[發明專利]一種基于可信度推理模型的電池組均衡方法

有效

• 申請號: 201710889106.5
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107590617B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 劉征宇;許亞娟;王雪松;魏自紅
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種基于可信度推理模型的電池組均衡方法，以端電壓和SOC為綜合判斷依據，利用可信度推理模型（C?F)對電池組的整體不一致性進行評價，對每個均衡器的開關及能量傳遞方向進行控制，減小均衡過程中的能量損耗，提高均衡速度，從而減小電池組在使用過程中的電壓和SOC的不一致性，提高電池組的整體能量利用率。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池的均衡策略技術領域，尤其涉及一種基于可信度推理模型的電池組均衡方法。

背景技術

電動汽車產業的廣闊前景推動了動力電池產業的快速發展，鋰離子電池作為電動汽車的能量來源或儲能系統的能量儲存載體時，單體電池的電壓和容量都無法滿足在電動汽車中應用的需求，為使鋰離子電池能達到各方面的等級要求，通常需要串并聯成組后使用。但串并聯后電池組的整體使用性能相比較單體電池大大降低，同時單體電池間不一致性的存在，使得電池成組使用時更加復雜，電池管理的困難程度也大大增加，此時需要對電池進行均衡處理，均衡后的電池組能有效地提高電池組的壽命和能量利用率，從而延長純電動汽車的續駛里程，保證應用的安全性。

均衡技術的關鍵是均衡拓撲電路及均衡控制策略，主動均衡技術因其效率高，消耗少等優點，成為當前研究的熱點。主動均衡拓撲結構按能量流向可分為單體到組型結構、組到單體型結構、單體到單體型結構和單體與組雙向型結構。其中單體與組雙向型電路因其均衡速度快，能量轉移效率高的優點被廣泛采用。均衡策略按照判斷依據可分為以SOC一致為目標的均衡策略、以電壓一致為目標的均衡策略以及以容量一致為目標的均衡策略。其中，以端電壓一致的應用最為廣泛，但僅以電壓為均衡目標具有盲目性和震蕩性，而SOC是時間的累積量，與開路電壓OCV有較穩定的關系，以端電壓和SOC為綜合判斷依據，同時采用基于雙向Cuk拓撲的分組均衡器，利用可信度推理模型(Credibility Factor)對電池進行均衡操作具有重要意義。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種基于可信度推理模型的電池組均衡方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于可信度推理模型的電池組均衡方法，具體步驟如下：

(1)測量電池組各單體端電壓；根據簡化的PNGV電池模型及Kalman濾波器系統參數辨識在線估算OCV，并利用OCV和SOC曲線關系估算SOC；

(2)計算各單體不均衡度CF(IID)，模組不均衡度CF(MID)及電池組不均衡度CF(OID)；

(3)判斷電池組不均衡度CF(OID)是否大于不均衡度閾值CF(OID)_th，且根據電池組不均衡度CF(OID)大小可以判定鋰離子電池組的工作狀態是否正常，CF(OID)值越大，表示電池組整體不均衡度越大，即電池組能量分化越明顯，需進行均衡操作以減少電池組的整體不一致性；

(4)由單體不均衡度和模組不均衡度的大小來確定單體電池和模組的偏離程度，由模組狀態系數Hi的大小決定均衡方向：

當模組處于相對均衡狀態即bH_ia時，且該模組內存在CF(IID_x)CF(OID)_th的單體電池，則進行組間均衡，否則不需均衡操作；

(5)進行電池組均衡操作,在均衡過程中設置采樣時間，在一次均衡采樣周期內，模組之間的轉移能量與均衡平均電流和均衡時間有關，即Q_eq＝I_eqt_eq，均衡電流I_eq可由MOSFET開關占空比D來調整，在下一個采樣周期開始時計算CF(OID)，判斷CF(OID)是否小于CF(OID)_th：當CF(OID)CF(OID)_th，繼續進行均衡操作；當CF(OID)≤CF(OID)_th時，停止均衡操作。