[發明專利]一種動力電池主動均衡充電電氣控制系統及方法

有效

• 申請號: 201910921453.0
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110797933B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 方雯;龔健;魯玲
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/42;H01M10/44;B60L58/12;B60L58/22;B60L53/00
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 任麗娜

1.一種動力電池主動均衡充電電氣控制系統，其特征在于，包括：

多條充電支路；每條所述充電支路上對應設置有功率控制模塊，用于控制對應充電支路上的充電功率；

多個與動力電池的電池組一一對應的均衡模塊，用于控制對應電池組內各個單體電池之間的電量轉移；

數據獲取模塊，用于獲取待充電的動力電池中每個電池組內所有單體電池的狀態參數數據；

SOC計算模塊，用于根據每個單體電池的狀態參數數據，計算出該單體電池對應的SOC值；

充電管理模塊，用于根據每個電池組內各個單體電池的SOC值，并通過控制相應的所述功率控制模塊，使該功率控制模塊對應充電支路能夠以最優充電功率對該電池組充電；

均衡管理模塊，用于根據每個電池組內各個單體電池的SOC值，并通過控制相應的所述均衡模塊，完成對應電池組內各個單體電池之間的均衡；

而且，所述充電管理模塊包括匹配單元、運算單元和信號生成單元；其中，

所述匹配單元，用于根據每個單體電池的SOC值，匹配出該單體電池的最優充電功率；

所述運算單元，用于運行粒子群優化算法對每個電池組內各個單體電池的最優充電功率進行優化求解，計算出該電池組對應的最優充電功率；其中，運行所述粒子群優化算法，并以每個電池組的充電效率為適應度值，計算每個電池組充電效率最高時對應的充電功率；其中，所述粒子群優化算法的適應度函數預先通過最小二乘法擬合得到，且所述最小二乘法擬合采用的數據集將所述電池組的SOC值、溫度數據、充電功率數據作為變量數據，將所述電池組的充電效率作為因變量數據；

所述信號生成單元，用于根據每個電池組對應的最優充電功率，生成相應的功率控制信號，以控制相應的所述功率控制模塊。

2.如權利要求1所述的一種動力電池主動均衡充電電氣控制系統，其特征在于，所述數據獲取模塊還用于獲取動力電池中電池組的類型信息；而且，所述匹配單元，用于根據動力電池中電池組的類型信息，匹配該電池組對應的適應度函數，以作為所述運算單元運行的所述粒子群優化算法的適應度函數。

3.如權利要求1所述的一種動力電池主動均衡充電電氣控制系統，其特征在于，所述均衡模塊包括微控制器、開關陣列模塊和多個雙向DC/DC變換器。

4.如權利要求1~3任一項所述的一種動力電池主動均衡充電電氣控制系統，其特征在于，還包括識別模塊，用于識別每個所述電池組的充電接口ID信息；而且，所述充電管理模塊，用于根據每個所述電池組的充電接口ID信息，確定其對各個所述功率控制模塊的控制關系。

5.一種動力電池主動均衡充電電氣控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取待充電的動力電池中每個電池組內所有單體電池的狀態參數數據；

根據每個單體電池的狀態參數數據，計算出該單體電池對應的SOC值；

根據每個電池組內各個單體電池的SOC值，并控制相應的充電支路能夠以最優充電功率對該電池組充電；其中，根據每個單體電池的SOC值，匹配出該單體電池的最優充電功率；運行粒子群優化算法對每個電池組內各個單體電池的最優充電功率，計算出該電池組對應的最優充電功率；而且所述粒子群優化算法以每個電池組的充電效率為適應度函數，計算每個電池組充電效率最高時對應的充電功率；

其中，所述粒子群優化算法的適應度函數預先通過最小二乘法擬合得到，且所述最小二乘法擬合采用的數據集將所述電池組的SOC值、溫度數據、充電功率數據作為變量數據，將所述電池組的充電效率作為因變量數據；以及，根據每個電池組內各個單體電池的SOC值，并通過控制相應的均衡模塊，完成對應電池組內各個單體電池之間的均衡；其中，所述均衡模塊用于控制對應電池組內各個單體電池之間的電量轉移。