一种电池组均衡方法与流程

本发明涉及电池，尤其涉及一种电池组均衡方法。

背景技术：

1、电池组通常多个电芯组成系统一起使用，电芯单体的不一致性会使得更多的电芯无法充入足够的电量或无法放出足够的容量，使整组容量急剧下降，进而导致电池组有效寿命严重下降，长期运行还将大大降低电池组的可靠性和安全性，因此对电池组进行均衡维护至关重要。

2、电池管理系统的主动均衡是指通过中间储能元件、开关元件和控制逻辑等，将电池组中荷电状态较高的电芯的能量转移到荷电状态较低的电芯中去，而达到均衡的目的。但目前，相关技术的主动均衡策略中，持续对需要均衡的电芯进行充放电，可能导致电芯的单体电压虚高或虚低，致使出现过均衡或欠均衡的现象，影响均衡过程中各电芯单体电压的一致性，影响均衡效果。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电池组均衡方法，以提升均衡过程中各电芯单体电压的一致性，提升均衡效果。

2、本发明实施例提供了一种电池组均衡方法，应用于电池管理系统；电池组包括至少一个电芯组，每个所述电芯组中包括多个电芯；所述电池管理系统包括主控板和与各所述电芯组一一对应的从板；

3、所述电池组均衡方法包括：主动均衡模式，包括多个均衡周期；

4、所述均衡周期包括：

5、均衡开启阶段：所述主控板获取均衡开启时间阈值，并向各所述从板下发开启均衡指令，使各所述从板对所连接的所述电芯组进行均衡，直至均衡时间达到所述均衡开启时间阈值；

6、均衡停止阶段：所述主控板获取均衡停止时间阈值，并向各所述从板下发停止均衡指令，使各所述从板停止对所连接的所述电芯组的均衡，直至均衡停止时间达到所述均衡停止时间阈值；

7、其中，在所述均衡周期中，所述主控板每间隔第一预设时间执行一轮均衡控制过程；所述均衡开启阶段包括至少一轮所述均衡控制过程，所述均衡停止阶段包括至少一轮所述均衡控制过程；

8、在所述均衡开启阶段中的各轮所述均衡控制过程中，所述主控板调整均衡计数以记录所述均衡时间；在所述均衡停止阶段中的各轮所述均衡控制过程中，所述主控板调整均衡间隔计数以记录所述均衡停止时间。

9、可选地，在所述均衡开启阶段中，每执行一轮所述均衡控制过程，所述主控板将所述均衡计数减一；

10、在所述均衡停止阶段中，每执行一轮所述均衡控制过程，所述主控板将所述均衡间隔计数减一；

11、其中，所述均衡开启阶段涵盖所述均衡间隔计数为0，且所述均衡计数不为0的各轮所述均衡控制过程；所述均衡停止阶段涵盖所述均衡间隔计数不为0的各轮所述均衡控制过程。

12、可选地，所述均衡控制过程包括：

13、判断均衡间隔计数是否为0；

14、在均衡间隔计数为0的情况下，执行以下步骤：

15、若均衡计数为0，则设置所述均衡计数的初始值，并向各所述从板下发所述开启均衡指令；其中，所述均衡计数的初始值与所述第一预设时间的乘积等于所述均衡开启时间阈值；

16、若所述均衡计数不为0，则将所述均衡计数减一，并向各所述从板下发所述开启均衡指令；其中，若所述均衡计数减一后等于1，则设置均衡间隔计数的初始值；所述均衡间隔计数的初始值与所述第一预设时间的乘积等于所述均衡停止时间阈值；

17、在所述均衡间隔计数不为0的情况下，将所述均衡间隔计数减一，并向各所述从板下发所述停止均衡指令。

18、可选地，在所述判断均衡间隔计数是否为0之前，还包括：

19、在不满足主动均衡启动条件，和/或，存在均衡故障的情况下，向各所述从板下发停止均衡指令，并清除所述均衡间隔计数和所述均衡计数；

20、在满足所述主动均衡启动条件，且无所述均衡故障的情况下，执行所述判断均衡间隔计数是否为0的步骤。

21、可选地，所述从板包括：均衡控制模块和电源；所述均衡控制模块连接所述电源，并分别连接所述从板对应的所述电芯组中的各所述电芯；

22、所述主动均衡启动条件包括：

23、所述电池组中存在至少一个待均衡电芯；其中，所述待均衡电芯中包括待充电电芯和/或待放电电芯；所述待充电电芯的单体电压低于所有所述电芯的平均电压，且差值超过充电均衡开启阈值，且所述待充电电芯的单体电压位于充电均衡允许电压范围内；所述待放电电芯的单体电压高于所有所述电芯的平均电压，且差值超过放电均衡开启阈值，且所述待放电电芯的单体电压位于放电均衡允许电压范围内；

24、以及，针对每一所述电芯组，所述电芯组中各所述待放电电芯的放电均衡总功率和所述电源的可用功率之和大于或等于所述电芯组中各所述待充电电芯的充电均衡总功率；

25、所述均衡故障包括：电芯电压检测部件故障、所述电池管理系统中的电流检测部件故障、所述电池管理系统中的温度检测部件故障、均衡过流故障、均衡过温故障、均衡控制模块故障、电芯单体电压越限、电芯温度越限、主控板与从板通信故障和电源故障中的至少一种。

26、可选地，所述从板包括：均衡控制模块和电源；所述均衡控制模块连接所述电源，并分别连接所述从板对应的所述电芯组中的各所述电芯；

27、在所述设置均衡计数的初始值之前，还包括：

28、针对任一所述从板：

29、确定所述从板所连接电芯组中的待充电电芯、待放电电芯和均衡优先级最高电芯；其中，所述均衡优先级最高电芯为所述电芯组中单体电压与所述电池组中各电芯的平均电压的差值最大的电芯；

30、根据所述电芯组中所述待放电电芯的数量和单个待放电电芯的放电均衡释放功率，以及所述待充电电芯的数量和单个待充电电芯的充电均衡耗电功率，确定所述电源需提供的补偿功率；

31、根据所述均衡优先级最高电芯和所述补偿功率生成所述从板对应的开启均衡指令。

32、可选地，所述开启均衡指令中包括均衡命令和电源控制命令；所述均衡命令中包括所述均衡优先级最高电芯对应的均衡标志位；

33、所述从板对所连接的所述电芯组进行均衡的过程包括：

34、所述电源响应所述电源控制命令开启并提供所述补偿功率；

35、若所述均衡标志位标示所述均衡优先级最高电芯为待充电电芯，则所述均衡控制模块响应所述均衡命令，对所述均衡优先级最高电芯进行充电均衡；其中，所述待充电电芯的充电电能由所述电源提供，和/或，由其他所述均衡周期中所述电芯组中的待放电电芯进行放电均衡时提供；

36、若所述均衡标志位标示所述均衡优先级最高电芯为待放电电芯，则所述均衡控制模块响应所述均衡命令，对所述均衡优先级最高电芯进行放电均衡。

37、可选地，所述确定所述电源需提供的补偿功率，包括：

38、根据所述单个待充电电芯的充电均衡耗电功率和所述单个待放电电芯的放电均衡释放功率确定充放功率倍数和单个待充电电芯的待补充功率；

39、根据所述电芯组中待放电电芯的数量和所述充放功率倍数确定可充电芯数量和剩余待放电电芯个数；

40、若所述待充电电芯的数量小于或等于所述可充电芯数量，则根据所述待充电电芯的数量和所述单个待充电电芯的待补充功率计算所述补偿功率；

41、若所述待充电电芯的数量大于所述可充电芯数量，则根据所述可充电芯数量和所述单个待充电电芯的待补充功率计算第一功率缺口；根据除可充电芯数量以外剩余待充电电芯的个数和所述单个待充电电芯的充电均衡耗电功率计算第二功率缺口；根据所述剩余待放电电芯个数和单个待放电电芯的放电均衡释放功率计算剩余可释放功率；并根据所述第一功率缺口、所述第二功率缺口和所述剩余可释放功率计算所述补偿功率。

42、可选地，根据所述单个待充电电芯的充电均衡耗电功率和所述单个待放电电芯的放电均衡释放功率确定充放功率倍数和单个待充电电芯的待补充功率，包括：

43、采用单个待充电电芯的充电均衡耗电功率除以单个待放电电芯的放电均衡释放功率，所得商作为所述充放功率倍数，所得余数作为所述单个待充电电芯的待补充功率；

44、根据所述电芯组中待放电电芯的数量和所述充放功率倍数确定可充电芯数量和剩余待放电电芯个数，包括：

45、采用所述电芯组中待放电电芯的数量除以所述充放功率倍数，所得商作为所述可充电芯数量，所得余数作为所述剩余待放电电芯个数。

46、可选地，所述从板包括：均衡控制模块和电源，所述均衡控制模块包括多个均衡控制单元，每个所述均衡控制单元连接所述电芯组中的部分电芯，且一个电芯仅对应连接一个所述均衡控制单元；各所述均衡控制单元均连接所述电源；同一时刻，一个所述均衡控制单元仅控制所连接的一个电芯进行均衡；

47、在将所述均衡计数减一之后，还包括：

48、在所述电源的供电电压大于安全供电电压阈值的情况下，逐个减少正在对所连接电芯进行放电均衡的均衡控制单元的数量，直至所述电源的供电电压小于所述安全供电电压阈值。

49、可选地，在所述均衡开启阶段中，还包括：

50、若出现均衡故障，则所述主控板向各所述从板下发所述停止均衡指令；其中，所述从板包括：均衡控制模块和电源；所述均衡控制模块连接所述电源，并分别连接所述从板对应的所述电芯组中的各所述电芯；所述均衡故障包括：电芯电压检测部件故障、所述电池管理系统中的电流检测部件故障、所述电池管理系统中的温度检测部件故障、均衡过流故障、均衡过温故障、均衡控制模块故障、电芯单体电压越限、电芯温度越限、主控板与从板通信故障和电源故障中的至少一种；

51、和/或，

52、针对任一从板：若所述从板检测到均衡异常，则所述从板在当前所述均衡周期中关闭对所连接电芯组的均衡，不响应所述主控板下发的所述开启均衡指令；其中，所述均衡异常包括：所述从板连接的所述电芯组出现均衡过流或均衡过温，或者，所述从板中的均衡控制模块故障。

53、可选地，在所述主动均衡模式中，针对任一所述均衡周期：

54、若所述电池组中温度最高的电芯的温度达到第一预设温度阈值，则所述均衡周期中的所述均衡开启时间阈值为第一开启时间阈值，所述均衡停止时间阈值为第一停止时间阈值；

55、若所述电池组中温度最高的电芯的温度低于第二预设温度阈值，则所述均衡周期中的所述均衡开启时间阈值为第二开启时间阈值，所述均衡停止时间阈值为第二停止时间阈值；

56、其中，所述第一预设温度阈值大于所述第二预设温度阈值，所述第一开启时间阈值小于所述第二开启时间阈值，所述第一停止时间阈值大于所述第二停止时间阈值。

57、可选地，所述电池管理系统还包括上位机，连接各所述从板；

58、所述电池组均衡方法还包括：

59、强制均衡模式：由所述上位机直接控制各所述从板是否对所连接的电芯组进行均衡。

60、本发明实施例提供的电池组均衡方法中，通过在主动均衡模式的各均衡周期中设置均衡停止阶段来中断电池组的均衡，相当于提供电池组静置阶段，提供各电芯组中各电芯的特性恢复时间，有利于避免电芯因长时间持续充放电造成的单体电压虚高或虚低现象，避免因电芯单体电压检测误差造成的过均衡和欠均衡，提升各电芯单体电压的准确性。并且，通过设置每间隔第一预设时间执行一轮均衡控制过程，将均衡时间和均衡停止时间的计时转换为了均衡计数和均衡间隔计数的计数，便于主控板中主动均衡相关程序的实现和执行。因此，本发明实施例可以以提升均衡过程中各电芯单体电压的一致性，提升均衡效果。

61、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。