CN110816302A - 一种大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法及其大中功率电动车，采用单个充电器根据对应电池组的充电需求用于对至少2个电池组进行充电，在充电时，充电器与各电池组采用双向通信交互连接充电控制，通信交互的数据包括各电池组的充电电流、/和电芯电压、/和各电池组的电芯温度、/和各电池组的SOC容量，且充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题；用于可靠保证大中功率电动车多模块智能驱动系统的安全充电，最终提升大中功率电动车多模块智能驱动系统的使用寿命。

Description

一种大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法
技术领域
本发明属于电动机领域，具体涉及了一种大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，本发明还涉及了应用该充电控制方法的大中功率电动车。
背景技术
现有的中、大功率电机的多模块智能驱动系统现状为普通存在可靠性低，成本高的技术问题，尽管现有技术提出了多绕组单元的电机模块来试图解决该技术问题，然而仍然存在多模块难以实现统一管理的技术难题，因而导致中、大功率电机一直采用大容量驱动器的现状并未得到实际改善，这显然与追求在以中低成本的前提下实现更高功率兼高性能的未来电动车市场发展方向是违背的，因此市场非常急迫地需要解决以上技术问题。
具体对于电池模块来说，虽然电动车领域有提出采用双组电池的设计结构，但是其仍然是采用单组电池工作。以出口韩国的电动车市场为例，韩国市场需求的产品为整车电压48V，整车速度＞70km/h，即正常平路骑行的电流＞50A，考虑到负载及行驶坡道等大电流工况，电动车整车的最大允许电流通常需要在80A以上。因而考虑到电池的放电能力，需要选用48V40AH的锂电池，然而锂电池体积太大，电动车整车空间难以满足，而且电池重量过大不易拆卸和维护。市场目前做法是放两组48V20AH，一组用完了再用另外一组，该电池方案在日常骑行时最大放电电流超过3C，持续运行电流超过2C，对此20AH电池伤害较大，会降低电池使用寿命，电池易发热，有安全隐患。
本申请人专注于研究电动车智能驱动控制领域，也关注到该技术瓶颈，为此成立了重大核心研发专题致力于解决大中功率驱动问题。该研发课题在2018年获得了重大突破，并在2018年9月19日集中提交了多项专利申请保护，其中包括4项发明专利申请，发明专利申请号分别为CN201811094616.4、CN201811094626.8、CN201811094649.9以及CN201811097434.2，主要提出采用多绕组单元以及采用集中协调管理控制且分别独立运行的多电机驱动器单元组成的多模块智能驱动系统来解决大中功率驱动问题，可以显著改善目前电动车在大中功率市场上存在的性能不可靠、成本低的技术瓶颈，可以有效推进在以中低成本的前提下实现更高功率兼高性能的未来电动车市场发展进程。
本申请人将以上多模块智能驱动系统方案应用于电动车以后，随着规模批量应用实践后，发现由于该多模块智能驱动系统的各个电机驱动器控制单元的电池会面临安全充电、放电管理等技术核心难题，由于该多模块技术领域没有可参考的现有技术信息，因此，本申请人希望在多模块智能驱动系统方案的基础上进一步针对其应用于电动车领域时在充电、放电时所面临的控制难题进行深入研发并提出有效解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法及其大中功率电动车，用于可靠保证大中功率电动车多模块智能驱动系统的安全充电，最终提升大中功率电动车多模块智能驱动系统的使用寿命。
本申请人为了解决多模块驱动中的安全充电、放电管理问题，也查阅了大量现有技术，发现现有技术中电动车驱动的充电器与电池仅为单线通信连接，无交互信息通信，无法实现充电和放电系统的安全管理，系统安全性能得不到保障。在这一技术背景下，创造性地提出采用双向通信交互连接用于充电、放电控制的创造性思路，进而来可靠保障多模块驱动系统中的充电、放电管理问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提出了一种大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，所述大中功率电动车多模块智能驱动系统包括采用至少2个绕组单元的三相交流电机，以及与各所述绕组单元分别对应电连接的电机驱动器单元，各电机驱动器单元包括电连接的电池组和控制器，采用单个充电器根据对应电池组的充电需求用于对至少2个电池组进行充电，在充电时，所述充电器与各电池组采用双向通信交互连接充电控制，所述通信交互的数据包括各电池组的充电电流、/和电芯电压、/和各电池组的电芯温度、/和各电池组的SOC容量，且所述充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题。
优选地，所述充电需求根据各电池组的电芯电压和/或电芯温度和/或SOC容量确定。
优选地，所述充电器包括高压转低压电源模块、充电单片机、充电通信模块，各电池组包括多节电芯和电池管理系统，所述电池管理系统包括电池单片机、MOS功率开关管以及电池通信模块，所述电池通信模块与所述充电通信模块采用双向通信交互连接,所述高压转低压电源模块与所述电芯对应充电连接。
优选地，所述充电器与各电池组通过分别通过有线或无线实现双向通信交互连接。
优选地，所述通信交互连接充电控制步骤包括：
S10)、所述充电器分别接收来自第一电池组和第二电池组的充电需求，当第一电池组或第二电池组需要单独充电时，进入步骤S20)，当第一电池组和第二电池组需要同时充电时，进入步骤S30)；
S20)、所述充电器对需要充电的电池组进行充电，在充电时，所述充电器基于所述通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节该电池组的充电电流，用于避免所述电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题；
S30)、判断第一电池组和第二电池组之间的电压差值是否超过电池组电压差预设值，当超出电池组电压差预设值时，进入步骤S40)，当没有超过电池组电压差预设值时，进入步骤S50)；
S40)、按低电压电池组的充电需求对所述低电压电池组进行充电用于提高该低电压电池组的电压，直至第一电池组和第二电池组之间的电压差值处于所述电池组电压差预设值范围内，进入步骤S50)；
S50)、对所述第一电池组和第二电池组同时进行充电，在充电时，所述充电器基于所述通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题。
优选地，所述第一电池组和第二电池组分别根据采样得到的电芯电压和/或电芯温度和/或SOC容量计算得出其对应需求的最大充电电流，并将该需求的最大充电电流作为其对应的充电需求通信发送给所述充电器，所述充电器依据其需求的最大充电电流计算出所述电池组的目标充电电压，该目标充电电压作为各电池组在进行充电时的充电目标。
优选地，所述充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流的步骤包括：当某个电池组电芯电压差值超过电芯电压差预设值时，所述充电器通过减少向其对应输出功率来降低该电池组的充电电流，直至其电芯电压差值处于所述电芯电压差预设值范围内，自动按该电池组的充电需求恢复充电，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压的问题。
优选地，所述充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流的步骤包括：当某个电池组电芯温度超过电芯温度预设范围时，所述充电器通过减少向其对应输出功率来降低该电池组的充电电流，进而降低该电池组的电芯温度，直至其电芯温度处于所述电芯温度预设范围内，自动按该电池组的充电需求恢复充电，用于避免各电池组电芯在充电时发生过温的问题。
优选地，所述充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流的步骤包括：当所述充电器检测到某个电池组的充电电流超过充电电流预设最高限值时，自动关闭该电池组的MOS功率开关管进入过流保护模式，用于避免各电池组电芯在充电时发生过流的问题。
优选地，一种大中功率电动车，采用多模块智能驱动系统驱动，所述多模块智能驱动系统的充电控制方法采用如上所述的充电控制方法，且所述电动车的功率不小于1KW。
优选地，各电池组均采用三元锂电池。
本发明还提出了一种大中功率电动车多模块智能驱动系统，所述大中功率电动车多模块智能驱动系统包括采用至少2个绕组单元的三相交流电机，以及与各所述绕组单元分别对应电连接的电机驱动器单元，各电机驱动器单元包括电连接的电池组和控制器，所述控制器根据电动车的功率输出需求向与其对应的电池组放电工作连接，在放电工作时，所述控制器和与其对应的电池组采用双向通信交互连接放电控制，所述通信交互的数据包括各电池组的放电电流、/和电芯电压、/和各电池组的电芯温度、/和各电池组的SOC容量，且所述控制器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的放电电流，用于避免各电池组电芯在工作放电时的过流和/或过温和/或异常放电的问题。
优选地，各控制器包括MCU和控制通信模块；各电池组包括多节电芯和电池管理系统，所述电池管理系统包括电池单片机、MOS功率开关管以及电池通信模块，所述电池通信模块与所述控制通信模块采用双向通信交互连接,所述电芯与充电器对应充电连接。
优选地，所述控制器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的放电电流的步骤包括：当某个电池组电芯温度超过电芯温度预设范围时，与其对应的控制器通过减少向其对应输出功率来降低该电池组的放电电流，进而降低该电池组的电芯温度，直至其电芯温度处于所述电芯温度预设范围内，自动按电动车的功率输出需求恢复正常放电工作，用于避免各电池组电芯在工作放电时发生过温的问题。
优选地，所述控制器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的放电电流的步骤包括：当某个控制器检测到在电动车处于非运行状态，且与其对应电池组的放电电流超过静态放电电流预设最高限值时，自动关闭该电池组的MOS功率开关管进入异常放电保护模式，用于避免各电池组电芯发生异常放电的问题。
优选地，所述控制器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的放电电流的步骤包括：当各控制器检测到在电动车处于静止状态超过预设静态保护时间后，自动关闭与其对应电池组的MOS功率开关管进入异常放电保护模式，用于避免各电池组电芯发生异常放电的问题。
优选地，各电池组均采用三元锂电池。
优选地，所述电动车的功率不小于1KW。
优选地，采用单个充电器根据对应电池组的充电需求用于对至少2个电池组进行充电，在充电时，所述充电器与各电池组采用双向通信交互连接充电控制，所述通信交互的数据包括各电池组的充电电流、/和电芯电压、/和各电池组的电芯温度、/和各电池组的SOC容量，且所述充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题。
优选地，一种大中功率电动车，采用如上所述的大中功率电动车多模块智能驱动系统。
优选地，所述电动车为电动摩托车，其最高行驶速度大于60Km/h。
本发明还提出了一种电动车多模块智能驱动系统，包括采用至少2个绕组单元的三相交流电机，以及与各所述绕组单元分别对应电连接的电机驱动器单元，各电机驱动器单元包括电连接的电池组和控制器，其中，所述充电器包括高压转低压电源模块、充电单片机、充电通信模块，各电池组包括多节电芯和电池管理系统，所述电池管理系统包括电池单片机、MOS功率开关管以及电池通信模块，所述电池通信模块与所述充电通信模块采用双向通信交互连接,所述高压转低压电源模块与所述电芯对应充电连接，所述通信交互的数据包括各电池组的充电电流、/和电芯电压、/和各电池组的电芯温度、/和各电池组的SOC容量。
优选地，所述充电器与各电池组通过分别通过有线或无线实现双向通信交互连接。
优选地，所述充电器与各电池组通过分别通过总线实现双向通信交互连接。
优选地，各电池组均采用三元锂电池。
优选地，各电池组内设有传感器，用于检测电芯温度；所述充电电流、电芯电压和SOC容量通过所述电池单片机采样后计算得到；同时所述充电单片机同时对各电池组的充电电流进行采样，并与电池单片机采样得到的充电电流进行双向通信交互反馈。
优选地，各电池组中各节电芯的最大电压范围是3V--4.2V，电芯电压差预设值不大于0.2V，电池组电压差预设值不大于3V。
优选地，各控制器包括MCU和控制通信模块；各电池组包括多节电芯和电池管理系统，所述电池管理系统包括电池单片机、MOS功率开关管以及电池通信模块，所述电池通信模块与所述控制通信模块采用双向通信交互连接，所述通信交互的数据包括各电池组的放电电流、/和电芯电压、/和各电池组的电芯温度、/和各电池组的SOC容量。
优选地，所述放电电流通过所述电池单片机采样后计算得到；同时所述控制器同时对与其对应的电池组的放电电流进行采样，并与电池单片机采样得到的放电电流进行双向通信交互反馈。
优选地，一种电动车，采用如上所述的电动车多模块智能驱动系统，且所述电动车的功率不小于1KW。
优选地，所述电动车为电动摩托车，其最高行驶速度大于60Km/h。
优选地，本发明涉及的各电池组在存储和运输过程中，不对外输出电流，避免撞击、意外情况导致的危险。
需要说明的是，本发明全文涉及的SOC容量中的SOC是英文State of Charge的缩写，意思是指电池荷电状态,也可称为剩余电量。
本发明的优点：
本发明在2018年9月19日提交的多模块多模块智能驱动系统技术方案的基础上针对多电池组的充电、放电管理的技术难点进行进一步研发：
本发明一方面创造性地提出了采用单个充电器对多个电池组的安全充电控制方法，具体是在充电时，充电器与各电池组采用双向通信交互连接充电控制，通信交互的数据包括各电池组的充电电流、电芯电压、各电池组的电芯温度、各电池组的SOC容量等信息，且充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压、过流、过温等问题，进而使得本发明实现了对各个电池组电芯充电的最优电流和电压控制，确保在电池组实现充电需求的前提下，有力杜绝本发明的电动车多模块智能驱动系统在充电过程中由于电芯电压差异多大、电芯温升过高而造成的充电安全隐患。
本发明另一方面还创造性地提出了采用控制器对电池组的安全放电控制方法，控制器根据电动车的功率输出需求向与其对应的电池组放电工作连接，具体是在放电工作时，控制器和与其对应的电池组采用双向通信交互连接放电控制，通信交互的数据包括各电池组的放电电流、电芯电压、各电池组的电芯温度、各电池组的SOC容量，且控制器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的放电电流，用于避免各电池组电芯在工作放电时的过流、过温、异常放电的问题，可具体表现在：在放电时，各电池组通过与控制器的双向通信交互可确认外部状态无异常时再进入正常工作状态，有异常时电池组不对外放电，避免整车部件的短路、软短路等异常造成的危险；同时控制器通过与各电池组的双向通信交互，可根据各电池组的电池电芯包络曲线来控制各电池组的放电电流和电池温度，显著提高了电池寿命，延长了整车续航里程。
本发明还具体提出了电动车多模块智能驱动系统的结构，各电池组中的电池管理系统的电池通信模块与充电器充电通信模块采用双向通信交互连接，高压转低压电源模块与电芯对应充电连接，实现了各电池组与充电器的快速且可靠的双向通信交互连接，结构简单，不额外占用任何额外安装空间；同时还进一步优选提出将各电池组的电池通信模块与对应控制器的控制通信模块采用双向通信交互连接，进一步实现了各电池组与对应控制器的快速且可靠的双向通信交互连接，结构简单，不额外占用任何额外安装空间；
经过试验对比测试，本发明提出的多模块智能驱动系统的电池相对于现有技术的中大功率驱动系统的电池方案可提高至少50％以上的使用寿命。
附图说明
附图1是本发明具体实施方式下多模块智能驱动系统的连接结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，大中功率电动车多模块智能驱动系统包括采用至少2个绕组单元的三相交流电机，以及与各绕组单元分别对应电连接的电机驱动器单元，各电机驱动器单元包括电连接的电池组和控制器，采用单个充电器根据对应电池组的充电需求用于对至少2个电池组进行充电，在充电时，充电器与各电池组采用双向通信交互连接充电控制，通信交互的数据包括各电池组的充电电流、/和电芯电压、/和各电池组的电芯温度、/和各电池组的SOC容量，且充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
由于本申请是在本申请人于2018年9月19日提出的多模块驱动创新技术上进一步在充电、放电管理上的技术创新，因此同样结合应用相同的实施例用于进一步说明本发明的技术效果。
本实施例提出一种大中功率电动车，采用多模块智能驱动系统驱动，具体在本实施方式中，电动车为电动摩托车，其输入功率范围在600W-10KW，更优选地，其输入功率范围为1KW-10KW，电动摩托车最高行驶速度大于60Km/h，更优选地，其最高行驶速度可高达70Km/h，甚至80Km/h以上，在更高的行驶速度范围下，电动摩托车采用本实施例提出的多模块智能驱动系统进行智能驱动的技术效果会更佳，本实施例提出的电动摩托车在动力性能、骑行体验可以直接媲美燃油摩托车；
请参见图1所示，本实施例的多模块智能驱动系统包括采用2个绕组单元的三相交流电机，以及与各绕组单元分别对应电连接的第一电机驱动器单元和第二电机驱动器单元，第一电机驱动器单元包括电连接的第一电池组和第一控制器，第二电机驱动器单元包括电连接的第二电池组和第二控制器；
具体优选地，在本实施方式中，三相交流电机为永磁同步轮毂电机，其中，本实施例的永磁同步轮毂电机、各电机驱动器单元的具体结构设计可以完全参见CN201811094649.9中实施例1的技术内容记载，本实施例将其全部技术内容结合引用作为本申请实施例的实施基础，可以实现多模块智能驱动的技术效果，为了节省说明书篇幅，因此不再具体展开说明；
优选地，在本实施方式中，各电池组的规格为48V20AH，同时工作用于对永磁同步轮毂电机的智能驱动的动力源保障，具体优选地，在本实施方式中，各电池组均采用三元锂电池，各三元锂电池的最大放电倍率≤3C，为大中功率电动车的多模块智能驱动系统系统提供强大且稳定的能量保障；
优选地，在本实施方式中，充电器包括高压转低压电源模块、充电单片机、充电通信模块，各电池组包括多节电芯和电池管理系统，电池管理系统包括电池单片机、MOS功率开关管以及电池通信模块，电池通信模块与充电通信模块采用双向通信交互连接,高压转低压电源模块与电芯对应充电连接；充电器与各电池组通过分别通过有线或无线实现双向通信交互连接；各控制器包括MCU和控制通信模块；电池通信模块与控制通信模块采用双向通信交互连接；
优选地，在本实施方式中，双向通信交互连接包括发送数据通信连接TX和接收数据通信连接RX，具体通信连接方式可以采用uart或can总线等有线通信方式，也可以采用蓝牙、GPRS、WIFI等无线通信方式，当然地，也可以采用本领域技术人员公知的其他通信连接方式；具体优选地，在本实施方式中，充电器与各电池组，以及控制器与对应的电池组均分别通过总线实现双向通信交互连接；
优选地，在本实施方式中，为了实现高效可靠的双向通信交互连接，各电池组内设有传感器，用于检测电芯温度；充电电流、电芯电压和SOC容量通过电池单片机采样后计算得到；同时充电单片机同时对各电池组的充电电流进行采样，并与电池单片机采样得到的充电电流进行双向通信交互反馈；放电电流通过电池单片机采样后计算得到；同时控制器同时对与其对应的电池组的放电电流进行采样，并与电池单片机采样得到的放电电流进行双向通信交互反馈；
本实施例提出了针对上述大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，采用单个充电器根据对应电池组的充电需求用于对至少2个电池组进行充电，优选地，在本实施方式中，充电需求根据各电池组的电芯电压和/或电芯温度和/或SOC容量确定，具体优选地，本申请人建议在具体实施时，充电需求根据各电池组的电芯电压、电芯温度和SOC容量来综合决定，这是由于二次电化学电池的充放电特性是由电池本身电化学特性决定的，具体是由电池的正负极材料特性以及内部阻抗参数所决定的，具体可以表现为电池的充(放)电-电池SOC容量曲线以及电池电芯温度特性曲线，本实施例依据这些电池数据以及本身固有特性来决定其充电需求；
优选地，在本实施方式中，第一电池组和第二电池组分别根据采样得到的电芯电压和电芯温度和SOC容量计算得出其对应需求的最大充电电流，具体计算方法采用本领域的公知计算方法，并将该需求的最大充电电流作为其对应的充电需求通信发送给充电器，充电器依据其需求的最大充电电流计算出电池组的目标充电电压，该目标充电电压作为各电池组在进行充电时的充电目标；
本实施例在充电时，充电器与各电池组采用双向通信交互连接充电控制，通信交互的数据包括各电池组的充电电流、电芯电压、各电池组的电芯温度、各电池组的SOC容量，还可以根据控制发展需求需要，包括其他需要进行通信交互的数据，本申请对此没有限制，且充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题，进而使得本实施例实现对各个电池组电芯充电的最优电流和电压控制，确保在各电池组实现充电需求的前提下，有力杜绝本实施例的电动车多模块智能驱动系统在充电过程中由于电芯电压差异多大、电芯温升过高而造成的充电安全隐患；
优选地，在本实施方式中，通信交互连接充电控制步骤包括：
S10)、充电器分别接收来自第一电池组和第二电池组的充电需求，当第一电池组或第二电池组需要单独充电时，进入步骤S20)，当第一电池组和第二电池组需要同时充电时，进入步骤S30)；
S20)、充电器对需要充电的电池组进行充电，在充电时，充电器基于通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节该电池组的充电电流，用于避免电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题；
S30)、判断第一电池组和第二电池组之间的电压差值是否超过电池组电压差预设值，当超出电池组电压差预设值时，进入步骤S40)，当没有超过电池组电压差预设值时，进入步骤S50)；
S40)、按低电压电池组的充电需求对低电压电池组进行充电用于提高该低电压电池组的电压，直至第一电池组和第二电池组之间的电压差值处于电池组电压差预设值范围内，进入步骤S50)；
S50)、对第一电池组和第二电池组同时进行充电，在充电时，充电器基于通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压、过流和过温的问题。
具体优选地，在本实施方式中，充电器调节各电池组的充电电流的过程包括以下充电工况：
A1、当某个电池组电芯电压差值超过电芯电压差预设值时，充电器通过减少向其对应输出功率来降低该电池组的充电电流，直至其电芯电压差值处于电芯电压差预设值范围内，自动按该电池组的充电需求恢复充电，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压的问题；
A2、当某个电池组电芯温度超过电芯温度预设范围时，充电器通过减少向其对应输出功率来降低该电池组的充电电流，进而降低该电池组的电芯温度，直至其电芯温度处于电芯温度预设范围内，自动按该电池组的充电需求恢复充电，用于避免各电池组电芯在充电时发生过温的问题；
A3、当充电器检测到某个电池组的充电电流超过充电电流预设最高限值时，自动关闭该电池组的MOS功率开关管(通常为主MOS管)进入过流保护模式，用于避免各电池组电芯在充电时发生过流的问题；进一步优选地，在本实施方式中，还可以选择间隔一定时间(例如3-5秒)后，再打开电池组的MOS功率开关管(通常为主MOS管)，如果没有检测到超过充电电流预设最高限值的充电大电流时，则自动恢复为正常充电，如果仍然检测到有充电大电流，再次自动关闭该电池组的MOS功率开关管，还可以进一步限制间隔重启电池组的MOS功率开关管的次数，如果超过3次，仍然检测有充电大电流，判定电动车驱动出现异常，将充电器其设置为保护状态，不再进行充电。
本实施例提出的电动车多模块智能驱动系统还提出了安全的放电控制方法，所采用的技术方案如下：
控制器根据电动车的功率输出需求向与其对应的电池组放电工作连接，在放电工作时，控制器和与其对应的电池组采用双向通信交互连接放电控制，通信交互的数据包括各电池组的放电电流、电芯电压、各电池组的电芯温度、各电池组的SOC容量，且控制器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的放电电流，用于避免各电池组电芯在工作放电时的过流、过温和异常放电的问题；积极的技术效果具体表现在：在放电时，各电池组通过与控制器的双向通信交互可确认外部状态无异常时再进入正常工作状态，有异常时电池组不对外放电，避免整车部件的短路、软短路等异常造成的危险；同时控制器通过与各电池组的双向通信交互，可根据各电池组的电池电芯包络曲线来控制各电池组的放电电流和电池温度，显著提高了电池寿命，延长了整车续航里程；
具体优选地，在本实施方式中，控制器调节各电池组的放电电流的过程包括以下放电工况：
B1、当某个电池组电芯温度超过电芯温度预设范围时，与其对应的控制器通过减少向其对应输出功率来降低该电池组的放电电流，进而降低该电池组的电芯温度，直至其电芯温度处于电芯温度预设范围内，自动按电动车的功率输出需求恢复正常放电工作，用于避免各电池组电芯在工作放电时发生过温的问题；
B2、当某个控制器检测到在电动车处于非运行状态，且与其对应电池组的放电电流超过静态放电电流预设最高限值时，自动关闭该电池组的MOS功率开关管进入异常放电保护模式，用于避免各电池组电芯发生异常放电的问题；
B3、当各控制器检测到在电动车处于静止状态超过预设静态保护时间后，自动关闭与其对应电池组的MOS功率开关管进入异常放电保护模式，用于避免各电池组电芯发生异常放电的问题。
需要说明的是，在本申请实施时，控制系统中的各种类型的预设值通常都是基于本领域实际应用时的安全管理需要以及电池的固有特性来进行结合设定，优选地，在本实施方式中，各电池组中各节电芯的最大电压范围是3V--4.2V，电芯电压差预设值不大于0.2V，电池组电压差预设值不大于3V，电芯温度预设范围为-10-55℃，充电电流预设最高限值为40-50A，静态放电电流预设最高限值为3-5A，预设静态保护时间不低于20分钟；当然，这些预设值的优选范围设定不作为对于本申请权利要求保护范围的限制。
比较例：本比较例的其余技术方案与上实施方式相同，区别在于：在本比较例中，定子采用单个绕组单元，该单个绕组单元电连接单个电机驱动器，该单个电机驱动器的电池组采用市场通用的两组两组48V20AH规格电池，一组用完了再用另外一组，本比较例的具体电机和控制器技术方案直接参见在先专利申请CN201811094649.9比较例1中的记载内容。
本比较例只有一组电池在工作，在日常骑行时大电流放电过程中的最大放电电流超过3C，持续运行电流超过2C，对20AH规格的电池伤害较大，会严重降低电池使用寿命，电池易发热，有安全隐患；
经过本申请人内部进行对比检测验证，本实施方式的电池组对于比较例的单组工作电池方案可提高至少50％以上的使用寿命。
本领域技术人员还可以根据需要控制需要将本实施例多模块智能驱动系统提出充电、放电管理方案应用于具有具有多绕组单元的电机驱动中，例如在先专利申请CN201811094649.9的其他实施例中，通过可以获得与本申请实施方式相类似的技术效果，本申请实施例不再一一展开说明。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (11)

1.一种大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，所述大中功率电动车多模块智能驱动系统包括采用至少2个绕组单元的三相交流电机，以及与各所述绕组单元分别对应电连接的电机驱动器单元，各电机驱动器单元包括电连接的电池组和控制器，其特征在于，采用单个充电器根据对应电池组的充电需求用于对至少2个电池组进行充电，在充电时，所述充电器与各电池组采用双向通信交互连接充电控制，所述通信交互的数据包括各电池组的充电电流、/和电芯电压、/和各电池组的电芯温度、/和各电池组的SOC容量，且所述充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题。
2.根据权利要求1所述的大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，其特征在于，所述充电需求根据各电池组的电芯电压和/或电芯温度和/或SOC容量确定。
3.根据权利要求1所述的大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，其特征在于，所述充电器包括高压转低压电源模块、充电单片机、充电通信模块，各电池组包括多节电芯和电池管理系统，所述电池管理系统包括电池单片机、MOS功率开关管以及电池通信模块，所述电池通信模块与所述充电通信模块采用双向通信交互连接,所述高压转低压电源模块与所述电芯对应充电连接。
4.根据权利要求1所述的大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，其特征在于，所述充电器与各电池组通过分别通过有线或无线实现双向通信交互连接。
5.根据权利要求1所述的大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，其特征在于，所述通信交互连接充电控制步骤包括：
S10)、所述充电器分别接收来自第一电池组和第二电池组的充电需求，当第一电池组或第二电池组需要单独充电时，进入步骤S20)，当第一电池组和第二电池组需要同时充电时，进入步骤S30)；
S20)、所述充电器对需要充电的电池组进行充电，在充电时，所述充电器基于所述通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节该电池组的充电电流，用于避免所述电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题；
S30)、判断第一电池组和第二电池组之间的电压差值是否超过电池组电压差预设值，当超出电池组电压差预设值时，进入步骤S40)，当没有超过电池组电压差预设值时，进入步骤S50)；
S40)、按低电压电池组的充电需求对所述低电压电池组进行充电用于提高该低电压电池组的电压，直至第一电池组和第二电池组之间的电压差值处于所述电池组电压差预设值范围内，进入步骤S50)；
S50)、对所述第一电池组和第二电池组同时进行充电，在充电时，所述充电器基于所述通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压和/或过流和/或过温的问题。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，其特征在于，所述第一电池组和第二电池组分别根据采样得到的电芯电压和/或电芯温度和/或SOC容量计算得出其对应需求的最大充电电流，并将该需求的最大充电电流作为其对应的充电需求通信发送给所述充电器，所述充电器依据其需求的最大充电电流计算出所述电池组的目标充电电压，该目标充电电压作为各电池组在进行充电时的充电目标。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，其特征在于，所述充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流的步骤包括：当某个电池组电芯电压差值超过电芯电压差预设值时，所述充电器通过减少向其对应输出功率来降低该电池组的充电电流，直至其电芯电压差值处于所述电芯电压差预设值范围内，自动按该电池组的充电需求恢复充电，用于避免各电池组电芯在充电时发生过压的问题。
8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，其特征在于，所述充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流的步骤包括：当某个电池组电芯温度超过电芯温度预设范围时，所述充电器通过减少向其对应输出功率来降低该电池组的充电电流，进而降低该电池组的电芯温度，直至其电芯温度处于所述电芯温度预设范围内，自动按该电池组的充电需求恢复充电，用于避免各电池组电芯在充电时发生过温的问题。
9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的大中功率电动车多模块智能驱动系统的充电控制方法，其特征在于，所述充电器基于该通信交互的数据通过变化自身输出功率来调节各电池组的充电电流的步骤包括：当所述充电器检测到某个电池组的充电电流超过充电电流预设最高限值时，自动关闭该电池组的MOS功率开关管进入过流保护模式，用于避免各电池组电芯在充电时发生过流的问题。
10.一种大中功率电动车，采用多模块智能驱动系统驱动，其特征在于，所述多模块智能驱动系统的充电控制方法采用如权利要求1-9之一所述的充电控制方法，且所述电动车的功率不小于1KW。
11.根据权利要求10所述的大中功率电动车，其特征在于，各电池组均采用三元锂电池。
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