CN111497681A - 一种用于电动汽车的可变soc充电系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于电动汽车的可变SOC充电系统和方法，包括S1：收集用户用车习惯数据以建立SOC充电上限模型，从而确定SOC充电上限；S2：获取用户待充电时电池的状态，从而确定所需充电区间数据；S3：根据所需充电区间数据获取恒流充电SOC截止值；S4：获取恒压充电阶段的充电电压。本发明通过预测出来SOC充电上限值，自动满足用户的充电需求，节约了用户手动设置的时间，能大大提高用户体验；通过预测得出SOC充电上限值，避免了对电池的满充而带来的对电池寿命的影响，能显著的延长电池使用寿命；通过电池匹配方法，能保证符合SOC充电校准的条件，提高SOC估算精度，从而得到合适的充电恒稳电压，使充电更平稳和安全。

Description

一种用于电动汽车的可变SOC充电系统和方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电技术领域，特别涉及一种用于电动汽车的可变SOC充电系统和方法。
背景技术
随着技术的发展，电动汽车受到广泛的关注，其充电功能也正在逐步完善。目前现有的可变SOC(State Of Charge，剩余电量)充电的方法，在实际执行过程中需要用户手动设置，智能以及自动化程度比较低，不能根据用户用车习惯自适应的调整SOC充电上限；且用户手动设置充电上线后，充电需求是随着电池的电量发生变化的，充电系统会提供一个恒流电流为电池充电，但这样的恒流电流是不符合充电电流曲线的，因此会导致电池电量不能达到SOC充电上限。即充电电流曲线没有与对应SOC充电上限进行匹配，导致充电结束没有符合SOC校准的条件，进而不能准确得到充电电压，这样就可能使得充电电流偏大或偏小，影响电池的使用寿命。
发明内容
针对现有技术中用于电动汽车的可变SOC充电不能自适应调节的问题，本发明提出一种用于电动汽车的可变SOC充电系统和方法，通过计算得到用户在充电时候所需充电的SOC最大值，再根据SOC最大值来优化调整充电电流曲线，减小SOC估算误差，再获取恒压充电电压，以将电动汽车电量充到SOC最大值。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种用于电动汽车的可变SOC充电系统，包括数据获取模块、数据处理模块、恒流充电模块、恒压充电模块；其中，
所述数据获取模块，用于获取用户用车习惯数据；
所述数据处理模块，用于根据用户用车习惯数据建立SOC充电模型，以确定SOC充电上限；
恒流充电模块，用于根据SOC充电上限值获取恒流充电SOC截止值，以对电池进行恒流充电。
恒压充电模块，用于获取恒压充电阶段的充电电压，以对电池进行恒压充电。
优选的,所述用户用车习惯数据包括单次行车电量消耗，日行车电量消耗，周行车电量消耗，月行车电量消耗，天气特征，出行规律，充电规律。
本发明还提供一种用于电动汽车的可变SOC充电方法，具体包括以下步骤：
S1：收集用户用车习惯数据以建立SOC充电上限模型，从而确定SOC充电上限；
S2：获取用户待充电时电池的状态，从而确定所需充电区间数据；
S3：根据所需充电区间数据获取恒流充电的SOC截止值，对电动汽车进行恒流充电直到电池电量达到SOC截止值为止；
S4：获取恒压充电阶段的充电电压，当电池电量达到SOC截止值时，对电动汽车进行恒压充电，直到电池电量达到SOC充电上限值。
优选的,所述S2中，所述充电区间数据的表达式如下：
SOCr＝SOC2-SOC1 (1)
公式(1)中，SOCr表示电动汽车电池所需充电区间数据，SOC2表示SOC充电上限值，SOC1表示待充电时电池的电量剩余值。
优选的,所述S3中，所述恒流充电的SOC截止值的表达式如下：
SOCcc＝SOC2-SOCr×η (2)
公式(2)中，SOCcc表示恒流充电SOC截止值，SOC2表示SOC充电上限值，SOCr表示电动汽车电池所需充电区间数据，η表示电池特性系数，取值为0.85。
优选的,所述S4中，所述恒压充电阶段的充电电压的表达式如下：
V＝Vocv×n (3)
公式(3)中，V表示恒压充电阶段的充电电压，Vocv表示单体充电截止开路电压，n表示电池的数量；其中，
Vocv＝f(SOC2,Tbat+TΔ)，SOC2表示SOC充电上限值，Tbat表示电池待充电时的温度值，TΔ表示充电结束时电池温度变化值，f表示SOC-OCV曲线函数。
综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
1.本发明通过预测出来SOC充电上限值，自动满足用户的充电需求，节约了用户手动设置的时间，能大大提高用户体验；
2.通过预测得出SOC充电上限值，避免了对电池的满充而带来的对电池寿命的影响，能显著的延长电池使用寿命。
3.通过电池匹配方法，能保证符合SOC充电校准的条件，提高SOC估算精度，从而得到合适的充电恒稳电压，使充电更平稳和安全。
附图说明：
图1为根据本发明示例性实施例的一种用于电动汽车的可变SOC充电方法流程示意图。
图2为根据本发明示例性实施例的一种用于电动汽车的可变SOC充电系统示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
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和简化描述，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。
如图1所示，本发明提供一种用于电动汽车的可变SOC充电方法，具体包括以下步骤：
S1：收集用户用车习惯数据以建立SOC充电上限模型，从而确定SOC充电上限。
本实施例中，每个用户的用车行为是不一样的，例如有的用户开短途、有的用户开长途、有的用户喜欢把电池充满、有的用户喜欢把电池充到70％，因此每个用户的充电习惯也是不一样的，即每个用户所需的SOC充电上限是不同的，从而导致了充电电压的不同。
本实施例中，用户在充电前一般都会手动设置SOC充电上限数据，这些都会记录在汽车的控制系统(BMS，电池管理系统)中。但这样会造成用户每次充电时重复输入，降低用户的充电体验；因此则需根据用户的习惯，通过现有的机器算法科自主计算确定SOC充电上限值，并获取充电电压，提高充电效率。
本实施例中，用户用车习惯数据主要包括：单次行车电量消耗，日行车电量消耗，周行车电量消耗，月行车电量消耗，天气特征，出行规律(例如行车距离、时间等)，充电规律(例如充电上限、时间等)。
用数值优化技术调整SOC充电上限模型的参数，以对SOC充电上限模型进行训练，已更加符合用户的充电需求。
持续收集用户用车习惯数据，不断对SOC充电上限模型进行优化调整，再通过现有的机器学习算法，从而获得用户日常充电SOC上限值。
S2：获取用户待充电时电池的状态，从而确定所需充电区间数据。
本实施例中，通过步骤S1，可获取确定用户的SOC充电上限值SOC2；当用户充电时，从电动汽车的BMS系统上可获取用户待充电时电池的剩余电量SOC1。则根据待充电时电池的剩余电量SOC1和SOC充电上限值SOC2可得到电动汽车电池所需充电区间数据：
SOCr＝SOC2-SOC1 (1)
公式(1)中，SOCr表示电动汽车电池所需充电区间数据，SOC2表示SOC充电上限值，SOC1表示待充电时电池的电量剩余值。
S3：根据所需充电区间数据获取恒流充电的SOC截止值，对电动汽车进行恒流充电直到电池电量达到SOC截止值为止。
充电需求是随着电池的电量发生变化的，当用户手动设置一个充电值时，充电系统会提供一个恒流电流为电池充电，但这样是不符合充电电流曲线的，因此会导致电池电量不能达到SOC充电上限值。
本实施例中，为了保证充电完成的电池电量能满足用户的需求已达到SOC充电上限值，充电流程可分为恒流充电和恒压充电，即在电池低电量的时候，对电池进行恒流充电，当电池电量达到一定值SOCcc后，再对电池进行恒压充电。
则恒流充电的截止值为：
SOCcc＝SOC2-SOCr×η (2)
公式(2)中，SOCcc表示恒流充电SOC截止值，SOC2表示SOC充电上限值，SOCr表示电动汽车电池所需充电区间数据，η表示电池特性系数，可取值为0.85。
S4：获取恒压充电阶段的充电电压，当电池电量达到SOC截止值时，对电动汽车进行恒压充电，直到电池电量达到SOC充电上限值为止。
本实施例中，当电池电量达到一定值SOCcc后，需对电池进行恒压充电，才能保证将电池的电量充到SOC充电上限值，已满足用户的需求。
且电动汽车在充电过程中，随着充电时间的延长，电池的温度会逐渐升高，因此根据SOC充电上限值SOC2、电池当前温度值Tbat以及充电结束时电池温度变化预估值TΔ(这可通过现有技术获得，例如CN201710059618.9),通过查询电池特性SOC-OCV曲线(现有的曲线)可得到Vocv，Vocv表示单体充电截止开路电压,即Vocv＝f(SOC2,Tbat+TΔ)，f表示SOC-OCV曲线函数。
由此可得到：
V＝Vocv×n (3)
公式(3)中，V表示恒压充电阶段的充电电压，V＝Vocv表示单体充电截止开路电压，n表示电池的数量。
如图2所示，基于上述可变SOC充电方法，本发明还提供一种用于电动汽车的可变SOC充电系统，包括数据获取模块、数据处理模块、恒流充电模块、恒压充电模块。
数据获取模块，用于获取用户用车习惯数据主要包括：单次行车电量消耗，日行车电量消耗，周行车电量消耗，月行车电量消耗，天气特征，出行规律(例如行车距离、时间等)，充电规律(例如充电上限、时间等)
数据处理模块，用于根据用户用车习惯数据建立SOC充电模型，以确定SOC充电上限。
恒流充电模块，用于根据SOC充电上限值获取恒流充电SOC截止值，已对电池进行恒流充电。
恒压充电模块，用于获取恒压充电阶段的充电电压，以对电池进行恒压充电。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于电动汽车的可变SOC充电系统，其特征在于,包括数据获取模块、数据处理模块、恒流充电模块、恒压充电模块；其中，
所述数据获取模块，用于获取用户用车习惯数据；
所述数据处理模块，用于根据用户用车习惯数据建立SOC充电模型，以确定SOC充电上限；
恒流充电模块，用于根据SOC充电上限值获取恒流充电SOC截止值，以对电池进行恒流充电；
恒压充电模块，用于获取恒压充电阶段的充电电压，以对电池进行恒压充电。
2.如权利要求1所述的一种用于电动汽车的可变SOC充电系统，其特征在于,所述用户用车习惯数据包括单次行车电量消耗，日行车电量消耗，周行车电量消耗，月行车电量消耗，天气特征，出行规律以及充电规律。
3.一种用于电动汽车的可变SOC充电方法，其特征在于,具体包括以下步骤：
S1：收集用户用车习惯数据以建立SOC充电上限模型，从而确定SOC充电上限；
S2：获取用户待充电时电池的状态，从而确定所需充电区间数据；
S3：根据所需充电区间数据获取恒流充电的SOC截止值，对电动汽车进行恒流充电直到电池电量达到SOC截止值为止；
S4：获取恒压充电阶段的充电电压，当电池电量达到SOC截止值时，对电动汽车进行恒压充电，直到电池电量达到SOC充电上限值。
4.如权利要求3所述的一种用于电动汽车的可变SOC充电方法，其特征在于,所述S2中，所述充电区间数据的表达式如下：
SOCr＝SOC2-SOC1 (1)
公式(1)中，SOCr表示电动汽车电池所需充电区间数据，SOC2表示SOC充电上限值，SOC1表示待充电时电池的电量剩余值。
5.如权利要求3所述的一种用于电动汽车的可变SOC充电方法，其特征在于,所述S3中，所述恒流充电的SOC截止值的表达式如下：
SOCcc＝SOC2-SOCr×η (2)
公式(2)中，SOCcc表示恒流充电SOC截止值，SOC2表示SOC充电上限值，SOCr表示电动汽车电池所需充电区间数据，η表示电池特性系数，取值为0.85。
6.如权利要求3所述的一种用于电动汽车的可变SOC充电方法，其特征在于,所述S4中，所述恒压充电阶段的充电电压的表达式如下：
V＝Vocv×n (3)
公式(3)中，V表示恒压充电阶段的充电电压，Vocv表示单体充电截止开路电压，n表示电池的数量；其中，
Vocv＝f(SOC2,Tbat+TΔ)，SOC2表示SOC充电上限值，Tbat表示电池待充电时的温度值，TΔ表示充电结束时电池温度变化值，f表示SOC-OCV曲线函数。
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