[发明专利]基于绝对可充放容量的全阶段动力锂电池均衡方法及装置

权利要求书

1.基于绝对可充放容量的全阶段动力锂电池均衡装置，其特征在于：均衡装置包含两个部分，第一部分为一个能量来源切换装置，第二部分为充电装置，所述第一部分通过切换装置给第二部分提供标准直流电压。

2.如权利要求1所述的基于绝对可充放容量的全阶段动力锂电池均衡装置，其特征在于：所述的能量来源切换装置主要包括外部能量来源变换器，电池组能量来源变换器，外部能量来源检测电路以及切换开关，所述的外部能量来源接收器输入端与外部电源相连，所述的电池组能量变换器输入端与电池组相连，所述的外部能量来源变换器的输出端、电池组能量变换器输出端分别与外部能量来源检测电路相连，在外部能量来源检测电路中设有切换开关。

3.如权利要求2所述的基于绝对可充放容量的全阶段动力锂电池均衡装置，其特征在于：所述的外部能量来源变换器为AC/DC变换器或DC/DC变换器；所述的电池组能量来源变换器为DC/DC变换器；所述的切换开关为高压继电器、金属氧化物半导体效应晶体管MOS或者绝缘栅双极型晶体管IGBT。

4.如权利要求1所述的基于绝对可充放容量的全阶段动力锂电池均衡装置，其特征在于：能量来源接收装置主要包括能量接收变换器、电池包均衡控制总开关电路和单节电芯均衡控制电路，所述的能量接收变换器接收能量来源切换装置输出的电压；所述的电池组均衡控制总开关电路接收来自电池管理系统的控制信号，所述的单节电芯均衡控制电路，接收来自电池管理系统的控制信号。

5.如权利要求4所述的基于绝对可充放容量的全阶段动力锂电池均衡装置，其特征在于，所述的能量接收变换器为DC/DC变换器；所述的能量接收变换器为开关电源或DC/DC变换器。

6.如权利要求1所述的基于绝对可充放容量的全阶段动力锂电池均衡装置的均衡控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）通过每个电池的电池管理系统采集单体电芯的数据；

步骤（2）通过步骤（1）采集的信息，估算单体电芯的电池剩余容量值、满充容量值；

步骤（3）利用步骤（1）采集的数据和步骤（2）得到的电池剩余容量值、满充容量值，来计算单体电芯的绝对可充容量值和绝对可放电容量值；

步骤（4）充电均衡：在充电开始时，以大电流串行充电的同时，按照步骤（1）～（3）估算每节单体电芯的绝对可充容量值；利用所述的均衡装置进行并联充电；

步骤（5）放电均衡：在放电开始时，在放电的同时，按照步骤（1）～（3）估算每节单体电芯的绝对可放容量值，利用所述的均衡装置进行并联补充电。

7.如权利要求6所述的均衡控制方法，其特征在于，步骤（1）所述的数据包括单体电芯电压、充放电电流值、电池包温度、单体电芯内阻；步骤（2）的电池剩余容量值、满充容量值的估算方法是采用Kalman滤波算法或扩展Kalman滤波算法或双Kalman滤波算法。

8.如权利要求6所述的均衡控制方法，其特征在于，步骤（3）所述的计算单体电芯的绝对可充容量值和绝对可放电容量值的方法是：在充电时，利用公式（1）计算单体电芯的绝对可充电容量值；在放电时，利用公式（2）计算单体电芯的绝对可放电容量值；

ACSOC＝(1-SOC)*FCC    （1)

ADSOC＝SOC*FCC        （2）

其中ACSOC表示单体电芯的绝对可充容量值，单位为安时Ah；ADSOC表示单体电芯的绝对可放容量值，单位为安时Ah；SOC表示单体电芯的剩余容量值，单位为百分比％；FCC表示单体电芯的满充容量值，单位为安时Ah。

9.如权利要求6所述的均衡控制方法，其特征在于：步骤（4）所述的并联补充电的方法是：对所有电芯的绝对可充容量值进行排序，当电芯间绝对可充容量值的最大差值超过某一阈值时，且均衡装置中的能量来源切换装置检测到连接有外部电源，则开启均衡装置，给所有高绝对可充容量值的电芯进行并联补充电；当电芯间绝对可充容量值的最大差值小于某一阈值时，则停止并联充电，继续进行大电流串联充电，直至充电完成。

10.如权利要求6所述的均衡控制方法，其特征在于：步骤（5）所述的对所有电芯的绝对可放容量值进行排序，当电芯间绝对可放容量值的最大差值超过某一阈值时，，则开启均衡装置，此时均衡装置中的能量来源切换装置切换到从整组电池获取能量；通过均衡装置中的能量来源接收装置，给所有低绝对可放容量值的电芯进行并联补充电；当电芯间绝对可放容量值的最大差值小于某一阈值时，则停止并联充电，继续进行放电，直至放电保护。