[发明专利]基于配置的电池均衡控制系统及方法

说明书

本发明涉及电池管理技术领域，公开了一种基于配置的电池均衡控制系统及方法，旨在解决现有的均衡系统存在应用范围较小、灵活性和通用性较差的问题，方案主要包括：锂电池组、控制模块、均衡模块和配置模块；配置模块用于确定均衡策略，并将均衡策略发送至控制模块；控制模块用于采集并保存各单体电池的实时状态数据，以及根据实时状态数据判断锂电池组是否达到均衡策略中的启动均衡条件，是则生成对应的均衡指令，并将均衡指令发送至均衡模块；均衡模块用于根据均衡指令对锂电池组进行主动均衡和/或被动均衡。本发明提高了均衡控制系统的灵活性和通用性，适用于各类锂电池组。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，具体来说涉及一种基于配置的电池均衡控制系统及方法。

背景技术

新能源产业创新步伐日益加快，电源系统作为新能源各个应用方向的核心供能部分，涉及的一些关键技术成为了现在需要创新和发展的焦点。动力电池是电源系统里面能量存储及输出的核心单元，因电池材料和生产工艺等原因其本电池自身一致性问题一直存在，也成为了一直以来关键核心技术问题。

电池一致性问题，除了在电池材料和生产工艺等方面进行控制，减少电池间自身差异带来的整体性能降低外，通常在电源系统使用环节还需要引入均衡控制技术以保证电池工作的安全性。锂电池均衡技术主要指：针对锂电池成组后，通过人为干预使电池组内的所有电池综合性能趋于一致，避免出现电池过充过放引起的各种安全问题，其目的是确保电池组性能可以充分发挥，并保证电池使用过程中的安全。

传统的主流均衡技术划分为：主动均衡与被动均衡。其中，主动均衡即能量转移平衡，通过不同的电路拓扑结构和控制策略实现不同单体和模块之间的能量转移，简单来说就是控制SOC过高的电池向SOC过低的电池放电。被动均衡即能量耗散均衡，是将单个电池中多余的功率通过耗能元件转化为热能消耗，从而改善电池单体之间电压和功率的不一致性。两种均衡方式具有各自的优点和缺点，被动均衡电路简单，易于控制，但是在均衡过程中存在热管理问题，能量耗散严重；主动均衡相对节能，合理，并且均衡效率高，但是在均衡过程中需要频繁切换均衡电路，对锂电池造成的损害较大，影响锂电池的寿命。

现有技术中，通常会根据实际需求和锂电池组的实际情况选择对应的均衡方式，进而设计相应的均衡控制系统，例如针对小容量、低串数的锂电池组选用被动均衡控制系统，针对大容量、高串数的锂电池组选用主动均衡控制系统。可见现有的电池均衡控制系统局限于具体规格型号的锂电池组，其应用范围较小、灵活性和通用性较差。

发明内容

本发明旨在解决现有的均衡控制系统存在应用范围较小、灵活性和通用性较差的问题，提出一种基于配置的电池均衡控制系统及方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种基于配置的电池均衡控制系统，包括：锂电池组、控制模块、均衡模块和配置模块，所述锂电池组包括至少两个串联的单体电池，所述控制模块分别与锂电池组、均衡模块和配置模块连接，所述均衡模块分别通过对应的均衡回路与单体电池连接；

所述配置模块，用于确定均衡策略，并将所述均衡策略发送至控制模块，所述均衡策略至少包括启动均衡条件和均衡方式，所述均衡方式包括主动均衡和/或被动均衡；

所述控制模块，用于接收均衡策略，采集并保存各单体电池的实时状态数据，以及根据所述实时状态数据判断锂电池组是否达到所述均衡策略中的启动均衡条件，是则生成对应的均衡指令，并将所述均衡指令发送至均衡模块；

所述均衡模块，用于接收均衡指令，并根据所述均衡指令对锂电池组进行主动均衡和/或被动均衡。

进一步地，所述控制模块包括MCU单元、数据采集单元、存储单元和通信单元，所述MCU单元分别与数据采集单元、存储单元和通信单元连接；

所述数据采集单元，用于采集各单体电池的实时状态数据并将其保存至存储单元；