专利审查意见回复.doc

尊敬的审查员您好！如下是对发明文件（CN107369858A）审查意见的回复。审查意见1认为：该权利要求（CN107369858A）与对比文件（CN106887877A）的区别特征在于：本申请为电池SOC，对比文件为电池开路电压；本申请为分阶段均衡，电池端电压是在均衡周期T内的前半个周期T/2进行均衡，所述电池SOC是在均衡周期T内的后半个周期T/2进行均衡。该技术方案实际解决的技术问题是：采用何种均衡周期设置。回复：（1）“采用何种均衡周期设置”是本发明的一个内容，并不是本发明的核心内容。本发明的核心内容在于通过对锂电池等效电路模型的理论分析，得出：“内阻+阻容”更能反映串联电池组中各单体的实际差异。目前均衡技术的文献多以均衡拓扑的研究为主1-3，而对均衡指标的研究逐渐成为均衡技术研究的趋势4-5。理想的均衡指标应该是电池组中各单体的老化程度差异6-8，而单体老化程度的估计和SOC估计存在较多相似的问题：没有统一公认的估计精度参考标准；估计方法可移植性差，电池换种类型，估计方法可能不再适用。为了克服不同类型锂离子电池老化程度估计困难的问题，本发明提出基于端电压和SOC的双目标均衡技术。由常见电池等效电路9-11可知，单体的差异主要由“开路电压”、“端电压”、“内阻+阻容环节”组成。其中开路电压和SOC存在近似线性关系，可以利用现有的SOC估计方法进行估计；而端电压可以直接测量，不需要额外算法；“内阻+阻容环节”实际反映的是单体电池的电抗特性（阻抗和容抗），即对充放电电流的阻碍作用，由电化学机理分析12-15，单体电池对电流的阻碍作用即是其老化程度的表现。基于此，本发明提出对SOC（即开路电压）和端电压同时均衡，通过减小最高SOC对应的开路电压与最低端电压的差值，来实现电池组内各单体“内阻+阻容环节”的一致，进而实现对电池本质特性（老化程度）的均衡，克服目前锂电池老化估计方法可移植性差，电池换种类型，估计方法可能不再适用的问题。发明人根据本发明内容搭建了如图1示实验平台，目前取得了初步的实验成果：基于SOC和端电压的双目标均衡，相比SOC均衡更能减小电池组单体不一致性对整个电池组循环寿命的影响。图1 实验平台（2）本发明与对比文件的区别对比文件的均衡控制以SOE作为均衡指标，克服了SOC作为均衡指标的不足，最大化电池组的能量利用率。而本发明以SOC和端电压为共同均衡目标，通过对OCV和端电压求差实现电池组单体电池“内阻+阻容环节”的一致，最终实现单体的老化程度一致。需要说明的是：均衡过程单体电池老化程度的差异导致各单体充放电速度不同，进而影响电池组循环寿命。理想的均衡指标既不是SOC也不是SOE，SOC或SOE只是单体差异的外部表现。对比文件在估计SOE的过程中（对比文件计算公式1），以电池额定容量作为分母，实际应用过程中，随着电池使用次数的增加，单体老化程度发生变化，最大可用容量也在逐渐减少，并不是一个不变的参数。对比文件利用图4对SOE进行估计，存在较大过均衡的可能。由图可知，OCV发生微小变化，可能导致SOE发生巨大变化，这对充放电均衡精确控制极为不利。本发明通过对SOC和端电压的共同均衡，实现电池老化程度的均衡，特点在于：克服目前锂电池老化估计方法可移植性差，电池换种类型，估计方法可能不再适用的问题。审查意见1认为：本领域技术人员知晓，基于本申请和对比文件1相似的电池等效电路模型，其中的开路电压与SOC在一定范围内呈现一一对应的线性关系，而电池SOC是常用的电池组均衡目标，因此，在对比文件1的基础上，选用电池SOC与电池端电压结合作为电池组的两个均衡指标，是本领域技术人员容易想到的；在对比文件1的基础上，在一个均衡周期内，本领域技术人员可以根据实际需要设置完成均衡指标的先后顺序及时间，以满足所需要均衡的目的，即电池端电压是在均衡周期T内的前半个周期T/2进行均衡，所述电池SOC是在均衡周期T内的后半个周期T/2进行均衡，不需要付出创造性的劳动，其技术效果是可以预期的。回复：在均衡过程中，本发明并非简单的先对某一个变量均衡，再对另外一个变量均衡。而是同时对两个变量均衡。均衡过程包含若干个采样周期，而每一个采样周期又包含若干均衡周期，通过对前后半个均衡周期开关管的控制，实现每个均衡周期内开路电压与端电压的差值趋于一致。审查意见2-5认为：本申请的独立权利不具备创造性，所以其余从属权利也不具备创造性。回复：前述对关于独立权利的审查意见进行了回复。参考文献：1 Yuanmao Ye, Ka Wai E. Cheng, Yat Chi Fong, et al. Topology, Modeling, and Design of Switched Capacitor Based Cell Balancing Systems and Their Balancing Exploration J. IEEE Transactions on Power Electronics, 2017, 32(6):4444-4454.2 Yunlong Shang , Bing Xia, Chenghui Zhang, et al. A Modularization Method for Battery Equalizers Using Multiwinding Transformers J. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2017, 66(10):8710-8722.3 叶凌云. 朱幸. 黄添添. 变压器分立的动力电池组主动均衡技术研究 J. 仪器仪表学报，2018，39（7）：83-90.4 Caiping Zhang, Yan Jiang, Jiuchun Jiang, et al. Study on battery pack consistency evolutions and equilibrium diagnosis for serial- connected lithium-ion batteries J. Applied Energy. 2017, 207: 510-519.5 Mohammad Abdul Hannan, Md. Murshadul Hoque, Seow Eng Peng, et al. Lithium-Ion Battery Charge Equalization Algorithm for Electric Vehicle Applications J. IEEE Transactions on Industry Applications, 2017, 53(3):2541-2549.6 Weiping Diao, Nan Xue, Vikram Bhattacharjee, et al. Active battery cell equalization based on residual available energy maximization J. Applied Energy.2018, 208: 690-698.7 Sema Shili, Alaa Hijazi, Ali Sari, et al. Balancing Circuit New Control for Supercapacitor Storage System Lifetime Maximization J. IEEE Transactions on Power Electronics, 2017, 32(6):4939-4948.8 Ruixin Yang, Rui Xiong, Hongwen He, et al. A novel method on estimating the degradation and state of charge of lithium-ion batteries used for electrical vehicles J. Applied Energy. 207, 2017: 336-345.9 Hao Mu, Rui Xiong, Hongfei Zheng, et al. A novel fractional order model based state-of-charge estimation method for lithium-ion battery J. Applied Energy. 207, 2017: 384-393.10 Zhongbao Wei, Jiyun Zhao, Dongxu Ji ,et al. A multi-timescale estimator for battery state of charge and capacity dual estimation based on an online identified model J. Applied Energy. 2017, 204: 1264-1274.11 Walid Allafi, Kotub Uddin, Cheng Zhang, et al. On-line scheme for parameter estimation of nonlinear lithium ion battery equivalent circuit models using the simplified refined instrumental variable method for a modified Wiener continuous-time model J. Applied Energy. 2017, 204: 497-508.12 Xuebing Han, Minggao Ouyang, Languang Lu, et al. A comparative study of commercial lithium ion battery cycle life in electrical vehicle: Aging mechanism identification J. Journal of Power Sources, 2014, 251:38-54.13 徐蒙，张竹茜，贾力，等. 圆柱形锂离子动力电池放电过程电化学与传热特性研究 J. 中国电机工程学报，2013，33(32)：54-61.14 Anthony Barr, Benjamin Deguilhem, Sbastien Grolleau, et al. A review on lithium-ion battery ageing mechanisms and estimations for automotive applications J. Journal of Power Sources, 2013, 241:680-689.15 Madeleine Ecker, Pouyan Shafiei Sabet, Dirk Uwe