[發明專利]一種基于蓄電池組均衡拓撲結構的調節方法及裝置

有效

• 申請號: 201911405186.8
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110994747B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 馮國利;夏益輝;葉志浩;張曉鋒;趙鏡紅;王澤潤;喬鳴忠;黃靖
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 鄭飛

一種基于蓄電池組均衡拓撲結構的調節方法及裝置，包括：實時監測所有蓄電池的電壓和電流，計算蓄電池剩余電量和剩余電量平均值；將電量大于平均值的蓄電池按偏差值大小從大到小分組編號為A₁、A₂、……、A_k，作為高電量蓄電池組；將電量小于平均值的蓄電池按偏差值大小從大到小分組編號為B₁、B₂、……、B_E，作為低電量蓄電池組；通過蓄電池的剩余電量制定均衡調節策略，將電量大于平均值的蓄電池的電能向電量小于平均值的蓄電池轉移，實現蓄電池組的自動均衡調節；其中，均衡調節以均衡調節時間T周期性進行，每次均衡調節均由高電量蓄電池組中電量最高的一個蓄電池向低電量蓄電池組中電量最低的一個蓄電池轉移電能。

技術領域

本發明蓄電池組均衡調節領域，具體涉及一種基于蓄電池組均衡拓撲結構的調節方法及裝置。

背景技術

大量研究結果表明，目前很多高能武器所使用的儲能系統通常由蓄電池組和脈沖電容組成，在高能武器的使用過程中，能量的轉移過程依次為“電能－化學能－電場儲能－動能”，在蓄電池組短時間內對脈沖電容大倍率充電大過程中，由于蓄電池的內阻、溫度等差異而導致蓄電池模組之間容量的不均衡。此外，由于蓄電池模組在使用過程中存在復用現象，部分蓄電池模組放電深度不同，也會導致蓄電池模組之間的容量不均衡。當蓄電池組長期工作在高充放電倍率下，會加劇蓄電池模組之間的容量不均衡，進而導致部分蓄電池模組工作在深度放電或者過度放電狀態，降低蓄電池組的使用壽命，嚴重時甚至會損壞部分蓄電池模組，影響蓄電池組向電磁軌道炮、電磁線圈炮等高能武器的正常供電，進而會影響這些高能武器的作戰使用。因此，有必要以高能武器用儲能系統的蓄電池模組為研究對象，開展儲能蓄電池模組自動均衡控制技術研究。

為此，如何優化設計蓄電池組的自動均衡控制方法，充分利用上述蓄電池組均衡拓撲結構以實現降低均衡控制系統的功率損耗和提高自動均衡控制的速度，這是本發明主要考慮解決的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于蓄電池組均衡拓撲結構的調節方法及裝置，具體方案如下：

作為本發明的第一方面，提供一種基于蓄電池組均衡拓撲結構的調節方法，所述方法包括：

實時監測所有蓄電池的電壓和電流，通過電壓和電流計算出所有蓄電池的剩余電量，通過所有蓄電池的剩余電量計算蓄電池的平均剩余電量

計算蓄電池剩余電量與平均值的差值，作為該蓄電池的偏差值，將電量大于平均值的蓄電池按偏差值大小從大到小分組編號為A₁、A₂、……、 A_k，作為高電量蓄電池組；將電量小于平均值的蓄電池按偏差值大小從大到小分組編號為B₁、B₂、……、B_E，作為低電量蓄電池組；

通過蓄電池的剩余電量制定均衡調節策略，將電量大于平均值的蓄電池的電能向電量小于平均值的蓄電池轉移，實現蓄電池組的自動均衡調節；

其中，均衡調節以均衡調節時間T周期性進行，每次均衡調節均由高電量蓄電池組中電量最高的一個蓄電池向低電量蓄電池組中電量最低的一個蓄電池轉移電能，每次均衡調節均在該次均衡調節時間T內完成，完成一次均衡調節后，進行下一次均衡調節，再次計算蓄電池電量，并由高電量蓄電池組中電量最高的一個蓄電池向低電量蓄電池組中電量最低的一個蓄電池轉移電能，依次進行，直至完成所有蓄電池的均衡調節。

進一步地，所述方法還包括：實時監測所有蓄電池剩余電量，通過所有蓄電池剩余電量、蓄電池剩余電量的平均值計算各蓄電池極差R和各蓄電池的標準差σ，通過各蓄電池極差R和各蓄電池的標準差σ計算蓄電池剩余電量的均衡指數F；各蓄電池極差R、各蓄電池的標準差σ以及蓄電池剩余電量的均衡指數F計算公式如下：