CN109617187B - 电池离线预估均衡方法、电池管理系统及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开电池离线预估均衡方法，包括：获取充电完成后满足预设静置时间时的端电压，通过查询预设的OCV‑SOC表，得到各单体的初始SOC；实时记录进入非静置状态时的安时积分量；获取从非静置状态进入静置状态且满足预设静置时间且所述安时积分量大于预设阈值时的端电压，通过查询预设的OCV‑SOC表，得到各单体的当前SOC；根据各单体的初始SOC、当前SOC、安时积分量以及额定容量计算各单体的SOH；计算各单体的当前的充电距离量或者放电距离量；及根据各单体的当前的充电距离量或者放电距离量设置再进入非静置状态时的均衡开启条件。本发明能提高电池的一致性，增加电池的容量，且对运算能力运行资源要求不高。本发明还提供了一种电池管理系统及可读存储介质。

Description

电池离线预估均衡方法、电池管理系统及可读存储介质

技术领域

本发明涉及电池均衡技术领域，尤其涉及一种电池离线预估均衡方法、电池管理系统及可读存储介质。

背景技术

现有电池组在进行充放电时，会出现“充高放低”的现象，其造成了充电电量低，放电电量低的特点，大大减少了电池最大可用容量和输出能量，并且在进行均衡充放电时根据电压均衡方式无法准确的找到真正需要均衡的电池。造成“充高放低”的现象的根本原因是电池的老化，因此造成电压突变触顶和触底的基本原因是容量的达到最大可用容量引起的电压急剧变化，虽然电池内阻也会增大，但是增加的内阻只是一个相对平稳的电压量，不会急剧变化。只是通过端电压进行电池均衡无法正真有效的提高电池的一致性，增加电池的容量。另一种是使用SOC作为均衡条件，但是当电池发生老化的时候，端电压高的不代表可用容量高，SOC高的也不代表可用容量高。所以在电池老化程度不一致以后通过端电压和SOC作为开启均衡条件是不合理的。而且，上述技术方案这中对每一个单体的SOC和SOH都需要进行实时计算，运算能力和运行资源的要求就会非常高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池离线预估均衡方法、电池管理系统及可读存储介质，能够提高电池的一致性，增加电池的容量，且对运算能力运行资源要求不高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电池离线预估均衡方法，包括：

获取充电完成后满足预设静置时间时的端电压，通过查询预设的OCV-SOC表，得到各单体的初始SOC；

实时记录进入非静置状态时的安时积分量；

获取从非静置状态进入静置状态且满足所述预设静置时间且所述安时积分量大于预设阈值时的端电压，通过查询预设的所述OCV-SOC表，得到各单体的当前SOC；

根据各单体的所述初始SOC、当前SOC、安时积分量以及额定容量计算各单体的SOH；

计算各单体的当前的充电距离量或者放电距离量；及

根据各单体的当前的所述充电距离量或者所述放电距离量设置再进入非静置状态时的均衡开启条件。

较佳地，所述获取充电完成后满足所述预设静置时间时的端电压之前，还包括：获取各单体于不同温度下的OCV-SOC表。

较佳地，各单体的所述SOH的计算公式为：

SOH_i＝ΔAH/C_n/(SOC_i_1-SOC_i_2)，

其中，△AH为安时积分量，C_n为额定容量，SOC_i_1为初始SOC，SOC_i_2为当前SOC，SOH_i为当前的SOH。

较佳地，所述充电距离量C_{i_char}的计算公式为：

C_{i_char}＝C_n×(1-SOC_i)×SOH_ii＝1,2,3...n

所述放电距离量C_{i_dis}的计算公式为：

C_{i_dis}＝C_n×SOC_i×SOH_ii＝1,2,3...n。

较佳地，所述计算各单体的当前的充电距离量或者放电距离量之后还包括：

对各单体当前的所述充电距离量或者所述放电距离量进行大小排序；及

计算各单体当前的所述充电距离量的充电平均距离量以及记录距离所述充电平均距离量最近的单体或者计算各单体当前的所述放电距离量的放电平均距离量以及记录距离所述放电平均距离量最近的单体；

所述均衡开启条件根据所述充电平均距离量和距离所述充电平均距离量最近的单体的所述充电距离量设定或者根据所述放电平均距离量和距离所述放电平均距离量最近的单体的所述放电距离量设定。

较佳地，充电时的所述均衡开启条件为：

(C_n×SOH_X-C_X)-(C_n×SOH_P-C_{char_P})≥W％C_n，

其中，SOH_X为距离所述充电平均距离量最近的单体的SOH，C_X为距离所述充电平均距离量最近的单体的所述充电距离量，SOH_P为各单体的平均SOH，C_{char_P}为各单体的所述充电平均距离量；

放电时的所述均衡开启条件为：

C_Y-C_{dis_P}≥W％C_n，

其中，C_Y为距离所述放电平均距离量最近的单体的所述放电距离量，C_{dis_P}为各单体的所述放电平均距离量。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种电池管理系统，包括处理器及存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，当一个或多个所述程序被一个或多个所述处理器执行，使得一个或多个所述处理器实现如上所述的电池离线预估均衡方法。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的电池离线预估均衡方法。

与现有技术相比，本发明电池离线预估均衡方法包括获取充电完成后满足预设静置时间时的端电压，通过查询预设的OCV-SOC表，得到各单体的初始SOC；实时记录进入非静置状态时的安时积分量；获取从非静置状态进入静置状态且满足所述预设静置时间时的端电压，通过查询预设的所述OCV-SOC表，得到各单体的当前SOC；根据各单体的所述初始SOC、当前SOC、安时积分量以及额定容量计算各单体的SOH；及计算各单体的当前的充电距离量或者放电距离量；根据各单体的当前的所述充电距离量或者所述放电距离量设置再进入非静置状态时的均衡开启条件；藉此使得本发明能够提高电池的一致性，增加电池的容量；且能在静置的时候找到需要均衡单体和计算均衡容量，对运算能力运行资源要求不高；另外以充电距离量短板和放电距离量短板作为开启均衡的条件能够大大提高电池组的充入容量和放电容量。

附图说明

图1是本发明实施例电池离线预估均衡方法的流程图。

图2是本发明实施例电池管理系统的示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本发明公开了一种电池离线预估均衡方法，包括：

101、获取充电完成后满足预设静置时间时的端电压，通过查询预设的OCV-SOC表，得到各单体的初始SOC；

102、实时记录进入非静置状态时的安时积分量；

103、获取从非静置状态进入静置状态且满足预设静置时间且所述安时积分量大于预设阈值时的端电压，通过查询预设的OCV-SOC表，得到各单体的当前SOC；

104、根据各单体的初始SOC、当前SOC、安时积分量以及额定容量计算各单体的SOH；

105、计算各单体的当前的充电距离量或者放电距离量；及

106、根据各单体的当前的充电距离量或者放电距离量设置再进入非静置状态时的均衡开启条件。

在一些实施例中，获取充电完成后满足预设静置时间时的端电压之前，还包括：获取各单体于不同温度下的OCV-SOC表。

在一些实施例中，各单体的SOH的计算公式为：

SOH_i＝ΔAH/C_n/(SOC_i_1-SOC_i_2)，

其中，△AH为安时积分量，C_n为额定容量，SOC_i_1为初始SOC，SOC_i_2为当前SOC，SOH_i为当前的SOH。

在一些实施例中，充电距离量C_{i_char}的计算公式为：

C_{i_char}＝C_n×(1-SOC_i)×SOH_ii＝1,2,3...n

放电距离量C_{i_dis}的计算公式为：

C_{i_dis}＝C_n×SOC_i×SOH_ii＝1,2,3...n。

在一些实施例中，计算各单体的当前的充电距离量或者放电距离量之后还包括：

对各单体当前的充电距离量或者放电距离量进行大小排序；及

计算各单体当前的充电距离量的充电平均距离量以及记录距离充电平均距离量最近的单体或者计算各单体当前的放电距离量的放电平均距离量以及记录距离放电平均距离量最近的单体；

均衡开启条件根据充电平均距离量和距离充电平均距离量最近的单体的充电距离量设定或者根据放电平均距离量和距离放电平均距离量最近的单体的放电距离量设定。

在一些实施例中，充电时的均衡开启条件为：

(C_n×SOH_X-C_X)-(C_n×SOH_P-C_{char_P})≥W％C_n，

其中，SOH_X为距离充电平均距离量最近的单体的SOH，C_X为距离充电平均距离量最近的单体的充电距离量，SOH_P为各单体的平均SOH，C_{char_P}为各单体的充电平均距离量；

放电时的均衡开启条件为：

C_Y-C_{dis_P}≥W％C_n，

其中，C_Y为距离放电平均距离量最近的单体的放电距离量，C_{dis_P}为各单体的放电平均距离量。

在优选的一实施例中，W取值为2。

请参阅图2，本发明还提供了一种电池管理系统，包括处理器1及存储器2，存储器2用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器1执行，使得一个或多个处理器1实现如上所述的电池离线预估均衡方法。

本发明还提供了一种可读存储介质，其上存储有程序，程序被处理器1执行时实现如上的电池离线预估均衡方法。

下面以具体实验为例，进一步对本发明进行阐述。

首先，通过实验室获取电池的不同温度下的OCV_SOC参数表(OCV通过静置1小时获得)。

然后执行一次SOH的估算，具体包括：

步骤1：充电完成后，静置1小时满足条件后采集端电压，并据此查询充电OCV-SOC表，得到每颗电池的SOCi_1(i＝1,2,3…n)；

步骤2：打破静置时，自动记录安时积分量；

步骤3：在下一次充电前再一次满足静置1小时的条件且安时量大于50％Cn(Cn为额定容量)时，通过采集到的端电压查询OCV-SOC表，得到每颗电池的SOCi_2；并根据如下公式计算SOHi(i＝1,2…n)：

SOH_i＝ΔAH/C_n/(SOC_i_1-SOC_i_2)。

均衡的短板就是SOH较低的电池，因此将其筛选出来进行均衡观测，将电池老化程度进行从低到高排序得到其电池序号{B_1,B_2,...,B_n-1,B_n}。

为便于观测，针对三颗电池依其SOH的从低到高的电池序号为{w2,w1,w3}。

当出现静置条件满足1小时时,采集端电压{3.6452V，3.635V，3.6605V},查表得到当前SOC{53％,50％,55％}，进而获取当前SOH{90％,80％,100％}。

根据如下公式计算充电距离量C_{i_char}：

C_{i_char}＝C_n×(1-SOC_i)×SOH_ii＝1,2,3...n，

对各单体的充电距离量从小到大排序得到{40Ah，42.3Ah，45Ah}，以及计算充电平均距离量并记录各充电距离量距离充电平均距离量最近的电池w1。

根据如下公式计算放电距离量C_{i_dis}：

C_{i_dis}＝C_n×SOC_i×SOH_ii＝1,2,3...n，

对各单体的放电距离量从小到大排序得到{40Ah，47.7Ah，55Ah}，以及计算放电平均距离量并记录各放电距离量距离放电平均距离量最近的电池w1。

当下一时刻处于非静置状态时，如果是充电状态，则均衡开启条件为：

(C_n×SOH_x-C_{_x})-(C_n×SOH_p-C_{char_P})≥2％C_n；

当下一时刻处于非静置状态时，如果是放电状态，则均衡开启条件为：

C_{_y}-C_{dis_P}≥2％C_n。

当充电状态下，均衡开启时，记录需要开启路数的电池容量状态：

C_i＝C_{i_last}+I×t+I_balance×t(i＝1,2,3…m)；

C_x＝C_{x_last}+I×t；

C_y＝C_{y_last}+I×t；

其中，C_{i_last}表示上一时刻的容量，I表示总线电流，I_balance表示均衡电流，t表示工作时间。

在本实验中，开启一路进行主动均衡，充电完成时，系统总容量为{80Ah,88Ah,95.6Ah}；不进行均衡的系统总容量为{80Ah,87.7Ah,95Ah}；采用均衡的情况下，放电完成时，系统容量为{0Ah,2Ah,4.4Ah}，不进行均衡的系统容量为{0Ah,7.7Ah,15Ah}。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种电池离线预估均衡方法，其特征在于，包括：

获取充电完成后满足预设静置时间时的端电压，通过查询预设的OCV-SOC表，得到各单体的初始SOC；

实时记录进入非静置状态时的安时积分量；

获取从非静置状态进入静置状态且满足所述预设静置时间且所述安时积分量大于预设阈值时的端电压，通过查询预设的所述OCV-SOC表，得到各单体的当前SOC；

根据各单体的所述初始SOC、当前SOC、安时积分量以及额定容量计算各单体的SOH；

计算各单体的当前的充电距离量或者放电距离量；及

根据各单体的当前的所述充电距离量或者所述放电距离量设置再进入非静置状态时的均衡开启条件；

各单体的所述SOH的计算公式为：

SOH_i＝ΔAH/C_n/(SOC_i_1-SOC_i_2)，

其中，△AH为安时积分量，C_n为额定容量，SOC_i_1为初始SOC，SOC_i_2为当前SOC，SOH_i为当前的SOH；

所述充电距离量C_{i_char}的计算公式为：

C_{i_char}＝C_n×(1-SOC_i)×SOH_ii＝1,2,3...n

所述放电距离量C_{i_dis}的计算公式为：

C_{i_dis}＝C_n×SOC_i×SOH_ii＝1,2,3...n；

所述计算各单体的当前的充电距离量或者放电距离量之后还包括：

对各单体当前的所述充电距离量或者所述放电距离量进行大小排序；及

计算各单体当前的所述充电距离量的充电平均距离量以及记录距离所述充电平均距离量最近的单体或者计算各单体当前的所述放电距离量的放电平均距离量以及记录距离所述放电平均距离量最近的单体；

所述均衡开启条件根据所述充电平均距离量和距离所述充电平均距离量最近的单体的所述充电距离量设定或者根据所述放电平均距离量和距离所述放电平均距离量最近的单体的所述放电距离量设定；

充电时的所述均衡开启条件为：

(C_n×SOH_X-C_X)-(C_n×SOH_P-C_{char_P})≥W％C_n，

其中，SOH_X为距离所述充电平均距离量最近的单体的SOH，C_X为距离所述充电平均距离量最近的单体的所述充电距离量，SOH_P为各单体的平均SOH，C_{char_P}为各单体的所述充电平均距离量；

放电时的所述均衡开启条件为：

C_Y-C_{dis_P}≥W％C_n，

其中，C_Y为距离所述放电平均距离量最近的单体的所述放电距离量，C_{dis_P}为各单体的所述放电平均距离量。

2.如权利要求1所述的电池离线预估均衡方法，其特征在于，

所述获取充电完成后满足所述预设静置时间时的端电压之前，还包括：

获取各单体于不同温度下的OCV-SOC表。

3.一种电池管理系统，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，当一个或多个所述程序被一个或多个所述处理器执行，使得一个或多个所述处理器实现如权利要求1至2任一项所述的电池离线预估均衡方法。

4.一种可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-2任一项所述的电池离线预估均衡方法。

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