CN114103729B - 用于均衡电池包的方法、装置和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于均衡电池包的方法、装置和电动汽车，该方法包括：在对电池包进行充电的充电末端，采集电池包中各单体电芯的端电压，并基于各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合；在电池包充电结束并静置预设时间后，采集电池包中各单体电芯的开路电压，并基于各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合；将同时处在第一候选集合和第二候选集合中的单体电芯确定为待均衡单体电芯，并对待均衡单体电芯进行均衡。本申请的方案结合电池包中单体电芯的端电压和开路电压来对单体电芯是否需要均衡进行判断，能够减小电芯内阻和充放电电流对判断结果的影响，提高判断准确性。

Description

用于均衡电池包的方法、装置和电动汽车

技术领域

本申请涉及电池均衡技术领域，更具体地涉及一种用于均衡电池包的方法、装置和电动汽车。

背景技术

近年来，越来越多的产品采用锂离子电池作为主要电源，主要是由于锂离子电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、自放电率低等优点。当对一组锂离子电池充放电时，考虑到各个单体电池(也称为单体电芯)的不一致性，可采取均衡措施来确保安全性和稳定性。电池均衡是使锂离子电池单体电压或电池组电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态，以避免过充、过放的发生。

现有的电池均衡方法有利用充电最后阶段或满充停止充电时的单体电芯端电压来判断是否开启均衡的方案，但如果电池包各电芯的内阻一致性较差，充电过程中内阻较大的电芯会表现出端电压较高，则会误触发开启均衡，反而加剧了电池包各电芯的不均衡性。此外，现有的电池均衡方法也有利用非充电阶段的单体电芯端电压来判断是否开启均衡的方案，但这样的方案未考虑电芯内阻和充放电电流对电芯端电压的影响，实际应用中均衡判断准确性不高，容易误触发均衡。总体上，磷酸铁锂电池平台期较长，且平台期开路电压(Open Circuit Voltage，简称为OCV)随电池荷电状态(State Of Charge，简称为SOC)的变化量极小，另外电池在充放电过程中，受电芯内阻和充放电电流影响，电芯端电压开路电压差异较大，实际应用中难以通过端电压来判断电芯是否需要进行均衡，且容易误判均衡。

发明内容

为了解决上述问题而提出了本申请。根据本申请一方面，提供了一种用于均衡电池包的方法，所述方法包括：在对电池包进行充电的充电末端，采集所述电池包中各单体电芯的端电压，并基于各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合；在所述电池包充电结束并静置预设时间后，采集所述电池包中各单体电芯的开路电压，并基于各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合；将同时处在所述第一候选集合和所述第二候选集合中的单体电芯确定为待均衡单体电芯，并对所述待均衡单体电芯进行均衡。

在本申请的一个实施例中，所述基于各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合，包括：确定各单体电芯的端电压中的最小端电压；确定各单体电芯的端电压与所述最小端电压的电压差值是否满足第一压差条件，所述第一压差条件包括大于或等于第一阈值；将满足所述第一压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第一候选集合。

在本申请的一个实施例中，所述基于各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合，包括：确定各单体电芯的开路电压中的最小开路电压；确定各单体电芯的开路电压与所述最小开路电压的电压差值是否满足第二压差条件，所述第二压差条件包括大于或等于第二阈值；将满足所述第二压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第二候选集合。

在本申请的一个实施例中，所述方法还包括：在对所述电池包进行充电的充电末端，采集所述电池包中各单体电芯的温度，并确定各单体电芯的温度是否满足温度条件；如果满足则进行所述筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则重新采集所述电池包中各单体电芯的端电压和温度，直到满足为止，其中所述温度条件包括大于或等于预设温度阈值。

在本申请的一个实施例中，所述方法还包括：在采集所述电池包中各单体电芯的端电压后，基于所述端电压确定各单体电芯的充电电流，并确定各单体电芯的充电电流是否满足电流条件；如果满足则进行所述筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则重新采集所述电池包中各单体电芯的端电压，直到满足为止，其中所述电流条件包括小于或等于预设电流阈值。

在本申请的一个实施例中，所述对所述待均衡单体电芯进行均衡，包括：针对所述待均衡单体电芯中的每一个，根据所述待均衡单体电芯的开路电压计算所述待均衡单体电芯的均衡容量；根据所述均衡容量和有效均衡电流计算所述待均衡单体电芯的均衡时间，并根据所述均衡时间对所述待均衡单体电芯进行均衡。

在本申请的一个实施例中，所述电池包中各单体电芯的开路电压的采集操作被执行多次，其中：基于所述电池包解除静置状态前最后一次采集的各单体电芯的开路电压、或者基于预设限制时间到达前最后一次采集的各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合。

在本申请的一个实施例中，多次执行对各单体电芯的开路电压的采集操作，包括：每隔固定时间段则执行一次对各单体电芯的开路电压的采集操作。

在本申请的一个实施例中，在所述电池包充电结束后，如果所述电池包未进入静置状态或在所述预设时间之前解除静置状态，则不执行采集所述电池包中各单体电芯的开路电压及其之后的操作。

在本申请的一个实施例中，所述充电末端是通过识别而确定的，所述识别包括：确定各单体电芯的当前端电压中的最大端电压是否大于预设电压阈值，如果大于所述预设电压阈值，则确定当前处于充电末端。

根据本申请另一方面，提供了一种用于均衡电池包的装置，所述装置包括采集设备、计算设备和均衡设备，其中：所述采集设备用于在电池包被充电的充电末端采集所述电池包中各单体电芯的端电压；所述计算设备用于基于所述各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合；所述采集设备还用于在所述电池包充电结束并静置预设时间后，采集所述电池包中各单体电芯的开路电压；所述计算设备还用于基于所述各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合，并将同时处在所述第一候选集合和所述第二候选集合中的单体电芯确定为待均衡单体电芯；所述均衡设备用于对所述待均衡单体电芯进行均衡。

在本申请的一个实施例中，所述计算设备基于各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合，包括：确定各单体电芯的端电压中的最小端电压；确定各单体电芯的端电压与所述最小端电压的电压差值是否满足第一压差条件，所述第一压差条件包括大于或等于第一阈值；将满足所述第一压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第一候选集合。

在本申请的一个实施例中，所述计算设备基于各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合，包括：确定各单体电芯的开路电压中的最小开路电压；确定各单体电芯的开路电压与所述最小开路电压的电压差值是否满足第二压差条件，所述第二压差条件包括大于或等于第二阈值；将满足所述第二压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第二候选集合。

在本申请的一个实施例中，所述采集设备还用于在所述电池包被充电的充电末端采集所述电池包中各单体电芯的温度；所述计算设备还用于确定各单体电芯的温度是否满足温度条件：如果满足则进行所述筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则指示所述采集设备重新采集所述电池包中各单体电芯的端电压和温度，直到满足为止，其中所述温度条件包括大于或等于预设温度阈值。

在本申请的一个实施例中，所述计算设备还用于：基于所述采集设备采集的各单体电芯的端电压确定各单体电芯的充电电流，并确定各单体电芯的充电电流是否满足电流条件；如果满足则进行所述筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则指示所述采集设备重新采集所述电池包中各单体电芯的端电压，直到满足为止，其中所述电流条件包括小于或等于预设电流阈值。

在本申请的一个实施例中，所述计算设备还用于：针对所述待均衡单体电芯中的每一个，根据所述待均衡单体电芯的开路电压计算所述待均衡单体电芯的均衡容量；根据所述均衡容量和有效均衡电流计算所述待均衡单体电芯的均衡时间，以由所述均衡设备根据所述均衡时间对所述待均衡单体电芯进行均衡。

在本申请的一个实施例中，所述采集设备多次采集所述电池包中各单体电芯的开路电压，并且所述计算设备还用于：基于所述电池包解除静置状态前所述采集设备最后一次采集的各单体电芯的开路电压、或者基于预设限制时间到达前所述采集设备最后一次采集的各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合。

在本申请的一个实施例中，所述采集设备多次执行对各单体电芯的开路电压的采集操作，包括：每隔固定时间段则执行一次对各单体电芯的开路电压的采集操作。

在本申请的一个实施例中，在所述电池包充电结束后，如果所述电池包未进入静置状态或在所述预设时间之前解除静置状态，则所述采集设备、所述计算设备和所述均衡设备均不执行操作。

在本申请的一个实施例中，所述充电末端是通过识别而确定的，所述识别包括：由所述采集设备采集各单体电芯的当前端电压；由所述计算设备确定所述各单体电芯的当前端电压中的最大端电压是否大于预设电压阈值，如果大于所述预设电压阈值，则确定当前处于充电末端。

根据本申请再一方面，提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括上述用于均衡电池包的装置。

根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法、装置和电动汽车结合电池包中单体电芯的端电压和开路电压来对单体电芯是否需要均衡进行判断，在充电末端进行端电压判断，并在充电结束后静置阶段进行开路电压判断，能够减小电芯内阻和充放电电流对判断结果的影响，提高判断准确性。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出根据本申请一个实施例的用于均衡电池包的方法的示意性流程图。

图2示出根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法中得到待均衡单体电芯的第一候选集合的过程的示意性流程图。

图3示出根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法中得到待均衡单体电芯的第二候选集合的过程的示意性流程图。

图4示出根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法中对待均衡单体电芯进行均衡的过程的示意性流程图。

图5示出根据本申请另一个实施例的用于均衡电池包的方法的示意性流程图。

图6示出根据本申请实施例的用于均衡电池包的装置的示意性框图。

具体实施方式

为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。

首先，参照图1来描述根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法。图1示出了根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法100的示意性流程图。如图1所示，根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法100可以包括如下步骤：

在步骤S110，在对电池包进行充电的充电末端，采集电池包中各单体电芯的端电压，并基于各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合。

在步骤S120，在电池包充电结束并静置预设时间后，采集电池包中各单体电芯的开路电压，并基于各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合。

在步骤S130，将同时处在第一候选集合和第二候选集合中的单体电芯确定为待均衡单体电芯，并对待均衡单体电芯进行均衡。

在本申请的实施例中，首先在步骤S110根据充电末端采集得到的电池包中各单体电芯的电压(即端电压)来进行各单体电芯是否需要均衡的第一次判断(或者称为第一阶段均衡判定)，从中筛选出待均衡单体电芯的第一候选集合；其次在步骤S120根据充电结束后静置阶段采集得到的电池包中各单体电芯的电压(即开路电压)来进行各单体电芯是否需要均衡的第二次判断(或者称为第二阶段均衡判定)，从中筛选出待均衡单体电芯的第二候选集合；最后在步骤S130将两次判断均被判定为需要均衡的单体电芯(即同时处在第一候选集合和第二候选集合中的单体电芯)确定为待均衡单体电芯。因此，在本申请的实施例中，将充电末端的单体电芯端电压与充电结束静置阶段的单体电芯开路电压这两者结合起来用于进行单体电芯是否需要均衡的判定，减少了电芯内阻和充放电电流因对端电压的影响而对最终判定结果的影响，提高了均衡判定的准确性。

下面结合图2和图3分别描述待均衡单体电芯的第一候选集合和第二候选集合的获取过程。

图2示出了根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法中得到待均衡单体电芯的第一候选集合的过程200的示意性流程图，如图2所示，该过程200可以包括如下步骤：

在步骤S210，确定充电末端各单体电芯的端电压中的最小端电压。

在步骤S220，确定充电末端各单体电芯的端电压与所述最小端电压的电压差值是否满足第一压差条件，所述第一压差条件包括大于或等于第一阈值。

在步骤S230，将满足所述第一压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第一候选集合。

在本申请的实施例中，可以在对电池包进行充电的充电末端采集电池包中各单体电芯的电压(即端电压)。对于磷酸跌锂电池来说，平台期较长，只有在充电末端，端电压才表现出明显上升趋势，因此需要采集充电末端的各单体电芯的端电压。此处，充电末端可以理解为充电的最后阶段。在一个示例中，可以通过一定的识别方法来确定当前是否是充电末端，例如，可以采集各单体电芯的当前端电压，并确定所有单体电芯的端电压中的最大值(即最大端电压)，并将该最大端电压与预设电压阈值(根据需要进行设置)进行比较，如果该最大端电压大于(或等于)预设电压阈值，则可以确定当前处于充电末端。

在采集充电末端各单体电芯的端电压后，可以确定各单体电芯的端电压中的最小值(即最小端电压)，然后计算各单体电芯的端电压与该最小端电压之间的电压差值，并将各单体电芯的端电压与该最小端电压之间的电压差值分别与第一阈值(根据需要进行设置)进行比较。如果一个单体电芯的端电压与该最小端电压之间的电压差值大于或等于该第一阈值，则认为是满足第一压差条件，则该单体电芯在第一阶段被确定为是需要进行均衡的待均衡单体电芯，可以将该单体电芯的标识信息(诸如编号)存储在待均衡单体电池的第一候选集合中。类似地，对每个单体电芯的端电压与该最小端电压之间的电压差值进行上述的比较操作，可以得到待均衡单体电池的第一候选集合。

此处，应理解，属于“第一阈值”、“第一压差条件”以及“第一候选集合”分别是为了与后文中将描述的用于第二阶段均衡判定的“第二阈值”、“第二压差条件”以及“第二候选集合”进行区分而如此命名，没有其他限制作用。

图3示出了根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法中得到待均衡单体电芯的第二候选集合的过程300的示意性流程图，如图3所示，该过程300可以包括如下步骤：

在步骤S310，确定电池包充电结束并静置预设时间后各单体电芯的开路电压中的最小开路电压。

在步骤S320，确定电池包充电结束并静置预设时间后各单体电芯的开路电压与所述最小开路电压的电压差值是否满足第二压差条件，所述第二压差条件包括大于或等于第二阈值。

在步骤S330，将满足所述第二压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第二候选集合。

在本申请的实施例中，可以在电池包充电结束并静置预设时间后采集各单体电芯的电压(即开路电压)，确定各单体电芯的开路电压中的最小值(即最小开路电压)，然后计算各单体电芯的开路电压与该最小开路电压之间的电压差值，并将各单体电芯的开路电压与该最小开路电压之间的电压差值分别与第二阈值(根据需要进行设置)进行比较。如果一个单体电芯的开路电压与该最小开路电压之间的电压差值大于或等于该第二阈值，则认为是满足第二压差条件，则该单体电芯在第二阶段被确定为是需要进行均衡的待均衡单体电芯，可以将该单体电芯的标识信息(诸如编号)存储在待均衡单体电池的第二候选集合中。类似地，对每个单体电芯的开路电压与该最小开路电压之间的电压差值进行上述的比较操作，可以得到待均衡单体电池的第二候选集合。

在本申请的进一步的实施例中，在电池包充电结束后，可以在不同的静置时间后多次采集各单体电芯的开路电压，并基于电池包解除静置状态之前最后一次采集的各单体电芯的开路电压进行均衡判定来得到待均衡单体电芯的第二候选集合。由于电池包括充电结束后在静置阶段单体电芯去极化，因而静置时间越长，电芯电压越接近开路电压，因而可以在电池包充电结束后多次采集各单体电芯的电压，并基于电池包解除静置状态之前最后一次采集的各单体电芯的开路电压进行均衡判定，这可以进一步提高判定结果的准确性。

或者，在电池包充电结束后，可以在不同的静置时间后多次采集各单体电芯的开路电压，并基于预设限制时间到达前最后一次采集的各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合。由于静置时间到达一定时间(例如60分钟)后，单体电芯电压和开路电压已经基本稳定不再变化，因此如果到达预设限制时间(例如60分钟)时电池包仍未解除静置状态，也可以不必再采集各单体电芯的电压，将预设限制时间到达前最后一次采集的各单体电芯的开路电压用于进行均衡判定即可。

在上述的实施例中，可以每隔固定时间段执行一次各单体电芯的电压的采集，以10分钟作为一个静置周期，每10分钟采集一次各单体电芯的电压，如果电池包在第二个静置周期之前解除了静置状态(例如电池包所用于的电动汽车启动了)，即静置时长没有超过20分钟)，则以第一个10分钟时测得的电压作为均衡判断依据。如果电池包静置了52分钟，则可以每隔10分钟检测一次，最后电池包在第52分钟时启动，那么以第五个周期时测得的电压进行判断(即第50分钟时测得的电压)；静置60分钟以后其电芯电压与开路电压基本已经稳定没有什么变化了，所以最长时间限制可以为60分钟，即静置超过60分钟以后，不再周期性检测电压，以第6个周期(第60分钟)测得的电压进行均衡判断。这样可以减少均衡检测的待机功耗，又能提升均衡准确度。

在本申请的进一步的实施例中，还可以单独以上述多次采集单体电芯开路电压的方案进行均衡判定，即将待均衡单体电芯的第二候选集合作为最终的均衡判定结果，而无需考虑前述的第一候选集合，在该实施例中，基于电池包充电结束后、解除静置状态前最后一次采集的各单体电芯的开路电压、或者基于电池包充电结束后预设限制时间到达前最后一次采集的各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯，也可以减少电芯内阻和充放电电流对判断结果的影响，提高判断准确性。

此外，在本申请进一步的实施例中，如果电池包充电结束后未进入静置状态(例如电动汽车充电结束后不进行静置而开始行驶)，或者在前述的预设时间之前解除静置状态，则可以停止执行本申请提供的用于电池包均衡的方法的后续步骤，因为仅靠单体电芯端电压的均衡判定结果受电芯极化影响容易出现误判。

在根据前述的方法得到待均衡单体电芯的第一候选集合和第二候选集合后，可以将同时处在第一候选集合和第二候选集合中的单体电芯确定为待均衡单体电芯，并对待均衡单体电芯进行均衡。下面结合图4描述根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法中对待均衡单体电芯进行均衡的过程。图4示出了根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法中对待均衡单体电芯进行均衡的过程400的示意性流程图，如图4所示，该过程400可以包括针对待均衡单体电芯中的每一个执行如下步骤：

在步骤S410，根据待均衡单体电芯的开路电压计算该待均衡单体电芯的均衡容量；

在步骤S420，根据该均衡容量和有效均衡电流计算该待均衡单体电芯的均衡时间，并根据该均衡时间对该待均衡单体电芯进行均衡。

在本申请的实施例中，在确定要进行均衡的单体电芯后，可以根据各个待均衡单体电芯的开路电压分别估算其各自需要的均衡容量，再计算其各自需要的均衡时间，从而避免均衡不足或者均衡过多，提高均衡效率，减少均衡开启频率。具体地，可以根据反映开路电压与均衡容量之间关系的关系曲线计算各待均衡单体电芯的均衡容量，再根据各待均衡单体电芯的均衡容量和用于执行均衡操作的均衡***的有效均衡电流计算各待均衡单体电芯的均衡时间。其中，可以通过电芯电压除以均衡电阻得到最大均衡电流，最大均衡电流乘以均衡***的预设占空比得出有效均衡电流；各待均衡单体电芯的均衡容量各自除以该有效均衡电流即得到各待均衡单体电芯各自的均衡时间。

在本申请的进一步的实施例中，方法100还可以包括如下步骤(未示出)：在对电池包进行充电的充电末端，采集电池包中各单体电芯的温度，并确定各单体电芯的温度是否满足温度条件；如果满足则进行前述的第一阶段筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则重新采集电池包中各单体电芯的端电压和温度，直到满足为止，其中所述温度条件包括大于或等于预设温度阈值。在该实施例中，可以确保电芯温度在较高范围内再执行待均衡单体电芯的均衡判定，减少电池低温内阻大对判定结果的影响。

在本申请的进一步的实施例中，方法100还可以包括如下步骤(未示出)：在采集电池包中各单体电芯的端电压后，基于所述端电压确定各单体电芯的充电电流，并确定各单体电芯的充电电流是否满足电流条件；如果满足则进行前述的第一阶段筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则重新采集电池包中各单体电芯的端电压，直到满足为止，其中所述电流条件包括小于或等于预设电流阈值。在该实施例中，可以确保对电芯的充电电流较小内再执行待均衡单体电芯的均衡判定，减少大充电电流对判定结果的影响。应理解，该实施例也可以和前述的温度判断的实施例结合执行，以减少电池低温内阻大以及大电流对判定结果的影响。

下面结合图5描述根据本申请另一个实施例的用于均衡电池包的方法，图5示出了根据本申请另一个实施例的用于均衡电池包的方法500的示意性流程图，如图5所示，用于均衡电池包的方法500可以包括如下步骤：

在步骤S1，充电末端数据采集，即，在对电池包进行充电的充电末端，采集电池包中各单体电芯的电压和温度。

在步骤S2，温度与电流判断，判断所采集的温度值是否大于或等于预设温度阈值，并判断充电电流是否小于或等于预设电流阈值。当所采集的温度值大于等于预设温度阈值，并且充电电流小于等于预设电流阈值时，方法500行进至步骤S3，反之则回到步骤S1。

在步骤S3，第一阶段均衡判定，即，判断所采集的电压值与其中的最小电压之间的压差是否大于或等于第一阈值。如果是，则方法500行进至步骤S4，反之则回到步骤S1。

在步骤S4，得到第一候选集合，即，根据步骤S3的第一阶段均衡判定筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合。

在步骤S5，充电结束静置阶段数据采集，即，电池包充电结束并且静置时间满足预设时间阈值后，采集电池包中各单体电芯的电压和温度。

在步骤S6，第二阶段均衡判定，即，判断所采集的电压值与其中的最小电压之间的压差是否大于或等于第二阈值。如果是，则方法500行进至步骤S7，反之则行进至步骤S8。

在步骤S7，得到第二候选集合，即根据步骤S6的第二阶段均衡判定筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合。

在步骤S8，确定待均衡单体电芯，即，筛选出同时处在第一候选集合和第二候选集合中的待均衡单体电芯。

在步骤S9，计算均衡容量，即，根据各待均衡单体电芯的开路电压计算各待均衡单体电芯的均衡容量。

在步骤S10，计算均衡时间，即，根据各待均衡单体电芯的均衡容量和有效均衡电流计算各待均衡单体电芯的均衡时间。

在步骤S，执行均衡。

如图5所示的实施例结合了前文所述的多个实施例，应理解，这仅是示例性的，前文所述的实施例也可以单独或以其他组合方式来执行。

以上示例性地示出了根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法。基于上面的描述，根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法结合电池包中单体电芯的端电压和开路电压来对单体电芯是否需要均衡进行判断，在充电末端进行端电压判断，并在充电结束后静置阶段进行开路电压判断，能够减小电芯内阻和充放电电流对判断结果的影响，提高判断准确性。此外，根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法可以根据各个待均衡单体电芯的开路电压分别估算其各自需要的均衡容量，再计算其各自需要的均衡时间，从而避免均衡不足或者均衡过多，提高均衡效率，减少均衡开启频率。

下面结合图6描述根据本申请另一方面提供的用于均衡电池包的装置。图6示出了根据本申请实施例的用于均衡电池包的装置600的示意性框图。如图6所示，根据本申请实施例的用于均衡电池包的装置600包括采集设备610、计算设备620和均衡设备630。根据本申请实施例的用于均衡电池包的装置600可以用于执行前文所述的根据本申请实施例的用于均衡电池包的方法，本领域技术人员可以结合前文所述的内容理解根据本申请实施例的用于均衡电池包的装置中各设备的具体操作，为了简洁，此处仅描述装置中各设备的主要操作，不再赘述具体的细节。

其中，采集设备610用于在电池包被充电的充电末端采集所述电池包中各单体电芯的端电压。计算设备620用于基于各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合。采集设备610还用于在电池包充电结束并静置预设时间后，采集所述电池包中各单体电芯的开路电压。计算设备620还用于基于所述各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合，并将同时处在所述第一候选集合和所述第二候选集合中的单体电芯确定为待均衡单体电芯。均衡设备630用于对所述待均衡单体电芯进行均衡。

在本申请的实施例中，计算设备620基于各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合，可以包括：确定各单体电芯的端电压中的最小端电压；确定各单体电芯的端电压与所述最小端电压的电压差值是否满足第一压差条件，所述第一压差条件包括大于或等于第一阈值；将满足所述第一压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第一候选集合。

在本申请的实施例中，计算设备620基于各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合，可以包括：确定各单体电芯的开路电压中的最小开路电压；确定各单体电芯的开路电压与所述最小开路电压的电压差值是否满足第二压差条件，所述第二压差条件包括大于或等于第二阈值；将满足所述第二压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第二候选集合。

在本申请的实施例中，采集设备610还可以用于在所述电池包被充电的充电末端采集所述电池包中各单体电芯的温度；计算设备620还可以用于确定各单体电芯的温度是否满足温度条件：如果满足则进行所述筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则指示采集设备610重新采集所述电池包中各单体电芯的端电压和温度，直到满足为止，其中所述温度条件包括大于或等于预设温度阈值。

在本申请的实施例中，计算设备620还可以用于：基于采集设备610采集的各单体电芯的端电压确定各单体电芯的充电电流，并确定各单体电芯的充电电流是否满足电流条件；如果满足则进行所述筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则指示采集设备610重新采集所述电池包中各单体电芯的端电压，直到满足为止，其中所述电流条件包括小于或等于预设电流阈值。

在本申请的实施例中，计算设备620还可以用于：针对所述待均衡单体电芯中的每一个，根据所述待均衡单体电芯的开路电压计算所述待均衡单体电芯的均衡容量；根据所述均衡容量和有效均衡电流计算所述待均衡单体电芯的均衡时间，以由均衡设备630根据所述均衡时间对所述待均衡单体电芯进行均衡。

在本申请的实施例中，采集设备610可以多次采集所述电池包中各单体电芯的开路电压，并且计算设备620还可以用于：基于所述电池包解除静置状态前采集设备610最后一次采集的各单体电芯的开路电压、或者基于预设限制时间到达前采集设备610最后一次采集的各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合。

在本申请的实施例中，采集设备610多次执行对各单体电芯的开路电压的采集操作，可以包括：每隔固定时间段则执行一次对各单体电芯的开路电压的采集操作。

在本申请的实施例中，在所述电池包充电结束后，如果所述电池包未进入静置状态或在所述预设时间之前解除静置状态，则采集设备610、计算设备620和均衡设备630可以均不执行操作。

在本申请的实施例中，所述充电末端是通过识别而确定的，所述识别包括：由采集设备610采集各单体电芯的当前端电压；由计算设备620确定所述各单体电芯的当前端电压中的最大端电压是否大于预设电压阈值，如果大于所述预设电压阈值，则确定当前处于充电末端。

基于上面的描述，根据本申请实施例的用于均衡电池包的装置结合电池包中单体电芯的端电压和开路电压来对单体电芯是否需要均衡进行判断，在充电末端进行端电压判断，并在充电结束后静置阶段进行开路电压判断，能够减小电芯内阻和充放电电流对判断结果的影响，提高判断准确性。此外，根据本申请实施例的用于均衡电池包的装置可以根据各个待均衡单体电芯的开路电压分别估算其各自需要的均衡容量，再计算其各自需要的均衡时间，从而避免均衡不足或者均衡过多，提高均衡效率，减少均衡开启频率。

根据本申请再一方面，还提供了一种电动汽车，该电动汽车可以包括前述的根据本申请实施例的用于均衡电池包的装置。基于上述用于均衡电池包的装置，该电动汽车中的电池包可以实现准确且高效的均衡。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的一些模块的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种用于均衡电池包的方法，其特征在于，所述方法包括：

在对电池包进行充电的充电末端，采集所述电池包中各单体电芯的端电压，并基于各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合；

在所述电池包充电结束并静置预设时间后，采集所述电池包中各单体电芯的开路电压，并基于各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合；

将同时处在所述第一候选集合和所述第二候选集合中的单体电芯确定为待均衡单体电芯，并对所述待均衡单体电芯进行均衡。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合，包括：

确定各单体电芯的端电压中的最小端电压；

确定各单体电芯的端电压与所述最小端电压的电压差值是否满足第一压差条件，所述第一压差条件包括大于或等于第一阈值；

将满足所述第一压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第一候选集合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合，包括：

确定各单体电芯的开路电压中的最小开路电压；

确定各单体电芯的开路电压与所述最小开路电压的电压差值是否满足第二压差条件，所述第二压差条件包括大于或等于第二阈值；

将满足所述第二压差条件的单体电芯的集合作为待均衡单体电芯的第二候选集合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在对所述电池包进行充电的充电末端，采集所述电池包中各单体电芯的温度，并确定各单体电芯的温度是否满足温度条件；

如果满足则进行所述筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则重新采集所述电池包中各单体电芯的端电压和温度，直到满足为止，其中所述温度条件包括大于或等于预设温度阈值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在采集所述电池包中各单体电芯的端电压后，基于所述端电压确定各单体电芯的充电电流，并确定各单体电芯的充电电流是否满足电流条件；

如果满足则进行所述筛选以得到待均衡单体电芯的第一候选集合，如果不满足则重新采集所述电池包中各单体电芯的端电压，直到满足为止，其中所述电流条件包括小于或等于预设电流阈值。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述待均衡单体电芯进行均衡，包括：

针对所述待均衡单体电芯中的每一个，根据所述待均衡单体电芯的开路电压计算所述待均衡单体电芯的均衡容量；

根据所述均衡容量和有效均衡电流计算所述待均衡单体电芯的均衡时间，并根据所述均衡时间对所述待均衡单体电芯进行均衡。

7.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征在于，所述电池包中各单体电芯的开路电压的采集操作被执行多次，其中：

基于所述电池包解除静置状态前最后一次采集的各单体电芯的开路电压、或者基于预设限制时间到达前最后一次采集的各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，多次执行对各单体电芯的开路电压的采集操作，包括：每隔固定时间段则执行一次对各单体电芯的开路电压的采集操作。

9.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征在于，

在所述电池包充电结束后，如果所述电池包未进入静置状态或在所述预设时间之前解除静置状态，则不执行采集所述电池包中各单体电芯的开路电压及其之后的操作。

10.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征在于，所述充电末端是通过识别而确定的，所述识别包括：

确定各单体电芯的当前端电压中的最大端电压是否大于预设电压阈值，如果大于所述预设电压阈值，则确定当前处于充电末端。

11.一种用于均衡电池包的装置，其特征在于，所述装置包括采集设备、计算设备和均衡设备，其中：

所述采集设备用于在电池包被充电的充电末端采集所述电池包中各单体电芯的端电压；

所述计算设备用于基于所述各单体电芯的端电压筛选得到待均衡单体电芯的第一候选集合；

所述采集设备还用于在所述电池包充电结束并静置预设时间后，采集所述电池包中各单体电芯的开路电压；

所述计算设备还用于基于所述各单体电芯的开路电压筛选得到待均衡单体电芯的第二候选集合，并将同时处在所述第一候选集合和所述第二候选集合中的单体电芯确定为待均衡单体电芯；

所述均衡设备用于对所述待均衡单体电芯进行均衡。

12.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括权利要求11所述的用于均衡电池包的装置。

Images