[发明专利]一种基于可信度推理模型的电池组均衡方法

说明书

本发明公开了一种基于可信度推理模型的电池组均衡方法，以端电压和SOC为综合判断依据，利用可信度推理模型（C‑F)对电池组的整体不一致性进行评价，对每个均衡器的开关及能量传递方向进行控制，减小均衡过程中的能量损耗，提高均衡速度，从而减小电池组在使用过程中的电压和SOC的不一致性，提高电池组的整体能量利用率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池的均衡策略技术领域，尤其涉及一种基于可信度推理模型的电池组均衡方法。

背景技术

电动汽车产业的广阔前景推动了动力电池产业的快速发展，锂离子电池作为电动汽车的能量来源或储能系统的能量储存载体时，单体电池的电压和容量都无法满足在电动汽车中应用的需求，为使锂离子电池能达到各方面的等级要求，通常需要串并联成组后使用。但串并联后电池组的整体使用性能相比较单体电池大大降低，同时单体电池间不一致性的存在，使得电池成组使用时更加复杂，电池管理的困难程度也大大增加，此时需要对电池进行均衡处理，均衡后的电池组能有效地提高电池组的寿命和能量利用率，从而延长纯电动汽车的续驶里程，保证应用的安全性。

均衡技术的关键是均衡拓扑电路及均衡控制策略，主动均衡技术因其效率高，消耗少等优点，成为当前研究的热点。主动均衡拓扑结构按能量流向可分为单体到组型结构、组到单体型结构、单体到单体型结构和单体与组双向型结构。其中单体与组双向型电路因其均衡速度快，能量转移效率高的优点被广泛采用。均衡策略按照判断依据可分为以SOC一致为目标的均衡策略、以电压一致为目标的均衡策略以及以容量一致为目标的均衡策略。其中，以端电压一致的应用最为广泛，但仅以电压为均衡目标具有盲目性和震荡性，而SOC是时间的累积量，与开路电压OCV有较稳定的关系，以端电压和SOC为综合判断依据，同时采用基于双向Cuk拓扑的分组均衡器，利用可信度推理模型(Credibility Factor)对电池进行均衡操作具有重要意义。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于可信度推理模型的电池组均衡方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于可信度推理模型的电池组均衡方法，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bH_ia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。