[發明專利]一種鋰離子電池組主動均衡控制方法

有效

• 申請號: 201810094284.3
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108494027B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 吳鐵洲;紀鋒;廖力;徐元中;石肖;高媚;謝建武;熊金龍;杜炘宇;郝山
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;劉國斌

1.一種鋰離子電池組主動均衡控制方法，其特征在于，采用三閾值及中斷均衡控制策略，其中三閾值不僅包含傳統控制策略中的動作閾值，還包含預動作閾值和結束閾值，所述控制方法包含以下步驟：

(1)計算出各單體電池在電池組進行均衡時SOC變化率與平均值的差值，記為單體電池SOC相對變換率；

(2)計算出各單體電池SOC與平均SOC的差值，記為單體電池SOC偏移量；

(3)對于SOC偏移量達到預動作閾值而未達到動作閾值的電池，計算最大SOC偏移量的電池在此時刻均衡至結束閾值這段時間內，是否會有其余電池達到動作閾值，根據設定的均衡系數，動態地改變最大SOC偏移量的單體電池均衡閾值；

(4)當電池組中單體電池SOC偏移量分布較為集中，導致三閾值均衡控制策略無法較好地進行均衡時，啟動中斷均衡控制策略；當某單體電池處于均衡狀態時，另一節電池到達動作閾值，此時中斷正在均衡的電池的均衡過程，為達到動作閾值的電池進行均衡；均衡完畢后對被中斷的電池進行均衡；均衡過程中允許嵌套；

所述方法具體過程包括：

首先需要計算各單體電池SOC相對變化率，即D_i，如式(1)所示：

其中d_i和分別是在電池組處于均衡狀態時，各單體電池SOC以及電池組平均SOC變化率，分別由式(2)和式(3)求出：

式(3)中為電池組SOC的平均值，由式(4)計算：

式(4)中n為電池組中單體電池個數；

接著求出各單體電池SOC偏移量，由式(5)計算：

對電池組中單體電池SOC偏移量達到預動作閾值而未達到動作閾值的電池，取最大SOC偏移量，記為△SOC_max，此時對該電池進行均衡，所需時間為：

其中SOC_off為結束閾值，I_e為均衡電流，而對僅次于最大SOC偏移量的電池，其達到動作閾值所需時間為：

其中SOC_set為動作閾值，取均衡系數k，其中0k1，當電池處于預動作區而滿足式(8)時，需要對相應的電池進行均衡：

T_e≥kT_a(8)

當使用中斷均衡時，對于正在均衡的電池i，將其均衡至結束閾值所需時間為：

在這段時間內，第j節電池達到動作閾值，由于此時第i節電池的SOC偏移量必小于第j節電池的SOC偏移量，中斷第i節電池的均衡過程，為第j節電池進行均衡，如果在對第j節電池均衡的過程中還有其它電池達到動作閾值，中斷對第j節電池的均衡，為達到動作閾值的電池進行均衡，均衡完畢后，將從后往前依次為被中斷的電池進行均衡；由

知三閾值及中斷均衡控制策略的使用條件如式(11)所示：

當滿足式(11)時，經過一段時間，各單體電池將會被均衡至設定值附近。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池組主動均衡控制方法，其特征在于，所述單體電池SOC相對變化率，所測值是基于電池組處于均衡狀態，而且只需要一段時間更新一次，不需要每次均衡時讀取。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池組主動均衡控制方法，其特征在于，所述預動作閾值，其值處于動作閾值與結束閾值之間。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池組主動均衡控制方法，其特征在于，所述結束閾值，其值不小于動作閾值的20％。

5.根據權利要求1所述的鋰離子電池組主動均衡控制方法，其特征在于，所述均衡閾值，其值小于或等于設定的動作閾值。

6.根據權利要求1所述的鋰離子電池組主動均衡控制方法，其特征在于，所述中斷均衡，其可以讓均衡器中斷任意電池的均衡過程。