CN110015188B - 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备 - Google Patents

电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备，所述方法包括：获取电池组中各个单体电池的内阻值；根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值；根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池。采用该方法，根据电池组中至少一个单体电池的内阻值，确定需要均衡的单体电池。不再固定地根据SOC值或负载电压值确定需要均衡的单体电池，将单体电池的内阻值作为确定需要均衡的单体电池所依据的电池信息，丰富了确定需要均衡的单体电池所依据的电池信息，提供了多样化的确定需要均衡的单体电池的方法。

Description

电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
技术领域
本公开涉及控制技术领域，具体地，涉及一种电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备。
背景技术
为电动汽车提供动力能源的大容量蓄电池常称作动力电池。车用动力电池一般由多个单体电池串联组成一个模块。随着电池的使用，各单体电池间的差异性逐渐扩大，单体电池间一致性差，由于电池的短板效应，电池组容量发挥受到限制，使电池组容量不能充分发挥，导致电池组的整体的容量减少。另一方面，各单体电池间的差异性逐渐扩大后，将造成某些单体电池过充电，某些单体电池过放电，影响电池寿命，损坏电池，而且还可能产生大量的热量引起电池燃烧或爆炸。
因此，对电动汽车动力电池进行有效的均衡管理，有利于提高电池组中各电池的一致性，减少电池的容量损失，延长电池的使用寿命及电动汽车续驶里程，具有十分重要的意义。
目前，对动力电池组进行均衡管理，首先要从动力电池组中确定出需要进行均衡的单体电池，因此需要实时地对动力电池组中各单体电池的电池信息进行采集，然后根据电池信息(例如：SOC值、负载电压值)来确定哪些单体电池需要进行均衡，进而对需要均衡的单体电池进行均衡，考虑到单体电池的OCV-SOC曲线上有一个OCV平台期，在OCV平台期，OCV值的变化幅度很小，在此期间，用电压差来判断单体电池是否需要均衡不准确；另外，单体电池的SOC值存在估算困难的问题，进而导致无法准确地确定单体电池的SOC值，用SOC差来判断单体电池是否需要均衡不准确。
发明内容
本公开的目的是提供一种电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备，以优化电池均衡过程。
为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种电池均衡方法，所述方法包括：
获取电池组中各个单体电池的内阻值；
根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值；
根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池。
可选地，所述根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池，包括：
确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值；
获取均衡开启阈值；
将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池。
可选地，所述根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值，包括：
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的最小值确定为所述参考内阻值；
所述确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值，包括：
确定所述电池组中除内阻值为所述最小值的单体电池之外的其他单体电池的内阻值，与所述参考内阻值之间的内阻差值。
可选地，在将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池之后，所述方法还包括：
当所述电池组处于充电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池放电；
当所述电池组处于放电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池充电。
可选地，所述根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值，包括：
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的最大值确定为所述参考内阻值；
所述确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值，包括：
确定所述电池组中除内阻值为所述最大值的单体电池之外的其他单体电池的内阻值，与所述参考内阻值之间的内阻差值。
可选地，在将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池之后，所述方法还包括：
当所述电池组处于充电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池充电；
当所述电池组处于放电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池放电。
可选地，所述根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值，包括：
将所述电池组中各个单体电池的内阻值的平均值确定为所述参考内阻值；
所述确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值，包括：
确定所述电池组中各个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值。
可选地，在将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池之后，所述方法还包括：
当所述电池组处于充电过程中时，控制所述需要均衡的单体电池中内阻值小于所述平均值的单体电池充电，并控制所述需要均衡的单体电池中内阻值大于所述平均值的单体电池放电；
当所述电池组处于放电过程中时，控制所述需要均衡的单体电池中内阻值小于所述平均值的单体电池放电，并控制所述需要均衡的单体电池中内阻值大于所述平均值的单体电池充电。
可选地，在所述根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池之后，所述方法还包括：
根据所述需要均衡的单体电池的内阻值以及所述参考内阻值，确定所述需要均衡的单体电池的目标均衡时长；
按照所述需要均衡的单体电池的目标均衡时长，控制所述需要均衡的单体电池的均衡。
可选地，获取电池组中各个单体电池的内阻值，包括：
对所述电池组中每个单体电池，确定该单体电池在进入恒流工况之前的初始电压值和初始电流值；
确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值；
根据所述初始电压值与所述单体电池处于恒流工况下的电压值之间的电压差值，以及所述初始电流值与所述单体电池处于恒流工况下的电流值之间的电流差值，确定该单体电池的内阻值为所述电压差值与所述电流差值的比值。
可选地，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值，包括：
检测该单体电池是否进入恒流工况；
在该单体电池进入恒流工况且所述恒流工况持续预定时长之后，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值。
可选地，所述检测该单体电池是否进入恒流工况，包括：
采集给定时间段内该单体电池的电流；
当所述给定时间段内该单体电池的电流变化幅度小于预设变化量时，确定该单体电池进入恒流工况。
本公开第二方面提供一种电池均衡系统，包括：均衡模块、采集模块以及控制模块，
所述采集模块用于获取电池组中各个单体电池的内阻值；
所述控制模块用于根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值，以及，根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池；
所述均衡模块用于对所述需要均衡的单体电池进行均衡。
可选地，所述控制模块用于：
确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值；
获取均衡开启阈值；
将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池。
可选地，所述控制模块用于：
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的最小值确定为所述参考内阻值；或者，
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的最大值确定为所述参考内阻值；或者，
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的平均值确定为所述参考内阻值。
可选地，所述控制模块用于：
根据所述需要均衡的单体电池的内阻值以及所述参考内阻值，确定所述需要均衡的单体电池的目标均衡时长；
所述均衡模块用于：
按照所述需要均衡的单体电池的目标均衡时长，对所述需要均衡的单体电池进行均衡。
可选地，所述采集模块用于：
对所述电池组中每个单体电池，确定该单体电池在进入恒流工况之前的初始电压值和初始电流值，以及，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值；
所述控制模块用于：
根据所述初始电压值与所述单体电池处于恒流工况下的电压值之间的电压差值，以及所述初始电流值与所述单体电池处于恒流工况下的电流值之间的电流差值，确定该单体电池的内阻为所述电压差值与所述电流差值的比值。
可选地，所述控制模块用于：
检测该单体电池是否进入恒流工况；
在该单体电池进入恒流工况且所述恒流工况持续预定时长之后，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值。
可选地，所述采集模块用于：采集给定时间段内该单体电池的电流；
所述控制模块用于：当所述给定时间段内该单体电池的电流变化幅度小于预设变化量时，确定该单体电池进入恒流工况。
可选地，所述控制模块通过一个通道与对应于同一单体电池的采集模块和均衡模块连接，所述控制模块用于在确定与该控制模块连接的单体电池不需要进行均衡时，控制所述控制模块与对应的采样模块连接；或者，
所述控制模块还用于在确定与该控制模块连接的单体电池需要进行均衡时，控制所述控制模块在第一时间与对应的采样模块连接，在第二时间与对应的均衡模块连接。
可选地，所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片通过一个引脚和所述一个通道与对应于同一单体电池的采集模块和均衡模块连接。
可选地，所述控制模块通过两个通道分别与对应于同一单体电池的采集模块和均衡模块连接。
可选地，所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片通过两个引脚分别与对应于同一单体电池的采集模块和均衡模块连接，所述两个引脚与所述两个通道一一对应。
本公开第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开第一方面所述的方法。
本公开第四方面提供一种电子设备，包括：
本公开第三方面所述的计算机可读存储介质；以及
一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
本公开第五方面提供一种车辆，所述车辆包括：电池组以及本公开第二方面所述的电池均衡系统。
通过上述技术方案，根据电池组中至少一个单体电池的内阻值，确定需要均衡的单体电池。不再固定地根据SOC值或负载电压值确定需要均衡的单体电池，将单体电池的内阻值作为确定需要均衡的单体电池所依据的电池信息，丰富了确定需要均衡的单体电池所依据的电池信息，提供了多样化的确定需要均衡的单体电池的方法。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开一实施例的电池均衡系统的示意图；
图2是本公开一实施例的两个单体电池共用一个均衡模块的电池均衡系统的示意图；
图3是本公开另一实施例的电池均衡系统的示意图；
图4是本公开另一实施例的两个单体电池共用一个均衡模块的电池均衡系统的示意图；
图5是本公开一实施例的电池均衡方法的流程示意图；
图6是本公开一实施例的单体电池的开路电压OCV-剩余电量SOC曲线；
图7是本公开一实施例的电池内阻模型的示意图；
图8是本公开一实施例的均衡模块的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
参见图1，为本公开一实施例的电池均衡系统的示意图。该电池均衡系统包括：控制模块101、采集模块102、均衡模块103和电池组104。
在一个实施例中，每节单体电池都对应一个采集模块102和一个均衡模块103。对应于同一单体电池的采集模块102和均衡模块103分别通过不同的控制通道与控制模块101连接。控制模块可包括控制芯片，控制芯片通过两个引脚分别与对应于同一单体电池的采集模块和均衡模块连接，两个引脚与两个通道一一对应。
在该实施例中，控制模块101按照单位周期，控制采集模块102和均衡模块103分时导通，分别进行电池信息的采集和电池的均衡，使得电池信息采集和均衡分时进行。避免电池信息采集和均衡同时进行时，均衡电流对电池信息采集的精度的影响。
在一个实施例中，参见图1所示，电池中的每一单体电池分别与一采集模块102和一均衡模块103连接。若电池组包括N个单体电池，则采集模块102为N个，均衡模块103为N个，由此，控制模块101通过2×N个控制通道，分别与N个采集模块和N个均衡模块连接。
在另一些实施例中，不同的单体电池可共用均衡模块，例如，电池组中的N个单体电池，可共用同一个均衡模块，或每预设数量(例如，2个、3个或5个等)个单体电池共用一个均衡模块等。当共用一个均衡模块的多节单体电池中有至少两节单体电池需要均衡时，在单位周期的均衡时段内，该均衡模块与需要均衡的至少两节单体电池中的每节单体电池交替连接。
参见图2，两个单体电池共用一个均衡模块，当共用一个均衡模块的两节单体电池均需要均衡时，在单位周期的均衡时段内，该均衡模块与每节单体电池交替连接。交替连接可为按照一定的周期交替性的连接。例如，参见图2，两节单体电池中的一个单体电池111所对应的并联支路15上的并联开关150在控制模块14的控制下闭合2s时，两节单体电池中的另一个单体电池111所对应的并联支路15上的并联开关150在控制模块14的控制下断开2s。即两节单体电池中的每个单体电池111对应的并联支路15上的并联开关150，在均衡时段内，每隔两秒就从闭合状态切换为断开状态，或者从断开状态切换为闭合状态。由此，在采集模块和均衡模块分时导通的基础上，在均衡时段时，共用同一均衡模块的单体电池交替的与该共用的均衡模块连接，实现均衡。
参见图3，为本公开另一实施例的电池均衡系统的结构示意图。
该电池均衡系统包括：控制模块301、采集模块302、均衡模块303和电池组304。其中，电池组304包括多个串联的单体电池。控制模块301通过一个控制通道305与对应于同一单体电池的采集模块302和均衡模块303连接。控制模块用于在确定与该控制模块连接的单体电池不需要进行均衡时，控制控制模块与对应的采样模块连接；或者，控制模块还用于在确定与该控制模块连接的单体电池需要进行均衡时，采集模块和均衡模块按照单位周期分时复用通道305。
一个单位周期包括：采集时段和均衡时段。控制模块301控制采集模块302，在采集时段内对单体电池的电池信息进行采样，以获取单体电池的电池信息。电池信息至少包括以下其中之一：电压、电流和温度等。在一个实施例中，电池信息可以只包括电压值，由此，可得到单体电池的电压性能参数。在另一实施例中，电池信息也可以同时包括电压值、电流值和温度值等，由此，可得到单体电池的SOC、内阻、自放电率等性能参数。
控制模块301，根据采集模块302采集的单体电池的电池信息，确定需要进行均衡的待均衡单体电池。对于需要开启均衡的待均衡单体电池，控制模块301控制与该待均衡单体电池对应的均衡模块，在均衡时段内，对该待均衡单体电池进行均衡。
由此，在本公开实施例中，采集模块和均衡模块间共用同一个控制通道，控制模块控制采集模块和均衡模块，按照单位周期分时复用该控制通道，避免了电池信息采集和均衡同时进行时，均衡电流对电池信息采集的精度的影响；另一方面，相比于上述图1所示的实施例，减少了对控制模块芯片的通道数量要求，可节省硬件成本。
在一个实施例中，在采集模块和均衡模块共用的控制通道中，设置有一开关K，控制模块301与开关K连接，并通过控制开关K，实现分时与采集模块302或均衡模块303连接。当开关K与采集模块302连接时，控制模块301控制采集模块302，在采集周期内，对单体电池进行电池信息的采集；当开关K与均衡模块303连接时，控制模块301控制均衡模块303对所对应的单体电池进行均衡。
在一个实施例中，参见图1所示，电池中的每一单体电池分别与一采集模块302和一均衡模块303连接。若电池组包括N个单体电池，则采集模块302为N个，均衡模块303为N个，由此，控制模块301通过N个控制通道，分别与采集模块和均衡模块连接。
在另一些实施例中，不同的单体电池可共用均衡模块，例如，电池组中的N个单体电池，可共用同一个均衡模块，或每预设数量(例如，2个、3个或5个等)个单体电池共用一个均衡模块等。当共用一个均衡模块的多节单体电池中有至少两节单体电池需要均衡时，在单位周期的均衡时段内，该均衡模块与需要均衡的至少两节单体电池中的每节单体电池交替连接。
参见图4，为两个单体电池共用一个均衡模块的一示例性示意图。当共用一个均衡模块的两节单体电池均需要均衡时，在单位周期的均衡时段内，该均衡模块与每节单体电池交替连接。交替连接可为按照一定的周期交替性的连接。由此，在采集模块和均衡模块分时导通的基础上，在均衡时段时，共用同一均衡模块的单体电池交替的与该共用的均衡模块连接，实现均衡。
在一个实施例中，采集模块可为电压采集芯片，用于在采集时段，对单体电池的电压进行采集。
参见图5，基于上述图1、图2、图3或图4任一实施例所示的电池均衡系统，本公开一实施例的电池均衡方法包括：
在步骤S51中，获取电池组中各个单体电池的内阻值。
在步骤S52中，根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值。
在步骤S53中，根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池。
在一个实施例中，上述步骤S51包括以下步骤：
对所述电池组中每个单体电池，确定该单体电池在进入恒流工况之前的初始电压值和初始电流值；
确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值；
根据所述初始电压值与所述单体电池处于恒流工况下的电压值之间的电压差值，以及所述初始电流值与所述单体电池处于恒流工况下的电流值之间的电流差值，确定该单体电池的内阻值为所述电压差值与所述电流差值的比值。
可选地，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值，包括：
检测该单体电池是否进入恒流工况；
在该单体电池进入恒流工况且所述恒流工况持续预定时长之后，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值。
可选地，所述检测该单体电池是否进入恒流工况，包括：
采集给定时间段内该单体电池的电流；
当所述给定时间段内该单体电池的电流变化幅度小于预设变化量时，确定该单体电池进入恒流工况。
在一个实施例中，首先检测该单体电池是否进入恒流工况，并在该单体电池进入恒流工况且恒流工况持续预定时长之后，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值。
在一个实施例中，可采集给定时间段内该单体电池的电流，当给定时段内该单体电池的电流变化幅度小于预设变化量时，可确定该单体电池进入恒流工况。
然后，根据初始电压值和单体电池处于恒流工况下的电压值之间的电压差值，以及初始电流值与单体电池处于恒流工况下的电流值之间的电流差值，确定该单体电池的内阻值为电压差值与电流差值的比值。
在一个实施例中，可根据式(1)确定该单体电池的内阻值。
Figure BDA0001395750920000121
其中，R为该单体电池的内阻值，V0为该单体电池在进入恒流工况之前的初始电压值，I0为该单体电池在进入恒流工况之前的初始电流值，Vn为该单体电池处于恒流工况下的电压值，In为该单体电池处于恒流工况下的电流值。
在步骤S52中，根据各单体电池的内阻值，确定参考内阻值。
在一个实施例中，可将电池组中任一个单体电池的内阻值作为参考内阻值，例如将电池组中的第2节单体电池的内阻值作为参考内阻值，或，电池组中内阻值最大的单体电池的内阻值，或，电池组中内阻值最小的单体电池的内阻值，或，电池组中内阻值排在正中间的单体电池的内阻值(针对电池组包括奇数个单体电池的情况)。
在另一个实施例中，参考内阻值也可以是根据电池组中各个单体电池的内阻值计算得出的，例如：电池组中各个单体电池的内阻值的平均值，或，电池组中内阻值排在最中间的两个单体电池的内阻值的平均值(针对电池组包括偶数个单体电池的情况)。
可选地，步骤S53包括：
确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值；
获取均衡开启阈值；
将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池。
其中，均衡开启阈值是用于确定是否对电池组中任一个单体电池开启均衡的阈值，也即用于判断电池组中任一个单体电池是否是需要均衡的单体电池的阈值。
本申请利用内阻差判断需要均衡的单体电池，相对利用电压差或SOC差判断，可以避免电压值幅度变化小以及SOC估算困难导致的判断不准确的问题，利用内阻进行均衡判断，由于电池的内阻的计算方法得到的电池内阻比较准确，这样能够提高均衡判断的准确性。
首先，从电池组中选取至少一个单体电池，然后将所选取的至少一个单体电池的内阻值与参考内阻值做差，得到所选取的至少一个单体电池的内阻差值。然后将得到的内阻差值与均衡开启阈值相比较，如果一个单体电池的内阻差值大于或等于均衡开启阈值，则该电池是需要均衡的单体电池；如果一个单体电池的内阻差值小于均衡开启阈值，则该电池是不需要均衡的单体电池。
参考内阻值不同，所选取的至少一个单体电池不同，对需要均衡的单体电池进行均衡的过程不同。以下对参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值中的最小值、最大值以及平均值的情况，分别进行说明。
1)在参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值中的最小值的情况下，所述确定所述至少一个单体电池的内阻值与均衡判断所需的参考内阻值之间的内阻差值，包括：确定以下单体电池的内阻值与均衡判断所需的参考内阻值之间的内阻差值：
确定所述电池组中除内阻值为所述最小值的单体电池之外的其他单体电池的内阻值，与所述参考内阻值之间的内阻差值。
相应地，在确定需要均衡的单体电池为所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池之后，所述方法还包括：当所述电池组处于充电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池放电；当所述电池组处于放电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池充电。
具体地，在参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值中的最小值的情况下，可以将电池组中除内阻值最小的单体电池之外的其他单体电池的内阻值，与参考内阻值做差，进而判断电池组中除内阻值最小的单体电池之外的其他单体电池，是否是需要均衡的单体电池。此种实施方式是一种批量判断的方式，能一次性判断出电池组中除内阻值最小的单体电池之外的其他单体电池，是否是需要均衡的单体电池。
在参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值中的最小值的情况下，对需要均衡的单体电池进行均衡的过程是：考虑到内阻大的电池，老化严重，在充电过程中，其电压上升快，因此，当电池组处于充电过程中时，对需要均衡的单体电池放电；考虑到内阻大的电池，老化严重，在放电过程中，其电压下降快，因此，当所述电池组处于放电过程中时，对需要均衡的单体电池充电。
2)在参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值中的最大值的情况下，所述确定所述至少一个单体电池的内阻值与均衡判断所需的参考内阻值之间的内阻差值，包括：确定所述电池组中除内阻值为所述最大值的单体电池之外的其他单体电池的内阻值，与所述参考内阻值之间的内阻差值。
具体地，在参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值中的最大值的情况下，可以将电池组中除内阻值最大的单体电池之外的其他单体电池的内阻值，与参考内阻值做差，进而判断电池组中除内阻值最大的单体电池之外的其他单体电池，是否是需要均衡的单体电池。此种实施方式是一种批量判断的方式，能一次性判断出电池组中除内阻值最大的单体电池之外的其他单体电池，是否是需要均衡的单体电池。
相应地，在确定需要均衡的单体电池为所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池之后，所述方法还包括：当所述电池组处于充电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池充电；当所述电池组处于放电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池放电。
在参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值中的最大值的情况下，对需要均衡的单体电池进行均衡的过程是：考虑到内阻大的电池，老化严重，在充电过程中，其电压上升快，因此，当电池组处于充电过程中时，对需要均衡的单体电池充电；考虑到内阻大的电池，老化严重，在放电过程中，其电压下降快，因此，当所述电池组处于放电过程中时，对需要均衡的单体电池放电。
3)在参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值的平均值的情况下，所述确定所述至少一个单体电池的内阻值与均衡判断所需的参考内阻值之间的内阻差值，包括：确定所述电池组中各个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值。
相应地，在确定需要均衡的单体电池为所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池之后，所述方法还包括：
当所述电池组处于充电过程中时，控制所述需要均衡的单体电池中内阻值小于所述平均值的单体电池充电，并控制所述需要均衡的单体电池中内阻值大于所述平均值的单体电池放电；
当所述电池组处于放电过程中时，控制所述需要均衡的单体电池中内阻值小于所述平均值的单体电池放电，并控制所述需要均衡的单体电池中内阻值大于所述平均值的单体电池充电。
具体地，在参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值的平均值的情况下，可以将电池组中各个单体电池的内阻值与参考内阻值做差，进而判断电池组中各个单体电池是否是需要均衡的单体电池。此种实施方式是一种批量判断的方式，能一次性判断出电池组中各个单体电池是否是需要均衡的单体电池。
在参考内阻值为电池组中各个单体电池的内阻值的平均值的情况下，对需要均衡的单体电池进行均衡的过程是：
考虑到内阻大的电池，老化严重，在充电过程中，其电压上升快，在放电过程中，其电压下降快，因此，当电池组处于充电过程中时，对需要均衡的单体电池中内阻值小于内阻平均值的单体电池充电，并对需要均衡的单体电池中内阻值大于内阻平均值的单体电池放电；同理，当电池组处于放电过程中时，对需要均衡的单体电池中内阻值小于内阻平均值的单体电池放电，并对需要均衡的单体电池中内阻值大于内阻平均值的单体电池充电。
可选地，结合以上各实施例，所述方法还包括：
针对所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的任一单体电池，根据该单体电池的内阻值以及所述参考内阻值，确定该单体电池的目标均衡时长；
按照该单体电池的目标均衡时长，控制该单体电池的均衡。
在确定需要均衡的单体电池之后，还可以确定需要均衡的单体电池的目标均衡时长，然后按照所确定的目标均衡时长，对需要均衡的单体电池进行均衡。其中，目标均衡时长的确定，是根据需要均衡的单体电池的内阻值以及参考内阻值确定的。
可选地，根据待均衡单体电池的内阻值和参考内阻值，确定待均衡单体电池的目标均衡时长，有且不限于以下两种确定方式：
1)第一种确定方式包括以下步骤：
根据所述参考内阻值及电池组的开路电压OCV-剩余电量SOC曲线，确定与所述参考内阻值对应的第一SOC值；根据所述待均衡单体电池的内阻值及所述OCV-SOC曲线，确定与所述待均衡单体电池的内阻值对应的第二SOC值；根据所述第一SOC值和所述第二SOC值，确定所述目标均衡时长，其中，OCV为开路电压(Open Circuit Voltage)，SOC为剩余电量(State of Charge)。
可选地，所述根据所述参考内阻值及电池组的开路电压OCV-剩余电量SOC曲线，确定与所述参考内阻值对应的第一SOC值，包括：将所述电池组中内阻值与所述参考内阻值之差最小的单体电池确定为参考电池；根据所述参考电池的负载电压值及所述参考电池的内阻值，确定所述参考电池的参考OCV值；根据所述参考OCV值及所述OCV-SOC曲线，将所述参考OCV值对应的SOC值确定为所述第一SOC值；
所述根据所述待均衡单体电池的内阻值及所述OCV-SOC曲线，确定与所述待均衡单体电池的负载电压值对应的第二SOC值，包括：根据所述待均衡单体电池的负载电压值及所述待均衡单体电池的内阻值，确定所述待均衡单体电池的OCV值；根据所述OCV-SOC曲线，确定所述待均衡单体电池的OCV值对应的SOC值为所述第二SOC值。
在本公开的一个实施例中，OCV-SOC曲线是经过测定获取到的。例如，对于某一单体电池，在其SOC值从0到100％之间变化的过程中，每间隔一定的SOC值，则测定一次电池的开路电压OCV，然后将每个点对应的OCV和SOC一一对应，形成该单体电池的SOC-OCV曲线。图6是单体电池的OCV-SOC曲线的示意图。其中，OCV为开路电压(Open Circuit Voltage)，SOC为剩余电量(State of Charge)。
其中，OCV值是单体电池的开路电压值，与负载电压值不同。参见图7和式(2)，当电池组处于放电状态或充电状态时，采用电池内阻模型，将单体电池等效为理想电压源与电阻R串联。则对于一单体电池，可根据式(2)将采样得到的该单体电池的电压值VL(即负载电压值)转换为开路电压值：
OCV＝VL+I×R (2)
其中，VL为采集时段内，采集模块采集到的负载电压值；I为采集时段内，采集模块采集到的放电电流或充电电流；R为单体电池的内阻值。
应理解，测定开路电压OCV时，可以先采集单体电池的负载电压，然后根据式(2)转换为对应的开路电压OCV。
或者，在另一实施例中，在待均衡单体电池停止工作并达到稳定状态、或者电池刚开始工作的瞬间所采集到的电压本身就是开路电压或者可近似看作开路电压，因此在该情况下可以直接采集得到待均衡单体电池的OCV值。
或者，在另一实施例中，在待参考电池停止工作并达到稳定状态、或者电池刚开始工作的瞬间所采集到的电压本身就是开路电压或者可近似看作开路电压，因此在该情况下可以直接采集得到参考电池的OCV值。
由此，可根据参考电压值、参考电池的内阻值以及参考电池对应的OCV-SOC曲线，获取到参考电池的第一SOC值。根据待均衡单体电池的电压值、待均衡单体电池的内阻值以及待均衡单体电池对应的OCV-SOC曲线，获取到待均衡单体电池的第二SOC值。
在获得第一SOC值和第二SOC值之后，执行以下步骤：
按照ΔQ＝ΔSOC×Cn确定电量差，其中，ΔQ为电量差，ΔSOC为第一SOC值与第二SOC值之间的SOC差值，Cn为待均衡单体电池的可用容量；
按照t＝ΔQ/I确定目标均衡时长，其中，t为目标均衡时长，I为待均衡单体电池的均衡电流。
2)第二种确定方式包括以下步骤：
根据所述待均衡单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值、以及预设的内阻差值与目标均衡时长之间的对应关系，确定所述待均衡单体电池的目标均衡时长。
在本公开的一个实施例中，内阻差值与目标均衡时长之间的对应关系是经过测定获取到的。在获得待均衡单体电池的内阻值与参考内阻值之间的内阻差值之后，查询内阻差值与目标均衡时长之间的对应关系，即可确定目标均衡时长。
应理解，若确定没有需要均衡的单体电池，则继续根据电池组中至少一个单体电池的内阻值，判断是否有需要均衡的单体电池。当确定没有需要进行均衡的单体电池时，控制模块可不进行动作，使得任一电池对应的均衡模块均不被开启。
参见图8，为本公开一实施例的均衡模块的示意图。控制待均衡单体电池进行均衡，需要结合上述均衡判断进行。根据均衡判断的步骤，确定待均衡单体电池的均衡方式为被动均衡(即对待均衡单体电池进行放电)，还是主动均衡(即对待均衡单体电池进行充电)，并导通相应的均衡模块。
参见图8，对于被动均衡，均衡模块包括：一电阻811，每个单体电池对应一个均衡模块，即每节单体电池的两端均并联一个电阻。
对于需要进行被动均衡的待均衡单体电池，控制模块控制该待均衡单体电池与其对应的电阻之间的并联回路导通，以执行对该单体电池的被动均衡。参见图8，控制模块通过控制开关模块812导通，实现待均衡单体电池与其对应的电阻之间的并联回路的导通。
电阻811可为定值电阻或可变电阻。在一个实施例中，电阻811可为正温度系数的热敏电阻，其可随温度的变化而变化，从而可调节均衡时产生的均衡电流，进而自动调节电池均衡系统的发热量，并最终对电池均衡系统的温度进行有效控制。
参见图8，对于主动均衡，均衡模块包括与电池组中的每一个单体电池95均并联的充电支路94，充电支路94与单体电池95一一对应，且每个充电支路94均连接于发电机92，发电机92与发动机91通过齿轮机械连接。
对于需要进行主动均衡的待均衡单体电池，控制模块控制与该待均衡单体电池对应的充电支路94导通。发动机91转动时，则带动发电机92发电，从而将发电机92所发的电量输送给待均衡单体电池，使该待均衡单体电池的电量增加。
参见图8，当发电机92为交流发电机时，均衡模块还包括与发电机92串联的整流器93，每个充电支路130均串联所述整流器132。通过整流器93将发电机92发出的交流电转换为直流电后，可以使得发电机92能够用于对待均衡单体电池进行充电。
参见图8，控制模块可通过控制与待均衡单体电池对应的开关96导通，使得该待均衡单体电池对应的充电支路导通，执行对待均衡单体电池的主动均衡。
在另一些实施例中，除了图8所示的，利用发电机对单体电池进行充电外，还可通过整车中的启动电池为待均衡单体电池进行充电。
在另一实施例中，除了图8所示的，并联电阻与待均衡单体电池外，还可将待均衡单体电池与整车的启动电池并联，将待均衡单体电池放出的电量充入启动电池，实现对待均衡单体电池的均衡的同时有效避免能量的浪费。
如上所述，在本公开的实施例中，多个单体电池可共用一个均衡模块，当共用一个均衡模块的多节单体电池中有至少两节单体电池需要均衡时，该均衡模块与需要均衡的至少两节单体电池中的每节单体电池交替连接，分别进行均衡。
相应的，本公开实施例还提供一种车辆，包括上述的电池均衡系统。
相应的，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述的电池均衡方法。
相应的，本公开实施例还提供一种电子设备，包括：前述计算机可读存储介质；以及一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (24)

1.一种电池均衡方法，其特征在于，包括：
获取电池组中各个单体电池的内阻值；
根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值；
根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池；
所述根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池，包括：
确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值；
获取均衡开启阈值；
将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值，包括：
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的最小值确定为所述参考内阻值；
所述确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值，包括：
确定所述电池组中除内阻值为所述最小值的单体电池之外的其他单体电池的内阻值，与所述参考内阻值之间的内阻差值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池之后，所述方法还包括：
当所述电池组处于充电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池放电；
当所述电池组处于放电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池充电。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值，包括：
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的最大值确定为所述参考内阻值；
所述确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值，包括：
确定所述电池组中除内阻值为所述最大值的单体电池之外的其他单体电池的内阻值，与所述参考内阻值之间的内阻差值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池之后，所述方法还包括：
当所述电池组处于充电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池充电；
当所述电池组处于放电过程中时，控制所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池放电。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值，包括：
将所述电池组中各个单体电池的内阻值的平均值确定为所述参考内阻值；
所述确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值，包括：
确定所述电池组中各个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池之后，所述方法还包括：
当所述电池组处于充电过程中时，控制所述需要均衡的单体电池中内阻值小于所述平均值的单体电池充电，并控制所述需要均衡的单体电池中内阻值大于所述平均值的单体电池放电；
当所述电池组处于放电过程中时，控制所述需要均衡的单体电池中内阻值小于所述平均值的单体电池放电，并控制所述需要均衡的单体电池中内阻值大于所述平均值的单体电池充电。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池之后，所述方法还包括：
根据所述需要均衡的单体电池的内阻值以及所述参考内阻值，确定所述需要均衡的单体电池的目标均衡时长；
按照所述需要均衡的单体电池的目标均衡时长，控制所述需要均衡的单体电池的均衡。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取电池组中各个单体电池的内阻值，包括：
对所述电池组中每个单体电池，确定该单体电池在进入恒流工况之前的初始电压值和初始电流值；
确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值；
根据所述初始电压值与所述单体电池处于恒流工况下的电压值之间的电压差值，以及所述初始电流值与所述单体电池处于恒流工况下的电流值之间的电流差值，确定该单体电池的内阻值为所述电压差值与所述电流差值的比值。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值，包括：
检测该单体电池是否进入恒流工况；
在该单体电池进入恒流工况且所述恒流工况持续预定时长之后，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述检测该单体电池是否进入恒流工况，包括：
采集给定时间段内该单体电池的电流；
当所述给定时间段内该单体电池的电流变化幅度小于预设变化量时，确定该单体电池进入恒流工况。
12.一种电池均衡系统，其特征在于，包括：均衡模块、采集模块以及控制模块，
所述采集模块用于获取电池组中各个单体电池的内阻值；
所述控制模块用于根据所述电池组中各个单体电池的内阻值，确定均衡判断所需的参考内阻值，以及，根据至少一个单体电池的内阻值和所述参考内阻值，确定需要均衡的单体电池；
所述均衡模块用于对所述需要均衡的单体电池进行均衡；
所述控制模块用于：
确定所述至少一个单体电池的内阻值与所述参考内阻值之间的内阻差值；
获取均衡开启阈值；
将所述至少一个单体电池中内阻差值大于或等于所述均衡开启阈值的单体电池确定为需要均衡的单体电池。
13.根据权利要求12所述的电池均衡系统，其特征在于，所述控制模块用于：
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的最小值确定为所述参考内阻值；或者，
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的最大值确定为所述参考内阻值；或者，
将所述电池组中各个单体电池的内阻值中的平均值确定为所述参考内阻值。
14.根据权利要求12所述的电池均衡系统，其特征在于，所述控制模块用于：
根据所述需要均衡的单体电池的内阻值以及所述参考内阻值，确定所述需要均衡的单体电池的目标均衡时长；
所述均衡模块用于：
按照所述需要均衡的单体电池的目标均衡时长，对所述需要均衡的单体电池进行均衡。
15.根据权利要求12所述的电池均衡系统，其特征在于，所述采集模块用于：
对所述电池组中每个单体电池，确定该单体电池在进入恒流工况之前的初始电压值和初始电流值，以及，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值；
所述控制模块用于：
根据所述初始电压值与所述单体电池处于恒流工况下的电压值之间的电压差值，以及所述初始电流值与所述单体电池处于恒流工况下的电流值之间的电流差值，确定该单体电池的内阻为所述电压差值与所述电流差值的比值。
16.根据权利要求15所述的电池均衡系统，其特征在于，所述控制模块用于：
检测该单体电池是否进入恒流工况；
在该单体电池进入恒流工况且所述恒流工况持续预定时长之后，确定该单体电池处于恒流工况下的电压值和电流值。
17.根据权利要求16所述的电池均衡系统，其特征在于，
所述采集模块用于：采集给定时间段内该单体电池的电流；
所述控制模块用于：当所述给定时间段内该单体电池的电流变化幅度小于预设变化量时，确定该单体电池进入恒流工况。
18.根据权利要求12所述的电池均衡系统，其特征在于，所述控制模块通过一个通道与对应于同一单体电池的采集模块和均衡模块连接，所述控制模块用于在确定与该控制模块连接的单体电池不需要进行均衡时，控制所述控制模块与对应的采样模块连接；或者，
所述控制模块还用于在确定与该控制模块连接的单体电池需要进行均衡时，控制所述控制模块在第一时间与对应的采样模块连接，在第二时间与对应的均衡模块连接。
19.根据权利要求18所述的电池均衡系统，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片通过一个引脚和所述一个通道与对应于同一单体电池的采集模块和均衡模块连接。
20.根据权利要求12所述的电池均衡系统，其特征在于，所述控制模块通过两个通道分别与对应于同一单体电池的采集模块和均衡模块连接。
21.根据权利要求20所述的电池均衡系统，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片通过两个引脚分别与对应于同一单体电池的采集模块和均衡模块连接，所述两个引脚与所述两个通道一一对应。
22.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1-11任一项所述的方法。
23.一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求22中所述的计算机可读存储介质；以及
一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
24.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：电池组以及权利要求12-21任一项所述的电池均衡系统。
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