[发明专利]一种储能电池电量智能均衡控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种储能电池电量智能均衡控制方法及系统，包括：计算各储能电池的剩余电量，获得所有储能电池的平均预期剩余电量；将每一个储能电池的剩余电量与平均预期剩余电量相比较，通过纳什均衡方法求得每一个储能电池所采取的最优充放电策略；基于所述最优充放电策略进行电池能量均衡。本发明从博弈论的思想出发，为储能电池均衡管理提供了理论依据，根据纳什均衡求解得最优策略，即最佳充放电时间或电流大小，实现了电池均衡电流的自适应调整，对电池损伤小，实现了电池的快速、高效均衡。

技术领域

本发明涉及储能电池能量均衡技术领域，尤其涉及一种储能电池电量智能均衡控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

无论是新能源汽车用动力电池组，还是新能源发电用储能电池系统，往往由成百上千节电池单体串并联组成。由于制作工艺的限制，电池单体的电压、荷电状态(SOC)、内阻、容量等参数存在细微差别，即不一致性。初始不一致性会随着动力电池的使用而不断恶化，进一步加剧电池性能衰减，甚至引发重大安全事故。均衡管理是改善电池组不一致性、提升容量利用率、延长使用寿命的唯一途径。

电池均衡控制策略一般分为基于电压和荷电状态(SOC)的方法。前者简单易行，但不能达到电池组均衡的最终目的；后者能够实现更准确的均衡，但是控制复杂。

现有技术公开的电池电压均衡方法，往往只能实现各个电池电压的一致，难以保证电池剩余电量的一致，不能最大化电池组可用容量和能量。而且，均衡电流的大小也是由各自电池电压决定，无法实现均衡电流的自适应调整，导致均衡速度慢、精度低。

现有技术将电池模块整体的SOC值与电池组内模块的平均SOC值进行比较，当任意电池模块SOC与电池组内模块的平均SOC存在差值时，通过相应的均衡控制策略，进行差值补偿，高SOC模块向电池组充电，电池组向低SOC模块进行充电，从而达到电池组SOC均衡。但是该方法未考虑到电池模块实际容量的不同，只能做到SOC数值意义上的均衡，无法实现电池模块剩余电量的真正均衡。

事实上，SOC均衡控制有两个难点，精准估计SOC和寻求最优均衡目标。由于电池容量的不同，即使SOC相同，所表示的剩余电量也是不一样的。显然，现有以SOC一致为目标的均衡控制方法不能实现电池组剩余电量的真正均衡。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种储能电池电量智能均衡控制方法及系统，采用博弈论作为寻求最优均衡目标策略的数学方法，在不损伤电池的前提下，通过纳什均衡求得实现该均衡目标应采取的最佳策略(电流大小)，最终实现电池组快速、精准均衡。

为了实现上述目的，在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种储能电池电量智能均衡控制方法，包括：

计算各储能电池的剩余电量，获得所有储能电池的平均预期剩余电量；

将每一个储能电池的剩余电量与平均预期剩余电量相比较，通过纳什均衡方法求得每一个储能电池所采取的最优充放电策略；

基于所述最优充放电策略进行电池能量均衡。

其中，通过纳什均衡方法求得每一个储能电池所采取的最优充放电策略，具体包括：

以每一个储能电池的收益函数最大为目标，建立以电流值为策略的纳什均衡模型，通过控制电流的大小与方向使储能电池趋于均衡。

进一步地，所述纳什均衡模型具体为：