CN107482701B - 充电控制方法、系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电控制方法、系统及车辆，该方法包括：电池管理系统根据充电机发送的充电机的检测电压和电池管理系统发送给充电机的最高允许充电电压判断充电机的检测电压是否大于最高允许充电电压；如果是，则进一步判断电池包的单体电池最高电压是否小于单体电池最高允许电压；如果是，则提升最高允许充电电压，以便充电机提升输出电压为电池包充电；直至电池包的单体电池最高电压达到单体电池最高允许电压时，充电机进入恒压充电过程。本发明的充电控制方法可以使电池包完全充满，提升电池包的充电效率。

Description

充电控制方法、系统及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种充电控制方法、系统及车辆。
背景技术
在电动汽车的充电过程中，充电机和电池管理系统(BMS，BATTERY MANAGEMENTSYSTEM)通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)通讯等信息交互手段传递充电参数，充电参数主要包括电池包最高充电电压和最大允许充电电流，充电机和电池包的BMS检测到的电压可能存在精度不匹配或线缆上有压降等问题，将造成充不满或过充的隐患。如果充电机检测到的电压偏低，可能造成电池包的过充，如果充电机检测到的电压偏高，则造成充电不满，提前结束充电。
发明内容
发明人发现：相关技术中在充电过程中，如图1所示，由充电机和电池包组成的充电系统中，充电机端电压真实值为V1，由于误差等原因充电机检测到的值为V4，充电机会将V4反馈给BMS；BMS发出给充电机的最高允许充电电压为V3(一般情况下V3为恒定值，如在96串的三元电池组成的电池系统中，假设单体电池允许的最高充电电压为4.2V，则V3一般设置为4.2×96＝403V，也可以根据电池包内单体的一致性给出一个小于403V的值，如最高单体电压比平均电压高20mV，则给一个最高允许电压为4.18×96＝401.3V，这样在平均电压达到4.18V时，总电压达到了401.3V，最高单体电压达到了4.2V，可以在最高单体电压不超过4.2V的情况下保证充满，但由于电池包在使用过程中电池的一致性可能发生变化，电池包使用后期单体最高电压将会增大，仍然按照401.3V进行充电时，将会导致最高电压的单体电池长期超过最高允许电压Vmax而过充)，检测到的电压为V5(真实电压值为V2)，由于检测值V1和V2都是导线L之间的电压，理论上是完全相等的，但是由于充电机控制器和BMS的检测精度并不一定相同；另外，导线L也有一定的长度，充电机输出的电压到了电池包处时将会产生压降，导致导线的两端的真实电压值V1≠V2。当充电机按照BMS要求的V3在充电后期的恒压充电阶段进行输出时，充电机认为V1＝V4＝V3，而实际上V1可能大于V3也可能小于V3，而这时BMS端的真实值V2会小于充电机端的真实值V1，但是仍然可能大于V3或小于V3。当V2<V3时，电池包接收到的充电机给出的充电电压小于需求的充电电压，将可能导致充电机提前截止充电，电池包充不满。
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种充电控制方法。该方法可以使电池包完全充满，提升电池包的充电效率。
本发明的另一个目的在于提出一种充电控制系统。
本发明的再一个目的在于提供一种车辆。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种充电控制方法，包括以下步骤：电池管理系统根据充电机发送的充电机的检测电压和所述电池管理系统发送给所述充电机的最高允许充电电压判断充电机的检测电压是否大于所述最高允许充电电压；如果是，则进一步判断电池包的单体电池最高电压是否小于单体电池最高允许电压；如果是，则提升所述最高允许充电电压，以便所述充电机提升输出电压为电池包充电；直至所述电池包的单体电池最高电压达到所述单体电池最高允许电压时，所述充电机进入恒压充电过程。
根据本发明实施例的充电控制方法，可以保证电池包的充电能够充满，并在电池包的单体电池最高电压达到单体电池最高允许电压时，充电机进入恒压充电过程，避免过充，进而提升电池包的充电效率和充电质量。
另外，根据本发明上述实施例的充电控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述提升所述最高允许充电电压的步骤包括：以预定步长提升所述最高允许充电电压。
在一些示例中，在所述充电机进入恒压充电过程之后，包括：保持当前的输出电压不变，并根据最大允许充电电流对所述电池包进行充电。
在一些示例中，所述根据最大允许充电电流对所述电池包进行充电的步骤，包括：逐渐降低所述最大允许充电电流，直至完成充电。
在一些示例中，所述逐渐降低所述最大允许充电电流，直至完成充电，包括：获取所述单体电池最高电压和所述单体电池最高允许电压之间的差值；根据所述差值调整所述最大允许充电电流的下降速度，以使所述差值维持在预定范围内；当所述最大允许充电电流下降至预定电流时，完成充电。
本发明第二方面的实施例公开了一种充电控制系统，包括：判断模块，用于判断充电机的检测电压是否大于最高允许充电电压，并在所述充电机的检测电压大于所述最高允许充电电压时，进一步判断电池包的单体电池最高电压是否小于单体电池最高允许电压；控制模块，用于在所述电池包的单体电池最高电压小于所述单体电池最高允许电压时，提升所述最高允许充电电压，以便所述充电机提升输出电压为电池包充电，直至所述电池包的单体电池最高电压达到所述单体电池最高允许电压时，控制所述充电机进入恒压充电过程。
根据本发明实施例的充电控制系统，可以保证电池包的充电能够充满，并在电池包的单体电池最高电压达到单体电池最高允许电压时，充电机进入恒压充电过程，避免过充，进而提升电池包的充电效率和充电质量。
另外，根据本发明上述实施例的充电控制系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述控制模块用于以预定步长提升所述最高允许充电电压。
在一些示例中，所述控制模块还用于在控制所述充电机进入恒压充电过程之后，保持当前的输出电压不变，并根据最大允许充电电流对所述电池包进行充电。
在一些示例中，所述控制模块还用于：获取所述单体电池最高电压和所述单体电池最高允许电压之间的差值，并根据所述差值调整所述最大允许充电电流的下降速度，以使所述差值维持在预定范围内，以及当所述最大允许充电电流下降至预定电流时，完成充电。
本发明第三方面的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述的第二方面实施例所述的充电控制系统。该车辆可以保证电池包的充电能够充满，并在电池包的单体电池最高电压达到单体电池最高允许电压时，充电机进入恒压充电过程，避免过充，进而提升电池包的充电效率和充电质量。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述的或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是一种充电系统的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的充电控制方法的流程图；以及
图3是根据本发明一个实施例的充电控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明实施例的充电控制方法、系统及车辆。
其中，充电控制方法是对车辆进行充电的控制方法，车辆为电动汽车，可以通过充电机对车辆的动力电池充电。
图2是根据本发明一个实施例的充电控制方法的流程图。如图1所示，根据本发明一个实施例的充电控制方法，包括如下步骤：
S201：电池管理系统根据充电机发送的充电机的检测电压和所述电池管理系统发送给所述充电机的最高允许充电电压判断充电机的检测电压是否大于所述最高允许充电电压。
结合图1所示，充电机的检测电压为V4，最高允许充电电压为V3。即：比较V4和V3，判断V4是否大于V3。
S202：如果是，则进一步判断电池包的单体电池最高电压是否小于单体电池最高允许电压。
结合图1所示，电池包的单体电池最高电压为Vcell_max，单体电池最高允许电压为Vmax。当V4＞V3时，电池管理系统(BMS)检查电池包内的单体电池的最高电压Vcell_max，并与单体电池最高允许电压为Vmax进行比较，判断Vcell_max是否小于Vmax。
S203：如果是，则提升最高允许充电电压，以便充电机提升输出电压为电池包充电。
具体地，如果Vcell_max小于单体电池允许的最高电压Vmax，说明充电机在认为自己已经达到了BMS设置的最高充电电压V3的情况，由于检查误差、线损、电池不均衡程度等因素，最高电压的电芯仍然没有达到恒压充电平台，也就不可能在这个电压下充满。此时，提升最高允许充电电压V3，以便充电机提升输出电压为电池包充电。
作为一个具体的示例，输出电压为V1。提升最高允许充电电压的步骤包括：以预定步长提升最高允许充电电压V3。例如：BMS按照一定的步长，如每次都以0.5V提高电池包最高允许电压V3并发送给充电机，充电机将会提高输出电压V1来满足BMS的需求，这时候到达电池包的真实电压V2也会相应地增加，充入电池包的电流也相应地增长，电池包内的单体电池的最高电压Vcell_max也会持续地增加。
S204：直至电池包的单体电池最高电压达到单体电池最高允许电压时，充电机进入恒压充电过程。
具体地，当Vcell_max增长到Vmax时，BMS停止增加V3，并将当前值作为固定值发送给充电机，这时候整个充电过程转为恒压充电过程，从而使电池包充满电。
本发明实施例的充电控制方法，在充电过程中，BMS先以某一固定值如403V作为V3发送给充电机，充电机按照V1进行输出，同时将检测到的电压V4(充电机认为自己检测到的值)发给BMS，当电池包内单体电池的最高电压Vcell_max达到单体最高允许电压Vmax并且电流小于一定值如0.03C时，认为电池包已经充满。
根据本发明实施例的充电控制方法，可以保证电池包的充电能够充满，并在电池包的单体电池最高电压达到单体电池最高允许电压时，充电机进入恒压充电过程，避免过充，进而提升电池包的充电效率和充电质量。
进一步地，在充电机进入恒压充电过程之后，包括：保持当前的输出电压不变，并根据最大允许充电电流对电池包进行充电。具体地，根据最大允许充电电流对电池包进行充电的步骤，包括：逐渐降低最大允许充电电流，直至完成充电。更为具体地，逐渐降低最大允许充电电流，直至完成充电，包括：获取单体电池最高电压和单体电池最高允许电压之间的差值；根据差值调整所述最大允许充电电流的下降速度，以使差值维持在预定范围内；当最大允许充电电流下降至预定电流时，完成充电。
结合图1所示，作为一个具体的示例，在恒压充电过程中，充电机保持输出电压V1不变，并按照BMS发送的最大充电电流进行输出。BMS发送给充电机的最大充电电流按照这样的方式来进行减小：以维持Vcell_max＝Vmax为准，当电流下降了某一步长ΔI后，如果Vmax-Vcell_max>δ(δ为一较小的检测误差，如0.01V)，说明电流下降的太快，导致充电机不能以维持最高单体电压为Vmax的电流进行充电，浪费了电池包的充电接受能力，这时候下一个运行周期内电流增加1/2ΔI；当电流下降了某一步长ΔI后，如果Vmax-Vcell_max<-δ，说明电流下降的太慢，导致电池可能过充，下一运行周期内的电流下降3/2ΔI。当电流下降到0.03C以下时，Vcell_max仍然保持在Vmax±δ的范围内，达到了电池包完全充满的状态。
根据本发明实施例的充电控制方法，可以使电池包完全充满，提升电池包的充电效率。
图3是根据本发明一个实施例的充电控制系统的结构框图。如图3所示，根据本发明一个实施例的充电控制系统300，包括：判断模块310和控制模块320。
其中，判断模块310用于判断充电机的检测电压是否大于最高允许充电电压，并在所述充电机的检测电压大于所述最高允许充电电压时，进一步判断电池包的单体电池最高电压是否小于单体电池最高允许电压。控制模块320用于在所述电池包的单体电池最高电压小于所述单体电池最高允许电压时，提升所述最高允许充电电压，以便所述充电机提升输出电压为电池包充电，直至所述电池包的单体电池最高电压达到所述单体电池最高允许电压时，控制所述充电机进入恒压充电过程。
在本发明的一个实施例中，控制模块320用于以预定步长提升所述最高允许充电电压。
在本发明的一个实施例中，控制模块320还用于在控制所述充电机进入恒压充电过程之后，保持当前的输出电压不变，并根据最大允许充电电流对所述电池包进行充电。
进一步地，控制模块320还用于：获取所述单体电池最高电压和所述单体电池最高允许电压之间的差值，并根据所述差值调整所述最大允许充电电流的下降速度，以使所述差值维持在预定范围内，以及当所述最大允许充电电流下降至预定电流时，完成充电。
根据本发明实施例的充电控制系统，可以保证电池包的充电能够充满，并在电池包的单体电池最高电压达到单体电池最高允许电压时，充电机进入恒压充电过程，避免过充，进而提升电池包的充电效率和充电质量。
需要说明的是，本发明实施例的充电控制系统的具体实现方式与本发明实施例的充电控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述任意一个实施例所述的的充电控制系统。该车辆为电动汽车，该车辆可以保证电池包的充电能够充满，并在电池包的单体电池最高电压达到单体电池最高允许电压时，充电机进入恒压充电过程，避免过充，进而提升电池包的充电效率和充电质量。
另外，根据本发明上述实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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是必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
电池管理系统根据充电机发送的充电机的检测电压和所述电池管理系统发送给所述充电机的最高允许充电电压判断充电机的检测电压是否大于所述最高允许充电电压；
如果是，则进一步判断电池包的单体电池最高电压是否小于单体电池最高允许电压；
如果是，则提升所述最高允许充电电压，以便所述充电机提升输出电压为电池包充电；
直至所述电池包的单体电池最高电压达到所述单体电池最高允许电压时，所述充电机进入恒压充电过程，包括：逐渐降低最大允许充电电流至预定电流时，完成充电，包括：获取所述单体电池最高电压和所述单体电池最高允许电压之间的差值；根据所述差值调整所述最大允许充电电流的下降速度，以使所述差值维持在预定范围内；当所述最大允许充电电流下降至预定电流时，完成充电。
2.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述提升所述最高允许充电电压的步骤包括：以预定步长提升所述最高允许充电电压。
3.根据权利要求1或2所述的充电控制方法，其特征在于，在所述充电机进入恒压充电过程之后，包括：
保持当前的输出电压不变，并根据最大允许充电电流对所述电池包进行充电。
4.一种充电控制系统，其特征在于，包括：
判断模块，用于判断充电机的检测电压是否大于最高允许充电电压，并在所述充电机的检测电压大于所述最高允许充电电压时，进一步判断电池包的单体电池最高电压是否小于单体电池最高允许电压；
控制模块，用于在所述电池包的单体电池最高电压小于所述单体电池最高允许电压时，提升所述最高允许充电电压，以便所述充电机提升输出电压为电池包充电，直至所述电池包的单体电池最高电压达到所述单体电池最高允许电压时，控制所述充电机进入恒压充电过程，包括：逐渐降低最大允许充电电流至预定电流时，完成充电，包括：获取所述单体电池最高电压和所述单体电池最高允许电压之间的差值，并根据所述差值调整所述最大允许充电电流的下降速度，以使所述差值维持在预定范围内，以及当所述最大允许充电电流下降至预定电流时，完成充电。
5.根据权利要求4所述的充电控制系统，其特征在于，所述控制模块用于：以预定步长提升所述最高允许充电电压。
6.根据权利要求4或5所述的充电控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于在控制所述充电机进入恒压充电过程之后，保持当前的输出电压不变，并根据最大允许充电电流对所述电池包进行充电。
7.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求4-6任一项所述的充电控制系统。
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Denomination of invention: Charging control method, system and vehicle

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Granted publication date: 20190920

Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd.

Pledgor: Borgward Automotive (China) Co., Ltd.

Registration number: Y2021990001167

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Granted publication date: 20190920

Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd.

Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd.|Borgward Automotive (China) Co., Ltd.

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