专利名称：一种电动汽车电池充电控制设备的制作方法
技术领域：
本实用新型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。
发明内容本实用新型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设备，可以 提高充电过程中的安全性和节能性。本实用新型提供一种电动汽车电池充电控制设备，包括用于测量电池当前的电动势的电动势测量单元；用于测量电池当前的充电电流的充电电流测量单元；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的充电 参数调整单元；用于根据当前充电参数控制电池的充电的充电控制单元。根据本实用新型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换电站的可用充电容量信息，在充换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。根据本实用新型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 电控制设备还包括用于根据电池的温度调整电池的充电电压的温度补偿单元。根据本实用新型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 括用于测量电池的温度的温度测量装置；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 电电压的电压调整装置。根据本实用新型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
3电电压的调整满足Vc = V25r - (Ta-25) X 0. 0055。本实用新型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。本实用新型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。本实用新型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。根据本实用新型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换电站的可用充电容量信息，在充换电站 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。根据本实用新型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。根据本实用新型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。根据本实用新型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 = V25r - (Ta-25) X 0. 0055。根据本实用新型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。本实用新型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。
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示出本实用新型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示出本实用新型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示出本实用新型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；[0039]图6示出本实用新型的电动汽车电池充电控制设备的一个实施例的框图；图7示出本实用新型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示出本实用新型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示出本实用新型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。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实 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示出本实用新型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。在本实用新型的一个实施例中，充换电站运行监控系统从配网自动化系统获取充 换电站的可用充电容量信息，充换电站运行监控系统在充换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换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，充换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。在本实用新型的一个实施例中，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示出本实用新型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示出本实用新型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Ta
N
权利要求1.一种电动汽车电池充电控制设备，其特征在于，包括 用于测量电池当前的电动势的电动势测量单元； 用于测量所述电池当前的充电电流的充电电流测量单元；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的 充电参数调整单元；用于根据所述当前充电参数控制所述电池的充电的充电控制单元。
2.根据权利要求1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换电站的可用充电容量信息，在所述充换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。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电池充电控制设备，其特征在于，还包括 用于根据所述电池的温度调整所述电池的充电电压的温度补偿单元。
4.根据权利要求3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 元包括用于测量所述电池的温度的温度测量装置；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的电压调整装置。
5.根据权利要求3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 = V25r - (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。
7.根据权利要求1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。
专利摘要本实用新型公开一种电动汽车电池充电控制设备。该设备包括用于测量电池当前的电动势的电动势测量单元；用于测量电池当前的充电电流的充电电流测量单元；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的充电参数调整单元；用于根据当前充电参数控制电池的充电的充电控制单元。充换电站运行监控系统可以从配网自动化系统获取充换电站的可用充电容量信息，在充换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。
文档编号H02J7/00GK201887493SQ20102056295
公开日2011年6月29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