CN116388339B - 具备soc并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置 - Google Patents

具备soc并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116388339B
CN116388339B CN202310459369.8A CN202310459369A CN116388339B CN 116388339 B CN116388339 B CN 116388339B CN 202310459369 A CN202310459369 A CN 202310459369A CN 116388339 B CN116388339 B CN 116388339B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
single battery
temperature
equalization
current
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.)
Active
Application number
CN202310459369.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116388339A (zh
Inventor
周国鹏
魏琼
严晓
赵恩海
宋佩
蔡宗霖
赵健
吴运凯
马妍
冯洲武
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.)
Shanghai MS Energy Storage Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai MS Energy Storage 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 Shanghai MS Energy Storage Technology Co Ltd filed Critical Shanghai MS Energy Storage Technology Co Ltd
Priority to CN202310459369.8A priority Critical patent/CN116388339B/zh
Publication of CN116388339A publication Critical patent/CN116388339A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116388339B publication Critical patent/CN116388339B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging 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
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • 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
    • H02J7/0019—Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits
    • 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
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • 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
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • 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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • 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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • 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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • 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)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本申请提供了一种具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置，电池组均衡设备中的执行模块将采集的各单体电池的电压反馈给所述控制模块；并在控制模块的控制下对电池组中多个单体电池同时进行均衡，在对各单体电池进行均衡的过程中，同时对各单体电池的电流进行采集以及同时对各单体电池的温度进行采集，并利用采集到的各单体电池的电流和温度实现对各单体电池SOC的并行计算，严格保证了各单体电池的电流采集以及温度采集时间间隔的同步性，并且同时采集电池组内不同单体的电流和温度，有利于避免因不同步采集导致的组间误差，大大提高了SOC的计算精度和电池组内各单体电池间SOC计算的一致性。

Description

具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置
技术领域
本申请涉及蓄电池技术领域，具体而言，涉及一种具备荷电状态(State OfCharge，SOC)并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置。
背景技术
目前，SOC计算过程中电池组内各单体电池之间的电流采样不同步，导致不同单体电池之间计算的SOC误差较大，使得电池组内各单体电池的SOC计算效果不处于同一水平。或者是计算SOC时未考虑到单体电池温度变化的影响，从而增大了计算SOC时的误差，导致SOC计算精度不高。
发明内容
为解决上述问题，本申请实施例的目的在于提供一种具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置。
第一方面，本申请实施例提供了一种具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备，用于对电池组进行电池均衡，包括：控制模块和执行模块；
所述电池组，包括：多个单体电池；
所述执行模块，用于在所述控制模块的控制下对多个单体电池中的各单体电池分别进行电池均衡，并在进行各所述单体电池的电池均衡的过程中，同时采集各单体电池的电流和温度，并利用同时采集到的各单体电池的电流和温度对各单体电池的SOC进行计算。
第二方面，本申请实施例还提供了一种并行处理方法，用于执行上述第一方面的具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备中处理中心的功能，所述方法包括：
当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡；
在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算。
第三方面，本申请实施例还提供了一种并行处理装置，包括：
第一并行处理单元，用于当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡；
第二并行处理单元，用于在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算。
第四方面，本申请实施例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有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述第二方面所述的方法的步骤。
第五方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括有存储器，处理器以及一个或者一个以上的程序，其中所述一个或者一个以上程序存储于所述存储器中，且经配置以由所述处理器执行上述第二方面任一项所述的方法的步骤。
本申请实施例上述第一方面至第五方面提供的方案中，电池组均衡设备中的控制模块控制执行模块采集多个单体电池中的各单体电池的电压，并在基于各单体电池的电压确定各单体电池需要进行电池均衡时，控制执行模块对各单体电池分别进行电池均衡；执行模块在控制模块的控制下对电池组中多个单体电池同时进行均衡，并在对各单体电池进行均衡的过程中，同时对各单体电池的电流进行采集以及同时对各单体电池的温度进行采集，并利用采集到的各单体电池的电流和温度实现对各单体电池SOC的并行计算，可以保证电池组内不同单体电池的电流和温度分别是在同一时刻采集的，严格保证了各单体电池的电流采集以及温度采集时间间隔的同步性，有助于消除因不同步采样而导致的SOC的计算误差，避免出现部分电池的SOC计算值偏高，而部分电池SOC计算值偏低的情况，保证了电池组内不同单体电池计算得到的SOC与实际的SOC之间的误差在同一水平，大大提高了SOC的计算精度。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，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示出了本申请实施例1所提供的一种SOC计算和电池组均衡设备的结构示意图；
图2示出了本申请实施例1所提供的SOC计算和电池组均衡设备的一种实现方式的结构示意图；
图3示出了本申请实施例1所提供的SOC计算和电池组均衡设备并行执行SOC计算和电池组均衡的示意图；
图4示出了本申请实施例2所提供的一种并行处理方法的流程图；
图5示出了本申请实施例3所提供的一种并行处理装置的结构示意图；
图6示出了本申请实施例4所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。
目前，SOC计算过程中电池组内各单体电池之间的电流采样不同步，导致不同单体电池之间计算的SOC误差较大，使得电池组内各单体电池的SOC计算效果不处于同一水平。或者是计算SOC时未考虑到单体电池温度变化的影响，从而增大了计算SOC时的误差，导致SOC计算精度不高。
基于此，本申请各实施例提出的具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置，电池组均衡设备中的控制模块控制执行模块采集多个单体电池中的各单体电池的电压，并在基于各单体电池的电压确定各单体电池需要进行电池均衡时控制执行模块对各单体电池分别进行电池均衡；执行模块在控制模块的控制下对电池组中多个单体电池同时进行均衡，并在对各单体电池进行均衡的过程中，同时对各单体电池的电流进行采集以及同时对各单体电池的温度进行采集，并利用采集到的各单体电池的电流和温度实现对各单体电池SOC的并行计算，可以保证电池组内不同单体电池的电流和温度分别是在同一时刻采集的，严格保证了各单体电池的电流采集以及温度采集时间间隔的同步性，有助于消除因不同步采样而导致的SOC的计算误差，避免出现部分电池的SOC计算值偏高，而部分电池SOC计算值偏低的情况，保证了电池组内不同单体电池计算得到的SOC与实际的SOC之间的误差在同一水平，大大提高了SOC的计算精度。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本申请做进一步详细的说明。
实施例1
参见图1所示的一种SOC计算和电池组均衡设备的结构示意图，本实施例提出一种SOC计算和电池组均衡设备，用于对电池组104进行电池均衡，包括：控制模块100和执行模块102。
所述控制模块100与所述执行模块102的连接和通讯是通过所述控制模块的外设实现；控制模块的外设包括但不限于：UART总线、SPI或者I2C总线。
所述电池组，包括：多个单体电池。
所述控制模块100，用于控制执行模块采集多个单体电池中的各单体电池的电压，并在基于各单体电池的电压确定各单体电池需要进行电池均衡时，控制所述执行模块对各单体电池分别进行电池均衡。
所述执行模块102，用于将采集的各单体电池的电压反馈给所述控制模块；并在所述控制模块100的控制下对多个单体电池中的各单体电池分别进行电池均衡，在进行各所述单体电池的电池均衡的过程中，同时对各所述单体电池的电流进行采集以及同时对各单体电池的温度进行采集，利用采集到的各单体电池的电流和温度对各单体电池的SOC进行计算。
执行模块102，用于同时对各所述单体电池的电流进行采集以及同时对各单体电池的温度进行采集，是指对各所述单体电池的电流采集的时间是相同的，对各单体电池的温度采集的时间是相同的。
对各所述单体电池的电流采集的时间以及对各单体电池的温度采集的时间可以是相同的，也可以是不同的。
这里，若对各所述单体电池的电流采集的时间以及对各单体电池的温度采集的时间是相同的，则是同时采集各单体电池的电流和温度的情况，同时采集各单体电池的电流和温度，可以是温度和电流都在同一时间采集，亦可以是当在采集各单体电池的电流的时间与采集各单体电池的温度的时间的时间差值是小于预设时差阈值的情况下，可以认为是同时采集各单体电池的电流和温度。
示例地，预设时差阈值为100毫秒，若在12∶30∶01.100时刻采集到了各单体电池的电流，在12∶30∶01.110时刻采集到了各单体电池的温度的情况下，由于采集电流的时刻与采集温度的时刻的差值只有10毫秒，小于预设时差阈值100毫秒，那么可以认定是同时采集到了各单体电池的电流和温度。
为保证各单体电池的SOC计算值分别与其SOC实际值接近或一致，而消除电池组之间因采样误差造成的组间误差，这样电池组的SOC就出现要好同好，即便差也同差，这样一致的水平。保持电池组之间就是一致的，不会出现一电池组的SOC计算的结果比实际偏高，而另一电池组的SOC计算的结果比实际偏低。那么在本实施例提出的SOC计算和电池组均衡设备中，对电池组内的不同单体电池，各单体电池之间的电流采集是同时进行的，各节电池之间的温度采集是同时进行的。
在一个实施方式中，执行模块102，可以采用现有技术中的任何处理器或者微处理器，这里不再一一赘述。具体地，为了在进行各单体电池的电池均衡的同时对各单体电池的SOC进行计算，所述执行模块，包括：处理中心1020、电压采集单元1022、主动均衡控制开关1024、电流采集单元1026和温度采集单元1028。
处理中心1020，包括但不限于：FPGA芯片和可编程逻辑控制器。
优选地，处理中心可由FPGA芯片实现，鉴于FPGA芯片的易编程性及多功能外设，可轻松实现同时打开各节单体电池对应的主动均衡控制开关，实现各单体电池之间的电流采集同时进行，和实现各节单体电池之间的温度采集同时进行。
FPGA芯片包含丰富的可配置逻辑单元、可编程I/O单元和布线资源，有助于实现本实施例提出的SOC计算和电池组均衡并行执行的功能。
电压采集单元1022，可以采用但不限于：电压计和电压传感器。
电流采集单元1026，可以采用但不限于：电流计和电流传感器。
温度采集单元1028，可以采用但不限于：温度计和温度传感器。
主动均衡控制开关1024，分别与各单体电池连接，用于在打开时，对所连接的单体电池进行电池均衡；在关闭时停止对所连接的单体电池进行电池均衡。
在一个实施方式中，电池组中可以设置有24个单体电池。那么，本实施例提出的SOC计算和电池组均衡设备中，就会设置24个主动均衡控制开关1024，分别与各单体电池连接。
处理中心，分别与控制模块、电压采集单元、主动均衡控制开关、电流采集单元、温度采集单元连接。
在一个实施方式中，处理中心与电压采集单元、主动均衡控制开关、电流采集单元、温度采集单元的连接和通讯通过处理中心的外设实现。处理中心的外设，包括但不限于：UART总线、以太网、CAN总线或者I2C总线。
所述电压采集单元、所述主动均衡控制开关、所述电流采集单元、所述温度采集单元还分别与所述多个单体电池中的各单体电池连接。
在一个实施方式中，电压采集单元与各单体电池的正负极外接口相连，电流采集单元和温度采集单元布局在单体电池和单体电池对应的均衡电源的线路中。
可选地，FPGA可以通过外设分别与电流采集单元和温度采集单元连接。
FPGA的外设，包括但不限于：UART总线、以太网、CAN总线或者I2C总线。
控制模块和处理中心之间的交互通信通过控制模块的外设实现。
控制模块的外设，可以是但不限于：SPI总线、UART总线或者I2C总线。在一个实施方式中，处理中心是FPGA芯片，电流采集单元是一组芯片，处理中心与电流采集单元之间的连接和通讯通过UART实现，作为处理中心的FPGA芯片对应的电流采集信号发送引脚与电流采集单元的电流采集信号接收引脚相连，FPGA芯片对应的电流采集值接收引脚与电流采集单元的电流采集值发送引脚相连，以此实现处理中心与电流采集单元之间的通讯。对电池组内的不同单体电池，在FPGA芯片上分别有一组对应的电流采集信号发送引脚和电流采集值接收引脚。
参见图2所示的SOC计算和电池组均衡设备的一种实现方式的结构示意图，A0、B0...E0为控制模块(MCU)与处理中心(FPGA芯片)在电路上的连接，包含时钟引脚、通信引脚(比如串口通信UART等)。
A1、B1、C1为处理中心上与电池组中第1节单体电池相关的引脚，A2、B2、C2为处理中心上与电池组中第2节单体电池相关的引脚，.....An、Bn、Cn为处理中心上与电池组中第n节单体电池相关的引脚。
处理中心的A1引脚与第1节单体电池的均衡开关相连，若引脚值置为0，代表均衡开关(即主动均衡控制开关)关闭，若引脚值置为1，代表均衡开关打开。A1引脚与A1均衡开关的连接是通过处理中心的外设实现，比如以太网等。
当控制模块向处理中心发送均衡指令(均衡指令包含进行均衡的单体电池节数和均衡的目标电压，比如均衡指令可以是：第1～8节单体电池都均衡至3.6V)，那控制模块就通过相应引脚将1、2、3、...、8和3.6V信息都发给FPGA。
处理中心接收到均衡指令(电池节数、均衡电压)时，处理中心相应引脚控制这些单体电池的均衡开关打开，开始均衡操作。在均衡过程中电流采集的过程、温度采集的过程与上述打开各单体电池的均衡开关的过程类似，这里不再赘述。
参见图3所示的SOC计算和电池组均衡设备并行执行SOC计算和电池组均衡的示意图，所述控制模块，用于控制执行模块采集多个单体电池中的各单体电池的电压，并在基于各单体电池的电压确定各单体电池需要进行电池均衡时，控制所述执行模块对各单体电池分别进行电池均衡，包括：
向所述处理中心发送电压测量指令，并接收所述处理中心反馈的各所述单体电池的电压；当各所述单体电池的电压满足电池均衡条件时，向所述处理中心发送均衡指令，同时对各所述单体电池进行电池均衡。
所述处理中心，用于在接收到所述控制模块发送的电压测量指令后，控制所述电压采集单元分别采集各单体电池的电压，并将采集到的各单体电池的电压反馈给所述控制模块；当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡；在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算。
处理中心为了控制电流采集单元同时采集各单体电池的电流，电流采集单元与处理中心通过串口实现通讯，处理中心的串口发送引脚与电流采集单元的串口接收引脚相连，通过这一连接关系，处理中心向电流采集单元发送电流采集信号；处理中心的串口接收引脚与电流采集单元的串口发送引脚相连，通过这一连接关系，电流采集单元将采集的电流值发送给处理中心。
电流采集单元采集电流时，可以是通过基尔霍夫定律的方式，也可以是通过差分电路的方式实现。
这里，处理中心控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度的具体实施过程，与上述的″同时采集各单体电池的电流和温度″的实现过程和实现方式类似，这里不再赘述。
当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡的过程中，是指：处理中心在接收到控制模块发送的均衡指令之后，同时打开各单体电池的主动均衡控制开关，从而执行对各单体电池的电池均衡的过程。在电池均衡过程中，各单体电池的电池均衡过程是同时进行的。
处理中心在同时打开各单体电池的主动均衡控制开关的情况下，均衡电源、主动均衡控制开关、单体电池构成闭合回路，该闭合回路中有均衡电流流过。处理中心同时打开各单体电池的主动均衡控制开关，可以保证各节单体电池均衡开始的同时性。
电流采集单元与均衡的闭合回路相连接，即上述闭合回路中的均衡电流流过电流采集单元，当所述电流采集单元收到处理中心的采集信号时，电流采集单元采集电流。将采集到的电流值再发送回处理中心。
在对各单体电池进行均衡时，处理中心在执行电流测量和温度测量时，处理中心可以并行(同时)控制各节单体电池的电流采集单元在同一时刻采集电流采集单元所连接的单体电池的电流，保证各单体电池的电流值都是在均衡过程中的同一时间点采集到的；所述处理中心并行(同时)控制各节单体电池的温度采集单元采集同一时刻其对应单体电池的温度，保证各单体电池的温度值都是在均衡过程中同一时间点采集到的。
通过以上的描述可知，所述电池组内各节单体电池均衡同时开始，在均衡过程中，每次的电流采集和温度采集是同一时刻，保证各单体电池在计算SOC时用的相同时间间隔下的电流值和温度值，避免因不同步采集导致组内单体电池之间的电流和温度采集误差；并且由于各节单体电池的均衡开启是同时的，这保证了各单体电池均衡期间的实际时长也是一致的；两种并行机理保证了电池组各单体电池SOC的高计算精度(相比于均衡过程中电池实际的补电量)，并保证了电池组内不同单体电池其计算的SOC与实际的SOC之间的误差是一致的(在同一水平)。
优选地，本专利提出的SOC计算方法考虑到温度的影响，即便在低温环境(低温环境为温度在10℃以下的环境)下计算各单体电池的SOC时，比其它方法得到的SOC更准确。
具体地，所述控制模块，用于当各所述单体电池的电压满足电池均衡条件时，向所述处理中心发送均衡指令，同时对各所述单体电池进行电池均衡，包括以下具体步骤(1)至步骤(2)：
(1)计算各所述单体电池的电压与均衡电压阈值的电压差值，当计算得到的各所述单体电池的电压差值中有大于设定的电压差值阈值的电压差值时，确定各所述单体电池的电压满足电池均衡条件，向所述处理中心发送均衡指令，对各所述单体电池同时进行电池均衡；
(2)在各所述单体电池进行电池均衡的过程中，所述控制模块周期性地接收所述处理中心反馈的各单体电池在均衡过程中的电压值，当有单体电池在均衡过程中的电压值达到均衡电压阈值时，确定在均衡过程中的电压值达到均衡电压阈值的单体电池为已完成电池均衡的单体电池，向所述处理中心发送停止电池均衡的指令，从而通过处理中心控制已完成电池均衡的单体电池停止电池均衡。
在上述步骤(1)中，将控制模块中预先缓存的电池组中的单体电池的最大电压值或者预先设置的电压设定值确定为是均衡电压阈值。
均衡电压阈值，设定时根据不同类型电池的实际情况而定。示例地，对于某一磷酸铁锂电池组，均衡电压阈值可以设置为3.1伏(V)至3.7V之间的任意电压值，这里不再一一赘述。
当计算得到的各所述单体电池的电压差值中有大于设定的电压差值阈值的电压差值时，说明电池组中有单体电池之间的电压差过大，需要进行电池均衡，那么控制模块就会确定各单体电池的电压满足电池均衡条件，则向处理中心发送均衡指令，通过向处理中心发送均衡指令的方式，控制处理中心同时对各单体电池进行电池均衡。
在上述步骤(2)中，各单体电池的均衡电压，可以携带有各单体电池的电池标识和均衡电压。
电池标识，是用于唯一标识单体电池身份的、具有英文和数字的字符串。
当有单体电池的均衡电压达到均衡电压阈值时，确定均衡电压达到均衡电压阈值的单体电池为已完成电池均衡的单体电池，基于均衡电压达到均衡电压阈值的单体电池的电池标识生成停止电池均衡的指令，并将生成的停止电池均衡的指令发送给处理中心，通过处理中心结束对停止电池均衡的指令中携带的电池标识对应的单体电池的电池均衡。相应地，所述处理中心，用于当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡，包括以下步骤(11)至步骤(13)：
(11)当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，对各单体电池进行充电，执行对各所述单体电池的电池均衡；
(12)在各所述单体电池的电池均衡的过程中，周期性地控制电压采集单元采集各单体电池的电压，并将采集到的各单体电池的电压周期性地反馈给所述控制模块；
(13)当接收到所述控制模块发送的停止电池均衡的指令时，关闭已完成电池均衡的单体电池的主动均衡控制开关，控制已完成电池均衡的单体电池停止电池均衡。
在上述步骤(11)中，同时打开所述主动均衡控制开关，对各单体电池同时进行充电，执行对各所述单体电池的电池均衡的具体过程是现有技术，这里不再赘述。
在上述步骤(12)中，处理中心通过电压采集单元采集到的各单体电池的均衡电压中分别携带有电池标识。
在上述步骤(13)中，在接收到所述控制模块发送的停止电池均衡的指令的情况下，基于停止电池均衡的指令中携带的电池标识，关闭连接该电池标识指示的单体电池的主动均衡控制开关，停止对该电池标识对应的单体电池进行的充电操作，结束对该电池标识对应的单体电池的电池均衡。
在上述步骤(11)至步骤(13)中，当接收到控制模块发送的停止电池均衡的指令时，处理中心控制同时关闭各单体电池的主动均衡控制开关，此时均衡电源、主动均衡控制开关、单体电池构成的闭合回路断开，结束主动均衡操作，线路中无均衡电流流过。
为了在对电池组中各单体电池的电池均衡过程中并行执行各单体电池的SOC计算，所述处理中心，用于在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算，包括以下具体步骤(10)至步骤(14)：
(10)在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，当距离上次采集各单体电池的温度和电流的时间长度达到时长阈值时，确定当前时刻为第k个采样时刻，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，得到各所述单体电池在第k个采样时刻的电流和温度；
(11)获取各单体电池的额定容量，和电池均衡过程中在所述第k个采样时刻采集到的电流以及在第k-1个采样时刻采集到的电流和计算的累积充电量；
(12)通过以下公式计算各单体电池在电池均衡过程中的累计充电量：
其中，Qk表示各单体电池在电池均衡过程中在第k个采样时刻的累计充电量；ik表示各单体电池在电池均衡过程中第k个采样时刻的电流；ik-1表示各单体电池在第k-1个采样时刻的电流；Δtk表示时长阈值；Qk-1表示各单体电池在电池均衡过程中第k-1个采样时刻的累计充电量；i0表示各单体电池在电池均衡过程初始第1个采样时刻的电流；Q1示各单体电池在电池均衡过程中第1个采样时刻的累计充电量；
(13)根据得到的各所述单体电池在采样时刻的温度，确定采样时刻各单体电池的温度系数；
(14)通过以下公式对各单体电池在电池均衡过程中的SOC进行计算：
其中，SOCt表示各单体电池在电池均衡过程中第k个采样时刻的SOC；Qnom表示各单体电池的额定容量；kT表示第k个采样时刻各单体电池的温度系数。
在上述步骤(10)中，时长阈值，缓存在处理中心中。
在一个实施方式中，时长阈值可以设置为是0.5秒到5秒之间的任意时间长度，这里不再一一赘述。
在得到各单体电池在第k个采样时刻的电流和温度后，处理中心对得到的各单体电池在第k个采样时刻的电流和温度进行缓存。
各单体电池在第k个采样时刻的电流和温度中分别携带有各单体电池的电池标识。
在一个实施方式中，处理中心，可以采用如下形式，对得到的各单体电池在第k个采样时刻的电流和温度进行缓存：
即：处理中心可以采用采样时刻、电池标识、电流、温度的对应关系的形式，对各单体电池在各采样时刻的电流和温度进行缓存。
在上述步骤(11)中，各单体电池的额定容量，在第k-1个采样时刻采集到的电流，分别预先缓存在处理中心中。
第k-1个采样时刻计算的累积充电量，是在计算得到之后，缓存在处理中心中。
第k-1个采样时刻，就是第k个采样时刻的上一采样时刻。
在一个实施方式中，各单体电池的额定容量可以为23安时(Ah)。
在上述步骤(13)中，为了确定采样时刻各单体电池的温度系数，根据得到的各所述单体电池在采样时刻的温度，确定采样时刻各单体电池的温度系数，包括：
通过以下公式确定采样时刻各单体电池的温度系数：
其中，a和b表示电池相关系数；T表示各所述单体电池在第k个采样时刻的温度。
a和b，是由工作人员对与各所述单体电池同类型的电池在不同温度下进行容量测试获得的参数，预先缓存在处理中心中。
在进行电池均衡的过程中，为了避免单体电池温度过热导致的电池组损坏，本实施例提出的具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备中，处理中心，还具体用于执行以下步骤(20)至步骤(22)：
(20)在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，将所述温度采集单元同时采集到的各单体电池的温度与第一温度阈值进行对比，得到对比结果；
(21)若所述对比结果指示有单体电池的温度超过第一温度阈值时，将温度超过第一温度阈值的单体电池确定为过热的单体电池，并关闭过热的单体电池的主动均衡控制开关，停止过热的单体电池的电池均衡；
(22)在过热的单体电池停止电池均衡后，继续控制所述温度采集单元周期性地采集过热的单体电池的温度，当过热的单体电池的温度达到第二温度阈值且过热的单体电池满足电池均衡条件时，将过热的单体电池确定为待均衡的单体电池，并开启待均衡的单体电池的主动均衡控制开关，再次进行电池均衡，其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
在上述步骤(20)中，第一温度阈值，可以设置为是75℃到85℃之间的任意温度值，这里不再赘述。
在上述步骤(22)中，第二温度阈值，可以设置为是45℃到55℃之间的任意温度值，这里不再赘述。
在一个实施方式中，第一温度阈值和第二温度阈值可以是缓存在控制模块中，由控制模块发送给处理中心。
当然，在确定电池组中有单体电池的温度超过第一温度阈值后，可以按照上述的步骤(20)至步骤(22)的流程执行，也可以将所有的主动均衡控制开关关闭，待过热的单体电池的温度达到第二温度阈值且过热的单体电池满足电池均衡条件时，再次启动电池组中各单体电池的电池均衡。
在计算得到各单体电池在电池均衡过程中的SOC之后，将计算得到的各单体电池在电池均衡过程中的SOC以及缓存的采样时刻、电池标识、电流、温度的对应关系传输给控制模块，使得控制模块，将各单体电池的电流和SOC实时展示给SOC计算和电池组均衡设备的工作人员。
为了将各单体电池的电流和SOC进行实时展示，本实施例提出的SOC计算和电池组均衡设备，还包括：显示屏幕106。
显示屏幕106与控制模块100连接。
控制模块将各单体电池的电流和SOC发送到显示屏幕106，可以对各单体电池的电流和SOC进行实时展示。
除了在显示屏幕上展示各单体电池的电流和SOC外，控制模块还能通过无线通讯装置(图中未示出)将各单体电池的电流和SOC发送给用户的移动终端，这样用户可以在移动终端上查看各单体电池的电流和SOC。
无线通讯装置，可以是但不限于：蓝牙模块或者移动通信网络芯片。
通过以上的描述可知，本实施例提出的SOC计算和电池组均衡设备，不仅能在电池均衡过程中实现电池组各单体电池真正的高精度电流检测，并能够在电池均衡过程中准确计算各单体电池的SOC，同时还能保证电池组内各单体电池的电流检测及检测时间间隔同步，即就在同一水平(因为这些由同1个处理中心控制)。不会因为多处理中心对电池均衡的控制不同时，或者电流采集不同时造成SOC计算的误差，提高了各单体电池SOC的计算精度。
通过以上的描述可知，处理中心在电池均衡的过程中并行计算各单体电池的sOC时，计算结果具备高精度，因为在均衡时各单体的均衡开关同时打开(Δtk的误差就小)，且电流采集也是同时进行的(ik-1和ik就几乎相同)。这样各单体电池间计算的SOC组内误差就很小，具备高精度。
除了上述的电池均衡和SOC计算外，处理中心还可以实现单体电池的诊断功能：在执行单体电池的诊断功能时，处理中心先检测各单体电池在加恒流脉冲信号之前的电压值，然后打开各单体电池的均衡控制开关，对所述各单体电池分别施加恒流脉冲信号，脉冲停留设定的固定时长后，处理中心再关闭各单体电池的均衡控制开关，取消施加该脉冲信号，并检测各单体电池在加恒流脉冲信号之后的电压值。根据施加脉冲信号前后各单体电池的电压值及施加的作为恒流脉冲信号的电流的平均值，对各单体电池进行诊断。
其中，诊断计算公式为：
其中，U1表示各单体电池施加恒流脉冲信号前的电压值，U2表示各单体电池施加恒流脉冲信号后的电压值，Im为各单体电池施加脉冲期间的电流平均值。R为诊断的内阻值，R越大说明单体电池极化程度越大，各单体电池的一致性就越差。
U1和U2是电压采集单元1022采集各单体电池的电压后反馈给处理中心1020的；Im是处理中心根据电流采集单元在施加脉冲期间采集到的电流值计算得到的。
综上所述，本实施例提出一种SOC计算和主动均衡设备，电池组均衡设备中的执行模块在控制模块的控制下对电池组中多个单体电池同时进行均衡，并在对各单体电池进行均衡的过程中，同时采集各单体电池的电流和温度，并利用同时采集到的各单体电池的电流和温度实现对各单体电池SOC的并行计算，可以保证电池组内不同单体电池的电流是在同一时间状态下采集的，严格保证了各单体电池的电流采集以及温度采集时间间隔的同步性，保证电池组内不同单体电池的温度是在同一时间状态下采集的，有助于消除因不同步采样而导致的SOC的计算误差，避免出现部分电池的SOC计算值偏高，而部分电池SOC计算值偏低的情况，大大提高了SOC的计算精度，保证电池组内各单体电池间SOC计算的一致性。
实施例2
参见图4所示的一种并行处理方法的流程图，本实施例提出一种并行处理方法，用于执行上述实施例1所述的具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备中处理中心的功能，所述方法包括以下具体步骤：
步骤200、当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡。
具体地，为了执行对各所述单体电池的电池均衡，上述步骤200，可以执行以下步骤(1)至步骤(3)：
(1)当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，对各单体电池进行充电，执行对各所述单体电池的电池均衡；
(2)在各所述单体电池的电池均衡的过程中，周期性地控制电压采集单元采集各单体电池的电压，并将采集到的各单体电池的电压周期性地反馈给所述控制模块；
(3)当接收到所述控制模块发送的停止电池均衡的指令时，关闭已完成电池均衡的单体电池的主动均衡控制开关，控制已完成电池均衡的单体电池停止电池均衡。
步骤202、在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算。
具体地，上述步骤202可以执行以下步骤(1)至步骤(5)：
(1)在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，当距离上次采集各单体电池的温度和电流的时间长度达到时长阈值时，确定当前时刻为第k个采样时刻，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，得到各所述单体电池在第k个采样时刻的电流和温度；
(2)获取各单体电池的额定容量，和电池均衡过程中在所述第k个采样时刻采集到的电流以及在第k-1个采样时刻采集到的电流和计算的累积充电量；
(3)通过以下公式计算各单体电池在电池均衡过程中的累计充电量：
其中，Qk表示各单体电池在电池均衡过程中在第k个采样时刻的累计充电量；ik表示各单体电池在电池均衡过程中第k个采样时刻的电流；ik-1表示各单体电池在第k-1个采样时刻的电流；Δtk表示时长阈值；Qk-1表示各单体电池在电池均衡过程中第k-1个采样时刻的累计充电量；
(4)根据得到的各所述单体电池在采样时刻的温度，确定采样时刻各单体电池的温度系数；
(5)通过以下公式对各单体电池在电池均衡过程中的SOC进行计算：
其中，SOCt表示各单体电池在电池均衡过程中第k个采样时刻的SOC；Qnom表示各单体电池的额定容量；kT表示第k个采样时刻各单体电池的温度系数。
在上述步骤(4)中，根据得到的各所述单体电池在采样时刻的温度，确定采样时刻各单体电池的温度系数，包括：
通过以下公式确定采样时刻各单体电池的温度系数：
其中，a和b表示电池相关系数；T表示各所述单体电池在第k个采样时刻的温度。
进一步地，在进行电池均衡的过程中，为了避免单体电池温度过热导致的电池组损坏，本实施例提出的并行处理方法，还包括以下具体步骤(1)至步骤(3)：
(1)在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，将所述温度采集单元同时采集到的各单体电池的温度与第一温度阈值进行对比，得到对比结果；
(2)若所述对比结果指示有单体电池的温度超过第一温度阈值时，将温度超过第一温度阈值的单体电池确定为过热的单体电池，并关闭过热的单体电池的主动均衡控制开关，停止过热的单体电池的电池均衡；
(3)在过热的单体电池停止电池均衡后，继续控制所述温度采集单元周期性地采集过热的单体电池的温度，当过热的单体电池的温度达到第二温度阈值且过热的单体电池满足电池均衡条件时，将过热的单体电池确定为待均衡的单体电池，并开启待均衡的单体电池的主动均衡控制开关，再次进行电池均衡，其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
除了上述的电池均衡和SOC计算外，处理中心还可以实现单体电池的诊断功能：在执行单体电池的诊断功能时，处理中心先检测各单体电池在加恒流脉冲信号之前的电压值，然后打开各单体电池的均衡控制开关，对所述各单体电池分别施加恒流脉冲信号，脉冲停留设定的固定时长后，处理中心再关闭各单体电池的均衡控制开关，取消施加该脉冲信号，并检测各单体电池在加恒流脉冲信号之后的电压值。根据施加脉冲信号前后各单体电池的电压值及施加的作为恒流脉冲信号的电流的平均值，对各单体电池进行诊断。
其中，诊断计算公式为：
其中，U1表示施加恒流脉冲信号前的电压值，U2表示施加恒流脉冲信号后的电压值，Im为施加脉冲期间的电流平均值。R为诊断的内阻值，R越大说明单体电池极化程度越大，各单体电池的一致性就越差。
本实施例提出的并行处理方法的具体实现过程，与上述实施例1中提出的SOC计算和主动均衡设备中的处理中心所实现的功能类似，这里不再赘述。
综上所述，本实施例提出一种并行处理方法，电池组均衡设备中的处理中心在控制模块的控制下对电池组中多个单体电池同时进行均衡，并在对各单体电池进行均衡的过程中，同时采集各单体电池的电流和温度，并利用同时采集到的各单体电池的电流和温度实现对各单体电池SOC的并行计算，可以保证电池组内不同单体电池的电流是在同一时间状态下采集的，严格保证了各单体电池的电流采集以及温度采集时间间隔的同步性，保证电池组内不同单体电池的温度是在同一时间状态下采集的，有助于消除因不同步采样而导致的SOC的计算误差，避免出现部分电池的SOC计算值偏高，而部分电池SOC计算值偏低的情况，大大提高了SOC的计算精度，保证电池组内各单体电池间SOC计算的一致性。
实施例3
本实施例提出一种并行处理装置，用于执行上述实施例2提出的并行处理方法。
参见图5所示的并行处理装置的结构示意图，本实施例提出一种并行处理装置，包括：
第一并行处理中心300，用于当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡。
第二并行处理中心302，用于在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算。
综上所述，本实施例提出一种并行处理装置，电池组均衡设备中的处理中心在控制模块的控制下对电池组中多个单体电池同时进行均衡，并在对各单体电池进行均衡的过程中，同时采集各单体电池的电流和温度，并利用同时采集到的各单体电池的电流和温度实现对各单体电池SOC的并行计算，可以保证电池组内不同单体电池的电流是在同一时间状态下采集的，严格保证了各单体电池的电流采集以及温度采集时间间隔的同步性，保证电池组内不同单体电池的温度是在同一时间状态下采集的，有助于消除因不同步采样而导致的SOC的计算误差，避免出现部分电池的SOC计算值偏高，而部分电池SOC计算值偏低的情况，大大提高了SOC的计算精度，保证电池组内各单体电池间SOC计算的一致性。
实施例4
本实施例提出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有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述实施例1描述的并行处理方法的步骤。具体实现可参见方法实施例1，在此不再赘述。
此外，参见图6所示的一种电子设备的结构示意图，本实施例还提出一种电子设备，上述电子设备包括总线51、处理器52、收发机53、总线接口54、存储器55和用户接口56。上述电子设备包括有存储器55。
本实施例中，上述电子设备还包括：存储在存储器55上并可在处理器52上运行的一个或者一个以上的程序，经配置以由上述处理器执行上述一个或者一个以上程序用于进行以下步骤(1)至步骤(2)：
(1)当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡；
(2)在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算。
收发机53，用于在处理器52的控制下接收和发送数据。
其中，总线架构(用总线51来代表)，总线51可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线51将包括由处理器52代表的一个或多个处理器和存储器55代表的存储器的各种电路链接在一起。总线51还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本实施例不再对其进行进一步描述。总线接口54在总线51和收发机53之间提供接口。收发机53可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。例如：收发机53从其他设备接收外部数据。收发机53用于将处理器52处理后的数据发送给其他设备。取决于计算系统的性质，还可以提供用户接口56，例如小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆。
处理器52负责管理总线51和通常的处理，如前述上述运行通用操作系统551。而存储器55可以被用于存储处理器52在执行操作时所使用的数据。
可选的，处理器52可以是但不限于：中央处理器、单片机、微处理器或者可编程逻辑器件。
可以理解，本申请实施例中的存储器55可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DRRAM)。本实施例描述的系统和方法的存储器55旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器55存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集：操作系统551和应用程序552。
其中，操作系统551，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序552，包含各种应用程序，例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本申请实施例方法的程序可以包含在应用程序552中。
综上所述，本实施例提出一种计算机可读存储介质和电子设备，电池组均衡设备中的处理中心在控制模块的控制下对电池组中多个单体电池同时进行均衡，并在对各单体电池进行均衡的过程中，同时采集各单体电池的电流和温度，并利用同时采集到的各单体电池的电流和温度实现对各单体电池SOC的并行计算，可以保证电池组内不同单体电池的电流是在同一时间状态下采集的，严格保证了各单体电池的电流采集以及温度采集时间间隔的同步性，保证电池组内不同单体电池的温度是在同一时间状态下采集的，有助于消除因不同步采样而导致的SOC的计算误差，避免出现部分电池的SOC计算值偏高，而部分电池SOC计算值偏低的情况，大大提高了SOC的计算精度，保证电池组内各单体电池间SOC计算的一致性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备，用于对电池组进行电池均衡，其特征在于，包括：控制模块和执行模块；
所述电池组，包括：多个单体电池；
所述控制模块，用于控制执行模块采集多个单体电池中的各单体电池的电压，并在基于各单体电池的电压确定各单体电池需要进行电池均衡时，控制所述执行模块对各单体电池分别进行电池均衡；
所述执行模块，用于将采集的各单体电池的电压反馈给所述控制模块；并在所述控制模块的控制下对多个单体电池中的各单体电池分别进行电池均衡，在进行各所述单体电池的电池均衡的过程中，同时对各所述单体电池的电流进行采集以及同时对各单体电池的温度进行采集，利用采集到的各单体电池的电流和温度对各单体电池的SOC进行计算；
同时对各所述单体电池的电流进行采集以及同时对各单体电池的温度进行采集，包括：在同一时刻对电池组内不同单体电池的电流和温度分别进行采集；所述执行模块，包括：处理中心、电压采集单元、主动均衡控制开关、电流采集单元和温度采集单元；
处理中心，分别与控制模块、电压采集单元、主动均衡控制开关、电流采集单元、温度采集单元连接；
所述电压采集单元、所述主动均衡控制开关、所述电流采集单元、所述温度采集单元还分别与所述多个单体电池中的各单体电池连接；
所述控制模块，用于控制执行模块采集多个单体电池中的各单体电池的电压，并在基于各单体电池的电压确定各单体电池需要进行电池均衡时，控制所述执行模块对各单体电池分别进行电池均衡，包括：
向所述处理中心发送电压测量指令，并接收所述处理中心反馈的各所述单体电池的电压；当各所述单体电池的电压满足电池均衡条件时，向所述处理中心发送均衡指令，对各所述单体电池同时进行电池均衡；
所述处理中心，用于在接收到所述控制模块发送的电压测量指令后，控制所述电压采集单元分别采集各单体电池的电压，并将采集到的各单体电池的电压反馈给所述控制模块；当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡；在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算；
所述处理中心，用于在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算，包括：
在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，当距离上次采集各单体电池的温度和电流的时间长度达到时长阈值时，确定当前时刻为第k个采样时刻，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，得到各所述单体电池在第k个采样时刻的电流和温度；
获取各单体电池的额定容量，和电池均衡过程中在所述第k个采样时刻采集到的电流以及在第k-1个采样时刻采集到的电流和计算的累积充电量；
通过以下公式计算各单体电池在电池均衡过程中的累计充电量：
其中，/>表示各单体电池在电池均衡过程中在第k个采样时刻的累计充电量；/>表示各单体电池在电池均衡过程中第k个采样时刻的电流；/>表示各单体电池在第k-1个采样时刻的电流；/>表示时长阈值；/>表示各单体电池在电池均衡过程中第k-1个采样时刻的累计充电量；根据得到的各所述单体电池在采样时刻的温度，确定采样时刻各单体电池的温度系数；
通过以下公式对各单体电池在电池均衡过程中的SOC进行计算：
其中，/>表示各单体电池在电池均衡过程中第k个采样时刻的SOC；/>表示各单体电池的额定容量；/>表示第k个采样时刻各单体电池的温度系数。
2.根据权利要求1所述的具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备，其特征在于，所述控制模块，用于当各所述单体电池的电压满足电池均衡条件时，向所述处理中心发送均衡指令，对各所述单体电池同时进行电池均衡，包括：
计算各所述单体电池的电压与均衡电压阈值的电压差值，当计算得到的各所述单体电池的电压差值中有大于设定的电压差值阈值的电压差值时，确定各所述单体电池的电压满足电池均衡条件，向所述处理中心发送均衡指令，对各所述单体电池同时进行电池均衡；
在各所述单体电池进行电池均衡的过程中，所述控制模块周期性地接收所述处理中心反馈的各单体电池在均衡过程中的电压值，当有单体电池在均衡过程中的电压值达到均衡电压阈值时，确定在均衡过程中的电压值达到均衡电压阈值的单体电池为已完成电池均衡的单体电池，向所述处理中心发送停止电池均衡的指令，从而通过处理中心控制已完成电池均衡的单体电池停止电池均衡；
所述处理中心，用于当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡，包括：
当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，对各单体电池进行充电，执行对各所述单体电池的电池均衡；
在各所述单体电池的电池均衡的过程中，周期性地控制电压采集单元采集各单体电池的电压，并将采集到的各单体电池的电压周期性地反馈给所述控制模块；
当接收到所述控制模块发送的停止电池均衡的指令时，关闭已完成电池均衡的单体电池的主动均衡控制开关，控制已完成电池均衡的单体电池停止电池均衡。
3.根据权利要求1所述的具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备，其特征在于，所述处理中心，用于根据得到的各所述单体电池在采样时刻的温度，确定采样时刻各单体电池的温度系数，包括：
通过以下公式确定采样时刻各单体电池的温度系数：
其中，/>和/>表示电池相关系数；/>表示各所述单体电池在第k个采样时刻的温度。
4.根据权利要求1所述的具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备，其特征在于，所述处理中心，还具体用于：
在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，将所述温度采集单元同时采集到的各单体电池的温度与第一温度阈值进行对比，得到对比结果；
若所述对比结果指示有单体电池的温度超过第一温度阈值时，将温度超过第一温度阈值的单体电池确定为过热的单体电池，并关闭过热的单体电池的主动均衡控制开关，停止过热的单体电池的电池均衡；
在过热的单体电池停止电池均衡后，继续控制所述温度采集单元周期性地采集过热的单体电池的温度，当过热的单体电池的温度达到第二温度阈值且过热的单体电池满足电池均衡条件时，将过热的单体电池确定为待均衡的单体电池，并开启待均衡的单体电池的主动均衡控制开关，再次进行电池均衡，其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
5.一种并行处理方法，用于执行上述权利要求1-4任一项所述的具备SOC并行计算功能的电池组均衡设备中处理中心的功能，其特征在于，所述方法包括：
当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡；
在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算；
同时对各所述单体电池的电流进行采集以及同时对各单体电池的温度进行采集，包括：在同一时刻对电池组内不同单体电池的电流和温度分别进行采集。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算，包括：
在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，当距离上次采集各单体电池的温度和电流的时间长度达到时长阈值时，确定当前时刻为第k个采样时刻，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，得到各所述单体电池在第k个采样时刻的电流和温度；
获取各单体电池的额定容量，和电池均衡过程中在所述第k个采样时刻采集到的电流以及在第k-1个采样时刻采集到的电流和计算的累积充电量；
通过以下公式计算各单体电池在电池均衡过程中的累计充电量：
其中，/>表示各单体电池在电池均衡过程中在第k个采样时刻的累计充电量；/>表示各单体电池在电池均衡过程中第k个采样时刻的电流；表示各单体电池在第k-1个采样时刻的电流；/>表示时长阈值；/>表示各单体电池在电池均衡过程中第k-1个采样时刻的累计充电量；根据得到的各所述单体电池在采样时刻的温度，确定采样时刻各单体电池的温度系数；通过以下公式对各单体电池在电池均衡过程中的SOC进行计算：
其中，/>表示各单体电池在电池均衡过程中第k个采样时刻的SOC；/>表示各单体电池的额定容量；/>表示第k个采样时刻各单体电池的温度系数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据得到的各所述单体电池在采样时刻的温度，确定采样时刻各单体电池的温度系数，包括：
通过以下公式确定采样时刻各单体电池的温度系数：
其中，/>和/>表示电池相关系数；/>表示各所述单体电池在第k个采样时刻的温度。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，将所述温度采集单元同时采集到的各单体电池的温度与第一温度阈值进行对比，得到对比结果；
若所述对比结果指示有单体电池的温度超过第一温度阈值时，将温度超过第一温度阈值的单体电池确定为过热的单体电池，并关闭过热的单体电池的主动均衡控制开关，停止过热的单体电池的电池均衡；
在过热的单体电池停止电池均衡后，继续控制所述温度采集单元周期性地采集过热的单体电池的温度，当过热的单体电池的温度达到第二温度阈值且过热的单体电池满足电池均衡条件时，将过热的单体电池确定为待均衡的单体电池，并开启待均衡的单体电池的主动均衡控制开关，再次进行电池均衡，其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
9.一种并行处理装置，用于执行上述权利要求5-8任一项所述的并行处理装置，其特征在于，包括：
第一并行处理单元，用于当接收到所述控制模块发送的均衡指令时，同时打开所述主动均衡控制开关，执行对各所述单体电池的电池均衡；
第二并行处理单元，用于在对各所述单体电池进行电池均衡的过程中，控制所述电流采集单元同时采集各所述单体电池的电流以及控制所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度，并根据所述电流采集单元同时采集到的各所述单体电池的电流以及所述温度采集单元同时采集各单体电池的温度对各所述单体电池的SOC进行计算。
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有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求5-8任一项所述的方法的步骤。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括有存储器，处理器以及一个或者一个以上的程序，其中所述一个或者一个以上程序存储于所述存储器中，且经配置以由所述处理器执行权利要求5-8任一项所述的方法的步骤。
CN202310459369.8A 2023-04-26 2023-04-26 具备soc并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置 Active CN116388339B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310459369.8A CN116388339B (zh) 2023-04-26 2023-04-26 具备soc并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310459369.8A CN116388339B (zh) 2023-04-26 2023-04-26 具备soc并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116388339A CN116388339A (zh) 2023-07-04
CN116388339B true CN116388339B (zh) 2024-01-23

Family

ID=86965651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310459369.8A Active CN116388339B (zh) 2023-04-26 2023-04-26 具备soc并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116388339B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110341548A (zh) * 2019-07-26 2019-10-18 武汉理工大学 一种基于外接电源的动力电池组主动均衡系统及控制方法
KR102431801B1 (ko) * 2022-03-23 2022-08-11 주식회사 크레스트 Soc 인덱스를 이용한 배터리 밸런싱 장치 및 방법
CN115765086A (zh) * 2022-11-16 2023-03-07 重庆邮电大学 一种基于时间最优的锂离子电池组主动均衡方法
CN115808638A (zh) * 2022-11-25 2023-03-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种荷电状态计算方法、装置、存储介质及电池管理系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110341548A (zh) * 2019-07-26 2019-10-18 武汉理工大学 一种基于外接电源的动力电池组主动均衡系统及控制方法
KR102431801B1 (ko) * 2022-03-23 2022-08-11 주식회사 크레스트 Soc 인덱스를 이용한 배터리 밸런싱 장치 및 방법
CN115765086A (zh) * 2022-11-16 2023-03-07 重庆邮电大学 一种基于时间最优的锂离子电池组主动均衡方法
CN115808638A (zh) * 2022-11-25 2023-03-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种荷电状态计算方法、装置、存储介质及电池管理系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN116388339A (zh) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108369258B (zh) 状态估计装置、状态估计方法
CN110816366B (zh) 适用于单体电池内部的温度估算方法、系统、介质及设备
EP3677465A1 (en) Battery equalization method and system, vehicle, storage medium, and electronic device
JP6509725B2 (ja) バッテリの充電状態の推定
EP3410137B1 (en) Cell state estimation device, cell control device, cell system, and cell state estimation method
JP7173127B2 (ja) 電池監視方法、電池監視装置及び電池監視システム
US20150369875A1 (en) Battery state estimating device
US20120200298A1 (en) Automotive Battery SOC Estimation Based on Voltage Decay
CN110015171B (zh) 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
CN109581225A (zh) 电池在线参数辨识的能量状态估算方法及电池管理系统
CN113359043B (zh) 电芯自放电电流检测方法、装置、设备及计算机存储介质
CN102135603B (zh) 电池循环寿命估测装置
CN109828218B (zh) 电池动态电化学阻抗谱的获取方法
JP2006242880A (ja) 電源装置用状態検知装置，電源装置及び電源装置に用いられる初期特性抽出装置
CN109435773A (zh) 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
CN104242393A (zh) 基于动态soc估算系统的电池管理系统
US20210325468A1 (en) Parameter estimation system, parameter estimation device, vehicle, computer program, and parameter estimation method
CN109061497A (zh) 一种电池剩余电量计量系统及方法
CN109435766A (zh) 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
CN109061498A (zh) 一种电池剩余电量计量芯片及计量方法
CN204030697U (zh) 基于动态soc估算系统的电池管理系统
CN110988728A (zh) 一种锂电池包内部连接异常快速诊断方法
CN116388339B (zh) 具备soc并行计算功能的电池组均衡设备及相关方法和装置
CN109428356B (zh) 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
Kulkarni et al. Li-ion battery digital twin based on online impedance estimation

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant