CN115603406A - 一种用于储能电池的能量均衡方法与系统 - Google Patents

一种用于储能电池的能量均衡方法与系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115603406A
CN115603406A CN202211100608.2A CN202211100608A CN115603406A CN 115603406 A CN115603406 A CN 115603406A CN 202211100608 A CN202211100608 A CN 202211100608A CN 115603406 A CN115603406 A CN 115603406A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soc
battery
energy
preset
balancing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211100608.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张和君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Deye Technology Co ltd
Original Assignee
Ningbo Deye Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Deye Technology Co ltd filed Critical Ningbo Deye Technology Co ltd
Priority to CN202211100608.2A priority Critical patent/CN115603406A/zh
Publication of CN115603406A publication Critical patent/CN115603406A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于储能电池的能量均衡方法与系统，涉及储能电池的能量均衡领域，本发明依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，并在预设组内SOC均衡流程中，控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡，并在对各电池组的组内能量均衡完成后，进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中基于极差与最大相邻差值利用通过第一均衡阈值与第二均衡阈值设置的预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡，本发明在实现了各电池组组内的能量均衡后继续进行电池组组间的能量均衡，采用组内与组间的混合均衡策略，实现了对整个储能电池中电池单体的能量均衡。

Description

一种用于储能电池的能量均衡方法与系统
技术领域
本发明涉及储能电池的能量均衡领域，尤其涉及一种用于储能电池的能量均衡方法与系统。
背景技术
锂电池的单体电压往往较低，需要通过成组技术将电池单体串联构成电池组，并通过多个电池组组成一个储能电池，以满足系统电压等级需求。但在长期使用过程中，不同单体电池的容量、内阻和电压等参数不可能完全一致，也即产生串联锂电池组的不均衡问题。具体表现为电池系统一致性变差、电池系统充放电性能劣化、电池系统可用容量大幅衰减等缺陷。电池成组后，由于单体电池数量多、不一致性问题严重，由此引起的电池组“木桶效应”会造成电池组放电容量降低和电池寿命缩短，电池过冲或过放甚至会引起安全事故。因此对储能电池中各电池组、电池组内电池单体的运行状态(SOC)进行监测和均衡，以提高电池系统的一致性，实现过充过放的保护尤为重要。
发明内容
为了均衡储能电池中各电池组间的SOC以及电池组组内电池单体的SOC，提高储能电池中各电池组，以及电池组中各电池单体的一致性，本发明提出了一种用于储能电池的能量均衡方法，用于实现电池组组内的能量均衡与电池组组间的能量均衡，所述储能电池中包括多个电池组，所述电池组中包括多个串联的电池单体，所述能量均衡方法包括：
依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，在预设组内SOC均衡流程中获取电池组中各电池单体的SOC，并基于各电池单体的SOC利用均值法与差值法控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡；
设定第一均衡阈值与第二均衡阈值，根据第一均衡阈值与第二均衡阈值设置预设组间均衡判断条件，并进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中，获取电池组内电池单体的SOC平均值，并根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组之间SOC平均值的差值为相邻差值，获取各相邻差值中的最大值为最大相邻差值，并通过极差与最大相邻差值利用预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡。
进一步地，所述预设组内SOC均衡流程具体包括步骤：
S11：获取电池组中电池单体的数量，并初始化循环次数i＝0；
S12：获取电池组中各电池单体的SOC，并根据各电池单体的SOC获取电池组内各电池单体对应SOC的平均值为SOC平均值；
S13：获取当前电池单体的SOC，并获取电池组内电池单体对应的最大SOC与最小SOC；
S14：判断当前电池单体的SOC与电池组对应的SOC平均值是否满足预设组内均衡判断条件，若否，则进入步骤S15，若是，则控制最大SOC对应的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，并在转移过程中实时获取正在转移的电池单体的SOC，当正在转移的电池单体的SOC相等时，终止当前的能量转移，并进入步骤S15；
S15：判断循环次数i是否大于等于电池组中电池单体的数量，若是，退出循环，电池组组内能量均衡结束，若否，则设置循环次数i＝i+1，并返回步骤S13进入下一电池单体的判断。
进一步地，所述预设组内均衡判断条件为：
|SOC(i)-SOCav|≥SOCth；式中，i为常数，表示第i个电池单体；SOC(i)为第i个电池单体的SOC；SOCav为SOC平均值；SOCth为预设组内均衡阈值。
进一步地，所述预设组间均衡判断条件包括：第一预设组间均衡判断条件、第二预设组间均衡判断条件与第三预设组间均衡判断条件。
进一步地，所述预设组间SOC均衡流程具体包括步骤：
S21：获取电池组内电池单体的SOC平均值，并根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组之间SOC平均值的差值为相邻差值，并获取各相邻差值中的最大值为最大相邻差值；
S22：判断极差与最大相邻差值是否满足第一预设组间均衡判断条件，若是，则比较最大相邻差值对应的相邻电池组之间SOC平均值的大小，控制SOC平均值大的电池组向SOC平均值小的电池组转移能量，并在转移过程中，获取当前进行能量转移的电池组对应SOC平均值的实时差值，并将实时差值代入第一预设组间均衡判断条件中的第一预设判断条件，直至第一预设判断条件不成立，则终止当前相邻电池组间的能量转移，并重复步骤S21与S22，直至极差与最大相邻差值不满足第一预设组间均衡判断条件时进入步骤S23；若否，则进入步骤S23；
S23：判断当前的极差与最大相邻差值是否满足第二预设组间均衡判断条件，若是，则比较极差对应电池组SOC平均值的大小，控制SOC平均值大的电池组向SOC平均值小的电池组转移能量，并在转移过程中，获取当前进行能量转移的电池组对应SOC平均值的实时差值，并将实时差值代入第二预设组间均衡判断条件中的第二预设判断条件，直至第二预设判断条件不成立，则终止当前电池组间的能量转移，并返回步骤S21；若否，则进入下一步骤；
S24：判断当前的极差是否满足第三预设组间均衡判断条件，若是，则结束电池组组间的能量均衡。
进一步地，所述第一预设判断条件为：
rAmax>SOCth1；式中，rAmax为最大相邻差值或实时差值，SOCth1为第一均衡阈值；
所述第一预设组间均衡判断条件为：
r>SOCth2且rAmax>SOCth1；
所述第二预设判断条件为：
r>SOCth2；式中，r为极差或实时差值，SOCth2为第二均衡阈值；
所述第二预设组间均衡判断条件为：
r>SOCth2且rAmax≤SOCth1；
所述第三预设组间均衡判断条件为：
r≤SOCth2。
进一步地，所述第二均衡阈值大于第一均衡阈值。
本发明还提出了一种用于储能电池的能量均衡系统，用于实现电池组组内的能量均衡与电池组组间的能量均衡，所述储能电池中包括多个电池组，所述电池组中包括多个串联的电池单体，所述能量均衡系统包括：
组内能量均衡模块，用于依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，在预设组内SOC均衡流程中获取电池组中各电池单体的SOC，并基于各电池单体的SOC利用均值法与差值法控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡；
组间能量均衡模块，用于设定第一均衡阈值与第二均衡阈值，根据第一均衡阈值与第二均衡阈值设置预设组间均衡判断条件，并进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中，获取电池组内电池单体的SOC平均值，并根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组之间SOC平均值的差值为相邻差值，获取各相邻差值中的最大值为最大相邻差值，并通过极差与最大相邻差值利用预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡。
与现有技术相比，本发明至少含有以下有益效果：
(1)本发明依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，并在预设组内SOC均衡流程中，控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡，并在对各电池组的组内能量均衡完成后，进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组中的最大相邻差值，并基于极差与最大相邻差值利用通过第一均衡阈值与第二均衡阈值设置的预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡，本发明在实现了各电池组组内的能量均衡后继续进行电池组组间的能量均衡，采用组内与组间的混合均衡策略，实现了对整个储能电池中电池单体的能量均衡，极大的提高了储能电池中各电池组间、电池组内的一致性，避免了储能电池的过充过放，提升了储能电池的性能与使用寿命；
(2)在本发明的预设组内SOC均衡流程中，依次对各电池单体的SOC进行判断，若满足预设组内均衡判断条件，则控制最大SOC对应的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，并在转移过程中实时获取正在转移的电池单体的SOC，当正在转移的电池单体的SOC相等时，终止当前的能量转移，直至所有电池单体的SOC判断完毕，其实现了电池组内任意电池单体间的均衡，保证了电池组中所有的电池单体均衡到位，提高了组内电池单体的一致性；
(3)在本发明的预设组间SOC均衡流程中，通过设定第一均衡阈值与第二均衡阈值，并据其设置预设组间均衡判断条件，在预设组间SOC均衡流程中，通过判断最大相邻差值(实时差值)是否满足第一预设组间均衡判断条件中的第一预设判断条件来控制能量转移的状态，以完成相邻电池组之间的能量均衡，通过判断极差(实时差值)是否满足第二预设组间均衡判断条件中的第二预设判断条件来控制能量转移的状态，以完成极差对应电池组之间的能量转移，从而减小整个储能电池中电池组对应SOC平均值之间的极差，其实现了组间的能量转移，提高了电池组之间的一致性。
附图说明
图1为预设组内SOC均衡流程图；
图2为预设组间SOC均衡流程图；
图3为一种用于储能电池的能量均衡系统模块图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
为了实现对整个储能电池中电池单体的能量均衡，提高储能电池中各电池组组间、电池组组内的一致性，避免储能电池的过充过放，提升储能电池的性能与使用寿命，如图1与图2所示，本发明提出了一种用于储能电池的能量均衡方法，用于实现电池组组内的能量均衡与电池组组间的能量均衡，所述储能电池中包括多个电池组，所述电池组中包括多个串联的电池单体，所述能量均衡方法包括：
依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，在预设组内SOC均衡流程中获取电池组中各电池单体的SOC，并基于各电池单体的SOC利用均值法与差值法控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡；
所述预设组内SOC均衡流程具体包括步骤：
S11：获取电池组中电池单体的数量，并初始化循环次数i＝0；
S12：获取电池组中各电池单体的SOC，并根据各电池单体的SOC获取电池组内各电池单体对应SOC的平均值为SOC平均值；
S13：获取当前电池单体的SOC，并获取电池组内电池单体对应的最大SOC与最小SOC；
S14：判断当前电池单体的SOC与电池组对应的SOC平均值是否满足预设组内均衡判断条件，若否，则进入步骤S15，若是，则控制最大SOC对应的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，并在转移过程中实时获取正在转移的电池单体的SOC，当正在转移的电池单体的SOC相等时，终止当前的能量转移，并进入步骤S15；
S15：判断循环次数i是否大于等于电池组中电池单体的数量，若是，退出循环，电池组组内能量均衡结束，若否，则设置循环次数i＝i+1，并返回步骤S13进入下一电池单体的判断。
所述预设组内均衡判断条件为：
|SOC(i)-SOCav|≥SOCth；式中，i为常数，表示第i个电池单体；SOC(i)为第i个电池单体的SOC；SOCav为SOC平均值；SOCth为预设组内均衡阈值。
在本发明的预设组内SOC均衡流程中，依次对各电池单体的SOC进行判断，若满足预设组内均衡判断条件，则控制最大SOC对应的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，并在转移过程中实时获取正在转移的电池单体的SOC，当正在转移的电池单体的SOC相等时，终止当前的能量转移，直至所有电池单体的SOC判断完毕，其实现了电池组内任意电池单体间的均衡，保证了电池组中所有的电池单体均衡到位，提高了组内电池单体的一致性。
设定第一均衡阈值与第二均衡阈值，根据第一均衡阈值与第二均衡阈值设置预设组间均衡判断条件，并进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中，获取电池组内电池单体的SOC平均值，并根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组之间SOC平均值的差值为相邻差值，获取各相邻差值中的最大值为最大相邻差值，并通过极差与最大相邻差值利用预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡。
所述预设组间均衡判断条件包括：第一预设组间均衡判断条件、第二预设组间均衡判断条件与第三预设组间均衡判断条件。
所述预设组间SOC均衡流程具体包括步骤：
S21：获取电池组内电池单体的SOC平均值，并根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组之间SOC平均值的差值为相邻差值，并获取各相邻差值中的最大值为最大相邻差值；
S22：判断极差与最大相邻差值是否满足第一预设组间均衡判断条件，若是，则比较最大相邻差值对应的相邻电池组之间SOC平均值的大小，控制SOC平均值大的电池组向SOC平均值小的电池组转移能量，并在转移过程中，获取当前进行能量转移的电池组对应SOC平均值的实时差值，并将实时差值代入第一预设组间均衡判断条件中的第一预设判断条件，直至第一预设判断条件不成立，则终止当前相邻电池组间的能量转移，并重复步骤S21与S22(即返回步骤S21)，直至极差与最大相邻差值不满足第一预设组间均衡判断条件时进入步骤S23；若否，则进入步骤S23；
S23：判断当前的极差与最大相邻差值是否满足第二预设组间均衡判断条件，若是，则比较极差对应电池组SOC平均值的大小，控制SOC平均值大的电池组向SOC平均值小的电池组转移能量，并在转移过程中，获取当前进行能量转移的电池组对应SOC平均值的实时差值，并将实时差值代入第二预设组间均衡判断条件中的第二预设判断条件，直至第二预设判断条件不成立，则终止当前电池组间的能量转移，并返回步骤S21；若否，则进入下一步骤；
S24：判断当前的极差是否满足第三预设组间均衡判断条件，若是，则结束电池组组间的能量均衡。
在本发明的预设组间SOC均衡流程中，通过设定第一均衡阈值与第二均衡阈值，并据其设置预设组间均衡判断条件，在预设组间SOC均衡流程中，通过判断最大相邻差值(实时差值)是否满足第一预设组间均衡判断条件中的第一预设判断条件来控制能量转移的状态，以完成相邻电池组之间的能量均衡，通过判断极差(实时差值)是否满足第二预设组间均衡判断条件中的第二预设判断条件来控制能量转移的状态，以完成极差对应电池组之间的能量转移，从而减小整个储能电池中电池组对应SOC平均值之间的极差，其实现了组间的能量转移，提高了电池组之间的一致性。
所述第一预设判断条件为：
rAmax>SOCth1；式中，rAmax为最大相邻差值或实时差值，SOCth1为第一均衡阈值；
所述第一预设组间均衡判断条件为：
r>SOCth2且rAmax>SOCth1；
所述第二预设判断条件为：
r>SOCth2；式中，r为极差或实时差值，SOCth2为第二均衡阈值；
所述第二预设组间均衡判断条件为：
r>SOCth2且rAmax≤SOCth1；
所述第三预设组间均衡判断条件为：
r≤SOCth2。
所述第二均衡阈值大于第一均衡阈值。
本发明依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，并在预设组内SOC均衡流程中，控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡，并在对各电池组的组内能量均衡完成后，进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组中的最大相邻差值，并基于极差与最大相邻差值利用通过第一均衡阈值与第二均衡阈值设置的预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡，本发明在实现了各电池组组内的能量均衡后继续进行电池组组间的能量均衡，采用组内与组间的混合均衡策略，实现了对整个储能电池中电池单体的能量均衡，极大的提高了储能电池中各电池组间、电池组内的一致性，避免了储能电池的过充过放，提升了储能电池的性能与使用寿命。
实施例二
如图3所示，本发明还提出了一种用于储能电池的能量均衡系统，用于实现电池组组内的能量均衡与电池组组间的能量均衡，所述储能电池中包括多个电池组，所述电池组中包括多个串联的电池单体，所述能量均衡系统包括：
组内能量均衡模块，用于依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，在预设组内SOC均衡流程中获取电池组中各电池单体的SOC，并基于各电池单体的SOC利用均值法与差值法控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡；
组间能量均衡模块，用于设定第一均衡阈值与第二均衡阈值，根据第一均衡阈值与第二均衡阈值设置预设组间均衡判断条件，并进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中，获取电池组内电池单体的SOC平均值，并根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组之间SOC平均值的差值为相邻差值，获取各相邻差值中的最大值为最大相邻差值，并通过极差与最大相邻差值利用预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡。
本发明依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，并在预设组内SOC均衡流程中，控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡，并在对各电池组的组内能量均衡完成后，进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组中的最大相邻差值，并基于极差与最大相邻差值利用通过第一均衡阈值与第二均衡阈值设置的预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡，本发明在实现了各电池组组内的能量均衡后继续进行电池组组间的能量均衡，采用组内与组间的混合均衡策略，实现了对整个储能电池中电池单体的能量均衡，极大的提高了储能电池中各电池组间、电池组内的一致性，避免了储能电池的过充过放，提升了储能电池的性能与使用寿命。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例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。

Claims (8)

1.一种用于储能电池的能量均衡方法，其特征在于，用于实现电池组组内的能量均衡与电池组组间的能量均衡，所述储能电池中包括多个电池组，所述电池组中包括多个串联的电池单体，所述能量均衡方法包括：
依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，在预设组内SOC均衡流程中获取电池组中各电池单体的SOC，并基于各电池单体的SOC利用均值法与差值法控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡；
设定第一均衡阈值与第二均衡阈值，根据第一均衡阈值与第二均衡阈值设置预设组间均衡判断条件，并进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中，获取电池组内电池单体的SOC平均值，并根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组之间SOC平均值的差值为相邻差值，获取各相邻差值中的最大值为最大相邻差值，并通过极差与最大相邻差值利用预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡。
2.根据权利要求1所述的一种用于储能电池的能量均衡方法，其特征在于，所述预设组内SOC均衡流程具体包括步骤：
S11：获取电池组中电池单体的数量，并初始化循环次数i＝0；
S12：获取电池组中各电池单体的SOC，并根据各电池单体的SOC获取电池组内各电池单体对应SOC的平均值为SOC平均值；
S13：获取当前电池单体的SOC，并获取电池组内电池单体对应的最大SOC与最小SOC；
S14：判断当前电池单体的SOC与电池组对应的SOC平均值是否满足预设组内均衡判断条件，若否，则进入步骤S15，若是，则控制最大SOC对应的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，并在转移过程中实时获取正在转移的电池单体的SOC，当正在转移的电池单体的SOC相等时，终止当前的能量转移，并进入步骤S15；
S15：判断循环次数i是否大于等于电池组中电池单体的数量，若是，退出循环，电池组组内能量均衡结束，若否，则设置循环次数i＝i+1，并返回步骤S13进入下一电池单体的判断。
3.根据权利要求2所述的一种用于储能电池的能量均衡方法，其特征在于，所述预设组内均衡判断条件为：
|SOC(i)-SOCav|≥SOCth；式中，i为常数，表示第i个电池单体；SOC(i)为第i个电池单体的SOC；SOCav为SOC平均值；SOCth为预设组内均衡阈值。
4.根据权利要求1所述的一种用于储能电池的能量均衡方法，其特征在于，所述预设组间均衡判断条件包括：第一预设组间均衡判断条件、第二预设组间均衡判断条件与第三预设组间均衡判断条件。
5.根据权利要求4所述的一种用于储能电池的能量均衡方法，其特征在于，所述预设组间SOC均衡流程具体包括步骤：
S21：获取电池组内电池单体的SOC平均值，并根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组之间SOC平均值的差值为相邻差值，并获取各相邻差值中的最大值为最大相邻差值；
S22：判断极差与最大相邻差值是否满足第一预设组间均衡判断条件，若是，则比较最大相邻差值对应的相邻电池组之间SOC平均值的大小，控制SOC平均值大的电池组向SOC平均值小的电池组转移能量，并在转移过程中，获取当前进行能量转移的电池组对应SOC平均值的实时差值，并将实时差值代入第一预设组间均衡判断条件中的第一预设判断条件，直至第一预设判断条件不成立，则终止当前相邻电池组间的能量转移，并重复步骤S21与S22，直至极差与最大相邻差值不满足第一预设组间均衡判断条件时进入步骤S23；若否，则进入步骤S23；
S23：判断当前的极差与最大相邻差值是否满足第二预设组间均衡判断条件，若是，则比较极差对应电池组SOC平均值的大小，控制SOC平均值大的电池组向SOC平均值小的电池组转移能量，并在转移过程中，获取当前进行能量转移的电池组对应SOC平均值的实时差值，并将实时差值代入第二预设组间均衡判断条件中的第二预设判断条件，直至第二预设判断条件不成立，则终止当前电池组间的能量转移，并返回步骤S21；若否，则进入下一步骤；
S24：判断当前的极差是否满足第三预设组间均衡判断条件，若是，则结束电池组组间的能量均衡。
6.根据权利要求5所述的一种用于储能电池的能量均衡方法，其特征在于，所述第一预设判断条件为：
rAmax>SOCth1；式中，rAmax为最大相邻差值或实时差值，SOCth1为第一均衡阈值；
所述第一预设组间均衡判断条件为：
r>SOCth2且rAmax>SOCth1；
所述第二预设判断条件为：
r>SOCth2；式中，r为极差或实时差值，SOCth2为第二均衡阈值；
所述第二预设组间均衡判断条件为：
r>SOCth2且rAmax≤SOCth1；
所述第三预设组间均衡判断条件为：
r≤SOCth2。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种用于储能电池的能量均衡方法，其特征在于，所述第二均衡阈值大于第一均衡阈值。
8.一种用于储能电池的能量均衡系统，其特征在于，用于实现电池组组内的能量均衡与电池组组间的能量均衡，所述储能电池中包括多个电池组，所述电池组中包括多个串联的电池单体，所述能量均衡系统包括：
组内能量均衡模块，用于依次控制电池组中各电池单体进入预设组内SOC均衡流程，在预设组内SOC均衡流程中获取电池组中各电池单体的SOC，并基于各电池单体的SOC利用均值法与差值法控制电池组内SOC最大的电池单体向SOC最小的电池单体转移能量，以完成电池组组内的能量均衡；
组间能量均衡模块，用于设定第一均衡阈值与第二均衡阈值，根据第一均衡阈值与第二均衡阈值设置预设组间均衡判断条件，并进入预设组间SOC均衡流程，在预设组间SOC均衡流程中，获取电池组内电池单体的SOC平均值，并根据各电池组对应的SOC平均值获取各SOC平均值之间的极差，以及各相邻电池组之间SOC平均值的差值为相邻差值，获取各相邻差值中的最大值为最大相邻差值，并通过极差与最大相邻差值利用预设组间均衡判断条件实现电池组组间的能量均衡。
CN202211100608.2A 2022-09-09 2022-09-09 一种用于储能电池的能量均衡方法与系统 Pending CN115603406A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211100608.2A CN115603406A (zh) 2022-09-09 2022-09-09 一种用于储能电池的能量均衡方法与系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211100608.2A CN115603406A (zh) 2022-09-09 2022-09-09 一种用于储能电池的能量均衡方法与系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115603406A true CN115603406A (zh) 2023-01-13

Family

ID=84843420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211100608.2A Pending CN115603406A (zh) 2022-09-09 2022-09-09 一种用于储能电池的能量均衡方法与系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115603406A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117559600A (zh) * 2023-11-17 2024-02-13 湖北工业大学 一种锂电池组内组间双层电感均衡控制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117559600A (zh) * 2023-11-17 2024-02-13 湖北工业大学 一种锂电池组内组间双层电感均衡控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109941147B (zh) 一种用于延长动力电池使用寿命的方法和电子设备
US8143852B2 (en) State of charge optimizing device and assembled battery system including same
US8907616B2 (en) Hybrid power supply system
CN106655408B (zh) 电池组均衡控制方法和控制装置
CN110544801B (zh) 基于健康状态的电池组双目标自适应均衡控制方法
CN110120558B (zh) 一种锂离子电池的主动均衡控制方法及控制系统
CN109677298B (zh) 一种串联动力电池组电量均衡控制方法
CN112789780A (zh) 电池的均衡方法、智能电池、充电系统及存储介质
US9379416B2 (en) Method for performing cell balancing of a battery system based on cell capacity values
CN112886665A (zh) 电池充电控制方法、系统、车辆、可读存储介质及设备
CN112217243B (zh) 基于双向主动均衡的模组间均衡方法、装置及设备
CN109980306B (zh) 电池模组一致性的优化方法
CN115603406A (zh) 一种用于储能电池的能量均衡方法与系统
CN110854959B (zh) 电池系统被动均衡方法
CN109450027A (zh) 锂离子电池均衡方法
CN103138014A (zh) 以温差调控方式在线维护蓄电池组的装置和方法
CN109638906B (zh) 一种电池管理方法、系统及存储介质
CN109698526B (zh) 一种安全的锂电池组均衡实现方法
CN111327088B (zh) 一种电池系统、均衡方法及装置
CN112467825A (zh) 一种基于大数据的锂电池组均衡方法
RU2704116C1 (ru) Способ зарядки литий-ионных аккумуляторных батарей из n последовательно соединенных аккумуляторов с подключенными к ним через коммутаторы балансировочными резисторами
CN116118568A (zh) 一种基于磷酸铁锂电池的均衡方法
CN113879177B (zh) 一种动力电池均衡控制方法
EP4050697B1 (en) Method and apparatus for equalizing a battery module, battery module, and power management controller
CN114879053A (zh) 一种储能磷酸铁锂电池寿命预测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination