CN113765199B - 一种可重构电池组容量利用最大化控制方法 - Google Patents

一种可重构电池组容量利用最大化控制方法 Download PDF

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CN113765199B CN202111325344.6A CN202111325344A CN113765199B CN 113765199 B CN113765199 B CN 113765199B CN 202111325344 A CN202111325344 A CN 202111325344A CN 113765199 B CN113765199 B CN 113765199B
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Abstract

本发明公开了一种可重构电池组容量利用最大化控制方法，首先对电池组所有单体实施最大可用容量测试和HPPC混合脉冲测试以获取单体参数信息；采用大容量模组先拆分后组合、小容量模组先旁通后回归的方法均衡各模组，同时保证电池组端电压的稳定；采用PWM分时接通的方法均衡模组内各单体，错开各单体的接通时间保证模组始终在线；最终电池组中的所有单体到达同一均衡状态，电池组容量被最大程度地利用。该方法综合考虑电池组中模组间均衡与模组内的单体均衡，借助可重构电池中单体连接形式可自由切换的特点，实现电池组内所有单体的均衡并最大化电池组可用容量。

Description

一种可重构电池组容量利用最大化控制方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种可重构电池组容量利用最大化控制方法。
背景技术
锂离子电池是当前电动汽车中最常用的电池类型，具有比能量高、比功率高、循环寿命长、无记忆效应等优点。为满足电动汽车大功率、高电压运行的需求，锂离子电池单体通常以串联、并联连接的形式构成锂离子电池组。然而，由于制造工差、单体所处环境的差异、单体间温度差异，电池组中电池单体的容量往往并不相等。这种单体间的容量差异使得电池组实际可利用容量受最小容量单体的限制。当最小容量单体到达预定放电截止状态时，其余单体中仍存有相当可观的电量未释放出，造成电池容量的浪费与电池组实际可用寿命的缩短。
为解决最弱容量单体对电池组的限制，以尽可能多地利用电池组容量，常采用被动均衡和主动均衡的方法平衡电池组内各单体间的容量。被动均衡方法通过与单体并联电阻的方式，将大容量单体中的电量以欧姆热的形式释放。虽然能够实现单体间的均衡，但造成电池组内电量的浪费，影响电池系统效率。主动均衡方法则采用能量转换元件，如变压器、电容器、电感器等，将大容量单体中的电量通过能量转换元件转移至小容量单体中，延长小容量单体的放电时间，进而解决小容量单体的放电限制问题。虽然相比于被动均衡效率有所提升，但主动均衡方式成本较高、均衡速度慢、体积大难以在电池组内布置，使得其在实际应用中未能得到广泛应用。
作为另一种均衡方式，基于可重构的电池组均衡方法近年来得到了广泛的关注。可重构电池是在传统固定结构电池的基础上，通过在每个电池单体周围设置若干开关，动态改变电池单体间的连接方式，从而为电池组各种形式的性能优化提供硬件基础。通过构型动态改变均衡电池单体，电池组存储的电量将全部用于驱动负载，相比于被动均衡，可重构电池组工作效率高；可重构电池仅需在传统电池基础上增加开关，改造难度小、成本低，相比于主动均衡也具有一定的优势。现有技术中，利用可重构实现电池组内单体均衡进而实现电池容量利用最大化的方案已经出现。如中国公开专利号CN111354989A，公开日为2020-06-30，公开了一种可重构电池组控制方法，通过对电池单体信息的获取，对可重构电池组进行重构，减少电池之间的不一致性，提高电池利用率；以及中国公开专利号CN110299745A，公开日为2019-10-01，公开了一种精细化动态可重构电池管理系统及方法，通过开关动作，能够实现任意电池单体之间、多个电池单体对单个电池的能量传递，均衡电池单体以实现电池组容量利用率的提升。虽然上述方案能够在一定程度上实现可重构电池单体间的均衡，但目前可重构电池均衡方案对电池组实际结构考虑简单，细节不足。如CN111354989A仅提出可重构控制思想未介绍具体实现方式，CN110299745A仅考虑串联形式的均衡而忽略并联形式的均衡，在广泛使用的并-串构型电池组中的均衡效果可能有限。
发明内容
针对上述技术的不足，本发明提出一种可重构电池组容量利用最大化控制方法，利用可重构电池构型灵活变化的优势，综合考虑电池组内模组间的均衡与模组内单体间的均衡，采用大容量模组先拆分后组合、小容量模组先旁通后回归的方法均衡各模组，采用PWM分时接通的方法均衡模组内各单体，最终实现并-串构型电池组中的所有单体均衡，使得电池组中容量被最大程度地利用。
为实现上述目的，根据本发明实施例的一种可重构电池组容量利用最大化控制方法，适用于所有单体以并联形式连接，模组以串联形式连接，且连接形式可动态改变的可重构电池组，包括以下步骤：
步骤S1，通过实验获取电池组内所有单体的参数：
S101.电池组由
Figure DEST_PATH_IMAGE001
个模组
Figure DEST_PATH_IMAGE002
串联连接构成，每个模组由
Figure DEST_PATH_IMAGE003
个单体
Figure DEST_PATH_IMAGE004
并联连接构成，对电池组内所有单体进行最大可用容量测试实验，获取各 单体原始容量
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
S102.对电池组内所有单体进行HPPC混合脉冲测试实验，根据所取得的实验数据 采用最小二乘法离线辨识各单体的直流内阻
Figure DEST_PATH_IMAGE006
、极化内阻
Figure DEST_PATH_IMAGE007
。
步骤S2，采用大容量模组先拆分后组合、小容量模组先旁通后回归的方法均衡各模组：
S201.所有单体处于满电状态，由各模组内各单体原始容量相加得各模组初始容 量
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，按容量大小降序排列
Figure 96417DEST_PATH_IMAGE001
个模组
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，计算模 组的平均初始容量
Figure DEST_PATH_IMAGE010
；所有模组串联以电流
Figure DEST_PATH_IMAGE011
放电；
S202.通过可重构电池组中的开关动作，初始容量最大的模组
Figure DEST_PATH_IMAGE012
先拆分，
Figure 561027DEST_PATH_IMAGE012
中 容量最大的单体分离成为独立子模组，
Figure 606344DEST_PATH_IMAGE012
中剩余单体成为另一子模组，两子模组串联；为 保证串联模组总个数不变以维持电池组端电压，通过开关动作，使初始容量最小的模组
Figure DEST_PATH_IMAGE013
被旁通，
Figure 657345DEST_PATH_IMAGE013
退出放电；
S203.
Figure 940559DEST_PATH_IMAGE012
的拆分使其承受相对其他未旁通模组2倍的速率放电，
Figure 855032DEST_PATH_IMAGE013
的旁通使其 放电速率为0；令放电时间
Figure DEST_PATH_IMAGE014
单位为秒，由干路电流
Figure 449961DEST_PATH_IMAGE011
对
Figure 711178DEST_PATH_IMAGE014
积分得串联回路的累计安时通量， 即：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
随放电进行，计算初始容量最大模组
Figure 645636DEST_PATH_IMAGE012
的实时容量
Figure DEST_PATH_IMAGE016
、所有模组 实时平均容量
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；实时比较
Figure DEST_PATH_IMAGE018
与
Figure DEST_PATH_IMAGE019
的大 小、
Figure DEST_PATH_IMAGE020
与初始容量最小模组
Figure 592995DEST_PATH_IMAGE013
的容量
Figure DEST_PATH_IMAGE021
的大小：
若
Figure DEST_PATH_IMAGE022
而
Figure DEST_PATH_IMAGE023
，表明初始容量最大 模组
Figure 976353DEST_PATH_IMAGE012
相对于模组平均容量多出的容量已释放完毕，
Figure 306840DEST_PATH_IMAGE012
结束拆分，原属
Figure 299066DEST_PATH_IMAGE012
的所有单体 回归重新组合为
Figure 322386DEST_PATH_IMAGE012
；初始容量次大的模组
Figure DEST_PATH_IMAGE024
随后开始拆分，
Figure 626329DEST_PATH_IMAGE024
中容量最大单体单独放 电；
Figure 370294DEST_PATH_IMAGE012
拆分、
Figure 108705DEST_PATH_IMAGE024
开始拆分过程中
Figure 912713DEST_PATH_IMAGE013
始终保持旁通；
若
Figure DEST_PATH_IMAGE025
而
Figure DEST_PATH_IMAGE026
，表明初始容量最 小模组
Figure 500689DEST_PATH_IMAGE013
相对于模组平均容量缺少的容量已被弥补，
Figure 845083DEST_PATH_IMAGE013
结束旁通，回归串联模组放电 序列；初始容量次小模组
Figure DEST_PATH_IMAGE027
随后开始旁通而退出放电；
Figure 405377DEST_PATH_IMAGE013
旁通、
Figure 269034DEST_PATH_IMAGE027
开始旁通过程 中
Figure 16410DEST_PATH_IMAGE012
始终保持拆分；
S204.由模组容量降序序列
Figure DEST_PATH_IMAGE028
左、右两端向序列中间分别通过 大容量模组依次拆分多放电、小容量模组依次旁通少放电的方式使得所有模组容量都收敛 于模组实时平均容量，实现电池组端电压维持的模组容量均衡。
步骤S3，采用PWM分时接通的方法均衡模组内各单体：
S301.由电压传感器和电流传感器采集的单体端电压和负载电流，根据安时积分 法和卡尔曼滤波算法实时估计各单体SOC，步骤S2结束时各单体SOC乘以各单体原始容量
Figure DEST_PATH_IMAGE029
得各单体均衡初始容量
Figure DEST_PATH_IMAGE030
；确定PWM周期时长；设PWM初始周期数
Figure DEST_PATH_IMAGE031
；
S302.按容量大小降序排列模组
Figure DEST_PATH_IMAGE032
中的
Figure 587331DEST_PATH_IMAGE003
个单体
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，令最大容量单体
Figure DEST_PATH_IMAGE034
初始占空比
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为100%，根据各单体容量比、内阻比计算同模组内其他单体初始占空 比
Figure DEST_PATH_IMAGE036
：
Figure DEST_PATH_IMAGE037
S303.在第
Figure DEST_PATH_IMAGE038
个PWM周期初始时刻，由PWM周期时长乘以各单体占空比
Figure DEST_PATH_IMAGE039
，计 算各单体接通时间；为防止同一模组内所有单体同时断开而导致模组断开，同一模组内所 有单体的接通时间相互错开，保证模组内每时刻至少有一个单体接通使得模组始终接通；
S304.在第
Figure 947338DEST_PATH_IMAGE038
个PWM周期内，通过可重构电池组中的开关动作，控制各单体按照步 骤S303计算出的接通时间接通；
S305.在第
Figure 358728DEST_PATH_IMAGE038
个PWM周期结束时刻，判断电池组中所有单体SOC与放电终止SOC门限
Figure DEST_PATH_IMAGE040
间的大小关系：
若任一单体SOC小于等于SOC门限：
Figure DEST_PATH_IMAGE041
，则单体均衡过程结束；
若所有单体SOC均大于SOC门限：
Figure DEST_PATH_IMAGE042
，根据 同一模组
Figure 921296DEST_PATH_IMAGE032
内各单体
Figure DEST_PATH_IMAGE043
间的SOC偏差，采用PID微调各单体占空比
Figure DEST_PATH_IMAGE044
，得第
Figure DEST_PATH_IMAGE045
个 PWM周期各单体占空比
Figure DEST_PATH_IMAGE046
，令
Figure DEST_PATH_IMAGE047
，返回步骤S303继续单体均衡过程。
步骤S4，若步骤3单体均衡过程结束，可重构电池组达成所有模组
Figure 30329DEST_PATH_IMAGE032
均衡目标及 每模组内单体
Figure 96373DEST_PATH_IMAGE043
均衡目标，则电池组内所有单体实现均衡，电池组所有可用容量被释放， 结束放电。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一种可重构电池组容量利用最大化控制方法的流程图；
图2为根据本发明实施例适用的一种可重构电池组的电路原理图；
图3为根据本发明实施例的单体均衡分时接通PWM波形图；
图4为根据本发明实施例的电池组所有模组容量变化图；
图5为根据本发明实施例的电池组所有单体容量变化图。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，首先对电池组内所有单体进行最大可用容量测试与HPPC混合脉冲测试，以获取各单体的容量、内阻等参数，为后续控制提供参考；然后进行串联模组间的均衡，所有容量不同的单体组成的容量最大的模组首先拆分成两个子模组，以相对其他模组2倍的速率放电，最大容量模组拆分时最小容量模组旁通以维持电池组电压；若最大/最小容量模组的容量与模组平均容量相等，则最大/最小容量模组重组/回归，次大/次小容量模组开始拆分/旁通，按照上述流程使得所有串联模组容量均与模组平均容量相等，到达所有模组均衡的状态；随后进行并联单体间的均衡，确定模组均衡结束时模组内各单体初始容量，设定最大容量单体初始占空比为100%，由同模组内单体容量比与内阻比计算剩余单体的初始占空比，错开所有单体的PWM接通时间防止所有单体同时断开导致模组断路，在PWM结束时刻根据模组内各单体的SOC差异微调各单体占空比，直至电池组内某一单体SOC到达设定的SOC门限值，模组内所有单体均衡；最终，当同模组内单体均衡实现时，电池组中所有单体到达同一均衡状态，放电结束。
本发明所适用的一种可重构电池组电路原理图如图2所示，每个电池单体配备4个开关，能够实现所有单体间的串联、并联、先并后串连接，同时能实现串联、并联连接形式下单体的独立接通控制。本发明所提出的电池组容量最大化利用控制方法适用于所有单体以并联形式连接，模组以串联形式连接，且连接形式可动态改变的可重构电池组。
以含有15个电池单体的上述可重构电池拓扑为实施例，应用本发明所提出的容量 利用最大化方法。可重构电池的原始构型为3并5串。首先进行模组均衡过程，采用大容量模 组先拆分后组合、小容量模组先旁通后回归的方法均衡各模组：所有单体处于满电状态，由 模组内各单体原始容量相加得各模组的初始容量，并按模组容量大小降序排列各模组
Figure DEST_PATH_IMAGE048
，计算模组的平均初始容量
Figure DEST_PATH_IMAGE049
；通过可重构电池组中的开关动 作，具有最大初始容量的模组
Figure 740981DEST_PATH_IMAGE012
先拆分，其容量最大的单体分离成为独立的子模组，
Figure 758223DEST_PATH_IMAGE012
中剩余单体成为另一子模组，两子模组串联；为保证串联模组总个数不变而维持电池组端 电压，通过开关动作，使具有最小初始容量的模组
Figure DEST_PATH_IMAGE050
被旁通，退出放电；
Figure 44847DEST_PATH_IMAGE012
拆分后，其承受 相对其他未旁通模组2倍的倍率放电，
Figure 575186DEST_PATH_IMAGE050
因旁通故放电倍率为0；随放电进行，计算最大初 始容量模组
Figure 453012DEST_PATH_IMAGE012
实时容量、模组平均容量实时值；实时比较
Figure 334380DEST_PATH_IMAGE012
容量与模组平均容量的大 小、模组平均容量与
Figure 955855DEST_PATH_IMAGE050
初始容量的大小：①若
Figure 606279DEST_PATH_IMAGE012
容量与模组平均容量先相等，表明最大容 量模组
Figure 890892DEST_PATH_IMAGE012
相对于模组平均容量多出的容量释放完毕，
Figure 587452DEST_PATH_IMAGE012
拆分结束，其所有单体回归重 新组合为
Figure 622405DEST_PATH_IMAGE012
；次大容量模组
Figure 517548DEST_PATH_IMAGE024
随后开始拆分，
Figure 346964DEST_PATH_IMAGE024
中容量最大单体单独放电；
Figure 327558DEST_PATH_IMAGE012
结束 拆分、
Figure 166201DEST_PATH_IMAGE024
拆分过程中
Figure 154667DEST_PATH_IMAGE050
始终保持旁通；②若模组平均容量与最小容量模组
Figure 686142DEST_PATH_IMAGE050
初始容量先 相等，表明最小容量模组
Figure 622874DEST_PATH_IMAGE050
相对于模组平均容量缺少的容量被弥补，
Figure 265208DEST_PATH_IMAGE050
旁通结束，回归串 联放电序列；次小容量模组
Figure DEST_PATH_IMAGE051
随后开始旁通而退出放电；
Figure 338206DEST_PATH_IMAGE050
结束旁通、
Figure 165217DEST_PATH_IMAGE051
旁通过程中
Figure 730191DEST_PATH_IMAGE012
始终保持拆分；按照容量降序的模组序列
Figure 536735DEST_PATH_IMAGE048
，由序列左、右两端向序列中 间分别通过大容量模组依次拆分多放电、小容量模组依次旁通少放电的方式使得所有5个 模组容量都收敛于模组实时平均容量，实现电池组端电压维持的模组容量均衡。
随后进行单体均衡过程，采用PWM分时接通的方法均衡模组内各单体：由电压传感 器和电流传感器采集的单体端电压和负载电流，根据安时积分法和卡尔曼滤波算法实时估 计单体SOC，由模组均衡结束时各单体SOC乘以各单体原始容量获得各单体均衡初始容量； 令PWM周期为100s；设PWM初始周期数
Figure 605185DEST_PATH_IMAGE031
；按单体容量大小降序排列模组
Figure 603097DEST_PATH_IMAGE032
中的3个单 体，令最大容量单体
Figure 655366DEST_PATH_IMAGE034
初始占空比
Figure 498558DEST_PATH_IMAGE035
为100%，根据各单体容量比、内阻比关系计算同 模组内其他单体初始占空比
Figure DEST_PATH_IMAGE052
；在第
Figure 546148DEST_PATH_IMAGE038
个PWM周期初始时刻，由PWM周期时长乘 以各单体占空比
Figure 324748DEST_PATH_IMAGE039
，确定每个单体在PWM周期内接通时间；为防止模组内所有单体同 时断开而导致模组断开的情况，同一模组内所有单体的接通时间相互错开，保证每时刻模 组内至少有一个单体处于接通状态；在第
Figure 487483DEST_PATH_IMAGE038
个PWM周期内，通过可重构电池组中的开关动 作，控制各单体按照已计算出的接通时间交错接通；在第
Figure 337627DEST_PATH_IMAGE038
个PWM周期结束时刻，判断电池 组中各单体SOC与放电终止SOC门限
Figure 646249DEST_PATH_IMAGE040
间的大小关系：①若任一单体SOC小于预先设 定的SOC门限，则单体均衡过程结束；②若所有单体SOC均大于SOC门限，同模组内各单体SOC 应相等，根据同一模组
Figure 720384DEST_PATH_IMAGE032
内3个单体
Figure 481667DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure DEST_PATH_IMAGE053
、
Figure DEST_PATH_IMAGE054
间的SOC偏差，采用PID微调各单体占空比
Figure DEST_PATH_IMAGE055
，得
Figure 964863DEST_PATH_IMAGE045
个PWM周期各单体占空比
Figure DEST_PATH_IMAGE056
，令
Figure DEST_PATH_IMAGE057
，循环执行 PWM单体均衡操作。
图3为两个PWM周期内模组
Figure 314942DEST_PATH_IMAGE024
中3个并联单体分时接通PWM波形图。单体
Figure DEST_PATH_IMAGE058
容量最 大，故两个PWM周期内其占空比为1，始终保持接通状态；单体
Figure DEST_PATH_IMAGE059
容量次之，依容量与内阻计 算得到的占空比为88%；单体
Figure DEST_PATH_IMAGE060
容量最小，其占空比为85%；为防止模组中所有单体同时退出 导致模组断开，单体
Figure 872829DEST_PATH_IMAGE060
和单体
Figure 386987DEST_PATH_IMAGE059
的导通时间相互错开，保证每一时刻模组中至少有2个单体 在线。
图4为在本发明所提出的容量最大化利用方法应用在实施例中所得模组均衡结果。可以看出，通过大容量模组的拆分均衡和小容量模组的旁通回归，5个串联模组的容量在放电初期很快达到均衡状态，并维持该均衡状态直到所有模组放电结束。
图5为实施例中可重构电池组内15单体的容量变化图，放电初期单体容量随模组均衡操作的实施而有序变化：大容量模组内的大容量单体被拆分单独放电，容量下降迅速；小容量模组内的单体因模组整体旁通而进入闲置状态，容量保持不变。在模组均衡实现后，各单体按照模组内单体容量与内阻比例关系实施PWM分时接通放电，模组内各单体容量差异逐渐减小，而属于不同模组的单体间容量也逐渐收敛，并最终达到电池组所有单体均衡的状态。
计算本发明所提出的可重构电池组容量最大化方法在上述实施例中的容量利用 率
Figure DEST_PATH_IMAGE061
：
Figure DEST_PATH_IMAGE062
因实施例中单体SOC门限值设置为10%，本发明所提容量最大化方法接近电池组理论容量利用率上限90%，证明所提方法的有效性。

Claims (2)

1.一种可重构电池组容量利用最大化控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.通过实验获取电池组内所有单体的参数信息，包括各单体原始容量及各单体直流内阻、交流内阻；
步骤S1包括以下子步骤：
S101.电池组由m个模组Mi(i∈[1,2,...,m])串联构成，每个模组由k个单体
Figure FDA0003449960590000011
并联构成，对电池组内所有单体进行最大可用容量测试实验，获取各单体原始容量
Figure FDA0003449960590000012
S102.对电池组内所有单体进行HPPC混合脉冲测试实验，根据所取得的实验数据采用最小二乘法离线辨识各单体的直流内阻
Figure FDA0003449960590000013
极化内阻
Figure FDA0003449960590000014
S2.采用大容量模组先拆分后组合、小容量模组先旁通后回归的方法，依次均衡各模组，同时维持电池组端电压，直至所有模组容量等于模组平均容量；
所述步骤S2包括以下子步骤：
S201.所有单体处于满电状态，由各模组内各单体原始容量相加得各模组初始容量CM_i(0)(i∈[1,2,...,m])，按容量大小降序排列m个模组[M1,M2,...,Mm-1,Mm]，计算模组的平均初始容量CM_avg(0)；所有模组串联以电流I放电；
S202.通过可重构电池组中的开关动作，初始容量最大的模组M1先拆分，M1中容量最大的单体分离成为独立子模组，M1中剩余单体成为另一子模组，两子模组串联；为保证串联模组数量不变以维持电池组端电压，通过开关动作，使初始容量最小的模组Mm被旁通，Mm退出放电；
S203.M1的拆分使其承受相对其他未旁通模组2倍的速率放电，Mm的旁通使其放电速率为0；令放电时间t单位为秒，由干路电流I对t积分得串联回路的累计安时通量，即：
Figure FDA0003449960590000015
随放电进行，计算初始容量最大模组M1的实时容量CM_1(0)-2CAh(t)、模组实时平均容量CM_avg(0)-CAh(t)；实时比较CM_1(0)-2CAh(t)与CM_avg(0)-CAh(t)的大小、CM_avg(0)-CAh(t)与初始容量最小模组Mm容量CM_m(0)的大小：
若CM_1(0)-2CAh(t)＝CM_avg(0)-CAh(t)而CM_avg(0)-CAh(t)＞CM_m(0)，表明初始容量最大模组M1相对于模组平均容量多出的容量已释放完毕，M1结束拆分，原属M1的所有单体回归重新组合为M1；初始容量次大的模组M2随后开始拆分，M2中容量最大单体单独放电；M1拆分、M2开始拆分过程中Mm始终保持旁通；
若CM_avg(0)-CAh(t)＝CM_m(0)而CM_1(0)-2CAh(t)＞CM_avg(0)-CAh(t)，表明初始容量最小模组Mm相对于模组平均容量缺少的容量已被弥补，Mm结束旁通，回归串联模组放电序列；初始容量次小模组Mm-1随后开始旁通而退出放电；Mm旁通、Mm-1开始旁通过程中M1始终保持拆分；
S204.由模组容量降序序列[M1,M2,...,Mm-1,Mm]左、右两端向序列中间分别通过大容量模组依次拆分多放电、小容量模组依次旁通少放电的方式使得所有模组容量都收敛于模组实时平均容量，实现电池组端电压维持的模组容量均衡；
S3.采用PWM分时接通的方法，根据各模组中单体的容量比、内阻比确定单体工作占空比，错开各单体接通时间保证至少有一个单体处于接通状态，直至同模组所有单体容量相等；
S4.若各模组内单体容量相等到达均衡状态，则电池组内所有单体均衡，电池组结束放电。
2.根据权利要求1所述的一种可重构电池组容量利用最大化控制方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下子步骤：
S301.由电压传感器和电流传感器采集的单体端电压和负载电流，根据安时积分法和卡尔曼滤波算法实时估计各单体SOC，步骤S2结束时各单体SOC乘以各单体原始容量
Figure FDA0003449960590000021
得各单体均衡初始容量
Figure FDA0003449960590000022
确定PWM周期时长；设PWM初始周期数j＝0；
S302.按容量大小降序排列模组Mi中的k个单体
Figure FDA0003449960590000023
令最大容量单体
Figure FDA0003449960590000024
初始占空比
Figure FDA0003449960590000025
为100％，根据各单体容量比、内阻比计算同模组内其他单体初始占空比
Figure FDA0003449960590000026
Figure FDA0003449960590000027
S303.在第j个PWM周期初始时刻，由PWM周期时长乘以各单体占空比
Figure FDA0003449960590000028
计算各单体接通时间；为防止同一模组内所有单体同时断开而导致模组断开，同一模组内所有单体的接通时间相互错开，保证模组内每时刻至少有一个单体接通使得模组始终接通；
S304.在第j个PWM周期内，通过可重构电池组中的开关动作，控制各单体按照步骤S303计算出的接通时间接通；
S305.在第j个PWM周期结束时刻，判断电池组中所有单体SOC与放电终止SOC门限SOCthr间的大小关系：
若任一单体SOC小于等于SOC门限：
Figure FDA0003449960590000029
则单体均衡过程结束；
若所有单体SOC均大于SOC门限：
Figure FDA00034499605900000210
根据同一模组Mi内各单体
Figure FDA00034499605900000211
间的SOC偏差，采用PID微调各单体占空比
Figure FDA00034499605900000212
得第j+1个PWM周期各单体占空比
Figure FDA0003449960590000031
令j＝j+1，返回步骤S303继续单体均衡过程。
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