鋰電池主動均衡控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及裡電池技術領域；尤其是一種基于SOC的裡電池均衡的裡電池主動均 衡控制方法。
【背景技術】
[0002] 隨著裡電池技術的發展和節能環保的受到各方面越來越多的重視，裡電池的應用 領域越來越廣闊，如便攜式電子產品、電動汽車W及太陽能發電系統等新能源領域。裡離 子電池是至今能量比最高的蓄電池，其比重量達130小時瓦每公斤，單體電池放電電壓3. 6 伏，均比儒儀電池高立倍。除此之外，裡離子電池有熱效應小，無記憶效應，充電效率比儒儀 和氨儀電池高。但是，由于其放電電壓不高，在很多應用場合需要多組電池串聯使用，W達 到足夠的輸出電壓和輸出功率。由于電池組中各個單體電池之間存在不一致，經過連續的 充放電循環后，各個單體電池的荷電狀態會出現嚴重的不平衡，表現為單體電池之間的電 壓發散越來越大，運將會對電池造成永久性的損壞。
[0003] 電池的荷電狀態，英文為State Of化arge，簡稱S0C，作為電動汽車運行時的重要 參數，其準確估算可W為電池管理系統和剩余里程預測提供必要的數據支持，進而有效防 止電池過充、過放，延長電池壽命，降低電動汽車的運行成本。但是SOC不是可W直接測量 的物理量，電池本身是封閉的電化學反應，電動汽車運行時伴隨著電流的劇烈變化呈現很 強的非線性導致SOC估算困難。國內外學者對裡電池的SOC估算進行了大量研究提出了多 種SOC估算的科學方法。其中放電試驗法能夠得到較為精確的SOC估算值，但要中斷電池 正在進行的工作，不能應用于實車；電流積分法雖能夠實時估算電池的SOC但其不能自動 確定初值，且誤差隨時間進一步增大，會由于誤差的積累導致估算不精確；開路電壓法只能 在電池電流為零時準確估算，需要電池靜置足夠長的時間，因而不能實時估算；神經網絡法 需要大量的訓練數據及合適的訓練算法，且易受干擾，不適用于電流變化劇烈的工況。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種裡電池主動均衡控制方法，它可W解決現有的裡電池均 衡方案存在的對SOC估算不精確的問題。
[0005] 為了解決上述問題，本發明采用的技術方案是：運種裡電池主動均衡控制方法，采 用裡電池主動均衡控制裝置來實現，所述裡電池主動均衡控制裝置包括DC/DC電源模塊和 主控單元，所述DC/DC電源模塊與所述主控單元連接；所述主控單元分別與裡電池主動均 衡模塊，電壓檢測模塊，電流檢測模塊和顯示模塊連接； 其實現方法是：1)、系統初始化；預設設定值； 2 )、通過所述電壓檢測模塊和所述電流檢測模塊對所述電池的電壓和電流進行檢測； 3)、所述主控單元中的數/模轉換模塊讀取所述電壓檢測模塊和所述電流檢測模塊檢 測到的數據并進行換算； 4) 、所述主控單元對所述換算后的數據進行UKF運算并估算SOC ;估算完成后計算所述 SOC均值； 5 )、所述主控單元計算各單體電池的SOC和所述SOC均值之間的差值；若所述差值大于 設定值，則控制占空比并開啟所述裡電池主動均衡模塊對所述單體電池的SOC進行主動均 衡，直到所述單體電池的SOC和所述SOC均值之間的差值小于設定值。
[0006] 上述技術方案中，更為具體的方案還可W是：所述裡電池主動均衡模塊包括穩壓 處理電路和隔離DC/DC電路；所述穩壓處理電路的輸入端接收從串聯裡電池組輸送過來的 電壓信號，其第一輸出端與所述隔離DC/DC電路的輸入端連接，其第二輸出端與反相器的 第二輸入端連接；所述隔離DC/DC電路的輸出端與高速光禪隔離電路的第二輸入端連接， 所述高速光禪隔離電路的輸出端與所述反相器的第一輸入端連接，所述反相器的輸出端與 開關電路的輸入端連接，所述開關電路的輸出端與儲能電感電路的輸入端連接，所述儲能 感電路的輸出端與所述串聯裡電池組連接；高速光禪隔離電路的第一輸入端接收主控單元 的控制信號。
[0007] 更進一步：所述主控單元為TMS320F28335數字信號處理器；所述穩壓處理電路為 12伏穩壓處理電路；所述隔離DC/DC電路為12伏轉5伏隔離DC/DC電路。
[000引進一步：所述反相器為74肥04反相器。
[0009] 由于采用了上述技術方案，本發明與現有技術相比，具有的有益效果是：由于本發 明中設置有裡電池主動均衡模塊，在裡電池主動均衡模塊中設有升降壓儲能電路，它做為 能量傳輸的載體，可W將能量由荷電狀態高的電池轉移至電感，再從電感轉移到荷電狀態 低的電池，W實現能量的流動。
[0010] 本發明將無跡卡爾曼濾波OJncentedKalmanFilter,簡稱UKF)應用到裡電池 SOC估算中，使估算達到更高的精度。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發明的方框示意圖。
[0012] 圖2是裡電池主動均衡模塊的方框示意圖。
[0013] 圖3是本發明的軟件流程示意圖。
[0014] 圖 4 是Hievenin模型圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳述： 圖1和圖2所示的裡電池主動均衡控制裝置，包括DC/DC電源模塊1和主控單元2，DC/DC電源模塊1與主控單元2連接；主控單元2分別與裡電池主動均衡模塊3,電壓檢測模塊 5,電流檢測板塊6和顯不板塊4連接。
[0016] 其中，裡電池的電壓和電流的檢測由主控單元2控制電壓檢測模塊5和電流檢測 模塊6進行；無跡卡爾曼濾波OJncentedKalmanFilter,簡稱UKF)算法的運算由主控單 元2完成；主動均衡的控制由主控單元2控制裡電池主動均衡模塊3完成；電池組平均SOC 和電池組單體電池壓差最大值通過顯示模塊4顯示。
[0017] 裡電池主動均衡模塊3包括穩壓處理電路3-1和隔離DC/DC電路3-2 ;穩壓處理電 路3-1的輸入端接收從串聯裡電池組輸送過來的電壓信號，其第一輸出端與隔離DC/DC電 路3-2的輸入端連接，其第二輸出端與反相器3-4的第二輸入端連接；隔離DC/DC電路3-2 的輸出端與高速光禪隔離電路3-3的第二輸入端連接，高速光禪隔離電路3-3的輸出端與 反相器3-4的第一輸入端連接，反相器3-4的輸出端與開關電路3-5的輸入端連接，開關電 路3-5的輸出端與儲能電感電路3-6的輸入端連接，儲能電感電路3-6的輸出端與串聯裡 電池組連接；高速光禪隔離電路3-3的第一輸入端接收主控單元2的控制信號。
[001引圖3所示的裡電池主動均衡控制方法是：1)、系統初始化；預設設定值； 2) 、通過電壓檢測模塊5和電流檢測模塊6對電池的電壓和電流進行檢測； 3) 、主控單元2中的數/模轉換模塊讀取電壓檢測模塊5和電流檢測模塊6檢測到的 數據并進行換算； 4) 、主控單元2對換算后的數據進行UKF運算并估算SOC;估算完成后計算SOC均值； 5) 、主控單元2計算各單體電池的SOC和SOC均值之間的差值；若差值大于設定值，貝U 控制占空比并開啟裡電池主動均衡模塊3對單體電池的SOC進行主動均衡，直到單體電池 的SOC和SOC均值之間的差值小于設定值。
[0019] 本實施例中，主控單元2為TMS320F28335數字信號處理器；穩壓處理電路3-1為 12伏穩壓處理電路；隔離DC/DC電路3-2為12伏轉5伏隔離DC/DC電路；反相器3-4為 74肥04反相器。
[0020] 12V穩壓處理電路3-1是將串聯裡電池組的端電壓進行穩壓，W給74肥04反相器 3-4提供電源；12V轉5V隔離DC/DC電路3-2是利用12V穩壓處理電路3-1輸出的電壓進 行轉換，提供隔離的輸出電壓，W給高速光禪隔離電路3-3提供電源，并為開關電路3-5里 面的MOSFET的S端提供基準電位；高速光禪隔離電路3-3將主控單元2輸出的PWM的占空 比進行隔離輸出，為MOSFET提供驅動