[发明专利]优化的双向平衡方法和系统

权利要求书

1.一种电池组平衡系统，包括：

多个串联的电池，其中，所述多个电池包括最小Q值电池和最大Q值电池；

用于每个电池的平衡器；

用于确定每个电池的充电状态(SOC)的监测器；

微处理器，用于：

基于最小Q值电池和最大Q值电池的理论平衡反复地计算每个电池的SOC误差，直到每个电池的SOC误差小于或等于预定的第一阈值；

当所述SOC误差小于或等于预定的第一阈值，利用计算出的净充电或放电时间为每个平衡器反复地重新计算每个电池的SOC误差，直到每个电池的SOC误差小于或等于预定的第二阈值；以及

当所述SOC误差小于或等于预定的第二阈值，通过增加电荷到每个各自的电池或从每个各自的电池移除电荷来基于各自的计算出的净充电或放电时间指示每个平衡器物理上平衡每个各自的电池。

2.根据权利要求1所述的电池组平衡系统，其中，所述微处理器进一步用于：

指示监测器确定每个电池的第一SOC；

计算多个电池的平均的SOC；

计算每个电池和所述平均的SOC之间的电荷差(ΔQ)；以及

计算电池组中的每个电池的充电或放电时间使得每个电池匹配所述平均的SOC。

3.根据权利要求1所述的电池组平衡系统，其中，所述最小Q值电池是需要增加最多电荷的电池，以及所述最大Q值电池是需要移除最大量电荷的电池，以达到所述平均的SOC。

4.根据权利要求1所述的电池组平衡系统，其中：

所述最小Q值电池需要来自所述电池组的最大量的电荷以匹配所述平均的SOC；以及

所述最大Q值电池需要提供最大量的电荷给所述电池组以匹配所述平均的SOC。

5.根据权利要求1所述的电池组平衡系统，其中，所述电池组包括多个串联的子堆。

6.根据权利要求5所述的电池组平衡系统，其中，所有子堆同时被平衡。

7.根据权利要求5所述的电池组平衡系统，其中，每个子堆依次被平衡。

8.根据权利要求1所述的电池组平衡系统，其中，所述第一阈值的大小等于所述第二阈值的大小。

9.根据权利要求1所述的电池组平衡系统，其中，所述第一阈值的大小小于所述第二阈值的大小。

10.一种平衡电池组堆的方法，所述方法包括：

执行第一循环的计算：

确定所述电池组堆中的每个电池的第一充电状态(SOC)；

计算所述电池组堆的平均的SOC；

计算每个电池和所述电池组堆的平均的SOC之间的电荷差(ΔQ)；

计算所述电池组堆中的每个电池的充电或放电时间以使得每个电池匹配所述电池组堆的平均的SOC；

基于每个电池的所述ΔQ确定最小Q值电池和最大Q值电池；

基于计算出的所述电池组堆的所述最小Q值电池和最大Q值电池的平衡，计算所述电池组堆中每个电池的电荷分配；

基于所述计算出的所述最小Q值电池和最大Q值电池的平衡，计算所述电池组堆中每个电池的第二SOC；

通过计算所述电池的第二SOC和平均SOC之间的百分比差，确定所述电池组堆中的每个电池的SOC误差；以及

如果所述SOC误差的大小高于预定的阈值，则回到计算所述电池组堆中的每个电池的所述ΔQ的步骤；否则，

计算每个平衡器的累积充电和放电时间；以及

当所述计算出的SOC小于或等于所述预定的第一阈值，则执行第二循环的计算：

基于第一循环的计算计算用于每个电池的净充电或放电时间；

基于第一循环的计算和每个电池的确定的第一SOC，利用用于每个电池的净充电/放电时间计算上地重新平衡每个电池；

计算所述电池组堆中的每个电池的理论上的第三SOC；

如果所述电池组堆中的任一电池的大小大于预定的第二阈值，则利用每个电池的理论上的所述第三SOC，回到所述第一循环的计算用于的电池组堆平均的SOC的步骤；否则，

各自基于每个电池的净充电或放电时间，通过增加电荷到每个电池或从每个电池移除电荷，物理上地平衡每个电池。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，计算用于所述电池组堆中的每个电池的充电或放电时间是基于每个电池的ΔQ和平衡电流(I_BAL)。