CN105564262B - 一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机及方法,充电机的输入端连接至电网,输出端用于连接电动汽车,包括:用户界面:用于选择充电方式,存储模块:用于存储充电过程数据及均衡充电控制算法;充电模块:用于为电动汽车充电;控制单元:用于控制高压回路和辅助电源回路通断;监控模块:监控模块通过CAN总线与电动汽车BMS相连,且监控模块与BMS之间设置充电均衡恢复功能的通信协议,用于根据所选充电方式控制充电模块为电动汽车充电,控制控制单元连通或断开高压回路和辅助电源回路。本发明能够实现客户对电池充电均衡恢复的需求,使电池的性能和寿命在使用过程中最大化,延长电动汽车的续航里程和使用寿命,降低用户的使用成本。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车充电技术领域,具体涉及一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机及方法。
背景技术
由于节能和环保的全球清洁能源要求越来越迫切,电动汽车的发展势在必行。现今,发展以电动车为代表的新能源汽车是我国汽车产业提升国际地位,特别是提升国际竞争力的重要举措。近几年来,国家也一直在出台相关的扶植政策,大力推动电动汽车的发展。
在电动汽车的产业化工程中,动力电池的性能是影响整车性能的关键因素之一,同时在整车成本中占有较高的比例,甚至可以说动力电池对整个电动汽车产业起着决定性的作用。因此,延长动力电池的循环寿命,提升动力电池性能对电动汽车产业有着重要意义。
由于单体动力电池的电压、容量等级无法满足电动汽车供电的需求,动力电池通常采用多个单体电池串并联的方式为电动汽车供电,而串联充电方法结构简单、成本低、较容易实现。但由于单体锂电池之间在容量、内阻、衰减特线、自放电等性能方面的差异,在对锂电池组串联充电时,电池组中容量最小的那只单体锂电池将最先充满,而此时,其他电池还没有充满电,如果继续串联充电,则已充满电池的单体锂电池被过充电,必然导致锂电池组的安全性和使用寿命显著下降,甚至频繁发生电池燃烧、爆炸等严重事故。在电池组放电过程中,容量低的单体电池首先因过放电导致单体电压过低而丧失放电能力,其他相对容量高的单体电池却没能完全放电。因此在电动汽车动力电池的使用过程中,单体电池不均衡是严重影响电池组工作性能的重要因素,因此对电池组进行均衡控制是十分必要的。
现有的电动汽车都装电池管理系统(BMS-Battery Management System),为了达到均衡的效果,动力锂电池组上大部分都装有平衡板,目的就是使电动汽车锂电池组达到均衡,提高电池组的使用性能和寿命。
动力电池均衡的方法有很多,按均衡的方式可分为无源均衡和有源均衡,又可以叫为被动均衡和主动均衡。被动均衡是将电池组中电压/容量高的单体电池采取旁路并联电阻的方式,在达到均衡条件的时候,通过控制电路闭合并联开关,让其进行放电消耗能量,避免过早充满,使容量低/电压低的电池能充进去更多的电,达到均衡恢复的目的;主动均衡则是将电压高/容量高的单体电池的能量通过控制电路把部分能量转移给电压低/容量低的单体电池,或者通过外部电路独立的功率模块进行均衡恢复,能量进行了转移,而且没有消耗浪费掉,使电池最大的发挥效能。受限于均衡电路功率限制以及热管理等方面的考虑,要达到较好的均衡恢复效果,电池充电均衡短则30分钟左右,长则一个小时甚至更长时间。
然而,采取主动均衡的方式,需要电池管理系统(BMS)的平衡板/均衡电路工作才能进行,在充电过程中,由充电机提供的12V/24V辅助电源,BMS才能工作,均衡电路才起作用。同时,许多的均衡电路是在电池充电末期才开始工作的,这时均衡需要充电机给予一个稳定的小电流(0~10A,精度要求±1A)或者恒电压模式,保证电池组中单体电池的特性参数相对稳定,以便估算电池容量/电压状态,更好的对电池进行均衡恢复。
但在实际的应用中,由于均衡恢复是BMS的一个扩展功能,在国标充电协议中并没有要求对均衡工作状态的要求,电动汽车与充电机连接充电后,充电机根据电池BMS反馈的状态或者截止条件判断电池充满电后,即立刻断电停止供电工作,不再提供辅助电源,使动力电池组均衡中断或无法进入均衡阶段;或者,有的电池组在充电末期已开始均衡工作,但大功率的充电机(一般最大输出电流80~250A)稳流精度不够,均衡过程中电池电压发生波动,造成无法准确的对电池进行均衡,达不到均衡的效果。
现有的充电机无法提供电池均衡的可信状态,无法保证电池充电均衡的开始和结束时间,均衡恢复功能具有一定的随机性和不完整性,同时,充电机末期的低稳流精度,也造成了均衡恢复的效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机及方法,以克服上述现有技术存在的缺陷,本发明能够实现客户对电池充电均衡恢复的需求,使电池的性能和寿命在使用过程中最大化,延长电动汽车的续航里程和使用寿命,降低用户的使用成本。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机,充电机的输入端连接至电网,输出端用于连接电动汽车,包括:
用户界面:用于选择充电方式,所述充电方式包括被动充电方式、智能充电方式和均衡充电方式;
存储模块:用于存储充电过程数据及均衡充电控制算法;
充电模块:用于为电动汽车充电;
控制单元:用于控制高压回路和辅助电源回路通断;
监控模块:监控模块通过CAN总线与电动汽车BMS相连,且监控模块与BMS之间设置充电均衡恢复功能的通信协议,用于根据所选充电方式控制充电模块为电动汽车充电,控制控制单元连通或断开高压回路和辅助电源回路。
进一步地,用户界面为充电机上的人机界面或手机App终端;存储模块为充电机内部的数据存储单元或者云平台。
进一步地,充电模块包括若干能够将交流电转换为直流电的功率转换模块。
进一步地,监控模块包括:
通讯模块:用于交互充电机内部系统的信息,交互充电机与用户的信息和指令以及交互充电机与电动汽车的充电需求和状态信息;
数据处理模块:用于对通讯模块交互得到的信息进行分析处理;
功率分配单元:根据数据处理模块的分析处理结果控制功率转换模块的工作个数和输出功率。
进一步地,通讯模块与BMS之间设置充电均衡恢复功能的通信协议,具体为:当BMS检测到动力电池状态达到均衡启动条件时,BMS向通讯模块发送均衡充电报文,通讯模块接收到BMS发送的均衡充电报文后,通讯模块控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当BMS检测到动力电池状态达到均衡结束条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向通讯模块发送充电终止报文,通讯模块控制充电机停止充电。
一种电动汽车电池充电均衡恢复方法,包括以下步骤:
步骤一:将充电机与电动汽车连接后,用户通过用户界面选择充电方式,当用户选择被动充电方式或智能充电方式,转至步骤二,当用户选择均衡充电方式时,转至步骤三;
步骤二:监控模块控制充电模块为电动汽车充电,控制控制单元连通高压回路和辅助电源回路,当BMS检测到动力电池状态达到均衡启动条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向监控模块发送均衡充电报文,监控模块控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当BMS检测到动力电池状态达到均衡结束条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向监控模块发送充电终止报文,监控模块控制充电机停止充电;
步骤三:监控模块通过与BMS信息交互后,从存储模块调取与BMS信息相应的均衡充电控制算法,并根据均衡充电控制算法控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当达到均衡充电控制算法的均衡结束条件时,监控模块控制充电机停止充电。
进一步地,充电模块包括若干能够将交流电转换为直流电的功率转换模块;
监控模块包括:
通讯模块:用于交互充电机内部系统的信息,交互充电机与用户的信息和指令以及交互充电机与电动汽车的充电需求和状态信息;
数据处理模块:用于对通讯模块交互得到的信息进行分析处理;
功率分配单元:根据数据处理模块的分析处理结果控制功率转换模块的工作个数和输出功率;
其中,通讯模块与BMS之间设置充电均衡恢复功能的通信协议,具体为:当BMS检测到动力电池状态达到均衡启动条件时,BMS向通讯模块发送均衡充电报文,通讯模块接收到BMS发送的均衡充电报文后,通讯模块控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当BMS检测到动力电池状态达到均衡结束条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向通讯模块发送充电终止报文,通讯模块控制充电机停止充电。
进一步地,动力电池状态达到均衡启动的条件为:电池单体最高电压达到3.4~3.5V或者单体间电压压差达到0.03~0.1V。
进一步地,动力电池状态达到均衡结束的条件为:单体电压达到截止电压或者单体间电压差低于0.01V。
进一步地,均衡充电控制算法具体为:电池厂家、BMS厂家及整车厂家根据动力电池参数设置的均衡开始条件、结束条件以及电压电流需求;
当通讯模块与BMS信息交互后,得到动力电池参数,通讯模块则根据动力电池参数从存储模块调取相应均衡控制算法,并根据均衡充电控制算法的均衡开始条件控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路,同时根据电压电流需求控制充电模块的输出功率;当达到均衡充电控制算法的均衡结束条件时,监控模块控制充电机停止充电。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明的充电机在原有被动充电方式和智能充电方式的基础上增加了均衡充电方式,存储模块中预存均衡充电方式下的均衡充电控制算法,均衡充电方式能够保证在充电末期充电机的辅助电源持续输出,供动力电池BMS进行均衡工作,高压回路输出的电流应满足电流需求值并保证精度,输出的电压不能超过电压需求值;同时监控模块通过CAN总线与电动汽车BMS相连,且监控模块与BMS之间设置充电均衡恢复功能的通信协议,满足国标通信协议(GB/T27930)的基础要求,具有充电恒压模式和恒流模式,并在此基础上增加了与电池BMS充电均衡恢复功能的协议内容,使电池充电均衡恢复具备了状态可行性,开始时间和结束时间都可控,保证了电池充电均衡恢复的完整和效果;能够实现客户对电池充电均衡恢复的需求,使电池的性能和寿命在使用过程中最大化,延长电动汽车的续航里程和使用寿命,降低了用户的使用成本。
进一步地,监控模块包括用于交互充电机内部系统的信息,交互充电机与用户的信息和指令以及交互充电机与电动汽车的充电需求和状态信息的通讯模块;用于对通讯模块交互得到的信息进行分析处理的数据处理模块;根据数据处理模块的分析处理结果控制功率转换模块的工作个数和输出功率的功率分配单元。
本发明方法当用户选择被动充电方式或智能充电方式,监控模块控制充电模块为电动汽车充电,控制控制单元连通高压回路和辅助电源回路,当BMS检测到动力电池状态达到均衡启动条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向监控模块发送均衡充电报文,监控模块控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当BMS检测到动力电池状态达到均衡结束条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向监控模块发送充电终止报文,监控模块控制充电机停止充电;当用户选择均衡充电方式时,监控模块通过与BMS信息交互后,从存储模块调取与BMS信息相应的均衡充电控制算法,并根据均衡充电控制算法控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当达到均衡充电控制算法的均衡结束条件时,监控模块控制充电机停止充电,能够实现客户对电池充电均衡恢复的需求,使电池的性能和寿命在使用过程中最大化,延长电动汽车的续航里程和使用寿命,降低了用户的使用成本。
附图说明
图1是本发明的充电机结构原理示意图;
图2是被动充电方式和智能充电方式的充电均衡控制流程图;
图3是均衡充电方式的充电均衡恢复控制流程图;
图4是无通信协议的充电均衡控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述:
参见图1,一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机,充电机的输入端连接至电网,输出端用于连接电动汽车,包括:
用户界面:所述用户界面为手机App终端或充电机上的人机界面,用于选择充电方式、付费等充电相关操作,所述充电方式包括被动充电方式、智能充电方式和均衡充电方式;本充电机用户界面原有充电方式包括被动充电和智能充电,被动充电方式是充电机完全按照电动汽车动力电池管理系统(BMS)的需求进行充电,智能充电则是充电机可以根据用户用车需求、电池性能参数、环境因素等进行主动调节充电参数的充电方式,在充电方式中增加均衡充电方式,均衡充电方式是在充电末期保证充电机的辅助电源持续输出,供动力电池BMS进行均衡工作,高压回路输出的电流应满足电流需求值并保证精度(0-10A,±1A),输出的电压不能超过电压需求值。
存储模块:所述存储模块为充电机内部的数据存储单元或者云平台,用于存储充电过程数据及电池厂家、BMS厂家或整车厂家等相关用户提供的均衡充电控制算法;
充电模块:包括若干能够将交流电转换为直流电的功率转换模块,通过AC/DC转换电路将交流电转换为直流电为电动汽车充电;模块化设计,单模块输出电流范围0-20A,良好的环路设计控制0-10A范围内可以保证精度±1A;
控制单元:用于控制高压回路和辅助电源回路通断的继电器装置,其中高压回路即功率电源回路,是给电池充电的主回路,辅助电源回路是给电池管理系统(BMS)供电的电源回路;
监控模块:用于根据所选充电方式控制充电模块为电动汽车充电,控制控制单元连通或断开高压回路和辅助电源回路;
监控模块包括通讯模块、数据处理模块和功率分配模块;通讯模块不仅负责充电机内部系统的信息通讯,还包括对外部的电动汽车和用户界面的信息通讯,与用户交互信息和指令,与电动汽车交互充电的需求和状态信息;数据处理模块对充电机自身运行的信息和通讯模块交互得到的信息进行分析处理;功率分配单元可以根据数据处理模块的分析处理结果控制功率模块工作的个数和输出功率的大小,按照客户需求输出稳定的电压和电流;
其中,通讯模块与BMS之间设置充电均衡恢复功能的通信协议,具体为:当BMS检测到动力电池状态达到均衡启动条件时,BMS向通讯模块发送均衡充电报文,通讯模块接收到BMS发送的均衡充电报文后,通讯模块控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当BMS检测到动力电池状态达到均衡结束条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向通讯模块发送充电终止报文,通讯模块控制充电机停止充电。
参见图2和图3,一种采用上述充电机的电动汽车电池充电均衡恢复方法,包括以下步骤:
步骤一:将充电机与电动汽车连接后,用户通过用户界面选择充电方式,当用户选择被动充电方式或智能充电方式,转至步骤二,当用户选择均衡充电方式时,转至步骤三;
步骤二:监控模块控制充电模块为电动汽车充电,控制控制单元连通高压回路和辅助电源回路,当BMS检测到电池单体最高电压达到3.4~3.5V或者单体间电压压差达到0.03~0.1V时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向通讯模块发送均衡充电报文,通讯模块控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当BMS检测到单体电压达到截止电压或者单体间电压差低于0.01V时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向监控模块发送充电终止报文,监控模块控制充电机停止充电;
步骤三:监控模块通过与BMS信息交互后,从存储模块调取与BMS信息相应的均衡充电控制算法,均衡充电控制算法具体为:电池厂家、BMS厂家及整车厂家根据动力电池参数设置的均衡开始条件、结束条件以及电压电流需求;通讯模块与BMS信息交互后,得到动力电池参数,通讯模块则根据动力电池参数从存储模块调取相应均衡控制算法,并根据均衡充电控制算法的均衡开始条件控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路,同时根据电压电流需求控制充电模块的输出功率;当达到均衡充电控制算法的均衡结束条件时,监控模块控制充电机停止充电。
下面对本发明的实施过程作进一步详细说明:
实施例1
参见图1和图2,本实施方式在充电机监控单元和电动汽车BMS通信协议中规定了均衡恢复功能,国标通信协议(GB/T27930-2015)中的必须项要求,充电阶段报文,PGN4096电池充电需求报文(BCL)包括了SPN3072电压需求,SPN3073电流需求和SPN3074充电模式,现有标准协议定义了两种充电模式0x01:恒压模式和0x02:恒流模式,本充电机满足标准要求并在此基础上增加了与电池BMS充电均衡恢复功能的协议内容,增加0x03:均衡模式,在均衡模式下,充电机应保持辅助电源持续工作不断开,输出的电流应满足电流需求值并保证精度(0-10A,±1A),输出的电压不能超过电压需求值;或者断开高压回路继电器,不输出电压电流,只保持辅助电源不断开,持续供电给BMS保证工作;优选前者,不断开高压回路继电器。通过增加协议内容,使电池充电均衡恢复具备了状态可行性和可信性,保证了电池充电均衡恢复的完整和效果。
用户将电动汽车与充电机连接好,通过用户界面下发充电指令(被动充电方式或智能充电方式),通讯模块接收指令并通过CAN总线将信息发送给充电模块、功率分配单元和控制单元,控制单元的高压回路和辅助电源继电器吸合,充电模块输出功率,功率分配单元接收指令后根据电动汽车需求进行功率分配输出充电,在充电过程中,电动汽车BMS检测到动力电池状态达到均衡充电启动的条件,BMS按照通信协议发送均衡模式的需求报文,通讯模块通过与BMS的信息交互,接收到BMS发送的均衡充电报文后,下发指令使充电机进入均衡充电模式。充电机可以识别BMS的该状态,保持辅助电源持续工作不断开,输出的电流满足电流需求值并保证精度(0-10A,±1A),输出的电压不能超过电压需求值;或者断开高压回路继电器,不输出电压电流,只保持辅助电源不断开,持续供电给BMS保证工作;优选前者,不断开高压回路继电器,持续的提供辅助电源给BMS工作,根据BMS需求维持稳定的小电流,使得均衡工作不会中断,容量小/电压低的电池得到恢复,电池组的性能和使用寿命得到提升。BMS检测到电池状态达到均衡结束条件后后,发送充电终止报文,监控模块接收信息后,数据处理模块负责将收集到充电过程中充电模块、电池BMS的电压、电流等交互信息进行处理计算,处理结果由通讯模块发送给BMS和用户,之后下发指令充电机停止充电。
实施例2
本实施方式是在用户界面原有的被动充电方式和智能充电方式基础上,增加均衡充电方式的选择。被动充电方式是充电机完全按照电动汽车动力电池管理系统(BMS)的需求进行充电,智能充电是充电机可以根据用户用车需求、电池性能参数、环境因素等进行主动调节充电参数的充电方式,均衡充电方式则是保证充电机的辅助电源持续输出,供动力电池BMS进行均衡工作,高压回路输出的电流应满足电流需求值并保证精度(0-10A,±1A),输出的电压不能超过电压需求值。
用户将电动汽车与充电机连接好,通过用户界面选择均衡充电方式,充电机监控单元接收到指令,并在与BMS交互信息过程中获取包括电池厂家、电池类型、电压、容量、温度等参数信息,数据处理模块对信息进行分析处理后,从存储模块调取相应的均衡控制算法,均衡控制算法包含但不仅限于如下:充电机监控模块接收到均衡充电指令启动均衡充电,充电机持续为BMS提供工作用的辅助电源,高压主功率回路输出电流满足需求(1-10A,精度±1A),输出电压不超过需求电压,或者高压主功率回路不输出(优选输出);在监控模块接收到均衡结束条件:单体电压达到截止电压(磷酸铁锂电池,3.65V)或者单体间电压差低于0.01V,则充电机停止充电,同时断开辅源继电器开关,停止提供辅助电源。
监控单元根据均衡控制算法下发指令给充电模块,功率分配单元和控制单元,充电模块输出功率,功率分配单元控制功率的输出大小满足需求(1-10A,精度±1A),输出电压不超过需求电压,控制单元保持高压回路继电器和辅助电源继电器吸合,保证辅助电源持续供电给BMS工作,使得均衡工作完整进行,电池得到恢复,容量小/电压低的电池得到恢复,电池组的性能和使用寿命得到提升。监控模块根据交互信息监测到电池状态达到均衡结束条件后,数据处理模块负责将收集到充电过程充电模块、电池BMS的电压、电流等交互信息进行处理计算,处理结果由通讯模块发送给BMS和用户,之后下发指令充电机停止。
实施例3
如图1和图4所示,本实施方式还可以在不增加通信协议的条件下,将电池厂家、BMS厂家或整车厂家等相关用户提供的电池均衡充电的控制算法预存在存储模块(在仅有被动充电方式和智能充电方式的情况下即可使用)。用户将电动汽车与充电机连接好,通过用户界面/手机App下发充电指令,充电机监控单元与BMS交互信息,获取包括电池厂家、电池类型、电压、容量、温度等参数信息,数据处理模块对信息进行分析处理后,从存储模块调取相应的均衡控制算法,均衡控制算法包含但不仅限于如下:充电机根据BMS需求进行充电,充电机监控模块接收到BMS上传的电池状态信息,数据处理模块分析处理后发现充电达到均衡启动条件,充电机监控单元根据控制算法启动均衡充电,控制充电模块的输出电压电流,输出电流满足需求(1-10A,精度±1A),输出电压不超过需求电压,并提供持续的辅助电源,使得均衡工作完整进行,电池得到恢复,容量小/电压低的电池得到恢复,电池组的性能和使用寿命得到提升。监控模块根据交互信息监测到电池状态达到均衡结束条件后,数据处理模块负责将收集到充电过程充电模块、电池BMS的电压、电流等交互信息进行处理计算,处理结果由通讯模块发送给BMS和用户,之后下发指令充电机停止。
Claims (10)
1.一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机,充电机的输入端连接至电网,输出端用于连接电动汽车,其特征在于,包括:
用户界面:用于选择充电方式,所述充电方式包括被动充电方式、智能充电方式和均衡充电方式;其中被动充电方式是充电机完全按照电动汽车动力电池管理系统的需求进行充电的充电方式,智能充电方式是充电机可以根据用户用车需求、电池性能参数、环境因素进行主动调节充电参数的充电方式;
存储模块:用于存储充电过程数据及均衡充电控制算法;
充电模块:用于为电动汽车充电;
控制单元:用于控制高压回路和辅助电源回路通断;
监控模块:监控模块通过CAN总线与电动汽车BMS相连,且监控模块与BMS之间设置充电均衡恢复功能的通信协议,用于根据所选充电方式控制充电模块为电动汽车充电,控制控制单元连通或断开高压回路和辅助电源回路。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机,其特征在于,用户界面为充电机上的人机界面或手机App终端;存储模块为充电机内部的数据存储单元或者云平台。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机,其特征在于,充电模块包括若干能够将交流电转换为直流电的功率转换模块。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机,其特征在于,监控模块包括:
通讯模块:用于交互充电机内部系统的信息,交互充电机与用户的信息和指令以及交互充电机与电动汽车的充电需求和状态信息;
数据处理模块:用于对通讯模块交互得到的信息进行分析处理;
功率分配单元:根据数据处理模块的分析处理结果控制功率转换模块的工作个数和输出功率。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车电池充电均衡恢复的充电机,其特征在于,通讯模块与BMS之间设置充电均衡恢复功能的通信协议,具体为:当BMS检测到动力电池状态达到均衡启动条件时,BMS向通讯模块发送均衡充电报文,通讯模块接收到BMS发送的均衡充电报文后,通讯模块控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当BMS检测到动力电池状态达到均衡结束条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向通讯模块发送充电终止报文,通讯模块控制充电机停止充电。
6.一种采用权利要求1所述充电机的电动汽车电池充电均衡恢复方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:将充电机与电动汽车连接后,用户通过用户界面选择充电方式,当用户选择被动充电方式或智能充电方式,转至步骤二,当用户选择均衡充电方式时,转至步骤三;
步骤二:监控模块控制充电模块为电动汽车充电,控制控制单元连通高压回路和辅助电源回路,当BMS检测到动力电池状态达到均衡启动条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向监控模块发送均衡充电报文,监控模块控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当BMS检测到动力电池状态达到均衡结束条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向监控模块发送充电终止报文,监控模块控制充电机停止充电;
步骤三:监控模块通过与BMS信息交互后,从存储模块调取与BMS信息相应的均衡充电控制算法,并根据均衡充电控制算法控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当达到均衡充电控制算法的均衡结束条件时,监控模块控制充电机停止充电。
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车电池充电均衡恢复方法,其特征在于,充电模块包括若干能够将交流电转换为直流电的功率转换模块;
监控模块包括:
通讯模块:用于交互充电机内部系统的信息,交互充电机与用户的信息和指令以及交互充电机与电动汽车的充电需求和状态信息;
数据处理模块:用于对通讯模块交互得到的信息进行分析处理;
功率分配单元:根据数据处理模块的分析处理结果控制功率转换模块的工作个数和输出功率;
其中,通讯模块与BMS之间设置充电均衡恢复功能的通信协议,具体为:当BMS检测到动力电池状态达到均衡启动条件时,BMS向通讯模块发送均衡充电报文,通讯模块接收到BMS发送的均衡充电报文后,通讯模块控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路;当BMS检测到动力电池状态达到均衡结束条件时,BMS按照充电均衡恢复功能的通信协议向通讯模块发送充电终止报文,通讯模块控制充电机停止充电。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车电池充电均衡恢复方法,其特征在于,动力电池状态达到均衡启动的条件为:电池单体最高电压达到3.4~3.5V或者单体间电压压差达到0.03~0.1V。
9.根据权利要求7所述的一种电动汽车电池充电均衡恢复方法,其特征在于,动力电池状态达到均衡结束的条件为:单体电压达到截止电压或者单体间电压差低于0.01V。
10.根据权利要求7所述的一种电动汽车电池充电均衡恢复方法,其特征在于,均衡充电控制算法具体为:电池厂家、BMS厂家及整车厂家根据动力电池参数设置的均衡开始条件、结束条件以及电压电流需求;
当通讯模块与BMS信息交互后,得到动力电池参数,通讯模块则根据动力电池参数从存储模块调取相应均衡充电控制算法,并根据均衡充电控制算法的均衡开始条件控制控制单元保持高压回路和辅助电源回路连通或仅断开高压回路,同时根据电压电流需求控制充电模块的输出功率;当达到均衡充电控制算法的均衡结束条件时,监控模块控制充电机停止充电。
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