一种电动汽车的充电方法及充电装置与流程

本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种电动汽车的充电方法及充电装置。

背景技术：

近年来电动汽车行业发展迅猛，在公共交通领域得到了广泛的应用，随着技术和市场的逐步成熟，在物流、私家车领域也正在逐渐得到推广应用，普及程度越来越高。

充电基础设施是电动汽车能否广泛发展和推广的关键因素之一，为了保证充电设施的兼容性，国标正在逐步完善。根据目前电动汽车充电国标的要求，市面上的大多充电设备都是根据BMS(Battery Management System，电池管理系统)的需求输出电压电流给电池充电，完全是被动响应。由于电池在大倍率充电过程较大的极化作用，加上目前市面上的BMS技术参差不齐，充电策略不合理，就会导致有些电动汽车在进行多次直流快速充电后出现电池SOC(State of Charge，荷电状态)估算不准、虚高等情况发生，导致用户在使用电动汽车时出现续航里程不足或者半路抛锚的情况发生，带来非常不好的客户体验。上述问题对电动汽车的发展相当不利。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述充电过程中电池SOC估算不准确、虚高的缺陷，提供一种电动汽车的充电方法及充电装置，能减小甚至避免SOC值偏差。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电动汽车的充电方法，包括：步骤S10.实时获取电动汽车的电池参数信息；

步骤S20.根据所述电池参数信息判断电池SOC是否准确，若否，则执行下一步骤；

步骤S30.对电动汽车的电池进行柔性充电。

优选地，所述步骤S20包括：

步骤S201.判断所获取的电池参数信息中的当前SOC是否达到第一预设值，若是，则执行步骤S202，若否，则执行步骤S201；

步骤S202.根据所述电池参数信息中的初始SOC、电池额定容量、充电电流及充电时间计算理论剩余充电容量，并判断所述当前SOC是否满足以下判断条件：

△C/Cr*100％≤100％-SOCa，

其中，△C为所述理论剩余充电容量，Cr为所述电池额定容量，SOCa为所述当前SOC；

步骤S203.若判断出所述当前SOC不满足判断条件，则确定所述电池SOC诊断不准确。

优选地，所述步骤S20包括：

步骤S204.判断所获取的电池参数信息中的当前SOC是否达到第二预设值，若是，则执行步骤S205，若否，则执行步骤S204，其中，所述第二预设值大于第一预设值；

步骤S205.根据所述电池参数信息中的当前需求充电电流计算当前需求充电倍率，并判断所述当前需求充电倍率是否满足以下判断条件：

Ir≤X，

其中，Ir为所述当前需求充电倍率，X为预设的诊断值，且0.02C≤X≤0.2C；

步骤S206.若判断出不满足判断条件，则确定所述电池SOC诊断不准确。

优选地，所述步骤S30包括：

步骤S301.以当前充电电流持续充电，并判断所获取的电池参数信息中的当前最高单体电压是否满足以下判断条件：

Va≥Vmax-△V，

其中，Va为所述当前最高单体电压，Vmax为所述单体最大允许充电电压，△V为预设的补偿值，且0.01V≤△V≤0.1V；

若满足判断条件，则执行步骤S302；若不满足判断条件，则执行步骤S301；

步骤S302.将当前充电电流调小；

步骤S303.判断当前充电电流是否大于预设电流值，若是，则执行步骤S301；若否，则执行步骤S304；

步骤S304.以当前充电电流持续充电，并判断当前最高单体电压是否大于等于单体最大允许充电电压，和/或，判断是否获取到充电中止请求，若判断出当前最高单体电压大于等于单体最大允许充电电压，和/或，判断出获取到充电中止请求，则执行步骤S305；若判断出当前最高单体电压小于单体最大允许充电电压，且未获取到充电中止请求，则执行步骤S304；

步骤S305.停止充电。

优选地，所述步骤S20和所述步骤S30之间包括：

输出进入柔性充电的提示信息。

本发明还构造一种电动汽车的充电装置，包括：

监控模块，用于实时获取电动汽车的电池参数信息；

诊断模块，用于根据所述电池参数信息判断电池SOC是否准确；

充电模块，用于在判断出电池SOC不准确时，对电动汽车的电池进行柔性充电。

优选地，所述诊断模块包括：

第一判断单元，用于判断所获取的电池参数信息中的当前SOC是否达到第一预设值；

第一计算单元，用于在判断出所述当前SOC达到第一预设值时，根据所述电池参数信息中的初始SOC、电池额定容量、充电电流及充电时间计算理论剩余充电容量；

第二判断单元，用于判断所述当前SOC是否满足以下判断条件：

△C/Cr*100％≤100％-SOCa，

其中，△C为所述理论剩余充电容量，Cr为所述电池额定容量，SOCa为所述当前SOC；

第一确定单元，用于在所述第二判断单元判断出不满足判断条件时，确定所述电池SOC诊断不准确。

优选地，所述诊断模块包括：

第三判断单元，用于判断所获取的电池参数信息中的当前SOC是否达到第二预设值，其中，所述第二预设值大于第一预设值；

第二计算单元，用于在判断出所述当前SOC达到第二预设值时，根据所述电池参数信息中的当前需求充电电流计算当前需求充电倍率；

第四判断单元，用于判断所述当前需求充电倍率是否满足以下判断条件：

Ir≤X，

其中，Ir为所述当前需求充电倍率，X为预设的诊断值，且0.02C≤X≤0.2C；

第二确定单元，用于在所述第四判断单元判断出不满足判断条件时，确定所述电池SOC诊断不准确。

优选地，所述充电模块包括：

第五判断单元，用于开始进行柔性充电时，或者，在判断出当前充电电流大于预设电流值时，以当前充电电流持续充电，并判断所获取的电池参数信息中的当前最高单体电压是否满足以下判断条件：

Va≥Vmax-△V，

其中，Va为所述当前最高单体电压，Vmax为所述单体最大允许充电电压，△V为预设的补偿值，且0.01V≤△V≤0.1V；；

电流调节单元，用于在所述第五判断单元判断出满足判断条件时，将当前充电电流调小；

第六判断单元，用于判断当前充电电流是否大于预设电流值；

第七判断单元，用于在判断出当前充电电流不大于预设电流值时，以当前充电电流持续充电，并判断当前最高单体电压是否大于等于单体最大允许充电电压，和/或，判断是否获取到充电中止请求；

停止单元，用于在判断出当前最高单体电压大于等于单体最大允许充电电压，和/或，判断出获取到充电中止请求时，停止充电。

优选地，还包括：

通信模块，用于输出进入柔性充电的提示信息。

实施本发明的技术方案，在充电装置为电动汽车充电的过程中，根据电池特性，实时地对相关的电池参数信息进行计算和对比，以对电池SOC估算状态进行诊断，并在诊断结果为电池SOC不准确时，通过柔性充电策略，在充电末端优化充电电流，减少电池极化，修复直流充电产生的SOC偏差。因此，解决了现有技术中存在的直流充电装置为电动汽车快速充电时所引起的电池SOC估算错误且不能识别问题，同时利用柔性充电策略主动进行恢复，可减小甚至避免直流充电引起的SOC值偏差，进而可避免因SOC偏差过大而导致电动汽车续航里程不足或者半路抛锚的情况发生，提高了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明电动汽车的充电方法实施例一的流程图；

图2是本发明电动汽车的充电方法中步骤S20实施例一的流程图；

图3是本发明电动汽车的充电方法中步骤S20实施例二的流程图；

图4是本发明电动汽车的充电方法中步骤S30实施例一的流程图；

图5是本发明电动汽车的充电装置、电动汽车、云平台及移动终端组成的充电系统实施例一的结构图；

图6是本发明电动汽车的充电装置中的诊断模块实施例一的结构图；

图7是本发明电动汽车的充电装置中的诊断模块实施例二的结构图；

图8是本发明电动汽车的充电装置中的充电模块实施例一的结构图。

具体实施方式

图1是本发明电动汽车的充电方法实施例一的流程图，该实施例的电动汽车的充电方法包括：

步骤S10.实时获取电动汽车的电池参数信息；

步骤S20.根据电池参数信息判断电池SOC是否准确，若否，则执行下一步骤；

步骤S30.对电动汽车的电池进行柔性充电。

优选地，在本发明电动汽车的充电方法中，在步骤S20和步骤S30之间，还可进一步包括：输出进入柔性充电的提示信息。即，在即将进入柔性充电时，告知用户电动汽车需要进行柔性充电，保证电池的续航里程，其中，告知方式可通过用户移动终端的APP或充电装置上的人机界面等。

关于上述实施例的步骤S10，当电动汽车与充电装置连接好后，进入充电状态，充电装置中的监控模块通过与外部的电动汽车进行信息交互，获取电池额定容量、额定电压、实时需求充电电压、实时需求充电电流、单体最大允许充电电压、实时最高单体电压、初始SOC、实时SOC等信息。另外，充电装置中的监控模块还可与充电装置内部的充电模块、存储模块进行信息交换，包括充电输出功率、充电电压、实时充电电流、充电开始时间和结束时间等信息。

关于上述实施例的步骤S20，在一个可选实施例中，结合图2，步骤S20可具体包括：

步骤S201.判断所获取的电池参数信息中的当前SOC是否达到第一预设值，若是，则执行步骤S202，若否，则执行步骤S201；

在该步骤中，第一预设值例如为70％-95％，优选85％。另外，该步骤是实时进行的，直到当前SOC达到第一预设值才进行步骤S202；

步骤S202.根据电池参数信息中的初始SOC、电池额定容量、充电电流及充电时间计算理论剩余充电容量，并判断当前SOC是否满足以下判断条件：

△C/Cr*100％≤100％-SOCa，

其中，△C为理论剩余充电容量，Cr为电池额定容量，SOCa为当前SOC；

在该步骤中，若当前SOC达到第一预设值，就开始进行一次诊断，具体地：在计算理论剩余充电容量时，可先计算电池理论充电容量和实际充电容量，其中，可通过公式1计算电池理论充电容量Ct：

Ct＝(100％-SOC0)*Cr， 公式1

其中，SOC0为电池充电初始SOC。

然后，将所获取的充电电流Ia与充电时间进行安时积分，以实时计算出当前的实际充电容量Ca。

在计算出理论剩余充电容量及实际充电容量后，再根据公式2计算当前理论剩余充电容量△C：

△C＝Ct-Ca， 公式2

最后，比较△C/Cr*100％与100％-SOCa的大小关系。

步骤S203.若判断出当前SOC不满足判断条件，则确定电池SOC诊断不准确。

在该步骤中，当判断出△C/Cr*100％>100％-SOCa时，则确定电池SOC诊断不准确；当判断出△C/Cr*100％≤100％-SOCa时，充电装置继续按照充电流程进行充电。

在步骤S20的另一个可选实施例中，结合图3，步骤S20可具体包括：

步骤S204.判断所获取的电池参数信息中的当前SOC是否达到第二预设值，若是，则执行步骤S205，若否，则执行步骤S204；其中，第二预设值大于第一预设值；

在该步骤中，第二预设值例如为85％-99％，优选90％。另外，还需说明的是，该步骤是实时进行的，直到当前SOC达到第二预设值，才开始执行步骤S205。

步骤S205.根据电池参数信息中的当前需求充电电流计算当前需求充电倍率，并判断当前需求充电倍率是否满足以下判断条件：

Ir≤X，

其中，Ir为当前需求充电倍率，X为预设的诊断值，且0.02C≤X≤0.2C；

在该步骤中，若当前SOC达到第二预设值，就开始进行二次诊断，具体地：先通过公式3根据当前需求充电电流In计算当前需求充电倍率Ir：

Ir＝In/Cr； 公式3

然后，再比较当前需求充电倍率Ir与预设的诊断值X的大小关系。

另外，X的取值优选为0.1C。

步骤S206.若判断出不满足判断条件，则确定电池SOC诊断不准确。

在该步骤中，当判断出Ir＞X时，则确定电池SOC诊断不准确。另外，当判断出Ir≤X时，继续按照当前充电流程充电，直至充电结束。

在图2、图3分别所示的步骤S20的两个实施例中，分别根据电池在充电过程中的不同阶段进行了不同的诊断。当然，在一个可选实施例中，步骤S20可包括步骤S201-步骤S206，即，在通过步骤S201-步骤S203进行电池SOC一次诊断时，若步骤S202判断当前SOC满足判断条件，则可确定出电池SOC一次诊断准确，此时，可开始执行步骤S204以进行电池SOC二次诊断。这样，由于进行两次诊断，更能保证SOC状态的准确。

另外，当通过步骤S20对电池SOC进行诊断，且诊断结果为电池SOC准确时，可继续按当前的充电流程进行充电，直到BMS需求变更，才按照需求变更的电流继续进行充电，然后直到获取到充电中止请求，才停止充电。

关于上述实施例的步骤S30，在一个可选实施例中，结合图4，该实施例的步骤S30包括：

步骤S301.以当前充电电流持续充电，并判断所获取的电池参数信息中的当前最高单体电压是否满足以下判断条件：

Va≥Vmax-△V，

其中，Va为当前最高单体电压，Vmax为单体最大允许充电电压，△V为预设的补偿值，且0.01V≤△V≤0.1V，若是，则执行步骤S302；若否，则执行步骤S301；

在该步骤中，在进入柔性充电流程后，先以当前充电电流Ia继续充电，并实时判断当前最高单体电压Va是否满足以上判断条件，若判断出Va≥Vmax-△V，则执行步骤S302；若否，则继续执行步骤S301，直至Va≥Vmax-△V。另外，△V的取值优选0.05V。

步骤S302.将当前充电电流调小；

在该步骤中，充电装置将充电电流Ia主动调小，例如，调整至m*Ia，其中，m的值取值范围0.2-0.8，优选0.5。当然，在另一个实施例中，也可将充电电流Ia减小一固定值。在当前充电电流调小后，以调整后的充电电流继续充电。

步骤S303.判断当前充电电流是否大于预设电流值，若是，则执行步骤S301；若否，则执行步骤S304；

在该步骤中，充电装置实时判断当前充电电流Ia是否大于预设电流值Y，Y的取值范围为0.02C*Cr至0.1C*Cr，优选0.05C*Cr。

步骤S304.以当前充电电流持续充电，并判断当前最高单体电压是否大于等于单体最大允许充电电压，和/或，判断是否获取到充电中止请求，若判断出当前最高单体电压大于等于单体最大允许充电电压，和/或，判断出获取到充电中止请求，则执行步骤S305；若判断出当前最高单体电压小于单体最大允许充电电压，且未获取到充电中止请求，则执行步骤S304；

在该步骤中，有两个判断条件：判断当前最高单体电压Va是否大于等于单体最大允许充电电压Vmax；判断是否获取到充电中止请求，任何一个判断结果为是时，均可执行步骤S305；两个判断结果均为否时，才重新执行本步骤S304。

步骤S305.停止充电。

在该实施例中，所使用的柔性充电策略为：充电装置按照BMS上传的最高单体电压进行充电电流的主动调节，当最高单体电压达到单体最大允许充电电压与补偿值的差值时，将当前充电电流调小，并且可根据最高单体电压的变化不断重复调整充电电流，直至充电电流调整至不大于预设电流值，才停止调整，并以调整后的电流继续充电，直至最高单体电压达到单体最大允许充电电压时，结束柔性充电，充电结束。

图5是本发明电动汽车的充电装置、电动汽车、云平台及移动终端组成的充电系统实施例一的结构图，充电装置1可为电动汽车2进行充电，而且，该实施例的充电装置1包括有监控模块11、诊断模块12、充电模块13、存储模块14、通信模块15及用户界面模块16。

在该实施例中，监控模块11作为充电过程信息交换和指令控制的模块。监控模块11用于实时获取电动汽车的电池参数信息，具体地，其可与外部的电动汽车2进行信息交互，以获取电池额定容量、额定电压、实时需求充电电压、实时需求充电电流、单体最大允许充电电压、实时最高单体电压、初始SOC、实时SOC等信息；还可与充电装置1内部的充电模块13、存储模块14之间进行信息交互，包括充电输出功率、充电电压、实时充电电流、充电开始时间和结束时间等信息；另外，还通过指令调度控制充电的过程和输出功率大小。

在该实施例中，诊断模块12作为数据信息处理分析的模块，其用于根据电池参数信息判断电池SOC是否准确，具体地，对所获取的数据信息进行分析处理，依据诊断逻辑对电池SOC状态进行诊断。

在该实施例中，充电模块13用于在判断出电池SOC不准确时，对电动汽车2的电池进行柔性充电。另外，该充电模块13作为功率转换的模块，主要通过AC/DC转换电路将交流电转换为直流电，提供电池充电所需的功率。

在该实施例中，存储模块14包括充电装置1内部的数据存储单元及云平台3的后台存储单元，主要用于存储充电过程相关数据和柔性充电过程中需要的数据，供监控模块11调度。

在该实施例中，通信模块15作为充电装置对云平台3、移动终端4的信息收发单元，可通过有线通信或者无线通信的方式进行通信。例如，在要进入柔性充电时，通信模块15输出进入柔性充电的提示信息，具体地，通过该通信模块15可向移动终端4和/或用户界面模块16输出进入柔性充电的提示信息，以在要进入柔性充电时，使用移动终端4和/或用户界面模块16向用户输出提示信息。

在该实施例中，用户界面模块16及移动终端4作为人机交互模块，用于供用户选择充电方式、设置用车时间、给充电装置下发充电命令，付费等充电相关操作。另外，充电装置还可通过用户界面模块16及移动终端4将充电过程信息、诊断信息、告警信息等反馈给用户。

图6是本发明电动汽车的充电装置中的诊断模块实施例一的结构图，该实施例的诊断模块包括第一判断单元121、第一计算单元122、第二判断单元123和第一确定单元124。

在该实施例中，第一判断单元121用于判断所获取的电池参数信息中的当前SOC是否达到第一预设值，第一预设值例如为70％-95％，优选85％。另外，该第一判断单元121在判断否时，重新做判断。

在该实施例中，第一计算单元122用于在当前SOC达到第一预设值时，根据电池参数信息中的初始SOC、电池额定容量、充电电流及充电时间计算理论剩余充电容量。具体地，在计算理论剩余充电容量时，可先计算电池理论充电容量和实际充电容量，其中，可通过公式1计算电池理论充电容量Ct：

Ct＝(100％-SOC0)*Cr， 公式1

其中，SOC0为电池充电初始SOC。

然后，将所获取的充电电流Ia与充电时间进行安时积分，以实时计算出当前的实际充电容量Ca。

在计算出理论剩余充电容量及实际充电容量后，再根据公式2计算当前理论剩余充电容量△C：

△C＝Ct-Ca， 公式2

在该实施例中，第二判断单元123用于判断当前SOC是否满足以下判断条件：

△C/Cr*100％≤100％-SOCa。

在该实施例中，第一确定单元124用于在第二判断单元123判断出不满足判断条件时，确定电池SOC诊断不准确。即，当判断出△C/Cr*100％>100％-SOCa时，则确定电池SOC诊断不准确。另外，当判断出△C/Cr*100％≤100％-SOCa时，充电模块13继续按照充电流程进行充电。

图7是本发明电动汽车的充电装置中的诊断模块实施例二的结构图，该实施例的诊断模块包括第三判断单元125、第二计算单元126、第四判断单元127、第二确定单元128。

在该实施例中，第三判断单元125用于判断所获取的电池参数信息中的当前SOC是否达到第二预设值，其中，第二预设值大于第一预设值，该第二预设值例如为85％-99％，优选90％。另外，该第三判断单元125在判断否时，重新做判断。

在该实施例中，第二计算单元126用于在判断出当前SOC达到第二预设值时，根据电池参数信息中的当前需求充电电流计算当前需求充电倍率。具体地：通过公式3根据当前需求充电电流In计算当前需求充电倍率Ir：

Ir＝In/Cr， 公式3

在该实施例中，第四判断单元127用于判断当前需求充电倍率是否满足以下判断条件：

Ir≤X，

其中，X为预设的诊断值，且0.02C≤X≤0.2C，X优选为0.1C。

在该实施例中，第二确定单元128用于在第四判断单元127判断出不满足判断条件时，确定电池SOC诊断不准确。即，当判断出Ir＞X时，则确定电池SOC诊断不准确。另外，当判断出Ir≤X时，充电模块13继续按照当前充电流程充电，直至充电结束。

在此需说明的是，图7和图8分别示出了诊断模块12在两个实施例中的逻辑结构，当然，在另一个可选实施例中，诊断模块12可同时包括第一判断单元121、第一计算单元122、第二判断单元123、第一确定单元124及第三判断单元125、第二计算单元126、第四判断单元127、第二确定单元128，即，通过第一判断单元121、第一计算单元122、第二判断单元123进行一次诊断，当第二判断单元123的判断结果为当前SOC满足判断条件时，第三判断单元125、第二计算单元126及第四判断单元127开始进行二次诊断。这样，由于进行两次诊断，更能保证SOC状态的准确。

图8是本发明电动汽车的充电装置中的充电模块实施例一的结构图，该实施例的充电模块包括第五判断单元131、电流调节单元132、第六判断单元133、第七判断单元134和停止单元135。

在该实施例中，第五判断单元131用于开始进行柔性充电时，或者，在判断出当前充电电流大于预设电流值时，以当前充电电流持续充电，并判断所获取的电池参数信息中的当前最高单体电压是否满足以下判断条件：

Va≥Vmax-△V，

其中，Va为当前最高单体电压，Vmax为单体最大允许充电电压，△V为预设的补偿值，且0.01V≤△V≤0.1V，且△V优选为0.05V。另外，该第五判断单元131在判断否时，重新做判断。

在该实施例中，电流调节单元132用于在第五判断单元131判断出满足判断条件时，将当前充电电流调小，例如，将当前充电电流Ia调整至m*Ia，其中，m的值取值范围0.2-0.8，优选0.5。

在该实施例中，第六判断单元133用于判断当前充电电流是否大于预设电流值，即，判断当前充电电流是否满足以下判断条件：Ia>Y，其中，Y为预设电流值，0.02C*Cr≤Y≤0.1C*Cr，且Y优选0.05C*Cr。

在该实施例中，第七判断单元134用于在判断出当前充电电流不大于预设电流值时，以当前充电电流持续充电，并判断当前最高单体电压是否大于等于单体最大允许充电电压，和/或，判断是否获取到充电中止请求。该第七判断单元134在两个判断结果均为否时，重新做判断。

在该实施例中，停止单元135用于在判断出当前最高单体电压大于等于单体最大允许充电电压，和/或，判断出获取到充电中止请求时，停止充电。

通过实施本发明以上实施例的技术方案，在充电装置为电动汽车充电的过程中，根据电池特性，实时地对相关的电池参数信息进行计算和对比，以对电池SOC估算状态进行诊断，并在诊断结果为电池SOC不准确时，通过柔性充电策略，在充电末端优化充电电流，减少电池极化，修复直流充电产生的SOC偏差。因此，解决了现有技术中存在的直流充电装置为电动汽车快速充电时所引起的电池SOC估算错误且不能识别问题，同时利用柔性充电策略主动进行恢复，可减小甚至避免直流充电引起的SOC值偏差，进而可避免因SOC偏差过大而导致电动汽车续航里程不足或者半路抛锚的情况发生，提高了用户体验。

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，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。