CN116418085A - 一种盐水电池均衡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盐水电池均衡控制方法，以常用的被动均衡为均衡方法，摒弃传统的充电或放电状态均衡的控制方法，采用全过程均衡方式，达到延长均衡时间，增加均衡效果的效果；最终实现由充电状态判断是否需要均衡，在充电、放电和搁置所有状态下都进行均衡，达到充电状态均衡的作用，均衡整体时间延长3倍以上，整体均衡效果更好。

Description

一种盐水电池均衡控制方法

技术领域

本发明涉及一种盐水电池均衡控制方法。

背景技术

实在电池管理系统中，电池均衡是一项重要的技术，电池均衡包括两种，一种是被动均衡，另一种是主动均衡。

被动均衡：使用时将其并联在需要进行均衡的电池两端，当电池的电压因充电而上升到某一设定值时，启动开关管便会接通放电电阻，将多余电量以热能的形式损耗掉。

主动均衡是近几年来发展迅速地一种电池均衡，其原理是将高电压电池的一部分电量通过转换装置回送到电池电路或直接转送到低电压电池中，用到的储能元件主要为电容或电感，通过电容或电感的反复充放电实现电池组内各电池电压的基本平衡。

主动均衡带来的好处显而易见：效率高，能量被转移，损耗只是变压器线圈损耗，占比小；均衡电流可以设计的大，达到几安甚至10A级别，均衡见效快。虽然有这些好处，主动均衡也带来了新的问题。首先是结构复杂，尤其是变压器方法。几十串甚至上百串电池要的开关矩阵如何设计，驱动要怎么控制，这都是令人头痛的问题。现在有主动均衡功能的BMS售价会高出被动均衡的很多，这也多少限制了主动均衡BMS的推广。

被动均衡先于主动均衡出现，因为电路简单，成本低廉至今仍被广泛使用。被动均衡做的工作就是“截长不补短”。电量高的电池中的能量变成热耗散掉，电能使用效率低。不仅如此，因为将电能转变成热量耗散，带来了两难的问题，这就是如果均衡电流大，热量就多，最后如何散热成为问题；如果均衡电流小，那么在大容量电池组中、电量差别大的情况下所起到的电量平衡作用效率很低，要达到平衡需要很长时间，在应用中有种隔靴搔痒的感觉。权衡利弊，所以现在被动均衡的电流一般都在百毫安(100mA)级别。

因被动均衡如果要达到比较好的效果，需要很长的时间，而均衡一般在充电或放电过程均衡，这就进一步压缩了可用时间，效果更差。如果在充放电全过程均衡，因为部分劣化电池在充电时电压高，放电时电压低，导致充电时最差电池进行，放电时是其他电池动作，整体都在均衡，达不到均衡的效果。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种盐水电池均衡控制方法，由充电状态判断是否需要均衡，在充电、放电和搁置所有状态下都进行均衡，达到充电状态均衡的作用，均衡整体时间延长3倍以上，整体均衡效果更好。

实现上述目的的技术方案是：一种盐水电池均衡控制方法，包括以下步骤：

S1，电池系统启动后，根据充电电流判断电池的运行状态，当充电电流大于0时为充电状态，充电电流等于0时为搁置状态，充电电流小于0时为放电状态；

S2，当电池系统处于充电状态时，计算电池组内单体电池电压差ΔV；

根据电压差判断是否满足均衡启动条件，当电池组内单体电池电压差ΔV小于或等于设定值SV时，无需进行均衡，结束本轮均衡检测；当电池组内单体电池电压差ΔV大于设定值SV时，进行均衡前准备计算；

根据电池组中Bi电池的电池电压差的值以及盐水电池的电压-容量特性系数K计算电池需要均衡的时间Ti，计算公式为：

Ti＝ΔV×K/I

式中：

Bi表示单体电池在电池组内的编号，i＝(1,2,3……m)，m为电池组单体的总数；

Ti为编号为Bi的电池需要均衡的时间，单位为小时(h)；

ΔV为电池组内单体电压差值，单位为伏特(V)；

K为盐水电池的电压-容量特性系数,K取值0.4，单位为安时/伏特(Ah/V)；

I为均衡电流，来自电池管理系统厂家均衡电流设计值，被动均衡时，I取值0.2,单位为安(A)；

计算出Ti后启动充电均衡程序，对Bi电池进行均衡，当均衡时间结束，停止均衡，重新检测压差，并更新最新的需要均衡的电池信息Bi和Ti；

S3，当电池系统处于搁置或放电状态时，不进行电池组内单体电池电压差计算，进入放电和搁置均衡程序：利用充电均衡时最后计算的均衡时间Ti进行均衡，首先判断已经均衡时间Tj，Tj表示第Bi个电池已经均衡的时间，j＝(1,2,3……m)，m为电池组单体的总数；

当已经均衡时间Tj小于充电均衡时最后计算的均衡时间Ti，均衡继续进行；

当已经均衡时间Tj大于或等于充电均衡时最后计算的均衡时间Ti，均衡停止，等待下一次充电状态重新计算。

本发明的盐水电池均衡控制方法，以常用的被动均衡为均衡方法，摒弃传统的充电或放电状态均衡的控制方法，采用全过程均衡方式，达到延长均衡时间，增加均衡效果的效果；由充电状态判断是否需要均衡，在充电、放电和搁置所有状态下都进行均衡，达到充电状态均衡的作用，均衡整体时间延长3倍以上，整体均衡效果更好。

附图说明

图1为本发明的盐水电池均衡控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：

请参阅图1，本发明的最佳实施例，一种盐水电池均衡控制方法，包括以下步骤：

S1，电池系统启动后，根据充电电流判断电池的运行状态，当充电电流大于0时为充电状态，充电电流等于0时为搁置状态，充电电流小于0时为放电状态；

S2，当电池系统处于充电状态时，计算电池组内单体电池电压差ΔV；

根据电压差判断是否满足均衡启动条件，当电池组内单体电池电压差ΔV小于或等于设定值SV时，无需进行均衡，结束本轮均衡检测；当电池组内单体电池电压差ΔV大于设定值SV时，进行均衡前准备计算；

根据电池组中Bi电池的电池电压差的值以及盐水电池的电压-容量特性系数K计算电池需要均衡的时间Ti，计算公式为：

Ti＝ΔV×K/I

式中：

Bi表示单体电池在电池组内的编号，i＝(1,2,3……m)，m为电池组单体的总数；

Ti为编号为Bi的电池需要均衡的时间，单位为小时(h)；

ΔV为电池组内单体电压差值，单位为伏特(V)；

K为盐水电池的电压-容量特性系数,K取值0.4，单位为安时/伏特(Ah/V)；

I为均衡电流，来自电池管理系统厂家均衡电流设计值，被动均衡时，I取值0.2,单位为安(A)；

计算出Ti后启动充电均衡程序，对Bi电池进行均衡，均衡有固定的的均衡周期时间，当均衡时间结束，停止均衡，重新检测压差，并更新最新的需要均衡的电池信息Bi和Ti；

S3，当电池系统处于搁置或放电状态时，不进行电池组内单体电池电压差计算，进入放电和搁置均衡程序：利用充电均衡时最后计算的均衡时间Ti进行均衡，首先判断已经均衡时间Tj，Tj表示第Bi个电池已经均衡的时间，j＝(1,2,3……m)，m为电池组单体的总数；

当已经均衡时间Tj小于充电均衡时最后计算的均衡时间Ti，即Tj<Ti时，均衡继续进行；

当已经均衡时间Tj大于或等于充电均衡时最后计算的均衡时间Ti，即Tj≥Ti时，均衡停止，等待下一次充电状态重新计算。

综上所述，本发明的盐水电池均衡控制方法，以常用的被动均衡为均衡方法，摒弃传统的充电或放电状态均衡的控制方法，采用全过程均衡方式，达到延长均衡时间，增加均衡效果的效果；最终实现由充电状态判断是否需要均衡，在充电、放电和搁置所有状态下都进行均衡，达到充电状态均衡的作用，均衡整体时间延长3倍以上，整体均衡效果更好。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (1)

1.一种盐水电池均衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，电池系统启动后，根据充电电流判断电池的运行状态，当充电电流大于0时为充电状态，充电电流等于0时为搁置状态，充电电流小于0时为放电状态；

S2，当电池系统处于充电状态时，计算电池组内单体电池电压差ΔV；

根据电压差判断是否满足均衡启动条件，当电池组内单体电池电压差ΔV小于或等于设定值SV时，无需进行均衡，结束本轮均衡检测；当电池组内单体电池电压差ΔV大于设定值SV时，进行均衡前准备计算；

根据电池组中Bi电池的电池电压差的值以及盐水电池的电压-容量特性系数K计算电池需要均衡的时间Ti，计算公式为：

Ti＝ΔV×K/I

式中：

Bi表示单体电池在电池组内的编号，i＝(1,2,3……m)，m为电池组单体的总数；

Ti为编号为Bi的电池需要均衡的时间，单位为小时；

ΔV为电池组内单体电压差值，单位为伏特；

K为盐水电池的电压-容量特性系数,K取值0.4，单位为安时/伏特；

I为均衡电流，I取值0.2，单位为安；

计算出Ti后启动充电均衡程序，对Bi电池进行均衡，当均衡时间结束，停止均衡，重新检测压差，并更新最新的需要均衡的电池信息Bi和Ti；

S3，当电池系统处于搁置或放电状态时，不进行电池组内单体电池电压差计算，进入放电和搁置均衡程序：利用充电均衡时最后计算的均衡时间Ti进行均衡，首先判断已经均衡时间Tj，Tj表示第Bi个电池已经均衡的时间，j＝(1,2,3……m)，m为电池组单体的总数；

当已经均衡时间Tj小于充电均衡时最后计算的均衡时间Ti，均衡继续进行；

当已经均衡时间Tj大于或等于充电均衡时最后计算的均衡时间Ti，均衡停止，等待下一次充电状态重新计算。

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