CN115882092B - 一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法 - Google Patents
一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，包括以下步骤：S1.进行多次循环冲放电实验，并生成累积放电时间集合与电池容量集合；S2.构建用于表征累积放电时间与电池容量的二次多项式回归模型，并拟合模型参数，得到累积放电时间与电池容量的关系；S3.在电池组工作一段时间后，计算出电池组中每一个锂电池的累积放电时间；S4.将电池寿命分别与各个锂电池的累积放电时间作差，得到各个锂电池的剩余寿命；S5.基于锂电池的剩余寿命，对锂电池进行充放电时间控制。本发明基于电池组中各锂电池剩余寿命的不同，在充放电过程中控制各个锂电池的充电时间和放电时间，从而使得电池组中各个锂电池的寿命能够同步耗尽。
Description
技术领域
本发明涉及电池组控制，特别是涉及一种基于电池寿命的电池组充放电控制方法。
背景技术
锂电池在社会生活的各个领域均有着广泛的应用，一般情况下，锂电池是以电池组的形式存在的。然而，随着锂电池组的使用，锂电池组中各锂电池单体的电池容量差异会逐步出现，甚至逐步增大，这种情况下各个锂电池的剩余寿命也很难保持一致，若不加控制管理，则会使得部分锂电池寿命耗尽后，其余锂电池可能还存在着剩余寿命较大的情况，因此，对充放电进行控制，使得各个锂电池尽可能同时寿命耗尽成为研究的重点，但是目前在进行电池寿命管理时，主要是基于充放电次数，但是，实际使用过程中，每次充放电的电量可能并不相同，因此用充放电此处来表征电池寿命会存在着较大误差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，采用锂电池允许的最大放电时间与锂电池累积放电时间作差表征锂电池的剩余寿命，并基于电池组中各锂电池剩余寿命的不同，在充放电过程中控制各个锂电池的充电时间和放电时间，从而使得电池组中各个锂电池的寿命能够尽可能的同步耗尽。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，包括以下步骤：
步骤S1.设并联电池组由类别相同的多个锂电池并联形成，在并联电池组开始工作之前，取一个与并联电池组中锂电池类别相同的锂电池，进行多次循环充放电实验，并生成累积放电时间集合与电池容量集合；
步骤S2.构建用于表征累积放电时间与电池容量的二次多项式回归模型，并拟合模型参数，得到累积放电时间与电池容量的关系；
步骤S3.在电池组工作一段时间后，对电池组中各个锂电池的电池容量进行一次测量，并根据累积放电时间与电池容量的关系，计算出电池组中每一个锂电池的累积放电时间；
步骤S4.设定锂电池允许的最大放电时间作为电池寿命，将电池寿命分别与各个锂电池的累积放电时间作差，得到各个锂电池的剩余寿命；
步骤S5.基于锂电池的剩余寿命，对锂电池进行充放电时间控制。
本发明的有益效果是：本发明采用锂电池允许的最大放电时间与锂电池累积放电时间作差表征锂电池的剩余寿命，并基于电池组中各锂电池剩余寿命的不同，在充放电过程中控制各个锂电池的充电时间和放电时间，从而使得电池组中各个锂电池的寿命从理论上能够的同步耗尽。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1.设并联电池组由类别相同的多个锂电池并联形成，在并联电池组开始工作之前，取一个与并联电池组中锂电池类别相同的锂电池，进行多次循环充放电实验，并生成累积放电时间集合与电池容量集合；
S101.设并联电池组由类别相同的多个锂电池并联形成，在并联电池组开始工作之前，取一个与并联电池组中锂电池类别相同的锂电池，对该锂电池进行多次循环充放电实验：
设总共进行了N次循环充放电实验，第i次充放电时，测量得到的电池容量为Qi，统计得到的放电时间为ti，计算累积放电时间Ti：
Ti=t1+t2+…+ti；
其中，i=1,2，…,N；
S102.在i=1,2，…,N时，将第i次充放电时测量得到的电池容量Qi加入集合Q中，得到电池容量集合Q={Q1,Q2,…,QN}；将第i次充放电的累积放电时间Ti加入到集合T中，得到累积放电时间集合T={T1,T2,…,TN}。
步骤S2.构建用于表征累积放电时间与电池容量的二次多项式回归模型，并拟合模型参数，得到累积放电时间与电池容量的关系；
S201.构建用于表征累积放电时间与电池容量的二次多项式回归模型:
y=b0+b1x+b2x2；
其中，将累积放电时间作为y，将电池容量作为x，则通过该模型能够表征电池容量与累积放电时间的关系；
S202.利用累积放电时间集合T={T1,T2,…,TN}与电池容量集合Q={Q1,Q2,…,QN}，对二次多项式回归模型进行拟合，求解出参数b0、b1、b2，从而得到累积放电时间与电池容量的关系。
步骤S3.在电池组工作一段时间后，对电池组中各个锂电池的电池容量进行一次测量，并根据累积放电时间与电池容量的关系，计算出电池组中每一个锂电池的累积放电时间；
所述步骤S3中，在电池组工作一段时间后，进行电池容量测量和累积放电时间计算的过程包括：
S301.对于任一锂电池进行电池容量测量，并计算其累积放电时间：
设该锂电池的电池容量测量结果为作为二次多项式回归模型中的x，带入二次多项式回归模型中，求得的y即为该锂电池的累积放电时间；
S302.对于电池组中的每一个锂电池，重复执行步骤S301，得到电池组中每一个锂电池的累积放电时间。
步骤S4.设定锂电池允许的最大放电时间作为电池寿命，将电池寿命分别与各个锂电池的累积放电时间作差，得到各个锂电池的剩余寿命；
S401.设锂电池允许的最大放电时间，即电池寿命为K，步骤S3中得到的电池组中各个锂电池的累积放电时间为K1，K2，…，KN；其中，N表示电池组中包含的锂电池数目，Ki表示电池组中第i个锂电池的累积放电时间，i=1,2,…,N；
S402.将电池寿命分别与各个锂电池的累积放电时间作差，得到各个锂电池的剩余寿命△K1 , △K2，…，△KN,其中△Ki表示电池组中第i个锂电池的剩余寿命：
△Ki=K-Ki i=1,2,…,N。
步骤S5.基于锂电池的剩余寿命，对锂电池进行充放电时间控制。
S501.计算电池组中各个锂电池剩余寿命△K1 , △K2，…，△KN的平均值△K：
△K=（△K1+△K2+…+△KN）/N
S502.计算电池组中各个锂电池剩余寿命△K1 , △K2，…，△KN与平均值△K之间的偏差△1 , △2，…，△N，其中：
△i=（△K1-△K）/△K
其中△i表示第i个锂电池剩余寿命△Ki与平均值△K之间的偏差，i=1,2,…,N；
S503.在电池组充放电过程中，设电池组的标准充电时间为T a ，电池组的标准放电时间为T b ，则：
在每次对电池组充电过程中，对各个锂电池的充电时间进行控制，在每次对电池组放电过程中，对各个锂电池的放电时间进行控制：
对于第i个锂电池，控制其充电时间为（1+△i）*T a ，控制器放电时间为（1+△i）T b ；其中，i=1,2,…,N。
本申请首先对锂电池进行多次循环充放电实验，并生成累积放电时间集合与电池容量集合，然后拟合出锂电池累积放电时间与电池容量的二次多项式回归模型，从而只需要测量电池组中各个锂电池的容量，就能够确定累积放电时间，然后采用锂电池允许的最大放电时间与锂电池累积放电时间作差表征锂电池的剩余寿命，相比与单纯采用剩余充放电次数表征电池寿命的方法，能够更加精确地表征出锂电池的剩余放电时间（剩余寿命）；然后基于电池组中各锂电池剩余寿命的不同，在充放电过程中控制各个锂电池的充电时间和放电时间；使得剩余寿命更大的锂电池根据计算得到的偏差进行更长时间的充放电，剩余寿命更小的锂电池根据计算得到的偏差进行更短时间的充放电，从而使得电池组中各个锂电池的寿命从理论上能够的同步耗尽，避免出现电池组中部分锂电池寿命已经耗尽，另一部分锂电池却还存在着很大剩余寿命的情况，从而能够均衡电池组中各个锂电池寿命资源的使用。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1.设并联电池组由类别相同的多个锂电池并联形成，在并联电池组开始工作之前，取一个与并联电池组中锂电池类别相同的锂电池，进行多次循环充放电实验，并生成累积放电时间集合与电池容量集合；
步骤S2.构建用于表征累积放电时间与电池容量的二次多项式回归模型，并拟合模型参数，得到累积放电时间与电池容量的关系；
步骤S3.在电池组工作一段时间后，对电池组中各个锂电池的电池容量进行一次测量，并根据累积放电时间与电池容量的关系，计算出电池组中每一个锂电池的累积放电时间；
步骤S4.设定锂电池允许的最大放电时间作为电池寿命，将电池寿命分别与各个锂电池的累积放电时间作差，得到各个锂电池的剩余寿命；
步骤S5.基于锂电池的剩余寿命，对锂电池进行充放电时间控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，其特征在于：所述步骤S1包括：
S101.设并联电池组由类别相同的多个锂电池并联形成，在并联电池组开始工作之前，取一个与并联电池组中锂电池类别相同的锂电池，对该锂电池进行多次循环充放电实验：
设总共进行了N次循环充放电实验，第i次充放电时，测量得到的电池容量为Qi，统计得到的放电时间为ti，计算累积放电时间Ti：
Ti=t1+t2+…+ti；
其中，i=1,2，…,N；
S102.在i=1,2，…,N时，将第i次充放电时测量得到的电池容量Qi加入集合Q中，得到电池容量集合Q={Q1,Q2,…,QN}；将第i次充放电的累积放电时间Ti加入到集合T中，得到累积放电时间集合T={T1,T2,…,TN}。
3.根据权利要求1所述的一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下子步骤：
S201.构建用于表征累积放电时间与电池容量的二次多项式回归模型:
y=b0+b1x+b2x2；
其中，将累积放电时间作为y，将电池容量作为x，则通过该模型能够表征电池容量与累积放电时间的关系；
S202.利用累积放电时间集合T={T1,T2,…,TN}与电池容量集合Q={Q1,Q2,…,QN}，对二次多项式回归模型进行拟合，求解出参数b0、b1、b2，从而得到累积放电时间与电池容量的关系。
4.根据权利要求1所述的一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，在电池组工作一段时间后，进行电池容量测量和累积放电时间计算的过程包括：
S301.对于任一锂电池进行电池容量测量，并计算其累积放电时间：
设该锂电池的电池容量测量结果为作为二次多项式回归模型中的x，带入二次多项式回归模型中，求得的y即为该锂电池的累积放电时间；
S302.对于电池组中的每一个锂电池，重复执行步骤S301，得到电池组中每一个锂电池的累积放电时间。
5.根据权利要求1所述的一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，其特征在于：所述步骤S4包括以下子步骤：
S401.设锂电池允许的最大放电时间，即电池寿命为K，步骤S3中得到的电池组中各个锂电池的累积放电时间为K1，K2，…，KN；其中，N表示电池组中包含的锂电池数目，Ki表示电池组中第i个锂电池的累积放电时间，i=1,2,…,N；
S402.将电池寿命分别与各个锂电池的累积放电时间作差，得到各个锂电池的剩余寿命△K1 , △K2，…，△KN,其中△Ki表示电池组中第i个锂电池的剩余寿命：
△Ki=K-Ki i=1,2,…,N。
6.根据权利要求1所述的一种基于电池寿命的并联电池组充放电控制方法，其特征在于：所述步骤S5包括：
S501.计算电池组中各个锂电池剩余寿命△K1 , △K2，…，△KN的平均值△K：
△K=（△K1+△K2+…+△KN）/N
S502.计算电池组中各个锂电池剩余寿命△K1 , △K2，…，△KN与平均值△K之间的偏差△1 , △2，…，△N，其中：
△i=（△K1-△K）/△K
其中△i表示第i个锂电池剩余寿命△Ki与平均值△K之间的偏差，i=1,2,…,N；
S503.在电池组充放电过程中，设电池组的标准充电时间为T a ，电池组的标准放电时间为T b ，则：
在每次对电池组充电过程中，对各个锂电池的充电时间进行控制，在每次对电池组放电过程中，对各个锂电池的放电时间进行控制：
对于第i个锂电池，控制其充电时间为（1+△i）*T a ，控制器放电时间为（1+△i）T b ；其中，i=1,2,…,N。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090014898A (ko) * | 2007-08-07 | 2009-02-11 | 엘지전자 주식회사 | 배터리팩과 이의 충방전제어방법 |
| CN105634058A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-01 | 广东志成冠军集团有限公司 | 一种电池组的智能均衡方法和智能均衡系统 |
| JP2016166817A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ | 電池容量推定システム、電池容量推定方法および電池容量推定プログラム |
| KR20200062672A (ko) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 디티아이코리아(주) | 이차전지 충전 방법 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090014898A (ko) * | 2007-08-07 | 2009-02-11 | 엘지전자 주식회사 | 배터리팩과 이의 충방전제어방법 |
| JP2016166817A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ | 電池容量推定システム、電池容量推定方法および電池容量推定プログラム |
| CN105634058A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-01 | 广东志成冠军集团有限公司 | 一种电池组的智能均衡方法和智能均衡系统 |
| KR20200062672A (ko) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 디티아이코리아(주) | 이차전지 충전 방법 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 基于不一致性的三元锂电池组寿命研究;张燕梅;;机电技术(第01期);全文 * |
| 基于并联锂电池剩余容量的相位互补动态均流;毛景魁;郑舒;;电源技术(第09期);全文 * |
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