電池電量平衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，具體涉及一種電池電量平衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品的功率的不斷增大，應(yīng)用于電子產(chǎn)品的電池組容量不斷增加。大容量電池組通常由多個(gè)電池組合而成，在使用過程中，需要平衡不同電池的電量，以提高電池電量的利用率，并防止一部分電池被過充或過放，以防止因電池被過充或過放而影響電池壽命。
[0003]現(xiàn)有的電池電量平衡方法通?；陔妷夯蚝呻姞顟B(tài)值(State of Charge，S0C)進(jìn)行，且并不對(duì)電池溫度進(jìn)行考慮，這會(huì)導(dǎo)致部分電池溫度超出電池運(yùn)行的舒適溫度，從而加速電池老化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提出一種電池電量平衡方法，將電池的溫度控制納入到電視電量平衡控制中，從而可以使得電池運(yùn)行在舒適溫度范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)電池平衡的同時(shí)也減小的電池之間的老化差異。
[0005]本發(fā)明的電池電量平衡方法包括:
[0006]根據(jù)所有電池的充放電狀態(tài)和電量狀態(tài)選擇進(jìn)行平衡的電池以及平衡電流的方向，其中，所述電量狀態(tài)包括荷電狀態(tài)值、剩余電量和待充電量；
[0007]在所述進(jìn)行平衡的電池的荷電狀態(tài)值低于預(yù)定閾值時(shí)，以控制進(jìn)行平衡的電池的溫度低于溫度閾值為目標(biāo)確定所述平衡電流的參考值；
[0008]根據(jù)所述平衡電流的方向和參考值對(duì)進(jìn)行平衡的電池進(jìn)行電量平衡。
[0009]優(yōu)選地，根據(jù)所有電池的充放電狀態(tài)和電量狀態(tài)選擇進(jìn)行平衡的電池以及平衡電流的方向包括:
[0010]獲取所有電池的充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)值；
[0011]在所有電池的荷電狀態(tài)值均小于所述預(yù)定閾值且所有電池處于放電狀態(tài)時(shí)，選擇剩余電量最大的電池向剩余電量最小的電池輸出平衡電流；
[0012]在所有電池的荷電狀態(tài)值均小于所述預(yù)定閾值且所有電池處于充電狀態(tài)時(shí)，選擇待充電量最小的電池向待充電量最大的電池輸出所述平衡電流，所述待充電量為電池額定電量和剩余電量的差值。
[0013]優(yōu)選地，根據(jù)所有電池的充放電狀態(tài)和電量狀態(tài)選擇進(jìn)行平衡的電池以及平衡電流的方向還包括:
[0014]在存在荷電狀態(tài)值大于所述預(yù)定閾值的電池時(shí)，選擇電壓最高的電池向電壓最低的電池輸出平衡電流。
[0015]優(yōu)選地，所述方法還包括:
[0016]在所述進(jìn)行平衡的電池的荷電狀態(tài)值高于預(yù)定閾值時(shí)，以最小化進(jìn)行平衡的電池的電壓差值為目標(biāo)確定所述平衡電流的參考值。
[0017]優(yōu)選地，以控制進(jìn)行平衡的電池的溫度低于溫度閾值為目標(biāo)確定所述平衡電流的參考值包括:
[0018]在進(jìn)行平衡的電池的電池電流方向和所述平衡電流方向相同時(shí)，根據(jù)溫度差值和第一增益獲取第一參考值；在進(jìn)行平衡的電池的電池電流方向和所述平衡電流方向不相同時(shí)，根據(jù)溫度差值和第二增益獲取第一參考值；
[0019]選取所述第一參考值與所述最大平衡電流值中較小的一個(gè)作為所述平衡電流的參考值；
[0020]其中，溫度差值為溫度閾值與所述進(jìn)行平衡的電池的溫度的差值，第一增益為負(fù)值，第二增益為正值。
[0021]優(yōu)選地，以最小化進(jìn)行平衡的電池的電壓差值為目標(biāo)確定所述平衡電流的參考值包括:
[0022]獲取電壓誤差參量，所述電壓誤差參量為電壓參考值與所述電壓差值的差；
[0023]根據(jù)所述電壓誤差參量和第三增益獲取第二參考值，將所述第二參考值作為所述平衡電流的參考值。
[0024]優(yōu)選地，所述方法還包括:
[0025]在進(jìn)行平衡的電池之間的電量狀態(tài)的差值小于狀態(tài)差閾值時(shí)，不進(jìn)行電量平衡。
[0026]優(yōu)選地，獲取所有電池的充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)值包括:
[0027]在電池電流低于電流閾值時(shí)，不對(duì)電池進(jìn)行充電或放電直至電池檢測(cè)電壓等于電池開路電壓；
[0028]對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)獲取所述充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)值。
[0029]通過充放電狀態(tài)和電量狀態(tài)選擇進(jìn)行平衡的電池以及平衡電流的方向，進(jìn)而以控制進(jìn)行平衡的電池的溫度低于預(yù)定閾值為目標(biāo)確定所述平衡電流的參考值，最終基于確定的平衡電流屬性進(jìn)行電池電量平衡。由此，可以將電池的溫度控制納入到電池電量平衡控制中，通過電量平衡使得電池的荷電狀態(tài)和溫度都更加接近，實(shí)現(xiàn)電池平衡的同時(shí)也減小的電池之間的老化差異。
【附圖說明】
[0030]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0031]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電池電量平衡方法的流程圖；
[0032]圖2是本發(fā)明實(shí)施例選擇進(jìn)行平衡的電池和平衡電流方向的流程圖；
[0033]圖3是本發(fā)明實(shí)施例期望的平衡電流值區(qū)域的示意圖；
[0034]圖4是鋰電池在充電狀態(tài)下的狀態(tài)參量曲線圖；
[0035]圖5是鋰電池在放電狀態(tài)下的狀態(tài)參量曲線圖；
[0036]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的確定平衡電流參考值的控制信號(hào)流圖；
[0037]圖7是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池電量平衡方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。
[0039]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0040]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個(gè)元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當(dāng)稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間時(shí)，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，意味著兩者不存在中間元件。
[0041]除非上下文明確要求，否則整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。
[0042]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0043]本發(fā)明以鋰電池為例說明進(jìn)行電池電量平衡的方法，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，本發(fā)明的電池電量平衡方法也適用于其它類型的電池。
[0044]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電池電量平衡方法的流程圖。
[0045]如圖1所示，所述方法包括:
[0046]步驟100、根據(jù)所有電池的充放電狀態(tài)和電量狀態(tài)選擇進(jìn)行平衡的電池以及平衡電流的方向。
[0047]其中，電量狀態(tài)包括荷電狀態(tài)值、剩余電量和待充電量。
[0048]具體地，本步驟選擇一對(duì)進(jìn)行平衡的電池，由其中一個(gè)向另一個(gè)輸出平衡電流，從而在兩者之間進(jìn)行電量平衡。
[0049]圖2是本發(fā)明實(shí)施例選擇進(jìn)行平衡的電池和平衡電流方向的流程圖。如圖2所示，步驟100可以包括:
[0050]步驟110、獲取所有電池的充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)值。
[0051]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，為了更加精確地獲取電池狀態(tài)，在電池電流低于電流閾值時(shí)，不對(duì)電池進(jìn)行充電或放電直至電池電壓等于電池開路電壓(OCV);然后再對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)獲取充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)值。電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)在可以在電池電壓恢復(fù)到電池開路電壓后進(jìn)行電池狀態(tài)的檢測(cè)和更新，然后再進(jìn)行電池電量平衡，由此，可以保證所獲取的電池狀態(tài)的準(zhǔn)確性。
[0052]步驟120、判斷荷電狀態(tài)值和電池充放電狀態(tài)是否符合預(yù)定條件，在所有電池的荷電狀態(tài)值均小于所述預(yù)定閾值(例如90% )且所有電池處于放電狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行步驟130，在所有電池的荷電狀態(tài)值均小于所述預(yù)定閾值且所有電池處于充電狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行步驟140。
[0053]應(yīng)理解，本步驟所判斷的為一復(fù)合條件，其可以通過組合多個(gè)判斷子步驟來完成，可以先對(duì)荷電狀態(tài)值進(jìn)行判斷