CN111525201A - 一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法 - Google Patents

一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法，针对新能源汽车电池充电过程的恒流和恒压两个阶段，根据充电电流与电池温度、电池剩余容量之间的对应关系，采取不同的充电控制策略，合理控制电池充电过程中的充电电流，使充电电流能够随电池温度的变化进行相应的调整。本发明方法控制流程简单有效，能够确保电池充电过程电池温度不会过高，并使电池能够迅速充电至满电状态，有效延长了电池的使用寿命，在保障电池新能源汽车充电安全的同时解决了充电时间过长的问题。

Description

一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体是一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法。
背景技术
新能源汽车的充电分为恒流和恒压两个阶段，其中恒压阶段是关系到动力电池能否真正充满电的最关键阶段，此阶段的充电控制方法将影响电池的容量和使用寿命，并影响动力电池的安全。恒压阶段充电电流过大将导致电池无法真正的充满甚至导致电池过充而起火爆炸的安全事故；而充电电流过小则会影响电池的充电时间导致电池充电速度过慢。
发明内容
本发明的目的是为了解决新能源车充电的安全和充电时间过慢的问题，提供一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法，本发明所用的技术方案为：
一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法，包括以下步骤：
S1.充电开启时，按照步长增加充电电流，每5S充电一次；充电电流I＝10+Nx×S，当充电电流未达到允许充电电流时，充电机按照实际充电电流进行充电，直到充电电流等于当前允许充电电流I0时开始恒流充电；
S2.充电过程中，当电池的温度发生变化时，相应的充电电流也随之进行调整：当充电过程中温度升高，且当前最高温度Tmax的电池模组和最低温度Tmin的电池模组对应允许充电电流I0的较小值发生变化时，则进入末端充电状态；
步骤S1中Nx＝N(x－1)+1，Nx表示充电次数，x其初始值为1，N(x－1)＝x-1；S表示步长，取值为0.1C，C表示电池充放电电流大小的比率；I0表示由电池管理系统BMS发出请求的当前允许充电电流；所述充电电流I取最高温度Tmax的电池模组和最低温度Tmin的电池模组对应允许充电电流I0的较小值。
步骤S2中所述末端充电状态分为以下两种情况：
1)15℃≤Tmin＜58℃
a.当恒流充电电流I充电至最高电池单体电压达到3750mV时开始降电流，按照步长S降流至0.2C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
b.当充电电流以I＝0.2C或者高温状态下I＝0.1C的情况下对电池进行充电时，最高电池单体电压达到3800mV时开始再次降电流，充电电流降流至0.1C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
c.当充电以I＝0.1C电流充电时，当最大单体电压达3830mV时，充电电流降至10A，当最高电体电压达到3850mV时，充电完成，电池管理系统停止充电；
2)0℃≤Tmin＜15℃
d.当最高单体电压达到3800mV时，按照步长S降流至0.3C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
e.当充电电流下降至0.3C后，按照步长S降流至0.2C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
f.当充电电流下降至0.2C后，按照步长S降流至0.1C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流，当最大单体电压达3830mV时，充电电流降至10A，当最高电体电压达到3850mV时，充电完成，电池管理系统停止充电。
本发明的有益效果在于：
本发明方法控制流程简单有效，能够确保电池充电过程电池温度不会过高，并使电池能够迅速充电至满电状态，有效延长了电池的使用寿命，在保障电池新能源汽车充电安全的同时解决了充电时间过长的问题。
附图说明
图1为本发明一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法S1中所述流程的示意图；
图2为本发明一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法a中所述流程的示意图；
图3为本发明一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法b中所述流程的示意图；
图4为本发明一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法c中所述流程的示意图；
图5为本发明一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法d中所述流程的示意图；
图6为本发明一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法e中所述流程的示意图；
图7为本发明一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法f中所述流程的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例：参见图1-7。
一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法，包括以下步骤：
S1.充电开启时，按照步长增加充电电流，每5S充电一次；充电电流I＝10+Nx×S，当充电电流未达到允许充电电流时，充电机按照实际充电电流进行充电，直到充电电流等于当前允许充电电流I0时开始恒流充电；
S2.充电过程中，当电池的温度发生变化时，相应的充电电流也随之进行调整：当充电过程中温度升高，且当前最高温度Tmax的电池模组和最低温度Tmin的电池模组对应允许充电电流I0的较小值发生变化时，则进入末端充电状态；
其中充电电流I与电池温度T、电池剩余容量SOC的对应关系如下表1所示：
表1
Figure BDA0002470744400000041
上述步骤的充电过程中如果电池温度有变化，则充电电流跟随上表中相应的充电电流变化。
步骤S1中Nx＝N(x－1)+1，Nx表示充电次数，x其初始值为1，N(x－1)＝x-1；S表示步长，取值为0.1C，C表示电池充放电电流大小的比率；I0表示由电池管理系统BMS发出请求的当前允许充电电流；所述充电电流I取最高温度Tmax的电池模组和最低温度Tmin的电池模组对应允许充电电流I0的较小值。
步骤S2中所述末端充电状态分为以下两种情况：
1)15℃≤Tmin＜58℃
a.当恒流充电电流I充电至最高电池单体电压达到3750mV时开始降电流，按照步长S降流至0.2C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
b.当充电电流以I＝0.2C或者高温状态下I＝0.1C的情况下对电池进行充电时，最高电池单体电压达到3800mV时开始再次降电流，充电电流降流至0.1C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
c.当充电以I＝0.1C电流充电时，当最大单体电压达3830mV时，充电电流降至10A，当最高电体电压达到3850mV时，充电完成，电池管理系统停止充电；
2)0℃≤Tmin＜15℃
d.当最高单体电压达到3800mV时，按照步长S降流至0.3C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
e.当充电电流下降至0.3C后，按照步长S降流至0.2C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
f.当充电电流下降至0.2C后，按照步长S降流至0.1C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流，当最大单体电压达3830mV时，充电电流降至10A，当最高电体电压达到3850mV时，充电完成，电池管理系统停止充电。
当进入末端充电状态时，优先执行充电末端的降流策略，且充电电流不随电池温度的变化而变化，当末端充电电流与表一中规定值发生冲突时(例如：表一中规定值比充电末端的降流策略计算结果小)，则按照最小充电电流进行充电。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.充电开启时，按照步长增加充电电流，每5S充电一次；充电电流I＝10+Nx×S，当充电电流未达到允许充电电流时，充电机按照实际充电电流进行充电，直到充电电流等于当前允许充电电流I0时开始恒流充电；
S2.充电过程中，当电池的温度发生变化时，相应的充电电流也随之进行调整：当充电过程中温度升高，且当前最高温度Tmax的电池模组和最低温度Tmin的电池模组对应允许充电电流I0的较小值发生变化时，则进入末端充电状态；
2.根据权利要求1中所述的一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法，其特征在于，步骤S1中Nx＝N(x－1)+1，Nx表示充电次数，x其初始值为1，N(x－1)＝x-1；S表示步长，取值为0.1C，C表示电池充/放电电流大小的比率；I0表示由电池管理系统BMS发出请求的当前允许充电电流；所述充电电流I取最高温度Tmax的电池模组和最低温度Tmin的电池模组对应允许充电电流I0的较小值。
3.根据权利要求1中所述的一种装配磷酸铁锂电池新能源车辆的充电控制方法，其特征在于，步骤S2中所述末端充电状态分为以下两种情况：
1)15℃≤Tmin＜58℃
a.当恒流充电电流I充电至最高电池单体电压达到3750mV时开始降电流，按照步长S降流至0.2C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
b.当充电电流以I＝0.2C或者高温状态下I＝0.1C的情况下对电池进行充电时，最高电池单体电压达到3800mV时开始再次降电流，充电电流降流至0.1C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
c.当充电以I＝0.1C电流充电时，当最大单体电压达3830mV时，充电电流降至10A，当最高电体电压达到3850mV时，充电完成，电池管理系统停止充电；
2)0℃≤Tmin＜15℃
d.当最高单体电压达到3800mV时，按照步长S降流至0.3C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
e.当充电电流下降至0.3C后，按照步长S降流至0.2C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流；
f.当充电电流下降至0.2C后，按照步长S降流至0.1C，每5S充电降流一次，此5S时间给充电桩做降流调整，充电桩做降流调整期间电池管理系统BMS不下调充电电流，当最大单体电压达3830mV时，充电电流降至10A，当最高电体电压达到3850mV时，充电完成，电池管理系统停止充电。
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