使用电池单体的电压变化模式的电池单体平衡设备和方法
2019-11-22

使用电池单体的电压变化模式的电池单体平衡设备和方法

所公开的是使用电池单体的电压变化模式的电池单体平衡设备和方法,其测量每一个电池单体的电压,使用包括当前电压和过去电压的每一个电池单体的电压变化模式来估计每一个电池单体的开路电压(OCV)或充电状态(SOC),并且,通过比较每一个电池单体的估计的OCV或SOC来消除在电池单体之间在OCV或SOC上的偏差。在消除每一个电池单体的OCV中,校正由于IR降导致的输出电压误差。因此,可以精确地估计每一个电池单体的SOC。并且,SOC的精确估计可以使得基本上消除每一个电池单体的SOC偏差。而且,使用输出电压的SOC估计导致即使在电池的充电和放电期间也有效的电池单体平衡,由此最小化每一个电池单体的SOC偏差。

图2是根据本发明的优选实施例的、与电池单体平衡程序对应的电池单体平衡模块20的功能框图。

当数据存储单元21在第η个测量周期(n^3,η是整数)将每一个电池单体(Cl至Cn)的输出电压和温度存储在存储器单元13时,OCV变化估计单元22估计每一个电池单体(Cl至Cn)的OCV变化。

当数据存储单元21在第η个测量周期(n^3,η是整数)将每一个电池单体(Cl至Cn)的输出电压和温度存储在存储器单元13时,OCV变化估计单元22估计每一个电池单体(Cl至Cn)的OCV变化。

优选的是,在估计每一个电池单体的OCV中,OCV估计单元23通过下面的等式3来计算在当前输出电压Vn和过去的输出电压之间的加权平均vn(_nvalud。

在计算每一个电池单体(Cl至Cn)的SOC偏差后,电池单体平衡单元25选择要平衡的目标电池单体。可以通过下面的方法来选择要平衡的目标电池单体。

第三方法选择具有在参考范围之外的SOC偏差(例如,-10%至10%)的电池单体来作为要平衡的目标电池单体。

为了实现本发明的目的,根据本发明的一个方面,一种用于平衡在电池中的多个电池单体的SOC的、使用电池单体的电压变化模式的电池单体平衡设备包括:ocv估计部件,用于测量在所述电池中的每一个电池单体的电压,并且使用每一个电池单体的电压变化模式来估计每一个电池单体的0CV,所述每一个电池单体的电压变化模式包括当前电压和过去电压;以及,电池单体平衡部件,用于通过选择要平衡的目标电池单体并且控制与选择的电池单体对应的平衡电路,来平衡每一个电池单体的S0C,其中,经由比较每一个电池单体的所述估计的OCV而选择所述要平衡的目标电池单体。

在此,以与在上述实施例中用于选择目标电池单体的第一至第三方法类似的方式来选择要平衡的目标电池单体。换句话说,具有比参考电平大(例如,0.5V)的OCV偏差的电池单体、具有比参考电平小(例如,-0.5V)的OCV偏差的电池单体、或具有在参考范围之外的OCV偏差(例如,-0.5V至0.5V)的电池单体被选择为要平衡的目标电池单体。

根据本发明的一个方面,所述平衡电路是放电电路,并且,所述电池单体平衡部件将具有比参考电平高的OCV或SOC的电池单体选择为要平衡的目标电池单体,并且运行与所述选择的电池单体对应的放电电路以降低所述电池单体的SOC。

根据本发明的另一个方面,所述平衡电路包括充电电路和放电电路,并且所述电池单体平衡部件将具有在参考范围之外的OCV或SOC的电池单体选择为要平衡的目标电池单体,将与具有比所述参考范围的最大界限大的OCV或SOC的选择的电池单体对应的平衡电路切换到放电电路以降低选择的电池单体的SOC,并且将与具有比所述参考范围的最小界限小的OCV或SOC的选择的电池单体对应的平衡电路切换到充电电路以提高选择的电池单体的SOC。