CN116315187A - 电池均衡控制方法、系统及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电池均衡控制方法、系统及电子设备，该方法包括：获取n个电池单体的单体电压和单体SOC；根据单体电压确定电压离差，并根据单体SOC确定SOC离差；根据单体SOC和SOC离差执行SOC离差均衡算法，确定均衡模块的第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向，并根据第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向确定均衡模块的均衡控制信号；在执行SOC离差均衡算法之时，根据电压离差对均衡模块进行辅助均衡控制。本发明设置基于单个电池单体的SOC离差和电压离差的均衡算法，对每个均衡模块进行独立地量化均衡控制，提升均衡速度，同时保证均衡收敛性。

Description

电池均衡控制方法、系统及电子设备
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池均衡控制方法、系统及电子设备。
背景技术
锂电池根据包装形式包括以下三种类型：锂电池单体、锂电池模组、锂电池包。在电池单体成组为模组时，由于电池的工艺水平或者成组的筛选机制，导致电池单体的SOC或者电压存在差异。随着后期的使用，电池老化以及电池的循环次数增加，电池单体之间的差异性加大，甚至会影响整个系统的使用，同时也会影响电池的使用寿命。通过电池单体间的均衡可以较小电池间的不一致性。
目前，电池均衡方式主要采用主动均衡方式与被动均衡方式。其中，在被动均衡方式中，通过识别模组内各电池单体的电压，采用被动均衡方式对电压较高的电池进行放电；在主动均衡方式中，通过识别模组内各电池单体的电压，将电压较高的电池通过主动均衡电路对电压较低的电池进行充电，从而改善电池单体之间的不一致性。
现有的主动均衡电路通常采用单体电压与电池模组的平均电压进行比较，根据比较结果控制主动均衡电路打开或者关断。现有技术存在以下问题：现有的电压比较模式无法实现差异化的均衡控制，收敛性较差；在某些特殊场景下，例如，一个电池单体电压较高或者较低的场景下，均衡效率低，由于各电池单体的电压均与平均值进行比较，每次只会打开一个均衡，效率低下；均衡过程中会产生对电压产生结果，缺少考虑均衡本身带来的影响。
发明内容
本发明提供了一种电池均衡控制方法、系统及电子设备，以解决现有的电池系统基于单体电压和平均电压实现均衡控制，无法进行差异化均衡，导致均衡效率低的问题，有利于提升均衡速度。
根据本发明的一方面，提供了一种电池均衡控制方法，用于对电池包内任一电池模组进行主动均衡，所述电池模组包括n个电池单体和（n-1）个均衡模块，其中，n为大于等于2的正整数，所述均衡控制方法包括：获取所述n个电池单体的单体电压和单体SOC；根据所述单体电压确定电压离差，并根据所述单体SOC确定SOC离差；根据所述单体SOC和所述SOC离差执行SOC离差均衡算法，确定所述均衡模块的第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向，并根据所述第一均衡占空比、所述最大均衡时长和所述第一均衡方向确定任一所述均衡模块的均衡控制信号；在执行SOC离差均衡算法之时，根据所述电压离差对所述均衡模块进行辅助均衡控制。
可选地，所述根据所述电压离差对所述均衡模块进行辅助均衡控制，包括：判断所述电压离差是否超过预设电压离差阈值；若所述电压离差超过预设电压离差阈值，则执行电压离差均衡算法，确定所述均衡模块的第二均衡占空比和第二均衡方向，并根据所述第二均衡占空比和所述第二均衡方向确定单个所述均衡模块的均衡控制信号。
可选地，所述电压离差均衡算法还包括：获取n个所述电压离差中的最大电压离差值；根据任一所述电压离差与所述最大电压离差值计算第二均衡占空比；其中，所述第二均衡占空比的最大值等于1。
可选地，所述电池均衡控制方法还包括：在所述电压离差均衡算法启动之时，关闭所述SOC离差均衡算法。
可选地，所述SOC离差均衡算法包括：获取n个所述SOC离差中的最大SOC离差值；对所述n个电池单体的电池数据进行置信度拟合，得到置信度均值；根据n个所述单体SOC的SOC差值确定均衡系数；根据所述最大SOC离差值、所述置信度均值和所述均衡系数计算所述最大均衡时长。
可选地，所述SOC离差均衡算法还包括：根据任一所述SOC离差与所述最大SOC离差值计算第一均衡占空比；其中，所述第一均衡占空比的最大值等于1。
可选地，在执行SOC离差均衡算法之时，所述电池均衡控制方法还包括：获取所述电池单体的SOC置信度；根据所述SOC置信度确定是否对所述SOC离差均衡算法进行算法更新。
可选地，所述电池均衡控制方法还包括：获取n个所述SOC离差中的最大SOC离差值和n个所述电压离差中的最大电压离差值；根据所述最大SOC离差值和所述最大电压离差值确定是否启动均衡控制，并匹配对应的均衡算法。
可选地，单个均衡周期内设有均衡工作期和均衡间歇期；其中，其中，所述SOC离差均衡算法的数据更新设置于所述均衡间歇期。
根据本发明的另一方面，提供了一种电池均衡控制系统，用于对电池包内任一电池模组进行主动均衡，所述电池模组包括n个电池单体和（n-1）个均衡模块，其中，n为大于等于2的正整数，所述系统用于执行上述电池均衡控制方法，所述系统包括：数据采样模块，用于获取所述n个电池单体的单体电压和单体SOC；离差计算模块，用于根据所述单体电压确定电压离差，并根据所述单体SOC确定SOC离差；第一均衡控制模块，用于根据所述单体SOC和所述SOC离差执行SOC离差均衡算法，确定所述均衡模块的第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向，并根据所述第一均衡占空比、所述最大均衡时长和所述第一均衡方向确定任一所述均衡模块的均衡控制信号；第二均衡控制模块，用于在执行SOC离差均衡算法之时，根据所述电压离差对所述均衡模块进行辅助均衡控制。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述电池均衡控制方法。
本发明实施例的技术方案，用于对电池包内任一电池模组进行主动均衡，电池模组包括n个电池单体和（n-1）个均衡模块。通过获取模组内所有电池单体的单体电压和单体SOC计算各电池单体的电压离差和SOC离差；根据单个电池单体的单体SOC和SOC离差执行SOC离差均衡算法，确定对应的均衡模块的第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向，并根据第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向确定任一均衡模块的均衡控制信号；在执行SOC离差均衡算法之时，根据电压离差对均衡模块进行辅助均衡控制。通过设置基于单个电池单体的SOC离差和电压离差的均衡算法，对每个均衡模块进行独立地量化均衡控制，解决了现有的电池系统基于单体电压和平均电压进行均衡控制，无法实现差异化均衡，导致均衡效率低的问题，有利于提升均衡速度，同时保证均衡收敛性。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的一种电池模组的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种电池均衡控制方法的流程图。
图3为本发明实施例提供的一种均衡模块的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的另一种电池均衡控制方法的流程图。
图5为本发明实施例提供的又一种电池均衡控制方法的流程图。
图6为本发明实施例提供的一种均衡周期的示意图。
图7为本发明实施例提供的一种电池均衡控制系统的结构示意图；
图8为用于实现本发明实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为现有的一种电池模组的结构示意图。
如图1所示，该电池模组包括n个电池单体和（n-1）个均衡模块，其中，n为大于等于2的正整数，n个电池单体串联连接，均衡模块用于对相邻两个电池单体进行主动均衡控制控制。例如，1#均衡模块用于对第一个电池单体B1和第二个电池单体B2进行主动均衡控制，2#均衡模块用于对第二个电池单体B2和第三个电池单体B3进行主动均衡控制，3#均衡模块用于对第三个电池单体B3和第四个电池单体B4进行主动均衡控制，……，（n-2）#均衡模块用于对第（n-2）个电池单体B（n-2）和第（n-1）个电池单体B（n-1）进行主动均衡控制，（n-1）#均衡模块用于对第（n-1）个电池单体B（n-1）和第n个电池单体Bn进行主动均衡控制。
由于主动均衡的电流较大，一般大于1A，均衡过程中会对电池单体的单体电压产生影响。基于此，本发明提供一种电池均衡控制方法、系统及电子设备，通过设置基于单个电池单体的SOC离差和电压离差的均衡算法，对每个均衡模块进行独立地量化均衡控制，有利于提升均衡速度，同时保证均衡收敛性。
图2为本发明实施例提供的一种电池均衡控制方法的流程图，本实施例可适用于以电池模组为单位进行主动均衡的应用场景，该方法可以由电池均衡控制系统来执行，该电池均衡控制系统可以采用硬件和/或软件的形式实现，该电池均衡控制系统可配置于电子设备中。
如图1所示，电池均衡控制方法具体包括以下步骤：
S1：获取n个电池单体的单体电压和单体SOC。
其中，单体电压为任一采样时刻单个电池单体的实时电压值；单体SOC为任一采样时刻单个电池单体的实时剩余电量。
在本发明的实施例中，单体SOC可基于电池单体的开路电压估算得到。例如，可基于电池管理系统获取同一电池模组内各个电池单体的单体电压，并估算对应的单体SOC。本实施例对单体电压和单体SOC的采样频率不作限制。
需要说明的是，在本发明的实施例中，电压采样与均衡交替分时工作，电压采样时，关闭所有均衡，均衡工作时，停止电压采样。
S2：根据单体电压确定电压离差，并根据单体SOC确定SOC离差。
其中，电压离差用于表示任一电池单体的单体电压与电池模组内所有电池单体的平均电压之间的误差代数和；SOC离差用于表示任一电池单体的单体SOC与电池模组内所有电池单体的平均SOC值之间的误差代数和。
示例性地，以电池模组内设置n个电池单体为例，可先计算n个单体电压的平均电压值
Figure SMS_1
和n个单体SOC的平均SOC值/>
Figure SMS_2
。若定义第n个电池单体的单体电压为Vn，第n个电池单体的单体SOC为SOCn，则第n个电池单体的单体电压Vn与平均电压值/>
Figure SMS_3
之间的误差
Figure SMS_4
；第n个电池单体的单体SOC与平均SOC值之间的误差
Figure SMS_5
。第一个电池单体至第n个电池单体的电压离差可表示为
Figure SMS_6
；第一个电池单体至第n个电池单体的SOC离差可表示为
Figure SMS_7
。
S3：根据单体SOC和SOC离差执行SOC离差均衡算法，确定均衡模块的第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向，并根据第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向确定任一均衡模块的均衡控制信号。
其中，第一均衡占空比用于表征任一均衡模块的开关元件的占空比；最大均衡时长为任一均衡模块的均衡工作时间的上限值；第一均衡方向用于表征任一均衡模块的均衡方向。
图3为本发明实施例提供的一种均衡模块的结构示意图。
结合图3所示，均衡模块可采用buck-boost电路结构。EN1和EN2为均衡控制信号，EN1和EN2的电平状态用于控制均衡方向；EN1和EN2的占空比用于调节最大均衡时长。
以1#均衡模块为例，1#均衡模块用于对第一个电池单体B1和第二个电池单体B2进行主动均衡。当第一均衡控制信号EN1和第二均衡控制信号EN2均为低电平信号时，均衡模块不工作；当第一均衡控制信号EN1为低电平信号，第二均衡控制信号EN2为高电平信号时，均衡模块处于能量上传（boost升压）模式；当第一均衡控制信号EN1为高电平信号，第二均衡控制信号EN2为低电平信号时，均衡模块处于能量下传（buck降压）模式。
在本发明的实施例中，所有均衡模块可都工作在强制恒流模式，每个均衡模块均可以单独进行控制。每个均衡模块根据算法输出的均衡控制信号进行独立的均衡方向和均衡时间控制。任一均衡模块的均衡控制信号的占空比和电平状态可基于被均衡的两个电池单体的单体SOC和SOC离差独立计算得到。
S4：在执行SOC离差均衡算法之时，根据电压离差对均衡模块进行辅助均衡控制。
一实施例中，根据电压离差对均衡模块进行辅助均衡控制，包括：基于电压离差或者单体电压判断当前SOC离差均衡算法是否存在算法异常，及在存在算法异常时关闭当前SOC离差均衡算法。典型地，算法异常包括但不限于：均衡方向计算有误。
具体地，以电池模组内设置n个电池单体为例，在完成单体电压和单体SOC采样后，根据各个电池单体的单体电压确定电压离差，并根据各个电池单体的单体SOC确定SOC离差。根据SOC离差和电压离差判断是否启动均衡算法。在执行SOC离差均衡算法之时，根据任一均衡模块的单体SOC和SOC离差计算该均衡模块的第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向，基于该第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向确定该均衡模块的均衡控制信号，实现均衡电流的调节。在执行SOC离差均衡算法的同时，基于电压离差或者单体电压判断当前SOC离差均衡算法是否存在算法异常，若存在算法异常，则关闭当前SOC离差均衡算法。通过设置基于单个电池单体的SOC离差和电压离差的均衡算法，对每个均衡模块进行独立地量化均衡控制，解决了现有的电池系统基于单体电压和平均电压进行均衡控制，无法实现差异化均衡，导致均衡效率低的问题，有利于提升均衡速度，同时保证均衡收敛性。
一实施例中，SOC离差均衡算法包括：获取n个SOC离差中的最大SOC离差值；对n个电池单体的电池数据进行置信度拟合，得到置信度均值；根据n个单体SOC的SOC差值确定均衡系数；根据最大SOC离差值、置信度均值和均衡系数计算最大均衡时长。
其中，置信度值用于表示算法数据的可靠性。
一实施例中，对n个电池单体的电池数据进行置信度拟合，包括：对电池模组内的所有电池单体施加相同的SOC变化比例，例如为10%；获取所有电池单体的单体电压的电压变化数据；根据电压变化数据计算各个电池单体的置信度；获取所有电池单体的最大置信度值和最小置信度值；将最大置信度值和最小置信度值的平均值作为置信度均值。
需要说明的是，受电池特性（例如电池静置时间或者电池温度）的影响，算法数据的置信度会发生波动。
一实施例中，根据n个单体SOC的SOC差值确定均衡系数，包括：获取n个单体SOC中的最大单体SOC和最小单体SOC；计算最大单体SOC和最小单体SOC之间的SOC差值；若SOC差值大于或者等于5%，则将均衡系数设置为50%；若SOC差值小于1%，则将均衡系数设置为10%。
示例性地，定义最大SOC离差值为
Figure SMS_8
，置信度均值为QS，均衡系数为R，最大均衡时长为Tmax，则最大SOC离差值/>
Figure SMS_9
、置信度均值QS、均衡系数R和最大均衡时长Tmax满足如下所示的公式一：
Figure SMS_10
（公式一）
其中，
Figure SMS_11
，Qmax表示电池模组内所有电池单体的最大置信度值，Qmin表示电池模组内所有电池单体的最小置信度值；/>
Figure SMS_12
表示均衡电流，均衡电流/>
Figure SMS_13
可设置为固定值（例如1A）。
一实施例中，SOC离差均衡算法还包括：根据任一SOC离差与最大SOC离差值计算第一均衡占空比。
其中，第一均衡占空比的最大值等于1。
示例性地，在SOC离差均衡算法中，若定义n个SOC离差为
Figure SMS_14
，其中，最大电压离差值/>
Figure SMS_15
，n#均衡模块对应第一均衡占空比可表示为/>
Figure SMS_16
。
需要说明的是，在基于SOC离差均衡算法计算均衡模块的均衡占空比之时，可定义最大SOC离差值对应的均衡模块的第一均衡占空比等于1，其他均衡模块的第一均衡占空比按照对应电池单体的SOC离差进行比例转换。
图4为本发明实施例提供的另一种电池均衡控制方法的流程图，在图2的基础上，示例性地示出了一种基于电压进行辅助均衡控制的具体实施方式。
如图4所示，根据电压离差对均衡模块进行辅助均衡控制，包括：
S401：判断电压离差是否超过预设电压离差阈值。
其中，电压离差超过预设电压离差阈值可用于表征电池单体的单体电压明显低于平均电压的场景。
若电压离差超过预设电压离差阈值，则执行步骤S402；若电压离差未超过预设电压离差阈值，则继续执行步骤S3。
S402：执行电压离差均衡算法，确定均衡模块的第二均衡占空比和第二均衡方向，并根据第二均衡占空比和第二均衡方向确定均衡模块的均衡控制信号。
一实施例中，该电池均衡控制方法还包括：在电压离差均衡算法启动之时，关闭SOC离差均衡算法。
具体地，可判断单体电压是否低于预设电压阈值，该预设电压阈值可基于电池单体的铜排电阻、均衡电流及采样误差计算得到。若任一电池单体的当前电压明显低于预设电压阈值，且该电池单体基于SOC离差均衡算法的结果还在放电，此时关闭该均衡模块的主动均衡。
一实施例中，电压离差均衡算法还包括：获取n个电压离差中的最大电压离差值；根据任一电压离差与最大电压离差值计算第二均衡占空比。
其中，第二均衡占空比的最大值等于1。
示例性地，若定义n个电压离差为
Figure SMS_17
，最大电压离差值
Figure SMS_18
，n#均衡模块对应第二均衡占空比/>
Figure SMS_19
。
需要说明的是，在计算均衡模块的均衡占空比之时，可定义最大电压离差值对应的均衡模块的第二均衡占空比等于1，其他均衡模块的第二均衡占空比按照电压离差的比例进行转换计算。
由此，本发明的技术方案，通过设置电压离差均衡算法与SOC离差均衡算法户为荣誉，防止基于单体SOC的均衡方向错误，同时避免基于电压的均衡算法错误,导致误关闭基于SOC均衡算法。
一实施例中，在执行SOC离差均衡算法之时，电池均衡控制方法还包括：获取电池单体的SOC置信度值；根据SOC置信度值确定是否对SOC离差均衡算法进行算法更新。
其中，获取电池单体的SOC置信度的方法包括：对电池模组内的所有电池单体施加相同的SOC变化比例（例如为10%）；获取模组内所有电池单体的单体电压的电压变化数据；根据电压变化数据计算各个电池单体的SOC置信度。
具体地，受电池特性的影响，某些工况下无法根据开路电压查找到对应的单体SOC，在SOC离差均衡算法的执行时间未达到均衡周期时，系统需要基于置信度较高的算法执行均衡控制。如果当前采样时刻电池数据的SOC置信度低于前一采样时刻电池数据的SOC置信度，则不更新基于SOC离差均衡算法的输出结果。当SOC离差均衡算法的执行时间达到均衡周期时，清除已存储的置信度值。通过设置置信度值作为算法数据更新条件，避免电池数据不准确导致的均衡错误，有利于提高单体之间的均衡可靠性。
图5为本发明实施例提供的又一种电池均衡控制方法的流程图，在图2的基础上，示例性地示出了一种具有均衡启动识别功能的均衡控制方法。
如图5所示，在执行均衡算法之前，该电池均衡控制方法还包括以下步骤：
S5：获取n个SOC离差中的最大SOC离差值和n个电压离差中的最大电压离差值。
S6：根据最大SOC离差值和最大电压离差值确定是否启动均衡控制，并匹配对应的均衡算法。
具体地，可设置预设SOC启动阈值和预设电压启动阈值，判断最大SOC离差值是否超过预设SOC启动阈值，并判断最大电压离差值是否超过预设电压启动阈值，基于比对结果确定是否启动均衡控制，并匹配对应的均衡算法。若最大SOC离差值超过预设SOC启动阈值，则启动SOC离差均衡算法；若最大电压离差值超过预设电压启动阈值，则启动电压离差均衡算法。通过设置SOC启动阈值和电压启动阈值，实现均衡启动识别及算法匹配，避免SOC或者电压的采样误差造成均衡误动作，提高均衡动作可靠性。
图6为本发明实施例提供的一种均衡周期的示意图。
如图6所示，单个均衡周期内设有均衡工作期T1和均衡间歇期T2；其中，SOC离差均衡算法的数据更新设置于均衡间歇期T2。
结合图6所示，若定义单个均衡周期内的均衡占空比为D，则均衡模块的实际工作时间等于均衡工作期T1与均衡占空比D之间的乘积。
在本发明的实施例中，在均衡工作期T1执行均衡算法输出，在均衡间歇期T2不执行均衡算法。可设置均衡工作期T1和均衡间歇期T2保持足够的时间间隔，例如10秒，以抵消均衡对当前单体电压的影响。通过设置均衡工作期和间歇期，避免均衡工作对算法的影响，有利于提高均衡可靠性。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电池均衡控制系统，该系统用于执行上述任一实施例提供的电池均衡控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
在本发明的实施例中，该电池均衡控制系统用于对电池包内任一电池模组进行主动均衡。结合参考图1所示，该电池模组包括n个电池单体和（n-1）个均衡模块，其中，n为大于等于2的正整数。
图7为本发明实施例提供的一种电池均衡控制系统的结构示意图。
如图7所示，该电池均衡控制系统包括：数据采样模块100、离差计算模块200、第一均衡控制模块300和第二均衡控制模块400。
其中，数据采样模块100，用于获取n个电池单体的单体电压和单体SOC；离差计算模块200，用于根据单体电压确定电压离差，并根据单体SOC确定SOC离差；第一均衡控制模块300，用于根据单体SOC和SOC离差执行SOC离差均衡算法，确定均衡模块的第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向，并根据第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向确定任一均衡模块的均衡控制信号；第二均衡控制模块400，用于在执行SOC离差均衡算法之时，根据电压离差对均衡模块进行辅助均衡控制。
一实施例中，第二均衡控制模块400用于判断电压离差是否超过预设电压离差阈值；若电压离差超过预设电压离差阈值，则执行电压离差均衡算法，确定均衡模块的第二均衡占空比和第二均衡方向，并根据第二均衡占空比和第二均衡方向确定单个均衡模块的均衡控制信号。
一实施例中，电压离差均衡算法包括：获取n个电压离差中的最大电压离差值；根据任一电压离差与最大电压离差值计算第二均衡占空比；其中，第二均衡占空比的最大值等于1。
一实施例中，电压离差均衡算法还包括：在电压离差均衡算法启动之时，关闭SOC离差均衡算法。
一实施例中，SOC离差均衡算法包括：获取n个SOC离差中的最大SOC离差值；对n个电池单体的电池数据进行置信度拟合，得到置信度均值；根据n个单体SOC的SOC差值确定均衡系数；根据最大SOC离差值、置信度均值和均衡系数计算最大均衡时长。
一实施例中，SOC离差均衡算法还包括：根据任一SOC离差与最大SOC离差值计算第一均衡占空比；其中，第一均衡占空比的最大值等于1。
一实施例中，电池均衡控制系统还包括：置信度计算模块，用于获取电池单体的SOC置信度值，并根据SOC置信度值确定是否对SOC离差均衡算法进行算法更新。
一实施例中，该电池均衡控制系统还包括：均衡启动模块，用于获取n个SOC离差中的最大SOC离差值和n个电压离差中的最大电压离差值；根据最大SOC离差值和最大电压离差值确定是否启动均衡控制，并匹配对应的均衡算法。
一实施例中，单个均衡周期内设有均衡工作期和均衡间歇期；其中，SOC离差均衡算法的数据更新设置于均衡间歇期。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述任一实施例提供的电池均衡控制方法。
图8为用于实现本发明实施例的电池均衡控制方法的电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图8所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）12、随机访问存储器（RAM）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（ROM）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（RAM）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出（I/O）接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如电池均衡控制方法。
在一些实施例中，电池均衡控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的电池均衡控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行电池均衡控制方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池均衡控制方法，用于对电池包内任一电池模组进行主动均衡，所述电池模组包括n个电池单体和（n-1）个均衡模块，其中，n为大于等于2的正整数，其特征在于，所述均衡控制方法包括：
获取所述n个电池单体的单体电压和单体SOC；
根据所述单体电压确定电压离差，并根据所述单体SOC确定SOC离差；
根据所述单体SOC和所述SOC离差执行SOC离差均衡算法，确定所述均衡模块的第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向，并根据所述第一均衡占空比、所述最大均衡时长和所述第一均衡方向确定单个所述均衡模块的均衡控制信号；
在执行SOC离差均衡算法之时，根据所述电压离差对所述均衡模块进行辅助均衡控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电压离差对所述均衡模块进行辅助均衡控制，包括：
判断所述电压离差是否超过预设电压离差阈值；
若所述电压离差超过预设电压离差阈值，则执行电压离差均衡算法，确定所述均衡模块的第二均衡占空比和第二均衡方向，并根据所述第二均衡占空比和所述第二均衡方向确定单个所述均衡模块的均衡控制信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电压离差均衡算法包括：
获取n个所述电压离差中的最大电压离差值；
根据任一所述电压离差与所述最大电压离差值计算第二均衡占空比；
其中，所述第二均衡占空比的最大值等于1。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述电压离差均衡算法启动之时，关闭所述SOC离差均衡算法。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SOC离差均衡算法包括：
获取n个所述SOC离差中的最大SOC离差值；
对所述n个电池单体的电池数据进行置信度拟合，得到置信度均值；
根据n个所述单体SOC的SOC差值确定均衡系数；
根据所述最大SOC离差值、所述置信度均值和所述均衡系数计算所述最大均衡时长。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述SOC离差均衡算法还包括：
根据任一所述SOC离差与所述最大SOC离差值计算第一均衡占空比；
其中，所述第一均衡占空比的最大值等于1。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在执行SOC离差均衡算法之时，所述方法还包括：
获取所述电池单体的SOC置信度；
根据所述SOC置信度确定是否对所述SOC离差均衡算法进行算法更新。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
获取n个所述SOC离差中的最大SOC离差值和n个所述电压离差中的最大电压离差值；
根据所述最大SOC离差值和所述最大电压离差值确定是否启动均衡控制，并匹配对应的均衡算法。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，单个均衡周期内设有均衡工作期和均衡间歇期；
其中，所述SOC离差均衡算法的数据更新设置于所述均衡间歇期。
10.一种电池均衡控制系统，用于对电池包内任一电池模组进行主动均衡，所述电池模组包括n个电池单体和（n-1）个均衡模块，其中，n为大于等于2的正整数，其特征在于，所述系统用于执行权利要求1-9中任一项所述的电池均衡控制方法，所述系统包括：
数据采样模块，用于获取所述n个电池单体的单体电压和单体SOC；
离差计算模块，用于根据所述单体电压确定电压离差，并根据所述单体SOC确定SOC离差；
第一均衡控制模块，用于根据所述单体SOC和所述SOC离差执行SOC离差均衡算法，确定所述均衡模块的第一均衡占空比、最大均衡时长和第一均衡方向，并根据所述第一均衡占空比、所述最大均衡时长和所述第一均衡方向确定任一所述均衡模块的均衡控制信号；
第二均衡控制模块，用于在执行SOC离差均衡算法之时，根据所述电压离差对所述均衡模块进行辅助均衡控制。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-9中任一项所述的电池均衡控制方法。
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