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CN107819336A - 锂电池的均衡方法、装置和系统 - Google Patents

锂电池的均衡方法、装置和系统 Download PDF

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CN107819336A
CN107819336A CN201610822791.5A CN201610822791A CN107819336A CN 107819336 A CN107819336 A CN 107819336A CN 201610822791 A CN201610822791 A CN 201610822791A CN 107819336 A CN107819336 A CN 107819336A
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CN201610822791.5A
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Chengdu Tianfu Guangqi Future Technology Research Institute
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Chengdu Tianfu Guangqi Future Technology Research Institute
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Abstract

本发明涉及电池领域,提供了一种锂电池的均衡方法、装置和系统。所述方法包括:在具有多个串联电芯的锂电池的充、放电过程中,检测电池充、放电电流和每个电芯的端电压;根据电芯等效电路以及所述电池充、放电电流和所述每个电芯的端电压,估算每个电芯的开路电压,得到每个电芯的第一估计值;根据所述每个电芯的第一估计值估算每个电芯的剩余电量,得到每个电芯的第二估计值;对所述第二估计值满足第一条件的电芯开始进行均衡;对所述第二估计值满足第二条件的电芯停止均衡。考虑锂电池充、放电过程中极化现象对检测电压的影响,准确估算电芯的开路电压,保证电芯间的一致性,延长锂电池使用寿命。

Description

锂电池的均衡方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及电池领域,尤其涉及一种锂电池的均衡方法、装置和系统。
背景技术
近年来,越来越多的产品采用锂电池作为主要电源,主要是由于锂电池具有体积小,能量密度高,无记忆效应,循环寿命高,自放电率低等优点。
锂电池电源通常由多个锂电池电芯并联、串联起来,以满足设备所需电压和功率要求。在实际使用中,虽然锂电池中通过单电芯的电流相同,但即使是同批次同型号间的电芯,其容量、内阻及电压参数等也不完全一致。其容量不同,电芯的放电深度也会不同,容量大的会浅充浅放,而容量小的会过充过放,这就造成容量大的衰減缓慢、寿命延长,容量小的衰減加快、寿命缩短,两者之间的差异会越来越大。由于电芯间的差异,锂电池的容量只能达到最弱的电芯容量,而锂电池的使用寿命也取决于容量最小的单电芯,因此小容量电芯的失效会导致锂电池的提前失效。锂电池在日常长时间重复充电、放电使用中,电芯间的不一致性会越来越严重,锂电池容量越来越减小。这种单体电芯的个体差异在生产的过程中无法消除,故在锂电池的使用和充、放电过程中需要调节电池均衡。
现有技术中的锂电池均衡系统通过检测充、放电过程中电芯端电压作为是否启动均衡的条件,由于锂电池在充、放电过程中存在极化现象,电芯端电压与电芯的开路电压存在较大差异,均衡过程存在很大误差。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种锂电池的均衡方法、装置和系统,利用电芯等效电路表征电芯充、放电过程中的极化特性,估算出电芯的开路电压,以减小均衡过程中存在的误差。
根据本发明的第一方面,提供一种锂电池的均衡方法,包括:
在具有多个串联电芯的锂电池的充、放电过程中,
检测电池充、放电电流和每个电芯的端电压;
根据电芯等效电路以及所述电池充、放电电流和所述每个电芯的端电压,估算每个电芯的开路电压,得到每个电芯的第一估计值;
根据所述每个电芯的第一估计值估算每个电芯的剩余电量,得到每个电芯的第二估计值;
对所述第二估计值满足第一条件的电芯开始进行均衡;
对所述第二估计值满足第二条件的电芯停止均衡。
优选地,所述电芯等效电路包括电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容、欧姆内阻和理想电源,其中电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容并联后与欧姆内阻和理想电源串联。
优选地,所述第一估计值根据以下公式计算:
Ocv=Vc+I*R0+Urc(0)*e-t/ζ+I*R1*(1-e-t/ζ),
其中,R0为欧姆内阻值,R1为电芯的极化内阻值,C1为电芯的极化电容值,Ocv为理想电源的开路电压值,Vc为电芯两端的端电压值,Urc为并联的极化内阻和极化电容两端的极化电压值,I为电池充、放电电流值,Urc(0)为极化电压初始值,t为极化时间,ζ=R1*C1。
优选地,在所述第一估计值处于充、放电平台区时,所述第二估计值根据所述第一估计值通过安时积分法获得,所述安时积分法应用的初始时刻的剩余电量基于所述第一估计值和电池测试数据获得,所述电池测试数据通过对锂电池进行充、放电试验获得。
优选地,在所述第一估计值不处于充、放电平台区时,所述第二估计值基于所述第一估计值和所述电池测试数据获得。
优选地,所述第一条件包括:所述第二估计值与最小剩余电量的差值大于等于第一阈值,所述第二条件包括:所述第二估计值与所述最小剩余电量的差值小于第二阈值,
其中,所述第一阈值大于所述第二阈值,所述最小剩余电量为所述每个电芯的第二估计值中的最小值。
优选地,所述第一条件还包括:所述第二估计值大于第三阈值。
根据本发明的第二方面,提供一种锂电池的均衡装置,所述锂电池包括多个串联的电芯,所述均衡装置包括:
检测模块,用于检测电池充、放电电流和锂电池中的每个电芯的端电压;
估算模块,用于根据电芯等效电路以及所述电池充、放电电流和所述每个电芯的端电压,估算每个电芯的开路电压,得到每个电芯的第一估计值,并根据所述每个电芯的第一估计值估算每个电芯的剩余电量,得到每个电芯的第二估计值;
均衡控制模块,用于对所述第二估计值满足第一条件的电芯开始进行均衡,对所述第二估计值满足第二条件的电芯停止均衡;
多个均衡电路,每个均衡电路与一个电芯并联,用于在均衡控制模块的控制下开始对所述一个电芯的均衡或停止对所述一个电芯的均衡。
优选地,所述电芯等效电路包括电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容、欧姆内阻和理想电源,其中电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容并联后与欧姆内阻和理想电源串联。
优选地,所述估算模块根据以下公式计算所述第一估计值:
Ocv=Vc+I*R0+Urc(0)*e-t/ζ+I*R1*(1-e-t/ζ),
其中,R0为欧姆内阻值,R1为电芯的极化内阻值,C1为电芯的极化电容值,Ocv为理想电源的开路电压值,Vc为电芯两端的端电压值,Urc为并联的极化内阻和极化电容两端的极化电压值,I为电池充、放电电流值,Urc(0)为极化电压初始值,t为极化时间,ζ=R1*C1。
优选地,所述估算模块包括:
第一估算单元,用于根据所述电芯等效电路模型以及所述电池充、放电电流和所述每个电芯的端电压,估算所述每个电芯的开路电压,得到所述每个电芯的第一估计值;
第二估算单元,用于在所述第一估计值处于充、放电平台区的情况下,根据所述第一估计值通过安时积分法获得所述第二估计值,在所述第一估计值不处于充、放电平台区的情况下,基于所述第一估计值和所述电池测试数据获得所述第二估计值,所述安时积分法应用的初始时刻的剩余电量基于所述第一估计值和电池测试数据获得,所述电池测试数据通过对锂电池进行充、放电试验获得。
优选地,所述第一条件包括:所述第二估计值与最小剩余电量的差值大于等于第一阈值,所述第二条件包括:所述第二估计值与所述最小剩余电量的差值小于第二阈值,
其中,所述第一阈值大于所述第二阈值,所述最小剩余电量为所述每个电芯的第二估计值中的最小值。
优选地,所述第一条件还包括:所述第二估计值大于第三阈值。
根据本发明的第三方面,提供一种锂电池的均衡系统,包括:
根据本发明的第二方面提供的一种锂电池的均衡装置;
具有多个串联的电芯的锂电池。
由上述技术方案可见,本发明能够克服现有技术中,忽略锂电池在充、放电过程中存在的极化现象,仅通过检测充、放电过程中电芯端电压作为是否启动均衡的条件,导致均衡过程存在较大误差的问题。
在本发明中,首先检测电池充、放电电流和每个电芯的端电压,根据检测到的每个电芯的端电压和相关公式估算出每个电芯的开路电压,考虑了锂电池在充、放电过程中存在的极化现象,估算得出的每个电芯的开路电压更加准确。在由所述每个电芯的开路电压估算每个电芯的剩余电量时,根据每个电芯的开路电压是否处于充、放电平台区,适用两种方法估算每个电芯的剩余电量,兼顾估算数值的效率与数值的准确性。通过设置均衡的启动与停止门限,确保均衡各个电芯剩余电量的同时锂电池的充、放电能够较稳定的进行。
附图说明
通过参照以下附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
图1是根据本发明实施例提供的锂电池的均衡方法的流程图;
图2是根据本发明实施例提供的锂电池的均衡方法的流程图;
图3是根据本发明实施例提供的锂电池的均衡系统示意图;
图4是根据本发明实施例提供的估算模块的结构示意图;
图5是本发明实施例应用的thevenin模型的电路图;
图6是根据本发明实施例提供的均衡电路的电路结构图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程没有详细叙述。
附图中的流程图、框图图示了本发明实施例的方法、系统、装置的可能的体系框架、功能和操作,流程图和框图上的方框可以代表一个模块、程序段或仅仅是一段代码,所述模块、程序段和代码都是用来实现规定逻辑功能的可执行指令。也应当注意,所述实现规定逻辑功能的可执行指令可以重新组合,从而生成新的模块和程序段。因此附图的方框以及方框顺序只是用来更好的图示实施例的过程和步骤,而不应以此作为对发明本身的限制。
图1是根据本发明实施例提供的锂电池的均衡方法的流程图。
在步骤S101,检测电池充、放电电流和每个电芯的端电压。
在步骤S102,根据电芯等效电路以及所述电池充、放电电流和所述每个电芯的端电压,估算每个电芯的开路电压,得到每个电芯的第一估计值。
在一些实施例中,所述电芯等效电路模型可以为thevenin模型,所述thevenin模型包括电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容、欧姆内阻和理想电源,其中电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容并联后与欧姆内阻和理想电源串联。
在一些实施例中,所述第一估计值根据以下公式计算:
Ocv=Vc+I*R0+Urc(0)*e-t/ζ+I*R1*(1-e-t/ζ),
其中,R0为欧姆内阻值,R1为电芯的极化内阻值,C1为电芯的极化电容值,Ocv为理想电源的开路电压值,Vc为电芯两端的端电压值,Urc为并联的极化内阻和极化电容两端的极化电压值,I为电池充、放电电流值,Urc(0)为极化电压初始值,t为极化时间,ζ=R1*C1。
在步骤S103,根据所述每个电芯的第一估计值估算每个电芯的剩余电量,得到每个电芯的第二估计值。
在一些实施例中,在所述第一估计值处于充、放电平台区时,所述第二估计值根据所述第一估计值通过安时积分法获得,所述安时积分法应用的初始时刻的剩余电量基于所述第一估计值和电池测试数据获得,所述电池测试数据通过对锂电池进行充、放电试验获得。在所述第一估计值不处于充、放电平台区时,所述第二估计值基于所述第一估计值和所述电池测试数据获得。
其中,充、放电平台区是指:电池在恒电流充、放电过程中,电压并不是不变的,在恒电流充电时,电压的变化为:上升、平稳、上升;在恒电流放电时,电压的变化是:下降、平稳、下降。可以看出,在恒电流充、放电时,电压有一个平稳的过程,而这一平稳值就是充、放电平台区。
在步骤S104,判断第二估计值所满足的条件。若第二估计值满足第一条件,则执行步骤S105,若第二估计值满足第二条件执行步骤S106。
在一些实施例中,所述第一条件包括:所述第二估计值与最小剩余电量的差值大于等于第一阈值,所述第二条件包括:所述第二估计值与所述最小剩余电量的差值小于第二阈值。其中,所述第一阈值大于所述第二阈值,所述最小剩余电量为所述每个电芯的第二估计值中的最小值。
在一些实施例中,所述第一条件还包括:所述第二估计值大于第三阈值。
在步骤S105,开始对电芯进行均衡。
在一些实施例中,可以通过控制均衡电路(例如,如图6所示的均衡电路)中的均衡开关接通,来对与均衡电路并联的电芯进行均衡。
在步骤S106,停止对电芯进行均衡。
在一些实施例中,可以通过控制均衡电路中的均衡开关关断,来停止对与均衡电路并联的电芯进行均衡。
在步骤S107,判断是否所有电芯已完成步骤S104的判断,如果是则结束本轮针对锂电池的均衡,否则执行步骤S108。
在步骤S108,针对下一个电芯执行步骤S104。
在本公开实施例中,先检测电池充、放电电流和每个电芯的端电压,再根据检测到的每个电芯的端电压和相关公式估算每个电芯的开路电压,考虑了锂电池在充、放电过程中存在的极化现象,估算得出的每个电芯的开路电压更加准确,据每个电芯的开路电压估算的每个电芯的电荷状态也会更加准确,电池的均衡效果更好。
图2是根据本发明实施例提供的锂电池的均衡方法的流程图。
在步骤S201,检测电池充、放电电流和每个电芯的端电压。
在步骤S202,根据电芯等效电路以及所述检测到的电池充、放电电流和所述每个电芯的端电压,估算每个电芯的开路电压,得到每个电芯的第一估计值。在一些实施例中,所述电芯等效电路模型可以为thevenin模型。图5是本发明实施例应用的thevenin模型的电路图。如图5所示,thevenin模型包括电芯的极化内阻501、电芯的电池极化电容502、欧姆内阻503和理想电源504,其中电芯的极化内阻501、电芯的电池极化电容502并联后与欧姆内阻503和理想电源504串联。
基于图5的thevenin模型,第一估计值可以根据以下公式计算:
Ocv=Vc+I*R0+Urc(0)*e-t/ζ+I*R1*(1-e-t/ζ),
其中,R0为欧姆内阻503的电阻值,R1为电芯的极化内阻501的电阻值,C1为电芯的极化电容502的电容值,Ocv为理想电源504的开路电压值,Vc为电芯两端的端电压值,Urc为并联的极化内阻501和极化电容502两端的极化电压值,I为电池充、放电电流,Urc(0)为极化电压初始值,t为极化时间,ζ=R1*C1。
在步骤S203,判断第一估计值是否处于充、放电平台区。是则执行步骤S204,否则执行步骤S205。
电池在恒电流充、放电过程中,电压并不是不变的。在恒电流充电时,电压的变化为:上升、平稳、上升;在恒电流放电时,电压的变化是:下降、平稳、下降。可以看出,在恒电流充、放电时,电压有一个平稳的过程,而这一平稳值就是充、放电平台区。但所述平稳值不是绝对的水平。
在步骤S204,根据第一估计值通过安时积分法获得第二估计值。
在一些实施例中,所述安时积分法应用的初始时刻的剩余电量基于第一估计值和电池测试数据获得,所述电池测试数据通过对锂电池进行充、放电试验获得。
在步骤S205,基于第一估计值和电池测试数据获得第二估计值。
在一些实施例中,第二估计值由根据第一估计值查询电池测试数据表获得,所述电池测试数据表通过对锂电池进行充、放电试验获得。
在步骤S206,针对每个电芯,判断第二估计值与最小剩余电量的差值大小。若所述差值大于等于第一阈值,则执行步骤S207,若所述差值小于第二阈值,则执行步骤209。
在一些实施例中,最小剩余电量为锂电池中所有电芯的第二估计值中的最小值。所以在步骤S205、步骤S204中,需要获得锂电池中所有电芯的第二估计值。
在步骤S207,判断第二估计值是否大于第三阈值。是则执行步骤S208,否则执行步骤S210。
在步骤S208,开始对电芯进行均衡。
在一些实施例中,均衡电路包括一个可控制的均衡开关和至少一个与所述开关串联的均衡电阻,需要进行均衡的电芯与均衡电路并联,均衡开关接通,即可开始对对应电芯进行分流均衡。
在步骤S209,停止对电芯进行均衡。
在一些实施例中,均衡电路包括一个可控制的均衡开关和至少一个与所述开关串联的均衡电阻,需要进行均衡的电芯与均衡电路并联,均衡开关关断,即可停止对对应电芯进行分流均衡。
在步骤S210,判断是否所有电芯已完成步骤S206的判断,如果是则结束本轮针对锂电池的均衡,否则执行步骤S211。
在步骤S211,针对下一个电芯执行步骤S206。在本实施例中,如图2所示,步骤206至209是对每个电芯逐个执行的。在一些实施例中,步骤206至207也可以对所有电芯进行判断,再选择所有电芯中符合条件的电芯在步骤208至209开始或停止均衡。
在一些实施例中,本次均衡完成后,需要经过一段预设的时长后,再进行下一次对锂电池的均衡。
在本公开实施例中,在由所述每个电芯的开路电压估算每个电芯的剩余电量时,根据每个电芯的开路电压是否处于充、放电平台区,适用两种方法估算每个电芯的剩余电量,兼顾估算数值的效率与数值的准确性。通过设置均衡的启动与停止门限,确保均衡各个电芯剩余电量的同时锂电池的充、放电能够较稳定的进行。
图3是根据本发明实施例提供的锂电池的均衡系统示意图,如图3所示,所述锂电池的均衡系统包括:锂电池的均衡装置30和锂电池31。
锂电池31具有多个电芯311。在一些实施例中,锂电池31具有多个串联的电芯311。
锂电池的均衡装置30包括:均衡电路301、检测模块302、估算模块303、均衡控制模块304。
均衡电路301用于在均衡控制模块304的控制下开始对电芯311的均衡或停止对电芯311的均衡。例如,可以将每个均衡电路301与一个电芯311并联,以便在放电控制模块304的控制下开始或停止对所述一个电芯311的均衡(例如,分流均衡)。图6是根据本发明实施例提供的均衡电路301的电路结构图,如图所示:均衡电路301包括串联的均衡电阻601和均衡开关602。需要进行均衡的电芯311与均衡电路301并联,当均衡开关602接通时,开始对电芯311进行均衡(例如,分流均衡),当均衡开关602关断时,停止对电芯311进行均衡。本领域技术人员应当理解,根据本公开实施例的均衡电路并不局限于此,还可以采用其他形式的能够对电芯311进行均衡的均衡电路,例如利用DC/DC转换器的充电式均衡电路或者利用双向DC/DC变流器的充、放电式均衡电路。
检测模块302用于检测电池充、放电电流和锂电池31中的每个电芯311的端电压。例如可以在每个电芯311上并联一个检测模块302,每个检测模块302还连接到锂电池的均衡装置30中的估算模块303。
估算模块303用于根据电芯等效电路以及所述电池充、放电电流和所述每个电芯311的端电压,估算每个电芯311的开路电压,得到每个电芯311的第一估计值,再根据所述每个电芯311的第一估计值估算每个电芯311的剩余电量,得到每个电芯311的第二估计值。
在一些实施例中,所述电芯等效电路模型可以为如图5所示的thevenin模型。如以上描述的,基于图5所示的thevenin模型,所述第一估计值可以根据以下公式计算:
Ocv=Vc+I*R0+Urc(0)*e-t/ζ+I*R1*(1-e-t/ζ),
例如,可以通过以下方式来获得第二估算值:在第一估计值处于充、放电平台区时,根据所述第一估计值通过安时积分法获得所述第二估计值,在第一估计值不处于充、放电平台区时(典型地,当电芯311的剩余电量<20%或剩余电量>85%时),基于所述第一估计值和所述电池测试数据获得所述第二估计值。作为示例,所述安时积分法应用的初始时刻的剩余电量基于第一估计值和电池测试数据获得,所述电池测试数据通过对锂电池31进行充、放电试验获得。
均衡控制模块304用于对所述第二估计值满足第一条件的电芯311开始进行均衡,对所述第二估计值满足第二条件的电芯311停止均衡。例如,均衡控制模块304可以在电芯311的第二估计值满足第一条件时,将与该电芯311并联的均衡电路301中的均衡开关602接通,以开始对电芯311进行均衡,而在电芯311的第二估计值满足第二条件时,将均衡电路301中的均衡开关602关断,以停止对电芯311进行均衡。
在一些实施例中,所述第一条件包括:所述第二估计值与最小剩余电量的差值大于等于第一阈值;所述第二条件包括:所述第二估计值与所述最小剩余电量的差值小于第二阈值。其中,所述第一阈值大于所述第二阈值,所述最小剩余电量为每个电芯311的第二估计值中的最小值。
在一些实施例中,所述第一条件还包括:所述第二估计值大于第三阈值。
在本公开实施例中,先检测电池充、放电电流和每个电芯的端电压,再根据检测到的每个电芯的端电压和相关公式估算每个电芯的开路电压,考虑了锂电池在充、放电过程中存在的极化现象,估算得出的每个电芯的开路电压更加准确,据每个电芯的开路电压估算的每个电芯的电荷状态也更加准确,电池的均衡效果更好。
另外,在由所述每个电芯的开路电压估算每个电芯的剩余电量时,根据每个电芯的开路电压是否处于充、放电平台区,适用两种方法估算每个电芯的剩余电量,兼顾估算数值的实时性与准确性。通过设置均衡的启动与停止门限,确保均衡每个电芯剩余电量的同时锂电池的充、放电能够较稳定的进行。
图4是根据本发明实施例提供的估算模块303的结构示意图,如图4所示,估算模块303包括:第一估算单元3031和第二估算单元3032。
第一估算单元3031用于根据所述电芯等效电路模型以及所述电池充、放电电流和每个电芯311的端电压,估算每个电芯311的开路电压,得到每个电芯311的第一估计值。
第二估算单元3032用于在所述第一估计值处于充、放电平台区的情况下,根据所述第一估计值通过安时积分法获得所述第二估计值,在所述第一估计值不处于充、放电平台区的情况下,基于所述第一估计值和所述电池测试数据获得所述第二估计值,所述安时积分法应用的初始时刻的剩余电量基于所述第一估计值和电池测试数据获得,所述电池测试数据通过对锂电池31进行充、放电试验获得。
在本公开实施例中,先检测电池充、放电电流和每个电芯的端电压,再根据检测到的每个电芯的端电压估算每个电芯的开路电压,考虑了锂电池在充、放电过程中存在的极化现象,估算得出的每个电芯的开路电压更加准确,据每个电芯的开路电压估算的每个电芯的电荷状态也更加准确,电池的均衡效果更好。
另外,在由所述每个电芯的开路电压估算每个电芯的剩余电量时,根据每个电芯的开路电压是否处于充、放电平台区,适用两种方法估算每个电芯的剩余电量,兼顾估算数值的实时性与准确性。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员而言,本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种锂电池的均衡方法,包括:在具有多个串联电芯的锂电池的充、放电过程中,
检测电池充、放电电流和每个电芯的端电压;
根据电芯等效电路以及所述电池充、放电电流和所述每个电芯的端电压,估算每个电芯的开路电压,得到每个电芯的第一估计值;
根据所述每个电芯的第一估计值估算每个电芯的剩余电量,得到每个电芯的第二估计值;
对所述第二估计值满足第一条件的电芯开始进行均衡;
对所述第二估计值满足第二条件的电芯停止均衡。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电芯等效电路包括电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容、欧姆内阻和理想电源,其中电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容并联后与欧姆内阻和理想电源串联。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述第一估计值根据以下公式计算:
Ocv=Vc+I*R0+Urc(0)*e-t/ζ+I*R1*(1-e-t/ζ),
其中,R0为欧姆内阻值,R1为电芯的极化内阻值,C1为电芯的极化电容值,Ocv为理想电源的开路电压值,Vc为电芯两端的端电压值,Urc为并联的极化内阻和极化电容两端的极化电压值,I为电池充、放电电流值,Urc(0)为极化电压初始值,t为极化时间,ζ=R1*C1。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,在所述第一估计值处于充、放电平台区时,根据所述第一估计值通过安时积分法获得所述第二估计值,其中所述安时积分法应用的初始时刻的剩余电量基于所述第一估计值和电池测试数据获得,所述电池测试数据通过对锂电池进行充、放电试验获得。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,在所述第一估计值不处于充、放电平台区时,基于所述第一估计值和所述电池测试数据获得所述第二估计值,其中所述电池测试数据通过对锂电池进行充、放电试验获得。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一条件包括:所述第二估计值与最小剩余电量的差值大于等于第一阈值,所述第二条件包括:所述第二估计值与所述最小剩余电量的差值小于第二阈值,
其中,所述第一阈值大于所述第二阈值,所述最小剩余电量为所述每个电芯的第二估计值中的最小值。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述第一条件还包括:所述第二估计值大于第三阈值。
8.一种锂电池的均衡装置,所述锂电池包括多个串联的电芯,所述均衡装置包括:
检测模块,用于检测电池充、放电电流和锂电池中的每个电芯的端电压;
估算模块,用于根据电芯等效电路以及所述电池充、放电电流和所述每个电芯的端电压,估算每个电芯的开路电压,得到每个电芯的第一估计值,并根据所述每个电芯的第一估计值估算每个电芯的剩余电量,得到每个电芯的第二估计值;
均衡控制模块,用于对所述第二估计值满足第一条件的电芯开始进行均衡,对所述第二估计值满足第二条件的电芯停止均衡;
多个均衡电路,每个均衡电路与一个电芯并联,用于在均衡控制模块的控制下开始对所述一个电芯的均衡或停止对所述一个电芯的均衡。
9.根据权利要求8所述的装置,其中,所述电芯等效电路包括电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容、欧姆内阻和理想电源,其中电芯的极化内阻、电芯的电池极化电容并联后与欧姆内阻和理想电源串联。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,所述估算模块根据以下公式计算所述第一估计值:
Ocv=Vc+I*R0+Urc(0)*e-t/ζ+I*R1*(1-e-t/ζ),
其中,R0为欧姆内阻值,R1为电芯的极化内阻值,C1为电芯的极化电容值,Ocv为理想电源的开路电压值,Vc为电芯两端的端电压值,Urc为并联的极化内阻和极化电容两端的极化电压值,I为电池充、放电电流值,Urc(0)为极化电压初始值,t为极化时间,ζ=R1*C1。
11.根据权利要求10所述的装置,其中,所述估算模块包括:
第一估算单元,用于根据所述电芯等效电路模型以及所述电池充、放电电流和所述每个电芯的端电压,估算所述每个电芯的开路电压,得到所述每个电芯的第一估计值;
第二估算单元,用于在所述第一估计值处于充、放电平台区的情况下,根据所述第一估计值通过安时积分法获得所述第二估计值,在所述第一估计值不处于充、放电平台区的情况下,基于所述第一估计值和所述电池测试数据获得所述第二估计值,所述安时积分法应用的初始时刻的剩余电量基于所述第一估计值和电池测试数据获得,所述电池测试数据通过对锂电池进行充、放电试验获得。
12.根据权利要求8所述的装置,其中,所述第一条件包括:所述第二估计值与最小剩余电量的差值大于等于第一阈值,所述第二条件包括:所述第二估计值与所述最小剩余电量的差值小于第二阈值,
其中,所述第一阈值大于所述第二阈值,所述最小剩余电量为所述每个电芯的第二估计值中的最小值。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述第一条件还包括:所述第二估计值大于第三阈值。
14.一种锂电池的均衡系统,包括:
权利要求8至13任一权利要求所述的均衡装置;
具有多个串联的电芯的锂电池。
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