CN116130812A - 软件模拟电池恒压充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了软件模拟电池恒压充电方法，属于电池充电技术领域。该软件模拟电池恒压充电方法充电过程中充电设备实时响应BMS的请求电流。充电末端截止充电电压和电流为Vtarget和Itaget,PACK端采集的电压为V，PACK的内阻为R，实时充电电流为I，当Vtarget等于V+I*R时，开始采用降流策略，当电流降低时V也会随之降低，此时Vtarget大于V+I*R，保持降流后的当前电流充电，直到Vtarget等于V+I*R时再执行降流策略，如此循环直到V和I达到Vtarget和Itaget。本发明使用软件模拟电池恒压充电方法提高充电效率的同时又能够使得电池充满，解决充电设备截止电压的设置问题同时解决了电池充电效率和充满的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池充电领域，具体而言，涉及软件模拟电池恒压充电方法。
背景技术
在BMS充电领域一般情况下，BMS配合充电设备充电，在充电末端，充电设备设置输出电压为电池充满电压。当电池电压接近充电设备的截止电压时，进入了恒压充电状态，由恒压充电的物理特性决定。
但是BMS充电存在如下缺点：在充电初期，如果电池放电深度过深，充电电流会很大，不仅危及充电器的安全，电池也可能因过流而受损伤，若电压选择过低，后期充电电流又过小，导致充电时间过长，这样就不适宜于串联数量多的电池组的充电；电池端电压的变化很难补偿，充电过程中对落后电池的完全充电很难实现。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了软件模拟电池恒压充电方法，旨在改善BMS在充电时难以同时兼顾充电设备截止电压的设置以及电池充电效率和充满的问题的问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供软件模拟电池恒压充电方法，包括如下步骤：
步骤A：通讯建立，将充电设备和BMS建立通讯；
步骤B：请求响应，充电过程中充电设备实时响应BMS的请求电流；
步骤C：响应判别，充电末端截止充电电压和电流为Vtarget和Itaget，PACK端采集的电压为V，PACK的内阻为R，实时充电电流为I，当Vtarget等于V+I*R时，开始采用降流策略；
步骤D：执行降流策略，电流降低时V也会随之降低，此时Vtarget大于V+I*R，保持降流后的当前电流充电，直到Vtarget等于V+I*R时再执行降流策略，如此循环直到V和I达到Vtarget和Itaget。
在本发明的一种实施例中，软件实时获取当前特征值计算实时内阻，且将计算实时内阻并跟新内阻实时数值进行V+I*R计算。
在本发明的一种实施例中，上述当前特征值PACK的内阻R因电池的老化会随着SOH的变换动态调整。
在本发明的一种实施例中，上述当前特征值即在单次充电过程内阻会随着温度、SOC、SOH变化而变化。
本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的软件模拟电池恒压充电方法，具有如下技术效果：使用软件模拟的CV充电方法不需要硬件处理CV充电，相比传统的BMS充电技术，该使用软件模拟电池恒压充电方法提高充电效率的同时又能够使得电池充满。解决了充电设备截止电压的设置问题同时解决了电池充电效率和充满的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施方式提供的软件模拟电池恒压充电方法控制流程图；
图2为本发明实施方式提供的软件模拟电池恒压充电方法的恒压阶段的曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-图2，本发明提供软件模拟电池恒压充电方法，包括如下步骤：
步骤A：通讯建立，将充电设备和BMS建立通讯；
步骤B：请求响应，充电过程中充电设备实时响应BMS的请求电流；
步骤C：响应判别，充电末端截止充电电压和电流为Vtarget和Itaget，PACK端采集的电压为V，PACK的内阻为R，实时充电电流为I，当Vtarget等于V+I*R时，开始采用降流策略；
步骤D：执行降流策略，电流降低时V也会随之降低，此时Vtarget大于V+I*R，保持降流后的当前电流充电，直到Vtarget等于V+I*R时再执行降流策略，如此循环直到V和I达到Vtarget和Itaget。
该软件模拟电池恒压充电方法具备如下创新特征及效果：
1、能够找到合适的降流点，当第一次测量电压加上电流乘以内阻等于目标电压值为降流点。
即引入了内阻因素，在不考虑电池极化特性时，当充电有电流的时候电池总压等于开路电压加上内阻乘以当前电流电压。充满的目标就是尽可能使得开路电压等于充满电压。
2、在引入内阻的同时，不仅考虑全生命周期的内阻变化而且考虑了单次充电内阻的变化。在单次充电过程中会根据当前的温度、SOC、SOH来实时调整内阻阻值。
即在电池全生命周期内，随着充放电循环的增加和不同工况的使用条件下会导致内阻不断增大，不同的充电方式内阻的增长率也不同，在单次的充电过程中内阻也会动态变化，要保证电池充电效率且充满的条件下就必须及时调整阻值来优化充电曲线。
3、能够高效的模拟CV降流过程，当测量电压加上电流乘以内阻等于目标电压值时降流，不断迭代此过程。
即每一步迭代降流的过程就是不断在靠近临界点降流，这样做不会因为提前降流导致充电效率低。
4、能够适配高于电池电压的所有充电设备，只需设置充电设备输出电压略高于电池电压，且满足响应BMS的充电电流需求。整个充电过程中充电设备不需要硬件参与控制涓流、CC、CV的任一充电过程。
即因为整个充电过程的充电电流完全由BMS来控制，所以不需要充电设备硬件参与充电状态的调整。
软件实时获取当前特征值计算实时内阻，且将计算实时内阻并跟新内阻实时数值进行V+I*R计算。实际过程中PACK的内阻R也会随着SOH的变换动态调整，因为电池的老化会使内阻增加，在电池整个生命周期内不同充电方式直接影响内阻的增长率，在单次充电过程内阻也会随着温度、SOC、SOH变化而变化，而且末端的变化率较大，直接影响充电状态。如果单次仍以较小内阻来模拟末端充电，会错误的减弱浮充现象，导致电池无法充满，当使用正确的内阻参与计算时，因为末端明显的浮充现象所以会相对提前采取降流策略以达到电池充满的目的。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.软件模拟电池恒压充电方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：通讯建立，将充电设备和BMS建立通讯；
步骤B：请求响应，充电过程中充电设备实时响应BMS的请求电流；
步骤C：响应判别，充电末端截止充电电压和电流为Vtarget和Itaget，PACK端采集的电压为V，PACK的内阻为R，实时充电电流为I，当Vtarget等于V+I*R时，开始采用降流策略；
步骤D：执行降流策略，电流降低时V也会随之降低，此时Vtarget大于V+I*R，保持降流后的当前电流充电，直到Vtarget等于V+I*R时再执行降流策略，如此循环直到V和I达到Vtarget和Itaget。
2.根据权利要求1所述的软件模拟电池恒压充电方法，其特征在于，软件实时获取当前特征值计算实时内阻，且将计算实时内阻并跟新内阻实时数值进行V+I*R计算。
3.根据权利要求2所述的软件模拟电池恒压充电方法，其特征在于，上述当前特征值PACK的内阻R因电池的老化会随着SOH的变换动态调整。
4.根据权利要求2所述的软件模拟电池恒压充电方法，其特征在于，上述当前特征值即在单次充电过程内阻会随着温度、SOC、SOH变化而变化。
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