CN116746021A - 电芯容量均衡方法、电池管理***和存储介质 - Google Patents
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Abstract
提供一种电芯容量均衡方法、电池管理***(1)和存储介质。均衡方法应用于电池管理***(1)，电池管理***(1)电连接于电池(2)，电池(2)中包括N个电芯(21)，N为大于1的整数；方法包括：在电芯(21)处于充电状态时，计算电芯(21)的电压变化率dV/dSOC；电压变化率为电芯(21)的输出电压V对电芯(21)的当前容量SOC求微分得到的值；记录电芯(21)的电压变化率满足预设条件的时刻；根据电芯(21)的电压变化率满足预设条件的时刻和给电芯(21)充电的充电电流随时间变化的函数，计算电芯(21)对应的均衡容量，并根据均衡容量对电芯(21)进行均衡。定量计算出电芯(21)间的容量差异，并直接根据差异对电芯(21)进行一次性均衡，减小了计算量和均衡过程所耗的时间。
Description
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电芯容量均衡方法、电池管理***和存储介质。
新能源汽车所采用的电池，通常是由多个电芯串并联而成的。随着电池的不断使用，电池中各电芯在同一时刻的荷电状态(State of Charge，SOC)之间往往会存在差异，而电池中的各电芯通常是同时处于充电状态或放电状态的，这会导致在充电过程中，当SOC较低的电芯还未被完全充满电时，SOC较高的电芯通常已经被过度充电了，或者，在放电过程中，在SOC较高的电芯还未完全放完电时，SOC较低的电芯已经被过度放电了，进而会对电池造成较大损害。
目前均衡各电芯之间SOC差异的方法是：先计算出各电芯输出电压中的最小值作为最小电芯电压，当某一电芯的输出电压与最小电芯电压的差值超过预设值时，认为该电芯与输出最小电芯电压的电芯的SOC的差异过大，此时会用该电芯的SOC减去预设容量，例如减去0.1％的电芯总容量，作为该电芯更新后的SOC，以缩小该电芯与输出最小电芯电压的电芯的SOC之间的差异，若更新后该电芯的输出电压与最小电芯电压的差值依旧超过了预设值，则再用该电芯更新后的SOC减去上述预设容量，以进一步缩小SOC之间的差异，直至所有电芯的电压与最小电芯电压的差值均小于或等于预设值。
显然，上述方法需要多次不断地判断和均衡电芯的SOC，计算量 大，且整个均衡的过程耗时较长。
发明内容
本申请实施例提供了一种电芯容量均衡方法、电池管理***和存储介质，可以定量计算出电芯间的容量差异，并直接根据该差异对电芯进行一次性均衡，减小了计算量和均衡过程所耗的时间。
第一方面，本申请实施例提供了一种电芯容量均衡方法，应用于电池管理***，电池管理***电连接于电池，电池中包括N个电芯，其中，N为大于1的整数；方法包括：在电芯处于充电状态时，计算电芯的电压变化率dV/dSOC；其中，电压变化率为电芯的输出电压V对电芯的当前容量SOC求微分得到的值；记录电芯的电压变化率满足预设条件的时刻；根据电芯的电压变化率满足预设条件的时刻和给电芯充电的充电电流随时间变化的函数，计算电芯对应的均衡容量，并根据均衡容量对电芯进行均衡。
本申请实施例的技术方案，相较于相关技术只能通过对多个电芯进行多次判断和均衡，直至电芯之间的差异降低至可允许范围内，而本申请的实施例可以直接计算出各电芯的SOC之间的差异量，并以此作为均衡容量对各电芯进行一次均衡，减小了多次判断所需的计算量，加快了电芯SOC均衡的进程。
在一些实施例中，根据电芯的电压变化率满足预设条件的时刻和给电芯充电的充电电流随时间变化的函数，计算电芯对应的均衡容量，包括：分别获取N个电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，并获取时刻中的最大值，作为最大时刻值；对给电芯充电的充电电流随时间变化的函数中的时间求定积分，得到电芯对应的均衡容量，其中，定积分的下限为电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，定积分的上限为最大时刻值。
在上述实施例中，提供了计算均衡容量的一种具体实施方式。
在一些实施例中，记录电芯的电压变化率满足预设条件的时刻之前，还包括：根据电池的当前容量所在的预设容量范围，获取与预设容量范围对应的预设条件。
在上述实施例中，电池的当前容量所在的不同预设容量范围，分别对应有预设条件。
在一些实施例中，预设容量范围为0至电池的总容量的50％时，对应的预设条件为：电压变化率开始小于或等于第一预设值。
在上述实施例中，提供了预设容量范围为0至电池的总容量的50％时对应的预设条件的一种具体实施方式。
在一些实施例中，预设容量范围为电池的总容量的50％至电池的总容量的80％时，对应的预设条件为：电压变化率是预设时间段内最大的电压变化率，其中，预设时间段包含电压变化率对应的时刻。
在上述实施例中，提供了预设容量范围为电池的总容量的50％至电池的总容量的80％时对应的预设条件的一种具体实施方式。
在一些实施例中，预设容量范围为电池的总容量的80％至电池的总容量时，对应的预设条件为：电压变化率开始大于或等于第二预设值。
在上述实施例中，提供了预设容量范围为电池的总容量的80％至电池的总容量时对应的预设条件的一种具体实施方式。
第二方面，本申请实施例提供了一种电池管理***，电池管理***电连接于电池，电池中包括N个电芯，其中，N为大于1的整数；***包括：计算模块、记录模块和均衡模块；计算模块用于在电芯处于充电状态时，计算电芯的电压变化率dV/dSOC；其中，电压变化率为电芯的输出电压V对电芯的当前容量SOC求微分得到的值；记录模块用于记录电芯的电压变化率满足预设条件的时刻；均衡模块用于根据电芯的电压变化率满 足预设条件的时刻和给电芯充电的充电电流随时间变化的函数，计算电芯对应的均衡容量，并根据均衡容量对电芯进行均衡。
在一些实施例中，均衡模块具体用于分别获取N个电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，并获取时刻中的最大值，作为最大时刻值，再对给电芯充电的充电电流随时间变化的函数中的时间求定积分，得到电芯对应的均衡容量，其中，定积分的下限为电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，定积分的上限为最大时刻值。
第三方面，本申请实施例提供了一种电池管理***，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述电芯容量均衡方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述电芯容量均衡方法。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图；
图2是本申请一实施例公开的一种电芯容量均衡方法的流程示意图 一；
图3是本申请一实施例公开的一种电芯容量均衡方法的流程示意图二；
图4是本申请一实施例公开的一种电芯容量均衡方法的流程示意图三；
图5是本申请一实施例公开的一种电芯容量均衡方法中电芯的电压变化率随SOC的部分变化曲线一；
图6是本申请一实施例公开的一种电芯容量均衡方法中电芯的电压变化率随SOC的部分变化曲线二；
图7是本申请一实施例公开的一种电芯容量均衡方法中电芯的电压变化率随SOC的部分变化曲线三；
图8是本申请一实施例公开的一种电芯容量均衡方法的流程示意图四；
图9是本申请一实施例公开的一种电池管理***的方框示意图；
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明：1—电池管理***，2—电池；
21—电芯；
501—计算模块，502—记录模块，503—均衡模块。
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
新能源汽车所采用的电池，通常是由多个电芯串并联而成的。随着电池的不断使用，电池中各电芯在同一时刻的荷电状态(State of Charge，SOC)之间往往会存在差异，例如在同一时刻，一个电芯的SOC＝30％，另一个电芯的SOC＝40％，这会导致在充电过程中，当SOC较低的电芯还未被完全充满电时，SOC较高的电芯通常已经被过度充电了。例如上述SOC＝40％的电芯会比SOC＝30％的电芯先充满电，若要对SOC＝30％的电芯充满电，则一定会对SOC＝40％的电芯过度充电；或者，在放电过程中，在SOC较高的电芯还未完全放完电时，SOC较低的电芯已经被过度放电了，例如上述SOC＝30％的电芯会比SOC＝40％的电芯先放完电，若要 对SOC＝40％的电芯放完电，则一定会对SOC＝30％的电芯过度放电，这会对电池造成较大损害。
目前均衡各电芯之间SOC差异的方法是：先计算出各电芯输出电压中的最小值作为最小电芯电压，当某一电芯的输出电压与最小电芯电压的差值超过预设值时，认为该电芯与输出最小电芯电压的电芯的SOC的差异过大，此时会用该电芯的SOC减去预设容量，例如减去0.1％的电芯总容量，作为该电芯更新后的SOC，以缩小该电芯与输出最小电芯电压的电芯的SOC之间的差异，若更新后该电芯的输出电压与最小电芯电压的差值依旧超过了预设值，则认为该电芯与输出最小电芯电压的电芯的SOC的差异还是过大，再用该电芯更新后的SOC减去上述预设容量，以进一步缩小SOC之间的差异，直至所有电芯的电压与最小电芯电压的差值均小于或等于预设值。
显然，上述方法需要多次不断地判断和均衡电芯的SOC，计算量大，且整个均衡的过程耗时较长。
基于上述问题，本申请提出了以下技术构思：在有平台区的电芯处于的充电过程中，计算电芯的输出电压V对电芯的当前容量SOC求微分得到的电压变化率dV/dSOC，并根据电芯的电压变化率满足预设条件的时刻和给电芯充电的充电电流，计算电芯对应的均衡容量，以直接根据计算的均衡容量对电芯进行均衡。
本申请实施例提供了一种电芯容量均衡方法，应用于电池管理***(Battery Management System，BMS)，请参考图1的一种车辆的结构示意图，车辆包括电池管理***1和电池2，电池管理***1电连接于电池2，电池2中包括N个电芯21，其中，N为大于1的整数。其中电芯21可以为开路电压曲线有平台区的电芯，例如为磷酸锂铁(分子式LiFePO
4，Lithium Iron Phosphate，LFP)电芯，电芯的平台区是指在电芯的SOC与电芯的输出电压V之间的对应关系中，存在一段或几段的电芯的输出电压V基本保持不变的SOC区间，若将电芯的SOC作为横轴，电芯的输出电压V作为纵轴，则在一段或几段横轴区间中，纵轴的数值基本保持不变，会形成一个“平台区”。
对于有平台区的电芯，仅根据电芯的输出电压V以及电芯的SOC与电芯的输出电压V之间的对应关系，估算电芯的SOC，若电芯的输出电压V对应在了电芯的平台区内，则可能存在多个SOC都与该输出电压V存在对应关系的情况，难以对电芯的SOC进行准确地估算。
在一些实施例中，电池管理***1电连接于电池2中的N个电芯21(图1中未示出该连接结构)，以采集各电芯的温度、电压和电流等参数，进而观测电芯状态，电池管理***1还可以控制各电芯处于充电状态或放电状态。
根据本申请的一些实施例，电芯容量均衡方法的流程示意图可以参考图2，包括：
步骤101，在电芯处于充电状态时，计算电芯的电压变化率dV/dSOC。
步骤102，记录电芯的电压变化率满足预设条件的时刻。
步骤103，根据电芯的电压变化率满足预设条件的时刻和给电芯充电的充电电流随时间变化的函数，计算电芯对应的均衡容量。
步骤104，根据均衡容量对电芯进行均衡。
下面对本实施方式的电芯容量均衡方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
具体地，步骤101中的电压变化率dV/dSOC，是电芯的输出电压V对电芯的当前容量SOC求微分得到的值，在一些实施例中，电压变化率dV/dSOC可以近似等于ΔV/ΔSOC，其中，ΔSOC是对电流曲线进行积分得到的值除以电芯的总容量。
在步骤103中，给电芯充电的充电电流随时间变化的函数，可以是任何符合给电芯充电的电流的函数，例如可以认为给电芯充电的充电电流的大小是恒定不变的，即该函数为常数函数，也可以是成正弦变化的正弦函数，在此不作限制。
相较于相关技术只能通过对多个电芯进行多次判断和均衡，直至电芯之间的差异降低至可允许范围内，而本申请的实施例可以直接计算出各电芯的SOC之间的差异量，并以此作为均衡容量对各电芯进行一次均衡， 减小了多次判断所需的计算量，加快了电芯SOC均衡的进程。
在一些实施例中，提供了计算均衡容量的一种具体计算公式。请参考图3，步骤201、步骤202和步骤205与步骤101、步骤102和步骤104大致相同，在此不再赘述。
步骤203，分别获取N个电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，并获取时刻中的最大值，作为最大时刻值。
步骤204，对给电芯充电的充电电流随时间变化的函数中的时间求定积分，得到电芯对应的均衡容量，其中，定积分的下限为电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，定积分的上限为最大时刻值。
当有电芯的电压变化率满足预设条件时，BMS会记录这一时刻，作为该电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，在一些实施例中，BMS在记录完所有电芯的电压变化率满足预设条件的时刻后，会获取这些时刻中的最大值，作为最大时刻值，再对给电芯充电的充电电流随时间变化的函数中的时间求定积分，得到电芯对应的均衡容量，其中，定积分的下限为电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，定积分的上限为最大时刻值，即利用安时积分法计算电芯对应的均衡容量。
若给电芯充电的充电电流随时间变化的函数为常数函数，即在给电芯的充电过程中，电芯的充电电流的大小是不变的，故最大时刻值对应的电芯，实则是SOC最低的电芯，BMS会以SOC最低的电芯为基准，来衡量其余电芯的SOC与SOC最低的电芯之间的差异量。具体地，BMS会先用最大时刻值减去各电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，得到各电芯对应的差值作为均衡时间，再以均衡时间乘以恒定不变的充电电流，作为各电芯对应的均衡容量。
举例来说，电池包括3个电芯，在这3个电芯处于充电状态时，BMS依次获取这3个电芯的电压变化率满足预设条件的时刻t
1、t
2和t
3。其中，t
3为最大时刻值，对于第一个电芯来说，均衡时间等于t
3-t
1，均衡容量为(t
3-t
1)*I，其中，I为给各电芯充电的充电电流，对于第二个电芯来说，均衡时间等于t
2-t
1，均衡容量为(t
2-t
1)*I，对于第三个电芯来说，均衡时间等于t
3-t
3＝0，均衡容量也为0。
在一些实施例中，会存在一部分电芯的电压变化率还未满足预设条件时，各电芯就停止被充电的情况，在这种情况下，BMS不会获取到所有电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，BMS可以记录各电芯停止被充电的时刻，作为电压变化率还未满足预设条件的电芯对应的时刻。
举例来说，电池包括3个电芯，在这3个电芯处于充电状态时，BMS依次获取到了2个电芯的电压变化率满足预设条件的时刻t
1和t
2，在剩下的1个电芯的电压变化率还未满足预设条件时，各电芯停止被充电了，此时BMS会记录电芯停止被充电的时刻t
0，作为电压变化率还未满足预设条件的1个电芯对应的时刻，显然，t
0大于t
1和t
2，故t
0作为最大时刻值，此时，对于第一个电芯来说，均衡时间等于t
0-t
1，均衡容量为(t
0-t
1)*I，对于第二个电芯来说，均衡时间等于t
0-t
1，均衡容量为(t
0-t
1)*I，对于第三个电芯来说，均衡时间等于t
0-t
0＝0，均衡容量也为0。
在一些实施例中，请参考图4，步骤301、步骤303、步骤304和步骤305与步骤101、步骤102、步骤103和步骤104大致相同，在此不再赘述。
步骤302，根据电池的当前容量所在的预设容量范围，获取与预设容量范围对应的预设条件。
电池的当前容量所在的预设容量范围，与预设条件之间是存在对应关系的。
在一些实施例中，预设容量范围为0至电池的总容量的50％时，对应的预设条件为：电压变化率开始小于或等于第一预设值。
对于有平台区电芯来说，以包含LFP电芯的电池为例，当电池的当前容量在0至电池的总容量的35％内时，可以认为各电芯处于电芯的充电低端，当电池的当前容量在电池的总容量的35％至电池的总容量的80％内时，可以认为各电芯处于电芯的充电平台区，当电池的当前容量大于电池的总容量的80％时，可以认为各电芯处于电芯的充电末端。
请参考图5中电芯的电压变化率随SOC的部分变化曲线，其中，不同曲线对应的电芯的充电倍率是不同的，图中列举了01C、015C、02C、025C和033C这几个不同的电芯的充电倍率对应的曲线，由该图可见，在 电芯由充电低端充电至平台区时，电芯的电压变化率会逐渐趋近于0，可以通过不同电芯充电至该区域的先后顺序，来识别不同电芯的SOC的大小，图5中以微分点1对应的纵坐标的值等于第一预设值为例，依次记录各电芯的电压变化率开始小于或等于第一预设值的时刻t
1n，直至记录完最后一个电芯的时刻t
1max，用(t
1max-t
1n)*I作为各电芯对应的均衡容量进行均衡。具体地，可以用均衡容量(t
1max-t
1n)*I除以给电芯进行均衡的均衡电流，以得到需要给电芯均衡的具体时间，并根据该具体时间对电芯进行均衡，具体可以利用计时器给电芯均衡，直至计时器计时结束后停止均衡。
其中，第一预设值的设置，通常是由技术人员通过大量出厂前的实验测试得到的，具体是通过测试不同充电倍率、不同充电温度和电芯的不同老化程度的充电曲线的情况下，微分点1对应的SOC值得到的。
在一些实施例中，预设容量范围为电池的总容量的50％至电池的总容量的80％时，对应的预设条件为：电压变化率是预设时间段内最大的电压变化率，其中，预设时间段包含电压变化率对应的时刻。预设时间段的设置，通常是由技术人员通过大量出厂前的实验测试得到的。
请参考图6中各电芯的电压变化率随SOC的部分变化曲线，其中，不同曲线对应的电芯的充电倍率是不同的，图中列举了01C、015C、02C、025C和033C这几个不同的电芯的充电倍率对应的曲线，由该图可见，在电芯充电到平台区后，电芯的电压变化率会在两个小平台之间存在一个峰值，可以通过不同电芯充电至该峰值的先后顺序，来识别不同电芯的SOC的大小，图6中以微分点2对应的纵坐标的值等于该峰值为例，依次记录各电芯的电压变化率成为预设时间段内的最大的电压变化率的时刻t
2n，直至记录完最后一个电芯的时刻t
2max，用(t
2max-t
2n)*I作为各电芯对应的均衡容量进行均衡。具体地，可以用均衡容量(t
2max-t
2n)*I除以给电芯进行均衡的均衡电流，以得到需要给电芯均衡的具体时间，并根据该具体时间对电芯进行均衡，具体可以利用计时器给电芯均衡，直至计时器计时结束后停止均衡。
在一些实施例中，预设容量范围为电池的总容量的80％至电池的总 容量时，对应的预设条件为：电压变化率开始大于或等于第二预设值。
请参考图7中各电芯的电压变化率随SOC的部分变化曲线，其中，不同曲线对应的电芯的充电倍率是不同的，图中列举了01C、015C、02C、025C和033C这几个不同的电芯的充电倍率对应的曲线，由该图可见，在电芯充电到充电末端后，电芯的电压变化率会徒增，可以通过不同电芯充电至该区域的先后顺序，来识别不同电芯的SOC的大小，图7中以微分点3对应的纵坐标的值等于第二预设值为例，依次记录各电芯的电压变化率开始大于或等于第二预设值的时刻t
3n，直至记录完最后一个电芯的时刻t
3max，用(t
3max-t
3n)*I作为各电芯对应的均衡容量进行均衡。具体地，可以用均衡容量(t
3max-t
3n)*I除以给电芯进行均衡的均衡电流，以得到需要给电芯均衡的具体时间，并根据该具体时间对电芯进行均衡，具体可以利用计时器给电芯均衡，直至计时器计时结束后停止均衡。
其中，第二预设值的设置，通常是由技术人员通过大量出厂前的实验测试得到的，具体是通过测试不同充电倍率、不同充电温度和电芯的不同老化程度的充电曲线的情况下，微分点3对应的SOC值得到的。
需要说明的是，本申请实施例对步骤301和步骤302的先后顺序不作限制，即，可以先获取预设容量范围对应的预设条件，也可以先获取电芯的电压变化率dV/dSOC。
另外，上述仅举例说明了三个具体地预设容量范围及其对应的预设条件，并不限制电芯的预设容量范围只能是上述三个具体地预设容量范围，也不限制预设容量范围的个数也不一定是三个，且不限制各预设容量范围对应的预设条件就是上述三个预设条件，只要符合有平台区电芯的充电特征的任何技术方案都在本申请的保护范围内。
在一些实施例中，请参考图8的流程示意图。
步骤401，判断电芯是否处于充电状态，若是，进入步骤402；若否，重复步骤401。
步骤402，在电池的当前容量在预设容量范围内时，读取电芯的电压及温度等参数。
步骤403，根据电芯的电压及温度等参数，计算电芯的电压变化 率。
步骤404，判断电芯的电压变化率是否满足预设条件，若是，进入步骤405；若否，返回步骤403。
步骤405，记录电芯的电压变化率满足预设条件的时刻。
步骤406，在记录了所有电芯的电压变化率满足预设条件的时刻后，计算各电芯需要均衡的时间：(t
max-t
n)*I/I
bal。其中，t
max为最大电流值，t
n为各电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，I为给电芯充电的充电电流，I
bal为给电芯均衡所需的均衡电流。
步骤407，按照均衡所需的均衡电流I
bal和电芯需要均衡的时间对电芯进行均衡，直至所有电芯的需要均衡的时间为0。
在一些实施例中，预设容量范围和预设条件之间存在对应关系。具体地，在预设容量范围为0至电池的总容量的50％时，对应的预设条件为：电压变化率开始小于或等于第一预设值；在预设容量范围为电池的总容量的50％至电池的总容量的80％时，对应的预设条件为：电压变化率是预设时间段内最大的电压变化率，其中，预设时间段包含电压变化率对应的时刻；在预设容量范围为电池的总容量的80％至电池的总容量时，对应的预设条件为：电压变化率开始大于或等于第二预设值。
举例来说，首先需要由BMS获取电池的当前容量，例如获取到电池的当前容量为电池总电量的30％，则可以判断出电池的当前容量是在0至电池的总容量的50％的预设容量范围内的，故此时预设条件为：电压变化率开始小于或等于第一预设值，即，BMS需要获取各电芯充电至图5中的微分点1的时刻；例如获取到电池的当前容量为电池总电量的65％，则可以判断出电池的当前容量是在电池的总容量的50％至电池的总容量的80％的预设容量范围的，故此时预设条件为：电压变化率是预设时间段内最大的电压变化率，其中，预设时间段包含电压变化率对应的时刻，此时，BMS需要获取各电芯充电至图6中的微分点2的时刻；例如获取到电池的当前容量为电池总电量的85％，则可以判断出电池的当前容量是在电池的总容量的80％至电池的总容量的预设容量范围的，故此时预设条件为：电压变化率开始大于或等于第二预设值，即，BMS需要获取各电芯充 电至图7中的微分点3的时刻。
在记录了所有电芯的电压变化率满足预设条件的时刻后，计算各电芯需要均衡的时间：(t
max-t
n)*I/I
bal，再按照均衡所需的均衡电流I
bal和电芯需要均衡的时间对电芯进行均衡，直至所有电芯的需要均衡的时间为0，即可完成电芯的均衡过程。
本申请的一个实施例提供了一种电池管理***，电池管理***电连接于电池，电池中包括N个电芯，其中，N为大于1的整数。其中，电芯可以为开路电压曲线有平台区的电芯。
请参考图9，电池管理***包括：计算模块501、记录模块502和均衡模块503，计算模块501连接于记录模块502，记录模块502连接于均衡模块503。
计算模块501会在电芯处于充电状态时，计算电芯的电压变化率dV/dSOC，其中，电压变化率为电芯的输出电压V对电芯的当前容量SOC求微分得到的值，再由记录模块502记录电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，最后由均衡模块503根据电芯的电压变化率满足预设条件的时刻和给电芯充电的充电电流随时间变化的函数，计算电芯对应的均衡容量，并根据均衡容量对电芯进行均衡。
不难发现，本实施例为与图2对应的实施例相对应的***实施例，本实施例可与图2对应的实施例互相配合实施。图2对应的实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在图2对应的实施例中。
在一些实施例中，均衡模块503会分别获取N个电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，并获取时刻中的最大值，作为最大时刻值，再对给电芯充电的充电电流随时间变化的函数中的时间求定积分，得到电芯对应的均衡容量，其中，定积分的下限为电芯的电压变化率满足预设条件的时刻，定积分的上限为最大时刻值。
不难发现，本实施例为与图3对应的实施例相对应的***实施例，本实施例可与图3对应的实施例互相配合实施。图3对应的实施例中提到 的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在图3对应的实施例中。
本申请的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述电芯容量均衡方法。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
- 一种电芯容量均衡方法，应用于电池管理***，所述电池管理***电连接于电池，所述电池中包括N个电芯，其中，N为大于1的整数；所述方法包括：在所述电芯处于充电状态时，计算所述电芯的电压变化率dV/dSOC；其中，所述电压变化率为所述电芯的输出电压V对所述电芯的当前容量SOC求微分得到的值；记录所述电芯的电压变化率满足预设条件的时刻；根据所述电芯的电压变化率满足所述预设条件的时刻和给所述电芯充电的充电电流随时间变化的函数，计算所述电芯对应的均衡容量，并根据所述均衡容量对所述电芯进行均衡。
- 根据权利要求1所述的电芯容量均衡方法，其中，所述根据所述电芯的电压变化率满足所述预设条件的时刻和给所述电芯充电的充电电流随时间变化的函数，计算所述电芯对应的均衡容量，包括：分别获取N个所述电芯的电压变化率满足所述预设条件的时刻，并获取所述时刻中的最大值，作为最大时刻值；对给所述电芯充电的充电电流随时间变化的函数中的时间求定积分，得到所述电芯对应的均衡容量，其中，所述定积分的下限为所述电芯的电压变化率满足所述预设条件的时刻，所述定积分的上限为所述最大时刻值。
- 根据权利要求1或2所述的电芯容量均衡方法，其中，所述记录所述电芯的电压变化率满足预设条件的时刻之前，还包括：根据所述电池的当前容量所在的预设容量范围，获取与所述预设容量范围对应的所述预设条件。
- 根据权利要求3所述的电芯容量均衡方法，其中，所述预设容量范围为0至所述电池的总容量的50％时，对应的所述预设条件为：所述电压变化率开始小于或等于第一预设值。
- 根据权利要求3或4所述的电芯容量均衡方法，其中，所述预设容量范围为所述电池的总容量的50％至所述电池的总容量的80％时，对应的所述预设条件为：所述电压变化率是预设时间段内最大的电压变化率，其中，所述预设时间段包含所述电压变化率对应的时刻。
- 根据权利要求3至5中任一所述的电芯容量均衡方法，其中，所述预设容量范围为所述电池的总容量的80％至所述电池的总容量时，对应的所述预设条件为：所述电压变化率开始大于或等于第二预设值。
- 一种电池管理***，所述电池管理***电连接于电池，所述电池中包括N个电芯，其中，N为大于1的整数；所述***包括：计算模块、记录模块和均衡模块；所述计算模块用于在所述电芯处于充电状态时，计算所述电芯的电压变化率dV/dSOC；其中，所述电压变化率为所述电芯的输出电压V对所述电芯的当前容量SOC求微分得到的值；所述记录模块用于记录所述电芯的电压变化率满足预设条件的时刻；所述均衡模块用于根据所述电芯的电压变化率满足所述预设条件的时刻和给所述电芯充电的充电电流随时间变化的函数，计算所述电芯对应的均衡容量，并根据所述均衡容量对所述电芯进行均衡。
- 根据权利要求7所述的电池管理***，其中，所述均衡模块具体用于分别获取N个所述电芯的电压变化率满足所述预设条件的时刻，并获取所述时刻中的最大值，作为最大时刻值，再对给所述电芯充电的充电电流随时间变化的函数中的时间求定积分，得到所述 电芯对应的均衡容量，其中，所述定积分的下限为所述电芯的电压变化率满足所述预设条件的时刻，所述定积分的上限为所述最大时刻值。
- 一种电池管理***，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至6中任一所述的电芯容量均衡方法。
- 一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的电芯容量均衡方法。
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