(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 103956800 A (43)申请公布日 2014.07.30 |
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(21)申请号 CN201410218408.6
(22)申请日 2014.05.22
(71)申请人 山东大学
地址 250061 山东省济南市历下区经十路17923号
(72)发明人 张承慧 商云龙 崔纳新 纪祥
(74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限公司
代理人 张勇
(51)Int.CI
H02J7/00
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开一种借鉴历史均衡速度的自适应模糊均衡控制方法，本方法适用于Pack to Cell的均衡电路，每一次均衡都是通过电池组对电压最低的电池单体进行能量补给，其每次均衡时间的确定借助了模糊控制理念并参考了上一次的均衡时间及改善的压差，极大的缩短了均衡时间和减小了均衡切换次数，并克服了过均衡现象发生，有效改善了电池单体间的不一致性，提高了均衡效率。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种借鉴历史均衡速度的自适应模糊均衡控制方法，其特征是：包括以下步骤：
S1.获取单体电压：依次为电池组中各个单体电池编号，获取单体电池电压，计算电池组 平均电压与最低单体电池之间的电压差；
S2.判断电压：判断步骤S1得到的电压差是否大于电池均衡阈值，若大于阈值则开始均 衡，否则停止均衡，并转步骤S1；
S3.在均衡状态下，通过模糊逻辑运算，预测第k次的均衡时间在获得第k次均衡 时间后，启动均衡；
S4.第k次均衡结束后，通过模糊逻辑运算，得到第k次均衡后的理论最大静置时间
S5.等到满足静置时间后，重新转至到步骤S1。
2.如权利要求1所述的一种借鉴历史均衡速度的自适应模糊均衡控制方法，其特征是： 所述步骤S1的具体步骤为：微控制器借助模数转换模块，在电池静置状态下获取电池各单体 电压，从而确定最低单体电压以及对应的电池单体编号，计算当前的电池组平均电压Ua，并 与当前N节电池单体中的最低电压比较，得到当前的电压差其中上标i为当前电压最低 的电池单体标号，为正整数，下标k为对第i节电池单体的均衡次数，为正整数。
3.如权利要求1所述的一种借鉴历史均衡速度的自适应模糊均衡控制方法，其特征是： 所述步骤S1的电池组平均电压Ua的公式为：
<maths><math><mrow><mi>Ua</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>U</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>U</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>+</mo><msub><mi>U</mi><mi>N</mi
></msub></mrow><mi>N</mi></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math></maths>
所述步骤S1的电压差的公式为：
<maths><math><mrow><msubsup><mi>ΔU</mi><mi>k</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>=</mo><mi>Ua</mi><mo>-</mo><msubsup><mi>U</mi><mi>min</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math></maths>
式中，为第k次均衡前N节电池单体中的最低电压，上标i为该电池单体的编号。
4.如权利要求1所述的一种借鉴历史均衡速度的自适应模糊均衡控制方法，其特征是： 所述步骤S2中电池均衡阈值设为0.02V。
5.如权利要求1所述的一种借鉴历史均衡速度的自适应模糊均衡控制方法，其特征是： 所述步骤S3的具体方法为：对步骤S1获得的电压差进行两次模糊化处理，得到第一模糊 结果和第二模糊结果并判断电压最低的电池单体是否为第一次均衡,若是，令本次均
衡时间等于初始标准时间t<sub>0</sub>；否则，对标准均衡时间进行调整：根据电压最低的电池单体 i的第k-1次均衡时间第k-1次均衡前的电压差和第k次均衡前的电压差计算 出第k次的标准均衡时间对第i节电池单体的第一模糊结果与调整后的标准均衡时间 进行乘法运算，得到第k次均衡的理论最大均衡时间在获得第k次均衡时间后，启动 均衡。
6.如权利要求1所述的一种借鉴历史均衡速度的自适应模糊均衡控制方法，其特征是： 所述步骤S4的具体方法为：均衡结束时，对第i节电池单体的第二模糊结果与初始标准时 间t<sub>0</sub>进行乘法运算，得到第k次均衡后的理论最大静置时间第k次均衡后的理论最大静置 时间的公式为：
<maths><math><mrow><msubsup><mi>t</mi><mrow><mi>s</mi><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow><mi>i</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>μ</mi><mrow><mn>2</mn><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow><mi>i</mi></msubsup><mo>×</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>7</mn><mo>)</mo></mrow><mo>.</mo></mrow></math></maths>
7.如权利要求5所述的一种借鉴历史均衡速度的自适应模糊均衡控制方法，其特征是： 第一模糊化结果的公式为：
<maths><math><mrow><msubsup><mi>μ</mi><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow><mi>i</mi></msubsup><mo>=</mo><mfenced><mtable><mtr><mtd><mn>6</mn></mtd><mtd><msubsup><mi>ΔU</mi><mi>k</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>∈</mo><mrow><mo>[</mo><mn>0.5</mn><mo>,</mo><mo>+</mo><mo>∞</mo><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>4</mn></mtd><mtd><msubsup><mi>ΔU</mi><mi>k</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>∈</mo><mrow><mo>[</mo><mn>0</mn><mo>.</mo><mn>4</mn><mo>,</mo><mn>0.5</mn><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>2</mn></mtd><mtd><msubsup><mi>ΔU</mi><mi>k</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>∈</mo><mrow><mo>[</mo><mn>0</mn><mo>.</mo><mn>3</mn><mo>,</mo><mn>0.4</mn><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><msubsup><mi>ΔU</mi><mi>k</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>∈</mo><mrow><mo>[</mo><mn>0</mn><mo>.</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>0.3</mn><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0.9</mn></mtd><mtd
><msubsup><mi>ΔU</mi><mi>k</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>∈</mo><mrow><mo>[</mo><mn>0.06</mn><mo>,</mo><mn>0.1</mn><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0.8</mn></mtd><mtd><msubsup><mi>ΔU</mi><mi>k</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>∈</mo><mrow><mo>[</mo><mn>0.02</mn><mo>,</mo><mn>0.06</mn><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow><mo>.</mo></mrow></math></maths>
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