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常基于電壓或荷電狀態(tài)值(State of Charge，S0C)進行，且并不對電池溫度進行考慮，這會導(dǎo)致部分電池溫度超出電池運行的舒適溫度，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行在舒適溫度范圍內(nèi)，實現(xiàn)電池平衡的同時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]在所述進行平衡的電池的荷電狀態(tài)值低于預(yù)定閾值時，以控制進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進行平衡的電池進行電量平衡。
[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，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，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，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]在所述進行平衡的電池的荷電狀態(tài)值高于預(yù)定閾值時，以最小化進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，根據(jù)溫度差值和第一增益獲取第一參考值；在進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，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，不進行電量平衡。
[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，不對電池進行充電或放電直至電池檢測電壓等于電池開路電壓；
[0028]對電池進行檢測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)選擇進行平衡的電池以及平衡電流的方向，進而以控制進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，實現(xiàn)電池平衡的同時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本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中:
[0031]圖1是本發(fā)明實施例的電池電量平衡方法的流程圖；
[0032]圖2是本發(fā)明實施例選擇進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)明實施例的確定平衡電流參考值的控制信號流圖；
[0037]圖7是本發(fā)明另一個實施例的電池電量平衡方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0038]以下基于實施例對本發(fā)明進行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。在下文對本發(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，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個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”兩個節(jié)點之間時，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，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重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0043]本發(fā)明以鋰電池為例說明進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，本步驟選擇一對進行平衡的電池，由其中一個向另一個輸出平衡電流，從而在兩者之間進行電量平衡。
[0049]圖2是本發(fā)明實施例選擇進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]在一個優(yōu)選實施方式中，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，不對電池進行充電或放電直至電池電壓等于電池開路電壓(OCV);然后再對電池進行檢測獲取充放電狀態(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行電池狀態(tài)的檢測和更新，然后再進行電池電量平衡，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，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，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判斷子步驟來完成，可以先對荷電狀態(tài)值進行判斷