CN113525174B - 一种新能源汽车均衡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车均衡控制方法,包括以下步骤:1)根据车辆用车***均电池电压接近的程度，使得电池的一致性得到改善，从而延长电池的使用寿命，用户可以获取到电芯的数据，对电池一致性有更深刻的认知；人工均衡可以控制均衡的时间，操作简单，用户体验更好。

Description

一种新能源汽车均衡控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车电池管理技术领域，具体涉及一种新能源汽车均衡控制方法。

背景技术

目前现有的新能源汽车大都是通过电池作为驱动的动力源，那么对电池状态的监控是必不可少的，且出于安全和寿命考虑，电池在使用过程中保持一致性是非常重要的，让电池在长期运行时保持一致性，就需要BMS对电池进行均衡处理。均衡分为主动均衡和被动均衡；受成本制约，现有的均衡策略大多都是采用被动均衡；现在市面上常见的均衡策略是在充电阶段，在最高单体电池达到约定值后（举例：如磷酸铁锂单体电压达到3.55V），当存在单体电池电压和最低电池电压差值达到约定值时（举例：如磷酸铁锂的电压差值达到300mV），将这部分单体电池的均衡开关打开，通过BMS上的均衡电路进行被动放电，直到这部分单体电池电压和最低电池电压差值达到约定值（举例：如磷酸铁锂的电压差值达到100mV）或充电结束，关闭均衡开关；这种均衡策略虽然可以对电芯进行均衡，但是由于开启均衡条件较多，导致均衡的时间短，实际作用不大；为了解决以上问题，我们提出了一种新的均衡控制策略，此策略不仅在不影响个人使用的情况下进行均衡，而且还能通过增加均衡时间，提升均衡效果；同时，此策略可以人为开启均衡功能，并自由控制均衡的时间，方便操作的同时，也能更好的对电芯进行均衡，从而提高电池一致性；从而延长电池的寿命，增加车辆的续航；用户也可以通过均衡信息获取车辆电池的性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种新能源汽车均衡控制方法,所述方法包括以下步骤:

1)根据车辆用车习惯,分析得到车辆经常不使用的时间段, 判断电池是否需要均衡；

2)记录均衡电池串数和均衡时间，判断车辆满足的三种条件，并在车辆上电后将均衡信息上传至仪表端；

3)车辆根据满足的不使用时间的条件进行均衡，均衡完成后BMS清除存储的均衡信息。

作为本发明的一种改进，所述2）中，条件一（前提①）为当车辆在周期内存在不少于一次持续超出固定时间值的电流充电时，判断车辆使用均衡方法一，条件二（前提②）为当车辆在周期内，存在不少于一次车辆不使用时间持续超出固定时间值且不满足条件一时，判断车辆使用均衡方法二，条件三（前提③）为在不满足条件二的前提下判断车辆使用均衡方法三。

作为本发明的一种改进，满足条件一采用在车辆慢充过程中进行均衡，在最高单体电池达到约定值后，当目标电池电压和最低电池电压差值达到约定值时，将目标电池的均衡开关打开，通过BMS上的均衡电路进行被动放电，直到目标电池电压和最低电池电压差值达到约定值或充电结束，断开均衡开关，结束均衡。

作为本发明的一种改进，满足条件二采用离线均衡，根据车辆使用习惯，分析得到车辆经常不使用的时间段，在此时进行均衡；当处于该时间段内时，BMS在休眠前，设置RTC在固定时间值后唤醒，读取Memory（内存）数据，BMS设定电池采样芯片（CMU）对应目标电池的均衡时间，电池采样芯片在达到目标电池的均衡时间后断开目标电池的均衡开关，之后BMS再次设定达到最大均衡时间后通过RTC（实时时钟）唤醒，BMS进入休眠；BMS再次唤醒后检查电池状态，检测到无需要均衡的单体后直接进入休眠，若仍然存在需要均衡的单体，则BMS再次设定需要均衡的目标电池后，设定RTC唤醒时间后再次进入休眠，直至BMS检测到无需要均衡的单体电池或车辆启动，断开均衡开关，结束均衡。

作为本发明的一种改进，满足条件三采用在车辆放电过程中进行均衡，在车辆放电过程中，开启目标电池的均衡开关，并在达到均衡时间后断开目标电池的均衡开关，结束均衡。

作为本发明的一种改进，所述1）中，当处于该时间段内，BMS在休眠前，设置RTC在固定时间值之后唤醒，唤醒后，BMS将超过平均电池电压100mV的目标电池串数记录，并通过对照OCV表（开路电压表）来查询目标电池电压和平均电池电压对应的电池容量值，并取二者差值绝对值，通过均衡电阻计算得到均衡电流，由（容量差值）/（均衡电流）计算所需均衡时间。

作为本发明的一种改进，所述1）中，当均衡时间≤1h时，不保存任何信息，仅当均衡时间＞1h时，将对应目标电池串数及其均衡时间保存到Memory中，之后BMS进入休眠，在每次判断结束后，最新的数据将覆盖原有数据，不占据过多的存储空间。

作为本发明的一种改进，所述2）中，BMS在车辆上电后，将上次存储在Memory中的数据通过CAN网络发送给仪表端，通过仪表界面的均衡选项进行均衡设置。

作为本发明的一种改进，在仪表主界面增加均衡选项，均衡选项下级菜单分为均衡开启和详细信息；选择均衡开启后进行一键均衡，仪表界面提示车辆需要均衡的时间，与此同时仪表将均衡指令通过CAN网络发送给BMS，之后BMS通过CMU设定目标电池均衡的时间，并开启均衡，仪表端显示操作完成，人工可以对车辆进行下电，由CMU完成均衡过程，均衡过程可随时通过车辆启动进行中止；选择详细信息后展示平均电池电压、目标电池串数、目标电池电压、目标电池均衡时间；待均衡结束后，BMS清除存储的均衡信息。

本发明的有益效果：当BMS检测到电池需要均衡时，通过BMS记录的充放电时间，分析用车***均电池电压接近的程度，使得电池的一致性得到改善，从而延长电池的使用寿命，增加车辆的续航；同时，通过仪表的均衡功能，用户可以获取到电芯的数据，对电池一致性有更深刻的认知；同时人工均衡可以控制均衡的时间，操作简单，用户体验也更好。

附图说明

图1为本发明中所述均衡控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例：如图1所示，一种新能源汽车均衡控制方法, 根据过去30天内数据，分析车辆不使用的时间段，该时间段介于2h-8h之间；此时间段内，在车辆下电前，BMS设置唤醒时间；到达唤醒时间后，BMS获取需要均衡的目标电池及其均衡时间；待下次车辆启动后，BMS将记录数据通过CAN网络发送给仪表端，仪表将数据存储以备用户操作；BMS分析车辆使用习惯，选择对应均衡方法进行均衡；均衡结束后，BMS清除存储的均衡信息；以上步骤进行循环操作，所述方法具体包括以下步骤:

1)根据车辆用车习惯,分析得到车辆经常不使用的时间段, 判断电池是否需要均衡；

2)记录均衡电池串数和均衡时间，判断车辆满足的三种条件，并在车辆上电后将均衡信息上传至仪表端；

3)车辆根据满足的不使用时间的条件进行均衡，均衡完成后BMS清除存储的均衡信息。

进一步地，所述2）中，条件一为：当车辆在以24h为周期情况下，每30个周期存在2次持续时间超过8h的小电流充电时，认为车辆可以使用均衡方法一，条件二为在不满足条件一的情况下，当车辆在以24h为周期情况下，每30个周期存在2次超过8h的车辆不使用时，认为车辆可以使用均衡方法二，条件三为在不满足条件二的前提下判断车辆使用均衡方法三。

进一步地，满足条件一采用均衡方法一：在车辆慢充过程中进行均衡。在最高单体电池达到约定值后（如磷酸铁锂单体电压达到3.55V），当目标电池电压和最低电池电压差值达到约定值时（如磷酸铁锂的电压差值达到150mV），将目标电池的均衡开关打开，通过BMS上的均衡电路进行被动放电，直到目标电池电压和最低电池电压差值达到约定值（如磷酸铁锂的电压差值达到50mV），或充电结束，断开均衡开关，结束均衡。

进一步地，满足条件二采用均衡方法二：离线均衡。根据车辆使用习惯，分析得到车辆经常不使用的时间段，在此时进行均衡；当处于该时间段内时，BMS在休眠前，设置RTC在0.5h后唤醒，读取Memory数据，BMS设定电池采样芯片（CMU）对应目标电池的均衡时间，电池采样芯片在达到目标电池的均衡时间后断开目标电池的均衡开关，之后BMS再次设定达到最大均衡时间后通过RTC唤醒，BMS进入休眠；BMS再次唤醒后检查电池状态，检测到无需要均衡的单体后直接进入休眠，若仍然存在需要均衡的单体，则BMS再次设定需要均衡的目标电池后，设定RTC唤醒时间后再次进入休眠，直至BMS检测到无需要均衡的单体电池或车辆启动，断开均衡开关，结束均衡。

进一步地，满足条件三采用均衡方法三：在车辆放电过程中进行均衡。在车辆放电过程中，开启目标电池的均衡开关，并在达到均衡时间后断开目标电池的均衡开关，结束均衡。

进一步地，所述1）中，根据车辆使用***均电池电压100mV的目标电池串数记录，并通过对照OCV表（开路电压表）来查询目标电池电压和平均电池电压对应的电池容量值，并取二者差值绝对值，通过均衡电阻计算得到均衡电流，由（容量差值）/（均衡电流）计算所需均衡时间。

进一步地，所述1）中，当均衡时间≤1h时，不保存任何信息，仅当均衡时间＞1h时，将对应目标电池串数及其均衡时间保存到Memory中，之后BMS进入休眠，在每次判断结束后，最新的数据将覆盖原有数据，不占据过多的存储空间。

进一步地，所述2）中，BMS在车辆上电后，将上次存储在Memory中的数据通过CAN网络发送给仪表端，通过仪表界面的均衡选项进行均衡设置。

进一步地，在仪表主界面增加均衡选项，均衡选项下级菜单分为均衡开启和详细信息；选择均衡开启后进行一键均衡，仪表界面提示车辆需要均衡的时间，与此同时仪表将均衡指令通过CAN网络发送给BMS，之后BMS通过CMU设定目标电池均衡的时间，并开启均衡，仪表端显示操作完成，人工可以对车辆进行下电，由CMU完成均衡过程，均衡过程可随时通过车辆启动进行中止；选择详细信息后展示平均电池电压、目标电池串数、目标电池电压、目标电池均衡时间；待均衡结束后，BMS清除存储的均衡信息。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种新能源汽车均衡控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:

1）根据车辆用车习惯，分析得到车辆不使用的时间段，判断电池是否需要均衡；

2）记录均衡电池串数和均衡时间，判断车辆满足的三种条件，并在车辆上电后将均衡信息上传至仪表端；

3）车辆根据满足的不使用的时间段的条件进行均衡，均衡完成后BMS清除存储的均衡信息，

所述2）中，三种条件包括条件一、条件二及条件三，条件一为当车辆在周期内存在不少于一次持续超出固定时间值的电流充电时，判断车辆使用均衡方法一，条件二为当车辆在周期内，存在不少于一次车辆不使用时间持续超出固定时间值且不满足条件一时，判断车辆使用均衡方法二，条件三为在不满足条件二的前提下判断车辆使用均衡方法三，

均衡方法一为满足条件一采用在车辆慢充过程中进行均衡，当目标电池电压和最低电池电压差值达到约定值时，将目标电池的均衡开关打开，通过BMS上的均衡电路进行被动放电，直到目标电池电压和最低电池电压差值达到约定值，

均衡方法二为满足条件二采用离线均衡，BMS在休眠前，设置RTC在固定时间值后唤醒，读取Memory数据，BMS设定电池采样芯片对应目标电池的均衡时间，电池采样芯片在达到目标电池的均衡时间后断开目标电池的均衡开关，

均衡方法三为满足条件三采用在车辆放电过程中进行均衡，并在达到均衡时间后断开目标电池的均衡开关，结束均衡。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车均衡控制方法，其特征在于，BMS再次设定最大均衡时间通过RTC唤醒后检查电池状态。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车均衡控制方法，其特征在于，所述1）中，当处于该时间段内，BMS在休眠前，设置RTC在固定时间值之后唤醒，唤醒后，BMS将超过平均电池电压100mV的目标电池串数记录，查询目标电池电压和平均电池电压对应的电池容量值，并计算均衡电流及均衡时间。

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车均衡控制方法，其特征在于，所述1）中，当均衡时间≤1h时，不保存任何信息，仅当均衡时间＞1h时，将对应目标电池串数及其均衡时间保存到Memory中，之后BMS进入休眠。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车均衡控制方法，其特征在于，所述2）中，BMS在车辆上电后，将上次存储在Memory中的数据通过CAN网络发送给仪表端，通过仪表界面的均衡选项，进行均衡设置。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车均衡控制方法，其特征在于，通过主界面上的均衡开启选项，同时仪表将均衡指令通过CAN网络发送给BMS，之后BMS通过电池采样芯片设定目标电池均衡的时间，并开启均衡。

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