电池充电装置和电池充电方法_2

文档序号:9550428阅读:来源:国知局
充电功率P的信号时,系统控制器100基于来自电池控制器11的充电允许信号和充电功率P向充电器9发送充电功率命令信号。响应于此充电功率命令信号,充电器9开始利用微计算机14计算的充电功率P向组合电池供应充电功率。
[0024]另一方面,在开始了对组合电池1的充电操作之后,电池控制器11重复地通过微计算机14判定组合电池11是否被满充电。响应于组合电池1被满充电的判定,电池控制器11向系统控制器100发送充电停止请求。在接收到充电停止请求时,系统控制器100向充电器9发送充电停止命令信号,使得充电器9对组合电池1的充电操作终止。
[0025]下面描述微计算机14如何确定充电功率P。
[0026]图3示出了充电电流与锂沉积阈值电压值Vdep之间的关系,其中,当锂二次电池单元的端电压低于锂沉积阈值电压值时,锂的沉积(锂枝晶在负电极板上的沉积)发生在锂二次电池单元之内。在图3中,三条曲线表示低温条件下的关系、中等温度条件下的关系、高温条件下的关系。
[0027]如图3所示,在高温条件下,当充电电流I高于0并低于值13时,锂沉积阈值电压值vdJ.亘定。当充电电流I高于值I 3时,锂沉积阈值电压值倾向于随着充电电流I的增加而降低。锂沉积阈值电压值V&在其它条件下(即,在低温条件下、和在中等温度条件下)具有类似的趋势。具体地,在中等温度条件下,当充电电流I高于0且低于值12时,锂沉积阈值电压值vdJ.亘定。当充电电流I高于值12且低于值I 5时,锂沉积阈值电压值V dep倾向于随着充电电流I的增加而降低。在低温条件下,当充电电流I高于0且低于值L时,锂沉积阈值电压值VdJ.亘定。当充电电流I高于值I及低于值14时,锂沉积阈值电压值vdep倾向于随着充电电流I的增加而降低。
[0028]如此,锂二次电池单元具有锂沉积阈值电压值Vdep随着充电电流的增加而降低的趋势,其中该趋势根据温度条件而变化。如果利用相对大的充电电流或充电功率对锂二次电池单元充电,则锂二次电池单元的端电压可能上升,使得锂的沉积甚至在锂二次电池单元的端电压相对低时就开始。以此角度,优选地将充电电流或充电功率保持为相对小,以便允许锂二次电池单元的端电压尽可能地上升并同时防止锂的沉积。
[0029]充电电流与锂沉积阈值电压值Vdep之间的关系取决于锂二次电池单元的材料和结构,并因此可以预先计算所述关系。
[0030]通过本实施例解决上述关于锂的沉积的问题,在本实施例中,预先针对不同的温度计算多个表(充电电流相对于锂沉积阈值电压的表或1-V_表),其中每个表表示充电电流与锂沉积阈值电压值之间的关系,并被存储在电池控制器11的微计算机14的RAM中、以及被引用用于确定对组合电池1进行充电的充电功率P。
[0031 ] 具体地,电池控制器11的微计算机14从温度传感器15接收关于电池单元温度T的信息,并读出1-Vdf;p表中对应于电池单元温度T的一个表。接着,微计算机14使用所读取的表,基于电流传感器6测量的充电和放电电流I计算锂沉积阈值电压值V_,并设置充电功率P以使得将每个电池单元2的电池单元电压U呆持在锂沉积阈值电压值之下
(Vcell〈Vdep)。
[0032]可以考虑其它参数以及锂二次电池单元的材料和结构而准备I_Vdep表。例如,此参数可以是以下中的至少一个:电池单元控制器1C 12对每个电池单元2的电池单元电压Vrall的测量误差;测量延迟;以及对电池单元的充电操作所导致的纹波电流。此修改用于增强锂沉积阈值电压值Vdep的计算精度,从而可以有效地防止锂在电池单元2中的沉积。
[0033]被引用用于读取1-V&表之一的电池单元温度T可以是温度传感器15测量的温度的平均。替代地,电池单元温度T可以是温度传感器15测量的温度中最高温度或最低温度。
[0034]图4是示出对组合电池1进行充电的处理的流程图。当系统控制器100将车辆系统从常规模式(在该模式中充电器9不对组合电池1充电)转变到充电模式时,开始此处理。
[0035]在步骤S1,电池控制器11的微计算机14判定是否从系统控制器100接收到充电模式请求。当对步骤S1的回答是肯定的(“是”)时,微计算机14然后进入步骤S2。另一方面,当对步骤S1的回答是否定的(“否”)时,微计算机14重复地执行步骤S1的操作。
[0036]在步骤S2,微计算机14获得来自电流传感器6的充电和放电电流1、来自电池单元控制器1C 12的电池单元电压VMll、来自总电压传感器13的组合电池1的总电压V、以及来自温度传感器15的电池单元温度T。
[0037]在步骤S3,微计算机14判定组合电池1是否被满充电。通过检查步骤S2中获得的总电压V并在总电压V等于特定满充电电压值时判定组合电池1被满充电,来实现该判定。当对步骤S3的回答是“是”时,微计算机14从该处理返回而不进行进一步的充电操作。另一方面,当对步骤S3的回答是“否”时,微计算机14进入步骤S4。
[0038]在步骤S4,微计算机14响应于来自系统控制器100的充电模式请求而计算对组合电池1进行充电的充电功率P的充电功率设置点P"通过使用存储在RAM中的1-V&表、基于电池单元电压νε(;1#Ρ电池单元温度Τ进行的计算而实现此计算。具体地,微计算机14读出为电池单元温度Τ准备的表,并使用所选择的表、基于电池单元电压U角定充电功率Ρ。这用于防止通过施加充电功率Ρ、电池单元电压U夬速达到锂沉积阈值电压值V
[0039]在步骤S5,微计算机14向系统控制器100发送在步骤S4中计算的充电功率Ρ的充电功率设置点Pi的信号、以及充电允许信号。响应于这些信号,系统控制器100向充电器9发送充电命令信号,使得充电器9利用设置为充电功率设置点Pi的充电功率P对组合电池1进行充电。如此,充电器9开始利用设置为充电功率设置点Pi的充电功率P对组合电池1进行充电。
[0040]在步骤S6,微计算机14获得来自电流传感器6的充电和放电电流1、来自电池单元控制器1C 12的电池单元电压VMll、来自总电压传感器13的组合电池1的总电压V、以及来自温度传感器15的电池单元温度T。
[0041]在步骤S7,微计算机14基于在步骤S6中获得的每个电池单元2的电池单元电压vrall计算最高电池单元电压vrall—h。最高电池单元电压VMll—h是组合电池1中的所有电池单元2的端电压中的最高端电压。
[0042]在步骤S8,微计算机14读出为电池单元温度T而准备的I_Vdep表,并使用I_V dep表、基于充电电流I计算锂沉积阈值电压值V_。
[0043]在步骤S9,微计算机14将最高电池单元电压VOTll—h与锂沉积阈值电压值V dep进行比较。当最高电池单元电压VMll—h低于锂沉积阈值电压值Vdep (Vcell h<Vdep)时,微计算机14进入步骤S12。另一方面,当最高电池单元电压^&高于或等于锂沉积阈值电压值V dep (Vcel
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