一种电池组均衡控制方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及电池管理，具体涉及一种电池组均衡控制方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、随着电池技术的发展，由锂离子电池组成的电池组广泛应用于电动汽车、储能系统和智能产品中。随着电池组的长期使用，电池组内的电池容易出现材料老化和容量衰减问题，且由于电池组中的单体电池之间必然存在一些个体差异，因此电池管理系统（bms）需要监控各个电池的工况，通过均衡方法对电池中的能量进行调控，缩小各个电池之间的能量差距来延长电池的运行寿命，并保障电池系统的安全稳定运行。

2、利用模糊控制来实现电池的均衡控制是一种有效的方法，但由于模糊控制的参数设定依赖专家经验等，设计过程复杂，同一模糊控制方案对于不同电池组的控制效果差异较大，模糊控制方案的迁移性差，应用困难。为此需要设计一种新的电池组均衡控制方法，降低模糊控制参数的设计难度。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电池组均衡控制方法，能够降低模糊控制方案的参数设计难度，提高模糊控制方案对电池组的适配性，提升对电池组均衡效果。

2、为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种电池组均衡控制方法，包括如下步骤：

3、建立被控制的均衡电路的仿真模型；

4、根据所采用的模糊控制方案建立包含所述均衡电路的仿真模型的模糊闭环均衡控制系统的控制模型；

5、以确保所述控制模型的均衡电流保持在期望范围下的同时最小化所述控制模型达到均衡所需的运行时间为目标，采用群体智能算法对所述模糊闭环均衡控制系统中的模糊控制器的论域进行优化；

6、利用优化后的所述模糊闭环均衡控制系统对电池组进行控制。

7、相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过根据需要被控制的均衡电路的仿真模型建立的模糊闭环均衡控制系统的控制模型来对模糊控制方案的控制效果进行仿真，并通过群体智能算法根据仿真效果对模糊控制器的论域进行优化，从而降低模糊控制方案参数的设计难度。经过群体智能算法优化后的模糊控制的论域与被需要控制的均衡电路的适配性更高，从而能提高对电池组的均衡效果。

8、上述的电池组均衡控制方法，所述以确保所述控制模型的均衡电流保持在期望范围下的同时最小化所述控制模型达到均衡所需的运行时间为目标，采用群体智能算法对所述模糊闭环均衡控制系统中的模糊控制器的论域进行优化的步骤中，采用粒子群优化算法对所述模糊闭环均衡控制系统中的模糊控制器的论域进行优化。

9、上述的电池组均衡控制方法，所述以确保所述控制模型的均衡电流保持在期望范围下的同时最小化所述控制模型达到均衡所需的运行时间为目标，采用群体智能算法对所述模糊闭环均衡控制系统中的模糊控制器的论域进行优化的步骤中，粒子的适应度函数f(x)如下式所示：

10、

11、式中，t（x）为所述控制模型达到均衡所需的运行时间函数，i（x）为所述控制模型的均衡电流函数，imax为均衡电流期望范围的最大值，imin为均衡电流期望范围的最小值，c为常数系数。

12、一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行调用时实现上述的电池组均衡控制方法。

13、一种电池组均衡控制系统的优化装置，包括：均衡电路仿真模块，用于建立均衡电路的仿真模型，并通过所述仿真模型对均衡电路的动态过程进行仿真模拟；模糊闭环控制模块，用于根据所述均衡电路仿真模块仿真的电池组的soc值和电压值对所述均衡电路仿真模块进行均衡控制；优化模块，用于利用群体智能算法对所述模糊闭环控制模块中的模糊控制模块的论域进行优化，使所述均衡电路仿真模块模拟的均衡电流在期望范围下的同时最小化达到均衡所需的运行时间。

14、上述的电池组均衡控制系统的优化装置，其特征在于，所述模糊闭环控制模块包括：soc模糊控制模块，用于根据所述均衡电路仿真模块仿真的电池组中各电池的soc值和电池组中全部电池的soc平均值输出对应的soc期望电流值；电压模糊控制模块，用于根据所述均衡电路仿真模块仿真的电池组中各电池的电压值和电池组中全部电池的电压平均值输出对应的电压期望电流值；权重模糊控制模块，用于根据所述soc值和所述电压期望电流值输出soc控制权重和电压控制权重，并根据所述soc期望电流值、所述电压期望电流值、所述soc控制权重和所述电压控制权重计算期望均衡电流值；闭环控制模块，用于根据所述均衡电路仿真模块仿真的实际均衡电流值和所述期望均衡电流值对所述均衡电路仿真模块进行闭环控制。

15、上述的电池组均衡控制系统的优化装置，所述优化模块采用粒子群优化算法对所述模糊闭环控制模块中的模糊控制器的论域进行优化，所述优化模块通过如下所示的适应度函数f’(x)计算粒子的适应度：

16、

17、式中，t’（x）为所述均衡电路仿真模块达到均衡所需的运行时间函数，i’（x）为所述均衡电路仿真模块的均衡电流函数，imax为均衡电流期望范围的最大值，imin为均衡电流期望范围的最小值，c为常数系数。

18、一种电池组均衡控制装置，包括：均衡电路，所述均衡电路用于控制电池组中每个电池的充电及放电过程；监测电路，用于监测所述电池组的电压值和soc值、所述电池组中每个电池的soc值和电压值以及所述均衡电路的实际均衡电流值；模糊闭环控制器，其中的模糊控制器的论域为经过上述的电池组均衡控制系统的优化装置优化后的论域，所述模糊闭环控制器用于根据所述监测电路反馈的所述电池组和所述均衡电路的参数控制所述均衡电路，使所述电池组中的每个电池的电能达到均衡。

19、上述的电池组均衡控制装置，所述模糊闭环控制器包括：soc模糊控制器，用于根据所述电池组中各电池的soc值和电池组中所有电池的soc平均值输出对应的soc期望电流值；电压模糊控制器，用于根据所述电池组中各电池的电压值和电池组中所有电池的电压平均值输出对应的电压期望电流值；权重模糊控制器，用于根据所述soc值和所述电压期望电流值输出soc控制权重和电压控制权重，并根据所述soc期望电流值、所述电压期望电流值、所述soc控制权重和所述电压控制权重计算期望均衡电流值；闭环控制器，用于根据所述均衡电路的实际均衡电流值和所述期望均衡电流值对所述均衡电路进行闭环控制。

20、上述的电池组均衡控制装置，所述均衡电路由多个buck-boost电路逐层连接，所述buck-boost电路包括两个串连的mos管和一个功率电感，两个所述mos管的源极和漏极之间均设置有续流二极管，两个所述mos管的栅极均与所述闭环控制器连接，所述功率电感的第一端连接于两个所述mos管的连接节点处，所述功率电感的第二端分别和两个所述mos管串连形成的串连结构的两端形成第一接口和第二接口，上一层的所述buck-boost电路的第一接口和第二接口分别连接下一层的两个buck-boost电路，末层的所述buck-boost电路的第一接口和第二接口分别连接所述电池组中的两个电池。

21、下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。