本發(fā)明涉及電池容量控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池組容量優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

電池組由多個(gè)單體電池串聯(lián)組成，由于各個(gè)單體電池在生產(chǎn)和使用過程中不可能做到完全一致，隨著時(shí)間積累，各個(gè)單體電池會(huì)不同程度地出現(xiàn)老化和衰減，各個(gè)單體電池之間的差異會(huì)越來越大，這會(huì)對電池組的總體可用容量產(chǎn)生影響，也會(huì)降低電池組的使用壽命。

因此，在電池組的使用過程中，需要適時(shí)地對電池組的容量進(jìn)行控制，現(xiàn)在常用的電池組容量控制方法多為電池組容量均衡，使得電池組中各單體電池的容量趨于一致，但是均衡方案多無法從根本上解決單體電池之間的不一致性問題，也無法有效提高電池組的可用容量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種旨在提高電池組最大容量的電池組容量優(yōu)化方法，其不以單體電池之間的容量一致為目標(biāo)，而以提高電池組的最大容量為目標(biāo)，通過對單體電池的容量充放電控制來實(shí)現(xiàn)電池組容量最大化。

本發(fā)明具體為一種電池組容量優(yōu)化方法，其具體步驟包括：

步驟(1)：計(jì)算各單體電池的荷電狀態(tài)SOC_i；

步驟(2)：計(jì)算各單體電池最大容量Q_maxi；

步驟(3)：獲得各個(gè)單體電池最大容量值中的最大值Q_l、最小值Q_s和平均值Q_p；

步驟(4)：計(jì)算電池組的剩余容量Q_d；

步驟(5)：計(jì)算電池組的可充容量Q_c；

步驟(6)：計(jì)算電池組的最大容量Q_max；

步驟(7)：判斷電池組是否需要開啟容量優(yōu)化控制，若是，進(jìn)入步驟(8)，若否，返回步驟(1)；

步驟(8)：對電池組各單體電池進(jìn)行充放電控制；

步驟(9)：判斷電池組最大容量是否提高，若是，返回步驟(8)繼續(xù)進(jìn)行單體電池充放電控制，若否則結(jié)束單體電池充放電控制。

所述步驟(1)中計(jì)算各單體電池的荷電狀態(tài)SOC_i的算法模型為：

其中，ΔT為采樣時(shí)間，t為當(dāng)前時(shí)刻，t＝nΔT，n＝1，2，3，…，η為單體電池庫倫效率，Q_N為單體電池額定容量，I_S為單體電池等效電流，U_E為單體電池極化電壓，τ為時(shí)間常數(shù)，R_E為單體電池極化電阻，U_S為單體電池等效電壓，U_oc為單體電池等效電路的開路電壓，R₀為單體電池內(nèi)阻。

所述步驟(4)中計(jì)算電池組的剩余容量Q_d的具體算法為：

Q_d＝min{Q_max1×SOC₁，Q_max2×SOC₂，…，Q_maxp×SOC_p}

其中，p為電池組中單體電池的節(jié)數(shù)。

所述步驟(5)中計(jì)算電池組的可充容量Q_c的具體算法為：

Q_c＝min{Q_max1×(1-SOC₁)，Q_max2×(1-SOC₂)，…，Q_maxp×(1-SOC_p)}。

所述步驟(6)中計(jì)算電池組的最大容量Q_max的具體算法為：

所述步驟(7)中判斷電池組是否需要開啟容量優(yōu)化控制的具體判斷方法為：若Q_l＞1.1Q_s，則需要開啟容量優(yōu)化控制；若|Q_l-Q_p|＞5％Q_p或|Q_s-Q_p|＞5％Q_p，則需要開啟容量優(yōu)化控制。

所述步驟(8)中對電池組各單體電池進(jìn)行充放電控制的具體控制方法為：若單體電池最大容量Q_maxi＞Q_p，則對該單體電池進(jìn)行放電控制，若單體電池最大容量Q_maxi＜Q_p，則對該單體電池進(jìn)行充電控制。

所述步驟(9)的具體方法為：更新電池組實(shí)時(shí)容量Q_t1，判斷Q_t1是否大于Q_max，若是，繼續(xù)進(jìn)行單體電池充放電控制，并繼續(xù)更新電池組實(shí)時(shí)容量Q_t2，判斷Q_t2是否大于Q_t1，直至Q_j+1＝Q_j；若否，結(jié)束單體電池充放電控制。

本發(fā)明通過對單體電池進(jìn)行充放電控制實(shí)現(xiàn)電池組的容量最大化，從根本上提高了電池組的最大容量，也大大提高了電池組的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電池組容量優(yōu)化方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)闡述。

如圖1所示，本發(fā)明中電池組容量優(yōu)化方法的具體步驟包括：步驟(1)：計(jì)算各單體電池的荷電狀態(tài)SOC_i；步驟(2)：計(jì)算各單體電池最大容量Q_maxi；步驟(3)：獲得各個(gè)單體電池最大容量值中的最大值Q_l、最小值Q_s和平均值Q_p；步驟(4)：計(jì)算電池組的剩余容量Q_d；步驟(5)：計(jì)算電池組的可充容量Q_c；步驟(6)：計(jì)算電池組的最大容量Q_max；步驟(7)：判斷電池組是否需要開啟容量優(yōu)化控制，若是，進(jìn)入步驟(8)，若否，返回步驟(1)；步驟(8)：對電池組各單體電池進(jìn)行充放電控制；步驟(9)：判斷電池組容量有沒有提高，若有，繼續(xù)進(jìn)行單體電池充放電控制，沒有則結(jié)束單體電池充放電控制。

所述步驟(1)中計(jì)算各單體電池的荷電狀態(tài)SOC的算法模型為：

其中，ΔT為采樣時(shí)間，t為當(dāng)前時(shí)刻，t＝nΔT，n＝1，2，3，…，η為單體電池庫倫效率，Q_N為單體電池額定容量，I_S為單體電池等效電流，U_E為單體電池極化電壓，τ為時(shí)間常數(shù)，R_E為單體電池極化電阻，U_S為單體電池等效電壓，U_oc為單體電池等效電路的開路電壓，R₀為單體電池內(nèi)阻。

所述步驟(4)中計(jì)算電池組的剩余容量Q_d的具體算法為：

Q_d＝min{Q_max1×SOC₁，Q_max2×SOC₂，…，Q_maxp×SOC_p}

其中，p為電池組中單體電池的節(jié)數(shù)。

所述步驟(5)中計(jì)算電池組的可充容量Q_c的具體算法為：

Q_c＝min{Q_max1×(1-SOC₁)，Q_max2×(1-SOC₂)，…，Q_maxp×(1-SOC_p)}。

所述步驟(6)中計(jì)算電池組的最大容量Q_max的具體算法為：

所述步驟(7)中判斷電池組是否需要開啟容量優(yōu)化控制的具體判斷方法為：若Q_l＞1.1Q_s，則需要開啟容量優(yōu)化控制；若|Q_l-Q_p|＞5％Q_p或|Q_s-Q_p|＞5％Q_p，則需要開啟容量優(yōu)化控制。

所述步驟(8)中對電池組各單體電池進(jìn)行充放電控制的具體控制方法為：若單體電池最大容量Q_maxi＞Q_p，則對該單體電池進(jìn)行放電控制，若單體電池最大容量Q_maxi＜Q_p，則對該單體電池進(jìn)行充電控制。

所述步驟(9)的具體方法為：更新電池組實(shí)時(shí)容量Q_t1，判斷Q_t1是否大于Q_max，若是，繼續(xù)進(jìn)行單體電池充放電控制，并繼續(xù)更新電池組實(shí)時(shí)容量Q_t2，判斷Q_t2是否大于Q_t1，直至Q_j+1＝Q_j；若否，結(jié)束單體電池充放電控制。

最后應(yīng)該說明的是，結(jié)合上述實(shí)施例僅說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。