CN111211593A - 考虑温度的均衡控制策略、装置及存储介质 - Google Patents

考虑温度的均衡控制策略、装置及存储介质 Download PDF

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CN111211593A CN202010000774.XA CN202010000774A CN111211593A CN 111211593 A CN111211593 A CN 111211593A CN 202010000774 A CN202010000774 A CN 202010000774A CN 111211593 A CN111211593 A CN 111211593A
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曾国建
吉祥
杨彦辉
杨法松
李晓璇
李安宇
余铿
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    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0019—Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits

Abstract

本发明提供一种考虑温度的均衡控制策略、装置及存储介质，属于均衡电路技术领域。所述控制策略包括：确定电池组的静置时间；判断静置时间是否大于或等于时间阈值；在判断静置时间大于或等于时间阈值的情况下，获取每个单体电池的开路电压；根据预设的OCV‑SOC曲线，确定每个单体电池的SOC值；确定每个单体电池的温度；根据预设的温度‑容量表确定每个单体电池的满电容量；根据满电容量和SOC值确定每个单体电池的可用容量；确定可用容量最高的单体电池和可用容量最低的单体电池的可用容量差；判断可用容量差是否大于或等于容量阈值；在判断可用容量差大于或等于容量阈值的情况下，对可用容量最大的单体电池进行放电操作，直到可用容量差小于容量阈值。

Description

考虑温度的均衡控制策略、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及均衡电路技术领域，具体地涉及一种考虑温度的均衡控制策略、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考虑温度的均衡控制策略、装置及存储介质，该均衡控制策略、装置及存储介质能够在考虑温度的情况下准确确定当前单体电池的可用容量，从而更加精准地执行均衡操作。
为了实现上述目的，本发明实施方式提供一种考虑温度的均衡控制策略，所述均衡控制策略包括：
确定电池组的静置时间；
判断所述静置时间是否大于或等于预设的时间阈值；
在判断所述静置时间大于或等于所述时间阈值的情况下，获取所述电池组的每个单体电池的开路电压；
根据预设的OCV-SOC曲线，确定每个所述单体电池的SOC值；
确定所述电池组的每个所述单体电池的温度；
根据预设的温度-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值确定每个所述单体电池的可用容量；
确定所述电池组中可用容量最高的所述单体电池和所述可用容量最低的所述单体电池的可用容量差；
判断所述可用容量差是否大于或等于预设的容量阈值；
在判断所述可用容量差大于或等于所述容量阈值的情况下，对所述可用容量最大的所述单体电池进行放电操作，直到所述可用容量差小于所述容量阈值。
可选地，所述时间阈值为1至10小时中的任一者。
可选地，根据所述满电容量和所述SOC值确定每个所述单体电池的可用容量具体包括：
根据公式(1)确定所述可用容量，
C1＝C0SOC，(1)
其中，C1为所述可用容量，C0为所述满电容量，SOC为所述SOC值。
另一方面，本发明还提供一种考虑温度的均衡控制装置，所述控制装置包括：
均衡开关，与电池组的每个单体电池一一对应，用于闭合以对所述单体电池进行放电或打开以停止所述放电；
放电单元，与每个所述单体电池一一对应，用于在所述均衡开关闭合的情况下，对对应的所述单体电池进行放电；
温度测量单元，用于测量每个所述单体电池的温度；
控制器，用于：
确定所述电池组的静置时间；
判断所述静置时间是否大于或等于预设的时间阈值；
在判断所述静置时间大于或等于所述时间阈值的情况下，获取所述电池组的每个单体电池的开路电压；
根据预设的OCV-SOC曲线，确定每个所述单体电池的SOC值；
通过所述温度测量单元确定所述电池组的每个所述单体电池的温度；
根据预设的温度-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值确定每个所述单体电池的可用容量；
确定所述电池组中可用容量最高的所述单体电池和所述可用容量最低的所述单体电池的可用容量差；
判断所述可用容量差是否大于或等于预设的容量阈值；
在判断所述可用容量差大于或等于所述容量阈值的情况下，控制所述可用容量最大的所述单体电池对应的所述均衡开关闭合以对所述可用容量最大的所述单体电池进行放电操作，直到所述可用容量差小于所述容量阈值。
可选地，所述时间阈值为1至10小时中的任一者。
可选地，所述控制器进一步用于：
根据公式(1)确定所述可用容量，
C1＝C0SOC，(1)
其中，C1为所述可用容量，C0为所述满电容量，SOC为所述SOC值。
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均衡策略。
再一方面，本发明还提供一种电池管理系统，所述电池管理系统用于执行如上述任一所述的均衡策略。
通过上述技术方案，本发明提供的考虑温度的均衡控制策略、装置及存储介质通过结合电池组的单体电池的温度来准确确定当前单体电池的可用容量，从而更加精准地执行均衡操作，提高了均衡电路的工作效率，保障了电池组的稳定工作。
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考虑温度的均衡控制策略的流程图；
图2是根据本发明的一个实施方式的考虑温度的均衡控制装置的示意图。
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考虑温度的均衡控制策略的流程图。在图1中，该控制策略可以包括：
在步骤S11中，确定电池组的静置时间。
在步骤S12中，判断静置时间是否大于或等于预设的时间阈值。其中，该时间阈值可以为1至10小时中的任一者。优选地，该时间阈值可以是例如2小时。在该实施方式中，考虑到电池组在非静止的情况下，由于电池内的电池液会处于变化状态，这样会导致电池的开路电压不断变化。因此，在该步骤S12中，将电池组静置一段时间能够避免在测量单体电池的开路电压时测量不准的问题。
在步骤S13中，在判断静置时间大于或等于时间阈值的情况下，获取电池组的每个单体电池的开路电压。
在步骤S14中，根据预设的OCV-SOC曲线，确定每个单体电池的SOC值。其中，该OCV-SOC曲线可以是用于表示单体电池的开路电压与电池的SOC(State Of Charg，荷电状态)之间的对应关系
在步骤S15中，确定电池组的每个单体电池的温度。
在步骤S16中，根据预设的温度-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S17中，根据满电容量和SOC值确定每个单体电池的可用容量。具体地，确定该可用容量方式可以是例如根据公式(1)确定该可用容量，
C1＝C0SOC，(1)
其中，C1为可用容量，C0为满电容量，SOC为SOC值。
在步骤S18中，确定电池组中可用容量最高的单体电池和可用容量最低的单体电池的可用容量差。
在步骤S19中，判断可用容量差是否大于或等于预设的容量阈值。
在步骤S20中，在判断可用容量差大于或等于容量阈值的情况下，此时说明该电池组不同单体电池之间的差异较大，并且该差异会对电池组的输出功率有较大影响，因此可以对可用容量最大的单体电池进行放电操作，直到可用容量差小于容量阈值。
另一方面，本发明还提供一种考虑温度的均衡控制装置，如图2所示，该控制装置可以包括均衡开关K1～Kn、放电单元R1～Rn、温度测量单元(图2中未示出)和控制器MCU。
均衡开关Ki(第i个均衡开关)可以与电池组B1～Bn的每个单体电池Bi(第i个单体电池)一一对应，用于闭合以对单体电池Bi进行放电或打开以停止放电。放电单元R1～Rn可以与每个单体电池Bi一一对应，用于在均衡开关K1～Kn闭合的情况下，对对应的单体电池Bi进行放电；
控制器MCU可以用于确定电池组B1～Bn的静置时间；判断静置时间是否大于或等于预设的时间阈值；在判断静置时间大于或等于时间阈值的情况下，获取电池组的每个单体电池Bi的开路电压；根据预设的OCV-SOC曲线，确定每个单体电池Bi的SOC值；确定电池组B1～Bn的每个单体电池Bi的温度；根据预设的温度-容量表确定每个单体电池Bi的满电容量；根据满电容量和SOC值确定每个单体电池Bi的可用容量；确定电池组B1～Bn中可用容量最高的单体电池Bi和可用容量最低的单体电池Bi的可用容量差；判断可用容量差是否大于或等于预设的容量阈值；在判断可用容量差大于或等于容量阈值的情况下，控制可用容量最大的单体电池Bi对应的均衡开关K1～Kn闭合以对可用容量最大的单体电池Bi进行放电操作，直到可用容量差小于容量阈值。
在本发明的一个实施方式中，时间阈值为1至10小时中的任一者。优选地，该时间阈值可以是2小时。
在本发明的一个实施方式中，控制器可以进一步用于根据公式(1)确定可用容量，
C1＝C0SOC，(1)
其中，C1为可用容量，C0为满电容量，SOC为SOC值。
再一方面，本发明还提供一种存储介质，该存储介质存储有指令，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均衡策略。
再一方面，本发明还提供一种电池管理系统，该电池管理系统可以用于执行如上述任一所述的均衡策略。
通过上述技术方案，本发明提供的考虑温度的均衡控制策略、装置及存储介质通过结合电池组的单体电池的温度来准确确定当前单体电池的可用容量，从而更加精准地执行均衡操作，提高了均衡电路的工作效率，保障了电池组的稳定工作。
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 (8)

1.一种考虑温度的均衡控制策略，其特征在于，所述控制策略包括：
确定电池组的静置时间；
判断所述静置时间是否大于或等于预设的时间阈值；
在判断所述静置时间大于或等于所述时间阈值的情况下，获取所述电池组的每个单体电池的开路电压；
根据预设的OCV-SOC曲线，确定每个所述单体电池的SOC值；
确定所述电池组的每个所述单体电池的温度；
根据预设的温度-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值确定每个所述单体电池的可用容量；
确定所述电池组中可用容量最高的所述单体电池和所述可用容量最低的所述单体电池的可用容量差；
判断所述可用容量差是否大于或等于预设的容量阈值；
在判断所述可用容量差大于或等于所述容量阈值的情况下，对所述可用容量最大的所述单体电池进行放电操作，直到所述可用容量差小于所述容量阈值。
2.根据权利要求1所述的控制策略，其特征在于，所述时间阈值为1至10小时中的任一者。
3.根据权利要求1所述的控制策略，其特征在于，根据所述满电容量和所述SOC值确定每个所述单体电池的可用容量具体包括：
根据公式(1)确定所述可用容量，
C1＝C0SOC， (1)
其中，C1为所述可用容量，C0为所述满电容量，SOC为所述SOC值。
4.一种考虑温度的均衡控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
均衡开关，与电池组的每个单体电池一一对应，用于闭合以对所述单体电池进行放电或打开以停止所述放电；
放电单元，与每个所述单体电池一一对应，用于在所述均衡开关闭合的情况下，对对应的所述单体电池进行放电；
温度测量单元，用于测量每个所述单体电池的温度；
控制器，用于：
确定所述电池组的静置时间；
判断所述静置时间是否大于或等于预设的时间阈值；
在判断所述静置时间大于或等于所述时间阈值的情况下，获取所述电池组的每个单体电池的开路电压；
根据预设的OCV-SOC曲线，确定每个所述单体电池的SOC值；
通过所述温度测量单元确定所述电池组的每个所述单体电池的温度；
根据预设的温度-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值确定每个所述单体电池的可用容量；
确定所述电池组中可用容量最高的所述单体电池和所述可用容量最低的所述单体电池的可用容量差；
判断所述可用容量差是否大于或等于预设的容量阈值；
在判断所述可用容量差大于或等于所述容量阈值的情况下，控制所述可用容量最大的所述单体电池对应的所述均衡开关闭合以对所述可用容量最大的所述单体电池进行放电操作，直到所述可用容量差小于所述容量阈值。
5.根据权利要求4所述的均衡装置，其特征在于，所述时间阈值为1至10小时中的任一者。
6.根据权利要求4所述的均衡装置，其特征在于，所述控制器进一步用于：
根据公式(1)确定所述可用容量，
C1＝C0SOC， (1)
其中，C1为所述可用容量，C0为所述满电容量，SOC为所述SOC值。
7.一种存储介质，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3任一所述的均衡策略。
8.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统用于执行如权利要求1至3任一所述的均衡策略。
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