[发明专利]一种锂电池组层级控制的能量均衡方法

说明书

本发明涉及一种锂电池组层级控制的能量均衡方法，属于电池均衡技术领域。一个电池组包含有多块电池，在充放电过程中，各电池荷电状态(SOC)不一致，需要进行能量均衡使荷电状态趋于一致。在进行能量均衡的过程中，会计算出单体电池与电池组的荷电状态值和平均值，并以荷电状态平均值与各单体(组)荷电状态值的差值为判断条件，判断电池组是否需要进行能量均衡。当均衡完成时，使目标电池组各单体电池荷电状态趋于一致。在多数量电池串联的电池组中，通过对目标电池组进行分组，进行组内与组间层级能量均衡，简化均衡结构，提高均衡效率。

技术领域

本发明属于电池均衡技术领域，涉及一种锂电池组层级控制的能量均衡方法。

背景技术

锂电池具有体积小、高比能和高安全性的特点，目前，锂电池已广泛应用于各种充放电场合。单个锂电池电压低容量小，难以满足要求。通常，将锂电池串联起来以满足不同场合的电压需求。生产工艺的略微差异会造成单体电池的初始状态有略微不同，电池长时间充放电后电池单体电压与容量的差异会更加凸显，电池工作时，由于电池内阻的存在，电池的发热也会导致电池间的容量与电压差异，以上原因都降低了电池组的效率且加剧了电池组的寿命消耗。串联的电池组，其中某一节电池因能量不均衡失效，如未及时发现并处理，将会造成整个电池组的报废。

为了确保电池组性能良好且足够耐用，需要对电池组进行有效的控制与管理。对电池组中单体电池之间进行能量均衡能够有效解决以上问题，能量均衡能够减少锂电池组单体电池容量与电压的差异所引起的不一致性及其对整体性能的影响。传统的通过电阻放电的耗散型能量均衡方法能耗严重，造成了能量的浪费，并且电阻发热会到导致电池系统温度升高，影响整个电池系统的正常运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种锂电池组层级控制的能量均衡方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂电池组层级控制的能量均衡方法，该方法包括以下步骤：

S1：电池信息采集电路采集整个均衡系统的温度T和单体电池与电池组的开路电压OCV，将数据上传到组内和组间MCU；

S2：组内或组间MCU根据上传的温度数据作出判断，当温度0＜T＜50℃，系统正常运行；

S3：依据OCV-SOC的关系，组内MCU计算得到单体电池的荷电状态值SOC_i，并计算出组内平均荷电状态SOC_arv1；

S4：当任意单体电池满足|SOC_arv1-SOC_i|＞4％，组内MCU发送指令，进行组内能量均衡；

S5：能量均衡时，MCU控制开关矩阵，让单体电池间进行能量均衡cell-to-cell；

S6：当组内均衡完成后，各组内单体电池的荷电状态趋于一致。

可选的，所述S6后还包括：

S7：组间MCU根据各组SOC_n计算出第二层平均荷电状态值SOC_arv2，当任意电池组满足|SOC_arv2-SOC_n|＞4％，组间MCU发送指令控制组间开关矩阵进行第二层组间能量均衡。

可选的，所述S7后还包括：

S8：当第二层组间能量均衡完成后，按S2进行第三层、第四层，直到最高层能量均衡。

可选的，当所述任意单体电池满足|SOC_arv1-SOC_i|＞4％，组内能量均衡启动；