[發明專利]用于平衡電池組的方法和系統

有效

• 申請號: 201580081567.9
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN107852002B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 喬納斯·赫爾格倫;埃斯特班·杰爾索
• 申請（專利權）人: 沃爾沃卡車集團
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44;B60L58/22
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陸弋;安翔

1.一種用于平衡電池組(7a)的方法，所述電池組包括串聯連接的多個電池單體(C1-C3)，其中，每個電池單體(C1-C3)關聯于與所述電池單體(C1-C3)并聯連接的電阻器(R1-R3)，并且其中，每個所述電阻器(R1-R3)與連接到控制單元(8)的可控開關(S1-S3)串聯聯接，所述方法包括：

-選擇性地接通和斷開所述開關(S1-S3)，以啟動相應的電池單體(C1-C3)的放電；

-由此，將所述電池單體(C1-C3)相對于所述電池組(7a)中的其它單體進行平衡，

其特征在于，所述方法包括以下步驟：

a)限定(15)指示每個開關(S1-S3)的斷開狀態或接通狀態的控制變量(u)；

b)至少部分地基于因根據所述控制變量控制所述開關(S1-S3)而導致的所述電池組(7a)的電流損失來確定成本，其中所述成本是通過執行并最小化成本函數來確定的，所述成本函數限定因給定的控制變量而導致的所述電流損失和所述電池組(7a)的平衡狀態(SoB)之間的關系；

c)將步驟a)和步驟b)重復預定的次數；

d)選擇(16)使得所述成本最小化的控制變量；和

e)基于所選擇的控制變量啟動(17)所述平衡。

2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

-對于所述電池組(7a)中的每個電池單體(C1-C3)，計算所述電流損失和作為整個電池組(7a)的平衡狀態(SoB)的函數的值的總和；以及

-基于所述電池組(7a)的所有單體中的、所述總和最低的單體來選擇所述控制變量。

3.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

-基于所述電池組(7a)中的具有最高荷電狀態(SoC_max)的單體與所述電池組(7a)中的具有最低荷電狀態(SoC_min)的單體之間的差來計算所述平衡狀態(SoB)。

4.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

-將所述控制變量(u)限定(15)為二進制向量的形式，所述二進制向量的每個位元指示所述電池組(7a)中的一個相應開關(S1-S3)的狀態。

5.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

-在所述步驟a)中，通過僅使用具有高荷電狀態(SoC)的那些電池單體來限定(15a)所述控制變量(u)。

6.一種用于平衡電池組(7a)的系統，所述電池組(7a)包括串聯連接的多個電池單體(C1-C3)，其中，每個電池單體(C1-C3)關聯于與所述電池單體(C1-C3)并聯連接的電阻器(R1-R3)，并且其中，每個所述電阻器(R1-R3)與連接到控制單元(8)的可控開關(S1-S3)串聯聯接，所述控制單元(8)被構造為選擇性地接通和斷開所述開關(S1-S3)，以啟動相應的電池單體(C1-C3)的放電，由此將所述電池單體(C1-C3)相對于所述電池組(7a)中的其它單體進行平衡，其特征在于，所述控制單元(8)被構造用于：a)限定(15)指示每個開關(S1-S3)的斷開狀態或接通狀態的控制變量(u)；b)至少部分地基于因根據所述控制變量控制所述開關(S1-S3)而導致的所述電池組(7a)的電流損失來確定成本，其中所述控制單元(8)被構造用于執行并最小化成本函數，所述成本函數限定所選擇的電池單體的所述電流損失和所述電池組(7a)的平衡狀態(SoB)之間的關系，所述平衡狀態是電池單體的最高荷電狀態(SoC)值和最低荷電狀態(SoC)值之間的差；c)將步驟a)和步驟b)重復預定的次數；d)選擇(16)使得所述成本最小化的控制變量；和e)基于所選擇的控制變量來啟動(17)所述平衡。

7.根據權利要求6所述的系統，其中，所述控制單元(8)包括單體平衡模塊(8b)，所述單體平衡模塊(8b)被構造用于：對于所述電池組(7a)中的每個電池單體(C1-C3)，計算所述電流損失和作為整個電池組(7a)的所形成的平衡狀態(SoB)的函數的值的總和；以及選擇以下的單體，該單體的相關聯的開關(S1-S3)應被接通且該單體的所述總和在所述電池組(7a)的所有單體中最低。