CN112217243A - 基于双向主动均衡的模组间均衡方法、装置及设备 - Google Patents

基于双向主动均衡的模组间均衡方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式提供及一种基于双向主动均衡的模组间均衡方法及装置，属于储能电池模组均衡技术领域。所述方法包括：获取每个电池模组的模组电压及每个电池模组内每个电芯的电芯电压；对于每个电池模组，计算当前电池模组的第一模组电压与模组电压最低的电池模组的第二模组电压之间的第一电压差；以及当第一电压差大于第一模组间均衡阈值时，开启当前电池模组的模组内均衡，直至当前电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于第一模组内均衡阈值。本发明通过开启电压较高的电池模组内的均衡，利用模组内均衡时的能量损耗来实现模组间的均衡，从而能避免模组间均衡电路及布线导致电池模组可靠性降低的问题。

Description

基于双向主动均衡的模组间均衡方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及电池模组均衡技术领域，具体地涉及一种基于双向主动均衡的模组间均衡方法、一种基于双向主动均衡的模组间均衡装置、一种基于双向主动均衡的模组间均衡设备及一种计算机可读存储介质。
背景技术
电动汽车的动力来源于电池，锂离子电池具有能量密度大、高工作电压、循环寿命长、无污染、质量轻、自放电小等优点，在交通领域具有巨大的市场应用潜力，由于生产工艺及材料的个体差异，生产出的锂电池的各个电芯表现出不一致性，主要表现在：容量、内阻、自放电率、电压、荷电状态SOC等，将电芯组合成电池组后，在电池的充放电过程中电芯的不一致性会加速电池的老化，减小电池的使用效率和使用寿命。电池的均衡管理能够维护和改善成组电池的一致性，提高电池组的性能。
目前的均衡管理可以分为被动均衡(能量耗散型均衡)和主动均衡(非能量耗散型均衡)两类。被动均衡是在各个电芯上并联一个电阻和一个控制开关，当检测到某个电芯的电压过高时，控制开关导通，通过电阻消耗掉该电芯的能量，从而达到均衡的目的。该方法电路简单、控制过程简单，但是由于均衡电流小，不适合于容量较大的电池系统，并且均衡过程中的能量白白消耗掉，不具有节能效果，并且被动均衡只能在充电阶段使用，在其他阶段无法实现均衡，同时电池耗能使电池包发热，存在安全隐患。主动均衡是指通过中间储能元件(变压器等)、控制开关等，将电池包中荷电状态较高的电池的能量转移到荷电状态较低的电池中，以达到均衡的目的。主动均衡采用变压器等储能元件能够实现能量的迁移，能量消耗小，并且均衡电流较大，均衡效率高，适合大容量的电池系统。在充放电过程中，由于模组之间的差异，以及主动均衡效率的能量消耗，模组之间也容易出现不一致性，需要均衡来减小模组之间的差异，提高电池包的性能，但是如果模组之间增加主动均衡方案，均衡硬件电路及线束方案复杂，并且模组电压较高存在风险，使模组之间的均衡难度增大，难以实现。
发明内容
本发明实施方式的目的是利用主动均衡的模组内均衡策略来解决上述的模组间主动均衡难以实现的问题。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供一种基于双向主动均衡的模组间均衡方法，应用于由多个电池模组构成的储能装置，每个所述电池模组均包括至少两个电芯，所述方法包括：
实时获取每个电池模组的模组电压及每个电池模组内每个电芯的电芯电压；
确定所获取的最低模组电压，并分别计算所获取的其他模组电压与该最低模组电压之间的第一电压差；
对于第一电压差大于第一模组间均衡阈值的模组电压，开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第一模组内均衡阈值。
可选地，所述方法还包括：
对于第一电压差小于等于所述第一模组间均衡阈值的模组电压，如果该模组电压对应的电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值大于第二模组内均衡阈值，则开启该电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于所述第二模组内均衡阈值；
其中，所述第二模组内均衡阈值大于所述第一模组内均衡阈值。
可选地，在将电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值均衡调节为小于等于所述第二模组内均衡阈值后，所述方法还包括：
获取当前电池模组的调节后模组电压，并分别计算所获取的调节后模组电压与所述最低模组电压之间的第二电压差，对于所述第二电压差大于第二模组间均衡阈值的调节后模组电压，开启该调节后模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第三模组内均衡阈值；
所述第二模组间均衡阈值小于所述第一模组间均衡阈值，所述第三模组内均衡阈值小于所述第二模组内均衡阈值。
可选地，所述开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于所述第一模组内均衡阈值，包括：
计算当前电池模组内的所有电芯的平均电压；
当当前电池模组内最高电芯电压大于第一电芯阈值时，控制所述最高电芯电压对应的电芯放电；
当当前电池模组内最低电芯电压小于第二电芯阈值时，控制所述最低电芯电压对应的电芯充电；
当所述最高电芯电压与所述平均电压之间的第三电压差大于所述平均电压与所述最低电芯电压之间的第四电压差，且所述第三电压差大于等于所述第一模组内均衡阈值时，控制所述最高电芯电压对应的电芯放电；
当所述第三电压差小于等于所述第四电压差，且所述第三电压差大于等于所述第一模组内均衡阈值时，控制所述最低电芯电压对应的电芯充电；
重复上述过程，直至当前电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于所述第一模组内均衡阈值；
其中所述第一电芯阈值大于所述第二电芯阈值。
在本发明的第二方面，提供一种基于双向主动均衡的模组间均衡装置，应用于由多个电池模组构成的储能装置，每个所述电池模组均包括至少两个电芯，所述装置包括：
采集模块，用于实时获取各个电池模组的模组电压及每个电池模组内各个电芯的电芯电压；
第一均衡模块，用于确定所获取的最低模组电压，并分别计算所获取的其他模组电压与该最低模组电压之间的第一电压差；
对于第一电压差大于第一模组间均衡阈值的模组电压，开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第一模组内均衡阈值。
可选地，所述装置还包括：
第二均衡模块，用于对于第一电压差小于等于所述第一模组间均衡阈值的模组电压，如果该模组电压对应的电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值大于第二模组内均衡阈值，则开启该电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于所述第二模组内均衡阈值；
其中，所述第二模组内均衡阈值大于所述第一模组内均衡阈值。
可选地，所述装置还包括：
第三均衡模块，用于获取当前电池模组的调节后模组电压，并分别计算所获取的调节后模组电压与所述最低模组电压之间的第二电压差，对于所述第二电压差大于第二模组间均衡阈值的调节后模组电压，开启该调节后模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第三模组内均衡阈值；
所述第二模组间均衡阈值小于所述第一模组间均衡阈值，所述第三模组内均衡阈值小于所述第二模组内均衡阈值。
可选地，所述开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于所述第一模组内均衡阈值，包括：
计算当前电池模组内的所有电芯的平均电压；
当当前电池模组内最高电芯电压大于第一电芯阈值时，控制所述最高电芯电压对应的电芯放电；
当当前电池模组内最低电芯电压小于第二电芯阈值时，控制所述最低电芯电压对应的电芯充电；
当所述最高电芯电压与所述平均电压之间的第三电压差大于所述平均电压与所述最低电芯电压之间的第四电压差，且所述第三电压差大于等于所述第一模组内均衡阈值时，控制所述最高电芯电压对应的电芯放电；
当所述第三电压差小于等于所述第四电压差，且所述第三电压差大于等于所述第一模组内均衡阈值时，控制所述最低电芯电压对应的电芯充电；
重复上述过程，直至当前电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于所述第一模组内均衡阈值；
所述第一电芯阈值大于所述第二电芯阈值。
在本发明的第三方面，提供一种基于双向主动均衡的模组间均衡设备，包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器及总线；其中，所述处理器及存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行上述的基于双向主动均衡的模组间均衡方法。
在本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于双向主动均衡的模组间均衡方法。
本发明上述技术方案通过监测电池模组之间的电压差是否超过预设阈值确定是否需要对各电池模组进行均衡，当判断需要对电池模组进行均衡时，通过开启电压较高的电池模组的内均衡，并利用模组内均衡时的能量损耗来实现模组间的均衡，从而能避免模组间均衡电路及布线导致电池模组可靠性降低的问题。
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是本发明一种实施方式提供的基于双向主动均衡的模组间均衡方法的流程图；
图2是本发明一种可选实施方式提供的基于双向主动均衡的模组间均衡方法的均衡流程图；
图3是本发明一种可选实施方式提供的模组内均衡的流程图；
图4是本发明一种可选实施方式提供的基于双向主动均衡的模组间均衡装置的示意框图。
附图标记说明
110 采集模块 120 第一均衡模块
130 第二均衡模块 140 第三均衡模块
具体实施方式
以下结合附图对本发明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，并不用于限制本发明。
如图1及图2所示，在本实施方式的第一方面，提供一种基于双向主动均衡的模组间均衡方法，应用于由多个电池模组构成的储能装置，每个电池模组均包括至少两个电芯，方法包括：
S100、实时获取每个电池模组的模组电压及每个电池模组内每个电芯的电芯电压；
S200、确定所获取的最低模组电压，并分别计算所获取的其他模组电压与该最低模组电压之间的第一电压差；
对于第一电压差大于第一模组间均衡阈值的模组电压，开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第一模组内均衡阈值。
如此，本实施方式通过监测电池模组之间的电压差是否超过预设阈值确定是否需要对各电池模组进行均衡，当判断需要对电池模组进行均衡时，通过开启电压较高的电池模组内均衡，并利用模组内均衡时的能量损耗来实现模组间的均衡，从而能避免模组间均衡电路及布线导致电池模组可靠性降低的问题。
具体的，本实施方式采用能量转移式DC-DC(Direct Current-Direct Current)转换器实现模组内的双向均衡，双向DC-DC转换器是实现直流电能双向流动的装置，通过双向DC-DC转换器既可以将单体能量高的能量转移到整组电池模组，也可以将整组电池模组能量转移到能量低的单体。本实施方式的基于双向主动均衡的模组间均衡方法基于电池管理单元实施，在本实施方式中，电池管理单元包括处理模块、电压传感器、双向DC-DC转换器、开关阵列及电能存储器，其中，处理模块为单片机、电能存储器为超级电容组。开关阵列用于选通电池模组内的某个电池单体，电压传感器用于采集电池模组内单体电芯的电芯电压及电池模组的模组电压，双向DC-DC转换器用于通过超级电容组对电池模组内的单体电芯进行充放电控制从而实现模组内均衡，处理模块用于接收电压传感器采集的电芯电压及模组电压，并依据接收到的电芯电压及模组电压控制双向DC-DC转换器对电池模组内的单体电芯进行均衡控制。其中，模组内均衡控制的依据可以为单体电芯电压或者是模组电压，也可以选用单体电池的SOC(State of Charge)作为模组内均衡控制的依据；本实施方式通过双向DC-DC转换器来实现模组内均衡，也可以选择其他的均衡模块，如电感均衡等，以达到同样的均衡目标。
电池模组内的主动均衡时，均衡电流较大，有利于提高均衡效率，且能量利用率较高，当各模组内均衡时间不同时，会造成模组之间平均电压的差异，因此需要对各个模组进行模组间的均衡，但是模组间的主动均衡由于受到硬件及空间的限制，难以实现。同时，理论上主动均衡电路实现能量的转移而不消耗能量，但由于电路阻抗的影响，主动均衡电路也会消耗能量，双向DC-DC转换器的功耗来自于整组电芯的能量，因此，本实施方式利用双向DC-DC转换器的功耗对平均电压较高的模组开启均衡来消耗模组的能量，最终达到模组间的均衡，从而避免了复杂的硬件电路设计及模组间布线。通过电压传感器采集所有电池模组的模组电压及所有电池模组内所有单体电芯的电芯电压，单片机对采集到的所有模组电压排序，得到具有最低电压值的模组电压，即第二模组电压，计算所有其他电池模组的模组电压与第二模组电压的差值，并判断每个电池模组的第一模组电压与第二模组电压之间的第一电压差是否大于预设的第一模组间均衡阈值，若大于，则表示模组间电压差过大，需要开启电压值较高的电池模组的模组内均衡以通过双向DC-DC转换器来消耗该电池模组的能量，从而实现模组间均衡。单片机通过预设的模组内均衡策略控制双向DC-DC转换器对该电池模组进行模组内均衡，并实时接收该电池模组内每个单体电芯的电芯电压值，以及计算各单体电芯至今的电芯电压差值，当各单体电芯之间的电芯电压差值小于等于预设的第一模组内均衡阈值时，退出该电池模组的模组内均衡。通过对该电池模组开启模组内均衡时双向DC-DC转换器的功耗来消耗该电池模组的能量，针对每个电池模组，重复执行上述均衡过程，从而实现电池模组间的均衡。其中，第一模组内均衡阈值可以是根据电池模组结构及单体电芯型号设定，也可以通过均衡历史数据进行设定，此处不对此作限定。
当第一电压差大于第一模组间均衡阈值时，电池模组之间需要均衡，当第一电压差小于等于第一模组间均衡阈值时，需判断电池模组内部电芯之间是否需要均衡，因此，本实施方式的方法还包括：
对于第一电压差小于等于第一模组间均衡阈值的模组电压，如果该模组电压对应的电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值大于第二模组内均衡阈值，则开启该电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第二模组内均衡阈值；
其中，第二模组内均衡阈值大于第一模组内均衡阈值。
当当前电池模组与模组电压最低的电池模组之间的第一电压差大于第一模组间均衡阈值，且当前电池模组的内部电芯电压差大于第一模组内均衡阈值时，电池模组之间和电池模组内部的电芯都需要均衡，则需要延长模组电压较高的电池模组的均衡时间，通过开启当前电池模组的模组内均衡，并减小模组内均衡的均衡压差，以达到延长均衡时间的目的，通过延长模组内均衡时间，使得双向DC-DC转换器能通过当前电池模组的模组内均衡消耗当前电池模组的能量，从而实现电池模组的模组间均衡。
当当前电池模组与模组电压最低的电池模组之间的第一电压差大于第一模组间均衡阈值，且当前电池模组的内部电芯电压差小于等于第一模组内均衡阈值时，电池模组之间需要均衡，而当前电池模组内部不需要均衡。则需要延长模组电压较高的电池模组的均衡时间来消耗该电池模组的能量，通过开启当前电池模组内的模组内均衡，并减小模组内均衡的均衡压差，达到延长当前电池组模组内均衡时间的目的，通过延长模组内均衡时间，使得双向DC-DC转换器能通过当前电池模组的模组内均衡消耗当前电池模组的能量，从而实现电池模组的模组间均衡。
当当前电池模组与模组电压最低的电池模组之间的第一电压差小于等于第一模组间均衡阈值，且当前电池模组的内部电芯电压差大于第一模组内均衡阈值时，电池模组间不需要均衡，电池模组内部需要均衡。为了避免因电池模组内部均衡时间过长导致电池模组间的电池模组电压差过大，需要减少平均电压较高的电池模组的均衡时间，通过增大此电池模组的模组内均衡压差阈值来减少均衡时间，因此，设定第二模组内均衡阈值大于第一模组内均衡阈值。
当当前电池模组与模组电压最低的电池模组之间的第一电压差小于等于第一模组间均衡阈值，且当前电池模组的内部电芯电压差小于等于第二模组内均衡阈值时，电池模组之间和电池模组内部都不需要均衡，此时关闭电池模组内均衡。
本实施方式中，当当前电池模组与模组电压最低的电池模组之间的第一电压差大于第一模组间均衡阈值，则设置当前电池模组内的模组内均衡压差阈值为第一模组内均衡阈值，第一模组内均衡阈值为0mV；当当前电池模组与模组电压最低的电池模组之间的第一电压差小于等于第一模组间均衡阈值，则设置当前电池模组内的模组内均衡压差阈值为第二模组内均衡阈值，第二模组内均衡阈值为50mV；第一模组内均衡阈值/第二模组内均衡阈值的具体值可以根据实际电芯参数及均衡历史数据进行标定。
为了进一步提高电池模组的一致性，在将电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值均衡调节为小于等于所述第二模组内均衡阈值后，方法还包括：
获取当前电池模组的调节后模组电压，并分别计算所获取的调节后模组电压与最低模组电压之间的第二电压差，对于第二电压差大于第二模组间均衡阈值的调节后模组电压，开启该调节后模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第三模组内均衡阈值；
第二模组间均衡阈值小于第一模组间均衡阈值，第三模组内均衡阈值小于第二模组内均衡阈值。为了进一步提高电池模组的一致性，在进行模组内均衡后，还需要判断当前电池模组的调节后模组电压与第二模组电压之间的第二电压差是否满足条件，其中，调节后模组电压为当前电池模组进行模组内均衡后的电池模组电压。若调节后模组电压与第二模组电压之间的第二电压差大于第二模组间均衡阈值，则设置当前电池模组的内均衡阈值为第三模组内均衡阈值并开启当前电池模组的电池模组内均衡；若调节后模组电压与第二模组电压之间的第二电压差小于等于第二模组间均衡阈值，则不需再次进行当前电池模组的模组内均衡。为了防止因为模组内均衡导致电池模组之间的模组电压差值变大，本实施方式中设定第二模组间均衡阈值小于第一模组间均衡阈值，第三模组内均衡阈值小于第二模组内均衡阈值。
如图3所示，单片机依据电池模组的模组内均衡策略控制双向DC-DC转换器控制电池模组的模组内均衡，则，开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于所述第一模组内均衡阈值，包括：
计算当前电池模组内的所有电芯的平均电压；
当当前电池模组内最高电芯电压大于第一电芯阈值时，控制最高电芯电压对应的电芯放电；
当当前电池模组内最低电芯电压小于第二电芯阈值时，控制最低电芯电压对应的电芯充电；
当最高电芯电压与平均电压之间的第三电压差大于平均电压与最低电芯电压之间的第四电压差，且第三电压差大于等于第一模组内均衡阈值时，控制最高电芯电压对应的电芯放电；
当第三电压差小于等于第四电压差，且第三电压差大于等于第一模组内均衡阈值时，控制最低电芯电压对应的电芯充电；
重复上述过程，直至当前电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于第一模组内均衡阈值；
其中第一电芯阈值大于第二电芯阈值。
单片机依据电压传感器采集到的电芯电压判断当前电芯是否需要充电或放电，若需要，则单片机控制开关阵列选通对应的单体电芯，并控制双向DC-DC转换器的工作模式为充电或放电，通过模组内均衡策略控制每个单体的充放电，从而实现对电池模组的均衡控制。上述模组内均衡步骤可以顺序执行，也可以是并行执行的。本实施方式以顺序执行进行说明，当当前电池模组内最高电芯电压大于第一电芯阈值时，表示最高电芯电压过大，需要对其进行均衡控制，单片机通过开关阵列选通对应的单体电芯，控制最高电芯电压对应的电芯放电，并控制双向DC-DC转换器对该单体电芯进行放电，以降低其电压。当当前电池模组内最高电芯电压小于第一电芯阈值时，判断当前电池模组内最低电芯电压是否小于第二电芯阈值，若小于，表示该单体电芯电压过低，则控制最低电芯电压对应的电芯充电；若不小于，则判断最高电芯电压是否满足最高电芯电压与平均电压之间的第三电压差大于平均电压与最低电芯电压之间的第四电压差，且第三电压差大于等于第一模组内均衡阈值，若满足，则表示最高电芯电压过高，控制最高电芯电压对应的电芯放电；若不满足，则判断最高电芯电压是否满足最高电芯电压与平均电压之间的第三电压差小于等于第四电压差，且第三电压差大于等于第一模组内均衡阈值，若满足，则表示最低电芯电压过低，则控制最低电芯电压对应的电芯充电；若不满足，则退出模组内均衡。
如图4所示，在本发明的第二方面，提供一种基于双向主动均衡的模组间均衡装置，应用于由多个电池模组构成的储能装置，每个电池模组均包括至少两个电芯，装置包括：
采集模块110，用于实时获取各个电池模组的模组电压及每个电池模组内各个电芯的电芯电压；
第一均衡模块120，用于确定所获取的最低模组电压，并分别计算所获取的其他模组电压与该最低模组电压之间的第一电压差；
对于第一电压差大于第一模组间均衡阈值的模组电压，开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第一模组内均衡阈值。
可选地，装置还包括：
第二均衡模块130，用于对于第一电压差小于等于第一模组间均衡阈值的模组电压，如果该模组电压对应的电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值大于第二模组内均衡阈值，则开启该电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第二模组内均衡阈值；
其中，第二模组内均衡阈值大于第一模组内均衡阈值。
可选地，装置还包括：
第三均衡模块140，用于获取当前电池模组的调节后模组电压，并分别计算所获取的调节后模组电压与最低模组电压之间的第二电压差，对于第二电压差大于第二模组间均衡阈值的调节后模组电压，开启该调节后模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第三模组内均衡阈值；
第二模组间均衡阈值小于第一模组间均衡阈值，第三模组内均衡阈值小于第二模组内均衡阈值。
可选地，开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于第一模组内均衡阈值，包括：
计算当前电池模组内的所有电芯的平均电压；
当当前电池模组内最高电芯电压大于第一电芯阈值时，控制最高电芯电压对应的电芯放电；
当当前电池模组内最低电芯电压小于第二电芯阈值时，控制最低电芯电压对应的电芯充电；
当最高电芯电压与平均电压之间的第三电压差大于平均电压与最低电芯电压之间的第四电压差，且第三电压差大于等于第一模组内均衡阈值时，控制最高电芯电压对应的电芯放电；
当第三电压差小于等于第四电压差，且第三电压差大于等于第一模组内均衡阈值时，控制最低电芯电压对应的电芯充电；
重复上述过程，直至当前电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于第一模组内均衡阈值；
第一电芯阈值大于第二电芯阈值。
在本实施方式的第三方面，提供一种基于双向主动均衡的模组间均衡设备，包括至少一个处理器、以及与处理器连接的至少一个存储器及总线；其中，处理器及存储器通过总线完成相互间的通信；处理器用于调用存储器中的程序指令，以执行上述的基于双向主动均衡的模组间均衡方法。
在本实施方式的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，可读存储介质上存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于双向主动均衡的模组间均衡方法。本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的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单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明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-Only Memory)、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。
综上所述，本实施方式通过电池模组的模组内均衡策略，依据电池模组间的模组电压差的不同来控制电池模组的模组内均衡时间，从而通过模组内均衡时的能量损耗来实现电池模组间的均衡，能有效避免模组间均衡电路及布线导致电池模组可靠性降低的问题，提高电池模组的一致性。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，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。
此外，本发明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)

1.一种基于双向主动均衡的模组间均衡方法，应用于由多个电池模组构成的储能装置，每个所述电池模组均包括至少两个电芯，其特征在于，所述方法包括：
实时获取每个电池模组的模组电压及每个电池模组内每个电芯的电芯电压；
确定所获取的最低模组电压，并分别计算所获取的其他模组电压与该最低模组电压之间的第一电压差；
对于第一电压差大于第一模组间均衡阈值的模组电压，开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第一模组内均衡阈值。
2.根据权利要求1所述的基于双向主动均衡的模组间均衡方法，其特征在于，所述方法还包括：
对于第一电压差小于等于所述第一模组间均衡阈值的模组电压，如果该模组电压对应的电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值大于第二模组内均衡阈值，则开启该电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于所述第二模组内均衡阈值；
其中，所述第二模组内均衡阈值大于所述第一模组内均衡阈值。
3.根据权利要求2所述的基于双向主动均衡的模组间均衡方法，其特征在于，在将电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值均衡调节为小于等于所述第二模组内均衡阈值后，所述方法还包括：
获取当前电池模组的调节后模组电压，并分别计算所获取的调节后模组电压与所述最低模组电压之间的第二电压差，对于所述第二电压差大于第二模组间均衡阈值的调节后模组电压，开启该调节后模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第三模组内均衡阈值；
所述第二模组间均衡阈值小于所述第一模组间均衡阈值，所述第三模组内均衡阈值小于所述第二模组内均衡阈值。
4.根据权利要求1所述的基于双向主动均衡的模组间均衡方法，其特征在于，所述开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于所述第一模组内均衡阈值，包括：
计算当前电池模组内的所有电芯的平均电压；
当当前电池模组内最高电芯电压大于第一电芯阈值时，控制所述最高电芯电压对应的电芯放电；
当当前电池模组内最低电芯电压小于第二电芯阈值时，控制所述最低电芯电压对应的电芯充电；
当所述最高电芯电压与所述平均电压之间的第三电压差大于所述平均电压与所述最低电芯电压之间的第四电压差，且所述第三电压差大于等于所述第一模组内均衡阈值时，控制所述最高电芯电压对应的电芯放电；
当所述第三电压差小于等于所述第四电压差，且所述第三电压差大于等于所述第一模组内均衡阈值时，控制所述最低电芯电压对应的电芯充电；
重复上述过程，直至当前电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于所述第一模组内均衡阈值；
其中所述第一电芯阈值大于所述第二电芯阈值。
5.一种基于双向主动均衡的模组间均衡装置，应用于由多个电池模组构成的储能装置，每个所述电池模组均包括至少两个电芯，其特征在于，所述装置包括：
采集模块，用于实时获取各个电池模组的模组电压及每个电池模组内各个电芯的电芯电压；
第一均衡模块，用于确定所获取的最低模组电压，并分别计算所获取的其他模组电压与该最低模组电压之间的第一电压差；
对于第一电压差大于第一模组间均衡阈值的模组电压，开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第一模组内均衡阈值。
6.根据权利要求5所述的基于双向主动均衡的模组间均衡装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二均衡模块，用于对于第一电压差小于等于所述第一模组间均衡阈值的模组电压，如果该模组电压对应的电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值大于第二模组内均衡阈值，则开启该电池模组的模组内均衡，直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于所述第二模组内均衡阈值；
其中，所述第二模组内均衡阈值大于所述第一模组内均衡阈值。
7.根据权利要求6所述的基于双向主动均衡的模组间均衡装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三均衡模块，用于获取当前电池模组的调节后模组电压，并分别计算所获取的调节后模组电压与所述最低模组电压之间的第二电压差，对于所述第二电压差大于第二模组间均衡阈值的调节后模组电压，开启该调节后模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于等于第三模组内均衡阈值；
所述第二模组间均衡阈值小于所述第一模组间均衡阈值，所述第三模组内均衡阈值小于所述第二模组内均衡阈值。
8.根据权利要求5所述的基于双向主动均衡的模组间均衡装置，其特征在于，所述开启该模组电压对应的电池模组的模组内均衡直至该电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于所述第一模组内均衡阈值，包括：
计算当前电池模组内的所有电芯的平均电压；
当当前电池模组内最高电芯电压大于第一电芯阈值时，控制所述最高电芯电压对应的电芯放电；
当当前电池模组内最低电芯电压小于第二电芯阈值时，控制所述最低电芯电压对应的电芯充电；
当所述最高电芯电压与所述平均电压之间的第三电压差大于所述平均电压与所述最低电芯电压之间的第四电压差，且所述第三电压差大于等于所述第一模组内均衡阈值时，控制所述最高电芯电压对应的电芯放电；
当所述第三电压差小于等于所述第四电压差，且所述第三电压差大于等于所述第一模组内均衡阈值时，控制所述最低电芯电压对应的电芯充电；
重复上述过程，直至当前电池模组内各个电芯之间的电芯电压差值小于所述第一模组内均衡阈值；
所述第一电芯阈值大于所述第二电芯阈值。
9.一种基于双向主动均衡的模组间均衡设备，其特征在于，包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器及总线；其中，所述处理器及存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行权利要求1～4中任意一项权利要求所述的基于双向主动均衡的模组间均衡方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1～4中任意一项权利要求所述的基于双向主动均衡的模组间均衡方法。
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