温度下的电池电量关系列表，得到单体电池在当前的电池温度下对应的剩余电量。
在一种可选的实施例中，如图4所示，判断每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量是否满足预设条件，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，可以包括如下步骤：
步骤S1047a，将每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量进行排序，获取充电电量最小的单体电池，其中，最小的充电电量作为电池组的最小充电电量；
步骤S1047b，根据每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量、电池组的最小充电电量，确定电池组中待调整的至少一个单体电池。
在上述步骤中，将每个单体电池从当前状态下到充满电时需要充电的电量排序，得到最小的电量值，其中，最小的电量值为充电至整组出现电压限制导致不能继续充电时需要充进去电池的最小电量；判断每个单体电池从当前状态下到充满电时需要充电的电量与最小的电量值的差值是否满足预设条件来确定电池组中待调整的至少一个单体电池。
作为一种可选的实施方式，根据每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量、电池组的最小充电电量，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，可以通过如下计算公式确定筛选条件：Qk-Qmin>Ci，其中，Qmin为电池组的最小充电电量，Qk为第k只电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量，Ci为预设的筛选值；其中，电池组中满足筛选条件的单体电池为待调整的单体电池。
此处需要说明的是，上述筛选值可以为预设的误差值C×i％，其中，C为电池组的额定容量，i为常数，单体电池当前的荷电状态对应预设至少一个误差值，即可以根据单体电池当前所处的荷电状态，赋予不同的误差值。
可选地，i可以等于2。
一种可选的实施例中，如图5所示，基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对电池组进行电量均衡，可以包括如下步骤：
步骤S1061，读取预设的放电电阻的阻值R，其中，放电电阻与待调整的单体电池串联；
步骤S1063，根据待调整的单体电池需要放电的电量和与待调整的单体电池串联的电阻的阻值，来确定用于执行电量均衡的均衡时间；
步骤S1065，按照均衡时间控制对应的待调整的单体电池进行放电。
在上述步骤中，上述放电电阻是为了对待调整的单体电池放电附加的旁路电阻，与每个待调整的单体电池串联，根据每个待调整的单体电池需要放电的电量和与每个待调整的单体电池串联的放电电阻的阻值，可以计算出每个待调整的单体电池需要放电的时间，从而确定用于执行电量均衡的均衡时间，最后按照均衡时间控制对应的待调整的单体电池进行放电。
可选地，可以通过电池管理系统将与待调整的单体电池串联的均衡电阻接通需要均衡的时间。
可选地，在计算出电池组中每个待调整的单体电池需要放电的时间后，可以通过BMS将每只电池的均衡电阻接通的时间，即可在电池组慢充状态下达到SOC高端对齐的均衡目标(即在电池组充满电时每只单体电池的SOC均为100％)。
通过上述步骤S1061至S1065，实现了电池组中所有的单体电池在SOC达到100％时SOC对齐，保证了电池组中电池的一致性，有利于电池组功率的发挥。
作为一种可选的实施方式，根据待调整的单体电池需要放电的电量和与待调整的单体电池串联的电阻的阻值，来确定用于执行电量均衡的均衡时间，可以通过如下计算公式计算得到均衡时间tj：
其中，tj为第j只单体电池需要开启均衡时间，vj为第j只单体电池的端电压，△Qj为待调整的单体电池需要放电的电量，R为与第j个单体电池串联的放电电阻。
一种优选的实施方式中，确定每个待调整的单体电池需要放电的电量可以根据如下计算公式计算得到每个待调整的单体电池需要放电的电量：△Qj：△Qj＝Cj×(1-SOCj)-Qmin，其中，j指待调整的第j只电池，Cj为第j只电池的容量，Qmin为电池组的最小充电电量，SOCj为第j只电池的剩余电量。
另一种可选的实施例中，如图6所示，基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对电池组进行电量均衡可以包括如下步骤：
步骤S1062，控制待调整的单体电池进行放电，并动态检测待调整的单体电池的放电结果；
步骤S1064，如果检测到放电结果达到需要放大的电路或者达到预定的端电压值，则控制待调整的单体电池停止放电。
在上述步骤中，在计算出每个待调整的单体电池需要放电的电量后，可以通过控制每个待调整的单体电池进行放电来实现对电池组的电量进行均衡，在控制每个待调整的单体电池进行放电过程中，动态检测每个待调整的单体电池的放电结果，如果检测到放电结果达到需要放大的电路或者达到预定的端电压值，则控制待调整的单体电池停止放电。
通过上述步骤S1062至S1064，在均衡过程中，通过检测放电结果达到需要放大的电路或者达到预定的端电压值来控制待调整的单体电池停止放电，保证了电池组中所有单体电池达到一致性，实现了根据每个待调整的单体电池需要放电的电量对电池组进行电量均衡的目的。
容易注意到，本发明上述方法实施例，简单易行，易于实施，只需要在获取到单体的开路电压时即可识别出需要均衡的电芯，并可以通过简单算法计算出需要移除的电量；并且，可以方便地利用现有技术中普遍采用的被动均衡技术进行均衡。
此处需要说明的是，对于磷酸铁锂正极材料的电池，由于其电池平台比较平，电池工作在平台上的时候，依靠现有技术的均衡将会由于压差太小而无法启动，本发明上述实施例可以在充放电末端识别需要均衡的电池，避免了由于压差太小而无法启动问题。
实施例2
根据本发明实施例，还提供了一种电池管理系统实施例。本发明实施例1中的动力电池的电量均衡方法可以在本发明实施例2的电池管理系统中执行。
图7是根据本发明实施例的一种电池管理系统示意图，如图7所示，该电池管理系统包括：第一检测模块702、第一确定模块704和第一处理模块706。
其中，第一检测模块702，用于在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，电池参数至少包括：开路电压；第一确定模块704，用于根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量；第一处理模块706，用于基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对电池组进行电量均衡。
由上可知，在本发明上述实施例中，采用将开路电压作为均衡目标来对电池的电量进行均衡的方式，通过在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，电池参数至少包括：开路电压；根据每个单体电池的开路电压，确定电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量；基于每个待调整的单体电池需要放电的电量对每个待调整的单体电池进行电量均衡，达到了无论电池处于充电还是放电的状态均可以对电池进行均衡目的，从而实现了提高电池均衡效率和准确性的技术效果，从而解决了现有技术采用端电压一致性作为均衡目标对电池的电量进行均衡受电池所处状态限制的技术问题。
在一种可选的实施例中，如图8所示，上述第一确定模块704可以包括：第一读取模块7041，用于读取每个单体电池的开路电压；查询模块7043，用于基于每个单体电池的开路电压查询得到每个单体电池的剩余电量；计算模块7045，用于根据每个单体电池的剩余电量计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量；第二处理模块7047，用于判断每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量是否满足预设条件，确定电池组中待调整的至少一个单体电池。
在一种可选的实施例中，如图9所示，上述电池管理系统还包括：第二检测模块7042，用于检测单体电池的电池温度；其中，上述查询模块7043包括：调取模块7043a，用于根据单体电池的电池温度，调取该电池温度下的电池电量关系列表，其中，电池电量关系列表预先保存了不同的开路电压和不同的剩余电量之间的关联关系；获取模块7043b，用于基于单体电池的开路电压从电池电量关系列表中进行查询，得到单体电池在当前的电池温度下对应的剩余电量。
在一种可选的实施例中，如图10所示，上述第二处理模块7047包括：排序模块7047a，用于将每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量进行排序，获取充电电量最小的单体电池，其中，最小的充电电量作为电池组的最小充电电量；第二确定模块7047b，用于根据每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量、电池组的最小充电电量，确定电池组中待调整的至少一个单体电池。
作为一种可选的实施方式，上述计算模块7045可以用于通过如下计算公式计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量Qk：Qk＝Ck×(1-SOCk)，其中，k指第k只电池，Ck为第k只电池的容量，SOCk为第k只电池的剩余电量。
作为一种可选的实施方式，上述第二确定模块7047b可以用于通过如下计算公式确定筛选条件：Qk-Qmin>Ci，其中，Qmin为电池组的最小充电电量，Qk为第k只电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量，Ci为预设的筛选值；其中，电池组中满足筛选条件的单体电池为待调整的单体电池。
此处需要说明的是，上述筛选值可以为预设的误差值C×i％，其中，C为电池组的额定容量，i为常数，单体电池当前的荷电状态对应预设至少一个误差值，即可以根据单体电池当前所处的荷电状态，赋予不同的误差值。
作为一种可选的实施方式，上述第一确定模块704可以用于根据如下计算公式计算得到每个待调整的单体电池需要放电的电量：△Qj：△Qj＝Cj×(1-SOCj)-Qmin，其中，j指待调整的第j只电池，Cj为第j只电池的容量，Qmin为电池组的最小充电电量，SOCj为第j只电池的剩余电量。
一种可选的实施例中，如图11所示，上述第一处理模块706可以包括：第二读取模块7061，用于读取预设的放电电阻的阻值R，其中，放电电阻与待调整的单体电池串联；第三确定模块7063，用于根据待调整的单体电池需要放电的电量和与待调整的单体电池串联的电阻的阻值，来确定用于执行电量均衡的均衡时间；控制模块7065，用于按照均衡时间控制对应的待调整的单体电池进行放电。
可选地，上述第三确定模块7063可以用于通过如下计算公式计算得到均衡时间tj：其中，tj为第j只单体电池需要开启均衡时间，vj为第j只单体电池的端电压，△Qj为待调整的单体电池需要放电的电量，R为与第j个单体电池串联的放电电阻。
另一种可选的实施例中，如图12所示，上述第一处理模块706包括：第三检测模块7062，用于控制待调整的单体电池进行放电，并动态检测待调整的单体电池的放电结果；执行模块7064，用于如果检测到放电结果达到需要放大的电路或者达到预定的端电压值，则控制待调整的单体电池停止放电。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种动力电车，包括上述任意一种可选的和优选的电池管理系统。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种动力电池的电量均衡方法，其特征在于，应用于电动汽车上安装的动力电池组，包括：
在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，所述电池参数至少包括：开路电压；
根据所述每个单体电池的开路电压，确定所述电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量；
基于所述每个待调整的单体电池需要放电的电量对所述每个待调整的单体电池进行电量均衡；
其中，根据所述每个单体电池的开路电压，确定所述电池组中待调整的至少一个单体电池，包括：读取所述每个单体电池的开路电压；基于所述每个单体电池的开路电压查询得到所述每个单体电池的剩余电量；根据所述每个单体电池的剩余电量计算得到所述每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量；判断所述每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量是否满足预设条件，确定所述电池组中待调整的至少一个单体电池；
根据每个单体电池的剩余电量计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量，通过如下计算公式计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量Qk：
Qk＝Ck×(1-SOCk)，
其中，k指第k只电池，Ck为第k只电池的容量，SOCk为第k只电池的剩余电量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电池参数还包括电池温度的情况下，在基于所述每个单体电池的开路电压查询得到所述每个单体电池的剩余电量之前，所述方法还包括：
检测所述单体电池的电池温度；
其中，基于所述每个单体电池的开路电压查询得到所述每个单体电池的剩余电量包括：
根据所述单体电池的电池温度，调取该电池温度下的电池电量关系列表，其中，所述电池电量关系列表预先保存了不同的开路电压和不同的剩余电量之间的关联关系；
基于所述单体电池的开路电压从所述电池电量关系列表中进行查询，得到所述单体电池在当前的电池温度下对应的剩余电量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量是否满足预设条件，确定所述电池组中待调整的至少一个单体电池，包括：
将所述每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量进行排序，获取充电电量最小的单体电池，其中，最小的充电电量作为所述电池组的最小充电电量；
根据所述每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量、所述电池组的最小充电电量，确定所述电池组中待调整的至少一个单体电池。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述每个待调整的单体电池需要放电的电量对所述每个待调整的单体电池进行电量均衡，包括：
控制所述待调整的单体电池进行放电，并动态检测所述待调整的单体电池的放电结果；
如果检测到放电时间达到所述需要放电的时间或者达到预定的端电压值，则控制所述待调整的单体电池停止放电。
5.一种电池管理系统，其特征在于，应用于电动汽车上安装的动力电池组，包括：
第一检测模块，用于在预定时间检测电池组所包含的每个单体电池的电池参数，所述电池参数至少包括：开路电压；
第一确定模块，用于根据所述每个单体电池的开路电压，确定所述电池组中待调整的至少一个单体电池，并确定每个待调整的单体电池需要放电的电量；
第一处理模块，用于基于所述每个待调整的单体电池需要放电的电量对所述电池组进行电量均衡；
其中，所述第一确定模块包括：第一读取模块，用于读取所述每个单体电池的开路电压；查询模块，用于基于所述每个单体电池的开路电压查询得到所述每个单体电池的剩余电量；计算模块，用于根据所述每个单体电池的剩余电量计算得到所述每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量；第二处理模块，用于判断所述每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量是否满足预设条件，确定所述电池组中待调整的至少一个单体电池；
根据每个单体电池的剩余电量计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量，通过如下计算公式计算得到每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量Qk：
Qk＝Ck×(1-SOCk)，
其中，k指第k只电池，Ck为第k只电池的容量，SOCk为第k只电池的剩余电量。
6.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括：
第二检测模块，用于检测所述单体电池的电池温度；
其中，所述查询模块包括：
调取模块，用于根据所述单体电池的电池温度，调取该电池温度下的电池荷电状态关系列表，其中，所述电池荷电状态关系列表预先保存了不同的开路电压和不同的剩余电量之间的关联关系；
获取模块，用于基于所述单体电池的开路电压从所述电池荷电状态关系列表中进行查询，得到所述单体电池在当前的电池温度下对应的剩余电量。
7.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述第二处理模块包括：
排序模块，用于将所述每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量进行排序，获取充电电量最小的单体电池，其中，最小的充电电量作为所述电池组的最小充电电量；
第二确定模块，用于根据所述每个单体电池从当前状态到充满电时所需要的充电电量、所述电池组的最小充电电量，确定所述电池组中待调整的至少一个单体电池。
8.一种动力电车，其特征在于，包括权利要求5至7中任意一项所述的电池管理系统。
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