[发明专利]考虑电池寿命的电池组均衡系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑电池寿命的电池组均衡系统及控制方法，包括采样模块、均衡模块、电池寿命预测模块和控制模块，电池寿命预测模块接收采样模块采集的电池信息预测电池寿命；控制模块用于电池组进入充放电状态时，接收采样模块采集的电池组电池信息及电池寿命预测模块得到的电池寿命信息，计算相邻单体电池的电压差并判断是否达到预设值，确定需均衡的相邻单体电池及均衡所需时间，控制均衡模块执行。利用电池寿命预测模块提供的电池寿命信息修正相邻单体电池的电压差，有效考虑了不同单体电池寿命衰减程度不同造成电池开路电压不一致的情况，可以避免过均衡造成的能量浪费，提高均衡效率、减少均衡时间、有效提高电池寿命。

技术领域

本发明属于电池组均衡领域，具体涉及一种考虑电池寿命的电池组均衡系统及控制方法。

背景技术

为了满足新能源汽车大容量、高功率需求，一般将数百节单体电池串并联成组使用。而单体电池的不一致性，将导致电池在充放电时电压和电量的不均衡。随着充放电次数的增加，这种不均衡将越来越明显，最终使电池的寿命和容量快速下降。电池组的均衡控制可以提高电池组整体的寿命和整体的容量的利用率，因此具有重要意义。

电池均衡电路分为耗散与非耗散两种，耗散型电路因损耗能量，研究渐少；非耗散电路对电能消耗很小，发热大大降低，并且可以对均衡的电流进行控制，从而实现更加灵活的均衡策略。现有的非耗散电池组均衡系统及均衡方法一般是实时监测电池组的单体电池电压，并实时判断相邻电池单体间的电压差是否满足均衡要求，大大占据了控制模块的内存。如中国专利公布号CN104113110A，公布日为2014-10-22，通过实时监测电池单体电压或电池荷电状态(SOC)判断需均衡单体，对电池控制器内存要求较高。同时，由于未考虑电池寿命衰减导致电池实际开路电压下降、不同单体电池实际开路电压不尽相同的情况，从而导致单体电池间的过均衡，增加均衡时能量的浪费、降低均衡效率、增大均衡所需时间。如中国专利公布号为CN105703440A，公布日为2016-6-22，公开了一种电池均衡电路，利用电容器存储电压高的单体电池能量，给电压低的单体电池充电，但未考虑电池寿命衰减造成电池实际开路电压减小的情况，可能会导致转移能量的浪费。

发明内容

现有电池组均衡系统需实时判断并确定需要均衡的单体电池，大大占据控制模块内存，且未考虑电池单体发生老化造成其开路电压降低的情况，可能会导致单体电池间的过平衡，极大地降低电池组的均衡效率、增加均衡时间。为解决上述技术问题，本发明提供了一种考虑电池寿命的电池组均衡系统及控制方法，具有均衡效率高、占用控制模块内存少、有效提高电池寿命的优点。

本发明的技术方案是：

1.一种考虑电池寿命的电池组均衡系统，包括采样模块、均衡模块、电池寿命预测模块和控制模块，所述电池寿命预测模块接收采样模块采集的电池信息，预测电池寿命；所述控制模块用于电池组进入充放电状态时，接收采样模块采集的电池组电池信息及电池寿命预测模块得到的电池寿命信息，计算相邻单体电池间的电压差并判断是否达到预设电压差，确定需均衡的相邻单体电池以及均衡所需的时间，且根据需均衡的所有相邻单体电池均衡时间控制均衡模块进行均衡处理。

2.一种考虑电池寿命的电池组均衡控制方法，包括以下步骤：

1)电池组进入充放电状态时，接收采样模块采集的电池组电池信息及电池寿命预测模块得到的电池寿命信息；

2)计算相邻单体电池的电压差并判断是否达到预设电压差，确定需均衡的相邻单体电池及均衡所需时间；

3)根据需均衡的所有相邻单体电池均衡时间控制均衡模块进行均衡处理，每次均衡结束时需等待T₁分钟,T₁为标定量，视具体电池类型而定，直到单体电池电压回落后再进行下一次均衡；

所述步骤1)中的电池寿命预测方法具体为:

①电池寿命离线建模阶段：