[发明专利]一种电池不一致性控制方法及系统

说明书

本发明的一种电池不一致性控制方法及系统，属于电路设计技术领域。方法为计算电池系统中单体电芯的数量N以及每颗单体电芯的剩余电量；判断不同电芯间剩余电量差异并控制剩余电量/端电压不满足需求的单体对应的单刀双掷开关跳变到旁路触点或判断不同电芯间剩余电量差异并控制剩余电量/端电压满足需求的单体对应的单刀双掷开关跳回到串联触点通过主动旁路掉串联电池系统中不一致的电芯，让串联回路中剩下的电芯还能继续充电或放电，能充分发挥电池系统中每个单体电芯的潜能以保证电池系统在充电状态下能充进去尽可能多的电能或电池系统在放电状态下能释放出尽可能多的电能，保证电池系统成组后的可用能量最大可能地逼近于总能量。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，具体来说是一种电池不一致性控制方法及系统。

背景技术

现有的电动车辆电池均是采用若干个电池组件进行串联成组，电池之间由于容量不一致、内阻不一致、温度场不一致等不一致性会导致电池成组后电池系统性能下降，严重制约了电池系统的能量/容量利用率，且会随着电池系统的逐步使用性能会进一步衰退。当前电池管理系统为了保证整个电池系统在充电时能充进去尽量多的电能且放电时也能放出尽量多的电能，通常使用均衡控制策略及装置以保证不同电芯、模组之间荷电状态达到一致。如果不对电池系统进行均衡管理，电池系统在充电时当某颗单体电芯达到充电截止条件后整个串联电池系统就会截止充电，同样，电池系统在放电时当某颗单体电芯达到放电截止条件后整个串联电池系统就会截止放电。

均衡控制策略通常分为主动均衡和被动均衡两种。主动均衡通常使用变压器或DC/DC等装置将高剩余电量/高端电压的电芯的电量转移到低剩余电量/低端电压的电芯里去，最终使电芯趋向于中间剩余电量/中间端电压的中间状态；被动均衡通常使用电阻将高剩余电量/高端电压的电芯的电量消耗掉，最终使电芯趋向于低剩余电量/低端电压的底部状态。可见，无论是主动均衡还是被动均衡，均衡策略的缺点都非常明显，会使得电池系统的能量耗散或加速电池系统中断板电芯的衰减。

经过检索，中国发明专利：一种电池串联充放电电路及充放电控制方法(公开号为CN112737041A，公开日为2021.04.30)，该申请案包括：整流逆变电源和N个电池单元；每个电池单元包括单体电池、单刀双掷继电器和续流单元；单刀双掷继电器的常闭端与电池正极相连，常开端与电池负极相连；续流单元并联旁路于单刀双掷继电器的公共端与常开端；通过单刀双掷继电器的公共端使N个电池单元串联连接，并与整流逆变电源连接，形成串联充放电电路。电池充放电时，可通过单刀双掷继电器常闭端和常开端间的切换实现退出或投入某一电池。在退出或投入某一电池的过程中，由于续流单元的续流作用，主电路的电流不会中断，使得单体电池在充放电过程中退出或投入不影响其它电池的正常充放电工作。该申请案虽然解决了单一电池故障会影响整体系统的问题，但是难以有效保证整体充放电效率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有的电池系统难以有效保证整体充放电效率的问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种电池不一致性控制方法，计算电池系统中单体电芯的数量N以及每颗单体电芯的剩余电量；

判断不同电芯间剩余电量差异并控制剩余电量/端电压不满足需求的单体对应的单刀双掷开关跳变到旁路触点

或

判断不同电芯间剩余电量差异并控制剩余电量/端电压满足需求的单体对应的单刀双掷开关跳回到串联触点。

优选的，所述方法包括如下步骤：

S100、获取数据并计算电池系统中单体电芯的数量N以及每颗单体电芯的剩余电量；

S200、基于步骤S100的计算数据确定基于不同电芯间剩余电量/端电压差异的旁弃策略开启和关闭规则；