CN105720315A - 一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法 - Google Patents

一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法。本发明包括以下步骤：（1）快速直流充电初始化；（2）快速直流充电最大充电电流估算、快速直流充电最大充电电压估算、快速直流充电动态温差修正参数估算；（3）快速直流充电最大充电电流、电压修正；（4）快速直流充电阶梯参数修正。本发明利用动力电池采集的总电压、温度等信号，通过相应的处理措施，估算出合理的动力电池充电需求电压及其电流，为用户提供一种快速直流充电和电池寿命间平衡的充电方式。

Description

一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法
技术领域
本发明具体涉及一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法。
背景技术
随着电子技术渗入汽车领域，汽车电子化程度日益提高，纯电动汽车在传统汽车的基础上增加了动力电池及高压控制回路系统，并通过电池管理系统进行控制及充电。
动力电池在新能源汽车实际使用过程中，通常使用快速直流充电。而常规的快速直流充电是以电池寿命来换取时间的方式，导致电池使用寿命下降，减少电池利用率。
目前车辆的快速直流充电方式，主要是参照电池特性最大电流充电，在充电末端进行阶梯电流方式充电，未考虑快速直流充电使电池温度不均，导致电池寿命下降。
发明内容
为了改善上述问题，本发明的目的在于提供一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法，包括以下步骤：
（1）快速直流充电初始化；
（2）快速直流充电最大充电电流估算、快速直流充电最大充电电压估算、快速直流充电动态温差修正参数估算；
（3）快速直流充电最大充电电流、电压修正；
（4）快速直流充电阶梯参数修正。
进一步地，快速直流充电初始化操作如下：首先直流充电充电桩与车辆握手，然后采集直流充电参数；其中，参数包括最大温度、最小温度、最大单体电压、最小单体电压、电池包总电压、充电电流。
再进一步地，快速直流充电最大充电电流估算操作如下：通过最大温度和最小温度根据电池温度与充电电流线性关系表得ReqChrgITmax（最大温度查表需求电流）、ReqChrgITMin（最小温度查表需求电流），然后通过ReqChrgITmax（最大温度查表需求电流）、ReqChrgITMin（最小温度查表需求电流）两值求最小得到ReqChrgIT（温度查表需求电流）。
更进一步地，快速直流充电最大充电电压估算操作如下：通过最大温度和最小温度根据电池温度与充电总电压线性关系表得到ReqChrgUTmax（最大温度查表需求电压）、ReqChrgUTMin（最小温度查表需求电压），然后通过ReqChrgUTmax（最大温度查表需求电压）、ReqChrgUTMin（最小温度查表需求电压）两值求最小得到ReqChrgUT（温度查表需求电压）。
另外，快速直流充电动态温差修整参数估算操作如下：充电过程中实时监控动态温差变化，并计算充电的修正参数，若当前温差TUDel（最大最小温差）大于TDelMax（最大温差阈值），则修正参数TDelThd（温差修正参数）为0；若当前温差TUDel（最大最小温差）小于TDelMin（最小温差阈值），则修正参数TDelThd（温差修正参数）为1；若当前温差TUDel（最大最小温差）处于TDelMax（最大温差阈值）与TDelMin（最小温差阈值）之间，则修正参数TDelThd（温差修正参数）为0.5。
此外，快速直流充电最大充电电流、电压修正操作如下：根据直流充电动态电压修正参数对最大充电电流、电压进行修整，对ReqChrgUT（温度查表需求电压）及ReqChrgUI（温度查表需求电流）分别乘以修正参数TDelThd（温差修正参数）得到BatReqChrgUT（电池温度查表需求电压）及BatReqChrgUI（电池温度查表需求电流）。
具体地，快速直流充电阶梯参数修正操作如下：快速直流充电末端，进行阶梯最大充电电流、电压修正，若CellUMax（最大单体电压）大于CellUMaxThd01（单体电压修正阈值01），则对当前BatReqChrgUT（电池温度查表需求电压）及BatReqChrgUI（电池温度查表需求电流）分别乘以系数0.99/0.8；若CellUMax（最大单体电压）升高大于CellUMaxThd02（单体电压修正阈值02），则对当前BatReqChrgUT（电池温度查表需求电压）及BatReqChrgUI（电池温度查表需求电流）分别乘以系数0.98/0.5，若CellUMax（最大单体电压）升高大于CellUMaxThd03（单体电压修正阈值03），则充电结束。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明利用动力电池采集的总电压、温度等信号，通过相应的处理措施，估算出合理的动力电池充电需求电压及其电流，为用户提供一种快速直流充电和电池寿命间平衡的充电方式。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明快速直流充电初始化流程示意图。
图3为本发明快速直流充电最大充电电流估算流程示意图。
图4为本发明快速直流充电最大充电电压估算流程示意图。
图5为本发明快速直流充电动态温差修正参数估算流程示意图。
图6为本发明快速直流充电最大充电电流、电压修正流程示意图。
图7为本发明快速直流充电阶梯参数修正流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法，包括以下步骤：
（1）快速直流充电初始化；
（2）快速直流充电最大充电电流估算、快速直流充电最大充电电压估算、快速直流充电动态温差修正参数估算；
（3）快速直流充电最大充电电流、电压修正；
（4）快速直流充电阶梯参数修正。
如图2所示，快速直流充电初始化操作如下：首先直流充电充电桩与车辆握手，然后采集直流充电参数；其中，参数包括最大温度、最小温度、最大单体电压、最小单体电压、电池包总电压、充电电流。
如图3所示，快速直流充电最大充电电流估算操作如下：通过最大温度和最小温度根据电池温度与充电电流线性关系表得ReqChrgITmax（最大温度查表需求电流）、ReqChrgITMin（最小温度查表需求电流），然后通过ReqChrgITmax（最大温度查表需求电流）、ReqChrgITMin（最小温度查表需求电流）两值求最小得到ReqChrgIT（温度查表需求电流）。
如图4所示，快速直流充电最大充电电压估算操作如下：通过最大温度和最小温度根据电池温度与充电总电压线性关系表得到ReqChrgUTmax（最大温度查表需求电压）、ReqChrgUTMin（最小温度查表需求电压），然后通过ReqChrgUTmax（最大温度查表需求电压）、ReqChrgUTMin（最小温度查表需求电压）两值求最小得到ReqChrgUT（温度查表需求电压）。
如图5所示，快速直流充电动态温差修整参数估算操作如下：充电过程中实时监控动态温差变化，并计算充电的修正参数，若当前温差TUDel（最大最小温差）大于TDelMax（最大温差阈值），则修正参数TDelThd（温差修正参数）为0；若当前温差TUDel（最大最小温差）小于TDelMin（最小温差阈值），则修正参数TDelThd（温差修正参数）为1；若当前温差TUDel（最大最小温差）处于TDelMax（最大温差阈值）与TDelMin（最小温差阈值）之间，则修正参数TDelThd（温差修正参数）为0.5。
注：修整参数参照实际应用情况进行设置，且修正参数在TDelMax（最大温差阈值）与TDelMin（最小温差阈值）之间可以动态增加删除。
如图6所示，快速直流充电最大充电电流、电压修正操作如下：根据直流充电动态电压修正参数对最大充电电流、电压进行修整，对ReqChrgUT（温度查表需求电压）及ReqChrgUI（温度查表需求电流）分别乘以修正参数TDelThd（温差修正参数）得到BatReqChrgUT（电池温度查表需求电压）及BatReqChrgUI（电池温度查表需求电流）。
如图7所示，快速直流充电阶梯参数修正操作如下：快速直流充电末端，进行阶梯最大充电电流、电压修正，若CellUMax（最大单体电压）大于CellUMaxThd01（单体电压修正阈值01），则对当前BatReqChrgUT（电池温度查表需求电压）及BatReqChrgUI（电池温度查表需求电流）分别乘以系数0.99/0.8；若CellUMax（最大单体电压）升高大于CellUMaxThd02（单体电压修正阈值02），则对当前BatReqChrgUT（电池温度查表需求电压）及BatReqChrgUI（电池温度查表需求电流）分别乘以系数0.98/0.5，若CellUMax（最大单体电压）升高大于CellUMaxThd03（单体电压修正阈值03），则充电结束。
注：上述系统按照电池实际使用情况进行调整，充电桩依据BatReqChrgUT（电池温度查表需求电压）及BatReqChrgUI（电池温度查表需求电流）对动力电池进行充电。
值得说明的是，本发明是在现有的电池管理系统基础上，通过对电池可用参数控制快速直流充电，充分保证其在寿命和时间的平衡性：保证了电池的准确使用，可充分延长其使用寿命；同时电池系统的使用更加安全。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）快速直流充电初始化；
（2）快速直流充电最大充电电流估算、快速直流充电最大充电电压估算、快速直流充电动态温差修正参数估算；
（3）快速直流充电最大充电电流、电压修正；
（4）快速直流充电阶梯参数修正。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法，其特征在于，快速直流充电初始化操作如下：首先直流充电充电桩与车辆握手，然后采集直流充电参数；其中，参数包括最大温度、最小温度、最大单体电压、最小单体电压、电池包总电压、充电电流。
3.根据权利要求2所述的一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法，其特征在于，快速直流充电最大充电电流估算操作如下：通过最大温度和最小温度根据电池温度与充电电流线性关系表得最大温度查表需求电流、最小温度查表需求电流，然后通过最大温度查表需求电流、最小温度查表需求电流两值求最小得到温度查表需求电流。
4.根据权利要求2所述的一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法，其特征在于，快速直流充电最大充电电压估算操作如下：通过最大温度和最小温度根据电池温度与充电总电压线性关系表得到最大温度查表需求电压、最小温度查表需求电压，然后通过最大温度查表需求电压、最小温度查表需求电压两值求最小得到温度查表需求电压。
5.根据权利要求2所述的一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法，其特征在于，快速直流充电动态温差修整参数估算操作如下：充电过程中实时监控动态温差变化，并计算充电的修正参数，若当前温差最大最小温差大于最大温差阈值，则修正参数温差修正参数为0；若当前温差最大最小温差小于最小温差阈值，则修正参数温差修正参数为1；若当前温差最大最小温差处于最大温差阈值与最小温差阈值之间，则修正参数温差修正参数为0.5。
6.根据权利要求2所述的一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法，其特征在于，快速直流充电最大充电电流、电压修正操作如下：根据直流充电动态电压修正参数对最大充电电流、电压进行修整，对温度查表需求电压及温度查表需求电流分别乘以修正参数温差修正参数得到电池温度查表需求电压及电池温度查表需求电流。
7.根据权利要求2所述的一种基于动态温差的动力电池快速直流充电方法，其特征在于，快速直流充电阶梯参数修正操作如下：快速直流充电末端，进行阶梯最大充电电流、电压修正，若最大单体电压大于单体电压修正阈值01，则对当前电池温度查表需求电压及电池温度查表需求电流分别乘以系数0.99/0.8；若最大单体电压升高大于单体电压修正阈值02，则对当前电池温度查表需求电压及电池温度查表需求电流分别乘以系数0.98/0.5，若最大单体电压升高大于单体电压修正阈值03，则充电结束。
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