[发明专利]一种基于可信度推理模型的电池组均衡方法

权利要求书

1.一种基于可信度推理模型的电池组均衡方法，其特征在于：具体步骤如下：

(1)测量电池组各单体端电压；根据简化的PNGV电池模型及Kalman滤波器系统参数辨识在线估算OCV，并利用OCV和SOC曲线关系估算SOC；

(2)计算各单体不均衡度CF(IID)，模组不均衡度CF(MID)及电池组不均衡度CF(OID)；

(3)判断电池组不均衡度CF(OID)是否大于不均衡度阈值CF(OID)_th，且根据电池组不均衡度CF(OID)大小可以判定锂离子电池组的工作状态是否正常，CF(OID)值越大，表示电池组整体不均衡度越大，即电池组能量分化越明显，需进行均衡操作以减少电池组的整体不一致性；

(4)由单体不均衡度和模组不均衡度的大小来确定单体电池和模组的偏离程度，由模组状态系数Hi的大小决定均衡方向：

当模组处于相对均衡状态即b＜H_i＜a时，且该模组内存在CF(IID_x)CF(OID)_th的单体电池，则进行组间均衡，否则不需均衡操作；

(5)进行电池组均衡操作,在均衡过程中设置采样时间，在一次均衡采样周期内，模组之间的转移能量与均衡平均电流和均衡时间有关，即Q_eq＝I_eqt_eq，均衡电流I_eq可由MOSFET开关占空比D来调整，在下一个采样周期开始时计算CF(OID)，判断CF(OID)是否小于CF(OID)_th：当CF(OID)＞CF(OID)_th，继续进行均衡操作；当CF(OID)≤CF(OID)_th时，停止均衡操作；

所述的计算各单体不均衡度，计算方法如下：分别以端电压和SOC为均衡目标：

若以端电压为均衡目标，将在给定范围[U_avg-ΔU,U_avg+ΔU]之外的单体电池向给定阈值范围内均衡，使异常状态单体处于相对均衡状态，U_x表示第x个单体的端电压，U_avg为电池组平均电压，根据第x个单体电池的端电压推导出该单体电池不均衡的可信度CF(IIDx，Ux)为

其中，取电压阈值为25mV，

θ为单体电池端电压与电池组平均电压之差的绝对值，即θ＝|U_x-U_avg|；

若以SOC为均衡目标，则第x个单体电池的SOC推导出该单体电池不均衡的可信度CF(IIDx，SOCx)为

其中，为第x个单体的SOC与电池组平均SOC之差的绝对值，即

CF(IIDx，Ux)和CF(IIDx，SOCx)的取值范围均为[-1,1]，值越大表示单体不均衡的可信度越高，反之可信度越低，即：

所述的计算模组不均衡度，计算方法如下：

CF(MID_k,IID_x)为第x个单体不均衡对单体x所属的模组k的不均衡度的影响,

其中：

U_avgk表示第k个模组的平均电压，

U_avg为电池组平均电压，

p1为模组内满足|Ux-Uavgk|＜|Uavg-Uavgk|的单体数量，

p2为模组内满足|Ux-Uavgk|≥|Uavg-Uavgk|的单体数量；

由单体端电压推导的模组不均衡度可信度为

CF_x(MID_k,U_x)＝CF_x(MID_k,IID_x)×max{0,CF(IID_x,U_x)} (4)

组内两个单体的综合不均衡度计算公式为该运算分三种情况：

(1)当CF_x1(MIDk)＞0,CF_x2(MIDk)＞0时，其综合不均衡度为

(2)当CF_x1(MID_k)＜0,CF_x2(MID_k)＜0时，其综合不均衡度为

(3)当CF_x1(MID_k)×CF_x2(MID_k)＜0时，其综合不均衡度为

组内所有单体的综合不均衡度根据以上三种情况分别按照(8)(9)(10)式两两复合计算，则可得基于端电压的模组不均衡度

所述的计算电池组整体不均衡度，计算方法如下：定义CF_k(OID,IID_x)为第k个单体对整体电压不均衡度的影响，为

其中，

q1为电池组内满足|U_avg-U_avgk|≤ε的模组数量，

q2为电池组内满足|U_avg-U_avgk|＞ε的模组数量，

ε为电池组离散度：

由单体端电压推导的电池组不均衡度可信度为

CFx(OID,U)＝CFx(OID,IIDx)×max{0,CF(IIDx,Ux)} (6)

则最终得到的电池组端电压的整体不均衡度为

整体不均衡度CF(OID)是端电压和SOC的综合，即

CF(OID)＝αCF(OID,U)+βCF(OID,SOC) (7)

其中，

α是端电压对整体不均衡的影响因子，

β是SOC对整体不均衡的影响因子，

可由电池组全部单体的标准差求得：

σ_u和σ_soc分别为电池组单体端电压和SOC的标准差。