CN111114388A - 结合温度的补电式主动均衡控制方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施方式提供一种结合温度的补电式主动均衡控制方法、装置及存储介质，属于电池的均衡技术领域。所述控制方法包括：获取电池组的每个单体电池的单体电压；根据所述单体电压和预设的OCV‑SOC曲线确定所述单体电池的SOC值；测量电池组的每个单体电池的温度；根据所述温度和预设的温度‑容量表确定每个所述单体电池的满电容量；根据所述满电容量和所述SOC值计算每个所述单体电池的可用容量；根据所述可用容量执行补电式主动均衡操作。该控制方法、装置及存储介质能够提高均衡的效率。

Description

结合温度的补电式主动均衡控制方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及电池的均衡技术领域，具体地涉及一种结合温度的补电式主动均衡控制方法、装置及存储介质。
背景技术
大容量锂电池组在新能源汽车、储能系统中的应用越来越广泛。由于锂电池单体在生产制造以及使用环境的差异，随着使用时间的增长，锂电池单体之间的不一致性会增大，影响电池有效容量的发挥，因此需要均衡电路对其进行均衡，改善锂电池容量间的差异。
当前采用的均衡方案多样，包括电阻耗能式的被动均衡、补电式的主动均衡、电池间能量转移式的主动均衡等，这些均衡方案往往都通过电池单体电压的高低来判断均衡开启和关闭的条件，但是这种方式存在一定的缺陷。在电池组实际运行过程中，由于安装位置的不同，其实际所处的温度可能会存在差异，对各单体的可用容量产生影响，这就导致整个电池包的各单体电压与实际可用容量不一致，采用单体电压作为判断条件，会导致实际均衡不是电量最低的单体电池，影响整个电池包的性能发挥。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种结合温度的补电式主动均衡控制方法、装置及存储介质，该控制方法、装置及存储介质能够提高均衡的效率。
为了实现上述目的，本发明实施方式提供一种结合温度的补电式主动均衡控制方法，所述控制方法包括：
获取电池组的每个单体电池的单体电压；
根据所述单体电压和预设的OCV-SOC曲线确定所述单体电池的SOC值；
测量电池组的每个单体电池的温度；
根据所述温度和预设的温度-容量表确定每个所述单体电池的满电容量；
根据所述满电容量和所述SOC值计算每个所述单体电池的可用容量；
根据所述可用容量执行补电式主动均衡操作。
可选地，根据所述满电容量和所述SOC值计算每个所述单体电池的可用容量具体包括：
根据公式(1)计算所述可用容量，
C1＝C0SOCx，(1)
其中，C1为所述可用容量，C0为所述满电容量，SOCx为所述SOC值。
可选地，补电式主动均衡操作具体包括：
计算所述电池组中所述可用容量最大的所述单体电池和所述可用容量最小的所述单体电池的容量差；
判断所述容量差是否小于或等于预设的阈值；
在判断所述容量差大于所述阈值的情况下，向所述可用容量最小的所述单体电池执行充电操作，直到所述容量差小于或等于所述阈值。
可选地，所述控制方法包括每隔一个预定的时间周期执行所述控制方法。
另一方面，本发明还提供一种结合温度的补电式主动均衡控制装置，所述控制装置包括：
温度采集单元，用于采集电池组的每个单体电池的温度；
充电电源，用于向所述单体电池充电；
均衡开关，设置在所述充电电源和电池组之间，用于闭合以使得所述充电电源向所述单体电池充电或断开以使得所述充电电源停止向所述单体电池充电；
控制器，用于：
获取所述电池组的每个所述单体电池的单体电压；
根据所述单体电压和预设的OCV-SOC曲线确定所述单体电池的SOC值；
通过所述温度采集单元测量所述电池组的每个所述单体电池的温度；
根据所述温度和预设的温度-容量表确定每个所述单体电池的满电容量；
根据所述满电容量和所述SOC值计算每个所述单体电池的可用容量；
根据所述可用容量控制所述均衡开关以执行补电式主动均衡操作。
可选地，所述控制器进一步用于：
根据公式(1)计算所述可用容量，
C1＝C0SOCx，(1)
其中，C1为所述可用容量，C0为所述满电容量，SOCx为所述SOC值。
可选地，所述补电式主动均衡操作具体包括：
计算所述电池组中所述可用容量最大的所述单体电池和所述可用容量最小的所述单体电池的容量差；
判断所述容量差是否小于或等于预设的阈值；
在判断所述容量差大于所述阈值的情况下，控制闭合所述可用容量最小所述单体电池对应的均衡开关以执行充电操作，直到所述容量差小于或等于所述阈值。
可选地，所述控制器进一步用于每隔一个预定的时间周期获取所述电池组的每个所述单体电池的单体电压。
可选地，所述均衡开关包括：
第一子开关，包括一一对应连接的多个第一接口和多个第二接口，每个所述第一接口用于与所述单体电池的正极或负极连接；
两个第二子开关，每个所述第二子开关的第一端与第二端交替与所述第二接口连接，第三端与所述充电电源的一端连接，第四端与所述充电电源的另一端连接。
再一方面，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如上述任一所述的方法。
通过上述技术方案，本发明提供的结合温度的补电式主动均衡控制方法、装置及存储介质通过采集电池组的每个单体电池的温度来获取单体电池的满电容量，再结合单体电池的单体电压来确定其SOC值，接着根据满电容量和SOC值确定每个单体电池的可用容量，最后根据该可用容量执行补电式主动均衡操作，解决了现有技术中由于温度差异导致的对单体电池的可用容量估计不准的技术问题，保障了后续均衡操作的准确性，提高了均衡操作的效率。
本发明实施方式的其它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发明实施方式的进一步理解，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发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的结合温度的补电式主动均衡控制方法的流程图；
图2是根据本发明的一个实施方式的补电式主动均衡操作的流程图；以及
图3是根据本发明的一个实施方式的结合温度的补电式主动均衡电路的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施方式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发明实施方式，并不用于限制本发明实施方式。
在本发明实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
另外，若本发明实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示是根据本发明的一个实施方式的结合温度的补电式主动均衡控制方法的流程图。在图1中，该控制方法可以包括：
在步骤S10中，获取电池组的每个单体电池的单体电压。
在步骤S11中，根据该单体电压和预设的OCV-SOC曲线确定单体电池的SOC值。其中，该OCV-SOC曲线可以用于表示单体电池的开路电压与SOC值之间的对应关系。
在步骤S12中，测量电池组的每个单体电池的温度。
在步骤S13中，根据温度和预设的温度-容量表确定每个单体电池的满电容量。其中，该温度-容量表可以是用于表示单体电池的温度和满电容量的对应关系。
在步骤S14中，根据满电容量和SOC值计算每个单体电池的可用容量。具体地，计算该可用容量的方式可以是例如根据公式(1)计算该可用容量，
C1＝C0SOCx，(1)
其中，C1为可用容量，C0为满电容量，SOCx为SOC值。
在步骤S15中，根据可用容量执行补电式主动均衡操作。具体地，该补电式主动均衡操作可以包括如图2中所示出的步骤。在图2中，该补电式主动均衡操作可以包括：
在步骤S20中，计算电池组中可用容量最大的单体电池和可用容量最小的单体电池的容量差。
在步骤S21中，判断容量差是否小于或等于预设的阈值。
在步骤S22中，在判断容量差大于阈值的情况下，向可用容量最小的单体电池执行充电操作，直到容量差小于或等于阈值。
在本发明的一个实施方式中，考虑到电池组的执行均衡操作后，随着使用时间的增加，其不一致性还会逐渐增大，那么可以每隔一个预定的时间周期执行该如图1所示的控制方法。
另一方面，本发明还提供一种结合温度的补电式主动均衡控制装置，如图3所示。在图3中，该控制装置可以包括温度采集单元(图3中未示出)、充电电源U、均衡开关S和控制器(图3中未示出)。温度采集单元可以用于采集电池组BT的每个单体电池B的温度；充电电源U可以用于向单体电池B充电；均衡开关S可以设置在充电电源U和电池组BT之间，用于闭合以使得充电电源U向单体电池B充电或断开以使得充电电源U停止向单体电池B充电；控制器可以用于获取电池组BT的每个单体电池B的单体电压；根据单体电压和预设的OCV-SOC曲线确定单体电池B的SOC值；通过温度采集单元测量电池组BT的每个单体电池B的温度；根据温度和预设的温度-容量表确定每个单体电池B的满电容量；根据满电容量和SOC值计算每个单体电池B的可用容量；根据可用容量控制均衡开关S以执行补电式主动均衡操作。
在本发明的一个实施方式中，控制器在计算可用容量时，可以采用公式(1)来计算，
根据公式(1)计算可用容量，
C1＝C0SOCx，(1)
其中，C1为可用容量，C0为满电容量，SOCx为SOC值。
在执行补电式主动均衡操作时，该控制器可以用于执行如图2所示的步骤。具体地，该控制器可以用于计算电池组BT中可用容量最大的单体电池B和可用容量最小的单体电池B的容量差；判断容量差是否小于或等于预设的阈值；在判断容量差大于阈值的情况下，控制闭合可用容量最小单体电池B对应的均衡开关S以执行充电操作，直到容量差小于或等于阈值。
在本发明的一个实施方式中，考虑到电池组的执行均衡操作后，随着使用时间的增加，其不一致性还会逐渐增大，那么该控制器可以每隔一个预定的时间周期执行该如图1所示的控制方法。
在本发明的一个实施方式中，如图3所示，均衡开关S可以进一步包括第一子开关S1和第二子开关S2。第一子开关S1可以包括一一对应连接的多个第一接口和多个第二接口，每个第一接口用于与单体电池B的正极或负极连接；每个第二子开关的第一端与第二端可以交替与第二接口连接，第三端与充电电源U的一端连接，第四端与充电电源U的另一端连接。
在本发明的一个实施方式中，如图3所示，该均衡电路可以进一步包括隔离单元01。该隔离单元01可以连接在充电电源U与均衡开关S之间。
再一方面，本发明还提供一种存储介质，该存储介质可以存储有指令，该指令可以用于被机器读取以使得机器执行如上述任一所述的方法。
通过上述技术方案，本发明提供的结合温度的补电式主动均衡控制方法、装置及存储介质通过采集电池组的每个单体电池的温度来获取单体电池的满电容量，再结合单体电池的单体电压来确定其SOC值，接着根据满电容量和SOC值确定每个单体电池的可用容量，最后根据该可用容量执行补电式主动均衡操作，解决了现有技术中由于温度差异导致的对单体电池的可用容量估计不准的技术问题，保障了后续均衡操作的准确性，提高了均衡操作的效率。
以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。
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，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施方式的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (10)

1.一种结合温度的补电式主动均衡控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取电池组的每个单体电池的单体电压；
根据所述单体电压和预设的OCV-SOC曲线确定所述单体电池的SOC值；
测量电池组的每个单体电池的温度；
根据所述温度和预设的温度-容量表确定每个所述单体电池的满电容量；
根据所述满电容量和所述SOC值计算每个所述单体电池的可用容量；
根据所述可用容量执行补电式主动均衡操作。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述满电容量和所述SOC值计算每个所述单体电池的可用容量具体包括：
根据公式(1)计算所述可用容量，
C1＝C0SOCx， (1)
其中，C1为所述可用容量，C0为所述满电容量，SOCx为所述SOC值。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，补电式主动均衡操作具体包括：
计算所述电池组中所述可用容量最大的所述单体电池和所述可用容量最小的所述单体电池的容量差；
判断所述容量差是否小于或等于预设的阈值；
在判断所述容量差大于所述阈值的情况下，向所述可用容量最小的所述单体电池执行充电操作，直到所述容量差小于或等于所述阈值。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括每隔一个预定的时间周期执行所述控制方法。
5.一种结合温度的补电式主动均衡控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
温度采集单元，用于采集电池组的每个单体电池的温度；
充电电源，用于向所述单体电池充电；
均衡开关，设置在所述充电电源和电池组之间，用于闭合以使得所述充电电源向所述单体电池充电或断开以使得所述充电电源停止向所述单体电池充电；
控制器，用于：
获取所述电池组的每个所述单体电池的单体电压；
根据所述单体电压和预设的OCV-SOC曲线确定所述单体电池的SOC值；
通过所述温度采集单元测量所述电池组的每个所述单体电池的温度；
根据所述温度和预设的温度-容量表确定每个所述单体电池的满电容量；
根据所述满电容量和所述SOC值计算每个所述单体电池的可用容量；
根据所述可用容量控制所述均衡开关以执行补电式主动均衡操作。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述控制器进一步用于：
根据公式(1)计算所述可用容量，
C1＝C0SOCx， (1)
其中，C1为所述可用容量，C0为所述满电容量，SOCx为所述SOC值。
7.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述补电式主动均衡操作具体包括：
计算所述电池组中所述可用容量最大的所述单体电池和所述可用容量最小的所述单体电池的容量差；
判断所述容量差是否小于或等于预设的阈值；
在判断所述容量差大于所述阈值的情况下，控制闭合所述可用容量最小所述单体电池对应的均衡开关以执行充电操作，直到所述容量差小于或等于所述阈值。
8.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述控制器进一步用于每隔一个预定的时间周期获取所述电池组的每个所述单体电池的单体电压。
9.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述均衡开关包括：
第一子开关，包括一一对应连接的多个第一接口和多个第二接口，每个所述第一接口用于与所述单体电池的正极或负极连接；
两个第二子开关，每个所述第二子开关的第一端与第二端交替与所述第二接口连接，第三端与所述充电电源的一端连接，第四端与所述充电电源的另一端连接。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如权利要求1至4任一所述的方法。
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