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专利号: 2018100942843
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种锂离子电池组主动均衡控制方法,其特征在于,采用三阈值及中断均衡控制策略,其中三阈值不仅包含传统控制策略中的动作阈值,还包含预动作阈值和结束阈值,所述控制方法包含以下步骤:(1)计算出各单体电池在电池组进行均衡时SOC变化率与平均值的差值,记为单体电池SOC相对变换率;

(2)计算出各单体电池SOC与平均SOC的差值,记为单体电池SOC偏移量;

(3)对于SOC偏移量达到预动作阈值而未达到动作阈值的电池,计算最大SOC偏移量的电池在此时刻均衡至结束阈值这段时间内,是否会有其余电池达到动作阈值,根据设定的均衡系数,动态地改变最大SOC偏移量的单体电池均衡阈值;

(4)当电池组中单体电池SOC偏移量分布较为集中,导致三阈值均衡控制策略无法较好地进行均衡时,启动中断均衡控制策略;当某单体电池处于均衡状态时,另一节电池到达动作阈值,此时中断正在均衡的电池的均衡过程,为达到动作阈值的电池进行均衡;均衡完毕后对被中断的电池进行均衡;均衡过程中允许嵌套。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池组主动均衡控制方法,其特征在于,所述单体电池SOC相对变化率,所测值是基于电池组处于均衡状态,而且只需要一段时间更新一次,不需要每次均衡时读取。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池组主动均衡控制方法,其特征在于,所述预动作阈值,其值处于动作阈值与结束阈值之间。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池组主动均衡控制方法,其特征在于,所述结束阈值,其值不小于动作阈值的20%。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池组主动均衡控制方法,其特征在于,所述均衡阈值,其值小于或等于设定的动作阈值。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池组主动均衡控制方法,其特征在于,所述中断均衡,其可以让均衡器中断任意电池的均衡过程。

7.根据权利要求1~6任一项所述的锂离子电池组主动均衡控制方法,其特征在于,所述方法具体实施过程包括:首先需要计算各单体电池SOC相对变化率,即Di,如式(1)所示:其中di和 分别是在电池组处于均衡状态时,各单体电池SOC以及电池组平均SOC变化率,可分别由式(2)和式(3)求出:式(3)中 为电池组SOC的平均值,可由式(4)计算:

式(4)中n为电池组中单体电池个数;

接着求出各单体电池SOC偏移量,由式(5)可以计算:

对电池组中单体电池SOC偏移量达到预动作阈值而未达到动作阈值的电池,取最大SOC偏移量,记为ΔSOCmax,此时对该电池进行均衡,所需时间为:其中SOCof为结束阈值,Ie为均衡电流,而对仅次于最大SOC偏移量的电池,其达到动作阈值所需时间为:其中SOCset为动作阈值,取均衡系数k,其中0<k<1,当电池处于预动作区而满足式(8)时,需要对相应的电池进行均衡:Te≥kTa  (8)

当使用中断均衡时,对于正在均衡的电池i,将其均衡至结束阈值所需时间为:在这段时间内,第j节电池达到动作阈值,由于此时第i节电池的SOC偏移量必小于第j节电池的SOC偏移量,中断第i节电池的均衡过程,为第j节电池进行均衡,如果在对第j节电池均衡的过程中还有其它电池达到动作阈值,中断对第j节电池的均衡,为达到动作阈值的电池进行均衡,均衡完毕后,将从后往前依次为被中断的电池进行均衡;由知三阈值及中断均衡控制策略的使用条件如式(11)所示:当满足式(11)时,经过一段时间,各单体电池将会被均衡至设定值附近。