CN106585396A - 冗余主动监控电动汽车充电的充电机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冗余主动监控电动汽车充电的充电机控制方法，在充电机与电池管理系统BMS握手完成后，在参数配置阶段由BMS将当前的荷电状态SOCⅠ0、标称总能量等动力蓄电池状态报文发送给充电机，而充电机则进行冗余实时估计荷电状态SOCⅡ，由充电机主动参与监控电动汽车充电。若充电机实时估计的荷电状态与BMS估计的当前荷电状态差值超过告警值，则发出充电阶段失败告警信息；若充电机实时估计的荷电状态判断充电已完成，但仍未收到BMS中止充电报文，超过特定值后，充电机发出中止充电报文，甚至主动中止充电。本发明充电机控制对荷电状态SOC主动计算，保证电动汽车充电过程中由于BMS故障，或通讯断续时也能够安全充电。

Description

冗余主动监控电动汽车充电的充电机控制方法

技术领域

本发明涉及一种充电技术，特别涉及一种冗余主动监控电动汽车充电的充电机控制方法。

背景技术

充电过程包括六个阶段：物理连接完成、低压辅助上电、充电握手阶段、充电参数配置阶段、充电阶段和充电结束阶段。在各个阶段，充电机和电池管理系统(BMS)如果在规定时间内没有收到对方报文或没有收到正确报文，即判定为超时(除特殊规定外，均为5s)。当出现超时后，BMS或充电机发送特定报文，并进入错误处理状态，在对故障处理过程中，根据故障的类别，分别进行不同的处理。

在充电参数配置阶段，BMS将动力蓄电池充电参数报文发送给充电机，这些参数报文具体包括整车动力蓄电池荷电状态SOC和动力蓄电池标称总能量。

在充电阶段，BMS实时向充电机发送电池充电需求，充电机根据电池充电需求来调整充电电压和充电电流以保证充电过程正常进行。在充电过程中，充电机和BMS相互发送各自的充电状态。除此之外，BMS根据要求向充电机发送动力蓄电池具体状态信息及电压、温度等信息。

在充电阶段，BMS根据充电过程是否正常、电池状态是否达到BMS自身设定的充电结束条件以及是否收到充电机中止充电报文(包括具体中止原因、报文参数值全为0和不可信状态)来判断是否结束充电；充电机根据是否收到停止充电指令、充电过程是否正常、是否达到人为设定的充电参数值，或是否收到BMS中止充电报文(包括具体中止原因、报文参数值全为0和不可信状态)来判断是否结束充电。

对于不可信状态的报文处理方式为：当收到不可信状态时，接收方保持上一状态，数据包不做处理。

以上所介绍的技术都是充电过程中BMS完全“健康”的情况下控制正常充电，而一旦BMS发生故障，充电桩无法做出正确响应，会导致过充问题；更有可能BMS无法发出中止充电报文，而充电机将其判断为不可信状态，保持上一状态，即持续为电动汽车充电，无法结束充电，导致过充问题，影响电动汽车充电安全性。

电动车动力蓄电池最忌讳的就是过度充电、放电。过度充电会让电池发热，鼓胀甚至导致电池爆炸，造成安全性问题。特别对于已使用1年以上的电动车，充电时更易发生问题。

发明内容

本发明是针对充电桩充电控制存在隐患的问题，提出了一种冗余主动监控电动汽车充电的充电机控制方法，通过充电机主动计算，参与控制充电过程以及是否中止充电，可主动参与维护正常充电以及适时中止充电。充电机获取动力蓄电池充电参数后进行冗余实时估计荷电状态SOC Ⅱ，通过荷电状态SOC相关参数的比较，由充电桩主动参与控制充电过程以及是否停止充电。

本发明的技术方案为：一种冗余主动监控电动汽车充电的充电机控制方法，具体包括如下步骤：

1)在参数配置阶段由电池管理系统BMS将当前整车动力蓄电池初始荷电状态SOCⅠ 0和标称总能量等动力蓄电池状态报文发送给充电机，收到，执行步骤2)，否则，转至步骤9)；

2)充电机实时估计荷电状态SOC Ⅱ；

充电机实时估计荷电状态SOC Ⅱ估计电状态SOC采用安时积分法，具体方法如下：

SOC Ⅰ 0为参数配置阶段由BMS发送的初始荷电状态SOC；C_N为参数配置阶段由BMS发送的蓄电池额定容量；η为库伦效率，取0.99；I为充电电流，取正，大小为BMS与充电机协议的电流值；t₀为充电开始时刻；t为当前充电时刻；τ为积分变量；

3)计算充电机实时估计的荷电状态SOC Ⅱ与充电机收到的BMS估计的当前荷电状态SOC Ⅰ的差值的绝对值ΔSOC＝abs(SOC Ⅱ-SOC Ⅰ)，若ΔSOC>告警值，转至步骤10)，否则，执行4)；

4)充电机判断是否收到BMS中止充电报文，收到，转到充电结束阶段，否则，执行5)；

5)充电机由估计荷电状态SOC Ⅱ判断充电是否完成，未完成，返回步骤2)，否则，执行6)；

6)充电机判断当前SOC Ⅱ是否超过特定值，超过，转至步骤11)，否则，执行7)；

7)向BMS发送充电机中止充电报文；

8)判断是否收到BMS中止充电报文，收到，转到充电结束阶段，否则，转到步骤6)；

9)参数配置阶段失败告警；

10)充电阶段失败告警；

11)中止充电。

本发明的有益效果在于：本发明冗余主动监控电动汽车充电的充电机控制方法，充电机对荷电状态SOC主动计算，保证电动汽车充电过程中由于BMS故障，或通讯断续时也能够安全充电。

附图说明

图1为本发明实施例中充电机用于主动计算以及控制充电过程的流程图。

具体实施方式

本发明通过充电机对电动汽车充电过程中荷电状态SOC主动计算，保证电动汽车充电过程中由于BMS故障，或通讯断续时也能够安全充电。本发明中充电机在获取动力蓄电池充电参数后进行冗余实时估计荷电状态SOC Ⅱ，通过荷电状态SOC相关参数的比较，由充电机主动参与控制电动汽车充电过程以及是否停止充电。

具体地，如图1所示，根据本发明实施例的控制电动汽车充电过程的方法，包括以下步骤：

S1.在参数配置阶段由BMS将当前整车动力蓄电池初始荷电状态SOC Ⅰ 0和标称总能量等动力蓄电池状态报文发送给充电机，收到，执行步骤S2，否则，转至步骤S9；

S2.实时估计荷电状态SOC Ⅱ；

实时估计荷电状态SOC Ⅱ估计电状态SOC采用安时积分法，具体方法如下：

在本发明实施例中，SOC Ⅰ 0为参数配置阶段由BMS发送的初始荷电状态SOC；C_N为参数配置阶段由BMS发送的蓄电池额定容量；η为库伦效率，取0.99；I为充电电流，取正，大小为BMS与充电机协议的电流值，t₀为充电开始时刻；t为当前充电时刻；τ为积分变量。

S3.计算充电机实时估计的荷电状态SOC Ⅱ与BMS估计的当前荷电状态SOC Ⅰ的差值的绝对值ΔSOC＝abs(SOC Ⅱ-SOC Ⅰ)，若ΔSOC>告警值，转至步骤S10，否则，执行S4；

在本发明的实施例中，告警值取0.1，即标称容量的0.1倍。

S4.充电机判断是否收到BMS中止充电报文，收到，转到充电结束阶段，否则，执行S5；

S5.充电机由估计荷电状态SOC Ⅱ判断充电是否完成，未完成，返回步骤S2，否则，执行S6；

S6.充电机判断当前SOC Ⅱ是否超过特定值，超过，转至步骤S11，否则，执行S7；

在本发明的实施例中，特定值取1.1，即标称容量的1.1倍。

S7.向BMS发送充电机中止充电报文；

S8.判断是否收到BMS中止充电报文，收到，转到充电结束阶段，否则，转到步骤S6；

S9.参数配置阶段失败告警；

S10.充电阶段失败告警；

S11.中止充电。

根据以上流程，本发明可以通过充电机在获取动力蓄电池充电参数后进行冗余主动实时估计荷电状态SOC Ⅱ，通过荷电状态SOC相关参数的比较，由充电机主动参与控制电动汽车充电过程以及是否停止充电，解决了电动汽车充电过程中由于BMS故障，或通讯断续时的非正常充电问题，为提高了电动汽车充电安全性提供科学指导。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”“实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (1)

1.一种冗余主动监控电动汽车充电的充电机控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)在参数配置阶段由电池管理系统BMS将当前整车动力蓄电池初始荷电状态SOCⅠ0和标称总能量等动力蓄电池状态报文发送给充电机，收到，执行步骤2)，否则，转至步骤9)；

2)充电机实时估计荷电状态SOCⅡ；

充电机实时估计荷电状态SOCⅡ估计电状态SOC采用安时积分法，具体方法如下：

$SOCII=SOCIO+\frac{1}{C_N}{\∫}_{t_0}^t\mathrm{\η}I\·d\mathrm{\τ}$

SOCⅠ0为参数配置阶段由BMS发送的初始荷电状态SOC；C_N为参数配置阶段由BMS发送的蓄电池额定容量；η为库伦效率，取0.99；I为充电电流，取正，大小为BMS与充电机协议的电流值；t₀为充电开始时刻；t为当前充电时刻；τ为积分变量；

3)计算充电机实时估计的荷电状态SOCⅡ与充电机收到的BMS估计的当前荷电状态SOCⅠ的差值的绝对值ΔSOC＝abs(SOCⅡ-SOCⅠ)，若ΔSOC>告警值，转至步骤10)，否则，执行4)；

4)充电机判断是否收到BMS中止充电报文，收到，转到充电结束阶段，否则，执行5)；

5)充电机由估计荷电状态SOCⅡ判断充电是否完成，未完成，返回步骤2)，否则，执行6)；

6)充电机判断当前SOCⅡ是否超过特定值，超过，转至步骤11)，否则，执行7)；

7)向BMS发送充电机中止充电报文；

8)判断是否收到BMS中止充电报文，收到，转到充电结束阶段，否则，转到步骤6)；

9)参数配置阶段失败告警；

10)充电阶段失败告警；

11)中止充电。