CN110518659A - 一种两轮电动车充电器控制方法及两轮电动车充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种两轮电动车充电器控制方法及两轮电动车充电器，两轮电动车充电器控制方法包括如下步骤：接收电池电压值；控制使用恒定电流对电池进行充电；当所述电池电压值大于预设电压值时，控制使用恒定电压对电池进行充电。本发明提供的两轮电动车充电器控制方法及两轮电动车充电器能够实现较好的充电效果。

Description

一种两轮电动车充电器控制方法及两轮电动车充电器
技术领域
本发明属于电动车技术领域，具体涉及一种两轮电动车充电器控制方法及两轮电动车充电器。
背景技术
近年来，由于环境意识高涨，同时也考虑到将来石油资源将会枯竭，比以往更要求降低汽车、摩托车等的燃油消耗。另一方面，以锂离子电池为代表的二次电池有飞跃的进步，电动摩托车越来越受到人们的喜爱。电动车充电器是电动车必不可少的一部分，能够较好的为电动车提供电量。现有的电动车充电器一般都能为电动车电池提供快速充电，但是持续大电流充电不利于电池的保护，持续恒流充电，会导致输出电压太高，损坏电池。
因此，需要提供一种充电效果较好的充电器。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种充电效果较好的两轮电动车充电器控制方法及两轮电动车充电器。
本发明提供一种两轮电动车充电器的控制方法，包括如下步骤：
接收多个电芯组的电压值；
当所述多个电芯组的电压值均小于预设电压值时,所述两轮电动车充电器使用恒定电流对所述多个电芯组进行充电；
当至少一个所述电芯组的电压值大于或等于所述预设电压值时，所述两轮电动车充电器使用恒定电压对所述多个电芯组进行充电。
优选地，所述多个电芯组串联，所述两轮电动车充电器还包括统计多个电芯组之间的电压差值的步骤。
优选地，当所述多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且所述多个电芯组中任意一组电芯组的电压值在预设时间内的变化值小于预设变化值或者任意一组电芯组的电压值达到预设电压值时，停止充电。
优选地，还包括接收多个电芯组的输入电流值的步骤，当所述多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且所述每个电芯组的输入电流值均小于预设值时，停止充电。
优选地，还包括接收多个的电芯组的温度值的步骤，当其中一个电芯组的温度值大于预设温度值时，停止充电。
本发明还提供一种两轮电动车充电器，包括：
接收单元，用于接收多个电芯组的电压值；
控制单元，当所述多个电芯组的电压值均小于预设电压值时，使用恒定电流对多个电芯组进行充电，当至少一个所述电芯组的电压值大于或等于所述预设电压值时，使用恒定电压对所述多个电芯组进行充电。
优选地，所述多个电芯组串联，所述控制单元还用于统计多个电芯组之间的电压值差值。
优选地，当所述多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且所述多个电芯组中任意一组电芯组的电压值在预设时间内的变化值小于预设变化值，或者任意一组电芯组的电压值达到预设电压值时，所述控制单元关闭充电电源。
优选地，所述检测单元还用于检测多个电芯组的输入电流值，当所述多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且所述输入电流值小于预设值时，所述控制单元关闭充电电源。
优选地，所述接收单元还用于接收所述两轮电动车充电器的电源输出的电流值，所述输出的电流值为15.5A-0.2A。
本发明提供的两轮电动车充电器控制方法及两轮电动车充电器具有较好的充电效果。
附图说明
通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。
图1为本发明实施例提供的两轮电动车充电器控制方法流程示意图。
图2为本发明实施例提供的电芯组之间的电量均衡过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参考图1-2，本发明实施例提供一种两轮电动车充电器控制方法，包括如下步骤：
S1：接收多个电芯组的电压值；本实施例中的电池包括多个电芯组，具体可由4个电芯组串联组成电池。两轮电动车的电池上设置的电池管理系统负责检测多个电芯组的电压值，当充电器与电池连接时，电池管理系统(BMS)会将检测多个电芯组的电压值传输给充电器，充电器接收电池管理系统实时检测的电池电压值。
S2：当所述多个电芯组的电压值均小于预设电压值时,所述两轮电动车充电器使用恒定电流对所述多个电芯组进行充电。当需要充电，将充电器与电池建立连接后，若充电器接收到多个电芯组的电压值均小于预设电压值，则判定电池的电量较低，充电器控制使用恒定电流对电池进行充电。恒定电流值根据电池的型号来设定。在充电过程中充电电流不随时间变化，保持恒定。使得电池能够简单快速得到的较多的电量补充。本实施例中的恒定电流为小于15.5A的恒定电流。
S3：当至少一个所述电芯组的电压值大于或等于所述预设电压值时，所述两轮电动车充电器使用恒定电压对所述多个电芯组进行充电。其中一种情况是当充电器与电池建立连接后，若充电器接收到至少一个所述电芯组的电压值大于或等于所述预设电压值时，说明电池中有一个电芯组的电量较多，若采用恒定电流充电可能会导致过充，因此，充电器在不采用恒定电流的情况下便使用恒定电压对所述多个电芯组进行充电。另一种情况是，恒定电流充电的过程中随着充电时间的增加，电池的电压会随着升高，要保持恒定电流就要提高充电器的输出电压，但是输出电压太高会损坏电池，影响电池寿命。所以当电池电压值大于预设电压值时，便可控制使用恒定电压对电池进行充电。恒压充电的整个过程保持压力保持一定的数值，在充电初期，电池的电流会很大，但是随着电池电动势的上升，充电电流会自动慢慢减小。小电流对电池充电能够较好的提升电池的寿命。并且这个电流减小的过程是随着充电时间的增加逐渐减小的，既能够保证较短的充电时间，还能够对电池起到较好的保护作用。
本实施例的两轮电动车充电器控制方法，使得充电器对电池的充电模式可以根据情况自动选择是恒流充电还是恒压充电，在电池电量较少时充电能够实现恒流快速充电，在电池电量较多的时候，恒定电压充电能够对电池起到较好的保护作用。
在优选实施例中，每个电池具有多个电芯，多个电芯并联组成一个电芯组，多个电芯组并联组成一个电池。例如，每9个电芯并联组成一个电芯组，4个电芯组串联组成电池，充电器对多个电芯组进行充电的过程中，多个电芯组的充电是同时进行的，每个电芯组接收到的电流都是相同的。
所述两轮电动车充电器还包括统计多个电芯组之间的电压差值的步骤。对电芯组之间的电压差值的统计应当在恒定电压对多个电芯组进行充电时候进行的。也就是当使用恒定电压对电池进行充电时，电芯组之间开始进行电量均衡，使得电芯组之间的电量差值较小，能够使得电池的充电电量较多，保证电动车的续航里程。电动车在行驶过程中电芯组因为位置不同接收的温度也不同，对导致电芯组的电量有差别，当其中一个电芯组的电量低于一定数值时就判定该电池没电，即使其他电芯组还有较多的电量，电池还是无法输出电。电芯组之间进行电量均衡后，保证每个电芯组都能充满电，提升电动车的续航能力。当充电器开始采用恒定电压对多个电芯组进行充电时，充电器开始计算多个电芯组之间的电压差值，监控电芯组之间电量均衡的情况。若多各电芯组之间的最大电压差值在恒定电压充电后的预设时间内没有减小，说明多各电芯组之间的电量均衡可能出现问题，此时充电器发出提示信息提醒用户。该提醒可以是在充电器上增加一个指示灯，当均衡出现问题时，指示灯闪烁，提醒用户注意安排时间进行维修。但是多个电芯组之间的电量均衡出现故障并不影响充电的进行。
参考图2，本实施例中电芯组之间的电量均衡过程具体如下：第一电芯组2和第二电芯组3之间设置有电感，当第一电芯组2为高电平时，第一电芯组2向电感放电，且电感与第二电芯组3形成续流回路，为第二电芯组3供电。当第一电芯组2为高电平时，说明第一电芯组2的电量高于第二电芯组3的电量，电池管理模块1控制第一电芯组2的放电开关4打开，第一电芯组2的电量流流至电感中储存，电感与第二电芯组3形成有续流回路，使得电感可以为第二电芯组3供电。实现将电压高的第一电芯组2的电量转移至电压低的第二电芯组3，使得第一电芯组2和第二电芯组3之间实现电量均衡。
在优选实施例中，当多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，说明电芯组之间的电量均衡已经完成，并且多个电芯组中任意一组电芯组的电压值在预设时间内的变化值小于预设变化值，表明其中一组电芯组的电量已经充满了，并且因为电芯组之间的电量均衡已经完成，即使继续均衡也无法腾出空余的空间进行电量补充，每个电芯组的电压值达到极限，无法在继续补充电量，此时充电器停止充电，也就是充电器自动断开对电池供电的电源。
或者，当多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，说明电芯组之间的电量均衡已经完成，并且任意一组电芯组的电压值达到预设电压值时，表明电已经充满，并且因为电芯组之间的电量均衡已经完成，即使继续均衡也无法腾出空余的空间进行电量补充，此时停止充电。
在优选实施例中，还包括接收多个电芯组的输入电流值的步骤，电池管理系统还会检测每个电芯组的输入电流，当所述多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且所述每个电芯组的输入电流值均小于预设值时，说明电芯组的电压已经较高了，电芯组的电量已经满了，输入的电流已经小到预设值，并且因为电芯组之间的电量均衡已经完成，即使继续均衡也无法腾出空余的空间进行电量补充，此时充电器停止充电，也就是充电器自动断开对电池供电的电源。本申请实施例中所指的“输入电流值均小于预设值”中预设值为0.1-0.3A，最好是0.2A，因为电芯组之间具有电量均衡的效果，因此输入电流值可以小到0.2A左右才停止充电。在优选实施例中，当输入电流值小于预设值时，继续充电1-15分钟后，停止充电。
在优选实施例中，还包括接收多个的电芯组的温度值的步骤，当其中一个电芯组的温度值大于预设温度值时，表明电池充电过程中导致电池温度过高，出现异常，此时关闭电源，停止充电，避免意外发生。
在优选实施例中，根据PWM控制信号来控制电路输出需要的直流电压，来实现恒定电压对电池进行充电。本实施例中，电源模块提供的市电，经过降压变压器后转化为低压交流电，低压交流电再经过可控整流电路后变成直流电压，然后经过滤波稳压电路后，输出稳定的直流电压供电池充电。在优选实施例中，电池为锂电池。
本发明实施例还提供一种两轮电动车充电器，包括：
接收单元，用于接收电池管理系统检测的多个电芯组的电压值、温度值和电芯组输入电流值；并将上述数据实时反馈给控制单元，便于控制单元监控电池的状态。
控制单元，当所述多个电芯组的电压值均小于预设电压值时，控制使用恒定电流对多个电芯组进行充电。当需要充电，将充电器与电池建立连接后，若充电器接收到多个电芯组的电压值均小于预设电压值，则判定电池的电量较低，充电器控制使用恒定电流对电池进行充电。恒定电流值根据电池的型号来设定。在充电过程中充电电流不随时间变化，保持恒定。使得电池能够简单快速得到的较多的电量补充。本实施例中的恒定电流为小于15.5A的恒定电流。
当至少一个所述电芯组的电压值大于或等于所述预设电压值时，控制单元控制使用恒定电压对所述多个电芯组进行充电。其中一种情况是当充电器与电池建立连接后，若充电器接收到至少一个所述电芯组的电压值大于或等于所述预设电压值时，说明电池中有一个电芯组的电量较多，若采用恒定电流充电可能会导致过充，因此，充电器在不采用恒定电流的情况下便使用恒定电压对所述多个电芯组进行充电。另一种情况是，恒定电流充电的过程中随着充电时间的增加，电池的电压会随着升高，要保持恒定电流就要提高充电器的输出电压，但是输出电压太高会损坏电池，影响电池寿命。所以当电池电压值大于预设电压值时，便可控制使用恒定电压对电池进行充电。恒压充电的整个过程保持压力保持一定的数值，在充电初期，电池的电流会很大，但是随着电池电动势的上升，充电电流会自动慢慢减小。小电流对电池充电能够较好的提升电池的寿命。并且这个电流减小的过程是随着充电时间的增加逐渐减小的，既能够保证较短的充电时间，还能够对电池起到较好的保护作用。
在优选实施例中，控制单元包括PWM控制器，通过PWM控制器输出的不同占空比的PWM信号来控制恒定电压对电池进行充电。本实施例中，电源模块提供的市电，经过降压变压器后转化为低压交流电，低压交流电再经过可控整流电路后变成直流电压，然后经过滤波稳压电路后，输出稳定的直流电压供电池充电。
在优选实施例中，多个电芯组串联，所述控制单元还用于统计多个电芯组之间的电压值差值。当使用恒定电压对电池进行充电时，电芯组之间开始进行电量均衡，使得电芯组之间的电量差值较小，能够使得电池的充电电量较多，保证电动车的续航里程。电动车在行驶过程中电芯组因为位置不同接收的温度也不同，导致电芯组的电量有差别，当其中一个电芯组的电量低于一定数值时就判定该电池没电，即使其他电芯组还有较多的电量，电池还是无法输出电。电芯组之间进行电量均衡后，保证每个电芯组都能充满电，提升电动车的续航能力。当充电器接收到电芯组之间的电压值差值小于预设值时，说明电芯组之间已经实现了较好的电量均衡。原理上述已提过，此处不再赘述。
本实施例中采用恒定电压进行充电，能够较好的实现电芯组之间的电量均衡。恒定电压进行充电的方式使得充电后期的电流较小，有利于电芯组之间慢慢实现电量均衡。
在优选实施例中，当多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且多个电芯组中任意一组电芯组的电压值在预设时间内的变化值小于预设变化值，表明其中一组电芯组的电量已经充满了，并且因为电芯组之间的电量均衡已经完成，即使继续均衡也无法腾出空余的空间进行电量补充，每个电芯组的电压值达到极限，无法在继续补充电量，此时充电器停止充电，也就是充电器自动断开对电池供电的电源。
或者，当多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且任意一组电芯组的电压值达到预设电压值时，表明电已经充满，并且因为电芯组之间的电量均衡已经完成，即使继续均衡也无法腾出空余的空间进行电量补充，此时停止充电。
在优选实施例中，接收单元还用于接收多个电芯组的温度值，当任意一个电芯组的温度值高于预设值时，说明充电过程中温度过高，出现异常，应停止充电。
在优选实施例中，接收单元还用于接收两轮电动车充电器的电源输出的电流值，输出的电流值为15.5A-0.2A。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种两轮电动车充电器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收多个电芯组的电压值；
当所述多个电芯组的电压值均小于预设电压值时,所述两轮电动车充电器使用恒定电流对所述多个电芯组进行充电；
当至少一个所述电芯组的电压值大于或等于所述预设电压值时，所述两轮电动车充电器使用恒定电压对所述多个电芯组进行充电。
2.如权利要求1所述的两轮电动车充电器的控制方法，其特征在于，所述多个电芯组串联，所述两轮电动车充电器还包括统计多个电芯组之间的电压差值的步骤。
3.如权利要求2所述的两轮电动车充电器的控制方法，其特征在于，当所述多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且所述多个电芯组中任意一组电芯组的电压值在预设时间内的变化值小于预设变化值或者任意一组电芯组的电压值达到预设电压值时，停止充电。
4.如权利要求2所述的两轮电动车充电器的控制方法，其特征在于，还包括接收多个电芯组的输入电流值的步骤，当所述多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且所述每个电芯组的输入电流值均小于预设值时，停止充电。
5.如权利要求1所述的两轮电动车充电器的控制方法，其特征在于，还包括接收多个的电芯组的温度值的步骤，当其中一个电芯组的温度值大于预设温度值时，停止充电。
6.一种两轮电动车充电器，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收多个电芯组的电压值；
控制单元，当所述多个电芯组的电压值均小于预设电压值时，使用恒定电流对多个电芯组进行充电，当至少一个所述电芯组的电压值大于或等于所述预设电压值时，使用恒定电压对所述多个电芯组进行充电。
7.如权利要求6所述的两轮电动车充电器，其特征在于，所述多个电芯组串联，所述控制单元还用于统计多个电芯组之间的电压值差值。
8.如权利要求7所述的两轮电动车充电器，其特征在于，当所述多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且所述多个电芯组中任意一组电芯组的电压值在预设时间内的变化值小于预设变化值，或者任意一组电芯组的电压值达到预设电压值时，所述控制单元关闭充电电源。
9.如权利要求7所述的两轮电动车充电器，其特征在于，所述检测单元还用于检测多个电芯组的输入电流值，当所述多个电芯组之间的最大电压差值小于预设值，并且所述输入电流值小于预设值时，所述控制单元关闭充电电源。
10.如权利要求6所述的两轮电动车充电器，其特征在于，所述接收单元还用于接收所述两轮电动车充电器的电源输出的电流值，所述输出的电流值为15.5A-0.2A。
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