标定电动汽车电池组容量的充电装置及工作方法与流程

本发明涉及一种汽车动力电池技术，特别涉及一种标定电动汽车电池组容量的充电装置及工作方法。

背景技术：

电池组是电动汽车的核心部件，其容量的大小关系到成组电池的能量密度和电动汽车的最大行驶里程，因此确定电池组容量对电动汽车剩余行驶里程的估计具有非常重要的意义。

电池组的容量一般指的是在一定的放电条件下从电池组内某一个电池单体是充满状态的情况下放电至电池组内某一个电池单体的电量完全放空所能够释放的电量。通常电池容量是按放电容量定义的，但是由于电动汽车随着工况的不同，电池的放电电流也会不同，所以根据放电过程来估算电池组的容量是不可靠的，然而电动汽车的充电过程则是单一固定的，而且由于商用电池的库仑效率很高，所以充电容量和放电容量基本相同，因此在电动汽车电池组容量估算上，将充电容量近似作为电池组容量是比较合理的。但实际生活中驾驶者一般不会在电动汽车完全没有电量的情况下才进行充电，一般用户倾向于在电动汽车电池组还有一定剩余电量的时候对电动汽车进行充电，直至电池组完全充满电。但是在这种情况下，利用安时积分法所计算出来的电量是充入电池组内的电量，而不是电池组的容量。

实际上，电动汽车电池组的初始容量是可以通过实验测量得到，即将电池组按照标准容量测试手段进行完全的充放，从而计算出电池组的初始容量。但由于电池在使用过程中单体的容量会发生衰减，进而电池组的容量也会发生变化，因此即使通过实验方法测出电池组的初始容量，其现实意义也是有限的。对于电动汽车而言，目前还没有通过在使用过程中将电池组的剩余电量耗尽，然后再对电池组充满电来估计电池组的容量的做法。虽然当前对单体的容量衰减问题有较深入的研究，但是由于电池组单体电池的不一致性，通过利用单体容量衰减规律的方法来预测电池组容量的衰减也是非常困难和极不准确的，而且目前也确实没有相关的研究内容。由于实验方法的不现实性和预测方法的不准确性，如何精确标定电动汽车当前电池组容量是一个具有挑战性的问题。

技术实现要素：

本发明是针对电动汽车电池组在使用中容量标定困难的问题，提出了一种标定电动汽车电池组容量的充电装置及工作方法，该装置可以为电池组提供一个完整的充电过程,并根据电池组实际充入的电量来标定电池组的实际容量。

本发明的技术方案为：一种标定电动汽车电池组容量充电装置，包括储能模块、能量转移装置、AC/DC变换器和调控开关，调控开关A端接电动汽车电池组，另一B端为三选择端，其中B0端为空，B1端口通过能量转移装置与储能模块相连接；B2端口通过AC/DC变换器与充电装置外接电网相连接。

所述储能模块的能量为电动汽车电池组标称能量的25%。

所述储能模块是电池组，能量转移装置是双向DCDC变换器。

所述储能模块是飞轮，能量转移装置是电机及其控制器。

所述标定电动汽车电池组容量充电装置的工作方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）、用户将电池组与充电装置连接，用户将电动汽车电池组与充电装置开关的A端口相连接；

2）、启动充电，此时调控开关的B端口处于B0状态；

3）、充电装置判断电池组的SOC的高低，如果SOC高于预设值，跳至步骤6）， SOC低于预设值，充电装置将建议用户进行维护充电；

4）、用户选择是否进行维护充电，如果是，执行步骤5），如果否，则跳至步骤6）；

5）、进行维护充电，调控开关的A端口先接通，B1端口，通过能量转移装置，使电池组1的剩余能量转移到储能模块，电池组的剩余电量放空后，静置一段时间，然后再对电池组进行充电，首先将储能模块中的能量通过能量转移装置转移到电池组，然后再将调控开关的A端口接通B2端口，通过电网对电池组进行充电，直至电池组充满电，根据充电过程所充入的实际电量进而标定电池组的实际容量；

6）、进行常规充电，调控开关101的A端口先接通B2端口，直接通过电网对电池组进行充电，直至电池组充满电；

7）、在维护充电过程中如果用户选择中断维护充电，则将进行常规充电。

本发明的有益效果在于：本发明标定电动汽车电池组容量的充电装置及工作方法，可以根据用户的需要灵活选择是否进行维护充电，维护充电过程中能够在线地、准确地标定电池组容量，具有简单易行、操作方便的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的标定电动汽车电池组容量充电装置的示意图；

图2为本发明实施例的标定电动汽车电池组容量充电装置的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示标定电动汽车电池组容量充电装置的示意图，该装置是在电池组001充电过程中,根据电池组001实际充入的电量来标定电池组001的实际容量。充电装置包括：储能模块202、能量转移装置201、ACDC变换器301、调控开关101。

图1中调控开关101的两个端口中A端口用于连接电动汽车电池组001，调控开关101的B端口有三个状态：端口B0为空；端口B1通过能量转移装置201与储能模块202相连接；端口B2通过AC/DC变换器301与充电装置外接电网401相连接。

本发明装置工作原理如下：在对电池组001进行维护充电时，调控开关101的端口A先接通通道B1，通过能量转移装置201，使电池组001的剩余电量转移到储能模块202，电池组001的剩余电量放空后，静置一段时间，然后再对电池组001进行充电，首先将储能模块202中的电量通过能量转移装置201转移到电池组001，然后再将调控开关101的端口A接通通道B2，通过电网401对电池组001进行充电，直至电池组001充满电，根据充电过程所充入的实际电量进而标定电池组001的实际容量；当进行电池组001的常规充电时，调控开关101接通通道B2，直接通过电网401对电池组001进行充电，直至电池组001充满电。

在本发明的一个实施例中，本发明装置的工作流程如图2所示，具体如下：

S1、用户将电池组与充电设备连接。用户将电动汽车电池组001与充电装置开关101的端口A相连接；

S2、启动充电。此时调控开关101的B端口处于B0状态；

S3、充电装置判断电池组的SOC的高低，如果SOC高于预设值，跳至步骤S6， SOC低于预设值，充电装置将建议用户进行维护充电；

S4、用户选择是否进行维护充电，如果是，执行步骤S5，如果否，则跳至步骤S6；

S5、进行维护充电。调控开关101的端口A先接通通道B1，通过能量转移装置201，使电池组001的剩余能量转移到储能模块202，电池组001的剩余电量放空后，静置一段时间，然后再对电池组001进行充电，首先将储能模块202中的能量通过能量转移装置201转移到电池组001，然后再将调控开关101的端口A接通通道B2，通过电网401对电池组001进行充电，直至电池组001充满电，根据充电过程所充入的实际电量进而标定电池组001的实际容量；

S6、进行常规充电。调控开关101的端口A先接通通道B2，直接通过电网401对电池组001进行充电，直至电池组001充满电；

S7、在维护充电过程中如果用户选择中断维护充电，则将进行常规充电。

在本发明的一个实施例中，储能模块202的能量一般为电动汽车电池组001标称能量的25%。

在本发明的一个实施例中，储能模块202是电池组，能量转移装置201是双向DCDC变换器，通过双向DCDC变换器可以将电动汽车电池组001的剩余电量转移到储能模块202的电池组中。在对电动汽车电池组001进行充电时，通过双向DCDC变换器可以将储能模块202电池中的电量再转移给电动汽车电池组001。

在本发明的另外一个实施例中，储能模块202是飞轮，利用飞轮储能来实现电量的输入和输出，能量转移装置201是电机及其控制器。其工作原理是：可以通过电机控制器驱动能量转移装置201上的电机将电动汽车电池组001中的剩余电量转换成飞轮的动能储存起来。在对电动汽车电池组001进行充电时，可以通过电机控制器制动能量转移装置201上的电机使得飞轮减速，将飞轮的动能转换成电能提供给电动汽车电池组001。