CN117984844A - 一种电动自行车的智能充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开提供一种电动自行车电池包换电柜的智能充电方法，属于智能充电方法及其充电设施技术领域。本发明充电方法通过耦合了电池包在换电柜中充电时的关键因素，耦合参数包括获取电池包温度记为第一参数，获取环境温度记为第二参数，获取存放时间记为第三参数，并通过换电柜的柜控系统发出相应的充电方式的请求，从而可对电动自行车电池包在换电柜充电时的温度参数做具体分析并作出判断，不同的充电方式会使电池包在充满时的温度不同，使电池包在电动自行车上工作时温度控制在较好的区间，减少了电池包的内阻对能量的损耗，提高了电池包的放电map以及电机的工作效率，提高了电动自行车在行车过程中的续航里程。
Description
技术领域
本发明属于智能充电方法及其充电设施技术领域，尤其与一种电动自行车的智能充电方法有关。
背景技术
随着电动自行车标准的公布，电动自行车行业迎来了快速增长。其中，电动自行车电池包作为核心部件，其性能和寿命直接决定了电动自行车的续航里程、使用年限和用户的驾驶体验。通常，电动自行车电池包的性能和寿命受温度影响较大：温度较低时，电池中锂离子扩散速度变慢，电化学反应不充分，导致电池包的可用容量降低，续航里程随之下降；温度较高时，锂离子的扩散速率加快，电池的输出功率增大，电池包内阻减少，有利于电动自行车的续航里程和电机的工作效率的增加。因此，使用不同的充电方式使电池包在使用时温度达到最佳状态是十分重要的，而使用一种有效的电动自行车电池包换电柜的智能充电方法是有必要的。
目前，电动自行车的电池包充电方式都只提供了一种固定的充电方式，电池包连接即开始充电并且充电倍率不变，但这种充电方式灵活性和对能量的利用是不够的。例如，用户需要在较短时间内拿出电池包使用，这种固定的充电方式无法满足用户对电池包电量的需求；如电池包在低温天气使用时，电池包充满电放置较长时间，导致用户在使用电池时，电池包温度偏低而产生能量损失和可用容量降低。这种常见的充电方式，没有考虑到电池温度对电池使用的影响，也没有充分利用电池在充电过程中产生的热量。因此，一种有效的电动自行车电池包换电柜的智能充电方法是十分重要的。
发明内容
针对上述背景技术存在的问题，本发明提出一种电动自行车的智能充电方法。
为此，本发明采用以下技术方案：一种电动自行车的智能充电方法,其具体步骤包括：通过获取电池包充电时电池温度为第一参数，通过获取充电时环境温度为第二参数，通过获取存放时间为第三参数；通过所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数，对所述电动自行车电池包选择最合适的充电方式。
所述第一参数记为充电时电池包温度T电池，所述第二参数记为充电时环境温度T环境，所述第三参数记为存放时间t；所述第一参数、第二参数和第三参数各自划分多个区间。
当电动自行车的电池包放入换电柜中并被换电柜的柜控系统识别出电池包有充电需求，则柜控系统根据获取的第一参数、第二参数和第三参数发出相应的充电方式请求；所述充电方式根据等待时间和充电倍率分为多个方式，分别为充电方式A、充电方式B、充电方式C和充电方式D。
第一参数、第二参数和第三参数的采样频率各自独立地选自100ms至500ms。
所述的电池温度、环境温度、电池包存放时间的获取方式通过换电柜智能充电装置提供，所述的换电柜智能充电装置包括获取模块、换电柜的柜控系统模块和电池包充电模块；
获取模块用于获取电池包的电池温度；获取环境温度；获取电池包存放时间；
换电柜的柜控系统模块用于将获取模块获取的参数带入上述电动自行车电池包的换电柜智能充电方法中，发送所述电池包相应的充电方式；
电池包充电模块用于给电池包充电。
所述的智能充电方法的控制步骤通过换电柜智能充电设备控制，所述的换电柜智能充电设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的换电柜智能充电程序，所述换电柜智能充电程序被所述处理器执行时实现如上述的换电柜智能充电方法的步骤。
所述的所述的智能充电方法的控制步骤通过计算机可读存储介质存储，计算机可读存储介质上存储有换电柜智能充电程序，所述换电柜智能充电程序被处理器执行时实现如上述的换电柜智能充电方法的步骤。
本发明可以达到以下有益效果：1、本发明充电方法耦合了电池包在换电柜中充电时的关键因素，并通过换电柜的柜控系统发出相应的充电方式的请求，从而可对电动自行车电池包在换电柜充电时的温度参数做具体分析并作出判断，不同的充电方式会使电池包在充满时的温度不同，使电池包在电动自行车上工作时温度控制在较好的区间，减少了电池包的内阻对能量的损耗，提高了电池包的放电map以及电机的工作效率，提高了电动自行车在行车过程中的续航里程。2、本发明实现了在电池包在电动自行车使用时工作温度达到最佳状态，且充分利用不同的充电方式造成的电池包的不同温度，再结合环境温度使电池包在工作时温度达到最佳工作状态。本发明可对电动自行车电池包在换电柜充电时的温度参数做具体分析并作出判断，耦合的电池包关键信息包括：充电时电池包温度、环境温度和存放时间，从而选择最佳的充电方式，使电池包在被取出使用时到达最佳温度。
附图说明
图1为本发明充电方法提供的电动自行车电池包的换电柜智能充电的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述，所描述的实施例只是对本发明的说明和解释，并不构成对本发明的唯一限定。
本发明充电方法通过获取电动自行车充电时电池温度为第一参数，获取充电时环境温度为第二参数，获取存放时间为第三参数；
示例性地，所述第一参数记为电池温度T电池，所述第一参数分为极高(35°<T电池≤55°)、高(20°<T电池≤35°)、中(5°<T电池≤20°)、低(-10°<T电池≤5°)、极低(-40°<T电池≤-10°)；所述第一参数落入极高区间(35°<T电池≤55°)或极低区间(-40°<T电池≤-10°)不允许电池包充电；
所述第二参数记为环境温度T环境，所述第二参数分为高温(25°<T环境≤45°)、常温(5°＜T环境≤25°)、低温(-15°<T环境≤5°)；
所述第三参数记为存放时间t，所述第三参数分为存放时间长(t＞4h)、存放时间短(t≤4h)。
示例性地，当电动自行车电池包放入换电柜中，电池包有充电需求时，换电柜的智能充电方法根据所述第一参数、第二参数和第三参数确定给电池包的充电方式：
所述充电方式根据充电时间和充电倍率可以分为充电方式A、充电方式B、充电方式C和充电方式D：
所述充电方式A的等待时间为0，充电倍率为1C充半小时，之后充电电流下降；
所述充电方式B的等待时间为0，充电倍率为0.3C；
所述充电方式C的等待时间为存放时间t减4h，充电倍率为1C充半小时，之后充电电流下降；
所述充电方式D的等待时间为存放时间t减4h，充电倍率为0.3C；
示例性地，根据第一参数、第二参数和第三参数所在区间的组合，换电柜的充电机制发出相应的充电方式：
电池包温度没有位于极高或极低区间，并有充电需求时：
电池温度在高区间，环境温度为高温：
当存放时间长时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式D；
当存放时间短时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式B；
电池温度在高区间，环境温度为常温：
当存放时间长时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式D；
当存放时间短时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式B；
电池温度在高区间，环境温度为低温：
当存放时间长时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式C；
当存放时间短时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式B；
电池温度在中区间，环境温度为高温：
当存放时间长时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式D；
当存放时间短时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式B；
电池温度在中区间，环境温度为常温：
当存放时间长时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式D；
当存放时间短时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式A；
电池温度在中区间，环境温度为低温：
当存放时间长时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式C；
当存放时间短时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式A；
电池温度在低区间，环境温度为高温：
当存放时间长时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式D；
当存放时间短时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式B；
电池温度在低区间，环境温度为常温：
当存放时间长时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式D；
当存放时间短时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式A；
电池温度在低区间，环境温度为低温：
当存放时间长时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式C；
当存放时间短时，换电柜的柜控系统发出充电指令为充电方式A。
示例性地，当电池包电压达到满充条件时，或者换电柜的柜控系统检测到充电故障时，电池充电结束。
示例性地，第一参数、第二参数和第三参数的采样频率各自独立地选自100ms至500ms。
本公开中，电池包存放时间定义为：本次用户将电动自行车电池包放入换电柜中到下一次拿出电池包的时间间隔。
示例性地，在电池包放入换电柜时，换电柜监测到电池包有充电需求，换电柜的柜控系统即判断当前电池温度、当前环境温度和电池包存放时间，通过对此时电池包状态进行具体分析和判断，发出相应的电池包充电方式请求。具体步骤为：
(1)电池包放入换电柜时，换电柜确认电池包有充电需求。换电柜的柜控系统接受电池包发出的当前电池包温度信号，判断此时的电池包温度T电池位于以下哪个区间：极高，高、中、低或极低。
(2)当确认电池包温度没有位于极高或极低区间时，换电柜的柜控系统通过温度传感器获取当前环境温度信号，并判断环境温度T环境：若环境温度为高温，则判定电池包充电时不易采用高倍率充电，避免电池温度过高产生故障；若环境温度为常温，则判定环境在电池包充电过程中影响较小；若环境温度为低温，则判定电池包充电需优先采用高倍率充电，保持电池包温度为最佳状态。
(3)换电柜的柜控系统根据电池包放入时间和预计取出时间计算出存放时间t：若t＞4h，则判断为存放时间长；若t≤4h，则判断为存放时间短。
(4)电池包换电柜根据电池包的当前状态进行具体确认和分析后，发出相应的充电方式请求，其中充电方式分为：充电方式A、充电方式B、充电方式C和充电方式D。
(5)在对电池包充电过程中，当电池包电压达到满充条件，或电池包温度位于极高区间时，或换电柜的柜控系统检测到有充电故障时，电池包充电结束。
为使本公开的技术方案和优势更加清楚，以下以一个具体实施例对本公开的技术方案进行描述，整体步骤如图1所示：
实施例1
如图1所示，本发明实施例电动自行车电池包的换电柜智能充电方法，具体为电动自行车电池包放入换电柜充电时的采用不同的充电方式，包括以下步骤：
(1)电动自行车电池包放入换电柜中，换电柜的柜控系统检测到电池包有充电需求。
(2)换电柜的柜控系统确认电池包有充电需求，获取电池包电池温度T电池，环境温度T环境和电池包存放时间t。
(3)换电柜的柜控系统确认电池包当前电池温度T电池位于的区间(极高、高、中、低、极低)当确认电池温度T电池不位于极高或极低区间时，确认环境温度T环境(高温、常温、低温)和存放时间t(长、短)，根据确认的上述数据，换电柜的柜控系统发出相应的充电方式请求，本实例中，电池温度为中，具体情况如下：
(A)电池温度为中、环境温度为高温：
i)存放时间长，换电柜的柜控系统发出充电方式D请求；
ii)存放时间短，换电柜的柜控系统发出充电方式B请求；
(B)电池温度为高、环境温度为常温；
i)存放时间长，换电柜的柜控系统发出充电方式D请求；
ii)存放时间短，换电柜的柜控系统发出充电方式A请求；
(C)电池温度为中、环境温度为低温：
i)存放时间长，换电柜的柜控系统发出充电方式C请求；
ii)存放时间短，换电柜的柜控系统发出充电方式A请求；
在对电池包充电过程中，当电池包电压达到满充条件，或电池包温度位于极高区间时，或换电柜的柜控系统检测到有充电故障时，电池包充电结束。
又一方面，本公开实施方案中示例性地提供了一种换电柜智能充电装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取电池包的电池温度；获取环境温度；获取电池包存放时间；
换电柜的柜控系统模块，用于将获取模块获取的参数带入上述电动自行车电池包智能充电方法中，发送所述电池包相应的充电方式；
电池包充电模块，用于给电池包充电。
又一方面，本公开实施方案中示例性地提供了一种换电柜智能充电设备，所述换电柜智能充电设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的换电柜智能充电程序，所述换电柜智能充电程序被所述处理器执行时实现如上述的换电柜智能充电方法的步骤。
又一方面，本公开实施方案中示例性地提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有换电柜智能充电程序，所述换电柜智能充电程序被处理器执行时实现如上述的换电柜智能充电方法的步骤。
本发明供的电动自行车电池包在换电柜中的智能充电方式，耦合了电池包在换电柜中充电时的关键因素，并通过换电柜的柜控系统发出相应的充电方式的请求，使电池包在电动自行车上工作时温度控制在较好的区间，减少了电池包的内阻对能量的损耗，提高了电池包的放电map以及电机的工作效率，提高了电动自行车在行车过程中的续航里程。
本发明实现了在电池包在电动自行车使用时工作温度达到最佳状态，且充分利用不同的充电方式造成的电池包的不同温度，再结合环境温度使电池包在工作时温度达到最佳工作状态，主要体现在电池包在不同温度下工作，会影响电池包的内阻、放电map以及电机的工作效率；而不同的充电方式会影响电池的温度，本发明可对电动自行车电池包在换电柜充电时的温度参数做具体分析并作出判断，耦合的电池包关键信息包括：充电时电池包温度、环境温度和存放时间，从而选择最佳的充电方式，使电池包在被取出使用时到达最佳温度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种电动自行车的智能充电方法,其特征在于：所述的电动自行车的智能充电方法充电步骤包括：通过获取电池包充电时电池温度为第一参数，通过获取充电时环境温度为第二参数，通过获取存放时间为第三参数；通过所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数，对所述电动自行车电池包选择最合适的充电方式。
2.根据权利要求1所述的一种电动自行车的智能充电方法,其特征在于：所述第一参数记为充电时电池包温度T电池，所述第二参数记为充电时环境温度T环境，所述第三参数记为存放时间t；所述第一参数、第二参数和第三参数各自划分多个区间。
3.根据权利要求2所述的一种电动自行车的智能充电方法,其特征在于：当电动自行车的电池包放入换电柜中并被换电柜的柜控系统识别出电池包有充电需求，则柜控系统根据获取的第一参数、第二参数和第三参数发出相应的充电方式请求；所述充电方式根据等待时间和充电倍率分为多个方式，分别为充电方式A、充电方式B、充电方式C和充电方式D。
4.根据权利要求3所述的一种电动自行车的智能充电方法,其特征在于：第一参数、第二参数和第三参数的采样频率各自独立地选自100ms至500ms。
5.根据权利要求4所述的一种电动自行车的智能充电方法,其特征在于：所述第一参数记为电池温度T电池，所述第一参数分为极高，极高的范围为35°<T电池≤55°、高，高的范围为20°<T电池≤35°、中，中的范围为5°<T电池≤20°、低，低的范围为-10°<T电池≤5°、极低，极低的范围为-40°<T电池≤-10°；所述第一参数落入极高区间或极低区间不允许电池包充电；
所述第二参数记为环境温度T环境，所述第二参数分为高温，高温的范围为25°<T环境≤45°、常温，常温的范围为5°＜T环境≤25°、低温，低温的范围为-15°<T环境≤5°；
所述第三参数记为存放时间t，所述第三参数分为存放时间长，时间t＞4h、存放时间短，时间t≤4h。
6.根据权利要求5所述的一种电动自行车的智能充电方法,其特征在于：所述的电池温度、环境温度、电池包存放时间的获取方式通过换电柜智能充电装置提供，所述的换电柜智能充电装置包括获取模块、换电柜的柜控系统模块和电池包充电模块；
获取模块用于获取电池包的电池温度；获取环境温度；获取电池包存放时间；
换电柜的柜控系统模块用于将获取模块获取的参数带入上述电动自行车电池包的换电柜智能充电方法中，发送所述电池包相应的充电方式；
电池包充电模块用于给电池包充电。
7.根据权利要求6所述的一种电动自行车的智能充电方法,其特征在于：所述的智能充电方法的控制步骤通过换电柜智能充电设备控制，所述的换电柜智能充电设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的换电柜智能充电程序，所述换电柜智能充电程序被所述处理器执行时实现如上述的换电柜智能充电方法的步骤。
8.根据权利要求7所述的一种电动自行车的智能充电方法,其特征在于：所述的所述的智能充电方法的控制步骤通过计算机可读存储介质存储，计算机可读存储介质上存储有换电柜智能充电程序，所述换电柜智能充电程序被处理器执行时实现如上述的换电柜智能充电方法的步骤。
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