CN113555939B - 一种分布式bms电池主动均衡管理*** - Google Patents

一种分布式bms电池主动均衡管理*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种分布式BMS电池主动均衡管理***，包括：采集模块，用于采集电池组的总体电压以及所述电池组中的每个单体电池的电压；控制模块，用于根据所述采集模块的采集电压，设置每个单体电池的主动均衡策略，并控制每个单体电池按照所述主动均衡策略进行充电或放电；监测模块，用于对所述每个单体电池的主动均衡过程中的外部环境进行监测，并根据监测结果对所述主动均衡过程进行调整；通过对单体电池进行主动均衡，并在主动均衡的过程中对外部环境进行监测，保证主动均衡过程的有效性，最终提高整个电池组的充放电效率和使用效率，节约电能。

Description

一种分布式BMS电池主动均衡管理***
技术领域
本发明涉及电池管理***技术领域，特别涉及一种分布式BMS电池主动均衡管理***。
背景技术
锂电池包通常由一个或几个电池组并联组成，每个电池组由多个电池串联构成。这种组合方式能同时满足笔记本电脑、医疗设备、测试仪器及工业应用所需的电压和功率要求。
然而在锂电池充放电的过程中，只要一个电池充满后将会停止整体充电，或者只要一个电池放完电，就会停止整体放电，还有在充放电的过程中，缺乏对外部环境，如温度、湿度等的监控，这些都导致电池组的充放电效率低，使用效率低，造成电能的浪费。
发明内容
本发明提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，通过对单体电池进行主动均衡，并在主动均衡的过程中对外部环境进行监测，保证主动均衡过程的有效性，最终提高整个电池组的充放电效率和使用效率，节约电能。
本发明提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，包括：
采集模块，用于采集电池组的总体电压以及所述电池组中的每个单体电池的电压；
控制模块，用于根据所述采集模块的采集电压，设置每个单体电池的主动均衡策略，并控制每个单体电池按照所述主动均衡策略进行充电或放电；
监测模块，用于对所述每个单体电池的主动均衡过程中的外部环境进行监测，并根据监测结果对所述主动均衡过程进行调整。
在一种可能实现的方式中，
所述采集模块包括：
电压采集单元，用于对所述电池组以及所述电池组的中每个单体电池的电压进行采集，获取采集信号；
信号调整单元，用于对所述采集信号进行过滤，获取所述采集信号中的非正常信号，并获取所述电压采集单元在采集过程中的采集通道与预设标准信号采集通道之间的差异，且基于所述差异，设定采集误差；
所述信号调整单元，还用于以在所述预设标准信号采集通道获取的标准采集信号为基准，利用所述采集误差，确定调整系数，并根据所述调整系数对所述采集信号进行调整，得到目标采集信号；
AD转换单元，用于将所述目标采集信号进行AD转换，并截取转换后的目标采集信号的短脉冲，并获取所述短脉冲对应的BCD码，依次读取所述短脉冲对应的BCD码得到电压数字信号；
显示单元，用于根据所述电压数字信号，得到所述池组的总体电压以及所述电池组的中每个单体电池的电压，并进行显示。
在一种可能实现的方式中，
还包括，通讯模块，与所述采集模块、控制模块连接，用于将所述采集模块采集得到的电压传送到所述控制模块。
在一种可能实现的方式中，
所述控制模块包括：
设定单元，用于获取所述电池组的总体电压和每个单体电池的电压值，并确定所述电池组的总体电压与所有单体电池的电压值总和之间的差值，根据所述差值对所述与所有单体电池的电压平均值进行修正，得到参考电压值；
判断单元，用于判断所述每个单体电池的电压值是否小于所述参考电压值；
若是，则将对应的单体电池确定为待充电单体电池；
否则，判断所述每个单体电池的电压值是否大于所述预设电压值；
若是，则将对应的单体电池确定为待放电单体电池；
否则，则确定对应的单体电池不参与主动均衡；
其中，所述参考电压值小于预设电压值；
状态确定单元，用于根据所述每个单体电池的充放电记录，确定所述每个单体电池的健康状态；
策略确定单元，用于根据所述每个单体电池的健康状态，确定所述待充电单体电池和待放电单体电池的充电或放电时间和充电或放电电流，得到主动均衡策略；
控制单元，用于根据所述主动均衡策略控制充放电单元对单体电池进行充电或放电。
在一种可能实现的方式中，
所述状态确定单元包括：
获取子单元，用于获取所述待充电单体电池和待放电单体电池在预设历史时间内的充电或放电记录，其中所述充放电记录包括充电或放电次数、充电或放电状态、充电或放电时间和充电或放电温度；
设置子单元，用于根据所述充电或放电状态确定待充电单体电池和待放电单体电池在每次的充电或放电初始电量值和最终电量值，得到电量差值集合，基于所述电量差值集合确定指标值集合，并根据所述充电或放电时间，对所述指标值集合中指标值设置第一权重；
所述设置子单元，还用于根据所述充电或放电温度确定待充电单体电池和待放电单体电池在每次的充电或放电过程中的温度变化曲线，对所述温度变化曲线进行分析，得到温度变化幅度和温度平均值，并基于所述温度变化幅度和温度平均值为所述指标值集合中的指标值设置第二权重；
计算子单元，用于基于所述指标值集合的第一权重、第二权重计算所述每个单体电池的第一健康值；
所述获取子单元，还用于获取所述每个单体电池在每次充电过程中的充电上限值变化程度，并基于所述充电上限值变化程度，确定所述每个单体电池的充电衰减系数；
所述获取子单元，还用于获取所述每个单体电池在放电过程中的放电速率变化情况，并基于所述放电速率变化情况，确定所述每个单体电池的放电衰减系数；
所述获取子单元，还用于获取所述每个单体电池在充放电完成后的电池内阻变化情况，并基于所述电池内阻变化情况，确定所述每个单体电池的内阻增长系数；
所述计算子单元，还用于根据所述每个单体电池的充电衰减系数、放电衰减系数和内阻增长系数，计算所述每个单体电池的第二健康值；
确定子单元，用于根据所述每个单体电池的第一健康值和第二健康值，确定每个单体电池的健康状态。
在一种可能实现的方式中，
所述确定子单元，包括：
第一确定子单元，用于根据所述第一健康值和第二健康值确定据所述每个单体电池的总体健康值；
比较子单元，用于将所述总体健康值与预设健康值范围进行比较；
若所述总体健康值大于所述预设健康值范围，则确定对应的单体电池的健康状态为优秀；
若所述总体健康值在所述预设健康值范围内，则确定对应的单体电池的健康状态为良好；
若所述总体健康值小于所述设健康值范围，则确定对应的单体电池的健康状态为合格。
在一种可能实现的方式中，
所述策略确定单元包括：
划分子单元，用于根据每个单体电池的健康状态对单体电池进行等级划分，并根据等级划分结果确定所述待充电单体电池和待放电单体电池的等级；
分配子单元，用于根据所述待充电单体电池和待放电单体电池的等级，为所述待充电单体电池分配第一充电电流、为待放电单体电池分配第一放电电流；
所述分配子单元，还用于根据所述待充电单体电池和待放电单体电池与所述预设电压值的差值和分配的第一充电电流或第一放电电流确定第一充电时间或第一放电时间；
判断子单元，用于根据所有待充电单体电池的总充电量和所述待放电单体电池的总放电量判断是否需要外部电源供电；
若是，在主动均衡的过程中，加入外部电源供电；
否则，在主动均衡的过程中，不加入外部电源供电；
设定子单元，用于获取所述待充电单体电池和待放电单体电池在电池组的排列位置，并根据所述待充电单体电池的充电时间和充电效率、待放电单体电池的放电时间和放电效率，对每个单体电池设置充电时间点和放电时间点，以及在外部电源供电的时间点；
检测子单元，用于根据所述待充电单体电池的第一充电电流、第一充电时间和充电时间点，所述待放电单体电池的第一放电电流、第一放电时间和放电时间点得到初步主动均衡策略，并将所述主动均衡策略输入预设策略评估模型，得到评估结果，并判断所述评估结果是否满足预设主动均衡要求；
若是，确定所述初步主动均衡策略为最终的主动均衡策略；
否则，对所述评估结果进行解析，确定不满足因素；
若所述不满足因素为时间因素，则根据预设主动均衡要求中的时间要求对所述待充电单体电池的第一充电电流或和待放电单体电池的第一放电电流进行调整，得到第二充电电流或第二放电电流，并根据所述第二充电电流或第二放电电流对所述充电时间点和放电时间点进行优化，得到调整后的主动均衡策略作为最终的主动均衡策略；
若所述不满足因素为充电电流因素，则根据预设主动均衡要求中的电流要求对所述待充电单体电池的第一充电电流和待放电单体电池的第一放电电流进行调整，得到调整后的主动均衡策略作为最终的主动均衡策略。
在一种可能实现的方式中，
所述监测模块包括：
用于对所述每个单体电池的主动均衡过程中的外部环境进行监测，并根据监测结果对所述主动均衡过程进行调整。
监测单元，用于监测在所述主动均衡过程中的单体电池的温度值和环境湿度值；
提醒单元，用于判断所述单体电池的温度值是否大于预设温度值；
若是，则进行第一报警提醒；
否则，不进行报警提醒，并保持所述动均衡过程；
所述提醒单元，还用于判断所述单体电池的环境湿度值是否大于第一预设湿度值或小于第二预设湿度值，其中，所述第一湿度值大于所述第二湿度值；
若大于所述第一预设湿度值，则进行第二报警提醒；
若小于所述第二预设湿度值，则进行第三报警提醒；
否则，不进行报警提醒，并保持所述动均衡过程；
调整单元，用于在接收到所述第一报警提醒时，确定目标单体电池，并减小所述目标单体电池的充放电电流，且启动降温模块对所述目标单体电池进行降温处理，并在所述目标单体电池的温度值降温到小于所述预设温度值时，恢复所述目标单体电池的充电电流或放电电流；
所述调整单元，还用于在接收到所述第二报警提醒时，停止对整个电池组的主动均衡过程，并启动所述除湿模块对环境进行除湿处理，直到所述环境湿度值小于第一预设湿度值时，恢复对所述整个电池组的主动均衡过程；
所述调整单元，还用于在接收到所述第三报警提醒时，停止对整个电池组的主动均衡过程，并启动所述降温模块对所述整个电池组进行降温加湿处理，直到所述环境湿度值大于第二预设湿度值时，恢复对所述整个电池组的主动均衡过程。
在一种可能实现的方式中，
所述降温模块包括两种模式，一种为降温模式，一种为降温加湿模式。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种分布式BMS电池主动均衡管理***的结构图；
图2为本发明实施例中所述控制模块的结构图；
图3为本发明实施例中策略确定单元的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，如图1所示，包括：
采集模块，用于采集电池组的总体电压以及所述电池组中的每个单体电池的电压；
控制模块，用于根据所述采集模块的采集电压，设置每个单体电池的主动均衡策略，并控制每个单体电池按照所述主动均衡策略进行充电或放电；
监测模块，用于对所述每个单体电池的主动均衡过程中的外部环境进行监测，并根据监测结果对所述主动均衡过程进行调整。
在该实施例中，所述电池组由多个单体电池组成。
在该实施例中，所述主动均衡策略为将电量多的单体电池放电给电量少的单体电池，或借助外加电源对电量低的单体电池进行充电，使得整个电池组的单体电池的电量基本达到一致，这样所述电池组再给其他电器充电的过程中，就不会出现其中一个电池因电量低快速放完电，造成整个电池组停止放电的情况发生。
在该实施例中，所述BMS表示电池管理***。
在该实施例中，所述外部环境包括充电或放电环境的湿度、充电或放电温度。
在该实施例中，根据监测结果对所述主动均衡过程进行调整具体为对主动均衡过程中的充电或放电时间点、充电或放电电流进行调整。
在该实施例中，所述主动均衡过程中的实质为对电量较低的单体电池进行充电，对电量较高的单体电池进行放电，并且对电量较高的单体电池进行放电的能量用于对电量较低的单体电池的充电，以此减小整个电池组中所有单体电池的电压值的差异，实现对电池组的主动均衡。
上述设计方案的有益效果是：通过对单体电池进行主动均衡，并在主动均衡的过程中对外部环境进行监测，保证主动均衡过程的有效性，最终提高整个电池组的充放电效率和使用效率，节约电能。
实施例2
基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，所述采集模块包括：
电压采集单元，用于对所述电池组以及所述电池组的中每个单体电池的电压进行采集，获取采集信号；
信号调整单元，用于对所述采集信号进行过滤，获取所述采集信号中的非正常信号，并获取所述电压采集单元在采集过程中的采集通道与预设标准信号采集通道之间的差异，且基于所述差异，设定采集误差；
所述信号调整单元，还用于以在所述预设标准信号采集通道获取的标准采集信号为基准，利用所述采集误差，确定调整系数，并根据所述调整系数对所述采集信号进行调整，得到目标采集信号；
AD转换单元，用于将所述目标采集信号进行AD转换，并截取转换后的目标采集信号的短脉冲，并获取所述短脉冲对应的BCD码，依次读取所述短脉冲对应的BCD码得到电压数字信号；
显示单元，用于根据所述电压数字信号，得到所述池组的总体电压以及所述电池组的中每个单体电池的电压，并进行显示。
在该实施例中，对所述采集信号进行过滤，获取所述采集信号中的非正常信号为在采集过程中的波动引起的非正常信号。
在该实施例中，所述电压采集单元在采集过程中的采集通道与所述电压采集单元的配置有关，所述预设标准信号采集通道为在理想状态下的采集通道，不受任何外界的干扰。
在该实施例中，所述标准采集信号为不受任何外界干扰下采集的信号。
在该实施例中，所述调整系数的确定方法为利用所述采集误差确定与所述标准采集信号的差异，根据所述差异确定调整系数，根据所述调整系数对所述采集信号进行调整，可以消除非正常波动引起的信号采集误差，保证了采集信号的精度和可靠性。
在该实施例中，所述BCD码为用4位二进制数来表示1位十进制数。
在该实施例中，所述AD转换单元的精度为4位，包括四个短脉冲，四个短脉冲分别表示个、十、百、千对应的数值，一个短脉冲包括在四个时间段内的高位和低位，高位表示1，低位表示0。
上述设计方案的有益效果是：通过采集模块对采集信号进行调整、高精度AD转换，保证了获取的电压的精确性和可靠性，为单体电池的充放电策略提供准确的电压值，从而保证了充放电策略的可靠性，最终，提高充放电效率。
实施例3
基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，还包括，通讯模块，与所述采集模块、控制模块连接，用于将所述采集模块采集得到的电压传送到所述控制模块。
在该实施例中，所述通讯模块采用CAN通讯方式。
上述设计方案的有益效果是：通过采用CAN通讯方式，具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点，采用双线串行通信方式,检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作，保证了电压数据传输的时效性，从而提高充放电效率。
实施例4
基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，如图2所示，所述控制模块包括：
设定单元，用于获取所述电池组的总体电压和每个单体电池的电压值，并确定所述电池组的总体电压与所有单体电池的电压值总和之间的差值，根据所述差值对所述与所有单体电池的电压平均值进行修正，得到参考电压值；
判断单元，用于判断所述每个单体电池的电压值是否小于所述参考电压值；
若是，则将对应的单体电池确定为待充电单体电池；
否则，判断所述每个单体电池的电压值是否大于所述预设电压值；
若是，则将对应的单体电池确定为待放电单体电池；
否则，则确定对应的单体电池不参与主动均衡；
其中，所述参考电压值小于预设电压值；
状态确定单元，用于根据所述每个单体电池的充放电记录，确定所述每个单体电池的健康状态；
策略确定单元，用于根据所述每个单体电池的健康状态，确定所述待充电单体电池和待放电单体电池的充电或放电时间和充电或放电电流，得到主动均衡策略；
控制单元，用于根据所述主动均衡策略控制充放电单元对单体电池进行充电或放电。
在该实施例中，根据所述差值对所述与所有单体电池的电压平均值进行修正，得到参考电压值具体为例如所述差值为5，电压平均值为100，则参考电压值为
Figure BDA0003184065810000111
所述参考电压值用来作为单体电池充电的判断标准，可以使主动均衡过程更合理。
在该实施例中，以所述预设电压值用来作为单体电池放电的判断标准，对不需要充放电的单体电池不进行任何操作，可以简化主动均衡过程，提高主动均衡过程的效率。
在该实施例中，所述待充电单体电池对应充电时间、充电电流；所述待放电单体电池对应放电时间、放电电流。
上述设计方案的有益效果是：通过根据单体电池的当前电压值和健康状态来设置主动均衡策略，保证主动均衡策略的合理性和效率，从而保证电池组的充放电效率。
实施例5
基于实施例4的基础上，本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，所述状态确定单元包括：
获取子单元，用于获取所述待充电单体电池和待放电单体电池在预设历史时间内的充电或放电记录，其中所述充放电记录包括充电或放电次数、充电或放电状态、充电或放电时间和充电或放电温度；
设置子单元，用于根据所述充电或放电状态确定待充电单体电池和待放电单体电池在每次的充电或放电初始电量值和最终电量值，得到电量差值集合，基于所述电量差值集合确定指标值集合，并根据所述充电或放电时间，对所述指标值集合中指标值设置第一权重；
所述设置子单元，还用于根据所述充电或放电温度确定待充电单体电池和待放电单体电池在每次的充电或放电过程中的温度变化曲线，对所述温度变化曲线进行分析，得到温度变化幅度和温度平均值，并基于所述温度变化幅度和温度平均值为所述指标值集合中的指标值设置第二权重；
计算子单元，用于基于所述指标值集合的第一权重、第二权重计算所述每个单体电池的第一健康值，其计算公式如下：
Figure BDA0003184065810000121
其中，W1表示单体电池对应的第一健康值，T0表示预设标准时间，Tn表示所述单体电池的充电或放电时间，δ表示所述单体电池的温度变化幅度值，取值为(0.2，0.8)，P0表示所述单体电池的温度平均值，Pn表示预设温度值，Q表示所述单体电池的指标值，
Figure BDA0003184065810000122
表示所述第一权重，
Figure BDA0003184065810000123
表示所述第二权重；
所述获取子单元，还用于获取所述每个单体电池在每次充电过程中的充电上限值变化程度，并基于所述充电上限值变化程度，确定所述每个单体电池的充电衰减系数；
所述获取子单元，还用于获取所述每个单体电池在放电过程中的放电速率变化情况，并基于所述放电速率变化情况，确定所述每个单体电池的放电衰减系数；
所述获取子单元，还用于获取所述每个单体电池在充放电完成后的电池内阻变化情况，并基于所述电池内阻变化情况，确定所述每个单体电池的内阻增长系数；
所述计算子单元，还用于根据所述每个单体电池的充电衰减系数、放电衰减系数和内阻增长系数，计算所述所述每个单体电池的第二健康值，其计算公式如下：
Figure BDA0003184065810000131
其中，W2表示单体电池的第二健康值，γ表示所述单体电池的内阻衰减系数，取值为(0.1，0.3)α表示所述单体电池的充电衰减系数，取值为(0.2，0.8)，β表示所述单体电池的放电电衰减系数，取值为(0.2，0.8)；
确定子单元，用于根据所述每个单体电池的第一健康值和第二健康值，确定每个单体电池的健康状态。
在该实施例中，所述待充电单体电池对应充电记录、充电次数、充电状态、充电时间、充电温度及其对应的温度变化曲线；所述待放电单体电池对应放电记录、放电次数、放电状态、放电时间、放电温度及其对应的温度变化曲线。
在该实施例中，Tn表示所述单体电池的充电或放电时间具体为若所述单体电池为待充电单体电池，则对应充电时间；若所述单体电池为待放电单体电池，则对应放电时间。
在该实施例中，所述电量差值在充电过程中是指最终电量值和初始电量值之间的差值，在放电过程中是指初始电量值与最终电量值之间的差值。
在该实施例中，所述指标值集合是指根据每次充放电过程中的电量差值确定的指标值大小，所述电量差值越大，指标值越大。
在该实施例中，所述充电或放电时间越小，所述第一权重越大。
在该实施例中，所述变化幅度越小、温度平均值越小，所述第二权重越大。
在该实施例中，所述充电上限值的变化程度越大，所述充电衰减系数越大。
在该实施例中，所述放电速率下降程度越大，所述放电衰减系数越大。
在该实施例中，所述电池内阻增长越大，所述内阻增长系数越大。
在该实施例中，所述充电衰减系数、放电衰减系数和内阻增长系数越大，对应的第二健康值越小。
上述设计方案的有益效果是：通过对单体电池的充放电次数、充放电状态、充放电时间和充放电温度确定第一健康值，所述第一健康值用来表示单体电池的外部影响对单体电池健康的影响，通过充电衰减系数、放电衰减系数和内阻增长系数，确定第一健康值，所述第二健康值用来表示单体电池的内部变化对单体电池健康的影响，结合第一健康值、第二健康值确定单体电池的健康状态，从外部、内部考虑了对单体电池的健康状态影响，使得到的健康状态更准确，为主动均衡策略提供准确的数据基础。
实施例6
基于实施例5的基础上，本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，所述确定子单元，包括：
第一确定子单元，用于根据所述第一健康值和第二健康值确定据所述每个单体电池的总体健康值，其计算公式如下：
W＝τ1*W1+τ2*W2
其中，W表示所述电池的总体健康值，τ1表示所述第一健康值的权重，τ2为所述第二健康值的权重，且τ1+τ2＝1；
比较子单元，用于将所述总体健康值与预设健康值范围进行比较；
若所述总体健康值大于所述预设健康值范围，则确定对应的单体电池的健康状态为优秀；
若所述总体健康值在所述预设健康值范围内，则确定对应的单体电池的健康状态为良好；
若所述总体健康值小于所述设健康值范围，则确定对应的单体电池的健康状态为合格。
在该实施例中，所述第一健康值的权重和第二健康值的权重可根据实际情况具体设定。
上述设计方案的有益效果是：通过对确定单体电池的状态，为主动均衡策略提供基础。
实施例7
基于实施例4的基础上，本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，如图3所示，所述策略确定单元包括：
划分子单元，用于根据每个单体电池的健康状态对单体电池进行等级划分，并根据等级划分结果确定所述待充电单体电池和待放电单体电池的等级；
分配子单元，用于根据所述待充电单体电池和待放电单体电池的等级，为所述待充电单体电池分配第一充电电流、为待放电单体电池分配第一放电电流；
所述分配子单元，还用于根据所述待充电单体电池和待放电单体电池与所述预设电压值的差值和分配的第一充电电流或第一放电电流确定第一充电时间或第一放电时间；
判断子单元，用于根据所有待充电单体电池的总充电量和所述待放电单体电池的总放电量判断是否需要外部电源供电；
若是，在主动均衡的过程中，加入外部电源供电；
否则，在主动均衡的过程中，不加入外部电源供电；
设定子单元，用于获取所述待充电单体电池和待放电单体电池在电池组的排列位置，并根据所述待充电单体电池的充电时间和充电效率、待放电单体电池的放电时间和放电效率，对每个单体电池设置充电时间点和放电时间点，以及在外部电源供电的时间点；
检测子单元，用于根据所述待充电单体电池的第一充电电流、第一充电时间和充电时间点，所述待放电单体电池的第一放电电流、第一放电时间和放电时间点得到初步主动均衡策略，并将所述主动均衡策略输入预设策略评估模型，得到评估结果，并判断所述评估结果是否满足预设主动均衡要求；
若是，确定所述初步主动均衡策略为最终的主动均衡策略；
否则，对所述评估结果进行解析，确定不满足因素；
若所述不满足因素为时间因素，则根据预设主动均衡要求中的时间要求对所述待充电单体电池的第一充电电流或和待放电单体电池的第一放电电流进行调整，得到第二充电电流或第二放电电流，并根据所述第二充电电流或第二放电电流对所述充电时间点和放电时间点进行优化，得到调整后的主动均衡策略作为最终的主动均衡策略；
若所述不满足因素为充电电流因素，则根据预设主动均衡要求中的电流要求对所述待充电单体电池的第一充电电流和待放电单体电池的第一放电电流进行调整，得到调整后的主动均衡策略作为最终的主动均衡策略。
在该实施例中，判断是否需要外部电源供电，可以在保证主动均衡过程顺利进行的过程中，节约电能。
在该实施例中，所述待充电单体电池和待放电单体电池在电池组的排列位置中距离较近的两个单体电池会比距离较远的两个单体电池之间进行相互充放电过程中浪费的能量少，所述在主动均衡策略中，要根据所述排列位置优先选取距离较近的两个单体电池进行相互充电或放电，可以提高充电或放电效率，节约电能。
在该实施例中，对每个单体电池设置充电时间点和放电时间点具体为根据所述待充电单体电池的充电时间和充电效率、待放电单体电池的放电时间和放电效率合理安排每个单体电池的充电时间点和放电时间点，设置的充电时间点和放电时间点既可以保证充放电的高效性又能保证安全性，不会因为多个单体电池同时充电或放电导致电流过高，影响充电或放电过程。
上述设计方案的有益效果是：通过根据电池的等级确定充电或放电电流，保证因充放电电流不会过大对单体电池造成影响，也不会因充电或放电电流不会过小影响充放电效率，通过设置充放电时间点对保证充放电的高效性和安全性，通过对主动均衡策略进行评估，在不满足要求是进行及时的调整，保证了主动均衡策略的实际应用效果，最终可提高整体电池组的充电和放电效率。
实施例8
基于实施例7的基础上，本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，所述检测子单元包括：
调整子单元，用于据所述第二充电电流或第二放电电流对所述充电时间点和放电时间点进行优化为：对所述充电时间点和放电时间点的先后顺序保持不变，对所述充电时间点和放电时间点的时间点整体向前移动；
所述调整子单元，还用于根据预设主动均衡要求中的电流要求对所述待充电单体电池的第一充电电流和待放电单体电池的第一放电电流进行调整为：提取所述待充电单体电池和待放电单体电池中不满足电流要求的单体电池，并减小所述不满足电流要求的单体电池的第一充电电流或第一放电电流直到满足所述预设主动均衡要求中的电流要求。
在该实施例中，若所述不满足因素为时间因素即时间过长，则需要适当的增加充放电电流，根据增加的充放电电流合理的调整充电时间点和放电时间点来达到减小充电时间的要求，保证充放电的安全性。
在该实施例中，若所述不满足因素为充电电流因素即为充电电流过高，所以需减小充电电流，减小充电电流后，来保证充电的安全性。
上述设计方案的有益效果是：通过对主动均衡策略进行评估，在不满足要求是进行及时的调整，保证了主动均衡策略的实际应用效果，最终可提高整体电池组的充放电效率。
实施例9
基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，所述监测模块包括：
监测单元，用于监测在所述主动均衡过程中的单体电池的温度值和环境湿度值；
提醒单元，用于判断所述单体电池的温度值是否大于预设温度值；
若是，则进行第一报警提醒；
否则，不进行报警提醒，并保持所述动均衡过程；
所述提醒单元，还用于判断所述单体电池的环境湿度值是否大于第一预设湿度值或小于第二预设湿度值，其中，所述第一湿度值大于所述第二湿度值；
若大于所述第一预设湿度值，则进行第二报警提醒；
若小于所述第二预设湿度值，则进行第三报警提醒；
否则，不进行报警提醒，并保持所述动均衡过程；
调整单元，用于在接收到所述第一报警提醒时，确定目标单体电池，并减小所述目标单体电池的充放电电流，且启动降温模块对所述目标单体电池进行降温处理，并在所述目标单体电池的温度值降温到小于所述预设温度值时，恢复所述目标单体电池的充电电流或放电电流；
所述调整单元，还用于在接收到所述第二报警提醒时，停止对整个电池组的主动均衡过程，并启动所述除湿模块对环境进行除湿处理，直到所述环境湿度值小于第一预设湿度值时，恢复对所述整个电池组的主动均衡过程；
所述调整单元，还用于在接收到所述第三报警提醒时，停止对整个电池组的主动均衡过程，并启动所述降温模块对所述整个电池组进行降温加湿处理，直到所述环境湿度值大于第二预设湿度值时，恢复对所述整个电池组的主动均衡过程。
在该实施例中，对所述单体电池进行温度监控可以预防在充电过程中因电池温度过高对电池造成损害，同时预防因烧坏电池二引发火灾。
在该实施例中，对所述述单体电池进行环境湿度监控，可以预防因环境湿度过高，在充放电过程中对单体电池的性能造成损坏，同时预防因环境湿度过低，可能引发火灾的情况。
在该实施例中，若所述目标单体电池为待充电电池，则对应充电电流；若所述目标单体电池为待放电电池，则对应放电电流。
上述设计方案的有益效果是：通过对主动均衡过程中的单体电池的温度值和环境湿度值进行监测，保证了所述主动均衡过程的安全有效的进行。
实施例10
基于实施例9的基础上，本发明实施例提供一种分布式BMS电池主动均衡管理***，所述降温模块包括两种模式，一种为降温模式，一种为降温加湿模式。
上述设计方案的有益效果是：通过降温模块设置两种模式，用于不同的场景中，保证主动均衡过程的安全性和有效性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种分布式BMS电池主动均衡管理***，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集电池组的总体电压以及所述电池组中的每个单体电池的电压；
控制模块，用于根据所述采集模块的采集电压，设置每个单体电池的主动均衡策略，并控制每个单体电池按照所述主动均衡策略进行充电或放电；
监测模块，用于对所述每个单体电池的主动均衡过程中的外部环境进行监测，并根据监测结果对所述主动均衡过程进行调整；
所述控制模块包括：
设定单元，用于获取所述电池组的总体电压和每个单体电池的电压值，并确定所述电池组的总体电压与所有单体电池的电压值总和之间的差值，根据所述差值对所述与所有单体电池的电压平均值进行修正，得到参考电压值；其中，所述电池组由多个单体电池串联而成；
判断单元，用于判断所述每个单体电池的电压值是否小于所述参考电压值；
若是，则将对应的单体电池确定为待充电单体电池；
否则，判断所述每个单体电池的电压值是否大于预设电压值；
若是，则将对应的单体电池确定为待放电单体电池；
否则，则确定对应的单体电池不参与主动均衡；
其中，所述参考电压值小于预设电压值；
状态确定单元，用于根据所述每个单体电池的充放电记录，确定所述每个单体电池的健康状态；
策略确定单元，用于根据所述每个单体电池的健康状态，确定所述待充电单体电池和待放电单体电池的充电或放电时间和充电或放电电流，得到主动均衡策略；
控制单元，用于根据所述主动均衡策略控制充放电单元对单体电池进行充电或放电；
所述策略确定单元包括：
划分子单元，用于根据每个单体电池的健康状态对单体电池进行等级划分，并根据等级划分结果确定所述待充电单体电池和待放电单体电池的等级；
分配子单元，用于根据所述待充电单体电池和待放电单体电池的等级，为所述待充电单体电池分配第一充电电流、为待放电单体电池分配第一放电电流；
所述分配子单元，还用于根据所述待充电单体电池和待放电单体电池与所述预设电压值的差值和分配的第一充电电流或第一放电电流确定第一充电时间或第一放电时间；
判断子单元，用于根据所有待充电单体电池的总充电量和所述待放电单体电池的总放电量判断是否需要外部电源供电；
若是，在主动均衡的过程中，加入外部电源供电；
否则，在主动均衡的过程中，不加入外部电源供电；
设定子单元，用于获取所述待充电单体电池和待放电单体电池在电池组的排列位置，并根据所述待充电单体电池的充电时间和充电效率、待放电单体电池的放电时间和放电效率，对每个单体电池设置充电时间点和放电时间点，以及在外部电源供电的时间点；
检测子单元，用于根据所述待充电单体电池的第一充电电流、第一充电时间和充电时间点，所述待放电单体电池的第一放电电流、第一放电时间和放电时间点得到初步主动均衡策略，并将所述主动均衡策略输入预设策略评估模型，得到评估结果，并判断所述评估结果是否满足预设主动均衡要求；
若是，确定所述初步主动均衡策略为最终的主动均衡策略；
否则，对所述评估结果进行解析，确定不满足因素；
若所述不满足因素为时间因素，则根据预设主动均衡要求中的时间要求对所述待充电单体电池的第一充电电流或和待放电单体电池的第一放电电流进行调整，得到第二充电电流或第二放电电流，并根据所述第二充电电流或第二放电电流对所述充电时间点和放电时间点进行优化，得到调整后的主动均衡策略作为最终的主动均衡策略；
若所述不满足因素为充电电流因素，则根据预设主动均衡要求中的电流要求对所述待充电单体电池的第一充电电流和待放电单体电池的第一放电电流进行调整，得到调整后的主动均衡策略作为最终的主动均衡策略。
2.根据权利要求1所述的一种分布式BMS电池主动均衡管理***，其特征在于，所述采集模块包括：
电压采集单元，用于对所述电池组以及所述电池组的中每个单体电池的电压进行采集，获取采集信号；
信号调整单元，用于对所述采集信号进行过滤，获取所述采集信号中的非正常信号，并获取所述电压采集单元在采集过程中的采集通道与预设标准信号采集通道之间的差异，且基于所述差异，设定采集误差；
所述信号调整单元，还用于以在所述预设标准信号采集通道获取的标准采集信号为基准，利用所述采集误差，确定调整系数，并根据所述调整系数对所述采集信号进行调整，得到目标采集信号；
AD转换单元，用于将所述目标采集信号进行AD转换，并截取转换后的目标采集信号的短脉冲，并获取所述短脉冲对应的BCD码，依次读取所述短脉冲对应的BCD码得到电压数字信号；
显示单元，用于根据所述电压数字信号，得到所述池组的总体电压以及所述电池组的中每个单体电池的电压，并进行显示。
3.根据权利要求1所述的一种分布式BMS电池主动均衡管理***，其特征在于，还包括，通讯模块，与所述采集模块、控制模块连接，用于将所述采集模块采集得到的电压传送到所述控制模块。
4.根据权利要求1所述的一种分布式BMS电池主动均衡管理***，其特征在于，所述状态确定单元包括：
获取子单元，用于获取所述待充电单体电池和待放电单体电池在预设历史时间内的充电或放电记录，其中所述充放电记录包括充电或放电次数、充电或放电状态、充电或放电时间和充电或放电温度；
设置子单元，用于根据所述充电或放电状态确定待充电单体电池和待放电单体电池在每次的充电或放电初始电量值和最终电量值，得到电量差值集合，基于所述电量差值集合确定指标值集合，并根据所述充电或放电时间，对所述指标值集合中指标值设置第一权重；
所述设置子单元，还用于根据所述充电或放电温度确定待充电单体电池和待放电单体电池在每次的充电或放电过程中的温度变化曲线，对所述温度变化曲线进行分析，得到温度变化幅度和温度平均值，并基于所述温度变化幅度和温度平均值为所述指标值集合中的指标值设置第二权重；
计算子单元，用于基于所述指标值集合的第一权重、第二权重计算所述每个单体电池的第一健康值；
所述获取子单元，还用于获取所述每个单体电池在每次充电过程中的充电上限值变化程度，并基于所述充电上限值变化程度，确定所述每个单体电池的充电衰减系数；
所述获取子单元，还用于获取所述每个单体电池在放电过程中的放电速率变化情况，并基于所述放电速率变化情况，确定所述每个单体电池的放电衰减系数；
所述获取子单元，还用于获取所述每个单体电池在充放电完成后的电池内阻变化情况，并基于所述电池内阻变化情况，确定所述每个单体电池的内阻增长系数；
所述计算子单元，还用于根据所述每个单体电池的充电衰减系数、放电衰减系数和内阻增长系数，计算所述每个单体电池的第二健康值；
确定子单元，用于根据所述每个单体电池的第一健康值和第二健康值，确定每个单体电池的健康状态。
5.根据权利要求4所述的一种分布式BMS电池主动均衡管理***，其特征在于，所述确定子单元，包括：
第一确定子单元，用于根据所述第一健康值和第二健康值确定据所述每个单体电池的总体健康值；
比较子单元，用于将所述总体健康值与预设健康值范围进行比较；
若所述总体健康值大于所述预设健康值范围，则确定对应的单体电池的健康状态为优秀；
若所述总体健康值在所述预设健康值范围内，则确定对应的单体电池的健康状态为良好；
若所述总体健康值小于所述设健康值范围，则确定对应的单体电池的健康状态为合格。
6.根据权利要求1所述的一种分布式BMS电池主动均衡管理***，其特征在于，所述检测子单元包括：
调整子单元，用于据所述第二充电电流或第二放电电流对所述充电时间点和放电时间点进行优化为：对所述充电时间点和放电时间点的先后顺序保持不变，对所述充电时间点和放电时间点的时间点整体向前移动；
所述调整子单元，还用于根据预设主动均衡要求中的电流要求对所述待充电单体电池的第一充电电流和待放电单体电池的第一放电电流进行调整为：提取所述待充电单体电池和待放电单体电池中不满足电流要求的单体电池，并减小所述不满足电流要求的单体电池的第一充电电流或第一放电电流直到满足所述预设主动均衡要求中的电流要求。
7.根据权利要求1所述的一种分布式BMS电池主动均衡管理***，其特征在于，所述监测模块包括：
监测单元，用于监测在所述主动均衡过程中的单体电池的温度值和环境湿度值；
提醒单元，用于判断所述单体电池的温度值是否大于预设温度值；
若是，则进行第一报警提醒；
否则，不进行报警提醒，并保持所述动均衡过程；
所述提醒单元，还用于判断所述单体电池的环境湿度值是否大于第一预设湿度值或小于第二预设湿度值，其中，所述第一预设湿度值大于所述第二预设湿度值；
若大于所述第一预设湿度值，则进行第二报警提醒；
若小于所述第二预设湿度值，则进行第三报警提醒；
否则，不进行报警提醒，并保持所述动均衡过程；
调整单元，用于在接收到所述第一报警提醒时，确定目标单体电池，并减小所述目标单体电池的充放电电流，且启动降温模块对所述目标单体电池进行降温处理，并在所述目标单体电池的温度值降温到小于所述预设温度值时，恢复所述目标单体电池的充电电流或放电电流；
所述调整单元，还用于在接收到所述第二报警提醒时，停止对整个电池组的主动均衡过程，并启动除湿模块对环境进行除湿处理，直到所述环境湿度值小于第一预设湿度值时，恢复对所述整个电池组的主动均衡过程；
所述调整单元，还用于在接收到所述第三报警提醒时，停止对整个电池组的主动均衡过程，并启动所述降温模块对所述整个电池组进行降温加湿处理，直到所述环境湿度值大于第二预设湿度值时，恢复对所述整个电池组的主动均衡过程。
8.根据权利要求7所述的一种分布式BMS电池主动均衡管理***，其特征在于，所述降温模块包括两种模式，一种为降温模式，一种为降温加湿模式。
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