一种检测蓄电池是否充满的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动汽车中的蓄电池，尤其涉及一种检测蓄电池是否充满的方法。
【背景技术】
[0002]随着环境污染和能源紧缺问题的日渐严重，电动汽车成为了汽车工业研宄的热点，并且有着广阔的应用前景。电池及其充电模块作为电动汽车的重要组成部分，其技术水平的高低对电动汽车行业有着重要的影响。蓄电池作为电动汽车的主流电池，在对其进行充电时，如果没有充满，则会降低电动汽车的性能，同时也会影响电池本身的寿命。
[0003]传统的充电过程一般包括恒流充电、恒压充电和涓流充电。传统检测蓄电池是否充满的方法是根据涓流充电结束时蓄电池两端的电压来判断。还有的判断方法是检测蓄电池的充电电流，在恒压充电时，当充电电流降低到某一个值时就认为蓄电池已经充满。这些方法的检测结果都不太精确，无法确保蓄电池完全充满。
【发明内容】
[0004]本发明是为了克服现有技术中的不足，提出了一种检测蓄电池是否充满的方法。该方法在涓流充电阶段结束以后，通过增加一段充电时间来检测蓄电池是否已经充满，从而确保蓄电池能够完全充电，提高蓄电池的使用性能。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种检测蓄电池是否充满的方法，充电过程包括恒流充电、恒压充电和涓流充电，其特征在于，在涓流充电结束以后，再次用不同幅值的恒流信号I对蓄电池进行充电，将用不同幅值的恒流信号I对蓄电池进行充电前检测到的蓄电池两端的电压与用不同幅值的恒流信号I对蓄电池进行充电一段时间后检测到的蓄电池两端的电压进行比较，判断蓄电池是否已经充满，如果未充满，则继续对蓄电池进行恒压充电，然后通过比较检测到的蓄电池两端电压的变化量与蓄电池自身的参数vMf，准确地判断出蓄电池是否已经充满。
[0007]具体包括以下步骤:
[0008](I)在涓流充电结束时，检测此时蓄电池两端的电压仏并记录检测结果；
[0009](2)用一恒定电流I给蓄电池充电，恒定电流I的幅值为Ia+3A，其中込为涓流充电的幅值；
[0010](3)充电15?20分钟以后，再次检测蓄电池两端的电压队并记录检测结果；
[0011](4)通过比较两次的检测结果队和Ui，根据蓄电池的极化特性，判断出蓄电池是否已经充满；
[0012](5)如果蓄电池已经充满，则充电结束；如果蓄电池还未充满，则继续用幅值为U2的恒压对蓄电池进行恒压充电，如果U2-U1S NV ref,则表明蓄电池已经充满，结束充电；如果U2-U^NVref,则表明蓄电池还没有充满，则重新在恒压模式下为蓄电池进行充电，以此确保蓄电池完全充满；N为蓄电池的节数，Vref为每节蓄电池极化后电压的变化量，由电池厂提供的数据手册得到。
[0013]与现有技术相比，本发明具有如下优点及效果:
[0014]1、本发明不需要增加额外的硬件电路，成本较低。
[0015]2、本发明能够确保充电机为蓄电池充电时完全充满，提高了蓄电池的电性能，延长了蓄电池的使用寿命。
[0016]3、采用在涓流充电结束以后加一段恒流充电的方法检测蓄电池两端电压的变化，通过与蓄电池性能参数比较来判断蓄电池是否完全充满，测试过程与判断过程都比较简单快捷。
【附图说明】
[0017]图1是本发明蓄电池是否充满的检测流程示意图；
[0018]图2是本发明【具体实施方式】实例电路图；
[0019]图3是本发明整个充电曲线与传统充电曲线的对比图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图，对本发明的实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0021]本发明检测蓄电池是否充满的方法的流程如图1所示:
[0022](I)在涓流充电结束时，用一恒定电流I给蓄电池充电，检测此时蓄电池两端的电压U1并记录检测结果；
[0023](2)充电进行一段时间t后，再次检测蓄电池两端的电压队并记录检测结果；
[0024](3)通过比较两次的检测结果，根据蓄电池的极化特性，可以判断出蓄电池是否已经充满。
[0025](4)如果蓄电池已经充满，则充电结束；如果蓄电池还未充满，则继续对蓄电池进行恒压充电。
[0026]由蓄电池的化学特性可知，当蓄电池完全充满之后，如果继续对其进行充电，则蓄电池会发生极化现象，其两端的电压在蓄电池发生极化前后会有明显的变化。定义该电压变化量为VMf，该值与蓄电池本身的参数有关，可以由电池厂提供的数据手册中得到。
[0027]通过比较检测到的蓄电池两端电压的变化量与蓄电池自身的参数Vref，能够准确地判断出蓄电池是否已经充满。如果U2-U1^ NV ref,则表明蓄电池已经充满；如果U2-U1
<NVMf，则表明蓄电池还没有充满。
[0028]图2是本发明具体实施的一个实例电路图，本发明以移相全桥拓扑为例，其它半桥和全桥拓扑同样适用于本发明。该电路包括功率模块、输出电压采样模块、输出电流采样模块和控制模块，均采用现有技术电路。下面是对各个模块的描述:
[0029]功率模块:该模块采用移相全桥拓扑结构，根据不同的充电阶段，提供对应的恒压或恒流信号对蓄电池进行充电。该模块由功率管、高频变压器、谐振电感以及输出整流模块组成。
[0030]输出电压采样模块:该模块由两个分压电阻来实现，既用来检测蓄电池两端电压以判断蓄电池是否充满，又用来实现反馈控制。
[0031]输出电流采样模块:该模块由一个串联在输出端的采样电阻来实现，用来实现反馈控制。由于功率的限制，电流采样电阻的值不宜过大，而较低的信号CPU无法处理，所以电流采样信号经过一个运放进入CPU。
[0032]控制模块:该模块由CPU及其相应的外围电路组成，用来为功率管提供驱动信号，同时通过对采样信号的处理，实现不同充电过程的调节。
[0033]该电路首先按照预先设定的充电策略，依次对蓄电池进行恒流充电、恒压充电和涓流充电；在涓流充电结束以后，用幅值为I的恒流信号对蓄电池进行充电，利用输出电压采样模块检测初始时蓄电池两端的电压，记为U1;经过一段时间t后，再次检测蓄电池两端的电压，记为U2;利用CPU比较蓄电池两端电压的变化量与预先设定的参考值，即可判断出蓄电池是否充满。如果U2-U1) NVref，则表明蓄电池已经充满，可以结束充电；如果U2-U1
<NV&，则表明蓄电池还没有充满，可通过控制模块使电路重新工作在恒压模式为蓄电池进行充电，以此确保蓄电池完全充满。
[0034]如图3，为了验证本发明的正确性，分别按照传统的充电曲线(图3a)和本发明的充电曲线(图3b)对一个容量为120AH的蓄电池进行充电，通过比较两次充电的检测结果，发现按照传统的充电曲线蓄电池只充进了 106AH的电量，而按照本发明的充电曲线蓄电池则完全充满。
【主权项】
1.一种检测蓄电池是否充满的方法，充电过程包括恒流充电、恒压充电和涓流充电，其特征在于，在涓流充电结束以后，再次用不同幅值的恒流信号I对蓄电池进行充电，将用不同幅值的恒流信号I对蓄电池进行充电前检测到的蓄电池两端的电压与用不同幅值的恒流信号I对蓄电池进行充电一段时间后检测到的蓄电池两端的电压进行比较，判断蓄电池是否已经充满，如果未充满，则继续对蓄电池进行恒压充电，然后通过比较检测到的蓄电池两端电压的变化量与蓄电池自身的参数vMf，准确地判断出蓄电池是否已经充满。
2.根据权利要求1所述的检测蓄电池是否充满的方法，包括以下步骤: (1)在涓流充电结束时，检测此时蓄电池两端的电压仏并记录检测结果； (2)用一恒定电流I给蓄电池充电，恒定电流I的幅值为Ia+3A，其中Ia为涓流充电的幅值； (3)充电15?20分钟以后，再次检测蓄电池两端的电压队并记录检测结果； (4)通过比较两次的检测结果队和Ui，根据蓄电池的极化特性，判断出蓄电池是否已经充满； (5)如果蓄电池已经充满，则充电结束；如果蓄电池还未充满，则继续用幅值为U2的恒压对蓄电池进行恒压充电，如果U2-U1 ^ NV ref,则表明蓄电池已经充满，结束充电；如果U2-U1< NVMf，则表明蓄电池还没有充满，则重新在恒压模式下为蓄电池进行充电，以此确保蓄电池完全充满；N为蓄电池的节数，VMf为每节蓄电池极化后电压的变化量，由电池厂提供的数据手册得到。
【专利摘要】本发明公开了一种检测蓄电池是否充满的方法，在涓流充电结束以后，再次用不同幅值的恒流信号I对蓄电池进行充电，将用不同幅值的恒流信号I对蓄电池进行充电前检测到的蓄电池两端的电压与用不同幅值的恒流信号I对蓄电池进行充电一段时间后检测到的蓄电池两端的电压进行比较，判断蓄电池是否已经充满，如果未充满，则继续对蓄电池进行恒压充电，然后通过比较检测到的蓄电池两端电压的变化量与蓄电池自身的参数Vref，准确地判断出蓄电池是否已经充满。本发明能够确保蓄电池每次充电时均能充满，有效地提高蓄电池的电性能，延长蓄电池的使用寿命。
【IPC分类】H01M10-42, G01R31-36, H01M10-44, H02J7-00
【公开号】CN104779670
【申请号】CN201510182728
【发明人】孙伟锋, 张太之, 付君宇, 俞居正, 钱钦松, 陆生礼, 时龙兴
【申请人】东南大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月16日