[发明专利]锂电池主动均衡控制方法

说明书

本发明公开了一种锂电池主动均衡控制方法，涉及锂电池技术领域；控制步骤是：1）、系统初始化；预设设定值；2）、对电池的电压和电流进行检测；3）、主控单元中的数/模转换模块读取电压检测模块和电流检测模块检测到的数据并进行换算；4）、主控单元对换算后的数据进行UKF运算并估算SOC；估算完成后计算SOC均值；5）、主控单元计算各单体电池的SOC和SOC均值之间的差值；若差值大于设定值，则控制占空比并开启锂电池主动均衡模块对单体电池的SOC进行主动均衡，直到单体电池的SOC和SOC均值之间的差值小于设定值。它可以解决现有的锂电池均衡方案对SOC估算不精确的问题。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域；尤其是一种基于SOC的锂电池均衡的锂电池主动均衡控制方法。

背景技术

随着锂电池技术的发展和节能环保的受到各方面越来越多的重视，锂电池的应用领域越来越广阔，如便携式电子产品、电动汽车以及太阳能发电系统等新能源领域。锂离子电池是至今能量比最高的蓄电池，其比重量达130小时瓦每公斤，单体电池放电电压3.6伏，均比镉镍电池高三倍。除此之外，锂离子电池有热效应小，无记忆效应，充电效率比镉镍和氢镍电池高。但是，由于其放电电压不高，在很多应用场合需要多组电池串联使用，以达到足够的输出电压和输出功率。由于电池组中各个单体电池之间存在不一致，经过连续的充放电循环后，各个单体电池的荷电状态会出现严重的不平衡，表现为单体电池之间的电压发散越来越大，这将会对电池造成永久性的损坏。

电池的荷电状态，英文为State of Charge,简称SOC，作为电动汽车运行时的重要参数，其准确估算可以为电池管理系统和剩余里程预测提供必要的数据支持，进而有效防止电池过充、过放，延长电池寿命，降低电动汽车的运行成本。但是SOC不是可以直接测量的物理量，电池本身是封闭的电化学反应，电动汽车运行时伴随着电流的剧烈变化呈现很强的非线性导致SOC估算困难。国内外学者对锂电池的SOC估算进行了大量研究提出了多种SOC估算的科学方法。其中放电试验法能够得到较为精确的SOC估算值，但要中断电池正在进行的工作，不能应用于实车；电流积分法虽能够实时估算电池的SOC但其不能自动确定初值，且误差随时间进一步增大，会由于误差的积累导致估算不精确；开路电压法只能在电池电流为零时准确估算，需要电池静置足够长的时间，因而不能实时估算；神经网络法需要大量的训练数据及合适的训练算法, 且易受干扰，不适用于电流变化剧烈的工况。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂电池主动均衡控制方法，它可以解决现有的锂电池均衡方案存在的对SOC估算不精确的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种锂电池主动均衡控制方法，采用锂电池主动均衡控制装置来实现，所述锂电池主动均衡控制装置包括DC/DC电源模块和主控单元，所述DC/DC电源模块与所述主控单元连接；所述主控单元分别与锂电池主动均衡模块，电压检测模块，电流检测模块和显示模块连接；

其实现方法是：1）、系统初始化；预设设定值；

2）、通过所述电压检测模块和所述电流检测模块对所述电池的电压和电流进行检测；

3）、所述主控单元中的数/模转换模块读取所述电压检测模块和所述电流检测模块检测到的数据并进行换算；

4）、所述主控单元对所述换算后的数据进行UKF运算并估算SOC；估算完成后计算所述SOC均值；

5）、所述主控单元计算各单体电池的SOC和所述SOC均值之间的差值；若所述差值大于设定值，则控制占空比并开启所述锂电池主动均衡模块对所述单体电池的SOC进行主动均衡，直到所述单体电池的SOC和所述SOC均值之间的差值小于设定值。