CN107147171A - 一种通用型充电站及其充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通用型充电站，包括充电电流控制模块，用于控制充电电流；充电计时器，用于记录充电时间；蓄电池电压检测模块，用于检测蓄电池的电压；蓄电池放电回路，包括若干个可调电阻，用于对蓄电池进行放电检测；放电电流检测模块，串联安装在蓄电池放电回路上，用于检测放电电流；蓄电池温度检测模块，用于检测蓄电池的温度；蓄电池电量检测模块，用于检测蓄电池的实时电量。本发明还公开了一种上述通用型充电站的充电控制方法。本发明能够改进现有技术的不足，提高了兼顾了充电效率和电池本身的寿命。

Description

一种通用型充电站及其充电控制方法
技术领域
本发明涉及智能充电站技术领域，尤其是一种通用型充电站及其充电控制方法。
背景技术
随着新能源技术的发展，电动汽车和插电式混动汽车销量逐年上升。随之配套的充电站也以快速的速度在全国开始建设。电动汽车在充电过程中，如果要提高充电效率，则不得不加大充电电流，但是大电流对于电池本身的寿命和安全性会有不利影响。所以，如何平衡充电效率和电池寿命，成为了现有技术中亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通用型充电站及其充电控制方法，能够解决现有技术的不足，提高了兼顾了充电效率和电池本身的寿命。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种通用型充电站，包括，
充电电流控制模块，用于控制充电电流；
充电计时器，用于记录充电时间；
蓄电池电压检测模块，用于检测蓄电池的电压；
蓄电池放电回路，包括若干个可调电阻，用于对蓄电池进行放电检测；
放电电流检测模块，串联安装在蓄电池放电回路上，用于检测放电电流；
蓄电池温度检测模块，用于检测蓄电池的温度；
蓄电池电量检测模块，用于检测蓄电池的实时电量。
一种上述的通用型充电站的充电控制方法，包括以下步骤：
A、根据蓄电池电量检测模块7检测到的蓄电池的实时电量，充电电流控制模块1对充电电流进行如下控制，
其中，I为充电电流，Q为蓄电池的实时电量，～为电流分量，P为紊流充电系数，
其中，的取值范围为30s～60s，T为实时的充电总时长，为阶段的实时充电时长；
B、在阶段，使用放电电流检测模块5检测到的放电电流对进行修正；
C、在阶段，使用放电电流检测模块5检测到的放电电流和蓄电池温度检测模块6检测到的蓄电池温度对进行修正；
D、在阶段，使用蓄电池电量检测模块7检测到的蓄电池电量和蓄电池电压检测模块3检测到的蓄电池电压对进行修正；
E、在阶段，使用放电电流检测模块5检测到的放电电流对进行修正。
作为优选，步骤B中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，为放电电流，为放电电流在检测期间的最大值，为放电电流的平均值。
作为优选，步骤C中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，为放电电流，为比例系数，σ为蓄电池温度变化曲线与放电电流变化曲线的相似度。
作为优选，步骤D中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，Q为蓄电池的实时电量，u为蓄电池电压，为比例系数。
作为优选，步骤E中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，为放电电流的增量与蓄电池电量的增量的偏差度。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明根据蓄电池的充电特性，将整个充电过程分为了四个部分进行单独的控制。在第一个阶段，通过检测到的放电电流对蓄电池本身的充电速度进行计算评估，然后有针对性的对充电电流进行动态调控。在第二个阶段，电池处于平稳充电阶段，利用蓄电池温度变化曲线与放电电流变化曲线的相似度对充电电流进行修正，可以有效在大电流长时间充电过程中保证电池不出现温度异常的问题。在第三个阶段，蓄电池已处于电量较充足的阶段，在这个阶段蓄电池的自身电压会逐渐稳定下来，所以利用蓄电池电压的累计数量与电池电量的比值对充电电流进行调节，可以提高充电电流、电池电压和电量的稳定输出。在第四个阶段，使用放电电流的增量与蓄电池电量的增量偏差度对充电电流进行补充，可以加快电池充电末段的充电效率。本发明可以在保证电池的正常充电效率的同时，对电池起到了良好的保护，从而有效延长了电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的系统原理图。
图2是本发明一个具体实施方式中蓄电池放电回路的电路图。
图中：1、充电电流控制模块；2、充电计时器；3、蓄电池电压检测模块；4、蓄电池放电回路；5、放电电流检测模块；6、蓄电池温度检测模块；7、蓄电池电量检测模块；R、可调电阻；C、接地电容。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1，本发明一个具体实施方式包括，
充电电流控制模块1，用于控制充电电流；
充电计时器2，用于记录充电时间；
蓄电池电压检测模块3，用于检测蓄电池的电压；
蓄电池放电回路4，包括若干个可调电阻R，用于对蓄电池进行放电检测；
放电电流检测模块5，串联安装在蓄电池放电回路4上，用于检测放电电流；
蓄电池温度检测模块6，用于检测蓄电池的温度；
蓄电池电量检测模块7，用于检测蓄电池的实时电量。
一种上述的通用型充电站的充电控制方法，包括以下步骤：
A、根据蓄电池电量检测模块7检测到的蓄电池的实时电量，充电电流控制模块1对充电电流进行如下控制，
其中，I为充电电流，Q为蓄电池的实时电量，～为电流分量，P为紊流充电系数，
，
其中，的取值范围为30s～60s，T为实时的充电总时长，为阶段的实时充电时长；
B、在阶段，使用放电电流检测模块5检测到的放电电流对进行修正；
C、在阶段，使用放电电流检测模块5检测到的放电电流和蓄电池温度检测模块6检测到的蓄电池温度对进行修正；
D、在阶段，使用蓄电池电量检测模块7检测到的蓄电池电量和蓄电池电压检测模块3检测到的蓄电池电压对进行修正；
E、在阶段，使用放电电流检测模块5检测到的放电电流对进行修正。
步骤B中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，为放电电流，为放电电流在检测期间的最大值，为放电电流的平均值。
对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量。
步骤C中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，为放电电流，为比例系数，σ为蓄电池温度变化曲线与放电电流变化曲线的相似度。
步骤D中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，Q为蓄电池的实时电量，u为蓄电池电压，为比例系数。
对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，为比例系数。
对角频率ω的优选范围为5～8，初始角度与充电电流输入端的相位角提前30°。
步骤E中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，为放电电流的增量与蓄电池电量的增量的偏差度。
参照图2，蓄电池放电回路由多个串联的可调电阻R组成，相邻的可调电阻之间通过节点电容C接地。通过调节可调电阻R，可以有效的对蓄电池的放电电流进行调节，避免放电电流过大或者过小。接地电容可以对放电电流中的干扰电流进行过滤。同时，通过对不同可调电阻R的调节，可以灵活控制各个接地电容上的电压，从而获得更好的过滤抗干扰效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种通用型充电站，其特征在于：包括，
充电电流控制模块（1），用于控制充电电流；
充电计时器（2），用于记录充电时间；
蓄电池电压检测模块（3），用于检测蓄电池的电压；
蓄电池放电回路（4），包括若干个可调电阻（R），用于对蓄电池进行放电检测；
放电电流检测模块（5），串联安装在蓄电池放电回路（4）上，用于检测放电电流；
蓄电池温度检测模块（6），用于检测蓄电池的温度；
蓄电池电量检测模块（7），用于检测蓄电池的实时电量。
2.一种权利要求1所述的通用型充电站的充电控制方法，其特征在于包括以下步骤：
A、根据蓄电池电量检测模块（7）检测到的蓄电池的实时电量，充电电流控制模块（1）对充电电流进行如下控制，
其中，I为充电电流，Q为蓄电池的实时电量，～为电流分量，P为紊流充电系数，
，
其中，的取值范围为30s～60s，T为实时的充电总时长，为阶段的实时充电时长；
B、在阶段，使用放电电流检测模块（5）检测到的放电电流对进行修正；
C、在阶段，使用放电电流检测模块（5）检测到的放电电流和蓄电池温度检测模块（6）检测到的蓄电池温度对进行修正；
D、在阶段，使用蓄电池电量检测模块（7）检测到的蓄电池电量和蓄电池电压检测模块（3）检测到的蓄电池电压对进行修正；
E、在阶段，使用放电电流检测模块（5）检测到的放电电流对进行修正。
3.根据权利要求2所述的通用型充电站的充电控制方法，其特征在于：步骤B中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，为放电电流，为放电电流在检测期间的最大值，为放电电流的平均值。
4.根据权利要求2所述的通用型充电站的充电控制方法，其特征在于：步骤C中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，为放电电流，为比例系数，σ为蓄电池温度变化曲线与放电电流变化曲线的相似度。
5.根据权利要求2所述的通用型充电站的充电控制方法，其特征在于：步骤D中，对进行修正的方法为，
，
其中，为修正后的电流分量，Q为蓄电池的实时电量，u为蓄电池电压，为比例系数。
6.根据权利要求2所述的通用型充电站的充电控制方法，其特征在于：步骤E中，对进行修正的方法为，
其中，为修正后的电流分量，为放电电流的增量与蓄电池电量的增量的偏差度。
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