CN106427652A - 电动车的充电切换系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动车的充电切换系统及其控制方法,解决了充电速度过慢导致影响效率,但是过快容易损耗电池的问题,其技术方案要点是,包括电池包、触发装置、电池管理系统、充电口、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关,本发明的电动车的充电切换系统及其控制方法,充电口与电池包的正极之间构成了三条充电回路,通过调节充电回路的导通数量能够调节电池包的充电速率,并且所导通的充电回路数量越多,电池包的充电速率就越高,三个控制开关能够控制对应的充电回路导通;电池包的充电速率可根据需要进行调节,当需要提高充电速率时,可将三个充电回路都导通;反之,当需要保养电池包时,减少充电回路的导通数量,以降低对电池的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车,特别涉及电动车的充电切换系统及其控制方法。
背景技术
随着科技的进步、石油资源的日益匮乏和公众环保意识的提高,电动汽车越来越受到人们的重视。但是,目前电动车还存在相应的技术瓶颈,特别是因为电池性能的原因,续航里程较短,还不能达到消费者的要求。目前的电池性能距离客户的要求还存在着一定的差距,即使通过加大电池容量的方式来满足客户要求,也必然会造成电动车的整车成本上升,使电动车相对传统汽油车的经济性大大降低,性价比丧失了优势。而快充技术的应用,大大缩短了电动汽车的充电时间,在一定程度上满足了客户群体的使用要求,因此受到许多汽车厂商的重视。
但是,快充电流较大,长期采用快充模式进行充电容易使电池的极板产生软化,从而降低电池的使用寿命,但是减小充电电流会降低电池的充电效率,因此还存在一定的改进空间。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种能够改变充电速率的电动车的充电切换系统。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种电动车的充电切换系统,包括电池包;
充电口,其正极与电池包的正极之间依次并列形成第一充电回路、第二充电回路与第三充电回路,其负极耦接于电池包的负极;
触发装置,响应于外部的触发以输出不同数量的脉冲信号;
第一控制开关,串联于第一充电回路,以控制第一充电回路的通断;第二控制开关,串联于第二充电回路,以控制第二充电回路的通断;第三控制开关,串联于第三充电回路,以控制第三充电回路的通断;
电池管理系统,耦接于触发装置以接收不同数量的脉冲信号并根据脉冲信号的数量以分别控制第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关进行相应的通断;
当触发装置输出一个脉冲信号时,所述电池管理系统控制第一控制开关导通第一充电回路,以实现低速率充电;
当触发装置输出两个脉冲信号时,所述电池管理系统控制第一控制开关和第二控制开关导通,以分别导通第一充电回路和第二充电回路,以实现高速率充电;
当触发装置输出三个脉冲信号时,所述电池管理系统控制第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关导通,以分别导通第一充电回路、第二充电回路和第三充电回路,以实现超高速率充电。
采用上述方案,充电口与电池包的正极之间构成了三条充电回路,通过调节充电回路的导通数量能够调节电池包的充电速率,并且所导通的充电回路数量越多,电池包的充电速率就越高,三个控制开关能够控制对应的充电回路导通;通过触发装置输出不同数量的脉冲作为触发信号以使电池管理系统控制不同数量的控制开关导通,以使对应的充电回路导通,从而达到改变电池包充电速率的目的;电池包的充电速率可根据需要进行调节,当需要提高充电速率时,可将三个充电回路都导通;反之,当需要保养电池包时,可以减少充电回路的导通数量,以降低对电池的伤害;通过触发装置输出不同数量的脉冲信号至电池管理系统,以使电池管理系统控制对应数量的控制开关导通;当三个控制开关都导通时,电池包的充电速率达到最高,可提高电池包的充电效率;当两个控制开关导通时,电池包的充电速率较高;当只有一个控制开关导通时,由于只有一条充电回路被导通,因此电池包的充电速率较慢,但对电池的损害较低。
作为优选,所述触发装置包括按钮式脉冲触发电路和过流检测式触发电路。
采用上述方案,利用按钮式脉冲触发电路能够根据用户自己的需要通过按动按钮以触发输出特定数量的脉冲信号至电池管理系统,从而达到主动切换充电速率的目的;利用过流检测式触发电路能够在电池包充电过流的情况下,被动切换电池包的充电速率,以降低充电电流,从而对电池包进行保护。
作为优选,所述过流检测式触发电路具有一极限值,所述极限值对应于充电口负极所能承受的极限电流值,所述过流检测式触发电路用于监控充电口负极的电流变化情况以输出相应的过流检测信号至电池管理系统;
当过流检测式触发电路检测到充电口负极的电流超过极限电流值时,所述电池管理系统控制第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关均断开,以切断第一充电回路、第二充电回路和第三充电回路。
采用上述方案,当电池包在进行充电的过程中,其负极的电流为电池包正极的三个充电回路的电流总和,此时,若出现了过流现象,则电池包负极的电流会增加;当充电口负极的电流值超过极限电流值时,电池管理系统能够控制第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关立刻切断第一充电回路、第二充电回路和第三充电回路,从而阻止电池包继续进行充电,起到了保护电池包的作用。
作为优选,所述过流检测式触发电路还具有一基准值,所述基准值对应于充电口负极正常工作时的标准电流值;
当过流检测式触发电路检测到充电口负极的电流高于标准电流值且低于极限电流值时,所述电池管理系统监测第一充电回路、第二充电回路和第三充电回路中各自电流的变化速率,并控制电流上升速率最快的充电回路所对应的控制开关断开,直至充电口负极的电流值小于标准电流值。
采用上述方案,当充电口的负极电流发生过流现象时,其往往是由其中一个充电回路的故障造成,当过流的电流值小于极限电流值的情况下,这时若直接切断所有的充电回路,虽然能够保护电池包不受损害,但是电池包无法继续充电,进而影响了充电效率;若电池包在充电过程中出现了电流异常增长的现象,则出现故障的充电回路的电流一定增长得最快,这时通过电池管理系统监测并比较三条充电回路中的电流增长速率,便能快速识别出发生故障的充电回路,以控制该充电回路所对应的控制开关断开,进而切断该充电回路,而其他的充电回路还能够正常运行;这样,既能排除过流故障,保证充电安全,还能使电池包继续充电,避免影响充电效率。
作为优选,所述电池管理系统每隔一段时间读取一次第一充电回路、第二充电回路和第三充电回路上各自对应的电流值,以生成每个充电回路中各自对应的电流变化曲线,并将各自的电流变化曲线记录在存储器中;
将每个充电回路中相邻时间点的电流值做差,并将差值除以读取电流值时的时间间隔,以得到电流变化曲线的斜率;
当过流检测式触发电路检测到充电口负极的电流高于标准电流值且低于极限电流值时,其先控制具有最大正向斜率的电流变化曲线所对应的充电回路上的控制开关断开,直至充电口负极的电流值小于标准电流值。
采用上述方案,通过将三个充电回路中的电流大小绘制成随时间变化的曲线,该曲线的斜率大小即代表电流变化的快慢,且当曲线的斜率为正向时,说明电流目前正处于增长状态,反之,当斜率为负时,说明电流正在减小;因此通过比较三条电流变化曲线在同一时间段内的正向斜率大小,便能得到该时间段内电流增长的速率大小;若电池包在充电过程中出现了过流或短路现象,即电池包的负极电流超过标准电流值时,通过控制具有最大正向斜率的电流变化曲线所对应的充电回路上控制开关断开,便能切断电流上升最快的充电回路,进而切除发生故障的充电回路。
作为优选,所述电池管理系统监测电池包的电量情况,同时监测充电口是否进行充电,当充电口进行充电并且电池包的电量较低时,电池管理系统控制第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关导通。
采用上述方案,当电池包的电量处于较低状态时,通过充电口进行充电的过程中,默认同时开启第一控制开关、第二控制开关与第三控制开关,以使电池包能够进行高速充电,进而在最短的时间内充满电量。
作为优选,当充电口进行充电并且电池包的电量快满时,所述电池管理系统依次控制第一控制开关、第二控制开关以分别切断第一充电回路、第二充电回路。
采用上述方案,当电池包快充满时,若还以全速进行充电,则容易使电池包过充,进而发生故障甚至危险,在该状态下通过第一控制开关与第二控制开关切断第一充电回路与第二充电回路,只留一条充电回路进行充电,则能够将电池包的充电速率降低,以保证电池包的安全性。
作为优选,还包括受控于电池管理系统的第一切断装置,当充电口进行充电并且电池包的电量快满时,所述电池管理系统控制第一切断装置切断按钮式脉冲触发电路。
采用上述方案,当电池包的电量快充满时,这时若不小心触发按钮式脉冲触发电路容易导致电池包进入快充模式,存在较大的安全隐患;这时通过第一切断装置切断按钮式脉冲触发电路,能够有效避免误操作,进而提高电池包进行充电时的安全性。
作为优选,还包括受控于电池管理系统的第二切断装置,当过流检测式触发电路检测到充电口负极的电流高于标准电流值时,所述电池管理系统控制第二切断装置切断按钮式脉冲触发电路。
采用上述方案,当充电口的负极出现过流现象时,第二切断装置能够切断按钮式脉冲触发电路,避免误触发导致其他充电回路导通,进一步提升电池包充电时的安全性。
本发明的第二目的是提供一种电动车的充电切换系统的控制方法,能够优先切断上升速率最快的充电回路,使得电池包在解除过流故障后还能够持续充电。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种电动车的充电切换系统的控制方法,所述电池管理系统包括第一电流检测单元、第二电流检测单元、第三电流检测单元和控制单元;
具体步骤如下:
步骤一、
第一电流检测单元在每隔一段相等的时间t后,通过控制单元对第一充电回路中的当前电流值进行记录,依次记录为I1-1、I1-2、I1-3、I1-4……I1-n、I1-(n+1),并将这组数据绘制成电流值随时间变化的曲线S1;
第二电流检测单元在每隔一段相等的时间t后,通过控制单元对第二充电回路中的当前电流值进行记录,依次记录为I2-1、I2-2、I2-3、I2-4……I2-n、I2-(n+1),并将这组数据绘制成电流值随时间变化的曲线S2;
第三电流检测单元在每隔一段相等的时间t后,通过控制单元对第三充电回路中的当前电流值进行记录,依次记录为I3-1、I3-2、I3-3、I3-4……I3-n、I3-(n+1),并将这组数据绘制成电流值随时间变化的曲线S3;
步骤二、
将步骤一的曲线S1中相邻的电流值做差,即差值d1=I1-(n+1)-I1-n;
将步骤一的曲线S2中相邻的电流值做差,即差值d2=I2-(n+1)-I2-n;
将步骤一的曲线S3中相邻的电流值做差,即差值d3=I3-(n+1)-I3-n;
步骤三、
将步骤二中的差值d1除以时间间隔t,以得到曲线S1在单位时间t内的平均斜率k1;
将步骤二中的差值d2除以时间间隔t,以得到曲线S2在单位时间t内的平均斜率k2;
将步骤二中的差值d3除以时间间隔t,以得到曲线S3在单位时间t内的平均斜率k3;
步骤四、当过流检测式触发电路检测到充电口负极的电流高于标准电流值且低于极限电流值时,在最接近的时间段内,比较步骤三中该时间段内k1、k2与k3的大小,并通过电池管理系统控制具有最大正向斜率的曲线所对应的充电回路上的控制开关断开,以切断该充电回路;
在切除该充电回路后,若电流还未恢复,重复步骤一至四,继续切除剩余充电回路中具有最大正向斜率的曲线所对应的充电回路,直到充电口负极的电流恢复至标准电流以下或者将第一充电回路、第二充电回路和第三充电回路全部切除,使得充电口停止充电。
采用上述方案,上述方法操作简单,能够精确检测第一充电回路、第二充电回路与第三充电回路各自的电流变化速率,从而在充电口的负极过流时及时切断充电速率较快的充电回路,使得在解除过流故障后,电池包还能够持续充电,以保证充电效率。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1、通过触发装置能够对电池包的充电速率进行调整,以根据不同需要进行充电模式的转变,当三个充电回路都导通时,电池包的充电速率达到最高,从而提高充电效率,当只有一个充电回路导通时,充电口能够以较低的速率对电池包进行充电,以降低对电池的伤害;
2、若电池包在充电过程中出现了过流现象,则电池管理系统能够优先切断电流增长速率最高的回路,既能有效切除发生故障的回路,又能避免电池包停止充电,提高了充电效率。
附图说明
图1为本发明的系统构架图;
图2为本发明的系统流程图。
图中:1、电池包;2、按钮式脉冲触发电路;3、电池管理系统;4、充电口;5、第一控制开关;6、第二控制开关;7、第三控制开关;8、第一切断装置;9、第二切断装置;10、第一充电回路;11、第二充电回路;12、第三充电回路;13、第一电流检测单元;14、第二电流检测单元;15、第三电流检测单元;16、控制单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例一,本实施例公开的一种电动车的充电切换系统,包括电池包1、充电口4、触发装置、电池管理系统3与控制开关,其中控制开关包括第一控制开关5、第二控制开关6和第三控制开关7。
充电口4的正极与电池包1的正极之间依次并列形成第一充电回路10、第二充电回路11与第三充电回路12,其负极耦接于电池包1的负极,即电池包1可以通过连接于正极的第一充电回路10、第二充电回路11与第三充电回路12这三条充电回路进行充电,充电口4用于连接外部电源,并将外部电源的电能通过三条充电回路对电池包1进行充电。
电池包1的负极直接连接充电口4的负极,使得电池包1在进行充电的过程中,流经电池包1负极的电流为流经第一充电回路10、第二充电回路11与第三充电回路12的电流之和。
第一控制开关5串联于第一充电回路10,以控制第一充电回路10的通断;第二控制开关6串联于第二充电回路11,以控制第二充电回路11的通断;第三控制开关7串联于第三充电回路12,以控制第三充电回路12的通断。
电池包1的充电速率与第一充电回路10、第二充电回路11以及第三充电回路12中的导通数量有关。当三个充电回路全部导通后,这时若在充电口4处施加外部电源,则电流可经过三个通道对电池包1进行充电,使充电速率达到最高;当只有两个充电回路导通,则电池包1会以较快的速度进行充电,但是低于前者的速度;当第一充电回路10、第二充电回路11以及第三充电回路12中只有其中一个导通时,则电池包1进行慢充,这时流经电池包1的电流较小,使电池的使用寿命更长;当第一充电回路10、第二充电回路11以及第三充电回路12全都截止后,则电池包1的正极充电回路被截断,使得电池包1无法进行充电。
触发装置响应于外部的触发以输出不同数量的脉冲信号,其可为按钮式脉冲触发电路2,通过按动按钮的次数来输出相应数量的脉冲信号。电池管理系统3耦接于触发装置以接收不同数量的脉冲信号并根据脉冲信号的数量以分别控制第一控制开关5、第二控制开关6和第三控制开关7进行相应的通断。
按钮式脉冲触发电路2的具体工作过程如下:
当按下一次按钮式触发电路中的按钮,触发装置输出一个脉冲信号至电池管理系统3,使电池管理系统3控制第一控制开关5导通第一充电回路10,而另外两条充电回路均断开,以实现低速率充电。
当连续两次按下按钮式触发电路中的按钮,触发装置连续输出两个脉冲信号至电池管理系统3,使电池管理系统3控制第一控制开关5和第二控制开关6导通,以分别导通第一充电回路10和第二充电回路11,而第三充电回路12断开,以实现高速率充电。
当连续三次按下按钮式触发电路中的按钮,触发装置连续输出三个脉冲信号至电池管理系统3,使得电池管理系统3控制第一控制开关5、第二控制开关6和第三控制开关7导通,以分别导通第一充电回路10、第二充电回路11和第三充电回路12,当三条充电回路均导通后,以实现超高速率充电。
实施例二,触发装置还包括过流检测式触发电路,其可优选为集成过流检测传感器芯片。
过流检测式触发电路用于监控充电口4负极的电流变化情况以输出相应的过流检测信号至电池管理系统3,当电池包1在进行正常充电的过程中,流经充电口4负极的电流小于标准电流值。
反之,当电池包1在进行充电的过程中,若第一充电回路10、第二充电回路11或第三充电回路12中出现过流现象,则流经充电口4负极的电流会大于标准电流值。这时第一充电回路10、第二充电回路11和第三充电回路12中出现过流故障的回路会瞬间电流大增,并且相较于另外几条正常的充电回路,电流会增加得更加迅速。
过流检测式触发电路具有一极限值,极限值对应于充电口4负极所能承受的极限电流值,当充电口4负极的电流超过该极限电流值时,若充电还在继续,则容易造成电池包1损坏。
若充电过程中电池包1出现了严重的过流现象,使得充电口4负极的电流超过了极限电流值,则电池管理系统3控制第一控制开关5、第二控制开关6和第三控制开关7均断开,以切断第一充电回路10、第二充电回路11和第三充电回路12,当三条充电回路全被切断后,电池包1的充电回路完全被切断,以实现保护。
实施例三,在实施例二的基础上,过流检测式触发电路还具有一基准值,基准值对应于充电口4负极正常工作时的标准电流值,该标准电流值低于极限电流值。当电池包1在进行快充的过程中,若出现了轻微的过流现象,即充电口4负极的电流高于标准电流值但低于极限电流值时,不会在短时间内损坏电池包1,但是也不宜使电池包1时间的保持在该状态下,这时若直接将第一充电回路10、第二充电回路11与第三充电回路12切断,虽然能够及时解除过流的故障,但是电池包1无法再继续充电,进而影响充电效率。
当过流检测式触发电路检测到充电口4负极的电流高于标准电流值且低于极限电流值时,其输出相应的过流检测信号至电池管理系统3,电池管理系统3监测第一充电回路10、第二充电回路11和第三充电回路12中各自电流的变化速率,并控制电流上升速率最快的充电回路所对应的控制开关断开,直至充电口4负极的电流值小于标准电流值。
电池管理系统3每隔一段时间读取一次第一充电回路10、第二充电回路11和第三充电回路12上各自对应的电流值,以生成每个充电回路中各自对应的电流变化曲线,并将各自的电流变化曲线记录在存储器中;
将每个充电回路中相邻时间点的电流值做差,并将差值除以读取电流值时的时间间隔,以得到电流变化曲线的斜率;当过流检测式触发电路检测到充电口4负极的电流高于标准电流值且低于极限电流值时,其先控制具有最大正向斜率的电流变化曲线所对应的充电回路上的控制开关断开,直至充电口4负极的电流值小于标准电流值。
还包括受控于电池管理系统3的第二切断装置9,当过流检测式触发电路检测到充电口4负极的电流高于标准电流值时,电池管理系统3控制第二切断装置9切断按钮式脉冲触发电路2,避免按钮式脉冲触发电路2误触发导致充电回路的数量增加。
实施例四,在实施例三的基础上,本实施例公开了一种电动车的充电切换系统的控制方法,电池管理系统3包括第一电流检测单元13、第二电流检测单元14、第三电流检测单元15和控制单元16。
具体步骤如下:
步骤一、
第一电流检测单元13在每隔一段相等的时间t后,通过控制单元16对第一充电回路10中的当前电流值进行记录,依次记录为I1-1、I1-2、I1-3、I1-4……I1-n、I1-(n+1),并将这组数据绘制成电流值随时间变化的曲线S1;
第二电流检测单元14在每隔一段相等的时间t后,通过控制单元16对第二充电回路11中的当前电流值进行记录,依次记录为I2-1、I2-2、I2-3、I2-4……I2-n、I2-(n+1),并将这组数据绘制成电流值随时间变化的曲线S2;
第三电流检测单元15在每隔一段相等的时间t后,通过控制单元16对第三充电回路12中的当前电流值进行记录,依次记录为I3-1、I3-2、I3-3、I3-4……I3-n、I3-(n+1),并将这组数据绘制成电流值随时间变化的曲线S3。
步骤二、
将步骤一的曲线S1中相邻的电流值做差,即差值d1=I1-(n+1)-I1-n;
将步骤一的曲线S2中相邻的电流值做差,即差值d2=I2-(n+1)-I2-n;
将步骤一的曲线S3中相邻的电流值做差,即差值d3=I3-(n+1)-I3-n。
步骤三、
将步骤二中的差值d1除以时间间隔t,以得到曲线S1在单位时间t内的平均斜率k1;
将步骤二中的差值d2除以时间间隔t,以得到曲线S2在单位时间t内的平均斜率k2;
将步骤二中的差值d3除以时间间隔t,以得到曲线S3在单位时间t内的平均斜率k3。
步骤四、当过流检测式触发电路检测到充电口4负极的电流高于标准电流值且低于极限电流值时,在最接近的时间段内,比较步骤三中该时间段内k1、k2与k3的大小,并通过电池管理系统3控制具有最大正向斜率的曲线所对应的充电回路上的控制开关断开,以切断该充电回路。
在切除该充电回路后,若充电口4负极的电流恢复至标准电流以下,则说明故障回路已被切除,另外的充电回路还能够正常传输电流,使电池包1继续进行充电。
若电流还未恢复,则说明剩余导通的充电回路中还存在有处于过流状态的充电回路,这时重复步骤一至四,继续切除剩余充电回路中具有最大正向斜率的曲线所对应的充电回路,直到充电口4负极的电流恢复至标准电流以下或者将第一充电回路10、第二充电回路11和第三充电回路12全部切除,使得充电口4停止充电。
为了增加电流变化曲线的平滑性,所选取的时间间隔t应尽可能地小,使电流变化曲线在每个时间间隔t内的平均斜率更接近于该时刻所对应的瞬时斜率。
电池管理系统3监测电池包1的电量情况,同时监测充电口4是否进行充电,当充电口4进行充电并且电池包1的电量较低时,优先采用快充方式进行充电,即利用电池管理系统3控制第一控制开关5、第二控制开关6和第三控制开关7全都导通,使第一充电回路10、第二充电回路11及第三充电回路12全部导通,让电池包1能够以最快速度进行充电,以提高充电效率。
当充电口4进行充电并且电池包1的电量快满时,电池管理系统3依次控制第一控制开关5、第二控制开关6以分别切断第一充电回路10、第二充电回路11,使得充电回路由原先的三条转变为一条,以降低充电速率,避免电池包1受到大电流的冲击,从而增加安全性。
还包括受控于电池管理系统3的第一切断装置8,当充电口4进行充电并且电池包1的电量快满时,电池管理系统3控制第一切断装置8切断按钮式脉冲触发电路2,避免按钮式脉冲触发电路2误触发导致充电回路的数量增加,防止电池包1进入快充模式。
Claims (10)
1.一种电动车的充电切换系统,其特征是:包括电池包(1);
充电口(4),其正极与电池包(1)的正极之间依次并列形成第一充电回路(10)、第二充电回路(11)与第三充电回路(12),其负极耦接于电池包(1)的负极;
触发装置,响应于外部的触发以输出不同数量的脉冲信号;
第一控制开关(5),串联于第一充电回路(10),以控制第一充电回路(10)的通断;第二控制开关(6),串联于第二充电回路(11),以控制第二充电回路(11)的通断;第三控制开关(7),串联于第三充电回路(12),以控制第三充电回路(12)的通断;
电池管理系统(3),耦接于触发装置以接收不同数量的脉冲信号并根据脉冲信号的数量以分别控制第一控制开关(5)、第二控制开关(6)和第三控制开关(7)进行相应的通断;
当触发装置输出一个脉冲信号时,所述电池管理系统(3)控制第一控制开关(5)导通第一充电回路(10),以实现低速率充电;
当触发装置输出两个脉冲信号时,所述电池管理系统(3)控制第一控制开关(5)和第二控制开关(6)导通,以分别导通第一充电回路(10)和第二充电回路(11),以实现高速率充电;
当触发装置输出三个脉冲信号时,所述电池管理系统(3)控制第一控制开关(5)、第二控制开关(6)和第三控制开关(7)导通,以分别导通第一充电回路(10)、第二充电回路(11)和第三充电回路(12),以实现超高速率充电。
2.根据权利要求1所述的电动车的充电切换系统,其特征是:所述触发装置包括按钮式脉冲触发电路(2)和过流检测式触发电路。
3.根据权利要求2所述的电动车的充电切换系统,其特征是:所述过流检测式触发电路具有一极限值,所述极限值对应于充电口(4)负极所能承受的极限电流值,所述过流检测式触发电路用于监控充电口(4)负极的电流变化情况以输出相应的过流检测信号至电池管理系统(3);
当过流检测式触发电路检测到充电口(4)负极的电流超过极限电流值时,所述电池管理系统(3)控制第一控制开关(5)、第二控制开关(6)和第三控制开关(7)均断开,以切断第一充电回路(10)、第二充电回路(11)和第三充电回路(12)。
4.根据权利要求3所述的电动车的充电切换系统,其特征是:所述过流检测式触发电路还具有一基准值,所述基准值对应于充电口(4)负极正常工作时的标准电流值;
当过流检测式触发电路检测到充电口(4)负极的电流高于标准电流值且低于极限电流值时,所述电池管理系统(3)监测第一充电回路(10)、第二充电回路(11)和第三充电回路(12)中各自电流的变化速率,并控制电流上升速率最快的充电回路所对应的控制开关断开,直至充电口(4)负极的电流值小于标准电流值。
5.根据权利要求4所述的电动车的充电切换系统,其特征是:所述电池管理系统(3)每隔一段时间读取一次第一充电回路(10)、第二充电回路(11)和第三充电回路(12)上各自对应的电流值,以生成每个充电回路中各自对应的电流变化曲线,并将各自的电流变化曲线记录在存储器中;
将每个充电回路中相邻时间点的电流值做差,并将差值除以读取电流值时的时间间隔,以得到电流变化曲线的斜率;
当过流检测式触发电路检测到充电口(4)负极的电流高于标准电流值且低于极限电流值时,其先控制具有最大正向斜率的电流变化曲线所对应的充电回路上的控制开关断开,直至充电口(4)负极的电流值小于标准电流值。
6.根据权利要求2所述的电动车的充电切换系统,其特征是:所述电池管理系统(3)监测电池包(1)的电量情况,同时监测充电口(4)是否进行充电,当充电口(4)进行充电并且电池包(1)的电量较低时,电池管理系统(3)控制第一控制开关(5)、第二控制开关(6)和第三控制开关(7)导通。
7.根据权利要求6所述的电动车的充电切换系统,其特征是:当充电口(4)进行充电并且电池包(1)的电量快满时,所述电池管理系统(3)依次控制第一控制开关(5)、第二控制开关(6)以分别切断第一充电回路(10)、第二充电回路(11)。
8.根据权利要求7所述的电动车的充电切换系统,其特征是:还包括受控于电池管理系统(3)的第一切断装置(8),当充电口(4)进行充电并且电池包(1)的电量快满时,所述电池管理系统(3)控制第一切断装置(8)切断按钮式脉冲触发电路(2)。
9.根据权利要求4所述的电动车的充电切换系统,其特征是:还包括受控于电池管理系统(3)的第二切断装置(9),当过流检测式触发电路检测到充电口(4)负极的电流高于标准电流值时,所述电池管理系统(3)控制第二切断装置(9)切断按钮式脉冲触发电路(2)。
10.根据权利要求5所述的电动车的充电切换系统的控制方法,其特征是:所述电池管理系统(3)包括第一电流检测单元(13)、第二电流检测单元(14)、第三电流检测单元(15)和控制单元(16);
具体步骤如下:
步骤一、
第一电流检测单元(13)在每隔一段相等的时间t后,通过控制单元(16)对第一充电回路(10)中的当前电流值进行记录,依次记录为I1-1、I1-2、I1-3、I1-4……I1-n、I1-(n+1),并将这组数据绘制成电流值随时间变化的曲线S1;
第二电流检测单元(14)在每隔一段相等的时间t后,通过控制单元(16)对第二充电回路(11)中的当前电流值进行记录,依次记录为I2-1、I2-2、I2-3、I2-4……I2-n、I2-(n+1),并将这组数据绘制成电流值随时间变化的曲线S2;
第三电流检测单元(15)在每隔一段相等的时间t后,通过控制单元(16)对第三充电回路(12)中的当前电流值进行记录,依次记录为I3-1、I3-2、I3-3、I3-4……I3-n、I3-(n+1),并将这组数据绘制成电流值随时间变化的曲线S3;
步骤二、
将步骤一的曲线S1中相邻的电流值做差,即差值d1=I1-(n+1)-I1-n;
将步骤一的曲线S2中相邻的电流值做差,即差值d2=I2-(n+1)-I2-n;
将步骤一的曲线S3中相邻的电流值做差,即差值d3=I3-(n+1)-I3-n;
步骤三、
将步骤二中的差值d1除以时间间隔t,以得到曲线S1在单位时间t内的平均斜率k1;
将步骤二中的差值d2除以时间间隔t,以得到曲线S2在单位时间t内的平均斜率k2;
将步骤二中的差值d3除以时间间隔t,以得到曲线S3在单位时间t内的平均斜率k3;
步骤四、当过流检测式触发电路检测到充电口(4)负极的电流高于标准电流值且低于极限电流值时,在最接近的时间段内,比较步骤三中该时间段内k1、k2与k3的大小,并通过电池管理系统(3)控制具有最大正向斜率的曲线所对应的充电回路上的控制开关断开,以切断该充电回路;
在切除该充电回路后,若电流还未恢复,重复步骤一至四,继续切除剩余充电回路中具有最大正向斜率的曲线所对应的充电回路,直到充电口(4)负极的电流恢复至标准电流以下或者将第一充电回路(10)、第二充电回路(11)和第三充电回路(12)全部切除,使得充电口(4)停止充电。
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