[發明專利]基于粒子群優化算法的環形均衡電路的能量路徑優化方法

在審

• 申請號: 202110143881.2
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112821507A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 玄東吉;王標;陳家輝;陳建龍;陳聰;盧陳雷
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 杭州萬合知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33294
• 代理人: 余冬;萬珠明

本發明公開了一種基于粒子群優化算法的環形均衡電路的能量路徑優化方法，包括以下步驟：S1：建立電池組的環形均衡電路，所述環形均衡電路包括串聯多個的電池和用于實現電池之間的能量傳遞的均衡模塊；S2:采集電池組內所有單體電池的電壓，通過計算得到電池組的電壓平均值以及每個單體電池的電壓與電壓平均值之間的差值；S3:將電池組的電壓平均值以及每個單體電池的電壓與電壓平均值之間的差值代入粒子群優化算法進行迭代求解，得到環形均衡電路的最優均衡能量路徑；S4:將所得到的最優均衡能量路徑轉換為環形均衡電路中均衡模塊的控制開關的時序，實現所有電池的均衡控制。本發明使得電池均衡過程中不會產生電池的反復充放電現象，可以減少能量消耗。

技術領域

本發明涉及電池系統技術領域，特別涉及一種基于粒子群優化算法的環形均衡電路的能量路徑優化方法。

背景技術

在當前的經濟和環境形勢下，大力發展新能源汽車是緩解能源危機和環境污染的主要途徑。電動汽車以電能作為能量來源，擺脫了對化石能源的依賴，具有清潔無污染和能量利用率高的優點。動力電池組是電動汽車的核心部件，直接決定了電動汽車的整體性能和續航里程。但是單體電池的電壓過小，無法滿足電動汽車的電壓、能量和功率需求，因此動力電池組通常由多節單體電池進行串并聯構成。但是受到電池工藝和工作環境的影響，電池組中各單體電池會產生不一致問題，導致電池組的可用電量由性能最差的單體電池決定，影響電動汽車的續航里程和安全性。因此需要電池均衡技術來改善電池組的不一致性問題。

現階段的電池均衡算法越來越多，但是這些均衡算法只通過調節均衡電流的大小來提高均衡速度，沒有考慮電池均衡過程中的能量路徑優化，容易產生電池的反復充放電現象，導致在電池均衡過程中產生多余的能量損耗。

因此，亟需一種能量路徑優化的新方法，能夠克服現有技術中存在的不足之處，確保所有電池在不發生反復充放電的情況下實現電池均衡。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于粒子群優化算法的環形均衡電路的能量路徑優化方法。本發明使得電池均衡過程中不會產生電池的反復充放電現象，可以減少能量消耗。

本發明的技術方案：基于粒子群優化算法的環形均衡電路的能量路徑優化方法，包括以下步驟：

S1：建立電池組的環形均衡電路，所述環形均衡電路包括串聯多個的電池和用于實現電池之間的能量傳遞的均衡模塊；

S2:采集電池組內的電池的性能數據；

S3:將電池的性能數據代入粒子群優化算法進行迭代求解，得到環形均衡電路的最優均衡能量路徑；

S4:將所得到的最優均衡能量路徑轉換為環形均衡電路中均衡模塊的控制開關的時序，實現所有電池的均衡控制。

上述的基于粒子群優化算法的環形均衡電路的能量路徑優化方法，所述均衡模塊包括第一均衡模塊和第二均衡模塊；所述第一均衡模塊設置在電池組的第一個電池和最后一個電池之間，用于第一個電池和最后一個電池之間的均衡；所述第二均衡模塊設置在相鄰的電池之間，用于相鄰電池之間的均衡。

前述的基于粒子群優化算法的環形均衡電路的能量路徑優化方法，所述第一均衡模塊由一電阻、一電感和四個MOSFET管組成，其中第一個電池的正負極和最后一個電池的正負極分別串聯有兩個MOSFET管，串聯的兩個MOSFET管之間并聯電阻和電感。

前述的基于粒子群優化算法的環形均衡電路的能量路徑優化方法，所述第二均衡模塊由一電阻、一電感和兩個MOSFET管組成，其中電阻和電感并聯后一端連接在相鄰電池的正負極之間，另一端分別連接兩個MOSFET管，一個MOSFET管對應連接在其中一個電池的正極，另一個MOSFET管對應連接在另一個電池的負極。

前述的基于粒子群優化算法的環形均衡電路的能量路徑優化方法，所述電池的性能數據為電池組的電壓平均值以及每個電池的電壓與電壓平均值之間的差值。