[发明专利]一种动力电池的均衡监控控制系统及方法

权利要求书

1.一种动力电池的均衡监控控制系统，其特征在于，包括：输入模块、均衡监控控制模块和执行模块，所述均衡监控控制模块分别与所述输入模块和执行模块相连；

所述输入模块用于将均衡回路采样点电压、电池模组温度、动力电池的电流以及单体电芯电压传入均衡监控控制模块；

所述均衡监控控制模块包括电池包均衡预判单元、单体电芯容量差值均衡控制单元、单体电芯压差冗余控制单元、均衡回路诊断监控单元以及均衡看门狗监测单元；

所述电池包均衡预判单元，用于根据单体电芯电压以及电池模组电压对电池包是否均衡进行预判断；其中，所述电池模组电压根据所述单体电芯电压获得；

所述单体电芯容量差值均衡控制单元用于根据电池模组温度、动力电池的电流以及单体电芯电压得到单体电芯容量和最小单体电芯容量，根据所述单体电芯容量与最小单体电芯容量的差值确定单体电芯对应的均衡开关是否开启，若开启，则生成第一均衡控制指令；并将所述第一均衡控制指令发送至所述执行模块；

所述单体电芯压差冗余控制单元用于在均衡开关开启后，对单体电芯电压进行实时监测，根据监测结果确定是否关闭均衡开关，若关闭，则生成第二均衡控制指令，并将所述第二均衡控制指令发送至所述执行模块；

所述均衡回路诊断监控单元用于在均衡开关开启后，根据均衡回路采样点电压确定是否关闭均衡开关，若关闭，则生成第三均衡控制指令，并将所述第三均衡控制指令发送至所述执行模块；

所述均衡看门狗监测单元用于对所述系统的程序运行进行监控，根据监控结果确定是否关闭均衡开关，若关闭，则生成第四均衡控制指令，并将所述第四均衡控制指令发送至所述执行模块；

所述执行模块用于根据所述第一均衡控制指令、所述第二均衡控制指令、所述第三均衡控制指令或者所述第四均衡控制指令对均衡开关进行控制。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池包均衡预判单元包括电压计算子单元以及决策子单元；

所述电压计算子单元用于根据单体电芯电压按照如下公式计算单体电芯平均电压和电池模组电压：

其中，Uis为单体电芯电压；m为动力电池内部单体电芯个数；n为电池模组内部单体电芯个数，Usavg为单体电芯平均电压，Uimod为电池模组电压，并根据电池模组电压按照如下公式计算电池模组平均电压：

Umavg＝Uimod/Nmod

其中，Umavg为电池模组平均电压，Nmod为电池包内模组个数；

所述决策子单元用于依次判断每个电池模组电压与所述电池模组平均电压的差值与第一预设阈值是否满足公式：|Uimod-Umavg|＞△Um，其中，△Um为第一预设阈值，若满足，则将所述电池模组确定为异常电池模组；

所述决策子单元还用于依次判断每个单体电芯电压与所述单体电芯平均电压的差值与第二预设阈值是否满足如下公式：

|Uis-Usavg|＞△Us

若满足，则单体电芯确定为异常单体电芯；其中，△Us为第二预设阈值。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单体电芯容量差值均衡控制单元包括电芯容量计算子单元和第一均衡开关控制子单元；所述电芯容量计算子单元用于根据所述模组温度和动力电池电流通过二维时间表通过插值的方式得到单体电芯电压达到稳定电压的稳定时长；其中，所述二维时间表为根据电池包台架试验获取的温度、动力电池电流及稳定时长的二维表；

所述电芯容量计算子单元用于计算所述动力电池电流小于预设电流的电流持续时长；

所述电芯容量计算子单元还用于判断所述电流持续时长或整车休眠时间大于所述稳定时长后，根据开路电压法得到单体电芯的剩余电量SOC，所述单体电芯的SOC按照如下公式计算单体电芯容量：

Ahis＝SOC*C

其中，C为标称容量，Ahis为单体电芯容量；

并按照公式：Ahsmin＝min(Ahis)确定最小单体电芯容量，其中，Ahsmin为最小单体电芯容量；

所述第一均衡开关控制子单元用于将每个单体电芯的容量依次与所述最小单体电芯容量做差，将满足如下公式的单体电芯的均衡开关开启：

Ahis-Ahsmin＞△Ahs

其中，△Ahs为单体电芯容量差值设定阈值。