CN112440807A - 电动车充电的充电请求目标电流控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电动车充电的充电请求目标电流控制方法，电动汽车充电过程中，判断是否存在车载用电器消耗电流；如果没有车载用电器消耗电流，充电请求电流ReqCurr为基于电池电芯特性的第一充电请求电流CellCurr；如果存在车载用电器消耗电流，充电请求电流ReqCurr为通过消耗电流对基于电芯状态的第一请求充电电流进行补偿的第二请求充电目标电流TargCurr。本发明在车辆充电时，如果存在车载用电器消耗电流，采用对原BMS请求充电电流进行补偿，提高原BMS请求充电电流，以高于原BMS请求充电电流的第二请求充电目标电流，控制提高充电桩的输出电流，通过对充电桩输入电流的分配，在满足车载用电器正常工作的前提下，也能保证动力电池充电电流的需求。

Description

电动车充电的充电请求目标电流控制方法
技术领域
本发明属于电动车辆充电控制技术，具体涉及一种电动车辆充电请求目标电流的控制技术。
背景技术
电动汽车充电过程中，通常采用恒流模式。在恒流模式下，充电桩基于BMS发送的充电请求电流进行输出。充电请求电流的大小主要由锂离子电池特性和整车能力决定，即基于电池特性的第一充电请求电流作为充电请求目标电流。在某些工况下(例如低温或者高SoC)基于对锂离子电池的保护，第一充电请求电流通常相对较小。此时如果整车用电器存在消耗电流或消耗电流较大，充电桩的输出电流一方面要对电池包充电，另一方面对整车用电器供电，输入到电池包的电流将会非常小，甚至有可能对电池包进行放电，因此大大增加电池包充电时间，甚至无法达到满充。
发明内容
本发明的目的在于在提供一种恒流充电模式下，电动车充电的充电请求目标电流控制方法。
本发明的技术方案包括：电动车充电的充电请求目标电流控制方法，电动汽车充电过程中，判断是否存在车载用电器消耗电流；如果没有车载用电器消耗电流，充电请求电流ReqCurr为基于电池特性的第一充电请求电流CellCurr；如果存在车载用电器消耗电流，充电请求电流ReqCurr为通过消耗电流对基于电芯状态的第一充电请求电流进行补偿的第二充电请求目标电流TargCurr。
电池特性的第一充电请求电流指的是在恒流充电模式下，BMS基于电池特性以及整车环境条件下获得的恒流充电请求电流，它是现有常规的技术。本文在这里称之为原BMS充电请求电流。
车载用电器消耗电流包括车用高压用电部品，包括但不限于AIR PTC，Pack PTC，空调压缩机，DCDC等。
本发明在车辆充电时，如果存在车用电器消耗电流，采用对原BMS充电请求电流进行补偿补偿，提高原BMS充电请求电流，以高于原BMS充电请求电流的第二充电请求目标电流，控制提高充电桩的输出电流，通过对充电桩输入电流的分配，在满足车载用电器正常工作的前提下，也能保证动力电池充电电流的需求。
进一步的优选的技术特征是：第二充电请求目标电流TargCurr＝第一充电请求电流CellCurr+车载用电器消耗电流VehiCurr(以下简称消耗电流)。
进一步的优选的技术特征是：补偿方法包括以设定的允许电流变化量逐次梯度补偿到第一充电请求电流中。
允许电流变化量指的是单次补偿的增加电流，增加电流值可基于车用电器消耗电流进行确定，将车用电器消耗电分步进行补偿。
将输出充电请求电流以一定的速率逐渐上升至补偿后的电流值，防止充电过程中由于延迟导致BMS请求电流过大，从而出现过充对电池有损害的情况。
进一步的优选的技术特征是：比较第一充电请求电流，本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr；确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr方法包括：当第一充电请求电流CellCurr大于本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和；充电请求电流ReqCurr＝第一充电请求电流CellCurr+允许电流变化量A。
实际充电电流指的是电池实际充电电流(下同)。
进一步的优选的技术特征是：比较第一充电请求电流，本时刻电池实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr；确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr方法还包括：当第一充电请求电流CellCurr大于本时刻电池实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，持续第一设定时间后，下一时刻的充电请求电流ReqCurr＝充电请求电流ReqCurr＝第一充电请求电流CellCurr+允许电流变化量A。
第一设定时间指的是经过多次叠加允许电流变化量A的循环时间。
进一步的优选的技术特征是：比较第一充电请求电流，本时刻电池实际充电电流PackCurr与允许电流变化量之和，确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr；确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr方法包括：当第一充电请求电流CellCurr大于本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，持续第三设定时间后，下一时刻的充电请求电流ReqCurr＝第一充电请求电流CellCurr+允许电流变化量A。
第三设定时间指的是增加允许电流变化量A的单次时间。
进一步的优选的技术特征是：确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr的方法还包括，本时刻实际充电电流PackCurr大于等于电池允许充电电流I电池允许时，下一时刻的充电请求电流ReqCurr＝第一充电请求电流CellCurr。
进一步的优选的技术特征是：确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr的方法还包括，本时刻实际充电电流PackCurr大于第一充电请求电流CellCurr时，持续第二设定时间后，充电请求电流ReqCurr为第一充电请求电流CellCurr。
本时刻实际充电电流PackCurr大于第一充电请求电流CellCurr时，经过一段时间的充电后，存在车载用电器已经全部关闭，使得第一充电请求电流CellCurr小于实际充电电流PackCurr。第二设定时间是车载用电器已经关闭到电流稳定的时间。
进一步的优选的技术特征是：经过以设定的允许电流变化量逐次梯度补偿时，充电请求电流ReqCurr＝Min(实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，第二请求充电目标电流TargCurr)。
在进行补偿过程中，通过第一充电请求电流，本时刻实际充电电流，允许电流变化量之间的实时关系确定下一时刻的请求充电电流，即动态补偿的控制方法，一方面可避免整车附件消耗电流的波动的过度补偿，比如充电过程中，整车附件消耗电流由20A降为10A，之前的充电过程中，可能已经对10A消耗电流分步补偿完成，停止补偿；另一方面，延迟导致BMS请求电流过大，从而出现过充对电池有损害的情况。
本发明解决电动汽车充电过程中由于高压部品的消耗导致的充电时间过长或者无法满充的问题，运行安全可靠。
附图说明
图1本发明实施例充电请求目标电流控制方法示意图Ⅰ。
图2本发明实施例充电请求目标电流控制方法示意图Ⅱ。
具体实施方式
下列具体实施方式用于对本发明权利要求技术方案的解释，以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
如图1所示，电动车连接充电桩采用的充电枪；充电桩用恒流模式对电动车动力电池开始充电。
电池管理系统BMS采用常规方式获得电池特性和整车能力计算得到第一充电请求电流CellCurr。
没有车载用电器消耗电流，充电请求电流ReqCurr为基于电池特性的第一充电请求电流CellCurr。
当车用电器(高压部品)或称为整车附件耗电流时，
传感器实时采集车用电器(高压部品)消耗电流，包括但不限于是AIR PTC，PackPTC，空调压缩机，DCDC等的电流，得到总的补偿电流：
I补偿＝IAIR_PTC+IPack_PTC+I空调压缩机+IDCDC+…
或通过各高压部品的功率消耗总和与总线电压计算获得总的补偿电流：
I补偿＝(PAIR_PTC+PPack_PTC+P空调压缩机+PDCDC+…)/UPack
实施例中，整车附件消耗能力以及对电芯的保护，设定了补偿的电流进行上限限制Ilimit。
I补偿＝MIN(IAIR_PTC+IPack_PTC+I空调压缩机+IDCDC+…，Ilimit)
BMS确定充电请求目标电流TargCurr,充电请求目标电流TargCurr＝第一充电请求电流CellCurr+整车附件耗电流VehiCurr，亦即充电请求目标电流TargCurr＝第一充电请求电流CellCurr+补偿电流I补偿。
充电请求电流ReqCurr＝充电请求目标电流TargCurr；BMS将充电请求电流ReqCurr指令信号传输给充电桩，充电桩按充电请求电流ReqCurr输出充电电流。
当本时刻实际充电电流PackCurr大于等于电池允许充电电流I电池允许时，下一时刻的充电请求电流ReqCurr＝第一充电请求电流CellCurr。
如图2所示，与上述实施例不同的是，补偿方法包括以设定的允许电流变化量逐次梯度补偿到第一充电请求电流中，同时当电池实际充电电流大于电池允许充电电流时进行保护。
允许电流变化量A依据检测得到的车用电器消耗总电流得到补偿电流确定，如车用电器消耗总电流为20A，允许电流变化量为1A(每一次补偿循序允许增加的电流)。
实施例中，比较第一充电请求电流CellCurr，本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，当第一充电请求电流CellCurr大于本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，持续第一设定时间后，即通过多层叠加允许电流变化量A循环达到第一设定时间之后，下一时刻的充电请求电流ReqCurr＝充电请求电流ReqCurr＝Min(实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，第二请求充电目标电流TargCurr)。
本时刻实际充电电流PackCurr大于第一充电请求电流CellCurr时，持续第二设定时间后，充电请求电流ReqCurr为第一充电请求电流CellCurr。经过一段时间的充电后，车载用电器关闭，使得第一充电请求电流CellCurr小于实际充电电流PackCurr。第二设定时间确保充电时，电流稳定的时间。
当没有达到第二设定时间时，BMS再次循环比较第一充电请求电流CellCurr与时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和的关系。
实施例中，比较第一充电请求电流，本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量之和，确定下一时刻的充电请求电流；确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr方法包括：当第一充电请求电流CellCurr大于本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和；下一时刻的充电请求电流ReqCurr＝第一充电请求电流CellCurr+允许电流变化量A。按照充电请求电流ReqCurr充电第三设定时间(单次循环时间)后，再次叠加一个允许电流变化量A进行充电；直至叠加到I补偿。
在上述叠加过程中，必须满足1、充电请求电流ReqCurr＝充电请求电流ReqCurr＝Min(实际充电电流PackCurr与多次允许电流变化量A之和，第二请求充电目标电流TargCurr)，即经过设定时间循环后(多次叠加循环)补偿后或每次循环补偿后，检测实际充电电流PackCurr与多次允许电流变化量A之和，第二请求充电目标电流TargCurr，取其小；2、上述存在车载用电器关闭，因此总补偿电流的降低；为避免过冲，经过设定时间(第四设定)循环后(多次叠加循环)补偿后或或经过设定循环次数补偿后或每次循环补偿后，比较本时刻实际充电电流PackCurr和第一充电请求电流CellCurr，如果本时刻实际充电电流PackCurr大于第一充电请求电流CellCurr时，充电请求电流ReqCurr为第一充电请求电流CellCurr。

Claims (9)

1.一种电动车充电的充电请求电流控制方法，其特征是，电动汽车充电过程中，判断是否存在车载用电器消耗电流；如果没有车载用电器消耗电流，充电请求电流ReqCurr为基于电池特性的第一充电请求电流CellCurr；如果存在车载用电器消耗电流，充电请求电流ReqCurr为通过消耗电流对基于电芯状态的第一充电请求电流进行补偿的第二充电请求目标电流TargCurr。
2.如权利要求1所述电动车充电的充电请求电流控制方法，其特征是，第二充电请求目标电流＝第一充电请求电流+消耗电流。
3.如权利要求1或2所述电动车充电的充电请求电流控制方法，其特征是，补偿方法包括以设定的允许电流变化量逐次梯度补偿到第一充电请求电流中。
4.如权利要求3所述电动车充电的充电请求电流控制方法，其特征是，比较第一充电请求电流，本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr；确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr方法包括：当第一充电请求电流CellCurr大于本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和；下一时刻的充电请求电流ReqCurr＝第一充电请求电流CellCurr+允许电流变化量A。
5.如权利要求3所述电动车充电的充电请求电流控制方法，其特征是，比较第一充电请求电流，本时刻电池实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr；确定下一时刻充电请求电流ReqCurr方法包括：当第一充电请求电流CellCurr大于本时刻实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，持续第三设定时间后，下一时刻的充电请求电流ReqCurr＝第一充电请求电流CellCurr+允许电流变化量A。
6.如权利要求4所述电动车充电的充电请求电流控制方法，其特征是，确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr的方法还包括，本时刻实际充电电流PackCurr大于等于电池允许充电电流I电池允许时，下一时刻的充电请求电流ReqCurr＝第一充电请求电流CellCurr。
7.如权利要求4所述电动车充电的充电请求电流控制方法，其特征是，确定下一时刻的充电请求电流ReqCurr方法还包括，本时刻实际充电电流PackCurr大于第一充电请求电流CellCurr时，持续第二设定时间后，充电请求电流ReqCurr为第一充电请求电流CellCurr。
8.如权利要求1或2所述电动车充电的充电请求电流控制方法，其特征是，第二充电请求目标电流＝第一充电请求电流+MIN(消耗电流，Ilimit)，其中Ilimit为补偿电流上限值。
9.如权利要求3或4或5所述电动车充电的充电请求电流控制方法，其特征是，经过以设定的允许电流变化量逐次梯度补偿的过程中，充电请求电流ReqCurr＝Min(实际充电电流PackCurr与允许电流变化量A之和，第二充电请求目标电流TargCurr)。
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