[发明专利]一种电池模组均衡控制方法与装置

说明书

本发明涉及一种电池模组均衡控制装置和方法，该装置包括：电池模组，数据采集模块，SOC估算模块，模糊控制器，均衡电路模块，所述电池模组与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块与所述SOC估算模块以及模糊控制器连接，所述SOC估算模块与所述模糊控制器连接，所述模糊控制器与所述均衡电路模块连接，所述均衡电路模块与所述电池模组连接，本发明能够增加电池真实状态判断的准确性，增加均衡电流，缩短均衡时间控制成本低，可在不改变当前电池管理系统硬件结构的情况下实现均衡，容错性强，可有效防止过均衡问题出现。

技术领域

本发明涉及电动汽车电池管理技术领域，尤其涉及一种电池模组均衡控制方法与装置。

背景技术

锂离子电池由于能量密度高、自放电率低、环境污染小等优点，越来越多地被应用于电动汽车上。但是由于锂离子电池的化学特性，单体电芯的容量以及电压均受到一定限制，因而在实际使用过程中，在同一辆电动汽车上，需要将许多锂离子电池串并联组成电池包，为电动汽车提供电能。然而电池制造工艺复杂，即使同一批生产的电池，也无法保证所有电池内阻、容量及衰减速度等参数完全一致。电池在成组前分选能一定程度上解决单体电芯不一致的问题，但是电池组的使用环境比较复杂，在使用过程中会导致电池单体之间的性能差异不断扩大，不同的温度分布也会加剧电池内阻的不一致性和电流分布不一致性。在电池组充放电过程中如果不对电池组采取均衡措施，则会导致电池组中某些单体电芯电量已充满或已放完时电池组仍需要继续工作，进而导致这些单体电芯过充过放，缩短电池组使用寿命。因此需要对电池组进行均衡，降低电池组不一致性，延长电池组寿命。

当前电池组均衡方法根据电路结构，可分为耗能式均衡和非耗能式均衡。其中非耗能式均衡的基本原理为将电量多的电池的电量通过某种方式，转移至电量少的电池。非耗能式均衡拥有均衡速度快、能量损耗低等优势，但由于其结构复杂、设计制造成本高，未能大量应用于电池管理系统中。耗能式均衡虽然能量损耗较高，但由于其电路结构简单、成本低廉，目前仍然是包括特斯拉在内的汽车厂商采用的均衡方式。发明专利CN101789609B及CN102457078A分别公开了一种电池均衡系统、方法及电路，该系统采用耗能式均衡，能够采集各单体电芯的电压，并以此为依据对电池组进行均衡控制。该方法均衡的依据是电池的端电压，然而电池的端电压无法完全反映剩余电量情况，因此若采用该方法进行均衡存在过均衡问题。发明专利CN105515138B公开了一种电池均衡控制器，该控制器采用耗能式均衡，在电池组首次运行获取单体电池的总运行时间以及均衡开启时间来计算单体电池的均衡时间系数，从而进行均衡控制。该均衡控制方法虽然计算量小，且能够在充放电过程中对电池组进行均衡，能够节约均衡时间。但是电动汽车电池组使用环境复杂，负载电流与首次运行电流也不一定完全一致，且在电池组使用过程中电池单体的衰减速度也不一致，因此该方法随着电池组循环次数增加，均衡控制精确度会逐步降低。

发明内容

针对现有技术存在的均衡控制不够精确、未考虑到温度对电池组工作状态影响等的问题，本发明提供一种电池组均衡装置与方法，能够实时获取锂离子电池电流、电压以及温度信息，以单体电芯SOC值及电池模组温度作为均衡依据，采用模糊控制的方法对电池组进行均衡，以达到在可控温度下快速均衡的目的。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种电池模组均衡装置，包括：电池模组，数据采集模块，SOC估算模块，模糊控制器，均衡电路模块，所述电池模组与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块与所述SOC估算模块以及模糊控制器连接，所述SOC估算模块与所述模糊控制器连接，所述模糊控制器与所述均衡电路模块连接，所述均衡电路模块与所述电池模组连接。

进一步的，所述的数据采集模块包括数据采集电路，微控制单元，辅助电路，所述数据采集电路将物理信号转化为电信号传输至所述微控制单元，所述辅助电路为数据采集电路及微控制单元正常工作提供必要支持。