一种车载锂电池充电方法及系统与流程

1.本发明涉及电动汽车电池管理系统技术领域，特别是涉及一种车载锂电池充电方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.随着电动汽车的普及，电动汽车充电时所造成的公共资源浪费成为阻碍电动汽车普及的重要因素，基于当前电动汽车电池以及充电设备现状，通过优化充电控制方法，提高充电速度，减小充电使用时间具有重要的社会价值和经济价值。
4.目前车载锂电池充电主要有两种方法：其一，多段限流充电；该充电方式控制简单，对充电机的控制精度要求低，但是该方式充电效率低，相同的充电容量下，需要更长的充电时间。
5.其二，前段限流充电，后段恒压充电；该方式理论上可以实现充电速度的最大化，但是在恒压阶段，存在以下问题，一方面小电流时充电机输出电流的不稳定，另一方面充电末期电池因接受能力减弱，电流的变化在电压层面的响应变大，造成充电末期控制的不稳定，反而造成充电末期充电时间增长；在充电末期，由于充电机控制精度问题，充电电流会发生波动，此时电池电压会超过恒压要求，控制器会保护性的停止充电，等待电压低于恒压值，然后再次开启充电，以此往复，造成充电时间的浪费。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提出了一种车载锂电池充电方法及系统，通过车载锂电池的电压、温度、电流、电量等参数信息，控制充电机向车载锂电池输出的充电电流，实现限流
‑
恒压
‑
限流的充电方式。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.第一方面，本发明提供一种车载锂电池充电方法，包括：
9.根据车载锂电池的当前电量和温度得到车载锂电池的当前最大充电电流；
10.根据当前最大充电电流和充电机输出电流的比较结果，得到车载锂电池的最大允许充电电流；
11.根据车载锂电池的电压、电流和最大允许充电电流得到充电机的目标输出电流，并根据目标输出电流控制充电机向车载锂电池充电。
12.作为可选择的实施方式，根据车载锂电池的当前电量和温度，通过sop二维表查表法得到车载锂电池的当前最大充电电流。
13.作为可选择的实施方式，将当前最大充电电流和充电机输出电流进行比较后，取二者较小值为车载锂电池的最大允许充电电流。
14.作为可选择的实施方式，根据目标输出电流控制充电机向车载锂电池充电的过程
中采用限流
‑
恒压
‑
限流方式对车载锂电池进行充电。
15.作为可选择的实施方式，在限流
‑
恒压
‑
限流方式中，第一阶段的限流过程为，判断车载锂电池的最高电压是否达到恒流电压，若没有达到恒流电压，则控制充电机输出目标输出电流；若达到恒流电压，则进入第一阶段的恒压过程。
16.作为可选择的实施方式，在限流
‑
恒压
‑
限流方式中，第一阶段的恒压过程为，通过控制充电机的输出电流，将车载锂电池的最高电压稳定在恒流电压，当充电电流降到设定的阈值时，进入第三阶段的限流过程。
17.作为可选择的实施方式，在限流
‑
恒压
‑
限流方式中，第三阶段的限流过程为，控制充电机保持输出电流为目标输出电流，直至车载锂电池得到最高电压设定值，完成充电。
18.第二方面，本发明提供一种车载锂电池充电系统，包括：
19.最大充电电流确定模块，被配置为根据车载锂电池的当前电量和温度得到车载锂电池的当前最大充电电流；
20.最大允许充电电流确定模块，被配置为根据当前最大充电电流和充电机输出电流的比较结果，得到车载锂电池的最大允许充电电流；
21.目标输出电流确定模块，被配置为根据车载锂电池的电压、电流和最大允许充电电流得到充电机的目标输出电流，并根据目标输出电流控制充电机向车载锂电池充电。
22.第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
23.第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
25.本发明采集车载锂电池的电压、温度、电流、电量等参数信息，通过通信线路和充电机进行通讯，控制充电机的输出电流，获取充电机可输出的最大功率，以控制充电机向车载锂电池输出的充电电流。采用限流
‑
恒压
‑
限流方式对车载锂电池进行充电，保证在充电初期和充电中期的最优化充电速度和充电末期的稳定性。
26.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
27.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
28.图1为现有的多段限流充电方法示意图；
29.图2为现有的前段限流充电，后段恒压充电方法示意图；
30.图3为现有的前段限流充电，后段恒压充电方法示意图；
31.图4为本发明实施例1提供的车载锂电池充电方法流程图；
32.图5为本发明实施例1提供的三个充电阶段示意图；
33.图6为本发明实施例1提供的三个充电阶段的充电控制示意图；
34.图7为本发明实施例1提供的t2阶段充电控制过程示意图；
35.图8为本发明实施例1提供的车载锂电池充电系统示意图。
具体实施方式：
36.下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
37.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
38.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
39.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
40.实施例1
41.如图1所示为现有的多段限流充电方法，如图2所示为前段限流充电，后段恒压充电方法，该方法易造成充电末期控制的不稳定，从而造成充电末期充电时间增长，如图3所示。
42.基于现有技术的问题，本实施例提出一种车载锂电池充电方法，如图4所示，包括：
43.s1：根据车载锂电池的当前电量和温度得到车载锂电池的当前最大充电电流；
44.s2：根据当前最大充电电流和充电机输出电流的比较结果，得到车载锂电池的最大允许充电电流；
45.s3：根据车载锂电池的电压、电流和最大允许充电电流得到充电机的目标输出电流，并根据目标输出电流控制充电机向车载锂电池充电。
46.在步骤s1中，根据车载锂电池的当前电量和温度，通过sop二维表查表法得到车载锂电池可承受的当前最大充电电流i
bmax
；
47.优选地，sop二维表由电池供应商通过试验确定，并保留一定余量。
48.在步骤s2中，将车载锂电池的当前最大充电电流i
bmax
与充电机最大输出电流i
cmax
比较后，取小值，得到车载锂电池的最大允许充电电流i
max
；
49.优选地，最大允许充电电流i
max
为电池和充电机允许的最大电流值，充电过程中，各阶段要求充电机输出的电流不可大于此值。
50.在步骤s3中，根据车载锂电池的电压、电流和最大允许充电电流得到当前充电机的目标输出电流i
c
，本实施例采用限流
‑
恒压
‑
限流方式对车载锂电池进行充电，保证在充电初期和充电中期的最优化充电速度和充电末期的稳定性，如图5所示，充电过程分为三个阶段，其充电控制过程如图6所示；
51.在t1阶段：检测车载锂电池的最高电压是否达到恒流电压v1，如果没有达到恒流电压v1，则控制充电机输出最大可充电电流，即目标输出电流i
c
；如果达到恒流电压v1，则进入t2阶段；
52.在t1阶段中，充电机的目标输出电流为i
max
。
53.在t2阶段：通过控制充电机的输出电流，将车载锂电池的最高电压稳定在恒流电压v1附近，逐步增加充入电量，充电电流逐渐降低，当充电电流降到i2时，进入t3阶段；
54.t2阶段为电压闭环控制阶段，首先根据车载锂电池的当前电压和目标电压得到目标电压差值，根据目标电压差值、当前电流进行pid调节后，与最大允许充电电流i
max
进行比较，取较小值作为需求电流，控制充电机输出该电流，如图7所示。
55.在t3阶段：控制充电机保持电流为最大可充电电流i
c
，直至车载锂电池最高电压达到v3，完成充电。
56.实施例2
57.如图8所示，本实施例提供一种车载锂电池充电系统，包括：
58.最大充电电流确定模块，被配置为根据车载锂电池的当前电量和温度得到车载锂电池的当前最大充电电流；
59.最大允许充电电流确定模块，被配置为根据当前最大充电电流和充电机输出电流的比较结果，得到车载锂电池的最大允许充电电流；
60.目标输出电流确定模块，被配置为根据车载锂电池的电压、电流和最大允许充电电流得到充电机的目标输出电流，并根据目标输出电流控制充电机向车载锂电池充电。
61.在本实施例中，采集车载锂电池的电压、温度、电流、电量等参数信息，通过通信线路和充电机进行通讯，控制充电机的输出电流，获取充电机可输出的最大功率，以控制充电机向车载锂电池输出的充电电流。
62.此处需要说明的是，上述模块对应于实施例1中所述的步骤，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
63.在更多实施例中，还提供：
64.一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。
65.应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元cpu，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器dsp、专用集成电路asic，现成可编程门阵列fpga或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
66.存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
67.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1中所述的方法。
68.实施例1中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
69.本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步
骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
70.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。