一种电池均衡方法、储能系统、电子设备及存储介质与流程

专利2026-05-16  10


本发明涉及电池,特别是涉及一种电池均衡方法、储能系统、电子设备及存储介质。


背景技术:

1、在电池应用中,一般会将多个单体电池串联形成电池簇,再将多个电池簇并联形成电池组以进行使用。而随着电池组的使用,电池组中各单体电池的电压和容量会产生差异,并且该差异随着时间逐渐扩大。在电池组充放电过程中,由于“短板效应”,最低容量的单体电池会限制电池组的整体放电和充电效果,导致电池组容量的缩减。

2、为了解决上述问题,一般在电池管理系统设计中会增加均衡功能以保证电池组的整体容量。但相关均衡技术中,一般会预先设定单体电池电压阈值,在电池组放电过程中,当电池组内的单体电池电压小于单体电池电压阈值时,将该单体电池作为待均衡单体电池,后续对待均衡单体电池进行均衡处理。而随着电池组的使用,电池组中单体电池的电压、容量和健康度等都会发生改变,若仍然使用初始设定的电压阈值来确定待均衡单体电池,则不能准确确定出待均衡单体电池。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种电池均衡方法、储能系统、电子设备及存储介质。

2、为了解决上述问题,第一方面,本发明实施例公开了一种电池均衡方法,包括:

3、获取电池组的目标参数;其中,所述电池组包括多个并联的电池簇,所述电池簇包括多个串联的单体电池,所述目标参数包括:放电时各单体电池的电压信息和电流信息;

4、根据所述目标参数,执行如下步骤中的至少一者:

5、a:根据所述放电时各单体电池的电压信息,确定电池簇的串联电压边界值;根据所述各单体电池的电压信息和所述串联电压边界值,确定待均衡单体电池;对所述待均衡单体电池进行均衡处理;

6、b:根据所述放电时各单体电池的电压信息,确定电池簇的并联电压边界值,根据所述放电时各单体电池的电压信息和所述并联电压边界值确定待均衡电池簇;对所述待均衡电池簇进行均衡处理;

7、c:根据所述放电时各单体电池的电流信息,确定电池簇的并联电流边界值,根据所述放电时各单体电池的电流信息和并联电流边界值确定待均衡电池簇;对所述待均衡电池簇进行均衡处理。

8、可选地,所述放电时各单体电池的电压信息包括:各单体电池的放电截止电压;所述根据所述放电时各单体电池的电压信息,确定电池簇的串联电压边界值,包括:

9、根据如下公式确定电池簇的串联电压边界值:

10、v串联电压边界值=(1+k1)×v1;其中,v串联电压边界值为串联电压边界值,k1为第一压差斜率,所述第一压差斜率为放电过程中,电池簇内单体电池间的最大压差随电池簇内单体电池电压最小值变化的曲线的斜率,v1为放电时,电池簇内的单体电池电压最小值;

11、所述根据所述放电时各单体电池的电压信息和电池簇的串联电压边界值,确定待均衡单体电池,包括:

12、若电池簇内单体电池的放电截止电压,大于所述电池簇的串联电压边界值,则确定单体电池为待均衡单体电池。

13、可选地,所述对所述待均衡单体电池进行均衡处理,包括:

14、确定所述待均衡单体电池所属的电池簇的串联电压边界值与电池簇内的单体电池电压最小值的第一电压均值;

15、获取电压与容量的映射关系;

16、根据所述第一电压均值与所述映射关系,确定第一容量;

17、根据所述待均衡单体电池的放电截止电压与所述映射关系,确定第二容量;

18、将所述第一容量和所述第二容量的差值作为第一均衡容量;

19、根据所述第一均衡容量对所述待均衡单体电池进行均衡处理。

20、可选地,所述待均衡单体电池与第一均衡电阻并联,所述对所述待均衡单体电池进行均衡处理,包括:

21、根据所述第一容量确定第一荷电状态值,以及根据所述第二容量确定第二荷电状态值;

22、获取所述待均衡单体电池的健康程度、所述待均衡单体电池的额定容量和流经第一均衡电阻的电流;

23、根据如下公式,确定所述待均衡单体电池的第一均衡时长:

24、t1=δsoc1×soh1×c1/δi1,其中,t1为第一均衡时长,δsoc1为所述第二荷电状态值与所述第一荷电状态值的差值,soh1为待均衡单体电池的健康程度,c1为待均衡单体电池的额定容量,δi1为流经第一均衡电阻的电流;

25、根据所述第一均衡时长对所述待均衡单体电池进行均衡处理。

26、可选地,所述放电时各单体电池的电压信息包括:各单体电池的放电截止电压;所述根据所述放电时各单体电池的电压信息,确定电池簇的并联电压边界值,包括:

27、根据如下公式确定电池簇的并联电压边界值:

28、v并联电压边界值=(1+k2)×v2;其中,v并联电压边界值为并联电压边界值,k2为第二压差斜率,所述第二压差斜率为放电过程中,电池组内单体电池间的最大压差随电池组内最小单体电池电压变化的曲线的斜率,v2为放电时,所述电池组内的单体电池电压最小值;

29、所述根据所述放电时各单体电池的电压信息和所述并联电压边界值确定待均衡电池簇,包括:

30、根据所述电池簇内各单体电池的放电截止电压,确定电池簇内的放电截止电压最小值;

31、若电池簇内的放电截止电压最小值大于所述并联电压边界值,则确定电池簇为待均衡电池簇。

32、可选地,所述对所述待均衡电池簇进行均衡处理,包括:

33、确定待均衡电池簇的并联电压边界值与电池组内的单体电池电压最小值的第二电压均值;

34、获取电压与容量的映射关系;

35、根据所述第二电压均值与所述映射关系,确定第三容量;

36、根据所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值与所述映射关系,确定第四容量;

37、将所述第三容量和所述第四容量的差值作为第二均衡容量;

38、根据所述第二均衡容量对所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池进行均衡处理。

39、可选地,所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池与第二均衡电阻并联,所述对所述待均衡电池簇进行均衡处理,包括:

40、根据所述第三容量确定第三荷电状态值,以及根据所述第四容量确定第四荷电状态值;

41、获取待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池的健康程度和额定容量,以及获取流经第二均衡电阻的电流;

42、根据如下公式,确定待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池的的第二均衡时长:

43、t2=δsoc2×soh2×c2/δi2,其中,t2为第二均衡时长,δsoc2为所述第四荷电状态值与所述第三荷电状态值之差,soh2为待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池的健康程度,c2为待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池的额定容量,δi2为流经第二均衡电阻的电流;

44、根据所述第二均衡时长对所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池进行均衡处理。

45、可选地,所述放电时各单体电池的电流信息包括:各单体电池的放电截止电流;所述根据所述放电时各单体电池的电流信息,确定电池簇的并联电流边界值,包括:

46、根据如下公式确定电池簇的并联电流边界值:

47、i并联电流边界值=(1+k3)×i1;其中,i并联电流边界值为并联电流边界值,k3为电流差斜率,所述电流差斜率为放电过程中,电池簇间的最大电流差随电池簇电流最小值变化的曲线的斜率,i1为各电池簇电流中的最小值;

48、所述根据所述放电时各单体电池的电流信息和所述并联电流边界值确定待均衡电池簇,包括:

49、根据所述各单体电池的放电截止电流,确定各电池簇的放电截止电流;

50、若电池簇的放电截止电流大于电池簇的并联电流边界值,则确定电池簇为待均衡电池簇。

51、可选地,所述放电时各单体电池的电压信息包括:各单体电池的放电截止电压;所述方法还包括:

52、根据如下公式确定电池簇的并联电压边界值:

53、v并联电压边界值=(1+k2)×v2;其中,v并联电压边界值为并联电压边界值,k2为第二压差斜率,所述第二压差斜率为放电过程中,电池组内单体电池间的最大压差随电池组内最小单体电池电压变化的曲线的斜率,v2为放电时,所述电池组内的单体电池电压最小值;

54、所述对所述待均衡电池簇进行均衡处理,包括:

55、确定待均衡电池簇的并联电压边界值与电池组内的单体电池电压最小值的第三电压均值;

56、获取电压与容量的映射关系;

57、根据所述第三电压均值与所述映射关系,确定第五容量;

58、根据所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值与所述映射关系,确定第六容量;

59、将所述第五容量和所述第六容量的差值作为第三均衡容量;

60、根据所述第三均衡容量对所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池进行均衡处理。

61、可选地,所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池与第三均衡电阻并联,所述对所述待均衡电池簇进行均衡处理,包括:

62、根据所述第五容量确定第五荷电状态值,以及根据所述第六容量确定第六荷电状态值;

63、获取待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池的健康程度和额定容量,以及获取流经第三均衡电阻的电流;

64、根据如下公式,确定待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池的的第三均衡时长:

65、t3=δsoc3×soh3×c3/δi3,其中,t3为第三均衡时长,δsoc3为所述第六荷电状态值与所述第五荷电状态值之差,soh3为待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池的健康程度,c3为待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池的额定容量,δi3为流经第三均衡电阻的电流;

66、根据所述第三均衡时长对所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池进行均衡处理。

67、可选地,所述放电截止电压为放电截止时的电压,所述放电截止时为所述电池组内的单体电池电压最小值小于或等于预设电压值时的时间。

68、可选地,所述放电截止电流为放电截止时的电流,所述放电截止时为所述电池组内的单体电池电压最小值小于或等于预设电压值时的时间。

69、第二方面,本发明实施例公开了一种储能系统,包括:电池组,所述电池组包括多个并联的电池簇,所述电池簇包括多个串联的单体电池,所述电池组适用于上述电池均衡方法进行均衡处理。

70、第三方面,本发明实施例公开了一种电子设备,包括:处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述电池均衡方法的步骤。

71、第四方面,本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述电池均衡方法的步骤。

72、本发明实施例包括以下优点:

73、相比于整个电池组只采用一个固定的电压阈值来确定待均衡单体电池,本发明实施例根据当次放电时单体电池的电压信息和电流信息,确定出当次均衡处理过程中的串联电压边界值、并联电压边界值、并联电流边界值,可以使得到的边界值更适合当次的均衡处理场景,从而更准确的定位出当次均衡处理过程中的待均衡单体电池和/或待均衡电池簇。在根据串联电压边界值确定出待均衡单体电池后,对待均衡单体电池进行均衡处理,可以提高电池组内各单体电池的一致性;根据并联电压边界值和/或并联电流边界值确定出电池组内待均衡电池簇后,对待均衡电池簇进行均衡处理,可以提高电池簇与电池簇的一致性,更有效的保证电池组的整体容量。


技术特征:

1.一种电池均衡方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电池均衡方法,其特征在于,所述放电时各单体电池的电压信息包括:各单体电池的放电截止电压;所述根据所述放电时各单体电池的电压信息,确定电池簇的串联电压边界值,包括:

3.根据权利要求2所述的电池均衡方法,其特征在于,所述对所述待均衡单体电池进行均衡处理,包括:

4.根据权利要求3所述的电池均衡方法,其特征在于,所述待均衡单体电池与第一均衡电阻并联,所述对所述待均衡单体电池进行均衡处理,包括:

5.根据权利要求1所述的电池均衡方法,其特征在于,所述放电时各单体电池的电压信息包括:各单体电池的放电截止电压;所述根据所述放电时各单体电池的电压信息,确定电池簇的并联电压边界值,包括:

6.根据权利要求5所述的电池均衡方法,其特征在于,所述对所述待均衡电池簇进行均衡处理,包括:

7.根据权利要求6所述的电池均衡方法,其特征在于,所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池与第二均衡电阻并联,所述对所述待均衡电池簇进行均衡处理,包括:

8.根据权利要求1所述的电池均衡方法,其特征在于,所述放电时各单体电池的电流信息包括:各单体电池的放电截止电流;所述根据所述放电时各单体电池的电流信息,确定电池簇的并联电流边界值,包括:

9.根据权利要求8所述的电池均衡方法,其特征在于,所述放电时各单体电池的电压信息包括:各单体电池的放电截止电压;所述方法还包括:

10.根据权利要求9所述的电池均衡方法,其特征在于,所述待均衡电池簇内的放电截止电压最小值对应的单体电池与第三均衡电阻并联,所述对所述待均衡电池簇进行均衡处理,包括:

11.根据权利要求2或5或9所述的电池均衡方法,其特征在于,所述放电截止电压为放电截止时的电压,所述放电截止时为所述电池组内的单体电池电压最小值小于或等于预设电压值时的时间。

12.根据权利要求8所述的电池均衡方法,其特征在于,所述放电截止电流为放电截止时的电流,所述放电截止时为所述电池组内的单体电池电压最小值小于或等于预设电压值时的时间。

13.一种储能系统,其特征在于,包括:权利要求1中的电池组,所述电池组适用于权利要求1-12中任一项所述的电池均衡方法进行均衡处理。

14.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-12中任一项所述的电池均衡方法的步骤。

15.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-12中任一项所述的电池均衡方法的步骤。


技术总结
本发明实施例提供了一种电池均衡方法、储能系统、电子设备及存储介质。方法包括:获取电池组内各单体电池放电时的电压信息和电流信息;其中,电池组包括多个并联的电池簇,电池簇包括多个串联的单体电池;根据各单体电池的电压信息,确定电池簇的串联电压边界值和并联电压边界值,以及根据各单体电池的电流信息,确定电池簇的并联电流边界值;根据串联电压边界值确定待均衡单体电池,以及根据并联电压边界值和并联电流边界值确定待均衡电池簇;对待均衡单体电池和待均衡电池簇进行均衡。本发明实施例根据每次放电时单体电池的电压信息和电流信息,确定出相应的边界值,可以提高边界值的准确性。

技术研发人员:吴明驰,尹雪芹,曹虎,郭磊,尹小强
受保护的技术使用者:比亚迪股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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