[发明专利]一种锂离子电池组主动均衡控制方法

说明书

本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种锂离子电池组主动均衡控制方法，针对大部分主动均衡电路，采用三阈值和中断均衡控制策略，其中三阈值均衡不仅仅包含传统控制策略中的动作阈值，还包含预动作阈值和结束阈值。通过预测处于预动作阈值和动作阈值之间的单体电池在下一段时间的状态，适当调整其均衡阈值。在三阈值均衡控制策略无法照顾到的情形下，启动中断均衡控制策略，允许电池在均衡过程中被中断。使用三阈值和中断均衡控制策略，能够在不改变电路拓扑结构，不加大均衡电流的前提下，尽量避免均衡时间重叠的情况发生。

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种锂离子电池组主动均衡控制方法。

背景技术

与传统汽车相比，电动汽车具有很多优点，比如：无污染，噪音小，效率高等，所以，这些年来电动汽车得到大家的青睐，发展势头很迅猛，而动力电池技术是约束电动汽车发展的一个瓶颈。

目前，电动汽车车载动力电池组普遍采用锂电池组。在电动汽车电池组中，需要将大量单体电池串并联以提高电池组电压和容量，满足电动汽车需求。单体电池之间工艺和性能在出厂时会存在些许差别。在使用过程中这种差异会逐渐放大，可能导致过充电和过放电的情况，这会对电池造成很大损伤，甚至可能导致爆炸引发安全事故。配备良好的均衡系统可以减小单体之间的差异性，有效的保证锂电池组安全可靠的运行。

为了减小锂电池组单体电池之间的差异，从而增加锂电池组的循环使用次数以及防止意外事故的发生，有必要设计有效的均衡控制方法来缩小单体电池间的差异性，从而保障电动汽车能够安全使用。

较多的主动均衡电路存在同一时刻均衡器只能对单节电池进行均衡的问题，可能会出现电池达到动作阈值而无法为其均衡的情况。在电池处于等待均衡的时间内，其情况可能会更加恶化，这会降低电池组的使用寿命。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池组主动均衡控制方法，在不改变均衡拓扑结构，不加大均衡电流的情况下，避免出现均衡时间重叠的情况。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种锂离子电池组主动均衡控制方法，其特征在于，采用三阈值及中断均衡控制策略，其中三阈值不仅包含传统控制策略中的动作阈值，还包含预动作阈值和结束阈值，所述控制方法包含以下步骤：

(1)计算出各单体电池在电池组进行均衡时SOC变化率与平均值的差值，记为单体电池SOC相对变换率；

(2)计算出各单体电池SOC与平均SOC的差值，记为单体电池SOC偏移量；

(3)对于SOC偏移量达到预动作阈值而未达到动作阈值的电池，计算最大SOC偏移量的电池在此时刻均衡至结束阈值这段时间内，是否会有其余电池达到动作阈值，根据设定的均衡系数，动态地改变最大SOC偏移量的单体电池均衡阈值；

(4)当电池组中单体电池SOC偏移量分布较为集中，导致三阈值均衡控制策略无法较好地进行均衡时，启动中断均衡控制策略；当某单体电池处于均衡状态时，另一节电池到达动作阈值，此时中断正在均衡的电池的均衡过程，为达到动作阈值的电池进行均衡；均衡完毕后对被中断的电池进行均衡；均衡过程中允许嵌套。

进一步地，所述单体电池SOC相对变化率，所测值是基于电池组处于均衡状态，而且只需要一段时间更新一次，不需要每次均衡时读取。

进一步地，所述预动作阈值，其值处于动作阈值与结束阈值之间。

进一步地，所述结束阈值，其值不小于动作阈值的20％。

进一步地，所述均衡阈值，其值小于或等于设定的动作阈值。

进一步地，所述中断均衡，其可以让均衡器中断任意电池的均衡过程。

进一步地，所述方法具体实施过程包括：