CN116365624A - 磷酸铁锂电池组的均衡方法、装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磷酸铁锂电池组的均衡方法、装置及可读存储介质,该方法包括:对于至少一种均衡方式中的每一种均衡方式,在电池组满足相应触发条件的情况下,确定电池组中的每一个第一单体电池是否满足相应均衡条件;该至少一种均衡方式包括第一均衡方式,其均衡条件包括:单体电池的目标容量为单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量,其与最大目标容量的容量差不小于相应阈值,最大目标容量为电池组中所有单体电池的目标容量中的最大值;在第一单体电池满足相应均衡条件的情况下,根据相应时长确定方式确定第一单体电池的对应该均衡方式的均衡时长,并据此对第一单体电池进行均衡处理。
Description
技术领域
本发明涉及电池均衡技术领域,更具体地,涉及一种磷酸铁锂电池组的均衡方法、装置及可读存储介质。
背景技术
LFP电池(即LiFePO4磷酸铁锂电池)的单体电压只有几伏,单体能量比较小,无论是在电动汽车动力源的应用中,还是在备用电源领域的应用中,磷酸铁锂单体的电气特性都无法满足工作条件下负荷对电压和电流的需求。因此,为了提高磷酸铁锂电池的能量及电压,可以将若干个单体电池串联成组使用。目前,串联电池组在电动汽车、备用电源领域已经得到了广泛的应用。
串联电池组使用中,为防止过充过放对电池造成损坏,最常用的充放电策略为:电池组中最高单节电压超过预设上限后停止充电,电池组中最低单节电压低于预设下限后停止放电。但单体电池自放电率可以不同,从而会导致电池组可以充放电使用的容量小于最小容量单体的容量,从而影响整体电池组的容量发挥。
如此,有必要提供一种磷酸铁锂电池组的均衡方法,使用均衡技术对待均衡单体电池进行容量调整。
发明内容
本发明实施例的一个目的是提供一种磷酸铁锂电池组的均衡方法的新的技术方案。
根据本发明的第一方面,提供了一种磷酸铁锂电池组的均衡方法,包括:对于至少一种均衡方式中的每一种目标均衡方式,在所述电池组满足对应所述目标均衡方式的触发条件的情况下,确定所述电池组中的每一个第一单体电池是否满足对应所述目标均衡方式的均衡条件;其中,所述至少一种均衡方式包括第一均衡方式,对应所述第一均衡方式的均衡条件包括:以单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量作为单体电池的目标容量,所述第一单体电池的目标容量和最大目标容量的容量差大于或者等于第一设定阈值;其中,所述最大目标容量为所述电池组中所有单体电池的目标容量中的最大值;在所述第一单体电池满足对应所述目标均衡方式的均衡条件的情况下,根据对应所述目标均衡方式的时长确定方式,确定所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长;根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理。
可选地,对应所述第一均衡方式的触发条件包括:所述电池组充电结束;对应所述第一均衡方式的时长确定方式包括:根据所述容量差和设定的平均均衡电流,得到所述第一单体电池的对应所述第一均衡方式的均衡时长,其中,所述平均均衡电流根据设定的均衡电压、均衡电阻和均衡占空比得到。
可选地,所述至少一种均衡方式还包括第二均衡方式;对应所述第二均衡方式的触发条件包括:所述电池组充电结束,且第二单体电池的单体电压大于或者等于第二设定阈值,其中,所述第二单体电池为所述电池组中具有最大单体电压的单体电池;对应所述第二均衡方式的均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第三单体电池的单体电压的差值大于或者等于第三设定阈值,其中,所述第三单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第三设定阈值根据第一设定荷电状态得到;对应所述第二均衡方式的均衡时长为第一设定时长,其中,所述第一设定时长根据所述第一设定荷电状态得到。
可选地,所述至少一种均衡方式还包括第三均衡方式;对应所述第三均衡方式的触发条件包括:所述电池组处于静置状态的持续时长大于或者等于第四设定阈值,且所述电池组的开路电压小于或者等于第五设定阈值;对应所述第三均衡方式的均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第四单体电池的单体电压的差值大于或者等于第六设定阈值,其中,所述第四单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第六设定阈值根据第二设定荷电状态得到;对应所述第三均衡方式的均衡时长为第二设定时长,其中,所述第二设定时长根据所述第二设定荷电状态得到。
可选地,所述至少一种均衡方式的种类数量大于一;在所述确定所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长之后,所述方法还包括:获取确定出的所有所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长中的最大值,作为对应所述目标均衡方式的最大均衡时长;确定所述至少一种均衡方式中的最优均衡方式,其中,获取到的对应所述最优均衡方式的最大均衡时长大于或者等于获取到的对应所述至少一种均衡方式中任一其他均衡方式的最大均衡时长;在所述目标均衡方式为所述最优均衡方式的情况下,执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
可选地,所述至少一种均衡方式的种类数量大于一;在所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理之前,所述方法还包括:确定所述第一单体电池是否处于均衡处理状态;在所述第一单体电池处于均衡处理状态的情况下,确定所述第一单体电池的剩余均衡时长;在所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长大于所述剩余均衡时长的情况下,清空所述剩余均衡时长,并执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
可选地,在所述确定所述第一单体电池是否处于均衡处理状态之后,所述方法还包括:在所述第一单体电池没有处于均衡处理状态的情况下,执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
可选地,所述方法还包括:在所述电池组处于充电状态的情况下,获取所述第一单体电池的单体电压和容量;根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的高电压平台拐点;在所述第一单体电池的电压特性曲线中不存在有效的高电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的低电压平台拐点;在所述第一单体电池的电压特性曲线中存在有效的低电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的电压特性曲线中的低电压平台拐点所对应的容量,获得所述第一单体电池的目标容量。
根据本发明的第三方面,还提供了一种磷酸铁锂电池组的均衡装置,包括存储器和处理器,所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器用于执行所述计算机程序,以实现根据本发明第一方面所述的方法。
根据本发明的第四方面,还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现根据本发明的第一方面所述的方法。
本发明实施例的一个有益效果在于,对于至少一种均衡方式中的每一种均衡方式,在电池组满足相应触发条件的情况下,确定电池组中的每一个第一单体电池是否满足相应均衡条件;该至少一种均衡方式包括第一均衡方式,其均衡条件包括:单体电池的目标容量为单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量,其与最大目标容量的容量差不小于相应阈值,最大目标容量为电池组中所有单体电池的目标容量中的最大值;在第一单体电池满足相应均衡条件的情况下,根据相应时长确定方式确定第一单体电池的对应该均衡方式的均衡时长,并据此对第一单体电池进行均衡处理。可见,本实施例结合单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量、以及电池组中的相应最大容量,来判断电池组中的各个单体电池是否需要进行相应均衡处理,可以具有按需准确均衡的效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明实施例的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明实施例的原理。
图1是能够应用根据一个实施例的磷酸铁锂电池组的均衡方法的电子设备组成结构的示意图;
图2是根据一个实施例的磷酸铁锂电池组的均衡方法的流程示意图;
图3是根据一个实施例的电池充电电压曲线和电压差分曲线的关联示意图;
图4是根据另一个实施例的磷酸铁锂电池组的均衡方法的流程示意图;
图5是根据一个实施例的磷酸铁锂电池组的均衡装置的方框原理图;
图6是根据一个实施例的磷酸铁锂电池组的均衡装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
<硬件配置>
图1是可用于实现本发明实施例的电子设备1000的结构示意图。
该电子设备1000可以是使用LFP电池的电动汽车,或者使用LFP电池的电动设备,以及还可以为便携式电脑、台式计算机、平板电脑、服务器等,在此不做限定。
该电子设备1000可以包括但不限于处理器1100、存储器1200、接口装置1300、通信装置1400、显示装置1500、输入装置1600等等。其中,处理器1100可以是中央处理器CPU、图形处理器GPU、微处理器MCU等,用于执行计算机程序,该计算机程序可以采用比如x86、Arm、RISC、MIPS、SSE等架构的指令集编写。存储器1200例如包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等。接口装置1300例如包括USB接口、串行接口、并行接口等。通信装置1400例如能够利用光纤或电缆进行有线通信,或者进行无线通信,具体地可以包括WiFi通信、蓝牙通信、2G/3G/4G/5G通信等。显示装置1500例如是液晶显示屏、触摸显示屏等。输入装置1600例如可以包括触摸屏、键盘、体感输入等。应用于本发明实施例中,电子设备1000的存储器1200用于存储计算机程序,该计算机程序用于控制所述处理器1100进行操作以实现根据本发明实施例的方法。技术人员可以根据本发明所公开方案设计该计算机程序。该计算机程序如何控制处理器进行操作,这是本领域公知,故在此不再详细描述。该电子设备1000可以安装有智能操作系统(例如Windows、Linux、安卓、IOS等系统)和应用软件。
本领域技术人员应当理解,尽管在图1中示出了电子设备1000的多个装置,但是,本发明实施例的电子设备1000可以仅涉及其中的部分装置,例如,只涉及处理器1100和存储器1200等。
下面,参照附图描述根据本发明的各个实施例和例子。
<方法实施例>
图2是根据一个实施例的磷酸铁锂电池组的均衡方法的流程示意图。本实施例的实施主体例如为图1中的电子设备1000。
如图2所示,本实施例的磷酸铁锂电池组的均衡方法可以包括如下步骤S210~S230:
步骤S210,对于至少一种均衡方式中的每一种目标均衡方式,在所述电池组满足对应所述目标均衡方式的触发条件的情况下,确定所述电池组中的每一个第一单体电池是否满足对应所述目标均衡方式的均衡条件。
详细地,目标均衡方式为设定的至少一种均衡方式中的任意一种均衡方式,各种均衡方式有相应的触发条件(比如充电结束时等)。在电池组满足某一均衡方式的触发条件时,可以判断电池组中的单体电池是否满足该均衡方式的均衡条件,若满足即可对单体电池进行该种均衡方式的均衡处理。
详细地,第一单体电池为电池组中的任意一个单体电池。
请参考图3,图3上半部分示出了锂离子电池的电池充电电压曲线,图3下半部分示出了锂离子电池的电压差分曲线图。可以看出,电池的电压-容量特性曲线通常可以存在三个电压变化较缓慢的区间(称之为电压平台区),两两电压平台区之间有一段电压变化较快的区域,该区域内电压变化最快的点称之为电压平台拐点。如图3所示,电池充电电压曲线图中可以存在两个电压平台拐点。
其中,以电压高低来区分,如图3所示,电压较高的称为高电压平台拐点(记为HVTP,全拼为High Voltage of Platform Point),电压较低的称为低电压平台拐点(记为LVTP)。电压平台拐点在电压差分曲线上表现为曲线的极大值点。
请参考图3,电池电压曲线大部分在平台区,故而在这一阶段内若根据单体电池间的电压差,会难以准确判断是否需要均衡处理以及需要对哪些单体电池进行均衡处理。
基于此,为实现这一阶段内的准确按需均衡处理,可以不根据单体电池间的电压差,而是根据单体电池在高电压平台拐点处的容量,来确定是否需要均衡处理以及需要对哪些单体电池进行均衡处理。这一均衡方式针对于平台区,故而可以记作中段均衡。
本实施例中,所述至少一种均衡方式包括第一均衡方式(即上述中段均衡),对应所述第一均衡方式的均衡条件包括:以单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量作为单体电池的目标容量,所述第一单体电池的目标容量和最大目标容量的容量差大于或者等于第一设定阈值。
其中,所述最大目标容量为所述电池组中所有单体电池的目标容量中的最大值。
详细地,若一个单体电池满足对应中段均衡方式的均衡条件,即表示该单体电池具有目标容量。对于具有目标容量的单体电池,要么满足对应中段均衡方式的均衡条件,要么不满足对应中段均衡方式的均衡条件,故按需进行中段均衡。对于不具有目标容量的单体电池,不满足对应中段均衡方式的均衡条件,故无需进行中段均衡。
本实施例中,电池组中第i个单体电池的目标容量可以记作Qi(即Qi_HVTP),最大目标容量可以记作Qmax,两者间的容量差(ΔQ_HVTP)可以为ΔQi=Qmax-Qi。
可行地,第一设定阈值可以为:x1%×出厂容量,x1可以为2~3中的任一数值。比如x1可以为2,即若ΔQi≥2%×出厂容量,则需进行中段均衡。比如对于100串磷酸铁锂电池,出厂容量可以为76Ah。
详细地,可以在电池组充电过程中,获取电池组中各个单体电池的单体电压和容量,根据获得的单体电池的单体电压和容量,可以获得该单体电池的电压特性曲线中的两个电压平台拐点(主要是为了获得高电压平台拐点)。
比如,可以先获取高电压平台拐点,在获取不到高电压平台拐点或者获取到的高电压平台拐点无效的情况下,可以再获取低电压平台拐点,并基于低电压平台拐点的容量获得高电压平台拐点的容量,即得到目标容量。其中,若获取不到低电压平台拐点或者获取到的低电压平台拐点无效,则可以认为相应单体电池不具有目标容量。
由于电池组中的各个单体电池并不一定具有目标容量,则上述最大目标容量通常可以理解为电池组中的、具有目标容量的这部分单体电池的目标容量中的最大值。
基于此,在本发明一个实施例中,所述方法还可以包括以下步骤A1~步骤A4:
步骤A1,在所述电池组处于充电状态的情况下,获取所述第一单体电池的单体电压和容量。
该步骤中,在电池组充电过程中,实时获取电池组中各个单体电池的单体电压和容量,以便于后续可以据此计算目标容量。
步骤A2,根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的高电压平台拐点。
详细地,根据获取到的单体电池的单体电压和容量,可以确定是否存在有效的高电压平台拐点。
其中,若根据获取到的单体电池的单体电压和容量找不到高电压平台拐点,可以认为不存在有效的高电压平台拐点。以及,在找到高电压平台拐点之后,还可判断其有效性,若判断为无效,同样可以认为不存在有效的高电压平台拐点。
比如在获得高电压平台拐点时,还可获得相应的拐点容量置信度HVTP_Valid,若HVTP_Valid>0,可以认为该高电压平台拐点有效。
可见,在用户对电池组满充或者临近满充(即充电量较大)的情况下,可能存在有效的高电压平台拐点,也可能不存在有效的高电压平台拐点。
而在用户对电池组充电量少即结束充电的情况下,根据获取到的单体电池的单体电压和容量,通常找不到高电压平台拐点,或者找不到两个电压平台拐点。
步骤A3,在所述第一单体电池的电压特性曲线中不存在有效的高电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的低电压平台拐点。
对于根据单体电池的单体电压和容量找不到高电压平台拐点的情况,可以进一步获取低电压平台拐点。
步骤A4,在所述第一单体电池的电压特性曲线中存在有效的低电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的电压特性曲线中的低电压平台拐点所对应的容量,获得所述第一单体电池的目标容量。
该步骤中,在获取到有效的低电压平台拐点的情况下,可以对低电压平台拐点对应的容量(可以记作Q_LVTP)叠加一定偏置后,作为相应的高电压平台拐点对应的容量(可以记作Q_HVTP)。
可见,本实施例通过两个电压平台拐点间的关联关系,可以准确获得单体电池的目标容量,以便于可以据此进行准确的中段均衡处理。
如图3所示,在电池组满充或者接近满充(即充电量较高,比如充电至70%以上)时,才可以获得高电压平台拐点,进而获得相应的目标容量,故而可以在出现高电压平台拐点之后,比如在用户满充、接近满充后的结束充电时,或者在结束充电后的设定时刻(比如结束充电后的第2min),来确定各个单体电池是否需要进行中段均衡。
基于此,在本发明一个实施例中,对应所述第一均衡方式的触发条件包括:所述电池组充电结束。在本发明其他实施例中,对应所述第一均衡方式的触发条件也可以为电池组充电结束前的时刻,该时刻的值可以通过经验值得到,使得该时刻位于电池组的单体电池出现高电压平台拐点之后。
请参考上述的对应中段均衡的均衡条件,本实施例可以获得电池组中具有目标容量的各个单体电池的目标容量,进而确定出其中的最大值。根据单体电池的目标容量和该最大值的容量差,结合第一设定阈值,即可确定出是否需要对该单体电池进行相应均衡处理(即是否需要对该单体电池进行中段均衡处理)。
对于根据电压差对齐来判断均衡与否的现有实现方式,由于电池电压曲线大部分在平台区,故而充放电过程中根据电压差难以准确判断是否需要均衡。以及对于根据SOC(state of charge,荷电状态)对齐来判断均衡与否的现有实现方式,由于对SOC估计精度要求很高,SOC估算出现偏差时容易误判均衡,从而导致不仅无法起到均衡作用,还对电能造成一定程度的浪费。而本实施例在中段均衡方式下,是根据单体电池的高电压平台拐点所对应容量的差值,来判断是否需要进行中段均衡,故而可以实现电池均衡的准确判断,解决均衡误触发的问题。
本实施例中,可以预设一个或者多个均衡方式。预设一个均衡方式时,该均衡方式即可以为中段均衡方式,预设多个均衡方式时,除了中段均衡方式,还可以包括顶端均衡方式和底端均衡方式中的至少一种。
如图3所示,电池充电过程中大部分处于电压平台区,但电池充电电压曲线在电池充电末端通常会出现快速上翘。对于这一阶段,可以根据顶端均衡方式进行均衡处理。
基于此,对应于上述顶端均衡方式,在本发明一个实施例中,所述至少一种均衡方式还包括第二均衡方式。
其中,对应所述第二均衡方式的触发条件包括:所述电池组充电结束,且第二单体电池的单体电压大于或者等于第二设定阈值,其中,所述第二单体电池为所述电池组中具有最大单体电压的单体电池。
其中,对应所述第二均衡方式的均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第三单体电池的单体电压的差值大于或者等于第三设定阈值,其中,所述第三单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第三设定阈值根据第一设定荷电状态得到。
其中,对应所述第二均衡方式的均衡时长为第一设定时长,其中,所述第一设定时长根据所述第一设定荷电状态得到。
详细地,考虑到电池充电末端的电压变化情况,对于顶端均衡方式,可以在电池组充电结束后,获取电池组中各个单体电池当前的单体电压,并从中确定出最大单体电压。若最大单体电压达到第二设定阈值(该阈值即满充阈值,比如满充阈值可以为3.55V),即满足顶端均衡方式的触发条件,进而可执行判断电池组中的单体电池是否需要执行顶端均衡处理的操作。
详细地,可以在用户对电池组结束充电时,或者在结束充电后的设定时刻(比如结束充电后的第2min,其中,单体电池的电压在此期间有所稳定),执行获取最大单体电压的操作。
考虑到电池充电末端的电压变化情况,为进一步保证顶端均衡的准确执行,在可行的实现方式中,还可在结束充电时,以及在结束充电后的设定时刻(比如结束充电后的第2min),分别执行获取最大单体电压的操作。如此,对于任一单体电池,可以得到两次是否进行顶端均衡的判断结果。若两次结果一致表示某一单体电池需要进行顶端均衡,可以对该单体电池进行顶端均衡处理,否则可以不进行顶端均衡处理。
本实施例中,第三单体电池的单体电压为最低单体电压(可以记作Vmin),即第三单体电池的单体电压小于或者等于电池组中除第三单体电池之外任一其他单体电池的单体电压。可以根据单体电池的单体电压与该最低单体电压的差值(可以记作ΔV),结合相应的第三设定阈值,来确定是否需要对该单体电池进行顶端均衡处理。
详细地,该第三设定阈值可以根据适宜的SOC差距来确定。比如若上述差值(ΔV)超过第三设定阈值,说明相应单体电池与第三单体电池之间存在大约x1%的SOC差距。如上所述,x1可以为2~3中的任一数值。比如,若上述第一设定阈值为2%×出厂容量,则可以说明相应单体电池与第三单体电池之间存在大约2%的SOC差距,从而可对该单体电池进行顶端均衡处理。基于相应时长的顶端均衡处理,通常可以消除该大约2%的SOC差距,使得单体电池经过顶端均衡后不再符合顶端均衡的均衡条件。
如此,上述第一设定荷电状态可以为2%的SOC。对应地,上述第三设定阈值可以为80mV,上述第一设定时长可以为64h。
如图3所示,通常需要用户满充或接近满充时,才会触发中段均衡方式、顶端均衡方式的相应均衡处理。为应对用户习惯于不满充的情况,对于电池低电压平台以下区间这一阶段,可以根据底端均衡方式进行均衡处理。
基于此,对应于上述底端均衡方式,在本发明一个实施例中,所述至少一种均衡方式还包括第三均衡方式。
其中,对应所述第三均衡方式的触发条件包括:所述电池组处于静置状态的持续时长大于或者等于第四设定阈值,且所述电池组的开路电压小于或者等于第五设定阈值。
其中,对应所述第三均衡方式的均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第四单体电池的单体电压的差值大于或者等于第六设定阈值,其中,所述第四单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第六设定阈值根据第二设定荷电状态得到。
其中,对应所述第三均衡方式的均衡时长为第二设定时长,其中,所述第二设定时长根据所述第二设定荷电状态得到。
详细地,电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时,电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。
本实施例中,考虑到电池不满充的情况,对于底端均衡方式,可以在电池组静置一段时间(比如2h)、且电压较低(对应于电池低电压平台以下区间)以在电池较低SOC区段时,执行判断电池组中单体电池是否需要执行底端均衡处理的操作。
详细地,在BMS处于唤醒状态下,可以实时判断电压区间以及电池静置时长,若电池静置时长超过第四设定阈值,且电压不大于第五设定阈值,即可认为电池组符合底端均衡方式的触发条件。
详细地,第五设定阈值(可以记作Vth)可以为OCV(Open Circuit Voltage,开路电压)曲线中低平台电压阈值,可以为预设定值。
本实施例中,第四单体电池的单体电压为最低单体电压。可以根据单体电池的单体电压与该最低单体电压的差值(可以记作ΔV),结合相应的第六设定阈值,来确定是否需要对该单体电池进行底端均衡处理。
详细地,该第六设定阈值可以根据适宜的SOC差距来确定。比如若上述差值(ΔV)超过第六设定阈值,说明相应单体电池与第四单体电池之间存在大约x2%的SOC差距。其中,x2可以为2~3中的任一数值。比如,x2可以与上述x1相同,均为2,如此可以说明相应单体电池与第四单体电池之间存在大约2%的SOC差距,从而可对该单体电池进行底端均衡处理。基于相应时长的底端均衡处理,通常可以消除该大约2%的SOC差距,使得单体电池经过顶端均衡后不再符合底端均衡的均衡条件。如此,上述第二设定荷电状态可以为2%的SOC。
可见,本实施例可以基于顶端均衡、中段均衡、底端均衡这三种均衡方式,来协同实现电池均衡目的,这三种均衡方式支持在电池不同SOC范围内分别判断并执行均衡,使得在不同SOC下均有可能触发均衡处理的执行,从而可以解决单一均衡方式的均衡触发频率较低的问题。
此外,本实施例基于顶端均衡和中段均衡的配合使用,可在电池满充结束后,实现电池均衡的准确判断,解决电池充电电压曲线在满充末端出现快速上翘,使得单体剩余容量偏差较大时通过满充时刻电压曲线无法准确算出各单体的容量差,从而无法实现电池均衡准确判断的问题。
此外,本实施例基于底端均衡的使用,可以应对电池不满充的情况,在电池不满充即结束充电后,可以根据底端均衡方式,对电池进行按需均衡处理。
可见,本实施例可以同时满足经常满充和不常满充情况下的电池均衡处理,通过设置针对不常充电用户的电池均衡需求,可以大幅度提高相应的均衡触发频率;本实施例基于多种均衡方式的协同判断,可以满足同一用户在不同SOC时的电池均衡要求;且本实施例的实现可以不增加硬件装置和成本。
步骤S220,在所述第一单体电池满足对应所述目标均衡方式的均衡条件的情况下,根据对应所述目标均衡方式的时长确定方式,确定所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长。
该步骤中,在单体电池满足某一种均衡方式对应的均衡条件的情况下,即说明需要对该单体电池进行该种均衡方式的均衡处理,故而可以确定单体电池的对应该种均衡方式的均衡时长,并基于该均衡时长进行均衡处理。
详细地,不同种均衡方式对应的时长确定方式可以有所不同,不同单体电池对应同一时长确定方式的均衡时长也可以不同。
对于上述中段均衡方式,在本发明一个实施例中,对应所述第一均衡方式的时长确定方式包括:根据所述容量差和设定的平均均衡电流,得到所述第一单体电池的对应所述第一均衡方式的均衡时长,其中,所述平均均衡电流根据设定的均衡电压、均衡电阻和均衡占空比得到。
详细地,占空比可以为在一个脉冲循环内,高电平时间相对于总时间所占的比例。由于在采样、故障处理等时候不进行均衡,那么均衡占空比可以为:在BMS(BatteryManagement System,电池管理系统)完成一个完整的监控、采样等功能周期内,能进行均衡的时间与整个周期的时间比,其与BMS需实现采样、监控等功能的数量和频率有关。比如BMS周期完成所有采样、监控、故障处理等功能需10s,其中实际完成这些功能需花费6s,那么能进行均衡的时间为4s,所以均衡占空比为4s/10s=0.4。
详细地,可以计算容量差(可以记作ΔQi)除以平均均衡电流(可以记作Imean)的商(即ΔQi/Imean),以得到单体电池的对应中段均衡方式的均衡时长(可以记作MidBal_Time[i])。
详细地,可以根据均衡电压(可以记作Bal_V)、均衡电阻(可以记作Bal_R)和均衡占空比(可以记作DutyRatio)得到该平均均衡电流。比如,单体电池的对应中段均衡方式的均衡时长的计算公式可以为:MidBal_Time[i]=ΔQ[i]/(Bal_V/Bal_R)/DutyRatio。
对于上述顶端均衡方式,如上所述,单体电池的对应顶端均衡方式的均衡时长(可以记作TopBal_Time[i])可以为设定值,以使单体电池经历该均衡时长的均衡处理后,可以有相应程度的电量释放,使得单体电池放电前后的荷电状态差值大约可以有荷电状态的2%,以避免单体电池之间存在大约2%的SOC差距。如此,单体电池不满足顶端均衡方式的均衡条件,即无需进行顶端均衡。
对于上述底端均衡方式,如上所述,单体电池的对应底端均衡方式的均衡时长(可以记作BottomBal_Time[i])可以为设定值,以使单体电池经历该均衡时长的均衡处理后,可以有相应程度的电量释放,使得单体电池放电前后的荷电状态差值大约可以有荷电状态的2%,以避免单体电池之间存在大约2%的SOC差距,如此,单体电池不满足底端均衡方式的均衡条件,即无需进行底端均衡。
步骤S230,根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理。
该步骤中,在获得均衡时长后,可以根据该均衡时长对单体电池进行均衡处理,以使单体电池经均衡处理后可以不再满足相应的均衡条件。
其中,在仅设置一个均衡方式的情况下,可以直接根据该均衡时长进行均衡处理。而在设置不止一个均衡方式的情况下,可以存在不止一种均衡方式同时有效的情况,故而可以从中选择一种均衡方式,并基于相应均衡时长进行均衡处理。
比如,可以同时设置上述顶端均衡、中段均衡、底端均衡这三种均衡方式。基于该三种均衡方式在电池使用过程中不同场景下的触发判断,可能出现多均衡方式同时有效的情况。比如,电池组充电完成后同时满足顶端均衡和中段均衡,或者中段均衡触发后及执行完成前,又触发了顶端均衡或底端均衡等等情况。
如此,在多均衡方式同时有效的情况下,可以各均衡方式对应的均衡时长,来判断是否按最新均衡方式进行均衡处理。优选地,可以保留较长的均衡时长以保证均衡的充分执行。
详细地,对于电池组同时满足不止一种均衡方式的均衡条件的情况,可以该不止一种均衡方式中选择一种相对更优的均衡方式,来对电池组进行相应均衡处理。
基于此,在本发明一个实施例中,所述至少一种均衡方式的种类数量大于一;在所述确定所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长之后,所述方法还可以包括以下步骤B1~步骤B3:
步骤B1,获取确定出的所有所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长中的最大值,作为对应所述目标均衡方式的最大均衡时长。
该步骤中,对于任一种均衡方式,在确定出电池组中各个单体电池的对应该种均衡方式的均衡时长之后,可以确定出其中的最大值,作为电池组的对应该种均衡方式的最大均衡时长。
由于并不是每一单体电池均满足该种均衡方式的均衡条件,则针对满足该种均衡方式的这些单体电池,从这些单体电池的对应该种均衡方式的均衡时长中确定最大值。
假设在同一时刻针对不止一种均衡方式进行了电池组是否需要执行相应均衡处理的判断,则可以得到不止一种均衡方式的最大均衡时长。
举例来说,可以在充电结束时,分别进行电池组是否进行顶端均衡和是否进行中段均衡的判断。假设经判断,确定出第1-5号单体电池均需进行顶端均衡,且均衡时长均为t1,并确定出第1-4号单体电池均需进行中段均衡,且均衡时长分别为t2、t3、t4、t5(假设这四个均衡时长中的最大值为t2)。
如此,电池组的对应顶端均衡的最大均衡即可以为t1,电池组的对应中段均衡的最大均衡即可以为t2。
步骤B2,确定所述至少一种均衡方式中的最优均衡方式,其中,获取到的对应所述最优均衡方式的最大均衡时长大于或者等于获取到的对应所述至少一种均衡方式中任一其他均衡方式的最大均衡时长。
该步骤中,可以根据确定出的各个最大均衡时长,再次取其中的最大值,该最大均衡时长对应的均衡方式即为当前的最优均衡方式。
基于上述内容,若t1>t2,则最优均衡方式为顶端均衡方式,若t1<t2,则最优均衡方式为中段均衡方式。
步骤B3,在所述目标均衡方式为所述最优均衡方式的情况下,执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
该步骤中,根据确定出的最优均衡方式,对电池组进行相应均衡处理。
基于上述内容,假设t1<t2,则最优均衡方式为中段均衡方式,则需要对电池组进行中段均衡方式,具体为需要对电池组中的第1-4号单体电池分别执行中段均衡处理,具体为对第1号单体电池进行t2的均衡处理、对第2号单体电池进行t3的均衡处理、对第3号单体电池进行t4的均衡处理、对第4号单体电池进行t5的均衡处理。
详细地,对于电池组需要进行某一种均衡方式的均衡处理,但是上一次进行的均衡处理还未结束的情况,可以从两种均衡方式中选择一种相对更优的均衡方式,来对电池组进行相应均衡处理。
基于此,在本发明一个实施例中,所述至少一种均衡方式的种类数量大于一;在所述步骤S230,根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理之前,所述方法还可以包括以下步骤C1~步骤C3:
步骤C1,确定所述第一单体电池是否处于均衡处理状态。
详细地,在步骤S220中确定好均衡时长后,可以确定相应单体电池是否已经处于均衡处理状态。
比如,若单体电池当前满足顶端均衡的均衡条件,而其之前满足中段均衡的均衡条件,并根据其均衡时长已经在执行均衡处理,则该单体电池当前处于均衡处理状态。
步骤C2,在所述第一单体电池处于均衡处理状态的情况下,确定所述第一单体电池的剩余均衡时长。
若单体电池处于均衡处理状态,则可以获取相应的剩余均衡时长。详细地,可以从NVM(Non-Volatile Memory,非易失性存储器)中读取该剩余均衡时长。
比如单体电池的对应顶端均衡方式的均衡时长可以为64h,在已均衡10h的情况下,相应的剩余均衡时长为54h。
步骤C3,在所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长大于所述剩余均衡时长的情况下,清空所述剩余均衡时长,并执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
详细地,可以取剩余均衡时长和当前所得均衡时长中的最大值,并基于该最大值对单体电池进行均衡处理,以保证均衡的充分执行。
如此,若剩余均衡时长小于当前所得均衡时长,则可以清空剩余均衡时长以停止正在执行的均衡处理,同时基于当前所得均衡时长再次开始进行均衡处理。
可见,若当前所需均衡时长大于前次剩余均衡时长,则可以更新均衡时间为当前计算处的均衡时长后继续执行均衡处理。
反之,若剩余均衡时长大于当前所得均衡时长,则可以保持原有的均衡处理,而不基于当前所得均衡时长进行均衡处理。
在本发明一个实施例中,在所述步骤C1,确定所述第一单体电池是否处于均衡处理状态之后,所述方法还可以包括:在所述第一单体电池没有处于均衡处理状态的情况下,执行所述步骤S230,根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
详细地,若单体电池当前没有处于均衡处理状态,则可以直接根据当前获得的均衡时长,对单体电池进行均衡处理。
在可行的实现方式中,对于各个待均衡的单体电池,在确定出其均衡时长后,可以向底层软件输出这些待均衡单体电池的电池节号和相应的均衡指令,进而由底层软件按照指令执行均衡处理。
可行地,应用层软件可以监控剩余均衡时间,每过去一段时间,即可将剩余均衡时间减去相应时间。此外,对于BMS在休眠状态下执行均衡的情况,若均衡结束前BMS进入休眠状态,则BMS重新唤醒后可以减去休眠时间。当剩余均衡时间降为零时,均衡结束。
此外,在可行的实现方式中,在单体电池处于均衡处理状态的情况下,还可实时检测该单体电池的电压与最小单体电压的压差,若压差小于相应阈值,也可以结束均衡。
由上可知,本实施例提供了磷酸铁锂电池组的均衡方法,该方法对于至少一种均衡方式中的每一种均衡方式,在电池组满足相应触发条件的情况下,确定电池组中的每一个第一单体电池是否满足相应均衡条件;该至少一种均衡方式包括第一均衡方式,其均衡条件包括:单体电池的目标容量为单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量,其与最大目标容量的容量差不小于相应阈值,最大目标容量为电池组中所有单体电池的目标容量中的最大值;在第一单体电池满足相应均衡条件的情况下,根据相应时长确定方式确定第一单体电池的对应该均衡方式的均衡时长,并据此对第一单体电池进行均衡处理。可见,本实施例结合单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量、以及电池组中的相应最大容量,来判断电池组中的各个单体电池是否需要进行相应均衡处理,可以具有按需准确均衡的效果。
<例子>
图4给出了根据一实施例的磷酸铁锂电池组的均衡方法的流程示意图。如图4所示,该实施例的方法可以包括以下步骤S301~步骤S310:
步骤S301,在电池组处于充电状态的情况下,获取所述电池组中的每一个第一单体电池的单体电压和容量。
步骤S302,根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的高电压平台拐点。
步骤S303,在所述第一单体电池的电压特性曲线中不存在有效的高电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的低电压平台拐点。
步骤S304,在所述第一单体电池的电压特性曲线中存在有效的低电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的电压特性曲线中的低电压平台拐点所对应的容量,获得所述第一单体电池的目标容量。
步骤S305,对于三种均衡方式中的每一种目标均衡方式,在所述电池组满足对应所述目标均衡方式的触发条件的情况下,确定所述电池组中的每一个第一单体电池是否满足对应所述目标均衡方式的均衡条件。
其中,所述三种均衡方式包括第一均衡方式、第二均衡方式、第三均衡方式。
对于第一均衡方式,其触发条件包括:所述电池组充电结束;其均衡条件包括:以单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量作为单体电池的目标容量,所述第一单体电池的目标容量和最大目标容量的容量差大于或者等于第一设定阈值;其中,所述最大目标容量为所述电池组中所有第二单体电池的目标容量中的最大值,所述第二单体电池为具有目标容量的单体电池;其时长确定方式包括:根据所述容量差和设定的平均均衡电流,得到所述第一单体电池的对应所述第一均衡方式的均衡时长,其中,所述平均均衡电流根据设定的均衡电压、均衡电阻和均衡占空比得到。
对于第二均衡方式,其触发条件包括:所述电池组充电结束,且第二单体电池的单体电压大于或者等于第二设定阈值,其中,所述第二单体电池为所述电池组中具有最大单体电压的单体电池;其均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第三单体电池的单体电压的差值大于或者等于第三设定阈值,其中,所述第三单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第三设定阈值根据第一设定荷电状态得到;其时长确定方式包括:对应所述第二均衡方式的均衡时长为第一设定时长,其中,所述第一设定时长根据所述第一设定荷电状态得到。
对于第三均衡方式,其触发条件包括:所述电池组处于静置状态的持续时长大于或者等于第四设定阈值,且所述电池组的开路电压小于或者等于第五设定阈值;对应所述第三均衡方式的均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第四单体电池的单体电压的差值大于或者等于第六设定阈值,其中,所述第四单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第六设定阈值根据第二设定荷电状态得到;其时长确定方式包括:对应所述第三均衡方式的均衡时长为第二设定时长,其中,所述第二设定时长根据所述第二设定荷电状态得到。
步骤S306,在所述第一单体电池满足对应所述目标均衡方式的均衡条件的情况下,根据对应所述目标均衡方式的时长确定方式,确定所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长。
步骤S307,获取确定出的所有所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长中的最大值,作为对应所述目标均衡方式的最大均衡时长。
步骤S308,确定所述三种均衡方式中的最优均衡方式,其中,获取到的对应所述最优均衡方式的最大均衡时长大于或者等于获取到的对应所述三种均衡方式中任一其他均衡方式的最大均衡时长。步骤S309,确定所述第一单体电池是否处于均衡处理状态,若是,执行步骤S310,否则,执行步骤S312。
步骤S310,确定所述第一单体电池的剩余均衡时长。
步骤S311,在所述第一单体电池的对应所述最优均衡方式的均衡时长大于所述剩余均衡时长的情况下,清空所述剩余均衡时长,并执行步骤S312。
步骤S312,根据所述第一单体电池的对应所述最优均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理。
<设备实施例>
图5是根据一个实施例的磷酸铁锂电池组的均衡装置400的原理框图。如图5所示,该磷酸铁锂电池组的均衡装置400可以包括第一确定模块410、第二确定模块420和处理模块430。
该磷酸铁锂电池组的均衡装置400可以是图1所示的电子设备1000。
其中,所述第一确定模块410用于对于至少一种均衡方式中的每一种目标均衡方式,在所述电池组满足对应所述目标均衡方式的触发条件的情况下,确定所述电池组中的每一个第一单体电池是否满足对应所述目标均衡方式的均衡条件;其中,所述至少一种均衡方式包括第一均衡方式,对应所述第一均衡方式的均衡条件包括:以单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量作为单体电池的目标容量,所述第一单体电池的目标容量和最大目标容量的容量差大于或者等于第一设定阈值;其中,所述最大目标容量为所述电池组中所有单体电池的目标容量中的最大值。所述第二确定模块420用于在所述第一单体电池满足对应所述目标均衡方式的均衡条件的情况下,根据对应所述目标均衡方式的时长确定方式,确定所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长。所述处理模块430用于根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理。
可见,本实施例结合单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量、以及电池组中的相应最大容量,来判断电池组中的各个单体电池是否需要进行相应均衡处理,可以具有按需准确均衡的效果。
在本发明一个实施例中,对应所述第一均衡方式的触发条件包括:所述电池组充电结束;对应所述第一均衡方式的时长确定方式包括:根据所述容量差和设定的平均均衡电流,得到所述第一单体电池的对应所述第一均衡方式的均衡时长,其中,所述平均均衡电流根据设定的均衡电压、均衡电阻和均衡占空比得到。
在本发明一个实施例中,所述至少一种均衡方式还包括第二均衡方式;对应所述第二均衡方式的触发条件包括:所述电池组充电结束,且第二单体电池的单体电压大于或者等于第二设定阈值,其中,所述第二单体电池为所述电池组中具有最大单体电压的单体电池;对应所述第二均衡方式的均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第三单体电池的单体电压的差值大于或者等于第三设定阈值,其中,所述第三单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第三设定阈值根据第一设定荷电状态得到;对应所述第二均衡方式的均衡时长为第一设定时长,其中,所述第一设定时长根据所述第一设定荷电状态得到。
在本发明一个实施例中,所述至少一种均衡方式还包括第三均衡方式;对应所述第三均衡方式的触发条件包括:所述电池组处于静置状态的持续时长大于或者等于第四设定阈值,且所述电池组的开路电压小于或者等于第五设定阈值;对应所述第三均衡方式的均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第四单体电池的单体电压的差值大于或者等于第六设定阈值,其中,所述第四单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第六设定阈值根据第二设定荷电状态得到;对应所述第三均衡方式的均衡时长为第二设定时长,其中,所述第二设定时长根据所述第二设定荷电状态得到。
在本发明一个实施例中,所述至少一种均衡方式的种类数量大于一;该磷酸铁锂电池组的均衡装置400还包括:第一模块,用于获取确定出的所有所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长中的最大值,作为对应所述目标均衡方式的最大均衡时长;第二模块,用于确定所述至少一种均衡方式中的最优均衡方式,其中,获取到的对应所述最优均衡方式的最大均衡时长大于或者等于获取到的对应所述至少一种均衡方式中任一其他均衡方式的最大均衡时长;以及,第三模块,用于在所述目标均衡方式为所述最优均衡方式的情况下,触发所述处理模块430执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
在本发明一个实施例中,所述至少一种均衡方式的种类数量大于一;该磷酸铁锂电池组的均衡装置400还包括:第四模块,用于确定所述第一单体电池是否处于均衡处理状态;第五模块,用于在所述第一单体电池处于均衡处理状态的情况下,确定所述第一单体电池的剩余均衡时长;以及,第六模块,用于在所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长大于所述剩余均衡时长的情况下,清空所述剩余均衡时长,并触发所述处理模块430执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
在本发明一个实施例中,所述处理模块430用于在所述第一单体电池没有处于均衡处理状态的情况下,执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
在本发明一个实施例中,该磷酸铁锂电池组的均衡装置400还包括:第七模块,用于在所述电池组处于充电状态的情况下,获取所述第一单体电池的单体电压和容量;第八模块,用于根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的高电压平台拐点;第九模块,用于在所述第一单体电池的电压特性曲线中不存在有效的高电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的低电压平台拐点;以及,第十模块,用于在所述第一单体电池的电压特性曲线中存在有效的低电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的电压特性曲线中的低电压平台拐点所对应的容量,获得所述第一单体电池的目标容量。
图6是根据另一个实施例的磷酸铁锂电池组的均衡装置500的硬件结构示意图。
如图6所示,该磷酸铁锂电池组的均衡装置500包括处理器510和存储器520,该存储器520用于存储可执行的计算机程序,该处理器510用于根据该计算机程序的控制,执行如以上任意方法实施例的方法。
该磷酸铁锂电池组的均衡装置500可以是图1所示的电子设备1000。
以上磷酸铁锂电池组的均衡装置500的各模块可以由本实施例中的处理器510执行存储器520存储的计算机程序实现,也可以通过其他电路结构实现,在此不做限定。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质,其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身,诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如,通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备,或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令,并转发该计算机可读程序指令,以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码,所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等,以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中,通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路,例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA),该电子电路可以执行计算机可读程序指令,从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解,流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合,都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器,从而生产出一种机器,使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时,产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中,这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作,从而,存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品,其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上,使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤,以产生计算机实现的过程,从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分,所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是,通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种磷酸铁锂电池组的均衡方法,其特征在于,包括:
对于至少一种均衡方式中的每一种目标均衡方式,在所述电池组满足对应所述目标均衡方式的触发条件的情况下,确定所述电池组中的每一个第一单体电池是否满足对应所述目标均衡方式的均衡条件;
其中,所述至少一种均衡方式包括第一均衡方式,对应所述第一均衡方式的均衡条件包括:以单体电池的电压特性曲线中的高电压平台拐点所对应的容量作为单体电池的目标容量,所述第一单体电池的目标容量和最大目标容量的容量差大于或者等于第一设定阈值;其中,所述最大目标容量为所述电池组中所有单体电池的目标容量中的最大值;
在所述第一单体电池满足对应所述目标均衡方式的均衡条件的情况下,根据对应所述目标均衡方式的时长确定方式,确定所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长;
根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对应所述第一均衡方式的触发条件包括:所述电池组充电结束;
对应所述第一均衡方式的时长确定方式包括:根据所述容量差和设定的平均均衡电流,得到所述第一单体电池的对应所述第一均衡方式的均衡时长,其中,所述平均均衡电流根据设定的均衡电压、均衡电阻和均衡占空比得到。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少一种均衡方式还包括第二均衡方式;
对应所述第二均衡方式的触发条件包括:所述电池组充电结束,且第二单体电池的单体电压大于或者等于第二设定阈值,其中,所述第二单体电池为所述电池组中具有最大单体电压的单体电池;
对应所述第二均衡方式的均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第三单体电池的单体电压的差值大于或者等于第三设定阈值,其中,所述第三单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第三设定阈值根据第一设定荷电状态得到;
对应所述第二均衡方式的均衡时长为第一设定时长,其中,所述第一设定时长根据所述第一设定荷电状态得到。
4.根据权利要求1或者3所述的方法,其特征在于,所述至少一种均衡方式还包括第三均衡方式;
对应所述第三均衡方式的触发条件包括:所述电池组处于静置状态的持续时长大于或者等于第四设定阈值,且所述电池组的开路电压小于或者等于第五设定阈值;
对应所述第三均衡方式的均衡条件包括:所述第一单体电池的单体电压和第四单体电池的单体电压的差值大于或者等于第六设定阈值,其中,所述第四单体电池为所述电池组中具有最小单体电压的单体电池,所述第六设定阈值根据第二设定荷电状态得到;
对应所述第三均衡方式的均衡时长为第二设定时长,其中,所述第二设定时长根据所述第二设定荷电状态得到。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少一种均衡方式的种类数量大于一;
在所述确定所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长之后,所述方法还包括:
获取确定出的所有所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长中的最大值,作为对应所述目标均衡方式的最大均衡时长;
确定所述至少一种均衡方式中的最优均衡方式,其中,获取到的对应所述最优均衡方式的最大均衡时长大于或者等于获取到的对应所述至少一种均衡方式中任一其他均衡方式的最大均衡时长;
在所述目标均衡方式为所述最优均衡方式的情况下,执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少一种均衡方式的种类数量大于一;
在所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理之前,所述方法还包括:
确定所述第一单体电池是否处于均衡处理状态;
在所述第一单体电池处于均衡处理状态的情况下,确定所述第一单体电池的剩余均衡时长;
在所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长大于所述剩余均衡时长的情况下,清空所述剩余均衡时长,并执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述确定所述第一单体电池是否处于均衡处理状态之后,所述方法还包括:
在所述第一单体电池没有处于均衡处理状态的情况下,执行所述根据所述第一单体电池的对应所述目标均衡方式的均衡时长,对所述第一单体电池进行均衡处理的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述电池组处于充电状态的情况下,获取所述第一单体电池的单体电压和容量;
根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的高电压平台拐点;
在所述第一单体电池的电压特性曲线中不存在有效的高电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的单体电压和容量,确定所述第一单体电池的电压特性曲线中是否存在有效的低电压平台拐点;
在所述第一单体电池的电压特性曲线中存在有效的低电压平台拐点的情况下,根据所述第一单体电池的电压特性曲线中的低电压平台拐点所对应的容量,获得所述第一单体电池的目标容量。
9.一种磷酸铁锂电池组的均衡装置,包括存储器和处理器,所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器用于执行所述计算机程序,以实现根据权利要求1-8中任意一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-8中任意一项所述的方法。
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CN202111633014.3A CN116365624A (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 磷酸铁锂电池组的均衡方法、装置及可读存储介质 |
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