CN103531857A - 一种bms均衡控制方法 - Google Patents

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刘飞
文峰
阮旭松
谢小科
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Abstract

本发明公开了一种BMS均衡控制方法，包括以下步骤：（1）在BMS开启对电池组进行均衡前，至少进行一次检测并记录电池组内各个电池单体的电压值U1；（2）在BMS开启对电池组进行均衡时，分别测量均衡开启后各个电池单体瞬间电压值U2；（3）分别测量均衡过程中各个电池单体的实时测量电压值U3；（4）根据测量获得的U1、U2和U3分别对各个电池单体实时电压进行修正，获得各个电池单体实时电压U4；（5）根据各个电池单体的实时电压U4判断是否结束均衡操作。本发明提高了均衡过程中电压检测的准确性和精度，提高电池组一致性；降低了成本，电池管理***线束布线更加简洁。

Description

一种BMS均衡控制方法
技术领域
本发明涉及一种BMS均衡控制方法。
背景技术
电动汽车动力电池由多节电池串联组成，由于电池单体间不一致性的存在，充电后其电压不可能完全一致，故需要BMS对电池组进行均衡。由于市场对均衡速度和均衡时间要求越来越高，就要求采用较大电流进行充电均衡，但在使用大电流进行均衡时，采样线束会产生电压降，此压降不可忽略，对电压检测值精度造成影响。
单体电压值是BMS检测的一个重要参数，目前BMS逐步增加了均衡功能，且客户要求均衡时间更短，这样导致均衡电流必然呈增大趋势。大电流均衡，均衡线路上会产生较大电压降，这就对电压检测精度造成影响。目前业界提出两种解决方案：第一种 BMS把检测线束和均衡线束分开，一组线束用作电压检测，另一组线束单独用于均衡电路。第二种方案：降低均衡电流，当均衡小到一定值时，线束上的电压降可以忽略，BMS直接检测的电压值误差在允许范围内。方案一采用两组线束，它不但增加了成本，而且还给BMS的***设计和线束布线增加了难度，增加了布线时出错的几率。方案二用降低均衡电流的方法，如果电池均衡开始时电压较低，则开始均衡时均衡电流还是会较大，此时的线路压降不可忽略。只有把均衡电流控制到很小时，才可忽略线路压降的影响。而且BMS均衡电流有不断增大趋势，小电流均衡不符合客户需求，大电流均衡是必然趋势。
发明内容
为了解决大电流均衡上述不足，本发明提供一种能够修正电压检测值的BMS均衡控制的设计方案。
一种BMS均衡控制方法，包括以下步骤：（1）在BMS开启对电池组进行均衡前，至少进行一次检测并记录电池组内各个电池单体的电压值U1；（2）在BMS开启对电池组进行均衡时，分别测量均衡开启后各个电池单体瞬间电压值U2；（3）分别测量均衡过程中各个电池单体的实时测量电压值U3；（4）根据测量获得的U1、U2和U3分别对各个电池单体实时电压进行修正，获得各个电池单体实时电压U4；（5）根据各个电池单体的实时电压U4判断是否结束均衡操作。
具体的，对各个电池单体实时电压进行修正的方法为：U4= U3-U2+U1。
进一步的，还包括电流检测步骤：当在BMS开启对电池组进行均衡时，测量单位时间内各个电池单体的电流变化量，并判断各个电流变化量是否超过预设的阈值，若某个/某些电池单体的电流变化量超过预设的阈值则退出当前的均衡操作。
更进一步的，还包括均衡暂停步骤：当BMS对电池组均衡操作持续时间达到预设的时间长度时，则暂停对电池组的均衡操作，当暂停对电池组的均衡操作达到预设的暂停时间长度时，则根据各个电池单体的实时电压U4判断均衡是否完成，若完成则退出均衡操作，否则继续开启均衡操作。
具体的，当暂停均衡操作后再次开启均衡操作时，必须重新测量U1、U2和U3。
 综上所述，本发明具有以下有益效果：（1）均衡过程通过计算均衡线路电压损耗来修正电压检测值，提高了均衡过程中电压检测的准确性和精度；（2）合理控制均衡开启和关闭，使BMS快速达到均衡效果，提高电池组一致性；（3）设计方案策略简洁高效，能够BMS电压采集电路和均衡电路能够共用一组线束，降低了成本，电池管理***线束布线更加简洁。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员能够更好地了解本发明的技术方案，下面对本发明作进一步的阐述。
本发明揭示了一种BMS均衡控制方法。由于BMS对电池组开启均衡的瞬间由于受到外部因素影响，进行均衡电池的单体电压会发生跳变，均衡开启瞬间前后两次测量的电压会产生一个明显差值（即线束压降），因此在BMS开启对电池组进行均衡前，至少进行一次检测并记录电池组内各个电池单体的电压值U1；在BMS开启对电池组进行均衡时，分别测量均衡开启后各个电池单体瞬间电压值U2；U2-U1便是线束压降值。
均衡时由于线束压降的存在，导致电压检测存在误差。为了消除此误差，需分别测量均衡过程中各个电池单体的实时测量电压值U3；再进一步根据测量获得的U1、U2和U3分别对各个电池单体实时电压进行修正，获得各个电池单体实时电压U4：U4= U3-U2+U1。最后根据各个电池单体的实时电压U4判断是否结束均衡操作。
在计算线束压降值U3时，如果电流变化较大，如电池在充电起始阶段和充电降流阶段等情况，这时电池本身电压并不稳定，此时去计算修正电压差值误差会较大。为防止这种情况，在电流变化较大状态时不开启均衡；如果均衡此时正在开启，则需要先关闭均衡。因此，本发明进一步公开了电流检测方法步骤。当在BMS开启对电池组进行均衡时，测量单位时间内各个电池单体的电流变化量，并判断各个电流变化量是否超过预设的阈值，若某个/某些电池单体的电流变化量超过预设的阈值则退出当前的均衡操作。单位时间长度与电流变化量预设的阈值可根据不同的应用场合选择最合适的方案，本实施例中，选2秒作为单位时间长度，电流变化量预设的阈值选取5A。
均衡开启过程中，理论上均衡电流是恒定的。但如果均衡开启时间过长，且伴随有电池的放电，那么就会引起电池温度、电压等参数的变化，导致均衡电流发生变化。均衡电流的变化导致估算出的线束压降也发生变化，这就会使检测的修正电压不准确。因此本发明进一步公开了均衡暂停方法步骤：当BMS对电池组均衡操作持续时间达到预设的时间长度时，则暂停对电池组的均衡操作，当暂停对电池组的均衡操作达到预设的暂停时间长度时，则根据各个电池单体的实时电压U4判断均衡是否完成，若完成则退出均衡操作，否则继续开启均衡操作。同样的，预设的时间长度预设的暂停时间长度可根据不同的应用场合选择最合适的方案，本实施例中，预设的时间长度选取100秒，预设的暂停时间长度选取10秒。
当暂停均衡操作后再次开启均衡操作时，必须重新测量U1、U2和U3。
本实施例只是本发明的较优实施方式，未进行详细描述的部分均采用公知的成熟技术。需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种BMS均衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在BMS开启对电池组进行均衡前，至少进行一次检测并记录电池组内各个电池单体的电压值U1；
（2）在BMS开启对电池组进行均衡时，分别测量均衡开启后各个电池单体瞬间电压值U2；
（3）分别测量均衡过程中各个电池单体的实时测量电压值U3；
（4）根据测量获得的U1、U2和U3分别，对各个电池单体实时电压进行修正，获得各个电池单体实时电压U4；
（5）根据各个电池单体的实时电压U4判断是否结束均衡操作。
2.根据权利要求1所述的一种BMS均衡控制方法，其特征在于，所述对各个电池单体实时电压进行修正的方法为：U4= U3-U2+U1。
3.根据权利要求2所述的一种BMS均衡控制方法，其特征在于，还包括电流检测步骤：当在BMS开启对电池组进行均衡时，测量单位时间内各个电池单体的电流变化量，并判断各个电流变化量是否超过预设的阈值，若某个/某些电池单体的电流变化量超过预设的阈值则退出当前的均衡操作。
4.根据权利要求3所述的一种BMS均衡控制方法，其特征在于，还包括均衡暂停步骤：当BMS对电池组均衡操作持续时间达到预设的时间长度时，则暂停对电池组的均衡操作，当暂停对电池组的均衡操作达到预设的暂停时间长度时，则根据各个电池单体的实时电压U4判断均衡是否完成，若完成则退出均衡操作，否则继续开启均衡操作。
5.根据权利要求4所述的一种BMS均衡控制方法，其特征在于，当暂停均衡操作后再次开启均衡操作时，必须重新测量U1、U2和U3。
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