以SOC为均衡条件，用电容实现分层均衡，每组4节电池，一共两组，先组内再组间均衡，还可以实现充...

原创于 2025-12-21 18:30:00 发布 · 151 阅读

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以SOC为均衡条件，用电容实现分层均衡，每组4节电池，一共两组，先组内再组间均衡，还可以实现充放电设置，调节上下限。

直接开撸电池均衡系统设计！今天要搞的是基于SOC状态的双层电容均衡方案，两组电池每组四串，重点在于组内先搞平衡再处理组间能量调度。这玩意儿做BMS的兄弟应该不陌生，咱们直接上干货。

先扔个核心逻辑出来镇楼：

class BatteryGroup:
    def __init__(self, cells):
        self.cells = cells  # 电池对象列表
        self.avg_soc = 0    # 组内平均SOC

    def intra_balance(self):
        high_cell = max(self.cells, key=lambda x: x.soc)
        low_cell = min(self.cells, key=lambda x: x.soc)
        
        # 电容搬运能量的骚操作
        transfer_energy = (high_cell.soc - low_cell.soc) * 0.2  # 转移量系数
        high_cell.discharge(transfer_energy)
        low_cell.charge(transfer_energy)
        
        # 更新参数
        self._update_status()
        
    def _update_status(self):
        self.avg_soc = sum(cell.soc for cell in self.cells) / len(self.cells)

注意这个0.2的调节系数，实战中要根据电容容量和均衡速度动态调整。之前有个项目栽在这参数上，调大了容易震荡，调小了均衡慢成龟速，建议上PID自适应算法。

组间均衡才是真战场，两组之间的能量调度得讲究策略：

def inter_balance(group1, group2):
    delta = group1.avg_soc - group2.avg_soc
    if abs(delta) < 2:  # 阈值设定很关键
        return
    
    # 电容当搬运工，在两组间来回倒腾
    transfer_step = 0.5 * delta
    for _ in range(3):  # 多次搬运防止过冲
        if delta > 0:
            transfer_energy = min(transfer_step, group1.cells[0].capacity*0.1)
            group1.cells[0].discharge(transfer_energy)
            group2.cells[0].charge(transfer_energy)
        else:
            transfer_energy = min(abs(transfer_step), group2.cells[0].capacity*0.1)
            group2.cells[0].discharge(transfer_energy)
            group1.cells[0].charge(transfer_energy)
        
        group1._update_status()
        group2._update_status()

这里藏着三个坑：1.搬运次数别设死，最好动态判断 2.搬运量要限制在单节电池容量10%以内 3.搬运目标别总怼着第一个电池搞，得轮询或者选最合适的电池。

充放电控制这块必须上硬逻辑：

CHARGE_LIMIT = 4.2  # 单体电压上限
DISCHARGE_LIMIT = 3.0 

def charge_control(cells):
    if any(cell.voltage > CHARGE_LIMIT for cell in cells):
        cut_charge_current()  # 硬件操作必须用底层函数
        start_balance()  # 触发均衡
        
def discharge_control(cells):
    if any(cell.voltage < DISCHARGE_LIMIT for cell in cells):
        enable_balance_load()  # 切换放电回路
        adjust_balance_threshold(0.8)  # 动态调整均衡阈值

重点说下这个adjustbalancethreshold，在充放电末期要把均衡阈值收紧。比如满充时SOC差0.5%就得动起来，平常可以放宽到2%，这个动态调整能显著提升均衡效率。

实测数据走一波：