本技术涉及电池均衡控制,特别涉及一种电池电压均衡控制方法、系统、存储介质及均衡设备。
背景技术:
1、近年来新能源和储能行业的飞速发展,锂电池模块被广泛的运用在新能源汽车、充电站、光伏等领域,随着需求和保有量的激增,锂电池模块的制造和梯次利用及维修等需求也在激增。针对锂电池模块制造及使用过程中,电池单体的不一致性产生“木桶效应”,导致最终缩短电池模块使用寿命,减少实际可用容量。
2、目前包括被动均衡和主动均衡,被动均衡主要通过电阻放电的方式对电压较高的电池单体进行放电。主动均衡主要通过电感、电容、dc-dc 变换器、变压器的方式。现有技术中,主流均衡策略主要包括被动均衡和主动均衡:被动均衡主要通过电阻耗散能量的方式对电压较高的电池单体进行放电,使得高电压电池单体和低电压电池单体的电量保持相等,实现电池的一致性,缺点是在大电流时耗能多,发热量大,对电池包内部很不友好,即使在小电流时均衡效率也很低。主动均衡主要通过电感、电容、dc-dc 变换器、变压器的方式实现能量转移的均衡方式,缺点是均衡效果不理想,尤其对温度敏感的锂电池因内阻变化导致采集到的电压存在较差误差而使均衡效果不理想。
技术实现思路
1、基于此,本技术的目的是提出一种电池电压均衡控制方法、系统、存储介质及均衡设备,旨在解决传统均衡技术对温度敏感的锂电池因内阻变化导致采集到的电压存在较差误差而使均衡效果不佳的问题。
2、一方面,本技术提出一种电池电压均衡控制方法,应用于均衡设备,所述方法包括:
3、与目标电池模组电连接后,在第一预设时间内获取所述目标电池模组中各个电池单体的开路电压值;
4、根据预设预充规则对所述各个电池单体进行电流预充,并在预充完成后读取所述各个电池单体的回路电压值;
5、根据所述开路电压值、所述回路电压值计算得到所述各个电池单体的实际电压值,并根据所述各个电池单体的实际电压值执行对应的预设均衡控制策略。
6、在一些实施例中,所述根据预设预充规则对所述各个电池单体进行电流预充,并在预充完成后读取所述各个电池单体的回路电压值的步骤包括:
7、在第二预设时间内向所述各个电池单体进行一次电流预充,并在预充完成后读取所述各个电池单体的第一回路电压值;
8、向任意两相邻所述电池单体依次进行二次电流预充,并获取每次二次预充后所述各个电池单体的第二回路电压值。
9、在一些实施例中,所述根据预设预充规则对所述各个电池单体进行电流预充,并在预充完成后读取所述各个电池单体的回路电压值的步骤之后包括:
10、根据所述第一回路电压值构建第一内阻方程组:
11、
12、其中,vs1、vs2、vs3、…、vsn分别表示第1个、第2个、第3个、…、第n个电池单体的开路电压值,va1、va2、va3、…、van分别表示第1个、第2个、第3个、…、第n个电池单体的第一回路电压值,r1、r2、r3、…rn表示整个电池模组电路中的第1个、第2个、第3个、…、第n个单体电池内阻,rl0表示整个电池模组电路中靠近第一个电池单体的外侧的充电导线线阻,rl1、rl2、…rln表示整个电池模组电路中的第1个、第2个、第3个、…、第n个充电导线线阻。
13、在一些实施例中,所述根据预设预充规则对所述各个电池单体进行电流预充,并在预充完成后读取所述各个电池单体的回路电压值的步骤之后包括:
14、根据所述第二回路电压构建第二内阻方程组:
15、v’a1+v’a2-vs1-vs2= (rl0+rl2+r1+r2)ic
16、v’an-1+v’an–vsn-1-vsn= (rln-2+rln+rn-1+rn)ic
17、其中,v’a1、v’a2、v’a3、…、v’an分别表示第1组、第2组、第3组、…、第n组相邻两电池单体的第二回路电压;
18、在一些实施例中,根据所述第一内阻方程组合所述第二内阻方程组计算得到各个电池单体的充电导线线阻:
19、rln-1=(van-1+van-v’an-1-v’an)/2ic
20、rn= (v’an-1+2 v’an+v’an+1-van-1-2vsn-van)/2ic。
21、在一些实施例中,所述根据所述开路电压值、所述回路电压值计算得到所述各个电池单体的实际电压值的步骤包括:
22、读取各个电池单体的实时电压和实时电流,并根据以下公式计算得到各个电池单体的实际电压值:
23、v’sn=vtan–(rln-1+rln+rn)itn+rln-1itn -1+rlnitn
24、其中,vta1、vta2、vta3、…、vtan分别表示第1个、第2个、第3个、…、第n个电池单体的实时电压,it1、it2、it3、…、itn分别表示第1个、第2个、第3个、…、第n个电池单体的实时电流,v’sn表示第n个电池单体的实际电压值。
25、在一些实施例中,所述根据所述各个电池单体的实际电压值执行对应的预设均衡控制策略的步骤包括:
26、遍历各个电池单体的实际电压值,以判断所述电池单体的实际电压值是否在预设均衡电压阈值范围内,所述预设均衡电压阈值范围包括电压上限阈值和电压下限阈值;
27、若所述电池单体的实际电压值大于所述电压上限阈值,则控制大于所述电压上限阈值的电池单体进行放电;
28、若所述电池单体的实际电压值小于所述电压下限阈值,则控制小于所述电压下限阈值的电池单体进行充电。
29、综上,根据上述的一种电池电压均衡控制方法,同时实时计算出电池单体的内阻,进而精确计算得到各个电池单体的当前电压,从而为实现精准均衡控制提供可靠保障,有利于提高均衡效果。具体为,首先当该均衡设备与所需控制的目标电池模组电连接后,实时持续采集各个电池单体的开路电压值,而后再基于预设预充规则对各个电池单体进行预充,进而读取各个电池单体的回路电压值,进而能够实时精确地计算出电池单体内部的内阻,避免了温度变化带来的影响,而后再基于各个实际电压和回路电压以及电池单体内部的内阻计算出实际电压值,以执行精确地预设均衡控制策略。
30、另一方面,本技术还提出一种电池电压均衡控制系统,应用于均衡设备,所述系统包括:
31、开路电压读取模块,用于与目标电池模组电连接后,在第一预设时间内获取所述目标电池模组中各个电池单体的开路电压值;
32、预充执行模块,用于根据预设预充规则对所述各个电池单体进行电流预充,并在预充完成后读取所述各个电池单体的回路电压值;
33、均衡控制执行模块,用于根据所述开路电压值、所述回路电压值计算得到所述各个电池单体的实际电压值,并根据所述各个电池单体的实际电压值执行对应的预设均衡控制策略。
34、又一方面,本技术还提供一种存储介质,所述存储介质存储一个或多个程序,该程序被执行时实现如上述的一种电池电压均衡控制方法。
35、又一方面,本技术还提供一种均衡设备,所述均衡设备包括存储器和处理器,其中:
36、所述存储器用于存放计算机程序;
37、所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时,实现如上述的一种电池电压均衡控制方法。
38、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实施例了解到。
1.一种电池电压均衡控制方法,应用于均衡设备,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种电池电压均衡控制方法,其特征在于,所述根据预设预充规则对所述各个电池单体进行电流预充,并在预充完成后读取所述各个电池单体的回路电压值的步骤包括:
3.根据权利要求2所述的一种电池电压均衡控制方法,其特征在于,所述根据预设预充规则对所述各个电池单体进行电流预充,并在预充完成后读取所述各个电池单体的回路电压值的步骤之后包括:
4.根据权利要求3所述的一种电池电压均衡控制方法,其特征在于,所述根据预设预充规则对所述各个电池单体进行电流预充,并在预充完成后读取所述各个电池单体的回路电压值的步骤之后包括:
5.根据权利要求4所述的一种电池电压均衡控制方法,其特征在于,根据所述第一内阻方程组合所述第二内阻方程组计算得到各个电池单体的充电导线线阻:
6.根据权利要求5所述的一种电池电压均衡控制方法,其特征在于,所述根据所述开路电压值、所述回路电压值计算得到所述各个电池单体的实际电压值的步骤包括:
7.根据权利要求6所述的一种电池电压均衡控制方法,其特征在于,所述根据所述各个电池单体的实际电压值执行对应的预设均衡控制策略的步骤包括:
8.一种电池电压均衡控制系统,其特征在于,应用于均衡设备,所述系统包括:
9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储一个或多个程序,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的一种电池电压均衡控制方法。
10.一种均衡设备,其特征在于,所述均衡设备包括存储器和处理器,其中: