[发明专利]一种混合动力用锂电池组均衡控制方法

说明书

本发明公开了一种混合动力用锂电池组均衡控制方法。所述均衡控制的目标状态为，所有单体电池在充、放电时同时到达剩余容量(SOC)中间值Sm，SOC中间值Sm可根据应用需求来设置，一般在50％附近，所述均衡控制算法不需要获取每个单体电池的最大可用容量值，仅利用单体电池充放电过程中某一段区间的电压电流特性，分析电池组SOC到达Sm时单体电池SOC与Sm的偏差，以此作为判据，使电池组达到所述均衡目标状态。该均衡判据易获取，适用性强，电池组使用该控制方法可使电池组达到一种理想的均衡目标状态，该目标状态下电池组可用容量损失有效降低，并保证此状态长期稳定。

技术领域

本发明设计一种混合动力用锂电池组均衡控制方法，具体涉及混合动力用多串联锂电池组一致性的控制方法，本控制方法可使电池组达到一种稳定的均衡状态，尽可能减小锂电池组可用容量损失。

背景技术

由于材料特性、制造工艺、使用工况、老化衰退的原因，锂电池串联成组后，随着使用次数的增加，单体电池的容量、剩余电量和内阻都出现了差异并逐步扩大，导致锂电池组性能衰退。业内提出了多种均衡方法，但没有针对混合动力锂电池特点实施相应的均衡方法，导致混合动力锂电池组一致性状态不符合使用需求。

混合动力用锂电池组的特点为，锂电池组剩余容量工作在50％附近，几乎不会工作在充电截止点或放电截止点。混合动力用锂电池组一致性不能依据充电截止点和放电截止点的数据来调整，并且剩余容量在50％附近时电池端电压变化微弱，不能以端电压来判断电池一致性，因此混合动力锂电池组缺乏一致性判定标准和有效的调整方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种混合动力用锂电池组均衡控制方法，所述均衡控制的目标状态为，所有单体电池在充、放电时同时到达剩余容量(SOC)中间值Sm，SOC中间值Sm可根据应用需求来设置，一般在50％附近，所述均衡控制算法不需要获取每个单体电池的最大可用容量值，仅利用单体电池充放电过程中某一段区间的电压电流特性，分析电池组SOC到达Sm时单体电池SOC与Sm的偏差，以此作为判据，使电池组达到所述均衡目标状态。

所述的均衡控制方法为，根据单体电池充电末端附近电压急剧变化区间的端电压数据，计算充电时各单体电池SOC与电池组SOC的差值，根据单体电池放电末端附近电压急剧变化区间的端电压数据，计算放电时各单体电池SOC与电池组SOC的差值，然后综合上述两个差值，计算得到单体电池SOC在电池组SOC到达中间值Sm时与Sm的差值Se，利用所述差值Se计算均衡电量Qo，根据所述均衡电量对各单体电池进行均衡，如此循环执行，所述的控制方法为一个闭环控制的算法，因此对所述均衡电量Qo的准确性要求不高，允许存在一定误差，但要求Qo要小于均衡电量真实理论值，保证闭环控制系统的稳定性。

所述的均衡控制方法需要利用所用型号电池的制定数据，数据可实测获得，可由生产厂家提供，也可由均衡控制器在线辨识，数据包括：

数据(a)，电池组的最大可用容量C0，该数据可不更新；

数据(b)，测试获取，该型号的单体电池在充电过程中，选定端电压随SOC变化急剧区域AC，此区域SOC均值为Sac，该型号单体电池的开路电压值UOac，以恒流Ih充电时，在SOC为Sac处该型号单体电池的端电压为Uhc，在该区域中，端电压Uhc的变化值与SOC的变化值的固定比例值Rhc，数据(b)可不更新；

数据(c)，测试获取，该型号的单体电池在放电过程中，选定端电压随SOC变化急剧区域AD，此区域SOC均值为Sad，该型号单体电池的开路电压值UOad，以恒流Ih放电时，在SOC为Sad处该型号单体电池的端电压为Uhd，在该区域中，端电压Uhd的变化值与SOC的变化值的固定比例值Rhd，数据(c)可不更新。

以串联电池组中的一个单体电池为例，实现单个电池的均衡控制的步骤为：

步骤(1)，在电池使用过程中，记录最近ts时间内平均电流Ivs、单体电池的平均端电压Uvn，以及所有单体电池平均端电压的平均值Uvs，