专利名称：一种电动汽车动态均衡充电方法
技术领域：
本发明属于一种电池充电方法，特别是一种电动汽车动态均衡充电方法。
背景技术：
锂离子电池作为动力电池广泛应用于电动汽车，由于生产，使用条件和使用环境的不一致，电池组内电池之间会存在容量，电量等不一致性。由于电动汽车动力电池由数百节单体电池串联而成，电池的不一致性会影响电池组的整体可用容量和循环使用寿命。在充电过程中，任一单体电池充满就必须停止充电；在放电过程中，任一单体电池放尽就必须停止放电。目前市场上采用能耗式的均衡方法，在充电过程中，对于电压最高的单体电池进行放电,如此可以让电池组充入更多的电量。由于能耗式均衡方法采取电阻消耗的方式，而且电池管理系统在密闭的空间内，基于散热考虑放电电流较小，对于大容量的动力电池均衡效果不是很显著。另外，能耗式均衡方法只能对单体电池放电而不能充电，不能真正消除电池组的不一致性，又如申请号201210006406.1公开了 一种单体电池电量均衡方法和系统，它解决了电池组内单体电池间性能不一致的问题，给出了单体电池电量均衡的方法，但并未给出具体的充电策略。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种操作简便、能有效达到消除电池组不一致性，提高电池组实际可用容量和延长电池组循环使用寿命的电动汽车动态均衡充电方法。一种电动汽车动态均衡充电方法，所述电动汽车的电池为磷酸铁锂电池，包括176节串联的容量为320Ah电池单体组成的电池组，每节单体电池的额定电压为3. 2V，单体电池正常工作电压范围为2. OV-3. 65V，需要充电时，采用单体电池电量均衡方法进行充电，首先采用100A的电流对电池组进行恒流充电，当电池组内任一电池单体电压大于3. 55V或者整体电压大于608V，采用以下降电压充电方式完成充电过程当电池组内任一电池单体电压大于3. 55V或者整体电压大于608V,充电电流降低为 50A ；当电池组内任一电池单体电压大于3. 575V或者整体电压大于610V，充电电流降低为30A ；当电池组内任一电池单体电压大于3. 60V或者整体电压大于612V，充电电流降低为 20A ；当电池组内任一电池单体电压大于3. 625V或者整体电压大于614V，充电电流降低为IOA ；当电池组内任一电池单体电压大于3. 65V或者整体电压大于616V,停止充电,完成充电过程。当检测到所有单体电压大于3V且不大于3. 55V，并且电池组内任意一个电池单体电压低于电池组的平均电压值小于10mv，整体电压不大于608V时，直接采用IOOA电流恒流充电，当电池组内任一电池单体电压大于3. 55V或者整体电压大于608V，进入降电压充电过程至充电结束。对电池组进行充电时，同时满足下述两个条件时，进入40A电流恒流预充电过程，条件(I):电池组内所有电池单体电压均不大于3. 55V且整体电池电压不大于608V ;条件
(2):任意一个电池单体电压不大于3V或者电池组内最低电池单体电压低于平均值不小于IOmv ；若40A电流恒流预充电过程超过2个小时，同时满足以下两个条件时，结束40A恒流预充电过程，进入IOOA电流恒流充电过程，条件(I):电池组内所有单体电池电压依然均不大于3. 55V,且整体电池电压依然不大于608V时；条件(2)任意一个电池单体电池电压不大于3V,电池组内最大电池单体电压高于最小电池单体电压不小于5mv ；当任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V时，结束IOOA电流恒流充电过程，进入降电压充电过程直到充电结束。若40A电流恒流预充电过程未超过两个小时，同时满足下述两个条件时，结束恒流预充电过程，直接进入降电压充电过程直到充电结束，条件(I):任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V ;条件(2):任意一个单体电池电压不大于3V或者电池组内最大单体电池电压高于最小单体电池电压不小于5mV。若40A电流恒流预充电过程未超过两个小时，同时满足下述两个条件时，结束恒流预充电过程，进入100恒流充电过程。条件(I)电池组内所有单体电压大于3V且不大于
3.55V，整体电池电压不大于608V ;条件(2)电池组内最大单体电池电压高于最小单体电池电压小于5mv ；当任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V时，结束IOOA电流恒流充电过程，进入所述降电压充电过程，直到充电结束为止。本发明在充电过程中的三个不同阶段(40A电流恒流预充电、IOOA电流恒流充电和降电压充电)对于电池进行均衡，这种充电策略能达到消除电池间的不一致性，提高电池组实际可用容量和延长电池组循环使用寿命的效果。在三个不同阶段中均采用201210006406.1公开的单体电池电量均衡方法，可根据实际检测到的电池组的电池单体的电压或者平均电压或整体电压的数值进入相应的充电阶段，整个充电过程可基于电动车的电池管理系统自动进行。
图1为本发明电池管理系统框图。图2为本发明流程图。
具体实施例方式
参照图1，本发明使用的电池管理系统包括电池组及为电池组充电的主控模块，主控模块包括有电压检测模块，用于检测电池组的整体电压以及各单体电池的单体电压，还连接有用于检测电流的电流传感器。电池组中含有176节串联的容量为320Ah磷酸铁锂电池，每节单体电池的额定电压为3. 2V，单体电池正常工作电压范围为2. OV-3. 65V，所述电池组需要充电时，采用单体电池电量均衡方法进行充电(基于申请号201210006406.1公开的单体电池电量均衡方法)，首先采用100A的电流对电池进行恒流充电。实施例1 :对电动车的电池进行充电时，当电池组内任一电池单体电压大于3. 55V或者整体电压大于608V，进行降电压充电过程(第三阶段)，充电电流降低为50A ;当电池组内任一电池单体电压大于3. 575V或者整体电压大于610V，充电电流降低大于达到612V，充电电流降低为20A ;当电池组内任一电池单体电压大于3. 625V或者整体电压大于614V，充电电流降低为IOA ;当电池组内任一电池单体电压大于3. 65V或者整体电压大于616V，停止对电池组的充电。实施例2 对电动车的电组进行充电时，当检测到电池组内所有电池单体电压均大于3V且不大于3. 55V，并且最小电池单体电压低于平均值小于10mv，整体电池电压不大于608V时，直接进行IOOA电流恒流充电过程(第二阶段);当任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V时，结束电流恒流充电过程，进入实施例1所述降电压充电过程(第三阶段)，直到充电结束。实施例3 对电动车的电池进行充电时，同时满足下述两个条件时,进入40A电流恒流预充电过程(第一阶段)，条件(I):当检测到电池组内所有电池单体电压均不大于3. 55V且整体电池电压不大于608V ;条件(2 ):任意一个电池单体电压不大于3V或者电池组内最低电池单体电压低于平均值不小于10mv。若40A电流恒流预充电过程超过2个小时，同时满足以下两个条件时，结束40A恒流预充电过程，进入IOOA电流恒流充电过程(第二阶段)，条件(I):所有单体电池电压依然均不大于3. 55V,且整体电池电压依然不大于608V时；条件(2)任意一个电池单体电池电压不大于3V,电池组内最大电池单体电压高于最小电池单体电压不小于5mv。当任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V时，结束IOOA电流恒流充电过程。进入实施例1所述的降电压充电过程(第三阶段)，直到充电结束为止。实施例4 对电动车的电池进行充电时，同时满足下述两个条件时，进入40A恒流预充电过程(第一阶段)，条件(I):当检测到电池组内所有电池单体电压均不大于3. 55V且整体电池电压不大于608V ;条件(2):任意一个电池单体电压不大于3V或者电池组内最小电池单体电压低于平均值不小于10mv。若40A电流恒流预充电过程未超过两个小时，同时满足下述两个条件时，结束恒流预充电过程，直接进入实施例1所述降电压充电过程(第三阶段)直到充电结束为止。条件(I):任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V ;条件(2):任意一个单体电池电压不大于3V或者电池组内最大单体电池电压高于最小单体电池电压不小于5mV。实施例5 对电动车的电池进行充电时，同时满足下述两个条件时,进入40A恒流预充电过程(第一阶段)，条件(I):当检测到电池组内所有电池单体电压均不大于3. 55V且整体电池电压不大于608V ;条件(2):任意一个电池单体电压不大于3V或者电池组内最小电池单体电压低于平均值不小于10mv。若40A电流恒流预充电过程未超过两个小时，同时满足下述两个条件时，结束恒流预充电过程，进入100恒流充电过程(第二阶段)。条件(I)电池组内所有单体电压大于3V且不大于3. 55V，整体电池电压不大于608V ;条件(2)电池组内最大单体电池电压高于最小单体电池电压小于5mv。当任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V时，结束IOOA电流恒流充电过程，进入实施例1所述降电压充电过程(第三阶段)，直到充电结束为止。40A电流恒流预充电、IOOA电流恒流充电和降电压充电步骤都采用了不同的电池均衡策略。利用申请号201210006406.1公开的“单体电池电量均衡方法和系统”中所述的均衡方法，40A电流恒流预充电，采用的是5A对模块内最低电压单体进行充电的均衡策略。IOOA电流恒流充电，采用的是对于距离平均电压最远的单体电池用5A进行充电或者放电，在出现连续两次判断同一单体电池进行充电和放电操作时，暂停5s不均衡的均衡策略。而降电压充电，采用的是对于模块内单体电压最高的电池进行5A放电的均衡策略。通过电池之间的均衡，能够使原本只能充入较少电量的电池充入更多的电量，因此电池能够释放出更多的电量。
权利要求
1.一种电动汽车动态均衡充电方法，所述电动汽车的电池为磷酸铁锂电池，包括176节串联的容量为320Ah电池单体组成的电池组，每节单体电池的额定电压为3. 2V，单体电池正常工作电压范围为2. OV-3. 65V，需要充电时，采用单体电池电量均衡方法进行充电，首先采用IOOA的电流对电池组进行恒流充电，其特征在于，当电池组内任一电池单体电压大于3. 55V或者整体电压大于608V，采用以下降电压充电方式完成充电过程 当电池组内任一电池单体电压大于3. 55V或者整体电压大于608V，充电电流降低为50A ； 当电池组内任一电池单体电压大于3. 575V或者整体电压大于610V，充电电流降低为30A ； 当电池组内任一电池单体电压大于3. 60V或者整体电压大于612V，充电电流降低为20A ； 当电池组内任一电池单体电压大于3. 625V或者整体电压大于614V，充电电流降低为IOA ； 当电池组内任一电池单体电压大于3. 65V或者整体电压大于616V，停止充电，完成充电过程。
2.如权利要求1所述的电动汽车动态均衡充电方法，其特征在于，当检测到所有单体电压大于3V且不大于3. 55V，并且电池组内任意一个电池单体电压低于电池组的平均电压值小于10mv，整体电压不大于608V时，直接采用100A电流恒流充电，当电池组内任一电池单体电压大于3. 55V或者整体电压大于608V，进入降电压充电过程至充电结束。
3.如权利要求1所述的电动汽车动态均衡充电方法，其特征在于，对电池组进行充电时，同时满足下述两个条件时，进入40A电流恒流预充电过程，条件(I):电池组内所有电池单体电压均不大于3. 55V且整体电池电压不大于608V ;条件(2):任意一个电池单体电压不大于3V或者电池组内最低电池单体电压低于平均值不小于IOmv ； 若40A电流恒流预充电过程超过2个小时，同时满足以下两个条件时，结束40A恒流预充电过程，进入100A电流恒流充电过程，条件(I):电池组内所有单体电池电压依然均不大于3. 55V,且整体电池电压依然不大于608V时；条件(2)任意一个电池单体电池电压不大于3V,电池组内最大电池单体电压高于最小电池单体电压不小于5mv ； 当任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V时，结束100A电流恒流充电过程，进入降电压充电过程直到充电结束。
4.如权利要求3所述的电动汽车动态均衡充电方法，其特征在于，若40A电流恒流预充电过程未超过两个小时，同时满足下述两个条件时，结束恒流预充电过程，直接进入降电压充电过程直到充电结束，条件(I):任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V ;条件(2):任意一个单体电池电压不大于3V或者电池组内最大单体电池电压高于最小单体电池电压不小于5mV。
5.如权利要求3所述的电动汽车动态均衡充电方法，其特征在于，若40A电流恒流预充电过程未超过两个小时，同时满足下述两个条件时，结束恒流预充电过程，进入100恒流充电过程，条件(I)电池组内所有单体电压大于3V且不大于3. 55V，整体电池电压不大于608V ;条件(2)电池组内最大单体电池电压高于最小单体电池电压小于5mv ； 当任意一个电池单体电压大于3. 55V或者整体电池电压大于608V时，结束IOOA电流恒 流充电过程，进入所述降电压充电过程，直到充电结束为止。
全文摘要
本发明公开了一种电动汽车动态均衡充电方法，解决了现有纯电动车充电时存在电池组内电池之间会存在容量，电量等不一致性的问题。本发明通过设计的40A电流恒流预充电、100A电流恒流充电和降电流充电三个阶段对于电池进行均衡，达到消除电池组不一致性，提高电池组实际可用容量和延长电池组循环使用寿命的效果。
文档编号H02J7/00GK103051028SQ20121059167
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者王贵山, 舒鹏, 周健, 何江华, 陈欢, 李大威, 肖俊, 童晓辉 申请人:东风汽车股份有限公司, 襄阳海博思创新能源科技有限公司