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一种基于电池健康差异的电量平衡控制方法 

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申请/专利权人:中南大学

摘要:本发明公开了一种基于电池健康差异的电量平衡控制方法,包括以下步骤:步骤1:获取各个电池单体的在线运行数据信息;步骤2:采用电池状态估计算法计算电池的SOH值,结合电池健康程度变化更新电池的SOC值;步骤3:根据各电池单体的SOC差值,结合各电池健康程度,分别控制开关MOSFET导通程度,实现电池组电量均衡控制。本发明能根据电池状态估计算法精确检测老化电池的SOH值,并更新得到SOC值,还能根据电池单体健康状态进行平衡控制策略调整,采用更合理的权重因子精准控制电池单体充放电速率,实现电池组的电量均衡,整体提高电池系统的寿命。

主权项:1.一种基于电池健康差异的电量平衡控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:获取各个电池单体的在线运行数据信息;步骤2:采用电池状态估计算法计算电池的SOH值,结合电池健康程度变化更新电池的SOC值;所述电池状态估计算法包括:步骤2.1:将采集到的数据进行筛选和分析,从重复充电和放电间隔的连续信号中提取放电间隔,在两个相似的放电段进行分析,找到具有相似的初始SOC和最终SOC的范围,对采集到的电流Icell进行积分操作,得到电流累积值ISUM: 步骤2.2:利用电池使用过程中出现的电流突变特征,引起电压阶跃或者不连续性变化的结果成为电池内阻估计的关键指标,通过捕捉不连续时刻的电压和电流变化值,能得到电池内阻估计值R=Rk,即 式中,k表示电流突变时刻,δ表示采样延迟时间,Icell为电池单体的电流,Vcell为电池单体的终端电压;基于估计的电池内阻R,能基于测得的终端电压Vcell估计电池内部电压VT,具体表达式为:VT=Vcell+IcellR6步骤2.3:结合采集到的电池端电压数据与计算得到的内阻数值R,能推导出开路电压VOC的值,根据测量输入数据Vcell和Icell,能得到极化参数初始估计值和极化初始电压Vp,整个计算过程中假定极化电压Vp没有发生变化,根据式7,通过电池系统测得的端电压修改得到的电池内部电压VT,结合参数估计得到的极化电压Vp,能计算OCV数据,根据对应的电流Icell及其电流累加值ISUM和开路电压值VOC,能绘制出连续放电间隔的估计ISUM-OCV曲线;VOC=Vcell+IcellR+Vp=VT+Vp7步骤2.4:根据构建的ISUM-OCV曲线和参考的SOC-OCV曲线差分比较能进行电池剩余可用容量的估计和电池状态的计算,使用新电池的SOC-OCV曲线作为参考曲线,电池老化之后的ISUM-OCV曲线依据正确的电池剩余可用容量Qavail值,实现归一化处理,与参考SOC-OCV曲线重合,结合式1,容量具体的转换过程见公式8,随着电池老化,电池的ISUM-OCV曲线根据电池剩余可用容量估计值Qavail在不断的调整,以找到正确的Qavail值,使得当前的SOC-OCV曲线与参考曲线匹配; 其中,SOCt和SOC0分别为当前时刻t的电池荷电状态和初始荷电状态值;依据ISUM-OCV曲线差分于SOC-OCV曲线得到的Qavail值,以计算电池的SOH值,并更新电池的SOC值;步骤3:根据各电池单体的SOC差值,结合各电池健康程度,分别控制开关MOSFET导通程度,实现电池组电量均衡控制。

全文数据:

权利要求:

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