锂离子电池能量均衡系统及其实现方法.pdf

本发明公开了一种锂离子电池能量均衡系统及其实现方法，该系统包括：锂离子电池组、n个电压检测电路、n个DCDC转换器、n个主控芯片、数据处理芯片、CAN通讯模块及电流检测电路，锂离子电池组由n块锂离子电池单体串联组成，第k个电压检测电路的输入端连接第k个锂离子电池单体的正极和负极，并于需要进行电压检测时开始采样，采样值经隔离后被传送至第k组主控芯片，各DCDC转换器通过控制MOS管的开关，分别对锂离子电池组内各锂离子电池单体直接进行充电和放电，同时通过开关频率调节平衡电流,本发明利用二阶RC模型模拟锂离子电池化学模型，并利用线性回归所产生的SOC作为锂离子电池均衡的判断依据，达到均衡的目的。

1.  一种锂离子电池能量均衡系统，包括：
锂离子电池组，所述锂离子电池组由n块锂离子电池单体串联组成，每个锂离子电池单体连接一电压检测电路及一DCDC转换器；
n个电压检测电路，第k个电压检测电路的输入端分别连接第k个锂离子电池单体的正极和负极，并于需要进行电压检测时开始采样，其采样值经隔离后被传送至第k组主控芯片；
n个DCDC转换器，各DCDC转换器通过控制MOS管的开关，分别对锂离子电池组内各锂离子电池单体直接进行充电和放电，同时通过开关频率调节平衡电流；
n个主控芯片，各主控芯片读出各锂离子电池单体对应的电压检测电路中锂离子电池的电压信息，然后将数据通过CAN总线传递到数据处理芯片60中；
数据处理芯片，通过线性回归的方法计算各个锂离子电池单体的SOC，同时根据模糊控制算法决定是否对锂离子电池组进行均衡，数据处理芯片60将均衡信号经过CAN通讯模块发送给各主控芯片，各主控芯片将均衡使能控制信号发送给各锂离子电池单体进行均衡控制；
CAN通讯模块，负责实现所述主控芯片与所述数据处理芯片的通信；
电流检测电路，连接所述锂离子电池组与数据处理芯片，用于检测电池组的均衡电流以开启或关断初级和次级的开关管。

2.  如权利要求1所述的一种锂离子电池能量均衡系统，其特征在于：所述DCDC转换器采用双向同步反激式DCDC转换器，每个DCDC转换器均独立其他的DCDC，每个DCDC转换器的一端连接锂离子电池单体，另一端连接锂离子电池组。

3.  如权利要求2所述的一种锂离子电池能量均衡系统，其特征在于：第k个双向同步反激式DCD转换器包括高频变压器(Tk)、初级开关管(Qkp)、次级开关管(Qks)，初级开关管(Qkp)的源极连接至锂离子电池单体(Cellk) 的负极，初级开关管(Qkp)的漏极连接至高频变压器(Tk)的初级的一端，高频变压器(Tk)的初级的另一端连接至锂离子电池单体(Cellk)的正极，次级开关管(Qks)的源极连接至该锂离子电池组的负极，次级开关管(Qks)的漏极连接至高频变压器(Tk)的次级的一端，高频变压器(Tk)的次级的另一端连接至锂离子电池组的正极。

4.  一种锂离子电池能量均衡的实现方法，包括如下步骤：
步骤一，多次采集锂离子电池组中每块电池电压和电流的信息；
步骤二，将每块电池的电压和电流的信息以及电池容量、寿命、开路电压和SOC的非线性曲线关系信息输入到数据处理芯片中；
步骤三，将多次所测得的电池电压信号按照电池的二阶RC模型进行离散化，并通过线性回归的方法来对数据进行处理，得出有用矩阵信息，并通过矩阵算出锂离子电池所对应的开路电压；
步骤四，根据所计算出的电池的开路电压，通过锂离子电池的开路电压和SOC关系曲线插值出锂离子电池的SOC，并计算电池组的平均SOC；
步骤五，根据模糊控制的方法，将所计算出的锂离子电池的SOC判断电池所需要的均衡电流和均衡时间；
步骤六，控制双向反激式DCDC转换器，通过检测DCDC上的电流达到一定的峰值，控制双向反激式DCDC的开关MOS管实现锂离子电池组中的电流的通断，从而实现锂离子电池能量转移。

5.  如权利要求4所述的一种锂离子电池能量均衡的实现方法，其特征在于，在步骤四之后，还包括如下步骤：
计算锂离子电池组的电池分散度；
判断电池分散度是否大于预定阈值；
如果电池分散度小于该预定阈值时，则进入步骤一继续从检测锂离子电池电压开始；若锂离子电池分散度大于该预定阈值时，则进入步骤五。

6.  如权利要求5所述的一种锂离子电池能量均衡的实现方法，其特征在于： 于步骤一中，对锂离子电池的电池电压和电流信息提取频率较高，电压和电流信息间隔时间较短。

7.  如权利要求6所述的一种锂离子电池能量均衡的实现方法，其特征在于，步骤三包括如下步骤：。
根据多次所测得的电压电流信息通过对锂离子电池的二阶RC模型离散化得到对SOC的估算；
将锂离子电池模型化，将通过模型的电流作为激励I，锂离子电池的端电压和开路电压之差作为响应，得出模型的传递函数；
当采样频率很高的时候，将该传递函数用双线性变换法进行离散化，得出差分方程，同时将差值转换为端电压和开路电压的值。

8.  如权利要求6所述的一种锂离子电池能量均衡的实现方法，其特征在于：步骤四中，根据步骤三所算出的信息矩阵，通过锂离子电池的开路电压值，根据步骤二所存储的开路电压和SOC曲线关系，通过曲线图，并利用计算出的开路电压值，插值得出锂离子电池此时的SOC。

9.  如权利要求6所述的一种锂离子电池能量均衡的实现方法，其特征在于：步骤五中，控制该双向反激式DCDC转换器，一头连着锂离子电池单体，另一头连着多块锂离子电池所连起来的锂离子形成的锂离子电池组，通过MOS管的开断实现锂离子电池能量的转移，并通过线圈上的精密电阻测出锂离子电池所转移的电流，实现针对锂离子电池能量转移的电流控制，同时通过时间控制，实现锂离子电池能量转移的时间的长短，通过对开关频率和时间的长短，实现锂离子电池的电流大小和时间的控制。

10.  如权利要求9所述的一种锂离子电池能量均衡的实现方法，其特征在于：控制锂离子电池能量转移的时间由模糊控制器确定，该模糊控制器为单变量二维模糊控制器。

锂离子电池能量均衡系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池能量均衡系统及其实现方法，特别是涉及一种基于电池SoC的锂离子电池能量均衡系统及其实现方法。
背景技术
纯电动汽车发展的关键是电池。近年来，锂电池技术有了巨大的进步，磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂等电池出现明显提高了锂电池的性能；但锂电池组内单体电池间的不一致性天然普遍存在。锂电池的各项参数在大规模生产过程中不可避免的产生一些微小的差异，主要表现为锂电池内阻、容量、开路电压等不一致。随着锂电池使用次数增多，长时间自放电和汽车中较大温差的影响，这些差异将会越来越大，从而锂电池组的电池间性能差异越来越大。而过充和过放都会对电池造成不可恢复的损害，同时又由于串联电池组的容量由组内最低的单体电池容量决定，所以一旦电池组中的某个电池出现深度放电或者过度充电，整个电池组必须停止原先的充放电状态，否则电池寿命会严重衰减，甚至会引发较大安全隐患。最极端的情况就是，锂电池组部分单体电池已经充满，部分单体电池已经放完，这时候，整个电池组既无法充电也无法放电。
锂离子电池均衡管理系统的均衡功能主要解决锂电池组内的不一致性，缩小电池间的差异，对于延长电池寿命、降低成本具有重大意义，同时也能增加放电量。目前均衡方法主要是主动均衡和被动均衡，均衡判断准则分为电压均衡和SOC均衡。根本上说，电池均衡是电池组内各个单体电池间存储的电量均衡，电压值只是电池的一个外在特性，不能反映出电池SOC，因此根据电压作为判别的均衡方法不能非常有效。因此，如何得到锂离子电池的SOC成为了均 衡系统一个关键的部分，同时也是世界一个重要的难题。如何控制均衡电路也是一个较为复杂的问题，由于锂离子电池的高度非线性的特性，所以没有一个较为准确的数学模型。所以控制策略也较难确定，如输入输出的因素，如何有效控制等。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种锂离子电池能量均衡系统及其实现方法，在能量均衡转移的过程中通过锂离子电池的SOC的估算，以此SOC为依据通过控制DCDC实现均衡，使得系统避免了电压均衡的方式所造成的误均衡，可靠性更高。
为达上述及其它目的，本发明提出一种锂离子电池能量均衡系统，包括：
锂离子电池组，所述锂离子电池组由n块锂离子电池单体串联组成，每个锂离子电池单体连接一电压检测电路及一DCDC转换器；
n个电压检测电路，第k个电压检测电路的输入端分别连接第k个锂离子电池单体的正极和负极，并于需要进行电压检测时开始采样，其采样值经隔离后被传送至第k组主控芯片；
n个DCDC转换器，各DCDC转换器通过控制MOS管的开关，分别对锂离子电池组内各锂离子电池单体直接进行充电和放电，同时通过开关频率调节平衡电流；
n个主控芯片，各主控芯片读出各锂离子电池单体对应的电压检测电路中锂离子电池的电压信息，然后将数据通过CAN总线传递到数据处理芯片60中；
数据处理芯片，通过线性回归的方法计算各个锂离子电池单体的SOC，同时根据模糊控制算法决定是否对锂离子电池组进行均衡，数据处理芯片60将均衡信号经过CAN通讯模块发送给各主控芯片，各主控芯片将均衡使能控制信号发送给各锂离子电池单体进行均衡控制；
CAN通讯模块，负责实现所述主控芯片与所述数据处理芯片的通信；
电流检测电路，连接所述锂离子电池组与数据处理芯片，用于检测电池组的均衡电流以开启或关断初级和次级的开关管。
进一步地，所述DCDC转换器采用双向同步反激式DCDC转换器，每个DCDC转换器均独立其他的DCDC，每个DCDC转换器的一端连接锂离子电池单体，另一端连接锂离子电池组。
进一步地，第k个双向同步反激式DCD转换器包括高频变压器(Tk)、初级开关管(Qkp)、次级开关管(Qks)，初级开关管(Qkp)的源极连接至锂离子电池单体(Cellk)的负极，初级开关管(Qkp)的漏极连接至高频变压器(Tk)的初级的一端，高频变压器(Tk)的初级的另一端连接至锂离子电池单体(Cellk)的正极，次级开关管(Qks)的源极连接至该锂离子电池组的负极，次级开关管(Qks)的漏极连接至高频变压器(Tk)的次级的一端，高频变压器(Tk)的次级的另一端连接至锂离子电池组的正极。
为达到上述目的，本发明还提供一种锂离子电池能量均衡的实现方法，包括如下步骤：
步骤一，多次采集锂离子电池组中每块电池电压和电流的信息；
步骤二，将每块电池的电压和电流的信息以及电池容量、寿命、开路电压和SOC的非线性曲线关系信息输入到数据处理芯片中；
步骤三，将多次所测得的电池电压信号按照电池的二阶RC模型进行离散化，并通过线性回归的方法来对数据进行处理，得出有用矩阵信息，并通过矩阵算出锂离子电池所对应的开路电压；
步骤四，根据所计算出的电池的开路电压，通过锂离子电池的开路电压和SOC关系曲线插值出锂离子电池的SOC，并计算电池组的平均SOC；
步骤五，根据模糊控制的方法，将所计算出的锂离子电池的SOC判断电池所需要的均衡电流和均衡时间；
步骤六，控制双向反激式DCDC转换器，通过检测DCDC上的电流达到一定的峰值，控制双向反激式DCDC的开关MOS管实现锂离子电池组中的电流 的通断，从而实现锂离子电池能量转移。
进一步地，在步骤四之后，还包括如下步骤：
计算锂离子电池组的电池分散度；
判断电池分散度是否大于预定阈值；
如果电池分散度小于该预定阈值时，则进入步骤一继续从检测锂离子电池电压开始；若锂离子电池分散度大于该预定阈值时，则进入步骤五。
进一步地，于步骤一中，对锂离子电池的电池电压和电流信息提取频率较高，电压和电流信息间隔时间较短。
进一步地，步骤三包括如下步骤：。
根据多次所测得的电压电流信息通过对锂离子电池的二阶RC模型离散化得到对SOC的估算；
将锂离子电池模型化，将通过模型的电流作为激励I，锂离子电池的端电压和开路电压之差作为响应，得出模型的传递函数；
当采样频率很高的时候，将该传递函数用双线性变换法进行离散化，得出差分方程，同时将差值转换为端电压和开路电压的值。
进一步地，步骤四中，根据步骤三所算出的信息矩阵，通过锂离子电池的开路电压值，根据步骤二所存储的开路电压和SOC曲线关系，通过曲线图，并利用计算出的开路电压值，插值得出锂离子电池此时的SOC。
进一步地，步骤五中，控制该双向反激式DCDC转换器，一头连着锂离子电池单体，另一头连着多块锂离子电池所连起来的锂离子形成的锂离子电池组，通过MOS管的开断实现锂离子电池能量的转移，并通过线圈上的精密电阻测出锂离子电池所转移的电流，实现针对锂离子电池能量转移的电流控制，同时通过时间控制，实现锂离子电池能量转移的时间的长短，通过对开关频率和时间的长短，实现锂离子电池的电流大小和时间的控制。
进一步地，控制锂离子电池能量转移的时间由模糊控制器确定，该模糊控 制器为单变量二维模糊控制器。
与现有技术相比，本发明一种锂离子电池能量均衡系统及其实现方法，在能量均衡转移的过程中通过锂离子电池的SOC的估算，以此SOC为依据通过控制DCDC实现均衡，使得系统避免了电压均衡的方式所造成的误均衡，可靠性更高。
附图说明
图1为本发明一种锂离子电池能量均衡系统的系统结构图；
图2为本发明较佳实施例中双向同步反激式DCDC转换器的结构示意图；
图3为本发明一种锂离子电池能量均衡的实现方法的步骤流程图；
图4为本发明较佳实施例中对锂离子电池的二阶RC模型离散化示意图；
图5为本发明较佳实施例中计算锂离子电池的SOC所利用的曲线图；
图6为本发明较佳实施例中模糊控制器所选择的三角隶属度函数示意图；
图7为本发明一种锂离子电池能量均衡的实现方法之具体实施例的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种锂离子电池能量均衡系统的系统结构图。如图1所示，本发明一种锂离子电池能量均衡系统，包括：锂离子电池组10、n个电压检测电路20、n个DCDC转换器30、n个主控芯片40、电流检测电路50、数据处理芯片60以及CAN通讯模块
锂离子电池组10由n块锂离子电池单体(Cell1，Cell2，……Celln)串联组成，每个锂离子电池单体连接一电压检测电路20，电压检测电路20用于采集锂离子 电池组中每节锂离子电池单体的电压，并将采样值传送至各主控芯片40，即第k个电压检测电路20的输入端分别连接第k个锂离子电池单体的正极和负极，并于需要进行电压检测时开始采样，其采样值经隔离后被传送至第k组主控芯片；每个锂离子电池单体还连接一DCDC转换器30，各DCDC转换器30通过控制MOS管的开关，能够分别对锂离子电池组内各锂离子电池单体直接进行充电和放电，同时通过开关频率调节平衡电流，每个DCDC转换器均独立其他的DCDC，每个DCDC转换器的一端连接锂离子电池单体，另一端连接锂离子电池组。
在本发明较佳实施例中，DCDC转换器30采用了双向同步反激式DCDC转换器。图2为本发明较佳实施例中双向同步反激式DCDC转换器的结构示意图。具体地说，第k个双向同步反激式DCDC包括高频变压器Tk、初级开关管Qkp、次级开关管Qks，初级开关管Qkp的源极连接至锂离子电池单体Cellk的负极，初级开关管Qkp的漏极连接至高频变压器Tk的初级之一端，高频变压器Tk的初级之另一端连接至锂离子电池单体Cellk的正极，次级开关管Qks的源极连接至锂离子电池组的负极，次级开关管Qks的漏极连接至高频变压器Tk的次级之一端，高频变压器Tk的次级之另一端连接至锂离子电池组的正极。
以给第一块锂离子电池放电为例，当导通初级开关，电流(通过测量绕组上的电压计算出通过的绕组的电流)在DCDC初级绕组中斜坡上升，直到当电流大于平均电流2倍时为止。初级开关随后关断，且存储在DCDC中的能量被转移至次级绕组，从而导致电流在DCDC的次级绕组中流动。次级开关接通将存储在DCDC中次级绕组的能量转移到锂离子电池组中，在通过绕组的电流降为0A为止。一旦次级电流为零时，则次级开关断开且初级开关重新接通，从而重复刚才所述循环。循环往复，能量将会从锂离子电池单体转移至所有连接在次级绕组顶端和底端之间的锂离子电池组，从而对锂离子电池组充电。
主控芯片40读出各锂离子电池单体对应的电压检测芯片中锂离子电池的电压信息，然后将数据通过CAN总线传递到数据处理芯片60中,数据处理芯片60 通过线性回归的方法计算各个锂离子电池单体的SOC(State of Charge，荷电状态)，同时根据模糊控制算法决定是否对锂离子电池组进行均衡，数据处理芯片60将是否需要均衡的信号和如何均衡的信号经过CAN通讯模块70发送给各主控芯片40，各主控芯片40将均衡使能控制信号发送给各锂离子电池单体进行均衡控制，从而对SOC较低的锂离子电池单体进行充电均衡，对SOC较高的锂离子电池单体进行放电均衡；CAN通讯模块主要负责实现主控芯片40与数据处理芯片60的通信；电流检测电路50连接锂离子电池组10与数据处理芯片60，用于检测电池组的均衡电流以开启或关断初级和次级的开关管。
图3为本发明一种锂离子电池能量均衡的实现方法的步骤流程图。如图3所示，本发明一种锂离子电池能量均衡的实现方法，包括如下步骤：
步骤301，多次采集锂离子电池组中每块电池电压和电流的信息。较佳的，对锂离子电池的电池电压和电流信息提取频率较高，电压和电流信息间隔时间较短，如100Hz。
步骤302，将每块电池的电压和电流的信息以及电池容量、寿命、开路电压和SOC的非线性曲线关系等信息输入到数据处理芯片中。较佳的，将多次测得的锂离子电池的电压和电流信息输入到数据处理芯片中，并与提前存入的和电池信息有关的数据(如开路电压和SOC的关系)比较后读出开路电压。
步骤303，将多次所测得的电池电压信号按照电池的二阶RC模型进行离散化，并通过线性回归的方法来对数据进行处理，得出有用矩阵信息，并通过矩阵算出锂离子电池所对应的其他信息等，最主要的是锂离子电池的开路电压。
具体地说，步骤303包括：
首先，根据多次所测得的电压电流信息通过对锂离子电池的二阶RC模型离散化得到对SOC的估算，如图4所示。
然后将锂离子电池模型化，将通过模型的电流作为激励I，锂离子电池的端电压和开路电压之差作为响应，则这时锂离子电池可以作为一个传递函数：
E(s)=I(s)RΩ+I(s)(R1//1sC1)+I(s)(R2//1sC2)]]>
其中，E为电池锂离子端电路和开路电压差，I为通过绕组的电流，R_Ω为欧姆电阻，R₁，R₂，C₁，C₂为模型中二阶RC的电阻电容。
得出模型的传递函数为：
G(s)=E(s)I(s)=RΩ+R11+R1C1s+R21+R2C2s]]>
其中，E为电池锂离子端电路和开路电压差，I为通过电池的电流，R_Ω为欧姆电阻，R₁，R₂，C₁，C₂为模型中二阶RC的电阻电容
当采样频率很高的时候，将上述传递函数用双线性变换法进行离散化，得出差分方程：
E(k)＝a₁E(k-1)+a₂E(k-2)+a₃I(k)+a₄I(k-1)+a₅I(k-2) 
E为电池锂离子端电路和开路电压差，I为通过电池的电流，a1，a2，a3，a4，a5为离散化后的系数。
同时将差值转换为端电压和开路电压的值，由于采样时间较快，开路电压近似，可得：
V(k)＝θ₁V(k-1)+θ₂V(k-2)+θ₃I(k)+θ₄I(k-1)+θ₅I(k-2)+θ₆
令：
θ=θ1θ2θ3θ4θ5θ6T]]>
X(k)=V(k-1)V(k-2)I(k)I(k-1)I(k-2)1]]>
则上式可写成多元矩阵乘法的形式：
V(k)＝X^T(k)θ
上述θ=θ1θ2θ3θ4θ5θ6T]]>值的求取由于为多元矩阵乘法的形式，通过多元线性回归法算出矩阵，即若对于Y＝XZ,则Z＝(X^TX)^-1X^TY。
通过线性回归计算出信息矩阵后，并通过公式的计算，主要算出锂离子电 池的开路电压OCV，同时得出锂离子电池的其他信息：
OCV(k)＝θ₆/[1-(a₁+a₂)+a₁a₂]＝θ₆/(1-θ₁-θ₂)
a1=(θ1+θ12+4θ2)/2]]>
a2=(θ1-θ12+4θ2)/2]]>
b1=(θ3a12+θ4a1+θ5)/(a1-a2)]]>
b2=(θ3a22+θ4a2+θ5)/(a1-a2)]]>
R_Ω＝-θ₃
R₁＝b₁/(1-a₁)
C₁＝-T/(R₁lna₁)
R₂＝b₂/(1-a₂)
其中，OCV为开路电压，θ₁-θ₆为刚才回归所求的θ矩阵的值，a1，a2，a3，a4，a5为离散化后的系数，R_Ω为欧姆电阻，R₁，R₂，C₁，C₂为模型中二阶RC的电阻电容。
步骤304，根据所计算出的电池的开路电压，通过锂离子电池的开路电压和SOC关系曲线插值出锂离子电池的SOC，并计算电池组的平均SOC。
具体地说，根据步骤303所算出的信息矩阵，通过锂离子电池的开路电压值，根据步骤302所存储的开路电压和SOC曲线关系，通过如图5所示的曲线图，利用计算出的开路电压值，插值可以得出锂离子电池此时的SOC。
步骤305，控制双向反激式DCDC转换器，通过检测DCDC上的电流达到一定的峰值，控制双向反激式DCDC的开关MOS管实现锂离子电池组中的电流的通断，从而实现锂离子电池能量转移。
具体地说，控制双向反激式DCDC转换器，一头连着锂离子电池单体，另一头连着多块锂离子电池所连起来的锂离子形成的锂离子电池组，通过MOS管的开断实现锂离子电池能量的转移，并通过线圈上的精密电阻测出锂离子电池所转移的电流，实现针对锂离子电池能量转移的电流控制，同时通过时间控制，实现锂离子电池能量转移的时间的长短，通过对开关频率和时间的长短，实现 锂离子电池的电流大小和时间的控制。
步骤306、根据模糊控制的方法，将所算出的锂离子电池的SOC判断电池所需要的均衡电流和均衡时间，最后通过步骤305控制均衡DCDC均衡锂离子电池直到电池均衡最终完毕，即所有的锂离子电池的电池的样本差小于2％，否则继续从步骤301开始。
控制锂离子电池能量转移的时间主要由模糊控制确定，本发明所使用的模糊控制器是单变量二维模糊控制器，即两个输入一个输出。模糊控制器的输入需要能够准确反映电池组和所需要均衡的电池的关系状态，因此，根据现实情况选择的模糊控制器的输入为电池组平均SOC与所需均衡电池的SOC的差值电池组的平均SOC作为输入。较大的差值意味着需要较长的均衡时间达到均衡的目的，较小时则反之。当平均SOC接近充电或放电状态时，则均衡时间长，以达到快速均衡的效果，防止电池过充过放，当平均SOC在中间状态时，则可以慢速均衡以达到均衡更好的效果。通过下表1所示的模糊控制知识库，选择三角形作为隶属度函数的形状(如图6所示)，模糊控制器的输出为控制均衡电路中的均衡时间T和均衡电流I，控制DCDC转换器的开关时间来达到控制均衡效果。
表1模糊控制知识库

图7为本发明一种锂离子电池能量均衡的实现方法之具体实施例的流程图。如图7所示，本发明通过对锂离子电池进行充放电，采集锂离子电池的电压、电流。研究锂离子电池的电压特性和SOC特性。包括OCV(开路电压)和SOC的关系曲线，电池的内阻和电池的SOC的关系曲线，观察锂离子电池性能曲线。 然后将锂离子电池电压电流数据传入数据处理板中。通过二阶RC模型的差分方程，通过线性回归方程计算锂离子电池当时的开路电压，并通过插值法算出锂离子电池那时的SOC。然后算出锂离子电池组的平均SOC。计算锂离子电池组的电池分散度，判断电池分散度是否大于2％。如果电池分散度小于2％时，继续从检测锂离子电池电压开始。若锂离子电池分散度大于2％时，则通过模糊控制法来判断均衡电流和均衡时间。得出锂离子电池组的均衡电流和均衡时间后，通过控制DCDC转换器，使得锂离子电池均衡得到控制，直到电池分散度小于2％。
综上所述，本发明一种锂离子电池能量均衡系统及其实现方法，在能量均衡转移的过程中通过锂离子电池的SOC的估算，以此SOC为依据通过控制DCDC实现均衡，使得系统避免了电压均衡的方式所造成的误均衡，可靠性更高。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。