【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電池控制，具體的說是一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、由于電池能量和端電壓的限制，實際應(yīng)用中通常需要采用多個電池進(jìn)行串、并聯(lián)組合來達(dá)到較高的電壓和較大的功率輸出。而由于電池特性的高度非線性，并且在工作過程中因為溫度、內(nèi)阻和老化的影響，電池的不一致性也將會越來越嚴(yán)重，造成電池組的電壓不均衡。這在充放電的過程中會引起過充和過放等問題，并最終將影響電池組的循環(huán)使用壽命，嚴(yán)重的甚至可能導(dǎo)致爆炸和火災(zāi)，因此，在電池的串并聯(lián)使用中，需要對一起使用的各單個電池進(jìn)行均衡。
2、電池不一致性可分為第一類不一致性和第二類不一致性兩類,第一類不一致性即單體電池自身容量的差異導(dǎo)致的不一致性,第二類不一致性即單體電池初始電量差異導(dǎo)致的不一致性。
3、目前,大部分研究都是針對第二類不一致性的情況，如選取電池soc、電壓作為均衡閾值的均衡方法，少部分針對第一類不一致性的情況，如選取剩余容量作為均衡閾值的均衡方法，但是，電池進(jìn)行均衡時往往面對兩種不一致性同時存在的情況，針對第二類不一致性的均衡方法只能在均衡完成第一類不一致性的情況后，再進(jìn)行第二類不一致性的均衡，這就造成了均衡速度的下降，由于電池管理系統(tǒng)對電池當(dāng)前壽命的預(yù)測并不是實時的，這也就導(dǎo)致了針對第一類不一致性的均衡方法的實時性與精準(zhǔn)度也略有下降。
4、鑒于此提出一種新的自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制系統(tǒng)及方法使非常有必要的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不
2、本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本專利技術(shù)所述的一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制系統(tǒng)，包括電池組、充電控制單元、放電控制單元、變壓器開關(guān)選通單元、采集單元及電池控制單元。其中：
3、電池組由n個電池單體串聯(lián)形成，將n個電池單體分別定義為電池單體b1、b2、……、bn；
4、采集單元，用于采集電池組中n個電池單體的參數(shù)信息，將采集到的參數(shù)信息發(fā)送給控制單元
5、放電控制單元在控制單元的控制下對電池組中一個或者多個需要進(jìn)行均衡的電池單體進(jìn)行選擇，使得需要進(jìn)行均衡的一個或多個電池單體與變壓器開關(guān)選通電路導(dǎo)通，并保持不需要進(jìn)行均衡的電池單體與變壓器斷開；所述放電控制回路包括2n個由所述控制單元控制打開、閉合的開關(guān)，分別定義為開關(guān)q3、q4、…、q4n、q4n-1(n＝1,2,3,4,……)，電池單體bn的正極與開關(guān)q4n-1的一端相連，電池單體bn的負(fù)極與開關(guān)q8n-1的一端相連，(n＝1,2,3,4,……)開關(guān)q4n-1的一端相連開關(guān)q4n，開關(guān)q4n的另一端連接到變壓器選通控制回路中，開關(guān)q8n-1的一端相連開關(guān)q8n，開關(guān)q8n的另一端連接到變壓器選通控制回路中。
6、充電控制單元分為奇數(shù)充電控制單元和偶數(shù)充電控制單元，在控制單元的控制下對電池組中一個或者多個需要進(jìn)行均衡的電池單體進(jìn)行選擇，使得需要進(jìn)行均衡的一個或多個電池單體與變壓器開關(guān)選通電路導(dǎo)通，并保持不需要進(jìn)行均衡的電池單體與變壓器斷開；所述充電控制回路包括2n個由所述控制單元控制打開、閉合的開關(guān)，分別定義為開關(guān)q1、q2、…、q4n-3、q4n-2(n＝1,2,3,4……)，電池單體bn的正極與開關(guān)q4n-2的一端相連，電池單體bn的負(fù)極與開關(guān)q8n-2的一端相連，開關(guān)q4n-2的一端相連開關(guān)q4n-3，開關(guān)q4n-3的另一端連接到開關(guān)sw1上，開關(guān)sw1的另一端連接到變壓器副邊第一繞組，開關(guān)q8n-2的一端相連開關(guān)q8n-3，開關(guān)q8n-3的另一端連接到開關(guān)sw2上,開關(guān)sw1的另一端連接到變壓器副邊第二繞組。
7、優(yōu)選的，所述變壓器開關(guān)選通單元在控制單元的控制下對電池組中一個或者多個需要進(jìn)行均衡的電池單體進(jìn)行選擇，使得需要進(jìn)行均衡的一個或多個電池單體與變壓器導(dǎo)通，并保持不需要進(jìn)行均衡的電池單體與變壓器斷開。
8、優(yōu)選的，所述變壓器開關(guān)選通電路包括n個由所述控制單元控制打開、閉合的開關(guān)，分別定義為開關(guān)s1、s2、…、sn(n＝2,3,4……)，sn的一端與q4n相連，另一端與q4(n+1)相連(n＝2，3，……，n-1)，s1一端與變壓器原邊繞組相連，另一端與s2和q8相連，sn一端與sn-1和q4n相連，另一端與變壓器原邊繞組相連。
9、一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制方法，包括如下：
10、a、獲取當(dāng)前時刻的電池組中的所有單體電池的最大容量；
11、b、確定當(dāng)前時刻的目標(biāo)單體電池的soc值，所述soc值與當(dāng)前時刻的所述電池組中的單體電池的最大容量與當(dāng)前容量相關(guān)；
12、c、根據(jù)所述目標(biāo)單體電池的單體最大容量和當(dāng)前soc值，修改每節(jié)電池的單體均衡開啟閾值。
13、d、根據(jù)所述目標(biāo)單體電池單體均衡開啟閾值，控制所述目標(biāo)單體電池進(jìn)行充放電，以使所述電池組達(dá)到電池均衡。
14、該方法具體包括如下步驟：
15、s1：由采集單元測量每一所述電池單體的端電壓并存儲數(shù)據(jù)，由控制單元計算所述電池組的當(dāng)前電量，并根據(jù)以往數(shù)據(jù)計算出每節(jié)電池最大容量與剩余電量；
16、s2：控制單元根據(jù)組內(nèi)每節(jié)電池當(dāng)前剩余容量計算出組內(nèi)平均電池剩余容量，并根據(jù)組內(nèi)平均電池剩余容量與每節(jié)電池當(dāng)前容量，計算出每節(jié)電池各自的均衡條件與均衡閾值，同時控制單元根據(jù)每一所述電池單體的soc判斷是否在所設(shè)定的范圍，若不在所設(shè)定的范圍則啟動由所述均衡控制單元，并控制所述開關(guān)選通網(wǎng)絡(luò)選通相應(yīng)開關(guān)，產(chǎn)生pwm信號進(jìn)行均衡，當(dāng)被均衡的所述電池單體的端電壓滿足所設(shè)定的電壓范圍時，均衡過程結(jié)束。
17、本專利技術(shù)的有益效果如下：
18、1.本本專利技術(shù)通過實時監(jiān)測每個單體電池的電壓并存儲記錄，為每個電池設(shè)定單獨可變的均衡閾值，判斷需要均衡的電池，再通過選通開關(guān)以及均衡電路實現(xiàn)任意多節(jié)電池到任意多節(jié)電池的能量轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)電池均衡。本專利技術(shù)提出的電池均衡系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，易于拓展，均衡速度快，控制復(fù)雜度低。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電池組、充電控制單元、放電控制單元、變壓器開關(guān)選通單元、采集單元及電池控制單元。其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制系統(tǒng)，其特征在于：所述變壓器開關(guān)選通單元在控制單元的控制下對電池組中一個或者多個需要進(jìn)行均衡的電池單體進(jìn)行選擇，使得需要進(jìn)行均衡的一個或多個電池單體與變壓器導(dǎo)通，并保持不需要進(jìn)行均衡的電池單體與變壓器斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制系統(tǒng)，其特征在于：所述變壓器開關(guān)選通電路包括N個由所述控制單元控制打開、閉合的開關(guān)，分別定義為開關(guān)S1、S2、…、SN(N＝2,3,4……)，SN的一端與Q4N相連，另一端與Q4(N+1)相連(N＝2，3，……，N-1)，S1一端與變壓器原邊繞組相連，另一端與S2和Q8相連，SN一端與SN-1和Q4N相連，另一端與變壓器原邊繞組相連。
4.一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制方法，適用于權(quán)利要求1-3中任一項所述電池主動均衡控制系統(tǒng)，其特征在于：包括如下
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電池組、充電控制單元、放電控制單元、變壓器開關(guān)選通單元、采集單元及電池控制單元。其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制系統(tǒng)，其特征在于：所述變壓器開關(guān)選通單元在控制單元的控制下對電池組中一個或者多個需要進(jìn)行均衡的電池單體進(jìn)行選擇，使得需要進(jìn)行均衡的一個或多個電池單體與變壓器導(dǎo)通，并保持不需要進(jìn)行均衡的電池單體與變壓器斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動修改均衡閾值的電池主動均衡控制系統(tǒng)，其特征在于：所述變壓器開關(guān)選通電路包...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖艷軍，劉超虎，劉偉玲，肖艷春，高楠，
申請(專利權(quán))人：河北工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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