CN117996926B - 一种多串锂电池保护ic方法及保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种多串锂电池保护IC方法及保护系统，涉及多串锂电池保护IC方法技术领域，通过获取多串锂电池的单体电池储电量，通过将储电量分别与过充过放阈值和比较值进行比较和计算，获得能量差值和差异排序；将差异排序根据异常电池标注进行排序调取处理，获得异常值排序，计算每个单体电池的能量调节值，进而对每个单体电池进行能量均衡调节，获得均衡结果；计算多串锂电池的延时时长，根据延时时长进行能量均衡调节，延时时长结束后判断是否重调节或更新处理，本发明可以简单和高效的减小多串锂电池中各个单体电池之间的储电量差异，提高电池组的性能和安全性。

Description

一种多串锂电池保护IC方法及保护系统

技术领域

本发明提出了一种多串锂电池保护IC方法及保护系统，涉及保护IC的保护方法技术领域，具体涉及多串锂电池保护IC方法技术领域。

背景技术

随着电动汽车、移动电源和可再生能源存储等领域的快速发展，多串锂电池的应用越来越广泛。然而，由于制造工艺、使用环境和个体差异等多种因素的影响，多串锂电池中的各个单体电池的储电量可能会存在差异。这种差异可能导致电池组充放电过程中的不均衡现象，影响电池组的性能和寿命，甚至可能引发安全问题。因此，对多串锂电池的各个单体电池进行能量均衡调节至关重要。传统的能量均衡调节方法通常只考虑了电池的当前状态，而忽略了电池的动态特性。难以进行智能的平等均衡调节，在实际应用中，多串锂电池可能处于复杂的工作环境中，影响电池的性能和安全性。为了解决上述问题，一些研究者提出了基于模型预测控制的能量均衡调节方法。这些方法通过建立电池的数学模型，预测电池的性能和安全性，并基于预测结果进行均衡调节。然而，这些方法通常需要精确的电池模型和大量的计算资源，难以在实际应用中实现。因此，需要一种简单、有效的能量均衡调节方法，以减小多串锂电池中各个单体电池之间的储电量差异，提高电池组的性能和安全性。

发明内容

本发明提供了一种多串锂电池保护IC方法及保护系统，用以解决多串锂电池中的各个单体电池的储电量可能会存在差异。这种差异可能导致电池组充放电过程中的不均衡现象，影响电池组的性能和寿命，甚至可能引发安全问题。传统的能量均衡调节方法通常只考虑了电池的当前状态，而忽略了电池的动态特性。难以进行智能的平等均衡调节等问题：

本发明提出的一种多串锂电池保护IC方法及保护系统，所述方法包括：

S1、获取多串锂电池的单体电池储电量，通过将储电量分别与过充过放阈值和比较值进行比较和计算，获得能量差值和差异排序；

S2、将差异排序根据异常电池标注进行排序调取处理，获得异常值排序，计算每个单体电池的能量调节值，进而对每个单体电池进行能量均衡调节，获得均衡结果；

S3、计算多串锂电池的延时时长，根据延时时长进行能量均衡调节，延时时长结束后判断是否重调节或更新处理。

进一步地，所述S1包括：

获取多串锂电池的每个单体电池的储电量，对每个单体电池进行标号；将储电量与过充或过放阈值进行比较，当储电量大于过充阈值时，计算储电量的过充电量，当储电量小于过放阈值时，计算储电量的过放电量；

取过充阈值和过放阈值的平均值为比较值，将各个单体电池的储电量分别与比较值进行差值计算，获得各个单体电池的能量差值，将能量差值进行从大到小的排序，获得差异排序，将差异排序中存在过充电量或过放电量的单体电池标注为异常电池。

进一步地，所述S2包括：

根据差异排序获取对应单体电池的排序，获得电池排序，将电池排序中存在的第一个异常电池标注的电池序号调取至电池排序的第一个排名，依次将电池排序中其余存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后，直至所有异常电池标注完成调取，获得异常值排序；

通过能量差值计算每个单体电池的能量调节值，根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节。

进一步地，所述根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节，包括：

调取每个单体电池的能量调节值，将对应单体电池作为待调节电池；将与其对应的其它单体电池作为待抽取电池；

当待调节电池的能量调节值为正数时，将储电量大于比较值的待抽取电池的能量差值中的储电量均衡至待调节电池的储电量中，直至待抽取电池的能量差值为0；

当待调节电池的能量调节值为负数时，将待调节电池的能量差值中的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池的储电量中，直至待调节电池的能量差值为0；

通过主动均衡方法对所有单体电池进行储电量的均衡调节，获得均衡结果。

进一步地，所述S3包括：

根据能量调节值结合单体电池的充放电速率计算多串锂电池的延时时长，通过延时时长对单体电池进行能量均衡调节；

当延时时长结束后，根据实时数据计算多个单体电池的能量差值平均值，将所述平均值与预设阈值进行比较，根据比较结果对多串电池进行重调节或更新处理。

进一步地，所述系统包括：

差值比较和获取模块，用于获取多串锂电池的单体电池储电量，通过将储电量分别与过充过放阈值和比较值进行比较和计算，获得能量差值和差异排序；

异常均衡模块，用于将差异排序根据异常电池标注进行排序调取处理，获得异常值排序，计算每个单体电池的能量调节值，进而对每个单体电池进行能量均衡调节，获得均衡结果；

延时判断模块，用于计算多串锂电池的延时时长，根据延时时长进行能量均衡调节，延时时长结束后判断是否重调节或更新处理。

进一步地，所述差值比较和获取模块包括：

阈值比较模块，用于获取多串锂电池的每个单体电池的储电量，对每个单体电池进行标号；将储电量与过充或过放阈值进行比较，当储电量大于过充阈值时，计算储电量的过充电量，当储电量小于过放阈值时，计算储电量的过放电量；

差异排序模块，用于取过充阈值和过放阈值的平均值为比较值，将各个单体电池的储电量分别与比较值进行差值计算，获得各个单体电池的能量差值，将能量差值进行从大到小的排序，获得差异排序，将差异排序中存在过充电量或过放电量的单体电池标注为异常电池。

进一步地，所述异常均衡模块包括：

电池异常排序模块，用于根据差异排序获取对应单体电池的排序，获得电池排序，将电池排序中存在的第一个异常电池标注的电池序号调取至电池排序的第一个排名，依次将电池排序中其余存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后，直至所有异常电池标注完成调取，获得异常值排序；

均衡调节模块，用于通过能量差值计算每个单体电池的能量调节值，根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节。

进一步地，所述均衡调节模块还包括：

初步调节模块，用于调取每个单体电池的能量调节值，将对应单体电池作为待调节电池；将与其对应的其它单体电池作为待抽取电池；

当待调节电池的能量调节值为正数时，将储电量大于比较值的待抽取电池的能量差值中的储电量均衡至待调节电池的储电量中，直至待抽取电池的能量差值为0；

当待调节电池的能量调节值为负数时，将待调节电池的能量差值中的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池的储电量中，直至待调节电池的能量差值为0；

主动均衡模块，用于通过主动均衡方法对所有单体电池进行储电量的均衡调节，获得均衡结果。

进一步地，所述延时判断模块包括：

延时计算模块，用于根据能量调节值结合单体电池的充放电速率计算多串锂电池的延时时长，通过延时时长对单体电池进行能量均衡调节；

最后判断模块，用于当延时时长结束后，根据实时数据计算多个单体电池的能量差值平均值，将所述平均值与预设阈值进行比较，根据比较结果对多串电池进行重调节或更新处理。

本发明有益效果：

本发明提出了一种多串锂电池保护IC方法及保护系统，通过专用的检测设备或软件，获取多串锂电池中每个单体电池的当前储电量。确保获取的储电量数据准确无误，为后续的比较和计算提供基础数据。将每个单体电池的储电量与预设的过充电阈值和过放电阈值进行比较。计算每个单体电池与阈值之间的差值，这个差值可以用来评估电池的状态和潜在的风险。根据计算出的能量差值，对多串锂电池的单体电池进行排序。这样可以直观地了解哪些电池的储电量处于过高或过低的状态。对于那些差值超过一定范围的电池（即异常电池），进行标注。根据标注结果，获取异常电池信息。根据每个单体电池的状态和需求，计算出相应的能量调节值。这个值可以指导如何对电池进行均衡调节，确保电池组中的能量分布均匀。根据计算出的能量调节值，对每个单体电池进行均衡调节。这涉及到控制和调节充电或放电的电流和电压，以达到均衡的目的。考虑多串锂电池的实际效率数据，计算出适当的延时时长。这个时长是为了给均衡过程留出足够的时间，确保电池组达到理想的均衡状态。当延时时长结束后，再次检查多串锂电池的单体电池状态。如果某些电池的能量仍然不均衡，可能需要重新进行均衡调节或采取其他处理措施。对于那些经过均衡调节后状态得到改善的电池，更新其相关数据和状态信息。这有助于持续监控和优化多串锂电池的性能和安全性。输出经过均衡处理后的多串锂电池的状态信息和性能数据。这可以为后续的维护和使用提供重要的参考依据。

附图说明

图1为一种多串锂电池保护IC方法的组成示意图；

图2为异常值排序示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的一个实施例，本发明提出的一种多串锂电池保护IC方法及保护系统，所述方法包括：

S1、获取多串锂电池的单体电池储电量，通过将储电量分别与过充过放阈值和比较值进行比较和计算，获得能量差值和差异排序；

S2、将差异排序根据异常电池标注进行排序调取处理，获得异常值排序，计算每个单体电池的能量调节值，进而对每个单体电池进行能量均衡调节，获得均衡结果；

S3、计算多串锂电池的延时时长，根据延时时长进行能量均衡调节，延时时长结束后判断是否重调节或更新处理。

上述技术方案的工作原理为：首先，获取多串锂电池的单体电池储电量，通过将储电量分别与过充过放阈值和比较值进行比较和计算，获得能量差值和差异排序；然后，将差异排序根据异常电池标注进行排序调取处理，获得异常值排序，计算每个单体电池的能量调节值，进而对每个单体电池进行能量均衡调节，获得均衡结果；最后，计算多串锂电池的延时时长，根据延时时长进行能量均衡调节，延时时长结束后判断是否重调节或更新处理。

上述技术方案的技术效果为：通过专用的检测设备或软件，获取多串锂电池中每个单体电池的当前储电量。确保获取的储电量数据准确无误，为后续的比较和计算提供基础数据。将每个单体电池的储电量与预设的过充电阈值和过放电阈值进行比较。计算每个单体电池与阈值之间的差值，这个差值可以用来评估电池的状态和潜在的风险。根据计算出的能量差值，对多串锂电池的单体电池进行排序。这样可以直观地了解哪些电池的储电量处于过高或过低的状态。对于那些差值超过一定范围的电池（即异常电池），进行标注。根据标注结果，获取异常电池信息。根据每个单体电池的状态和需求，计算出相应的能量调节值。这个值可以指导如何对电池进行均衡调节，确保电池组中的能量分布均匀。根据计算出的能量调节值，对每个单体电池进行均衡调节。这涉及到控制和调节充电或放电的电流和电压，以达到均衡的目的。考虑多串锂电池的实际效率数据，计算出适当的延时时长。这个时长是为了给均衡过程留出足够的时间，确保电池组达到理想的均衡状态。当延时时长结束后，再次检查多串锂电池的单体电池状态。如果某些电池的能量仍然不均衡，可能需要重新进行均衡调节或采取其他处理措施。对于那些经过均衡调节后状态得到改善的电池，更新其相关数据和状态信息。这有助于持续监控和优化多串锂电池的性能和安全性。输出经过均衡处理后的多串锂电池的状态信息和性能数据。这可以为后续的维护和使用提供重要的参考依据。

本发明的一个实施例，所述S1包括：

获取多串锂电池的每个单体电池的储电量，对每个单体电池进行标号；将储电量与过充或过放阈值进行比较，当储电量大于过充阈值时，计算储电量的过充电量，当储电量小于过放阈值时，计算储电量的过放电量；

取过充阈值和过放阈值的平均值为比较值，将各个单体电池的储电量分别与比较值进行差值计算，获得各个单体电池的能量差值，将能量差值进行从大到小的排序，获得差异排序，将差异排序中存在过充电量或过放电量的单体电池标注为异常电池。

上述技术方案的工作原理为：获取多串锂电池的每个单体电池的储电量，对每个单体电池进行标号；将储电量与过充或过放阈值进行比较，当储电量大于过充阈值时，计算储电量的过充电量，当储电量小于过放阈值时，计算储电量的过放电量；所述过充电量的计算公式为：C-O=G_c，其中，C为储电量，O为过充阈值，G_c为过充电量，所述过放电量的计算公式为：F-C=G_f，其中，C为储电量，F为过放阈值，G_f为过放电量。当过充电量或过放电量为0或负数时，视为其不存在。所述储电量为存储电量。取过充阈值和过放阈值的平均值为比较值，将各个单体电池的储电量分别与比较值进行差值计算，获得各个单体电池的能量差值，将能量差值进行从大到小的排序，获得差异排序，将差异排序中存在过充电量或过放电量的单体电池标注为异常电池。

上述技术方案的技术效果为：通过对每个单体电池的储电量进行测量和比较，可以准确识别出存在过充电量或过放电量的异常电池。这有助于及时发现潜在的安全隐患，避免电池组发生故障或损坏。通过对各个单体电池的储电量进行差值计算和排序，可以快速定位能量不均衡的单体电池，并根据其状态和需求进行有针对性的均衡调节。这有助于提高均衡调节的效率和效果，进一步优化电池组的性能和安全性。通过对异常电池进行及时的均衡调节和处理，可以减小各个单体电池之间的性能差异，延长整个电池组的使用寿命。这有助于降低维护成本和更换电池的频率，提高多串锂电池在长期使用中的可靠性。通过标注和处理存在过充电量或过放电量的异常电池，可以降低电池组发生故障或燃烧等安全问题的风险。这有助于保障电动汽车、移动电源等应用场景的安全运行。通过获取多串锂电池的每个单体电池的储电量和状态信息，可以实现电池组的智能化管理。这有助于实时监控和预测电池组的性能和安全性，为后续的维护和使用提供重要的参考依据。

本发明的一个实施例，所述S2包括：

根据差异排序获取对应单体电池的排序，获得电池排序，将电池排序中存在的第一个异常电池标注的电池序号调取至电池排序的第一个排名，依次将电池排序中其余存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后，直至所有异常电池标注完成调取，获得异常值排序；

通过能量差值计算每个单体电池的能量调节值，根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节。

所述能量调节值的计算公式为：

；

其中，为第d个单体电池的能量调节值，/>为第d个单体电池的初始储电量，为第d个单体电池的当前实际储电量，/>为第d个单体电池的能量差值。

上述技术方案的工作原理为：根据差异排序获取对应单体电池的排序，获得电池排序，将电池排序中存在的第一个异常电池标注的电池序号调取至电池排序的第一个排名，依次将电池排序中其余存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后，例如，第三排名为异常电池标注，将第三排名调取至第一排名，第五排名也为异常电池标注，将第五排名调取至第一排名之后，即第二排名，其它排名适应性延后，直至所有异常电池标注完成调取，获得异常值排序，如图2所示；通过上述步骤可以保证异常值排序是根据异常情况从最严重至最轻级进行排序的，如第一排名一定是异常且能量差值最大的电池序号。通过能量差值计算每个单体电池的能量调节值，根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节。

上述技术方案的技术效果为：根据差异排序获取对应单体电池的排序，这一步是为了获得电池的顺序，为后续的处理提供依据。具体地，通过比较各个单体电池的能量差值，将它们按照差值的大小进行排序，得到电池排序。根据异常电池的标注进行电池序号的调整。具体地，将存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后。例如，如果第三排名是异常电池标注，那么将其调取至第一排名；如果第五排名也是异常电池标注，那么将其调取至第二排名，即前一次调取排名之后。其他的排名则相应地适应性延后。通过这样的调整，可以确保异常值排序是从最严重到最轻的异常情况进行排序的。根据异常值排序和能量差值计算每个单体电池的能量调节值，按照异常值排序进行依次调节，通过公式中的可以计算出单体电池在能量调节之前已经对其它电池进行调节的调节值，或实际损耗的值；这个能量调节值可以用来指导如何对每个单体电池进行能量均衡调节，确保电池组中的能量分布均匀。根据每个单体电池的能量调节值调取对应的调节电池，然后根据调节电池和能量调节值对单体电池进行能量调节。通过这样的步骤，可以实现对多串锂电池中各个单体电池的能量均衡调节，提高电池组的性能和安全性。整个过程可以自动化进行，无需人工干预，提高了处理效率。同时，通过对异常电池的优先处理和调整，可以确保电池组的安全运行，延长使用寿命。

本发明的一个实施例，所述根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节，包括：

调取每个单体电池的能量调节值，将对应单体电池作为待调节电池；将与其对应的其它单体电池作为待抽取电池；

当待调节电池的能量调节值为正数时，将储电量大于比较值的待抽取电池的能量差值中的储电量均衡至待调节电池的储电量中，直至待抽取电池的能量差值为0；

当待调节电池的能量调节值为负数时，将待调节电池的能量差值中的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池的储电量中，直至待调节电池的能量差值为0；

通过主动均衡方法对所有单体电池进行储电量的均衡调节，获得均衡结果。

上述技术方案的工作原理为：按照异常值排序依次调取每个单体电池的能量调节值，将对应单体电池作为待调节电池；将与其对应的其它单体电池作为待抽取电池；当待调节电池的能量调节值为正数时，将储电量大于比较值的待抽取电池的能量差值中的储电量均衡至待调节电池的储电量中，直至待抽取电池的能量差值为0；正数意为待调节电池缺少的储电量。当待调节电池的能量调节值为负数时，将待调节电池的能量差值中的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池的储电量中，直至待调节电池的能量差值为0；负数意为待调节电池多余的储电量。通过主动均衡方法对所有单体电池进行储电量的均衡调节，获得均衡结果。所述均衡为对储电量的调动，减小各个单体电池间储电量的差异。当最后待抽取电池或待调节电池仍然存在能量差值时，通过电源或耗能元器件进行均衡干预，减小能量差值。

上述技术方案的技术效果为：根据异常值排序和能量差值计算出每个单体电池的能量调节值。这个能量调节值代表了每个单体电池需要进行的能量调节量。然后，根据能量调节值，将对应的单体电池确定为待调节电池。同时，与其对应的其它单体电池被确定为待抽取电池。这一步是为了明确哪些电池需要进行调节，以及从哪些电池中抽取或注入能量。根据待调节电池的能量调节值的大小，执行相应的均衡操作。如果待调节电池的能量调节值为正数，这意味着待调节电池缺少一定的储电量。因此，从储电量大于比较值的待抽取电池中取出适量的能量，均衡至待调节电池中，直到待抽取电池的能量差值为0。这样可以确保待调节电池得到所需的能量补充。相反，如果待调节电池的能量调节值为负数，表示待调节电池有多余的储电量。在这种情况下，将这些多余的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池中，直到待调节电池的能量差值为0。这样可以平衡多个单体电池之间的储电量差异。通过这样的主动均衡方法，可以对所有单体电池进行储电量的均衡调节，最终获得均衡结果。这种均衡方法旨在减小各个单体电池之间储电量的差异，确保电池组的性能和安全性。如果在进行上述均衡调节后，最后剩下的待抽取电池或待调节电池仍然存在能量差值，那么可能需要采取进一步的均衡干预措施。这可以通过使用电源或耗能元器件来实现，以进一步减小这些电池之间的能量差值。综上所述，通过上述步骤和方法，可以实现对多串锂电池中各个单体电池的储电量进行均衡调节，减小它们之间的差异，提高整个电池组的一致性和稳定性。这有助于延长电池组的使用寿命，并确保其在各种应用场景中的安全可靠运行。

本发明的一个实施例，所述S3包括：

根据能量调节值结合单体电池的充放电速率计算多串锂电池的延时时长，通过延时时长对单体电池进行能量均衡调节；

所述延时时长的计算公式为：

；

其中，为延时时长，d为单体电池的总个数，/>为第d个单体电池的充电电量，为第d个单体电池的充电时长，/>为第d个单体电池的放电电量，/>为第d个单体电池的放电时长，/>为第d个单体电池的能量调节值，/>为预设延时时长。

当延时时长结束后，根据实时数据计算多个单体电池的能量差值平均值，将所述平均值与预设阈值进行比较，根据比较结果对多串电池进行重调节或更新处理。

上述技术方案的工作原理为：根据能量调节值结合单体电池的充放电速率计算多串锂电池的延时时长，通过延时时长对单体电池进行能量均衡调节；当延时时长结束后，根据实时数据计算多个单体电池的能量差值平均值，将所述平均值与预设阈值进行比较，根据比较结果对多串电池进行重调节或更新处理。当所述平均值大于等于预设阈值时，对多串电池进行重均衡调节，当所述平均值小于预设阈值时，对多串电池的电数据进行更新，不进行均衡调节。

上述技术方案的技术效果为：根据能量调节值和单体电池的充放电速率，可以计算出多串锂电池的延时时长。这个延时时长是为了给均衡过程留出足够的时间，确保电池组达到理想的均衡状态。具体地，通过综合考虑能量调节值和充放电速率，可以确定每个单体电池所需的均衡时间。然后，根据这些时间值，计算出整个多串锂电池的延时时长。在延时时长期间，根据能量调节值对各个单体电池进行能量均衡调节。通过公式中的计算出第d个单体电池的充放电平均速率，/>可以计算出第d个单体电池的能量调节值的充放电时长影响系数，通过整体计算公式可以计算出整体多串锂电池的能量调节的延时时长；通过控制充电或放电的电流和电压等参数，将所需的能量注入或抽取到相应的单体电池中，以实现均衡调节。当延时时长结束后，重新计算多个单体电池的能量差值平均值。这个平均值可以反映电池组当前的均衡状态。然后，将这个平均值与预设的阈值进行比较。预设阈值是一个参考标准，用于判断电池组的均衡程度是否达到预期。根据比较结果，对多串锂电池进行相应的处理。如果平均值大于等于预设阈值，说明电池组的均衡程度不够理想，需要进行重均衡调节。在这种情况下，重新计算能量调节值，并再次进行均衡调节过程。如果平均值小于预设阈值，说明电池组的均衡程度已经达到或接近预期标准。此时，可以对多串锂电池的电数据进行更新，例如更新每个单体电池的储电量和状态信息，但不进行额外的均衡调节。这样可以保持电池组的当前状态，并继续监控其性能和安全性。综上所述，通过结合能量调节值、单体电池的充放电速率和预设阈值，可以实现多串锂电池的智能均衡调节。这种调节方法可以根据电池组的实时状态进行灵活调整，确保其性能和安全性的优化。同时，通过更新电数据，可以持续跟踪和记录电池组的运行状态，为后续的维护和管理提供重要的参考依据。

本发明的一个实施例，所述系统包括：

差值比较和获取模块，用于获取多串锂电池的单体电池储电量，通过将储电量分别与过充过放阈值和比较值进行比较和计算，获得能量差值和差异排序；

异常均衡模块，用于将差异排序根据异常电池标注进行排序调取处理，获得异常值排序，计算每个单体电池的能量调节值，进而对每个单体电池进行能量均衡调节，获得均衡结果；

延时判断模块，用于计算多串锂电池的延时时长，根据延时时长进行能量均衡调节，延时时长结束后判断是否重调节或更新处理。

上述技术方案的工作原理为：差值比较和获取模块用于获取多串锂电池的单体电池储电量，通过将储电量分别与过充过放阈值和比较值进行比较和计算，获得能量差值和差异排序；异常均衡模块用于将差异排序根据异常电池标注进行排序调取处理，获得异常值排序，计算每个单体电池的能量调节值，进而对每个单体电池进行能量均衡调节，获得均衡结果；延时判断模块用于计算多串锂电池的延时时长，根据延时时长进行能量均衡调节，延时时长结束后判断是否重调节或更新处理。

上述技术方案的技术效果为：通过专用的检测设备或软件，获取多串锂电池中每个单体电池的当前储电量。确保获取的储电量数据准确无误，为后续的比较和计算提供基础数据。将每个单体电池的储电量与预设的过充电阈值和过放电阈值进行比较。计算每个单体电池与阈值之间的差值，这个差值可以用来评估电池的状态和潜在的风险。根据计算出的能量差值，对多串锂电池的单体电池进行排序。这样可以直观地了解哪些电池的储电量处于过高或过低的状态。对于那些差值超过一定范围的电池（即异常电池），进行标注。根据标注结果，获取异常电池信息。根据每个单体电池的状态和需求，计算出相应的能量调节值。这个值可以指导如何对电池进行均衡调节，确保电池组中的能量分布均匀。根据计算出的能量调节值，对每个单体电池进行均衡调节。这涉及到控制和调节充电或放电的电流和电压，以达到均衡的目的。考虑多串锂电池的实际效率数据，计算出适当的延时时长。这个时长是为了给均衡过程留出足够的时间，确保电池组达到理想的均衡状态。当延时时长结束后，再次检查多串锂电池的单体电池状态。如果某些电池的能量仍然不均衡，可能需要重新进行均衡调节或采取其他处理措施。对于那些经过均衡调节后状态得到改善的电池，更新其相关数据和状态信息。这有助于持续监控和优化多串锂电池的性能和安全性。输出经过均衡处理后的多串锂电池的状态信息和性能数据。这可以为后续的维护和使用提供重要的参考依据。

本发明的一个实施例，所述差值比较和获取模块包括：

阈值比较模块，用于获取多串锂电池的每个单体电池的储电量，对每个单体电池进行标号；将储电量与过充或过放阈值进行比较，当储电量大于过充阈值时，计算储电量的过充电量，当储电量小于过放阈值时，计算储电量的过放电量；

差异排序模块，用于取过充阈值和过放阈值的平均值为比较值，将各个单体电池的储电量分别与比较值进行差值计算，获得各个单体电池的能量差值，将能量差值进行从大到小的排序，获得差异排序，将差异排序中存在过充电量或过放电量的单体电池标注为异常电池。

上述技术方案的工作原理为：阈值比较模块用于获取多串锂电池的每个单体电池的储电量，对每个单体电池进行标号；将储电量与过充或过放阈值进行比较，当储电量大于过充阈值时，计算储电量的过充电量，当储电量小于过放阈值时，计算储电量的过放电量；所述过充电量的计算公式为：C-O=G_c，其中，C为储电量，O为过充阈值，G_c为过充电量，所述过放电量的计算公式为：F-C=G_f，其中，C为储电量，F为过放阈值，G_f为过放电量。当过充电量或过放电量为0或负数时，视为其不存在。所述储电量为存储电量。差异排序模块用于取过充阈值和过放阈值的平均值为比较值，将各个单体电池的储电量分别与比较值进行差值计算，获得各个单体电池的能量差值，将能量差值进行从大到小的排序，获得差异排序，将差异排序中存在过充电量或过放电量的单体电池标注为异常电池。

上述技术方案的技术效果为：通过对每个单体电池的储电量进行测量和比较，可以准确识别出存在过充电量或过放电量的异常电池。这有助于及时发现潜在的安全隐患，避免电池组发生故障或损坏。通过对各个单体电池的储电量进行差值计算和排序，可以快速定位能量不均衡的单体电池，并根据其状态和需求进行有针对性的均衡调节。这有助于提高均衡调节的效率和效果，进一步优化电池组的性能和安全性。通过对异常电池进行及时的均衡调节和处理，可以减小各个单体电池之间的性能差异，延长整个电池组的使用寿命。这有助于降低维护成本和更换电池的频率，提高多串锂电池在长期使用中的可靠性。通过标注和处理存在过充电量或过放电量的异常电池，可以降低电池组发生故障或燃烧等安全问题的风险。这有助于保障电动汽车、移动电源等应用场景的安全运行。通过获取多串锂电池的每个单体电池的储电量和状态信息，可以实现电池组的智能化管理。这有助于实时监控和预测电池组的性能和安全性，为后续的维护和使用提供重要的参考依据。

本发明的一个实施例，所述异常均衡模块包括：

电池异常排序模块，用于根据差异排序获取对应单体电池的排序，获得电池排序，将电池排序中存在的第一个异常电池标注的电池序号调取至电池排序的第一个排名，依次将电池排序中其余存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后，直至所有异常电池标注完成调取，获得异常值排序；

均衡调节模块，用于通过能量差值计算每个单体电池的能量调节值，根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节。

所述能量调节值的计算公式为：

；

其中，为第d个单体电池的能量调节值，/>为第d个单体电池的初始储电量，为第d个单体电池的当前实际储电量，/>为第d个单体电池的能量差值。

上述技术方案的工作原理为：电池异常排序模块用于根据差异排序获取对应单体电池的排序，获得电池排序，将电池排序中存在的第一个异常电池标注的电池序号调取至电池排序的第一个排名，依次将电池排序中其余存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后，例如，第三排名为异常电池标注，将第三排名调取至第一排名，第五排名也为异常电池标注，将第五排名调取至第一排名之后，即第二排名，其它排名适应性延后，直至所有异常电池标注完成调取，获得异常值排序；通过上述步骤可以保证异常值排序是根据异常情况从最严重至最轻级进行排序的，如第一排名一定是异常且能量差值最大的电池序号。均衡调节模块用于通过能量差值计算每个单体电池的能量调节值，根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节。

上述技术方案的技术效果为：根据差异排序获取对应单体电池的排序，这一步是为了获得电池的顺序，为后续的处理提供依据。具体地，通过比较各个单体电池的能量差值，将它们按照差值的大小进行排序，得到电池排序。根据异常电池的标注进行电池序号的调整。具体地，将存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后。例如，如果第三排名是异常电池标注，那么将其调取至第一排名；如果第五排名也是异常电池标注，那么将其调取至第二排名，即前一次调取排名之后。其他的排名则相应地适应性延后。通过这样的调整，可以确保异常值排序是从最严重到最轻的异常情况进行排序的。根据异常值排序和能量差值计算每个单体电池的能量调节值。这个能量调节值可以用来指导如何对每个单体电池进行能量均衡调节，确保电池组中的能量分布均匀。根据每个单体电池的能量调节值调取对应的调节电池，然后根据调节电池和能量调节值对单体电池进行能量调节。通过这样的步骤，可以实现对多串锂电池中各个单体电池的能量均衡调节，提高电池组的性能和安全性。整个过程可以自动化进行，无需人工干预，提高了处理效率。同时，通过对异常电池的优先处理和调整，可以确保电池组的安全运行，延长使用寿命。

本发明的一个实施例，所述均衡调节模块还包括：

初步调节模块，用于调取每个单体电池的能量调节值，将对应单体电池作为待调节电池；将与其对应的其它单体电池作为待抽取电池；

当待调节电池的能量调节值为正数时，将储电量大于比较值的待抽取电池的能量差值中的储电量均衡至待调节电池的储电量中，直至待抽取电池的能量差值为0；

当待调节电池的能量调节值为负数时，将待调节电池的能量差值中的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池的储电量中，直至待调节电池的能量差值为0；

主动均衡模块，用于通过主动均衡方法对所有单体电池进行储电量的均衡调节，获得均衡结果。

上述技术方案的工作原理为：初步调节模块用于调取每个单体电池的能量调节值，将对应单体电池作为待调节电池；将与其对应的其它单体电池作为待抽取电池；当待调节电池的能量调节值为正数时，将储电量大于比较值的待抽取电池的能量差值中的储电量均衡至待调节电池的储电量中，直至待抽取电池的能量差值为0；正数意为待调节电池缺少的储电量。

当待调节电池的能量调节值为负数时，将待调节电池的能量差值中的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池的储电量中，直至待调节电池的能量差值为0；负数意为待调节电池多余的储电量。主动均衡模块用于通过主动均衡方法对所有单体电池进行储电量的均衡调节，获得均衡结果。所述均衡为对储电量的调动，减小各个单体电池间储电量的差异。当最后待抽取电池或待调节电池仍然存在能量差值时，通过电源或耗能元器件进行均衡干预，减小能量差值。

上述技术方案的技术效果为：根据异常值排序和能量差值计算出每个单体电池的能量调节值。这个能量调节值代表了每个单体电池需要进行的能量调节量。然后，根据能量调节值，将对应的单体电池确定为待调节电池。同时，与其对应的其它单体电池被确定为待抽取电池。这一步是为了明确哪些电池需要进行调节，以及从哪些电池中抽取或注入能量。根据待调节电池的能量调节值的大小，执行相应的均衡操作。如果待调节电池的能量调节值为正数，这意味着待调节电池缺少一定的储电量。因此，从储电量大于比较值的待抽取电池中取出适量的能量，均衡至待调节电池中，直到待抽取电池的能量差值为0。这样可以确保待调节电池得到所需的能量补充。相反，如果待调节电池的能量调节值为负数，表示待调节电池有多余的储电量。在这种情况下，将这些多余的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池中，直到待调节电池的能量差值为0。这样可以平衡多个单体电池之间的储电量差异。通过这样的主动均衡方法，可以对所有单体电池进行储电量的均衡调节，最终获得均衡结果。这种均衡方法旨在减小各个单体电池之间储电量的差异，确保电池组的性能和安全性。如果在进行上述均衡调节后，最后剩下的待抽取电池或待调节电池仍然存在能量差值，那么可能需要采取进一步的均衡干预措施。这可以通过使用电源或耗能元器件来实现，以进一步减小这些电池之间的能量差值。综上所述，通过上述步骤和方法，可以实现对多串锂电池中各个单体电池的储电量进行均衡调节，减小它们之间的差异，提高整个电池组的一致性和稳定性。这有助于延长电池组的使用寿命，并确保其在各种应用场景中的安全可靠运行。

本发明的一个实施例，所述延时判断模块包括：

延时计算模块，用于根据能量调节值结合单体电池的充放电速率计算多串锂电池的延时时长，通过延时时长对单体电池进行能量均衡调节；

所述延时时长的计算公式为：

；/>

其中，为延时时长，d为单体电池的总个数，/>为第d个单体电池的充电电量，为第d个单体电池的充电时长，/>为第d个单体电池的放电电量，/>为第d个单体电池的放电时长，/>为第d个单体电池的能量调节值，/>为预设延时时长。

最后判断模块，用于当延时时长结束后，根据实时数据计算多个单体电池的能量差值平均值，将所述平均值与预设阈值进行比较，根据比较结果对多串电池进行重调节或更新处理。

上述技术方案的工作原理为：延时计算模块用于根据能量调节值结合单体电池的充放电速率计算多串锂电池的延时时长，通过延时时长对单体电池进行能量均衡调节；最后判断模块用于当延时时长结束后，根据实时数据计算多个单体电池的能量差值平均值，将所述平均值与预设阈值进行比较，根据比较结果对多串电池进行重调节或更新处理。当所述平均值大于等于预设阈值时，对多串电池进行重均衡调节，当所述平均值小于预设阈值时，对多串电池的电数据进行更新，不进行均衡调节。

上述技术方案的技术效果为：根据能量调节值和单体电池的充放电速率，可以计算出多串锂电池的延时时长。这个延时时长是为了给均衡过程留出足够的时间，确保电池组达到理想的均衡状态。具体地，通过综合考虑能量调节值和充放电速率，可以确定每个单体电池所需的均衡时间。然后，根据这些时间值，计算出整个多串锂电池的延时时长。在延时时长期间，根据能量调节值对各个单体电池进行能量均衡调节。通过控制充电或放电的电流和电压等参数，将所需的能量注入或抽取到相应的单体电池中，以实现均衡调节。当延时时长结束后，重新计算多个单体电池的能量差值平均值。这个平均值可以反映电池组当前的均衡状态。然后，将这个平均值与预设的阈值进行比较。预设阈值是一个参考标准，用于判断电池组的均衡程度是否达到预期。根据比较结果，对多串锂电池进行相应的处理。如果平均值大于等于预设阈值，说明电池组的均衡程度不够理想，需要进行重均衡调节。在这种情况下，重新计算能量调节值，并再次进行均衡调节过程。如果平均值小于预设阈值，说明电池组的均衡程度已经达到或接近预期标准。此时，可以对多串锂电池的电数据进行更新，例如更新每个单体电池的储电量和状态信息，但不进行额外的均衡调节。这样可以保持电池组的当前状态，并继续监控其性能和安全性。综上所述，通过结合能量调节值、单体电池的充放电速率和预设阈值，可以实现多串锂电池的智能均衡调节。这种调节方法可以根据电池组的实时状态进行灵活调整，确保其性能和安全性的优化。同时，通过更新电数据，可以持续跟踪和记录电池组的运行状态，为后续的维护和管理提供重要的参考依据。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种多串锂电池保护IC方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、获取多串锂电池的单体电池储电量，通过将储电量分别与过充过放阈值和比较值进行比较和计算，获得能量差值和差异排序；

其中，所述S1包括：

获取多串锂电池的每个单体电池的储电量，对每个单体电池进行标号；将储电量与过充或过放阈值进行比较，当储电量大于过充阈值时，计算储电量的过充电量，当储电量小于过放阈值时，计算储电量的过放电量；

取过充阈值和过放阈值的平均值为比较值，将各个单体电池的储电量分别与比较值进行差值计算，获得各个单体电池的能量差值，将能量差值进行从大到小的排序，获得差异排序，将差异排序中存在过充电量或过放电量的单体电池标注为异常电池；

S2、将差异排序根据异常电池标注进行排序调取处理，获得异常值排序，计算每个单体电池的能量调节值，进而对每个单体电池进行能量均衡调节，获得均衡结果；

其中，所述S2包括：

根据差异排序获取对应单体电池的排序，获得电池排序，将电池排序中存在的第一个异常电池标注的电池序号调取至电池排序的第一个排名，依次将电池排序中其余存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后，直至所有异常电池标注完成调取，获得异常值排序；

通过能量差值计算每个单体电池的能量调节值，根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节；

S3、计算多串锂电池的延时时长，根据延时时长进行能量均衡调节，延时时长结束后判断是否重调节或更新处理；

其中，所述S3包括：

根据能量调节值结合单体电池的充放电速率计算多串锂电池的延时时长，通过延时时长对单体电池进行能量均衡调节；

当延时时长结束后，根据实时数据计算多个单体电池的能量差值平均值，将所述平均值与预设阈值进行比较，根据比较结果对多串电池进行重调节或更新处理。

2.根据权利要求1所述一种多串锂电池保护IC方法，其特征在于，所述根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节，包括：

调取每个单体电池的能量调节值，将对应单体电池作为待调节电池；将与其对应的其它单体电池作为待抽取电池；

当待调节电池的能量调节值为正数时，将储电量大于比较值的待抽取电池的能量差值中的储电量均衡至待调节电池的储电量中，直至待抽取电池的能量差值为0；

当待调节电池的能量调节值为负数时，将待调节电池的能量差值中的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池的储电量中，直至待调节电池的能量差值为0；

通过主动均衡方法对所有单体电池进行储电量的均衡调节，获得均衡结果。

3.一种多串锂电池保护IC保护系统，其特征在于，所述系统包括：

差值比较和获取模块，用于获取多串锂电池的单体电池储电量，通过将储电量分别与过充过放阈值和比较值进行比较和计算，获得能量差值和差异排序；

其中，所述差值比较和获取模块包括：

阈值比较模块，用于获取多串锂电池的每个单体电池的储电量，对每个单体电池进行标号；将储电量与过充或过放阈值进行比较，当储电量大于过充阈值时，计算储电量的过充电量，当储电量小于过放阈值时，计算储电量的过放电量；

差异排序模块，用于取过充阈值和过放阈值的平均值为比较值，将各个单体电池的储电量分别与比较值进行差值计算，获得各个单体电池的能量差值，将能量差值进行从大到小的排序，获得差异排序，将差异排序中存在过充电量或过放电量的单体电池标注为异常电池；

异常均衡模块，用于将差异排序根据异常电池标注进行排序调取处理，获得异常值排序，计算每个单体电池的能量调节值，进而对每个单体电池进行能量均衡调节，获得均衡结果；

其中，所述异常均衡模块包括：

电池异常排序模块，用于根据差异排序获取对应单体电池的排序，获得电池排序，将电池排序中存在的第一个异常电池标注的电池序号调取至电池排序的第一个排名，依次将电池排序中其余存在异常电池标注的电池序号调取至前一次调取排名之后，直至所有异常电池标注完成调取，获得异常值排序；

均衡调节模块，用于通过能量差值计算每个单体电池的能量调节值，根据每个单体电池的能量调节值调取对应调节电池，根据调节电池结合所述能量调节值对所述单体电池进行能量调节；

延时判断模块，用于计算多串锂电池的延时时长，根据延时时长进行能量均衡调节，延时时长结束后判断是否重调节或更新处理；

其中，所述延时判断模块包括：

延时计算模块，用于根据能量调节值结合单体电池的充放电速率计算多串锂电池的延时时长，通过延时时长对单体电池进行能量均衡调节；

最后判断模块，用于当延时时长结束后，根据实时数据计算多个单体电池的能量差值平均值，将所述平均值与预设阈值进行比较，根据比较结果对多串电池进行重调节或更新处理。

4.根据权利要求3所述一种多串锂电池保护IC保护系统，其特征在于，所述均衡调节模块还包括：

初步调节模块，用于调取每个单体电池的能量调节值，将对应单体电池作为待调节电池；将与其对应的其它单体电池作为待抽取电池；

当待调节电池的能量调节值为正数时，将储电量大于比较值的待抽取电池的能量差值中的储电量均衡至待调节电池的储电量中，直至待抽取电池的能量差值为0；

当待调节电池的能量调节值为负数时，将待调节电池的能量差值中的储电量均衡至储电量小于比较值的待抽取电池的储电量中，直至待调节电池的能量差值为0；

主动均衡模块，用于通过主动均衡方法对所有单体电池进行储电量的均衡调节，获得均衡结果。