一种电动车的充电控制方法及系统与流程

1.本发明涉及电动车技术领域，尤其涉及一种电动车的充电控制方法及系统。


背景技术：

2.目前新能源汽车充电安全问题越来越成为行业发展的痛点，根据相关信息统计，在众多已发生的电动汽车起火自然事故中，有一部分是电动车汽车过充引起的，并且由充电因素引起的自然事故占比达到31％，充电安全事故占比高居榜首。充电安全已成为新能源汽车的安全关键。
3.随着电动汽车保有量的快速增加，充电设备作为电动汽车发展的必要基础设施，即将迎来快速增加时期。对于行业自身而言，行业需加强充电方法研究，以市场为导向加强技术升级，提高电池组安全性和寿命。
4.在中国专利申请文件cn107128204b中，公开了一种电动车充电控制方法及系统，通过电池管理系统和充电桩完成通信，获取充电桩基本性能参数，通过电池基础数据的获取，并与远程控制客户端交互，使用户根据当时的电池使用状况，选取不同的充电方式和充电电量，或者是不同的充电方式和充电时间，从不同的维度满足用户的需求，结合用户的充电需求和电池系统当时的状态参数，估算不同充电方案下电池温升，完成充电电量所需时间或将完成充电量等信息，并让用户知晓何时能够完成充电需求；用户通过远程控制客户端获得相关充电信息，根据自身充电需求进行充电方式最终选择，最后根据用户的充电需求参数，结合电池的实时状态变量，完成充电过程电流曲线优化，从而控制整个充电过程。该方案通过结合用户的充电需求和电池系统当时的状态参数，估算不同充电方案下电池温升，完成充电电量所需时间或将完成充电量等信息，并让用户知晓何时能够完成充电需求，其中不监测充电过程中电池包的参数，不会进行充电方式的改变，会出现过充的情况，有发生火灾的隐患。
5.现有技术至少存在以下不足：
6.1.在充电过程不监测电池的参数，也不会动态调整充电方式，因此会导致过充。


技术实现要素：

7.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电动车的充电控制方法及系统，首先进行系统自查，出现异常时进行问题排查，系统自查正常时，启动热管理，运行第一预设时间后，当各部件温度达到目标温度时，根据各部件温度是降至目标温度还是升至目标温度，进入慢充充电模式或常规充电模式；在常规充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设范围，则进入慢充充电模式或快充充电模式；在慢充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设范围，则进入常规充电模式或停止充电；在快充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参
数对应的第三预设范围，则进入常规充电模式。本发明在充电过程中，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，进行充电模式间切换，常规充电模式和快充充电模式下，参数超范围时均向慢速充电模式转换，在慢充充电模式下，参数超范围立即停止充电，避免了过充，实现安全充电。
8.本发明提供了一种电动车的充电控制方法，包括：
9.启动热管理，运行第一预设时间后，当各部件温度达到目标温度时，根据各部件温度是降至目标温度还是升至目标温度，进入慢充充电模式或常规充电模式；
10.在常规充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设范围，则进入慢充充电模式或快充充电模式；
11.在慢充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设范围，则进入常规充电模式或停止充电；
12.在快充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第三预设范围，则进入常规充电模式；
13.在常规充电模式、慢充充电模式或快充充电模式中任一充电模式下，电池充满时，停止充电；
14.慢充充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的5％-10％；常规充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的40-60％；快充充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的100％。
15.优选地，在常规充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设值，进入慢充充电模式；如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数低于该参数对应的第二预设值，进入快充充电模式。
16.优选地，在慢充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数低于该参数对应的第一预设值，则进入常规充电模式；如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数高于该参数对应的第三预设值，则停止充电。
17.优选地，在快充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设值，则进入慢充充电模式。
18.优选地，温度参数包括最大温度和温度升高值，电压参数包括电压变化值、电芯单体最大电压vmax-cell和单体电芯最低电压vmin-cell。
19.优选地，热管理包括高温模式和低温模式，在高温模式下，使整车制冷至目标温度后，启动慢充充电模式；在低温模式下，使整车加热至目标温度后，启动常规充电模式；低温模式指环境温度低于0℃；高温模式指环境温度高于35℃。
20.优选地，第一预设时间为2～5分钟，首次进入常规充电模式，运行第二预设时间后，开始监测数据，第二预设时间为3～8分钟。
21.本发明提供了一种电动车的充电控制系统，使用上述的电动车的充电控制方法，包括电池包及电池管理系统，电池包与电池管理系统连接；
22.电池管理系统包括参数采集模块和控制模块；
23.参数采集模块采集电池包的电池荷电状态、温度及电压相关参数，并将参数传输给控制模块；
24.控制模块根据电池包当前充电模式以及参数采集模块传输的参数，对电池包的充电模式进行切换。
25.优选地，控制模块执行如下操作：
26.接收参数采集模块传输的电池包的电池荷电状态、温度及电压相关参数；
27.启动热管理，运行第一预设时间后，当各部件温度达到目标温度时，根据各部件温度是降至目标温度还是升至目标温度，进入慢充充电模式或常规充电模式；
28.根据当前充电模式及接收的参数，进行充电模式切换，具体包括：
29.当前为常规充电模式时，在该模式下运行第二预设时间后，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设范围，停止充电；否则，进入快充充电模式；
30.当前为慢充充电模式时，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设范围，则进入常规充电模式或停止充电；
31.当前为快充充电模式时，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第三预设范围，则进入常规充电模式；
32.在常规充电模式、慢充充电模式或快充充电模式中任一充电模式下，电池充满时，停止充电。
33.本发明提供了一种电动车的控制系统，包括上述的电动车的充电控制系统，还包括，高压控制系统、电机控制系统和整车控制系统；
34.高压控制系统与电动车的充电控制系统、电机控制系统、整车控制系统、车载充电器及dc-dc转换器连接分别连接；
35.整车控制系统与电机控制系统连接；
36.高压控制系统用于控制整车高压部件工作及高压回路；
37.整车控制系统用于控制整车充电、制动和行驶的过程；
38.电机控制系统用于控制电机运行及交流和直流切换控制；
39.在电动车充电过程中，电动车的充电控制系统把充电过程中的电池荷电状态、温度及电压相关参数信息传输给整车控制系统、高压控制系统级和电机控制系统。
40.与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：
41.(1)本发明在接入充电设备后，先通过热管理进行电池温度的判断，及时启动对应充电模式，使得在电池温度从高温将至预设值时，启动慢充充电模式，电池温度从低温升至预设值时，启动常规充电模式，达到安全充电的效果。
42.(2)本发明在慢充充电模式、快充充电模式和常规充电模式下，分别监控电池荷电状态、温度及电压相关参数，并根据不同模式下的参数预设范围，进行充电模式见切换，实现安全快速充电。
43.(3)本发明在常规充电模式和快充充电模式下，参数超范围时均向慢速充电模式
转换，在慢充充电模式下，参数超范围立即停止充电，避免出现过充的情况，达到安全充电的效果。
附图说明
44.图1是本发明的一个实施例的电动车的充电控制方法流程图；
45.图2是本发明的一个实施例的电动车控制系统框图。
具体实施方式
46.下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细的说明。
47.本发明提供了一种电动车的充电控制方法，包括：
48.启动热管理，运行第一预设时间后，当各部件温度达到目标温度时，根据各部件温度是降至目标温度还是升至目标温度，进入慢充充电模式或常规充电模式；
49.在常规充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设范围，则进入慢充充电模式或快充充电模式；
50.在慢充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设范围，则进入常规充电模式或停止充电；
51.在快充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第三预设范围，则进入常规充电模式；
52.在常规充电模式、慢充充电模式或快充充电模式中任一充电模式下，电池充满时，停止充电；
53.慢充充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的5％-10％；常规充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的40-60％；快充充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的100％。
54.根据本发明的一个具体实施方案，在常规充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设值，进入慢充充电模式；如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数低于该参数对应的第二预设值，进入快充充电模式。
55.根据本发明的一个具体实施方案，在慢充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数低于该参数对应的第一预设值，则进入常规充电模式；如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数高于该参数对应的第三预设值，则停止充电。
56.根据本发明的一个具体实施方案，在快充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设值，则进入慢充充电模式。
57.根据本发明的一个具体实施方案，温度参数包括最大温度和温度升高值，电压参数包括电压变化值、电芯单体最大电压vmax-cell和单体电芯最低电压vmin-cell。
58.根据本发明的一个具体实施方案，热管理包括高温模式和低温模式，在高温模式下，使整车制冷至目标温度后，启动慢充充电模式；在低温模式下，使整车加热至目标温度后，启动常规充电模式；低温模式指环境温度低于0℃；高温模式指环境温度高于35℃。
59.根据本发明的一个具体实施方案，第一预设时间为2～5分钟，首次进入常规充电模式，运行第二预设时间后，开始监测数据，第二预设时间为3～8分钟。
60.本发明提供了一种电动车的充电控制系统，使用上述的电动车的充电控制方法，包括电池包及电池管理系统，电池包与电池管理系统连接；
61.电池管理系统包括参数采集模块和控制模块；
62.参数采集模块采集电池包的电池荷电状态、温度及电压相关参数，并将参数传输给控制模块；
63.控制模块根据电池包当前充电模式以及参数采集模块传输的参数，对电池包的充电模式进行切换。
64.根据本发明的一个具体实施方案，控制模块执行如下操作：
65.接收参数采集模块传输的电池包的电池荷电状态、温度及电压相关参数；
66.启动热管理，运行第一预设时间后，当各部件温度达到目标温度时，根据各部件温度是降至目标温度还是升至目标温度，进入慢充充电模式或常规充电模式；
67.根据当前充电模式及接收的参数，进行充电模式切换，具体包括：
68.当前为常规充电模式时，在该模式下运行第二预设时间后，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设范围，停止充电；否则，进入快充充电模式；
69.当前为慢充充电模式时，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设范围，则进入常规充电模式或停止充电；
70.当前为快充充电模式时，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第三预设范围，则进入常规充电模式；
71.在常规充电模式、慢充充电模式或快充充电模式中任一充电模式下，电池充满时，停止充电。
72.本发明提供了一种电动车的控制系统，包括上述的电动车的充电控制系统，还包括，高压控制系统、电机控制系统和整车控制系统；
73.高压控制系统与电动车的充电控制系统、电机控制系统、整车控制系统、车载充电器(obc)及dc-dc转换器连接分别连接；
74.整车控制系统与电机控制系统连接；
75.高压控制系统用于控制整车高压部件工作及高压回路；
76.整车控制系统用于控制整车充电、制动和行驶的过程；
77.电机控制系统用于控制电机运行及交流和直流切换控制；
78.在电动车充电过程中，电动车的充电控制系统把充电过程中的电池荷电状态、温度及电压相关参数信息传输给整车控制系统、高压控制系统级和电机控制系统。
79.实施例1
80.根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明的电动车的充电控制方法进行详细说明。
81.本发明提供了一种电动车的充电控制方法，包括：
82.启动热管理，运行第一预设时间后，当各部件温度达到目标温度时，根据各部件温度是降至目标温度还是升至目标温度，进入慢充充电模式或常规充电模式；
83.在常规充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设范围，则进入慢充充电模式或快充充电模式；
84.在慢充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设范围，则进入常规充电模式或停止充电；
85.在快充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第三预设范围，则进入常规充电模式；
86.在常规充电模式、慢充充电模式或快充充电模式中任一充电模式下，电池充满时，停止充电；
87.慢充充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的5％-10％；常规充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的40-60％；快充充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的100％。
88.实施例2
89.根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明的电动车的充电控制方法进行详细说明。
90.本发明提供了一种电动车的充电控制方法，包括：
91.启动热管理，运行第一预设时间后，当各部件温度达到目标温度时，根据各部件温度是降至目标温度还是升至目标温度，进入慢充充电模式或常规充电模式；热管理包括高温模式和低温模式，在高温模式下，使整车制冷至目标温度后，启动慢充充电模式；在低温模式下，使整车加热至目标温度后，启动常规充电模式；低温模式指环境温度低于0℃；高温模式指环境温度高于35℃；第一预设时间为2～5分钟；
92.在常规充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设值，进入慢充充电模式；如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数低于该参数对应的第二预设值，进入快充充电模式；温度参数包括最大温度和温度升高值，电压参数包括电压变化值、电芯单体最大电压vmax-cell和单体电芯最低电压vmin-cell；首次进入常规充电模式，运行第二预设时间后，开始监测数据，第二预设时间为3～8分钟；
93.在慢充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数低于该参数对应的第一预设值，则进入常规充电模式；如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数高于该参数对应的第三预设值，则停止充电；
94.在快充充电模式下，监测电池荷电状态、温度及电压相关参数，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设值，则进入慢充充电模式；
95.在常规充电模式、慢充充电模式或快充充电模式中任一充电模式下，电池充满时，
停止充电；
96.慢充充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的5％-10％；常规充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的40-60％；快充充电模式为充电功率为电池最大允许充电功率的100％。
97.实施例3
98.根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明的电动车的充电控制系统进行详细说明。
99.本发明提供了一种电动车的充电控制系统，使用上述的电动车的充电控制方法，包括电池包及电池管理系统，电池包与电池管理系统连接；还包括自查模块，在进入热管理之前，先进行系统自查，如果控制系统异常，则进行问题排查。
100.电池管理系统包括参数采集模块和控制模块；
101.参数采集模块采集电池包的电池荷电状态、温度及电压相关参数，并将参数传输给控制模块；
102.控制模块根据电池包当前充电模式以及参数采集模块传输的参数，对电池包的充电模式进行切换。
103.控制模块执行如下操作：
104.接收参数采集模块传输的电池包的电池荷电状态、温度及电压相关参数；
105.启动热管理，运行第一预设时间后，当各部件温度达到目标温度时，根据各部件温度是降至目标温度还是升至目标温度，进入慢充充电模式或常规充电模式；
106.根据当前充电模式及接收的参数，进行充电模式切换，具体包括：
107.当前为常规充电模式时，在该模式下运行第二预设时间后，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第一预设范围，停止充电；否则，进入快充充电模式；
108.当前为慢充充电模式时，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第二预设范围，则进入常规充电模式或停止充电；
109.当前为快充充电模式时，如果电池荷电状态、温度及电压相关参数中任一参数超出该参数对应的第三预设范围，则进入常规充电模式；
110.在常规充电模式、慢充充电模式或快充充电模式中任一充电模式下，电池充满时，停止充电。
111.实施例4
112.根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明的电动车的控制系统进行详细说明。
113.本发明提供了一种电动车的控制系统，包括上述的电动车的充电控制系统，还包括，高压控制系统、电机控制系统和整车控制系统；
114.高压控制系统与电动车的充电控制系统、电机控制系统、整车控制系统、车载充电器(obc)及dc-dc转换器连接分别连接；
115.整车控制系统与电机控制系统连接；
116.高压控制系统用于控制整车高压部件工作及高压回路；
117.整车控制系统用于控制整车充电、制动和行驶的过程；
118.电机控制系统用于控制电机运行及交流和直流切换控制；
119.在电动车充电过程中，电动车的充电控制系统把充电过程中的电池荷电状态、温度及电压相关参数信息传输给整车控制系统、高压控制系统级和电机控制系统。
120.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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，均包含在本发明的保护范围之内。