专利名称：一种电动汽车电池充电控制方法及其设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及电动汽车电池充电技术，尤其涉及一种电动汽车电池充电控制方法及 其设备。
背景技术：
目前，电动汽车常用的充电方法包括恒压充电和恒流充电。恒压充电的初期，电池 组电动势比较低，充电电流很大，随着充电过程的进行，电池组电动势逐渐上升，充电电流 自动减小。恒流充电充电电流可调整，可以对处于各种不同状态的电池组充电，特别适用于 小电流长时间充电，有利于容量恢复较慢的电池的维护性充电和新电池的初充电等。恒压 充电的方式在初始充电电流大，易造成放电深度较大的电池组过流和损坏充电设备；充电 末期，由于电动势增大使得充电电流很小，充满电需要很长时间。恒流充电不适宜大电流长 时间充电。此外，电池充电过程中，容易出现过充电，电池电压在达到最高点后又开始下降， 电池温度和内部压力迅速上升，缩短电池使用寿命，甚至导致电池损坏。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是提供一种电动汽车电池充电控制方法，可以提高 充电过程中的安全性和节能性。本发明提供一种电动汽车电池充电控制方法，包括测量电池当前的电动势和充电电流；根据电池当前电动势和充电电流、电池的理想充电电流确定当前充电参数；根据当前充电参数控制电池的充电。根据本发明的电动汽车电池充电控制方法的一个实施例，根据当前充电参数控制 电池的充电包括从配网自动化系统获取充电站的可用充电容量信息，在充电站可用充电 容量的限制下，根据电池的当前充电参数、充电紧急程度调节电池的输出功率。根据本发明的电动汽车电池充电控制方法的一个实施例，该方法还包括根据电 池的温度调整电池的充电电压。根据本发明的电动汽车电池充电控制方法的一个实施例，根据电池的温度调整电 池的充电电压的步骤包括测量电池的温度；判断电池的温度是否超过预定值；当电池的温度超过预定值时，调整电池的充电电压。根据本发明的电动汽车电池充电控制方法的一个实施例，根据电池的温度调整电 池的充电电压采用如下公式Vc = V25. c- (Ta-25) X0. 0055。根据本发明的电动汽车电池充电控制方法的一个实施例，根据电池当前电动势和充电电流、电池的理想充电电流确定当前充电参数包括结合分阶段调整的恒压和恒流充 电根据电池当前的电动势和充电电流确定充电参数。本发明提供的电动汽车电池充电控制方法，实时测量电池的电动势和充电电流， 结合电池的理想充电电流曲线根据电池当前的电动势和充电电流调整充电参数，既保证电 池充足电，又避免电池出现过充电，从而确保充电过程的安全性、节能性。本发明要解决的另一个技术问题是提供一种电动汽车电池充电控制设备，可以提 高充电过程中的安全性和节能性。本发明提供一种电动汽车电池充电控制设备，包括电动势测量单元，用于测量电池当前的电动势；充电电流测量单元，用于测量电池当前的充电电流；充电参数调整单元，根据电池当前电动势和充电电流、电池的理想充电电流确定 当前充电参数；充电控制单元，用于根据当前充电参数控制电池的充电。根据本发明的电动汽车电池充电控制设备的一个实施例，充电控制单元从配网自 动化系统获取充电站的可用充电容量信息，在充电站的可用充电容量的限制下，根据电池 的充电参数、充电紧急程度调节电池的输出功率。根据本发明的电动汽车电池充电控制设备的一个实施例，该电动汽车电池充电控 制设备还包括温度补偿单元，用于根据电池的温度调整电池的充电电压。根据本发明的电动汽车电池充电控制设备的一个实施例，温度补偿单元包括温度测量装置，用于测量电池的温度；电压调整装置，用于判断电池的温度是否超过预定值；当电池的温度超过预定值 时，调整电池的充电电压。根据本发明的电动汽车电池充电控制设备的一个实施例，温度补偿单元对充电电 压的调整满足Vc = V25. c_(Ta_25) X0. 0055。本发明提供的电动汽车电池充电控制设备，电动势测量单元和充电电流测量单元 实时测量电池的电动势和充电电流，充电参数调整单元结合电池的理想充电电流曲线根据 电池当前的电动势和充电电流调整充电参数，既保证电池充足电，又避免电池出现过充电， 从而确保充电过程的安全性、节能性。
图1示出充电电流、充电电压及电池组电动势的曲线关系；图2示出智能充电控制策略下的充电电流和电池理想的充电电流曲线；图3示出本发明的电动汽车电池充电控制方法的一个实施例的流程图；图4示出本发明的电动汽车电池充电控制方法的另一个实施例的流程图；图5示出本发明的电动汽车电池充电控制方法中用充电电压进行温度补偿的一 个例子的流程图；图6示出本发明的电动汽车电池充电控制设备的一个实施例的框图7示出本发明的电动汽车电池充电控制设备的另一个实施例的框图；图8示出本发明的电动汽车电池充电控制设备的又一个实施例的框图；图9示出本发明技术方案一个应用例的系统示意图；图10示出充电过程中电动势E的变化曲线；以及图11示出充电过程中电动势E的变化曲线。
具体实施例方式下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。在 附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。电池组在充电过程中，其充电电流可以简化为以下公式I = (U-E) /r (1)公式(1)中，I为充电电流，U为充电电压，E电池组电动势，r为电池组内阻。从公式(1)可以看出，随着充电过程的进行，电池组电动势E逐渐上升，最终接近 额定电压，而充电电流呈现前高后低的趋势，图1示出充电电流、充电电压及电池组电动势 的曲线关系。根据电动汽车电池充电特性要求，可以采用实时调整的恒压和恒流进行充电。图2 示出智能充电控制策略下的充电电流和电池可接受的理想充电电流曲线。如图2所示，实 线表示电池可接受的理想充电电流曲线；虚线表示智能充电控制策略下的充电电流曲线。 通过对充电进行控制，使得充电电流曲线趋向于理想充电电流曲线。图3示出本发明的电动汽车电池充电控制方法的一个实施例的流程图。如图3所示，在步骤302，测量电池当前的电动势和充电电流。例如，可以通过与电 池并联的电压计测量电池当前的电动势，通过串联的电流传感器进行采样获得当前充电电 流。在步骤304，根据电池当前电动势和充电电流、电池的理想充电电流确定当前充电 参数。例如，根据理想充电电流曲线获得当前理想充电电流，结合测量的电池当前的电动势 根据公式(1)，计算出当前充电电压。在步骤306，根据当前充电参数控制电池的充电。在本发明的一个实施例中，充电站运行监控系统从配网自动化系统获取充电站的 可用充电容量信息，充电站运行监控系统在充电站的可用充电容量的限制下，根据电动汽 车动力电池的充电参数、充电紧急程度调节充电站电池的输出功率。不同的电池可能具有不同的理想充电电流曲线，理想充电电流曲线例如可以由电 池生产厂家根据电池的特性可提供。在一个实施例中，充电站监控系统根据电池的型号信 息从配网自动化系统获得该电池的理想充电电流信息。在上述实施例中，实时测量电池的电动势和充电电流，结合电池的理想充电电流 曲线根据电池当前的电动势和充电电流调整充电参数，既保证电池充足电，又避免电池出 现过充电，从而确保充电过程的安全性、节能性。在本发明的一个实施例中，通过分阶段调整的恒压和恒流充电来模拟理想充电电 流曲线，结合分阶段调整的恒压和恒流充电根据电池当前的电动势和充电电流确定充电参 数。通过这样的方式，可以降低充电控制的难度和复杂度，更容易对充电进行控制。
在一个实施例中，通过单片机的电压测量模块测量单节电池的电压值，采用“筛值 平均”的滤波方法测量电池组的电压，从而提高测量的精度。在对每节电池的电压模拟量 进行测量时，连续测量多次，然后筛去电压值的最高值和最低值，再对剩余的测量值取平均 值，以获得最佳的测量结果；然后根据电压的计算方式，获得电池的电压。这样获得的电池 电动势的准确度更高。图4示出本发明的电动汽车电池充电控制方法的另一个实施例的流程图。
如图4所示，在步骤402，测量电池当前的电动势和充电电流；在步骤404，结合电池的理想充电电流曲线根据电池当前的电动势和充电电流调 整充电参数。对电池当前的电动势和充电电流与电池的标称额定电压和电流进行计算，确 定充电电压和电流的大小；通过电压、电流调节器和切换开关实现充电电压和充电电流的 调整。例如，通过对采集过来的电池组电压和电流与电池组的标称额定电压和电流进行计 算，决定充电电压和电流的大小。通过配置相应的电压、电流调节器和切换开关可实现充电 参数的调整。在步骤406，根据电池的温度调整电池的充电电压。在上述实施例中，在充电过程中根据电池的温度调整电池的充电电压，既保证电 池充足电，又保证电池充电过程中不过热，确保充电过程的安全性、节能性。图5示出本发明的电动汽车电池充电控制方法中用充电电压进行温度补偿的一 个例子的流程图。如图5所示，在步骤502，测量每个电池单体温度Ti。在步骤504，计算电池组温度平均值TaNTa =YjT1ZN1 (2)在步骤506，例如通过判断电池组温度是否大于预定值来判断电池组温度是否出 现异常？如果是，则继续步骤508，否则，继续步骤502。其中，该预定值可以根据电池种类 加以确定。在步骤508，减小充电电压，温度补偿计算TaVc = V25. c- (Ta-25) X0. 0055 (3)其中，VC为充电电压，V25oC为25oC时的充电电压。在上述实施例中，通过测量电池单体温度获得电池组的温度平均值，通过判断电 池温度是否出现异常来调整充电电压，保证了电压调整的准确性。图6示出本发明的电动汽车电池充电控制设备的一个实施例的框图。如图6所示， 该实施例的电动汽车电池充电控制设备包括电动势测量单元61、充电电流测量单元62、充 电参数调整单元63和充电控制单元64。电动势测量单元61测量电池当前的电动势。电动 势测量单元61例如包括与电池并联的电压计以测量电池的电动势。充电电流测量单元62 测量电池当前的充电电流。充电电流测量单元62例如包括与电池串联的电流传感器，对电 流进行采样以测量电池当前的充电电流。充电参数调整单元63根据电池当前电动势和充 电电流、电池的理想充电电流确定当前充电参数。充电参数调整单元63例如通过单片机或 者DSP逻辑电路实现。充电控制单元64根据当前充电参数控制电池的充电。充电控制单元64例如通过配置相应的电压、电流调节器和切换开关实现。理想充电电流曲线例如根据 电池的特性提供。通过对采集过来的电池组电压和电流与电池组的标称额定电压和电流进 行计算，决定充电电压和电流的大小。通过配置相应的电压、电流调节器和切换开关可实现 充电参数的调整。在本发明的一个实施例中，充电控制单元64从配网自动化系统获取充电 站的可用充电容量信息，在充电站的可用充电容量的限制下，根据电池的充电参数、充电紧 急程度调节所述电池的输出功率。在上述实施例中，电动势测量单元和充电电流测量单元实时测量电池的电动势和 充电电流，充电参数调整单元结合电池的理想充电电流曲线根据电池当前的电动势和充电 电流确定充电参数，由充电控制单元根据充电参数对充电进行控制，既保证电池充足电，又 避免电池出现过充电，从而确保充电过程的安全性、节能性。图7示出本发明的电动汽车电池充电控制设备的另一个实施例的框图。该实施例 的电动汽车电池充电控制设备包括电动势测量单元61、充电电流测量单元62、充电参数调 整单元63和充电控制单元64。和图6相比，该实施例的电动汽车电池充电控制设备还包括 温度补偿单元75，用于根据电池的温度调整电池的充电电压。在一个实施例中，温度补偿单 元74对充电电压的调整满足公式(3)的条件。在上述实施例中，温度补偿单元在充电过程中根据电池的温度调整电池的充电电 压，既保证电池充足电，又保证电池充电过程中不过热，确保充电过程的安全性、节能性。图8示出本发明的电动汽车电池充电控制设备的又一个实施例的框图。和图7相 比，该实施例的电动汽车电池充电控制设备中温度补偿单元85包括温度测量装置851和电 压调整装置852。其中，温度测量装置851测量电池的温度，将测量的电池的温度发送给电 压调整装置852 ；电压调整装置852判断电池的温度是否超过预定值；当电池的温度超过预 定值时，调整电池的充电电压。该预定值可以根据电池种类加以确定。在电动汽车充换电站对电池组进行充电控制时，结合电池组可接受的理想充电电 流曲线以及实时跟踪电池组的温度并相应采取电压反馈补偿，根据其当前状态自动调整充 电参数，从而使电池组的性能和寿命得到最大限度的发挥。需要指出，对于图6至图7示出的电动汽车电池充电控制设备的实施例的框图中 的各个单元模块或者装置，可以分别作为独立的设备实现，也可以几个或者全部作为完整 的设备实现。下面结合图9-12具体说明本发明技术方案的一个应用例。图9示出该应用例的系统示意图。在该应用例中，包括充电电源91、电动汽车蓄 电池92以及电动汽车电池充电控制设备93。电动汽车电池充电控制设备93例如包括电 动势测量单元61、充电电流测量单元62、充电参数调整单元63和充电控制单元64，充电控 制单元64包括电流调节器641、电压调节器642和切换开关643。充电参数调整单元63通 过切换开关643控制电流调节器641和电压调节器642，从而控制充电电源92对蓄电池91 的充电。电动汽车电池充电控制设备93也可以包括其它实施例中的单元或者模块。对于某种电动汽车的电池组，假定其理想充电电流曲线可表示为I = I。e_at (4)其中，Itl为初始最大充电电流，α为最大接受力比，t为充电时间。电动汽车电池充电控制设备93依照上式控制充电电流，就可以既提高充电效率，同时又不会导致过充电。 在实际应用中，可以通过分阶段调整的恒压和恒流充电来模拟理想充电电流曲 线。例如，具体的调整阶段如下表1所示
权利要求
1.一种电动汽车电池充电控制方法，其特征在于，包括 测量所述电池当前的电动势和充电电流；根据所述电池当前电动势和充电电流、所述电池的理想充电电流确定当前充电参数； 根据所述当前充电参数控制所述电池的充电。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池充电控制方法，其特征在于，所述根据所述当 前充电参数控制所述电池的充电包括从配网自动化系统获取充电站的可用充电容量信息，在所述充电站可用充电容量的限 制下，根据所述电池的当前充电参数、充电紧急程度调节所述电池的输出功率。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电池充电控制方法，其特征在于，还包括 根据所述电池的温度调整所述电池的充电电压。
4.根据权利要求3所述的电动汽车电池充电控制方法，其特征在于，所述根据所述电 池的温度调整所述电池的充电电压的步骤包括测量所述电池的温度； 判断所述电池的温度是否超过预定值；当所述电池的温度超过所述预定值时，调整所述电池的充电电压。
5.根据权利要求3所述的电动汽车电池充电控制方法，其特征在于，根据所述电池的 温度调整所述电池的充电电压采用如下公式Vc = V25. c- (Ta-25) X0. 0055。
6.根据权利要求1所述的电动汽车电池充电控制方法，其特征在于，根据电池当前电 动势和充电电流、电池的理想充电电流确定当前充电参数包括结合分阶段调整的恒压和恒流充电根据电池当前的电动势和充电电流确定充电参数。
7.根据权利要求1所述的电动汽车电池充电控制方法，其特征在于，所述测量电池当 前的电动势和充电电流包括通过电流传感器采样测量所述电池的充电电流； 通过单片机的电压模块测量所述电池的电动势。
8.一种电动汽车电池充电控制设备，其特征在于，包括 电动势测量单元，用于测量电池当前的电动势； 充电电流测量单元，用于测量所述电池当前的充电电流；充电参数调整单元，根据所述电池当前电动势和充电电流、所述电池的理想充电电流 确定当前充电参数；充电控制单元，用于根据所述当前充电参数控制所述电池的充电。
9.根据权利要求8所述的电动汽车电池充电控制设备，其特征在于，所述充电控制单 元从配网自动化系统获取充电站的可用充电容量信息，在所述充电站的可用充电容量的限 制下，根据所述电池的充电参数、充电紧急程度调节所述电池的输出功率。
10.根据权利要求8所述的电动汽车电池充电控制设备，其特征在于，还包括 温度补偿单元，用于根据所述电池的温度调整所述电池的充电电压。
11.根据权利要求10所述的电动汽车电池充电控制设备，其特征在于，所述温度补偿 单元包括温度测量装置，用于测量所述电池的温度；电压调整装置，用于判断所述电池的温度是否超过预定值；当所述电池的温度超过所 述预定值时，调整所述电池的充电电压。
12.根据权利要求10所述的电动汽车电池充电控制设备，其特征在于，所述温度补偿 单元对所述充电电压的调整满足Vc = V25. c- (Ta-25) X0. 0055。
13.根据权利要求8所述的电动汽车电池充电控制设备，其特征在于，所述充电参数调 整单元结合分阶段调整的恒压和恒流充电根据电池当前的电动势和充电电流确定充电参数。
14.根据权利要求8所述的电动汽车电池充电控制设备，其特征在于，所述电动势测量 单元通过电压计测量所述电池当前的电动势；所述充电电流测量单元通过电流传感器测量 所述电池当前的充电电流。
全文摘要
本发明公开一种电动汽车电池充电控制方法及其设备。该方法包括测量电池当前的电动势和充电电流；根据电池当前电动势和充电电流、电池的理想充电电流确定当前充电参数；根据当前充电参数控制电池的充电。充电站运行监控系统可以从配网自动化系统获取充电站的可用充电容量信息，在充电站的可用充电容量的限制下，根据电池的充电参数、充电紧急程度调节电池的输出功率。电动汽车充电站对电池组进行充电控制时，结合电池组可接受的理想充电电流曲线以及实时跟踪电池组的温度并相应采取电压反馈补偿，根据其当前状态自动调整充电参数，从而使电池组的性能和寿命得到最大限度的发挥。
文档编号H02J7/00GK102055216SQ20101050835
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者丁孝华, 倪峰, 储毅, 孙广明, 张 浩, 汪映辉, 王相勤, 胡江溢, 贾俊国, 赵明宇, 路致远, 高春雷 申请人:国家电网公司, 国网电力科学研究院