CN117595468B - 一种电池组电荷均衡方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电池组电荷均衡方法、装置、设备及存储介质,所述方法包括:在多个电池组处于电压均衡状态的情况下,获取多个电池组分别对应的荷电状态信息;基于多个电池组的荷电状态信息,从多个电池组中确定待均衡电池组;待均衡电池组的荷电状态变化满足预设电荷变化条件,且电池容量变化满足预设容量变化条件;基于待均衡电池组中的多个电池的电荷余量,确定目标电池组;基于目标电池组中多个电池的电压变化速率,对目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池;基于目标电池,对目标电池组中的多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组。本发明解决了电池电压差异导致的荷电状态变化,使得整个电池组更加稳定和安全。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,具体为一种电池组电荷均衡方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
由于磷酸铁锂平台期的存在,对于处于平台期内的电池组来说,极小的单体电压差异也有可能导致较大的荷电状态变化,即单纯从电池组内的电池电压这一角度来评估电池是否均衡存在较大误差,从而可能会导致电池组内一致性和稳定性较差,影响电池自身安全性,以及在电池使用过程中存在风险。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是如何减少电池电压差异对电池荷电状态的影响,提高电池组的稳定性和安全性。
为了解决上述提出的至少一个技术问题,本发明提供了一种电池组电荷均衡方法、装置、设备及存储介质。
根据本公开的一方面,提供一种电池组电荷均衡方法,包括:
在多个电池组处于电压均衡状态的情况下,获取所述多个电池组分别对应的荷电状态信息;每个电池组中包括多个电池;
基于所述多个电池组分别对应的荷电状态信息,从所述多个电池组中确定待均衡电池组;所述待均衡电池组为荷电状态变化满足预设电荷变化条件,且电池容量变化满足预设容量变化条件的电池组;
基于所述待均衡电池组中的多个电池对应的电荷余量比值,确定目标电池组;所述目标电池组中存在电荷余量比值处于预设电荷比值范围的电池;
基于所述目标电池组中多个电池的电压变化速率,对所述目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池;
基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组。
在一些可能的实施例中,所述基于所述多个电池组分别对应的荷电状态信息,从所述多个电池组中确定待均衡电池组,包括:
对所述多个电池组分别对应的荷电状态信息进行荷电变化检测,得到荷电检测结果;
在所述荷电检测结果指示存在荷电状态变化符合所述预设电荷变化条件的电池组的情况下,确定所述电池组的单次充电容量或单次放电容量;
在所述单次充电容量变化符合所述预设容量变化条件,或所述单次放电容量变化符合所述预设容量变化条件的情况下,确定所述电池组为所述待均衡电池组。
在一些可能的实施例中,所述基于所述目标电池组中多个电池的电压变化速率,对所述目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池,包括:
获取所述多个电池分别对应的电压变化速率;
基于多个电压变化速率,确定所述多个电池中电压变化速率最大的三个电池;所述三个电池包括第一电池、第二电池以及第三电池;
基于所述第一电池的电压变化量、所述第二电池的电压变化量、所述第三电池的电压变化量以及电压变化量均值,从所述第一电池、所述第二电池以及所述第三电池中确定所述目标电池。
在一些可能的实施例中,所述基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组,包括:
确定所述目标电池的数量;
确定所述目标电池组的当前运行状态;
在所述目标电池的数量为一个,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制所述目标电池的电池容量向与所述目标电池相邻的两个电池转移,得到所述处理后的目标电池组;
在所述目标电池的数量为一个,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述与所述目标电池相邻的两个电池的电池容量向所述目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
在一些可能的实施例中,所述基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组,包括:
在所述目标电池的数量为两个,两个目标电池相邻,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制第一目标电池的电池容量向第一相邻电池转移,第二目标电池的电池容量向第二相邻电池转移,得到所述处理后的目标电池组;所述第一目标电池与所述第一相邻电池以及所述第二目标电池相邻;所述第二目标电池与所述第一目标电池以及所述第二相邻电池相邻;
在所述目标电池的数量为两个,所述两个目标电池相邻,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述第一相邻电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第二相邻电池的电池容量向所述第二目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
在一些可能的实施例中,所述基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组,包括:
在所述目标电池的数量为三个,三个目标电池位置连续,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制第一目标电池的电池容量向第一相邻电池转移,第二目标电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第二目标电池的电池容量向第三目标电池转移,所述第三目标电池的电池容量向第二相邻电池转移,得到所述处理后的目标电池组;所述第一目标电池与所述第一相邻电池以及所述第二目标电池相邻;所述第三目标电池与所述第二目标电池以及所述第二相邻电池相邻;
在所述目标电池的数量为三个,所述三个目标电池位置连续,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述第一相邻电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第一目标电池的电池容量向所述第二目标电池转移,所述第三目标电池的电池容量向所述第二目标电池转移,所述第二相邻电池的电池容量向所述第三目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
在一些可能的实施例中,所述基于所述待均衡电池组中的多个电池对应的电荷余量比值,确定目标电池组,包括:
基于所述待均衡电池组中的任意一个电池对应的电荷余量比值,对所述任意一个电池进行电荷余量检测,得到电荷检测结果;
在所述电荷检测结果指示所述任意一个电池的电荷余量比值满足预设电荷比值范围的情况下,确定所述待均衡电池组为所述目标电池组。
根据本公开的第二方面,提供了一种电池组电荷均衡装置,所述装置包括:
荷电状态获取模块,用于在多个电池组处于电压均衡状态的情况下,获取所述多个电池组分别对应的荷电状态信息;每个电池组中包括多个电池;
第一电池组确定模块,用于基于所述多个电池组分别对应的荷电状态信息,从所述多个电池组中确定待均衡电池组;所述待均衡电池组为荷电状态变化满足预设电荷变化条件,且电池容量变化满足预设容量变化条件的电池组;
第二电池组确定模块,用于基于所述待均衡电池组中的多个电池对应的电荷余量,确定目标电池组;所述目标电池组中存在电荷余量比值处于预设电荷比值范围的电池;
目标电池确定模块,用于基于所述目标电池组中多个电池的电压变化速率,对所述目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池;
均衡处理模块,用于基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组。
根据本公开的第三方面,提供一种电子设备,所述设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令和至少一段程序,所述至少一条指令和所述至少一段程序由所述处理器加载并执行以实现如上所述的电池组电荷均衡方法。
根据本公开的第四方面,提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有至少一条指令和至少一段程序,所述至少一条指令和所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如上所述的电池组电荷均衡方法。
实施本发明,具有如下有益效果:
本发明中,在电池组的电压均衡的情况下,通过获取电池组的荷电状态信息,根据荷电状态信息的变化是否满足预设变化条件,确定是否存在待均衡电池组,能够提高对于电池组均衡需求判断的准确性;将荷电状态变化较大的电池组确定为待均衡电池组,能够解决在电压均衡的情况下,电荷仍不均衡的问题,从而避免由于电压的小幅度变化对电池组荷电状态的影响,提高电池组的稳定性和安全性;根据待均衡电池组的电荷余量比值确定目标电池组,从目标电池组中根据电池电压确定出需要进行电荷均衡的目标电池,进而进行电池组的均衡,能够提高电荷均衡的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,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它附图。
图1为本发明实施例提供的电池组电荷均衡方法对应的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的待均衡电池组确定对应的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的目标电池确定对应的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的荷电状态均衡处理对应的流程示意图;
图5为本发明实施例提供的一个目标电池均衡处理对应的示意图;
图6为本发明实施例提供的两个相邻目标电池均衡处理对应的示意图;
图7为本发明实施例提供的两个不相邻目标电池均衡处理的一种示意图;
图8为本发明实施例提供的两个不相邻目标电池均衡处理的另一种示意图;
图9为本发明实施例提供的三个连续目标电池均衡处理对应的示意图;
图10为本发明实施例提供的目标电池组确定对应的流程示意图;
图11为本发明实施例提供的电池组电荷均衡装置对应的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书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说明书一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都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、产品或服务器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。
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合,例如,包括A、B、C中的至少一种,可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
另外,为了更好地说明本公开,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本公开同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本公开的主旨。
图1示出本发明实施例提供的电池组电荷均衡方法的流程示意图;执行主体可以是计算机设备,也可以是能够实现电荷均衡的电池组均衡装置;请参阅图1,一种电池组电荷均衡方法,包括:
步骤S101:在多个电池组处于电压均衡状态的情况下,获取所述多个电池组分别对应的荷电状态信息;每个电池组中包括多个电池;
具体的,由于本发明所述电池组电荷均衡方法是为了解决在平台期内极小的电池单体电压差异对电池组中多个电池单体的荷电状态的影响,因此可以在电压均衡后直接获取多个电池组分别对应的荷电状态信息,也可以在电压均衡后电池工作一段时间导致电池单体的电压可能发生变化后,获取多个电池组分别对应的荷电状态信息;其中,电压均衡状态可以指对电池组中各个电池的容量进行均衡后,整个电池组内电压保持一致性的状态。
进一步地,荷电状态信息可以包括电荷变化信息以及容量变化信息,荷电状态信息可以包括一个电池组的整体信息,也可以包括一个电池组内多个电池单体的分别对应的多个荷电状态信息。
步骤S102:基于所述多个电池组分别对应的荷电状态信息,从所述多个电池组中确定待均衡电池组;所述待均衡电池组为荷电状态变化满足预设电荷变化条件,且电池容量变化满足预设容量变化条件的电池组;
在一个具体的实施例中,根据每个电池组对应的荷电状态信息判断该电池组是否为待均衡电池组,可以通过电池组对应的荷电状态信息中的电荷变化信息以及容量变化信息实现,待均衡电池组可以分为处于平台期的电池组以及处于非平台的电池组;其中,预设电荷变化条件为:电池组中的一个电池单体在一次充电过程中或一次放电过程中,SOC(state of charge,荷电状态)变化达到80%;预设容量变化条件为:电池组中的一个电池单体在一次充电过程中或一次放电过程中的容量达到0.8*Q_c,Q_c为电池单体的额定容量。
步骤S103:基于所述待均衡电池组中的多个电池对应的电荷余量比值,确定目标电池组;所述目标电池组中存在电荷余量比值处于预设电荷比值范围的电池;
在一个具体的实施例中,由于磷酸铁锂平台期的存在,在平台期内极小的单体电压差异可导致较大的SOC变化,因此,对于处于平台期的待均衡电池组以及处于非平台期的待均衡电池组,可以采用不同的方法进行均衡。
进一步地,对于平台期以及非平台期的判断,可以通过电池单体对应的电荷余量比值进行判断,认为处于平台期的电池单体的电荷余量比值处于预设电荷比值范围,其中,电荷余量比值即SOC,预设电荷比值范围可以是0.1-0.9;即认为在一次充电过程中或一次放电过程中,SOC处于0.1-0.9的电池单体为处于平台期的电池单体,包含该电池单体的电池组为目标电池组。
步骤S104:基于所述目标电池组中多个电池的电压变化速率,对所述目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池;
在一个具体的实施例中,根据目标电池组中的多个电池单体对应的电压变化速率,从目标电池组中筛选出目标电池,并将其加入标记清单;若某个电池单体在之前已被加入标记清单,则除去该电池单体,在目标电池组中的剩余电池单体中统计容量衰减的电池单体;标记清单最多可加入60个电池单体,除非通过特殊指令将某一节(或几节)电池单体加入(或移出)外,一经加入标记清单的电池单体将不得移出。
当标记清单有60个电池单体后,不再进行容量衰减的电池单体筛选,并上报告警。同一个模拟前端采集芯片内,连续被标记单体数量达到所设阈值,上报最大连续标记数量告警,其中所设阈值默认为3个,表示局部有较多老化电芯,所设阈值可以进行修改。
步骤S105:基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组。
在一个具体的实施例中,根据目标电池的数量以及位置关系,选取不同的均衡规则,对目标电池组内的多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组。另外,由于硬件设计限制,主动均衡仅限同一个模拟前端采集芯片内的相邻单体间进行。
在另一个具体的实施例中,若目标电池组中不存在目标电池,或目标电池组处于非平台期(即SOC不处于0.1-0.9),则采用电压均衡策略进行荷电状态均衡,即认为电池单体电压均衡则电池单体SOC均衡。
在本发明实施例中,在电池组的电压均衡的情况下,通过获取电池组的荷电状态信息,根据荷电状态信息的变化是否满足预设变化调节,确定是否存在待均衡电池组,能够提高对于电池组均衡需求判断的准确性;将荷电状态变化较大的电池组确定为待均衡电池组,能够解决在电压均衡的情况下,电荷仍不均衡的问题,从而避免由于电压的小幅度变化对电池组荷电状态的影响,提高电池组的稳定性和安全性;根据待均衡电池组的电荷余量确定目标电池组,从目标电池组中根据电池电压确定出需要进行电荷均衡的目标电池,进而进行电池组的均衡,能够提高电荷均衡的准确性。
图2示出本发明实施例提供的待均衡电池组确定对应的流程示意图;如图2所示,所述基于所述多个电池组分别对应的荷电状态信息,从所述多个电池组中确定待均衡电池组,包括:
步骤S201:对所述多个电池组分别对应的荷电状态信息进行荷电变化检测,得到荷电检测结果;
在一个具体的实施例中,荷电状态信息可以包括电荷变化信息以及容量变化信息;对多个电池组中的电池单体的荷电状态信息分别进行荷电变化检测,具体的,可以先对电池组中任意一个电池单体的电荷变化信息进行荷电变化检测,得到荷电检测结果;荷电检测结果用于表示电池单体在一次充电过程中或一次放电过程中的SOC变化是否达到预设电荷变化条件。
步骤S202:在所述荷电检测结果指示存在荷电状态变化符合所述预设电荷变化条件的电池组的情况下,确定所述电池组的单次充电容量或单次放电容量;
在一个具体的实施例中,当电池单体在一次充电过程中或一次放电过程中,SOC变化满足预设电荷变化条件时,根据该电池单体的容量变化信息确定其单次充电容量或单次放电容量。
具体的,电池单体在一次充电过程中的SOC变化满足预设电荷变化条件,则确定该电池单体的单次充电容量;电池单体在一次放电过程中的SOC变化满足预设电荷变化条件,则确定该电池单体的单次放电容量。
步骤S203:在所述单次充电容量变化符合所述预设容量变化条件,或所述单次放电容量变化符合所述预设容量变化条件的情况下,确定所述电池组为所述待均衡电池组。
在一个具体的实施例中,若电池组中存在电池单体的SOC变化(即电荷变化信息)满足预设电荷变化条件,且在一次充电过程中或一次放电过程中该电池单体的容量变化信息满足预设容量变化条件时,确定包含该电池单体的电池组为待均衡电池组。
在本发明实施例中,根据电池单体的荷电状态变化信息,从多个电池组中确定待均衡电池组,能够提高待均衡电池组确定的准确性和效率,进而便于后续处理由于电压差异对荷电状态的影响。
图3示出本发明实施例提供的目标电池确定对应的流程示意图;如图3所示,所述基于所述目标电池组中多个电池的电压变化速率,对所述目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池,包括:
步骤S301:获取所述多个电池分别对应的电压变化速率;
在一个具体的实施例中,电压变化速率可以是一次充电过程中电压变化量和充电过程所需时间的比值,也可以是一次放电过程中电压变化量和放电过程所需时间的比值;获取目标电池组中每个电池的电压变化速率,电压变化速率用于从一个目标电池组中确定目标电池单体。
步骤S302:基于多个电压变化速率,确定所述多个电池中电压变化速率最大的三个电池;所述三个电池包括第一电池、第二电池以及第三电池;
在一个具体的实施例中,对多个电压变化速率进行排序,选取电压变化速率最大的三个电池单体,分别作为第一电池单体、第二电池单体以及第三电池单体;即选择一个目标电池组中的电池单体电压变化最快的三个电池单体作为第一电池单体、第二电池单体以及第三电池单体。
步骤S303:基于所述第一电池的电压变化量、所述第二电池的电压变化量、所述第三电池的电压变化量以及电压变化量均值,从所述第一电池、所述第二电池以及所述第三电池中确定所述目标电池。
在一个具体的实施例中,电压变化量可以根据电压变化速率进行计算,也可以直接获取;确定电压变化量与电压变化量均值之差达到预设变化量阈值的电池单体为目标电池单体;其中,电压变化量均值为一个电池组中多个电池单体的电压变化量均值,预设变化量阈值可以基于实际电芯的老化特定确定;目标电池可以是容量衰减电池单体。
具体的,依次计算:第一电池的电压变化量与电压变化量均值之差、第二电池的电压变化量与电压变化量均值之差,以及第三电池的电压变化量与电压变化量均值之差,并确定差值达到预设变化量阈值的电池单体为目标电池单体。
对于目标电池单体,将其加入标记清单以待进行均衡处理;若存在电池单体在之前已被加入标记清单,则除去该电池单体,在剩余电池单体中重新确定目标电池单体。
在本发明实施例中,将目标电池加入标记清单,能够提高对目标电池管理的便利性;对于已经加入标记清单的电池不重复进行目标单体的筛选,能够提高目标单体确定的准确性和全面性;从多个电池中确定目标电池以进行荷电状态的均衡,能够减少由于荷电状态变化导致的电池组不稳定,提高安全性。
图4示出本发明实施例提供的荷电状态均衡处理对应的流程示意图;如图4所示,所述基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组,包括:
步骤S401:确定所述目标电池的数量;
在一个具体的实施例中,由于目标电池的数量和位置关系会影响均衡过程中容量转移的去向,因此需要首先确定目标电池的数量,若目标电池数量为一个,则无需进行位置关系的判断;若目标电池数量为多个,则需要进一步判断多个目标电池之间的位置关系,以确定均衡过程中的容量转移去向。
步骤S402:确定所述目标电池组的当前运行状态;
在一个具体的实施例中,当前运行状态表征电池组是进行一次充电过程还是一次放电过程;对于容量衰减单体,充电时SOC上升会快于其他单体,此时需要释放部分能量到其他单体中以达到均衡;放电时SOC下降会快于其他单体,此时需要补充部分能量以达到均衡。所以对于标记清单中的单体(即目标电池)均衡时能量的传输方向按以下规则进行:充电时能量由标记单体流出,放电时能量由标记单体流入。因此,确定目标电池的数量后,需要确定目标电池组是充电状态还是放电状态。
步骤S403:在所述目标电池的数量为一个,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制所述目标电池的电池容量向与所述目标电池相邻的两个电池转移,得到所述处理后的目标电池组;
在一个具体的实施例中,目标电池的电池容量即为目标电池中剩余的剩余能量;若目标电池的数量为一个,且为充电状态,则依次将目标电池的能量向与目标电池相邻的前一个电池单体以及相邻的后一个电池单体转移,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
步骤S404:在所述目标电池的数量为一个,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述与所述目标电池相邻的两个电池的电池容量向所述目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
在一个具体的实施例中,若目标电池的数量为一个,且为放电状态,则依次将与目标电池相邻的前一个电池单体的能量,以及相邻的后一个电池单体的能量向目标电池转移,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
具体的,如图5所示,目标电池为C1,则与目标电池相邻的两个电池单体分别为C0和C2;在充电状态下,能量转移过程为:步骤1:C1→C0;步骤2:C1→C2,并交替进行步骤1-2;在放电状态下,能量转移过程为:步骤1:C0→C1;步骤2:C2→C1,并交替进行步骤1-2。
在本发明实施例中,由于目标电池的数量、位置关系以及运行状态均会影响到均衡过程,因此在进行均衡处理之前获取目标电池的数量、位置关系和运行状态,能够提高均衡过程的准确性;对于不同数量、不同位置关系的电池采用不同的均衡过程,能够提高均衡过程的多样性以及与目标电池和电池组的适配性。
进一步地,所述基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组,包括:
在所述目标电池的数量为两个,两个目标电池相邻,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制第一目标电池的电池容量向第一相邻电池转移,第二目标电池的电池容量向第二相邻电池转移,得到所述处理后的目标电池组;所述第一目标电池与所述第一相邻电池以及所述第二目标电池相邻;所述第二目标电池与所述第一目标电池以及所述第二相邻电池相邻;
在一个具体的实施例中,确定了目标电池的数量为两个之后,在确定目标电池组的当前运行状态之前,需要先确定两个目标电池的位置关系,位置关系包括两个目标电池相邻、两个目标电池不相邻且在彼此间隔区内,两个目标电池不相邻且不在彼此间隔区内;其中,间隔区基于主动均衡硬件电路确定,例如1-12个电池单体,当5和6节进行均衡,则3、4、7、8为间隔区,受硬件限制,无法与5、6同时开启均衡。
对于两个目标电池,将其记作第一目标电池以及第二目标电池;对于相邻的两个目标电池,与第一目标电池相邻的为第一相邻电池以及第二目标电池,与第二目标电池相邻的为第一目标电池以及第二相邻电池,即电池顺序为:第一相邻电池、第一目标电池、第二目标电池以及第二相邻电池。
在一次充电过程中,即目标电池为充电状态下,能量转移过程依次按照:第一目标电池的能量向第一相邻电池转移,第二目标电池的能量向第二相邻电池转移,交替进行,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
在所述目标电池的数量为两个,所述两个目标电池相邻,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述第一相邻电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第二相邻电池的电池容量向所述第二目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
在一个具体的实施例中,对于相邻的两个目标电池,在一次放电过程中,即目标电池为放电状态下,能量转移过程依次按照:第一相邻电池的能量向第一目标电池转移,第二相邻电池的能量向第二目标电池转移,交替进行,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
具体的,如图6所示,对于两个相邻目标电池C1和C2,则与目标电池相邻的两个电池单体分别为C0和C3;在充电状态下,能量转移过程为:步骤1:C1→C0;步骤2:C2→C3,并交替进行步骤1-2;在放电状态下,能量转移过程为:步骤1:C0→C1;步骤2:C3→C2,并交替进行步骤1-2。
在另一个具体的实施例中,对于不相邻且在彼此间隔区内的两个目标电池,与第一目标电池相邻的为第一相邻电池和第二相邻电池,与第二目标电池相邻的为第三相邻电池和第四相邻电池;在一次充电过程中,能量转移过程依次按照:第一目标电池的能量向第二相邻电池转移,第一目标电池的能量向第一相邻电池转移,第二目标电池的能量向第四相邻电池转移,第二目标电池的能量向第三相邻电池转移,交替进行,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
对于不相邻且在彼此间隔区内的两个目标电池,在一次放电过程中,能量转移过程依次按照:第二相邻电池的能量向第一目标电池转移,第一相邻电池的能量向第一目标电池转移,第四相邻电池的能量向第二目标电池转移,第三相邻电池的能量向第二目标电池转移,交替进行,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
具体的,如图7所示,对于两个不相邻,且在彼此间隔区内的目标电池Ca和Cb,与目标电池Ca相邻的电池单体分别为Ca-1,Ca+1,与目标电池Cb相邻的电池单体分别为Cb-1,Cb+1;在充电状态下,能量转移过程为:步骤1:Ca→Ca+1;步骤2:Ca→Ca-1;步骤3:Cb→Cb+1;步骤4:Cb→Cb-1,并交替进行步骤1-4;在放电状态下,能量转移过程为:步骤1:Ca+1→Ca;步骤2:Ca-1→Ca;步骤3:Cb+1→Cb;步骤4:Cb-1→Cb,并交替进行步骤1-4。
在另一个具体的实施例中,对于不相邻且不在彼此间隔区内的两个目标电池,与第一目标电池相邻的为第一相邻电池和第二相邻电池,与第二目标电池相邻的为第三相邻电池和第四相邻电池;在一次充电过程中,能量转移过程按照:步骤1:同时进行第一目标电池的能量向第二相邻电池转移,第二目标电池的能量向第四相邻电池转移;步骤2:同时进行第一目标电池的能量向第一相邻电池转移,第二目标电池的能量向第三相邻电池转移,并交替进行步骤1-2,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
对于不相邻且在彼此间隔区内的两个目标电池,在一次放电过程中,能量转移过程按照:步骤1:同时进行第一目标电池的能量向第二相邻电池转移,第二目标电池的能量向第四相邻电池转移;步骤2:第一目标电池的能量向第一相邻电池转移,第二目标电池的能量向第三相邻电池转移;并交替进行步骤1-2,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
具体的,如图8所示,对于两个不相邻,且在彼此间隔区内的目标电池Ca和Cb,与目标电池Ca相邻的电池单体分别为Ca-1,Ca+1,与目标电池Cb相邻的电池单体分别为Cb-1,Cb+1;在充电状态下,能量转移过程为:步骤1:同时进行Ca→Ca+1和Cb→Cb+1,步骤2:Ca→Ca-1以及Cb→Cb-1,并交替进行步骤1-2;在放电状态下,能量转移过程为:步骤1:同时进行Ca+1→Ca和Cb+1→Cb,步骤2:Ca-1→Ca以及Cb-1→Cb,并交替进行步骤1-2。
在本发明实施例中,对于两个电池单体,需要判断其位置关系,不同位置关系的电池由于硬件的限制需要采用不同的均衡过程,能够提高均衡过程的多样性以及与目标电池和电池组的适配性,同时能够提高均衡过程的成功率,避免由于硬件限制导致均衡失败。
进一步地,所述基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组,包括:
在所述目标电池的数量为三个,三个目标电池位置连续,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制第一目标电池的电池容量向第一相邻电池转移,第二目标电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第二目标电池的电池容量向第三目标电池转移,所述第三目标电池的电池容量向第二相邻电池转移,得到所述处理后的目标电池组;所述第一目标电池与所述第一相邻电池以及所述第二目标电池相邻;所述第三目标电池与所述第二目标电池以及所述第二相邻电池相邻;
在一个具体的实施例中,对于连续的三个目标电池,将其记作第一目标电池、第二目标电池以及第三目标电池;与第一目标电池相邻的为第一相邻电池以及第二目标电池,与第二目标电池相邻的为第一目标电池以及第三目标电池,与第三目标电池相邻的为第二目标电池以及第二相邻电池;即电池顺序为:第一相邻电池、第一目标电池、第二目标电池、第三目标电池以及第二相邻电池。
在一次充电过程中,即目标电池为充电状态下,能量转移过程依次按照:第一目标电池的能量向第一相邻电池转移,第二目标电池的能量向第一目标电池转移,第二目标电池的能量向第三目标电池转移,第三目标电池的能量向第二相邻电池转移,交替进行,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
在所述目标电池的数量为三个,所述三个目标电池位置连续,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述第一相邻电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第一目标电池的电池容量向所述第二目标电池转移,所述第三目标电池的电池容量向所述第二目标电池转移,所述第二相邻电池的电池容量向所述第三目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
在一个具体的实施例中,对于连续的三个目标电池,在一次放电过程中,即目标电池为放电状态下,能量转移过程依次按照:第一相邻电池的能量向第一目标电池转移,第一目标电池的能量向第二目标电池转移,第三目标电池的能量向第二目标电池转移,第二相邻电池的能量向第三目标电池转移,交替进行,直至实现荷电状态均衡,得到处理后的目标电池组。
具体的,如图9所示,目标电池为C1、C2以及C3,则与目标电池相邻的两个电池单体分别为C0和C4;在充电状态下,能量转移过程为:步骤1:C1→C0;步骤2:C2→C1;步骤3:C2→C3;步骤4:C3→C4,并交替进行步骤1-4;在放电状态下,能量转移过程为:步骤1:C0→C1;步骤2:C1→C2;步骤3:C3→C2;步骤4:C4→C3,并交替进行步骤1-4。
在另一个具体的实施例中,当连续目标电池单体的数量大于3时,可以参考三个连续的目标电池的方案实现均衡,原则是充电时能量由中间电池向两侧电池转移,放电时能量由两侧电池向中间电池转移。
在本发明实施例中,由于目标电池的数量、位置关系以及运行状态均会影响到均衡过程,因此在进行均衡处理之前获取目标电池的数量、位置关系和运行状态,能够提高均衡过程的准确性;对于不同数量、不同位置关系的电池采用不同的均衡过程,能够提高均衡过程的多样性以及与目标电池和电池组的适配性。
图10示出本发明实施例提供的目标电池组确定对应的流程示意图;如图10所示,所述基于所述待均衡电池组中的多个电池对应的电荷余量比值,确定目标电池组,包括:
步骤S1001:基于所述待均衡电池组中的任意一个电池对应的电荷余量比值,对所述任意一个电池进行电荷余量检测,得到电荷检测结果;
在一个具体的实施例中,由于待均衡电池组中只要存在任意一个处于平台期的电池单体,则对其进行荷电状态均衡处理时均需要按照平台期的方案进行能量转移,因此,在确定待均衡电池组的均衡方案时,可以只对待均衡电池组中的任意一个电池单体进行电荷余量比值的检测。
步骤S1002:在所述电荷检测结果指示所述任意一个电池的电荷余量比值满足预设电荷比值范围的情况下,确定所述待均衡电池组为所述目标电池组。
在一个具体的实施例中,当任意一个电池单体的电荷余量比值满足预设电荷比值范围时,即待均衡电池组中存在有一个电池单体的SOC处于0.1-0.9之间,则可以确定该电池组为采用平台期对应的均衡方案的目标电池组。
在本发明实施例中,存在任意一个电池的电荷余量比值满足预设电荷比值范围,就能够从待均衡电池组中确定目标电池组,能够提高目标电池组确定的效率和便利性。
本发明实施例还提供了一种电池组电荷均衡装置,如图11所示,所述装置包括:
荷电状态获取模块1110,用于在多个电池组处于电压均衡状态的情况下,获取所述多个电池组分别对应的荷电状态信息;每个电池组中包括多个电池;
第一电池组确定模块1120,用于基于所述多个电池组分别对应的荷电状态信息,从所述多个电池组中确定待均衡电池组;所述待均衡电池组为荷电状态变化满足预设电荷变化条件,且电池容量变化满足预设容量变化条件的电池组;
第二电池组确定模块1130,用于基于所述待均衡电池组中的多个电池对应的电荷余量比值,确定目标电池组;所述目标电池组中存在电荷余量比值处于预设电荷比值范围的电池;
目标电池确定模块1140,用于基于所述目标电池组中多个电池的电压变化速率,对所述目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池;
均衡处理模块1150,用于基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组。
在另一些实施例中,所述第一电池组确定模块1120还包括:
第一检测模块,用于对所述多个电池组分别对应的荷电状态信息进行荷电变化检测,得到荷电检测结果;
容量确定模块,用于在所述荷电检测结果指示存在荷电状态变化符合所述预设电荷变化条件的电池组的情况下,确定所述电池组的单次充电容量或单次放电容量;
第三电池组确定模块,用于在所述单次充电容量变化符合所述预设容量变化条件,或所述单次放电容量变化符合所述预设容量变化条件的情况下,确定所述电池组为所述待均衡电池组。
在另一些实施例中,所述目标电池确定模块1140还包括:
速率获取模块,用于获取所述多个电池分别对应的电压变化速率;
第一电池确定模块,用于基于多个电压变化速率,确定所述多个电池中电压变化速率最大的三个电池;所述三个电池包括第一电池、第二电池以及第三电池;
第二电池确定模块,用于基于所述第一电池的电压变化量、所述第二电池的电压变化量、所述第三电池的电压变化量以及电压变化量均值,从所述第一电池、所述第二电池以及所述第三电池中确定所述目标电池。
在另一些实施例中,所述均衡处理模块1150还包括:
数量确定模块,用于确定所述目标电池的数量;
运行状态确定模块,用于确定所述目标电池组的当前运行状态;
第一转移模块,用于在所述目标电池的数量为一个,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制所述目标电池的电池容量向与所述目标电池相邻的两个电池转移,得到所述处理后的目标电池组;
第二转移模块,用于在所述目标电池的数量为一个,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述与所述目标电池相邻的两个电池的电池容量向所述目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
在另一些实施例中,所述均衡处理模块1150还包括:
第三转移模块,用于在所述目标电池的数量为两个,两个目标电池相邻,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制第一目标电池的电池容量向第一相邻电池转移,第二目标电池的电池容量向第二相邻电池转移,得到所述处理后的目标电池组;所述第一目标电池与所述第一相邻电池以及所述第二目标电池相邻;所述第二目标电池与所述第一目标电池以及所述第二相邻电池相邻;
第四转移模块,用于在所述目标电池的数量为两个,所述两个目标电池相邻,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述第一相邻电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第二相邻电池的电池容量向所述第二目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
在另一些实施例中,所述均衡处理模块1150还包括:
第五转移模块,用于在所述目标电池的数量为三个,三个目标电池位置连续,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制第一目标电池的电池容量向第一相邻电池转移,第二目标电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第二目标电池的电池容量向第三目标电池转移,所述第三目标电池的电池容量向第二相邻电池转移,得到所述处理后的目标电池组;所述第一目标电池与所述第一相邻电池以及所述第二目标电池相邻;所述第三目标电池与所述第二目标电池以及所述第二相邻电池相邻;
第六转移模块,用于在所述目标电池的数量为三个,所述三个目标电池位置连续,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述第一相邻电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第一目标电池的电池容量向所述第二目标电池转移,所述第三目标电池的电池容量向所述第二目标电池转移,所述第二相邻电池的电池容量向所述第三目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
在另一些实施例中,所述第二电池组确定模块1130还包括:
第二检测模块,用于基于所述待均衡电池组中的任意一个电池对应的电荷余量比值,对所述任意一个电池进行电荷余量检测,得到电荷检测结果;
第三电池确定模块,用于在所述电荷检测结果指示所述任意一个电池的电荷余量比值满足预设电荷比值范围的情况下,确定所述待均衡电池组为所述目标电池组。
所述的装置实施例中的装置与方法实施例基于同样的发明构思,用于实现上述电池组电荷均衡方法。
本发明实施例还提供一种电子设备,所述设备包括:处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如方法实施例中任一所述的电池组电荷均衡方法。
本发明的实施例还提供了一种存储介质,存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中任一所述的电池组电荷均衡方法的至少一条指令、至少一段程序、代码集或者指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如方法实施例中任一所述的电池组电荷均衡方法。
可选地,在本发明的实施例中,上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地,在本发明的实施例中,上述存储介质可以包括但不限于:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random AccessMemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
根据上述本发明提供的实施例可见,本发明中,在电池组的电压均衡的情况下,通过获取电池组的荷电状态信息,根据荷电状态信息的变化是否满足预设变化调节,确定是否存在待均衡电池组,能够提高对于电池组均衡需求判断的准确性;将荷电状态变化较大的电池组确定为待均衡电池组,能够解决在电压均衡的情况下,电荷仍不均衡的问题,从而避免由于电压的小幅度变化对电池组荷电状态的影响,提高电池组的稳定性和安全性;根据待均衡电池组的电荷余量确定目标电池组,对于不同电荷余量的电池组采用不同的电荷均衡方法,能够提高电荷均衡的多样性;从目标电池组中根据电池电压确定出需要进行电荷均衡的目标电池,进而进行电池组的均衡,能够提高电荷均衡的准确性。
需要说明的是:以上已经描述了本公开的各个实施例,上述说明是示例性的,并非是穷尽性的,并且也不限于所披露的各个实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对应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他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种电池组电荷均衡方法,其特征在于,所述方法包括:
在多个电池组处于电压均衡状态的情况下,获取所述多个电池组分别对应的荷电状态信息;每个电池组中包括多个电池;
基于所述多个电池组分别对应的荷电状态信息,从所述多个电池组中确定待均衡电池组;所述待均衡电池组为荷电状态变化满足预设电荷变化条件,且电池容量变化满足预设容量变化条件的电池组;
基于所述待均衡电池组中的多个电池对应的电荷余量比值,确定目标电池组;所述目标电池组中存在电荷余量比值处于预设电荷比值范围的电池;
基于所述目标电池组中多个电池的电压变化速率,对所述目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池;
基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组。
2.根据权利要求1所述的一种电池组电荷均衡方法,其特征在于,所述基于所述多个电池组分别对应的荷电状态信息,从所述多个电池组中确定待均衡电池组,包括:
对所述多个电池组分别对应的荷电状态信息进行荷电变化检测,得到荷电检测结果;
在所述荷电检测结果指示存在荷电状态变化符合所述预设电荷变化条件的电池组的情况下,确定所述电池组的单次充电容量或单次放电容量;
在所述单次充电容量变化符合所述预设容量变化条件,或所述单次放电容量变化符合所述预设容量变化条件的情况下,确定所述电池组为所述待均衡电池组。
3.根据权利要求1所述的一种电池组电荷均衡方法,其特征在于,所述基于所述目标电池组中多个电池的电压变化速率,对所述目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池,包括:
获取所述多个电池分别对应的电压变化速率;
基于多个电压变化速率,确定所述多个电池中电压变化速率最大的三个电池;所述三个电池包括第一电池、第二电池以及第三电池;
基于所述第一电池的电压变化量、所述第二电池的电压变化量、所述第三电池的电压变化量以及电压变化量均值,从所述第一电池、所述第二电池以及所述第三电池中确定所述目标电池。
4.根据权利要求1所述的一种电池组电荷均衡方法,其特征在于,所述基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组,包括:
确定所述目标电池的数量;
确定所述目标电池组的当前运行状态;
在所述目标电池的数量为一个,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制所述目标电池的电池容量向与所述目标电池相邻的两个电池转移,得到所述处理后的目标电池组;
在所述目标电池的数量为一个,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述与所述目标电池相邻的两个电池的电池容量向所述目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
5.根据权利要求4所述的一种电池组电荷均衡方法,其特征在于,所述基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组,包括:
在所述目标电池的数量为两个,两个目标电池相邻,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制第一目标电池的电池容量向第一相邻电池转移,第二目标电池的电池容量向第二相邻电池转移,得到所述处理后的目标电池组;所述第一目标电池与所述第一相邻电池以及所述第二目标电池相邻;所述第二目标电池与所述第一目标电池以及所述第二相邻电池相邻;
在所述目标电池的数量为两个,所述两个目标电池相邻,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述第一相邻电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第二相邻电池的电池容量向所述第二目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
6.根据权利要求4所述的一种电池组电荷均衡方法,其特征在于,所述基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组,包括:
在所述目标电池的数量为三个,三个目标电池位置连续,且所述当前运行状态为充电状态的情况下,控制第一目标电池的电池容量向第一相邻电池转移,第二目标电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第二目标电池的电池容量向第三目标电池转移,所述第三目标电池的电池容量向第二相邻电池转移,得到所述处理后的目标电池组;所述第一目标电池与所述第一相邻电池以及所述第二目标电池相邻;所述第三目标电池与所述第二目标电池以及所述第二相邻电池相邻;
在所述目标电池的数量为三个,所述三个目标电池位置连续,且所述当前运行状态为放电状态的情况下,控制所述第一相邻电池的电池容量向所述第一目标电池转移,所述第一目标电池的电池容量向所述第二目标电池转移,所述第三目标电池的电池容量向所述第二目标电池转移,所述第二相邻电池的电池容量向所述第三目标电池转移,得到所述处理后的目标电池组。
7.根据权利要求1所述的一种电池组电荷均衡方法,其特征在于,所述基于所述待均衡电池组中的多个电池对应的电荷余量比值,确定目标电池组,包括:
基于所述待均衡电池组中的任意一个电池对应的电荷余量比值,对所述任意一个电池进行电荷余量检测,得到电荷检测结果;
在所述电荷检测结果指示所述任意一个电池的电荷余量比值满足预设电荷比值范围的情况下,确定所述待均衡电池组为所述目标电池组。
8.一种电池组电荷均衡装置,其特征在于,所述装置包括:
荷电状态获取模块,用于在多个电池组处于电压均衡状态的情况下,获取所述多个电池组分别对应的荷电状态信息;每个电池组中包括多个电池;
第一电池组确定模块,用于基于所述多个电池组分别对应的荷电状态信息,从所述多个电池组中确定待均衡电池组;所述待均衡电池组为荷电状态变化满足预设电荷变化条件,且电池容量变化满足预设容量变化条件的电池组;
第二电池组确定模块,用于基于所述待均衡电池组中的多个电池对应的电荷余量,确定目标电池组;所述目标电池组中存在电荷余量比值处于预设电荷比值范围的电池;
目标电池确定模块,用于基于所述目标电池组中多个电池的电压变化速率,对所述目标电池组中的多个电池进行电池筛选,确定目标电池;
均衡处理模块,用于基于所述目标电池,对所述目标电池组中的所述多个电池进行荷电状态均衡处理,得到处理后的目标电池组。
9.一种电子设备,所述设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令和至少一段程序,所述至少一条指令和所述至少一段程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-7中任意一项所述电池组电荷均衡方法。
10.一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有至少一条指令和至少一段程序,所述至少一条指令和所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7中任意一项所述电池组电荷均衡方法。
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