一种电池系统中的电芯均衡回收方法与流程

1.本发明涉及电池系统技术领域，具体涉及一种电池系统中的电芯均衡回收方法。


背景技术：

2.单块电池的使用寿命长，但组成系统后寿命却会缩短，使用中的主要表现为：输出功率大幅度下降，同样的负载，特别是动力负载，动力性能快速下降，满功率运行时间明显缩短；容量大幅度降低，有效放电时间很短，很快就提示放电结束，实际放电容量严重缩水，充电时很快就显示充满电，实际充电时间大幅度缩水；充放电期间发热严重，发热严重的电池主要集中在容量衰减严重的电池上，并通过热传递使周围电池的温度快速上升，容量衰减严重电池的温度之所以最高，主要是由于这类电池的内阻最大，在较大电流的作用下产生的热量最多，当热量在短时间内积累过多无法得到有效控制时，就极易发生热失控，并引发电池爆炸和火灾事故；续航时间和里程大幅度缩水，在负荷不变的情况下，很短的时间里就出现续航时间和续航里程大幅度缩水，这一点在电动汽车上的表现最为明显，与之对应的是充电容量也大幅度缩水。
3.实际检测数据表明，当电池组发生明显的一致性差异问题后，电池的技术参数差异表现最为明显，主要体现在电压、内阻、容量、自放电率、放电曲线等参数差异方面。因此，削高填低的电池均衡技术应运而生，把已经电压高的电芯的能量转移一部分出来，给电压低的电芯，从而推迟最低单体电压触及放电，有效的解决上述问题。
4.但是在这个过程中，高电压单体和低电压单体都额外的进行了充放，而电池的寿命被称为“循环寿命”，仅仅就这颗电芯来说，额外的充放负担会带来寿命的消耗是一个确定的事，对电池系统而言，同样会由于个体的问题引起不稳定。


技术实现要素：

5.本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种各个电芯充放电次数均匀、系统寿命高的电芯均衡回收方法。
6.本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种电池系统中的电芯均衡回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.a)设置通用池和备用池，通用池和备用池分别用于存放电芯；
9.b)读取通用池和备用池中电芯循环寿命映射表；
10.c)当通用池中第i个电芯的循环次数t
i
大于等于阈值t
th
时，触发均衡机制，将通用池中第i个电芯移入备用池中，将备用池中充放电次数最小的电芯移入通用池；
11.d)当通用池中第i个电芯的循环次数t
i
小于阈值t
th
时，不触发均衡机制；
12.e)通用池中电芯放电对外供电；
13.f)通用池中电芯放电完成进入充电过程中，对电芯进行内部或跨模组均衡操作。进一步的，步骤b)中电芯循环寿命映射表包含电芯的循环次数、电芯位置和电芯映射关系信息。
14.进一步的，步骤c)中通过公式t
i
＝(1
‑
β)
·
gsp
d
‑
value
β
·
(gp
i
/(gp
max
11))计算通用池中第i个电芯的循环次数t
i
，通过公式计算阈值t
th
，式中β为均衡参数，w＝sp
avg
/gp
d
‑
value
，当gp
d
‑
value
等于0时，β为0，当gp
d
‑
value
不等于0时，β为gp
d
‑
value
为通用池中电芯充放电次数最大值gp
max
与通用池中电芯充放电次数最小值gp
min
的差值，α＝gsp
d
‑
value
/gp
d
‑
value
，gp
i
为通用池中第i个电芯的当前充放次数，t
age
为电芯最大循环次数，sp
avg
为备用池中各个电芯充放电次数的平均值，gsp
d
‑
value
为通用池中电芯充放电次数最小值gp
min
与备用池中电芯充放电次数最大值sp
max
的差值。
15.进一步的，步骤c)中触发均衡机制后，更新通用池与备用池中电芯参数。
16.进一步的，步骤f)中完成后更新通用池与备用池中电芯参数。
17.本发明的有益效果是：针对电池系统均衡过程中，各个电芯充放电次数不均匀，造成系统寿命降低问题，在常用的基于电压、电流及阻抗的检测方法的基础上，设计基于电池充放电次数的均衡系统，将电池系统电芯划分为通用池和备用池，通过设置放电次数差值的阈值，超过阈值后，触发均衡系统启动高循环次数电芯回收，并将备用池中电芯如通用池，保证电池系统正常工作。通过此方法，在增加少量备用电芯的情况下，较大的提升了电池系统的健康工作寿命。
附图说明
18.图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
19.下面结合附图1对本发明做进一步说明。
20.一种电池系统中的电芯均衡回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
21.a)设置通用池和备用池，通用池和备用池分别用于存放电芯；
22.b)读取通用池和备用池中电芯循环寿命映射表；
23.c)当通用池中第i个电芯的循环次数t
i
大于等于阈值t
th
时，触发均衡机制，将通用池中第i个电芯移入备用池中，将备用池中充放电次数最小的电芯移入通用池；
24.d)当通用池中第i个电芯的循环次数t
i
小于阈值t
th
时，不触发均衡机制；
25.e)通用池中电芯放电对外供电；
26.f)通用池中电芯放电完成进入充电过程中，对电芯进行内部或跨模组均衡操作。优选的，步骤b)中电芯循环寿命映射表包含电芯的循环次数、电芯位置和电芯映射关系信息。
27.针对电池系统均衡过程中，各个电芯充放电次数不均匀，造成系统寿命降低问题，在常用的基于电压、电流及阻抗的检测方法的基础上，设计基于电池充放电次数的均衡系
统，将电池系统电芯划分为通用池和备用池，通过设置放电次数差值的阈值，超过阈值后，触发均衡系统启动高循环次数电芯回收，并将备用池中电芯如通用池，保证电池系统正常工作。通过此方法，在增加少量备用电芯的情况下，较大的提升了电池系统的健康工作寿命。电池系统的电芯通用池和备用池的划分比例，可以由电芯循环次数(循环寿命)、电池系统用途(如储能站、动力能源等)、电池系统总容量等因素决定。均衡回收操作是在电池模组中进行，不跨模组进行，通用池中的电芯会进行跨模组均衡，备用池电芯不参与跨模组均衡。具体的，步骤c)中通过公式t
i
＝(1
‑
β)
·
gsp
d
‑
value
β
·
(gp
i
/(gp
max
11))计算通用池中第i个电芯的循环次数t
i
，通过公式计算阈值t
th
，式中β为均衡参数，w＝sp
avg
/gp
d
‑
value
，当gp
d
‑
value
等于0时，β为0，当gp
d
‑
value
不等于0时，β为gp
d
‑
value
为通用池中电芯充放电次数最大值gp
max
与通用池中电芯充放电次数最小值gp
min
的差值，α＝gsp
d
‑
value
/gp
d
‑
value
，gp
i
为通用池中第i个电芯的当前充放次数，t
age
为电芯最大循环次数，sp
avg
为备用池中各个电芯充放电次数的平均值，gsp
d
‑
value
为通用池中电芯充放电次数最小值gp
min
与备用池中电芯充放电次数最大值sp
max
的差值。
28.优选的，步骤c)中触发均衡机制后，更新通用池与备用池中电芯参数。
29.优选的，步骤f)中完成后更新通用池与备用池中电芯参数。
30.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。