CN104767242A - 一种电动车用锂电池充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动车用锂电池充电方法，包括以下步骤：充电器上电后进行自检；充电器与电池管理系统BMS通过周期性发送并检测信号进行握手连接；握手成功后，电池管理系统BMS根据自身状态判断是否允许充电，当允许充电时，发送设置信号至充电器，并周期性发送，充电器进行充电；当不允许充电时，发送禁止充电信号至充电器，充电器禁止充电。本发明通过将充电器与电池管理系统BMS联系起来，采集电芯温度，在符合条件时进行充放电，同时不允许非法进行充电，在提高使用锂电池安全性能的同时也提高了锂电池的使用寿命。

Description

一种电动车用锂电池充电方法
技术领域
本发明涉及一种锂电池充电技术领域，尤其涉及一种电动车用锂电池充电方法。
背景技术
锂电池作为一种新型电池，其以高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点被广泛应用于电动车以及能源车等领域，面前市场上电动车用锂电池充电时基本上都没有进行限制，然而锂电池由于自身特性在低温及高温时是不可以充电的，特别低温下锂离子扩散速度很慢，如果不对充电条件进行限制，非法充电则可能出现析锂，降低锂电池的使用寿命，严重的可能会导致危险的发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车用锂电池充电方法，通过将充电器与电池管理系统BMS联系起来，采集电芯温度，在符合条件时进行充放电，同时不允许非法进行充电，在提高使用锂电池安全性能的同时也提高了锂电池的使用寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种电动车用锂电池充电方法，包括以下步骤：
步骤A：充电器上电后进行自检；
步骤B：充电器自检成功后，充电器与电池电池管理系统BMS进行握手连接；
步骤C：握手成功后，电池管理系统BMS根据电池状态判断是否允许充电，当允许充电时，发送设置信号至充电器，并周期性发送，充电器进行充电；当不允许充电时，发送禁止充电信号至充电器，充电器禁止充电。
优选的，在步骤B中：所述握手连接为电池管理系统BMS周期性发送重置信号reset至充电器，充电器检测到所述重置信号reset后，发送确认信号ACK至电池管理系统BMS，若充电器未检测到重置信号reset，持续进行检测，直至检测到重置信号reset后向电池管理系统BMS发送确认信号ACK；
电池管理系统BMS检测到所述确认信号ACK，表示握手成功；
电池管理系统BMS未检测到所述确认信号ACK，表示握手失败，此时，电池管理系统BMS循环发送重置信号reset给充电器，直至握手成功。
优选的，在步骤C中，允许充电时，所述充电器检测电池管理系统BMS输出的设置信号，根据设置信号输出对应的电流值进行充电；在设置信号有效状态下，如果连续30秒内未检测到设置信号，则重新进入握手连接。
优选的，在步骤C中，所述电池管理系统BMS向充电器发送设置信号的具体方式为：
电池管理系统BMS检测电芯温度在-10℃—0℃时，电池管理系统BMS发送设置信号至充电器，充电器允许最大充电电流为2A对电池进行预热；
当电芯温度升高大于0℃低于50℃后，电池管理系统BMS发送设置信号至充电器，充电器接收信息后允许最大充电电流为正常模式充电；
当检测电芯温度大于50℃时，电池管理系统BMS发送设置信号至充电器，充电器接收信息后允许最大充电电流为常规的一半。
优选的，在步骤C中：所述禁止充电信号为过充禁止、温度异常禁止、其他故障禁止、充满截止四种信号，电池管理系统BMS根据电池状态发送所述禁止信号给充电器。
优选的，在步骤C中，所述电池管理系统BMS允许充电时，周期输出重置信号reset，连续3分钟内未检测到充电器应答的确认信号ACK，则输出禁止充电信号，充电器重新进行自检。
优选的，在步骤C中，若检测到禁止充电信号后，检测充电器是否异常，若异常进行充电器自检，否则进行设置信号检测。
本发明的有益效果：通过将充电器与电池管理系统BMS联系起来，采集电芯温度，在符合条件时进行充放电，同时不允许非法进行充电，在提高使用锂电池安全性能的同时也提高了锂电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明充电器的流程示意图；
图3是本发明电池管理系统BMS充电的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种电动车锂电池充电方法，如图1所示，包括如下步骤，
步骤A：充电器上电后进行自检，提供充电器自身进行检查，查看是否满足充电条件，如果自检成功，则可进入下一步的握手阶段；如果自检不成功，则充电器进入循环自检状态，直至自检成功；
步骤B：当充电器自检成功后，充电器与电池管理系统BMS通过周期性发送并检测信号进行握手，本实施例中信号的发送与检测主要步骤为：首先电池管理系统BMS发送重置信号reset充电器至充电器，充电器检测到该重置信号reset后，发送确认信号ACK至电池管理系统BMS，如果电池管理系统BMS检测到充电器发送的确认信号ACK，则表示握手成功；如果电池管理系统BMS没有检测到充电器发送的确认信号ACK或者充电器没有检测到电池管理系统BMS所发送的重置信号reset，表示握手失败，此时，电池管理系统BMS循环发送重置信号reset给充电器，直至握手成功。
步骤C：握手成功后，电池管理系统BMS根据电池自身状态判断是否允许充电，当允许充电时，电池管理系统BMS周期性发送设置信号给充电器，充电器检测电池管理系统BMS输出的设置信号，根据设置信号输出对应的电流值进行充电；在设置信号有效状态下，如果连续30秒内未检测到设置信号，则重新进入握手连接判断；当不允许充电时，电池管理系统BMS发送禁止充电信号至充电器，充电器禁止充电。通过上述充电方法，能够将充电器与电池管理系统BMS联系起来，采集电芯温度，在符合条件时进行充放电，同时防止了非法充电的情况出现，在提高使用锂电池安全性能的同时也提高了锂电池的使用寿命。
本实施例中，电池管理系统BMS输出的设置信号分为以下几种，也就是在充电过程中，采用分段充电方式，根据一下几种温度的不同调整充电电流的大小，电池管理系统BMS向充电器发送设置信号的具体方式为：
当电池管理系统BMS检测电芯温度在-10℃—0℃时，电池管理系统BMS发送设置信号至充电器，充电器允许最大充电电流为2A对电池进行预热；
当电芯温度升高大于0℃低于50℃后，电池管理系统BMS发送设置信号至充电器，充电器接收信息后允许最大充电电流为正常模式充电；
当检测电芯温度大于50℃时，电池管理系统BMS发送设置信号至充电器，充电器接收信息后允许最大充电电流为常规的一半。
通过上述充电方式，有效的防止了因温度不符合充电要求或者当前温度与充电电流不符的情况出现，能够确保锂电池的使用寿命。
本实施例中，禁止充电信号分为过充禁止、温度异常禁止、其他故障禁止、充满截止四种信号，其中过充禁止是在锂电池充满电后禁止其继续充电的情况；温度异常禁止则是检测到温度不符合充电要求时的禁止；其他故障禁止包括充电器的异常以及电池管理系统BMS出现异常的情况的禁止；充满截止则是锂电池充满电的即时截止；电池管理系统BMS根据自身状态发送上述禁止信号给充电器，充电器停止充电。
电池管理系统BMS在允许充电时，会周期输出重置信号reset，如果连续3分钟内未检测到充电器应答的确认信号ACK，则输出禁止充电信号，充电器重新进行自检；而握手连接以及充电状态过程中充电器发生异常状况，充电器也会重新进行自检；若检测到禁止充电信号后，检测充电器是否异常，若异常进行充电器自检，否则进行设置信号检测。
本实施例中，reset/ACK信号(即初始化序列，用于通信双方定期握手和同步)、设置信号(由电池电池管理系统BMS发送给充电器，用于设置充电器输出电流/电压值)和禁止充电信号(由电池电池管理系统BMS发送给充电器，用于禁止充电器输出都是由电池管理系统BMS发出，其中，reset/ACK信号需要充电器应答，设置信号和禁止充电信号不需要充电器应答。电池管理系统BMS在检测到充电器接入时输出一帧reset/ACK信号，然后在与充电器握手成功之前每5S输出一帧reset/ACK信号，在与充电器握手成功后每1分钟输出一帧reset/ACK信号；电池管理系统BMS在与充电器握手成功后每10s输出一帧设置信号。
下面结合图2对本发明的充电器的工作流程加以说明：
步骤1：充电器上电后进行自检。自检成功后充电器实时检测电池管理系统BMS发出的重置信号reset，此时设定电池管理系统BMS处于未识别状态，之后进入步骤2；如果充电器自检失败，出现电压电流异常、温度保护等故障，则禁止输出信号，在步骤1循环；
步骤2：充电器实时检测电池电池管理系统BMS输出的重置信号reset。如果检测到重置信号reset，则发出确认信号ACK给电池管理系统BMS，此时设定电池管理系统BMS处于识别状态，进入步骤3；如果未检测重置信号reset，则在步骤2循环；
步骤3：充电器实时检测电池电池管理系统BMS输出的重置信号reset、设置信号和禁止充电信号，其中：
充电器检测到电池管理系统BMS输出的重置信号reset，则向电池电池管理系统BMS应答确认信号ACK，在步骤3中循环。如果3分钟内(连续3帧)
未检测到重置信号reset，则设定电池管理系统BMS未识别，回到步骤2；如果能够检测到重置信号reset，则在步骤3循环；
充电器检测到电池管理系统BMS输出的设置信号，则根据设置信号输出对应的电流值，在步骤3中循环；如果在设置信号有效状态下，连续30秒内(即连续3帧)未检测到设置信号，则设定电池管理系统BMS未识别，回到步骤2；
充电器检测到电池管理系统BMS输出的禁止充电信号，停止输出，在步骤3中循环。
如果在充电器实时检测电池管理系统BMS输出的重置信号reset过程中或者充电器检测到电池管理系统BMS输出的禁止充电信号过程中，充电器出现异常，则禁止输出信号，并设定电池管理系统BMS未识别，回到步骤1。
以上是充电器的工作流程，下面对应充电器的工作流程，如图3所示，对锂电池电池管理系统BMS的工作流程加以说明：
步骤1：准备进行充电时，首先电池管理系统BMS周期的输出重置信号reset，输出完一帧后进入检测状态，检测充电器是否应答确认信号ACK。如果检测成功，则设定充电器已识别，进入步骤2；如果检测失败，在步骤1中循环。
步骤2：根据当前电池管理系统BMS的自身状态，在允许充电时，电池管理系统BMS周期输出重置信号reset(同时检测充电器的应答)和输出设置信号；在不允许充电时则输出禁止充电信号，在上述过程中，还包括以下几种情况：
(1)电池管理系统BMS允许充电时，会周期输出重置信号reset，如果连续3帧(即3分钟内)未检测到充电器应答的确认信号ACK，则设定充电器并未识别，此时，输出禁止充电信号，回到步骤1；否则在步骤2中循环。
(2)电池管理系统BMS允许充电时，直接输出设置信号，在步骤2中循环。
(3)电池管理系统BMS不允许充电时，输出禁止充电信号，在步骤2中循环。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动车用锂电池充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：充电器上电后进行自检；
步骤B：充电器自检成功后，充电器与电池管理系统BMS进行握手连接；
步骤C：握手成功后，电池管理系统BMS根据电池状态判断是否允许充电，当允许充电时，发送设置信号至充电器，并周期性发送，充电器进行充电；当不允许充电时，发送禁止充电信号至充电器，充电器禁止充电。
2.根据权利要求1所述的电动车用锂电池充电方法，其特征在于，在步骤B中：所述握手连接为电池管理系统BMS周期性发送重置信号reset至充电器，充电器检测到所述重置信号reset后，发送确认信号ACK至电池管理系统BMS，若充电器未检测到重置信号reset，持续进行检测，直至检测到重置信号reset后向电池管理系统BMS发送确认信号ACK；
电池管理系统BMS检测到所述确认信号ACK，表示握手成功；
电池管理系统BMS未检测到所述确认信号ACK，表示握手失败，此时，电池管理系统BMS循环发送重置信号reset给充电器，直至握手成功。
3.根据权利要求1所述的电动车用锂电池充电方法，其特征在于，在步骤C中，允许充电时，所述充电器检测电池管理系统BMS输出的设置信号，根据设置信号输出对应的电流值进行充电；在设置信号有效状态下，如果连续30秒内未检测到设置信号，则重新进入握手连接。
4.根据权利要求1所述的电动车用锂电池充电方法，其特征在于，在步骤C中，所述电池管理系统BMS向充电器发送设置信号的具体方式为：
电池管理系统BMS检测电芯温度在-10℃—0℃时，电池管理系统BMS发送设置信号至充电器，充电器允许最大充电电流为2A对电池进行预热；
当电芯温度升高大于0℃低于50℃后，电池管理系统BMS发送设置信号至充电器，充电器接收信息后允许最大充电电流为正常模式充电；
当检测电芯温度大于50℃时，电池管理系统BMS发送设置信号至充电器，充电器接收信息后允许最大充电电流为常规的一半。
5.根据权利要求1所述的电动车用锂电池充电方法，其特征在于，在步骤C中：所述禁止充电信号为过充禁止、温度异常禁止、其他故障禁止、充满截止四种信号，电池管理系统BMS根据电池状态发送所述禁止信号给充电器。
6.根据权利要求1所述的电动车用锂电池充电方法，其特征在于，在步骤C中，所述电池管理系统BMS允许充电时，周期输出重置信号reset，连续3分钟内未检测到充电器应答的确认信号ACK，则输出禁止充电信号，充电器重新进行自检。
7.根据权利要求1-6任一所述的电动车用锂电池充电方法，其特征在于，在步骤C中，若检测到禁止充电信号后，检测充电器是否异常，若异常进行充电器自检，否则进行设置信号检测。
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