[发明专利]电池组均衡控制方法和控制装置

说明书

本发明涉及电池组均衡控制方法和控制装置，在进行均衡控制时，首先获取在充电过程中最先完成充电的电池模块，以及在放电过程中最先完成放电的电池模块，然后判断这两个电池模块是否是同一电池模块，如果不是同一电池模块，则将最先完成充电的电池模块中的能量转移到最先完成放电的电池模块中。通过这种方式能够平衡两个电池模块的能量，提升了电池组的可用容量，实现了电池组的均衡，而且该均衡控制方法针对影响电池组可用容量的关键所在，以该关键点作为均衡的条件来实施均衡控制策略，其可靠性强，能够有效保证电池组的均衡。

技术领域

本发明涉及电池组均衡控制方法和控制装置。

背景技术

动力锂离子电池作为电动汽车的能量来源或储能系统能量储存载体时，通常需要通过串并联成组以满足系统电压、功率和能量需求。一般情况下，电池组包括有若干个串并联设置的电池模块，各电池模块包括一个单体电池或者至少两个单体电池。而电池成组后由于电池间的不一致性问题，使得整组性能差于组内单体电池性能的总和。不一致性问题产生的原因主要可以分为两大类：(1)初始性能的不一致性，由于电池生产过程中工艺和材质的差异，使得电池在初始容量、直流内阻、自放电率和充放电效率等性能存在差异；(2)成组及使用过程的不一致性，一方面是电池初始性能的差异性在使用过程逐渐累积和放大，另一方面是电池使用环境(温度和通风条件等)存在差异，导致各电池以不同速率衰退。随时间的推移，电池组不一致性问题将持续加剧，从而严重影响电池组的实际可用容量、使用寿命和可靠性。电池组均衡技术作为解决电池组不一致性问题的主要手段，对电池成组应用有着重要的意义。

实现这一保护功能的核心在于电池组的均衡控制。目前均衡控制电路通常分为主动均衡和被动均衡，从本质上讲均衡控制电路通常影响均衡效率及硬件设计成本，而均衡控制策略才是决定均衡是否有效的核心内容。目前国内尚没有可以精确估算SOC、SOH及电池内阻的BMS，其均衡控制策略仍然以均压控制为主，但锂电池端电压的差异性往往不能够准确描述锂电池之间内部的不一致性，即基于端电压的均衡并不能真正改善锂电池组间的一致性，这也是导致均衡效果不佳的主要技术瓶颈。

申请公布号为CN101872877A的中国专利申请文件中公开了一种电池均衡能量转移的方法，首先判断电池组中单体电池最高电压与最低电压是否达到设定的电压差，若达到设定的电压差，则启动电池均衡能量转移。该方法虽然能够一定程度上实现电池组的均衡，但是，均衡的判断条件只是最高电压和最低电压的差值，可靠性较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池组均衡控制方法，用以解决传统的电池组均衡方法可靠性较低的问题。本发明同时提供一种电池组均衡控制装置。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种电池组均衡控制方法，包括均衡控制的步骤，所述均衡控制的步骤包括：

(1)获取在充电过程中最先完成充电的电池模块，记为第一电池模块，以及在放电过程中最先完成放电的电池模块，记为第二电池模块；

(2)判断第一电池模块和第二电池模块是否是同一电池模块；

(3)如果不是同一电池模块，则将第一电池模块中的能量转移到第二电池模块中；

其中，所述最先完成充电是指：最先发生充电保护或者在充电完成前一时刻电压最高；所述最先完成放电是指：最先发生放电保护或者在放电完成前一时刻电压最低。

所述电池模块中的单体电池的个数为一个。

在所述均衡控制的步骤之前，所述电池组均衡控制方法还包括容量和电压的判断的步骤，所述容量和电压的判断的步骤包括：

1)计算电池组的实际可用容量与设定的容量阈值的误差值，记为容量误差值；

2)当所述容量误差值大于或者等于设定的第一门限值时，计算任意两个电池模块在充电过程中或者放电过程中同一时刻的电压误差值；