[发明专利]一种液态金属电池组均衡控制系统及方法

权利要求书

1.一种液态金属电池组均衡控制系统的控制方法，其特征在于：

液态金属电池组均衡控制系统，包括：

上位机，包括通信单元、控制单元和均与控制单元连接的数据处理单元、分析计算单元和历史数据存储单元，所述通信单元连接数据处理单元，用于根据采集的电池信息、电池组均衡时间、电池组能耗数据和决策划分均衡控制范围的维度数据，计算均衡控制步长和均衡控制范围，生成变步长均衡控制指令并下传；

下位机，包括电池信息采集模块、主控模块、PWM信号产生模块、开关驱动模块和反激电路，所述电池信息采集模块连接主控模块，且用于采集电池组的工作数据和各个单体电池的信息数据并上传，所述主控模块连接通信单元和PWM信号产生模块，且用于向上位机上传采集的数据，并接收、解析、发送均衡控制命令，所述PWM信号产生模块连接开关驱动模块，且用于向开关驱动模块发送PWM控制信号，实现双向反击均衡模块中能量与电流的控制，所述开关驱动模块连接反激电路，且用于根据输入的PWM控制信号快速准确的控制反激电路内；

所述液态金属电池组均衡控制系统的控制方法，包括如下步骤：

S1.设定单体电池处于均衡状态的SoC上限值B和下限值-B，则均衡状态单体电池的SoC范围为[-B，B]；

S2.电池信息采集模块采集单体电池的SoC数据并上传值主控模块，主控模块将采集的数据通过通信单元上传至控制单元；

S3.分析计算单元根据单体电池的SoC数据和历史数据存储单元中的历史数据，通过变步长的均衡控制算法计算各个单体电池的均衡方案；

S4.上位机将各个单体电池的均衡方案发送至主控模块，主控模块解析均衡方案并发送至PWM信号产生模块，PWM信号产生模块向开关驱动模块发送PWM控制信号，开关驱动模块根据PWM控制信号准确控制反激电路中的MOS管的通断，控制电池组中的能量转移直至实现电池均衡；

步骤S1中，根据人工经验或专家知识库内的电池组均衡数据，确定均衡目标为电池组内单体电池的SoC平均值；

步骤S3具体包括如下步骤：

S31.计算单体电池SoC与SoC平均值之差SoC_D的绝对值，作为变步长的均衡控制算法的输入变量x，即x＝|SoC_D|；

S32.设定步长拟合函数为：y＝a1x²+a2x+a3，其中，x0，y为步长值，通过历史数据存储单元内的输入变量x与输入变量x所处的均衡控制范围的步长进行二次函数拟合，求出参数a1、a2、a3的值，代入步长拟合函数中，得到步长拟合函数的具体函数；

S33.选取采集的单体电池中的SoC绝对值的最大值SoCmax，将[0，SoCmax]进行m等分，则第k等分的输入变量x的区间为[x_k-1，x_k]；

在区间[x_k-1，x_k]内取样，计算取样值和区间端点所对应的步长值，将取样值对应的步长值与区间端点多对应的步长值进行作差，选取较小的差值并将取样值的步长值归于区间端点对应的步长值，即取样值的步长值等于区间端点对应的步长值，多次计算后，生成输入变量x相对于步长y的离散分布函数；

S34.将单体电池SoC与SoC平均值之差SoC_D的绝对值的最大值作为初始值代入步长拟合函数中，计算对应步长，并转化为原边MOS管和副边MOS管的导通占空比，循环计算，直至单体电池处于均衡状态单体电池的SoC范围[-B，B]内，即单体电池SoC与SoC平均值之差SoC_D的绝对值小于等于B时，结束循环，生成单体电池SoC与SoC平均值之差SoC_D0的均衡控制规则；S35.将单体电池SoC与SoC平均值之差SoC_D0的均衡控制规则对称延伸至SoC_D0的范围内，生成完整的均衡控制规则。

2.根据权利要求1所述的液态金属电池组均衡控制系统的控制方法，其特征在于：步骤S32中的参数a3的值等于均衡状态单体电池的SoC值B，且参数a10，即输入变量x越大，步长y越大。

3.根据权利要求1所述的液态金属电池组均衡控制系统的控制方法，其特征在于：所述反激电路连接有电池组，所述电池组包括第一单体电池至第N单体电池。