本發明屬于新能源汽車動力電池領域，涉及一種車用動力電池單體電量均衡方法。

背景技術：

動力電池作為新能源汽車的一種能量儲存單元，其性能直接影響車輛性能的發揮。因為新能源車輛的實際運行環境是復雜多變的，所以為了確保動力電池能夠高效、可靠以及安全工作，一個有效的電池管理系統是必需的。特別是對于活性強(安全性較差)的鋰離子電池，電池管理系統的意義和必要性則更加突出。

電池管理系統的核心任務之一是對動力電池內部電池單體電量進行均衡，因為電池內部環境狀態不能保證一致，所以電池內部電池單體的電量很難保證一致，這就需要電池管理系統對電池單體的電量狀態進行均衡。實際中，電池單體電量的不一致性會加速電池總成容量的衰減，降低車輛的能量利用效率，影響車輛性能的發揮。

目前國內外汽車廠商、電池廠商及科研機構提出的電池單體電量均衡方法大致可以分為兩大類，第一，側重于在電池單體的正負極兩端并聯可充電可放電的電路，在判斷出電池單體電量的不一致狀態后，對電池單體進行充放電操作，達到均衡電池單體電量的目的，由于并聯充放電電路可靠性低、成本等限制原因，這類方法對于車用電池單體電量均衡的實際意義較小；第二，側重于在電池單體的正負極兩端并聯可放電的電路，在判斷出電池單體電量的不一致狀態后，為滿足車輛的容量需求及性能要求，對電池單體進行放電操作，達到均衡電池單體電量的目的，由于并聯放電電路簡單、可靠性高、成本低，這類方法比較適合于車用動力電池單體電量均衡。

綜上所述，采用在電池單體兩端并聯放電電路對電池單體進行電量均衡，具有電路簡單可靠、成本低的優勢，可行性高，是車用動力電池單體電量均衡的有效途徑。

技術實現要素：

本發明目的是車用動力電池單體電量均衡方法，明確了動力電池單體電量均衡的目標，使電池管理系統能夠對動力電池單體電量更高效的進行均衡。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：一種車用動力電池單體電量均衡方法，其包括：

s10、規定車輛對電池容量的需求為c1；

s20、規定電池總成總容量值為c2；

s30、規定電池在車輛上不可使用的容量百分比為￡；

s40、以電池單體的soc作為判斷是否開始電量均衡的條件，規定電池單體的soc為soccell，整個動力電池包內電池單體的平均soc為socave；

s50、對整個動力電池包內所有單體進行電量一致性進行判斷，當某個單體的soccell值超出電池單體的平均socave某一數值η時，即soccell-socave≥η時，電池管理系統將控制并聯放電電路對該電池單體放電。

可選的，其中，η值的計算公式如下：

η＝max(η1，η2)；η1＝1-c1/c2-￡；

其中，η1為電池總成所能均衡容量值；η2為電池單體一致性偏差。

可選的，其中，一致性偏差η2為：

η2＝(socmax–socmin)/2；

其中，socmax為電池單體soc的最大值，socmin為電池單體soc的最小值。

可選的，在所述步驟s50中，在車輛啟動初期和車輛外接充電末期，對整個動力電池包內所有單體進行電量一致性進行判斷；并且在判斷得出電量不一致電池單體后，計算需要均衡的時間，并控制均衡電路按照計算得出的均衡時間對電量不一致的電池單體進行均衡操作。

本發明具有如下有益效果：將本發明的方法應用于電池管理系統后，能夠使動力電池單體電量保持在socave±η范圍內。根據動力電池性能屬性，在車輛生命周期的前半階段，η2<η1，此時均衡能夠使動力電池單體電量保持在socave±η1范圍內，電池管理系統均衡所消耗的電量為動力電池冗余設計的電量，均衡不影響車輛對電池電量的需求。在車輛生命周期的后半段，η2>η1，此時均衡能夠使動力電池單體電量保持在socave±η2范圍內，電池管理系統實際上已經很少開啟均衡功能，除非電池單體的一致性偏離了本身的屬性η2，均衡功能保證電池單體電量偏差不超過本身一致特性，能夠防止個別電池單體出現加速老化、欠壓、零壓的現象。電池管理系統應用了本發明專利的均衡方法后，能夠使動力電池既滿足了車輛對能量的需求又保證了自身的一致特性，從而使均衡的目的更加明確。

附圖說明

圖1為本發明的采用放電均衡的均衡電路示意圖；

圖2為均衡目標示意圖；

圖3為動態均衡目標示意圖；

圖中標記示意為：101-電池單體；102-電池兩端并聯放電電阻；103-微控制器。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明的技術方案作進一步闡述。

實施例1

本實施例基于電池單體在車輛生命周期內的一致性及車輛生命周期內電池的容量特性，提供了一種車用動力電池單體電量均衡方法，其應用于新能源車輛，該車輛的電池管理系統均衡功能采用放電均衡的均衡電路，以電池單體的soc作為判斷依據，均衡目標應用本實施例闡述的動態均衡目標。

如圖1所示，本實施例的均衡電路為每節電池單體并聯一個放電電阻，并聯電路開關由微控制器引腳控制通斷。當微控制器判斷出需要均衡的電池單體后，直接控制該電池單體所并聯的開關閉合，對該電池單體進行放電均衡，當均衡結束后，由微控制器控制開關斷開，停止均衡。

所述方法包括以下步驟：

s10、規定車輛對電池容量的需求為c1

在新能源車輛整個生命周期內，為滿足用戶使用需求，車輛對動力電池有確定的容量需求。隨著車輛行駛里程的增加，車輛對動力電池的容量需求可以是定值，也可以是一個變化的值，本專利規定車輛對電池容量的需求為c1。

s20、規定電池總成總容量值為c2

動力電池在使用過程中，隨著車輛行駛里程的增加、時間的推移，動力電池自身的容量會產生衰減，本專利規定電池總成總容量值為c2。

s30、規定電池在車輛上不可使用的容量百分比為￡

目前新能源車輛對動力電池的使用過程中不會將電池中的電量耗盡，比如混合動力車輛電池電量的使用區間一般在30％-70％，這樣電池就會有60％的電量不會用到，本專利規定電池在車輛上不可使用的容量百分比為￡。

s40、以電池單體的soc作為判斷是否開始電量均衡的條件，規定電池單體的soc為soccell，整個動力電池包內電池單體的平均soc為socave

s50、對整個動力電池包內所有單體進行電量一致性進行判斷，當某個單體的soccell值超出電池單體的平均socave某一數值η時，即soccell-socave≥η時，電池管理系統將控制并聯放電電路對該電池單體放電。

其中，η值的計算公式如下：

η＝max(η1，η2)；η1＝1-c1/c2-￡；

其中，η1為電池總成所能均衡容量值；η2為電池單體一致性偏差，是隨里程增加而變化的變量，max為對η1，η2取其中的較大值的函數。

本實施例中，一致性偏差η2定義為：

η2＝(socmax–socmin)/2。

如果η2<η1,則η＝η1,這種情況下，電池能量能夠滿足車輛需求。

如果η2>η1,則η＝η2,這種情況下，電池無多余能量均衡，均衡只是防止電池單體超出本身一致特性。

如果η2＝η1，則η＝η2＝η1，這種情況下，電池能量能夠滿足車輛需求。

在車輛啟動初期和車輛外接充電末期，判斷電池電量一致性狀態，判斷得出電量不一致電池單體后計算需要均衡的時間，由微控制器控制均衡電路按照計算得出的均衡時間對電量不一致的電池單體進行均衡操作。

本實施例的方法明確了動力電池單體電量均衡的目標，使電池管理系統能夠對動力電池單體電量更高效的進行均衡。

以上實施例的先后順序僅為便于描述，不代表實施例的優劣。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。