[发明专利]电池组在线均衡方法及系统

说明书

本发明提供一种电池组在线均衡方法及系统，所述方法包括：获取目标锂离子电池组中所有单体电池的实时充电数据；根据所述实时充电数据进行充电曲线处理，提取每一单体电池的特征值，并记录各特征值对应的充电容量；选择任一单体电池的特征值对应的充电容量作为基准充电容量，并计算其余单体电池的特征值对应的充电容量与基准充电容量的差值；根据所述差值对相应的单体电池进行充放电的均衡控制。本发明可以实现对电池组的一致性进行有效把控，便于对电池组进行精确管理，安全性能更高。

技术领域

本发明涉及电池组充电技术领域，特别涉及一种电池组在线均衡方法、 系统、电子设备及可读存储介质。

背景技术

锂离子动力电池系统具有能量密度高、循环寿命长、自放电率低而被广 泛应用于新能源汽车产业作为动力的主要来源。然而，锂离子动力电池系统 在充电过程中，由于电池间电池特性参数、自放电率、温度不均等因素使得 电池单体间不可避免的存在一定的不一致性，这种不一致性若得不到及时有 效的解决将会严重影响电池的充电效率，因此需要在电池充电过程中对其做 均衡，使其一致性得到提升。

目前常用的电池均衡电路分两种:能量耗散型电路和非能量耗散型电 路。能量耗散型优点是电路较为简单，可靠性高，成本低。缺点是能耗较大， 均衡速度慢，效率低，且电阻散热会影响系统正常运行，因此只适用于容量 较小的电池组。非能量耗散型电路分为两种：一种是由储能元件(电感或电容) 和控制开关组成，这种均衡方法的结构简单，容易控制，能量损耗比较小， 但当相邻电池的电压差较小时，均衡时间会较长，均衡的速度慢，均衡效率 低，对大电流快速充电的场合不适用；另一种主要是DC-DC变换技术，控 制电感、电容这些储能元件实现能量过渡，达到对电池单体补电或放电的目 的。均衡控制策略在均衡目标上一般分三种：外电压、最大可用容量、实时 SOC。以外电压为均衡目标的控制策略是在充放电过程中实时测量电池单体 外电压，对组内电压高的电池进行放电，电压低的电池进行充电，由此调整 电池组电压趋于一致。以容量和实时SOC为均衡目标的均衡策略是指在充 放电过程中控制各电池的剩余容量或SOC相等。

中国发明专利(专利号：CN 104617623 A，专利名称：一种电动汽车动 力电池组均衡控制方法)，该专利基于建立单体电池二阶戴维南模型和一状态 滞回特性模型通过卡尔曼滤波算法估算SOC的值，根据SOC的估计值采用 相邻电池能量转移进行电池均衡。该方法建立模型时参数获取时间长，模型 结果存在较大误差，无法准确定量的均衡电池组。

中国发明专利(专利号：CN 103887853 B，专利名称：一种锂离子电池 组均衡控制方法)，该专利通过安时积分法得到每个单体电池SOC的估计值， 安时积分法计算SOC时，初始SOC值难以准确得到，对结果的准确度有较 大影响，另外均衡过程需要多次循环，使均衡速度变慢。无法快速准确地对 电池组进行有效的均衡。

中国发明专利(专利号：CN 101872991 A，专利名称：一种锂离子电池 组均衡控制方法)，该专利通过采集各单体电压值，设定需要均衡的电压区间， 采用能量耗散型均衡方法，用电阻放电的方式对电池组做均衡。该专利均衡 时由于是电阻耗散会产生大量的热量，且均衡的电流不能过大，时间较慢， 均衡区间需要随电池老化衰减做调整。无法快速准确有效的对电池组做出均 衡。

中国发明专利(专利号：CN 109474044 A，专利名称：锂离子电池组均 衡装置及均衡方法)，该专利通过采集电池组电压和温度，根据单体电池的电 压差和电池能够承受的最大温度对电池进行均衡。通过电阻对电池进行放电、 超级电容对电池进行充电，实现均衡的目的。但该专利需要对每个单体电池 进行温度监测，结构复杂，且当环境温度变化时，对电池组均衡的结果造成 较大影响。

中国发明专利(专利号：CN 109617169A，专利名称：一种基于模糊控 制的锂离子电池均衡方法)，该专利通过建立模糊控制器，采集到电池组的电 压及SOC值，通过模糊控制器得到的输出值对电池组进行均衡。该专利在计 算SOC值时的估算方法存在一定误差，经过模糊控制器后会产生第二次误 差，因此误差会变大，对电池组的定量均衡不利。