[发明专利]电池管理系统的双包动态并联控制方法和系统

权利要求书

1.一种电池管理系统的双包动态并联控制方法，其特征在于，所述电池管理系统用于管理并联在直流母线上的两个锂电池包，每个锂电池包均具有独立的充放电支路，所述方法包括：

获取每个锂电池包的总电压；

基于两个锂电池包的总电压以及充放电状态，确定各个锂电池包的上电顺序；

在所述两个锂电池包按照所述上电顺序并联工作后，确定各个锂电池包是否存在过流现象；

在存在过流现象的情况下通过PI调节反馈调节出现过流的单个电池包的最大放电功率，以调节系统的最大放电功功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于两个锂电池包的总电压以及充放电状态，确定各个锂电池包的上电顺序，包括：

如果所述充放电状态是充电状态，则先对总电压较低的第一电池包进行充电；

在对所述第一电池包充电后获取所述第一电池包的静态电压；

如果所述静态电压与总电压较高的第二电池包的总电压的压差达到预设的压差范围，则对所述第一电池包和所述第二电池包进行并联充电。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于两个锂电池包的总电压以及充放电状态，确定各个锂电池包的上电顺序，包括：

如果所述充放电状态是放电状态，则先对总电压较高的第二电池包进行放电；

在对所述第二电池包放电后获取所述第二电池包的静态电压；

如果所述静态电压与总电压较低的第一电池包的总电压的压差达到预设的压差范围，则对所述第一电池包和所述第二电池包进行并联放电。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于两个锂电池包的总电压以及充放电状态，确定各个锂电池包的上电顺序，包括：

如果两个锂电池包的总电压的压差在预设的压差范围之内，则同时并联两个电池包一起工作。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述静电电压是使用预先对锂电池包按照电池二阶RC等效电路模型建模后估算到的，根据等效电路模型当电池处于充放电状态时，存在以下的电路关系式：

U_K＝U^OCV_K-U^R0_K-U^C1_K-U^C2_K，式1-1；

U^OCV_K＝g(SOC_K)，式1-2；

U_p＝U^C1_K+U^C2_K，式1-4；

R_p＝R₁+R₂，式1-5；

其中，OCV代表等效电路模型的锂电池的开路电压，R₀为锂电池的欧姆内阻；R1、R2分别为锂电池充放电过程中的电化学极化和浓度差极化电阻；C1、C2分别为电池充放电过程中的暂态电容效应、电化学极化和浓度差极化电容；U为电池端电压；I为电池端电流；K表示当前估算时刻；

对式1-6进行离散化，通过采样周期T变换成响应的离散系统状态方程∑(G，H)，离散系统的状态空间模型如下：

X(kT)＝G(T)x((k-1)T)+H(T)I((k-1)T)，式1-7；

连续系统的状态方程求解公式如下：

考虑在采样时刻t∈[k-1，k)区间内的状态响应，对于式(1-8)，取t₀＝(k-1)T，t＝kT，在采样周期内保持不变，则有：

做变量代换t＝kT-τ，上式1-9可记为：

利用状态方程求解公式保证在采样时刻连续状态方程和离散化状态方程有相同的解来进行离散化，故有：

采样周期T选为1s，则等效电路模型的离散化状态方程为：

X(k)＝Gx(k-1)+HI(k-1)，式1-12；

将T＝1s代入式1-11得到离散化后的锂离子电池模型的状态空间方程如下式1-13：

其中，τ₁为时间常数，且τ₁＝R₁C₁；τ₂为时间常数，且τ₂＝R₂C₂；C_cap为锂电池的电池容量；

因此，Δt后锂电池的电压变化估算的公式通过下式表示：

其中，系统激励是锂电池的工作电流I₁，观测变量是锂电池两端的工作电压U_K，状态变量X_K＝[UKC1 UKC2 SOCK]T；UKC1和UKC1代表等效的欧姆内阻两端的电压以及电容C1、C2的电压值；SOCK是估算出的锂电池的SOC值。