CN107369859A - 一种电动汽车电池***充电及放电方法 - Google Patents

一种电动汽车电池***充电及放电方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种电动汽车电池***充电方法，包括以下步骤：101、电池管理***检测N个电池组中每一个电池组的单体电池的电压值；步骤102、电池管理***判断N个电池组请求充电的电流值的总和是否大于一预设总充电电流值；若是，则进入以下步骤103；若否，则进入以下步骤104；步骤103、电池管理***控制以预设总充电电流为各电池组进行充电；步骤104、电池管理***控制以N个电池组请求充电的电流值的总和为各电池组进行充电；同时，电池管理***检测每一组电池组的单体电池的电压值，当检测到其中一组的电压值最高的单体电池的电压等于上限电压时，电池管理***切断N个电池组的继电器。本发明还提供一种电动汽车电池***放电方法。

Description

一种电动汽车电池***充电及放电方法
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车电池***充电及放电方法。
背景技术
电动汽车因其低碳环保性能已经被越来广泛的推广，尤其是目前工业发展及燃油汽车激增使得环境污染变得非常严重，电动汽车在减缓环境环境污染上无疑起到了重要作用。电池***作为电动汽车的核心部件，其安全性能直接决定汽车使用安全，电池***一般包括由多个串联的电池组及与电池组电性连接的电池管理***(battery managementsystem,BMS)，每个电池组内设置一个继电器且每个电池组由多个单体电池进行串并联而成，在给多个电池组充电时，每个电池组的继电器闭合，并设定一总充电电流量为各电池进行充电，同时BMS检测各电池组内单体电池的电压，如果该组单体电池的电压达到切断的上限电压时，直接在总充电电流量的大电流情况切断继电器。同样的，在多个电池组放电时，每个电池组的继电器闭合，设定一总放电电流量使得各电池组放电，同时BMS检测各电池组内单体电池的电压，如果该组单体电池的电压达到切断的下限电压时，直接在总放电电流量的大电流情况切断该继电器。以上充电及放电过程都容易造成继电器寿命减小，需要经常更换继电器，安全性能低，提高成本。
发明内容
本发明的目的在于针对以上存在的技术问题，提供在充电及放电过程中充电电流及放电电流逐渐减小，可以小电流情况下切断继电器从而有效保护继电器的电动汽车电池***充电及放电方法。
为实现上述目的，本发明提供一种步骤电动汽车电池***充电方法，包括以下步骤：
101、电池管理***检测N个电池组中每一个电池组的单体电池的电压值；若该电池组的电压值最高的单体电池大于第一预设最高电压且小于上限电压时，设定该电池组请求充电的电流值为第一预设充电电流；若该电池组的电压值最高的单体电池大于第二预设最高电压且小于第一预设最高电压时，设定该电池组请求充电的电流值为第二预设充电电流；若该电池组的电压值最高的单体电池大于第三预设最高电压且小于第二预设最高电压时，设定该电池组的请求充电的电流值为第三预设充电电流；若该电池组电池组的电压值最高的单体电池小于第三预设最高电压时，设定该组请求充电的电流值为第四预设充电电流；
步骤102、电池管理***判断N个电池组请求充电的电流值的总和是否大于一预设总充电电流值；若是，则进入以下步骤103；若否，则进入以下步骤104；
步骤103、电池管理***控制以预设总充电电流为各电池组进行充电，同时循环进行所述步骤101及步骤102，直到进入步骤104；
步骤104、电池管理***控制以N个电池组请求充电的电流值的总和为各电池组进行充电；同时，电池管理***检测每一组电池组的单体电池的电压值，当检测到其中一组的电压值最高的单体电池的电压等于上限电压时，电池管理***切断N个电池组的继电器。
本发明还提供一种电动汽车电池***放电方法，包括以下步骤：
步骤201、电池管理***检测N个电池组中每一组电池组的单体电池的电压值；若该电池组的电压值最低的单体电池大于第一预设最低电压时，设定该电池组请求放电的电流值为第一预设放电电流；若该电池组的电压值最低的单体电池大于第二预设最低电压且小于第一预设最低电压时，设定该电池组请求放电的电流值为第二预设放电电流；若该电池组的电压值最低的单体电池大于第三预设最低电压且小于第二预设最低电压时，设定该电池组的请求放电的电流值为第三预设放电电流；若该电池组的电压值最低的单体电池大于下限电压且小于第三预设最高电压时，设定该组请求放电的电流值为第四预设放电电流；
步骤202、电池管理***判断N个电池组请求放电的电流值的总和是否大于一预设总放电电流值；若是，则进入以下步骤203；若否，则进入以下步骤204；
步骤203、电池管理***控制N个电池组以预设总放电电流进行放电，同时循环进行所述步骤201及步骤202，直到进入步骤204；
步骤204、电池管理***控制N个电池组以请求放电的电流值的总和进行放电；同时，电池管理***检测每一组电池组的单体电池的电压值，当检测到其中一组的电压值最低的单体电池的电压等于下限电压时，电池管理***切断N个电池组的继电器，各电池组停止放电。
本发明的有益效果是：本发明动汽车电池***充电方法，充电过程中检测各个电池组的单体电池电压，并根据最高电压值的单体电池设定该电池的请求充电电流，随着充电的进行，单体电池电压升高，预设总充电电流下降，达到切断条件时，预设总充电电流可以下降到非常小，此时，可以在小电流情况下切断各电池组的继电器，继电器寿命提高，降低成本；减少更换继电器次数，安全性高；本发明动汽车电池***放电方法，放电过程中检测各个电池组的单体电池电压，并根据最低电压值的单体电池设定该电池的请求放电电流，随着放电的进行，单体电池电压下降，预设总放电电流下降，达到切断条件时，预设总放电电流可以下降到非常小，此时，可以在小电流情况下切断各电池组的继电器，继电器寿命提高，降低成本；减少更换继电器次数，安全性高。
附图说明
图1为本发明提供的一种电动汽车电池***充电及放电方法的原理图。
图2为本发明提供的一种电动汽车电池***充电方法的流程框图。
图3为本发明提供的一种电动汽车电池***放电方法的流程框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
如图1所示，本发明提供的一种电动汽车电池***充电及放电方法的原理图。所述电动汽车电池***充电及放电方法用于控制电动汽车电池***100的充电及放电过程。
所述电动汽车电池***100包括电池管理***10及N个(N为自然数)串联的电池组20。每个电池组20内设置一个继电器22且每个电池组20由多个单体电池24进行串并联而成。本实施方式中，所述电池管理***10通过CAN(Controller Area Network,CAN)总线与各个电池组20电性连接。所述电池管理***10可以采集各电池组20的电压、电流、温度等参数并且可以对各电池组进行控制，例如在各电池组20进行充电或放电时，控制对应的继电器22导通或者断开。
请同时参阅图1及图2，本发明提供一种电动汽车电池***充电方法，包括以下步骤：
步骤101、电池管理***10检测N个电池组中每一个电池组20的单体电池24的电压值；具体的，若该电池组20的电压值最高的单体电池24大于第一预设最高电压且小于上限电压时，设定该电池组20请求充电的电流值为第一预设充电电流；若该电池组20的电压值最高的单体电池24大于第二预设最高电压且小于第一预设最高电压时，设定该电池组20请求充电的电流值为第二预设充电电流；若该电池组20的电压值最高的单体电池24大于第三预设最高电压且小于第二预设最高电压时，设定该电池组的请求充电的电流值为第三预设充电电流；若该电池组电池组20的电压值最高的单体电池24小于第三预设最高电压时，设定该组请求充电的电流值为第四预设充电电流；本实施方式中，所述第四预设充电电流>第三预设充电电流>第二预设充电电流>第一预设充电电流。
步骤102、电池管理***判断N个电池组20请求充电的电流值的总和是否大于一预设总充电电流值；若是，则进入以下步骤103；若否，则进入以下步骤104；
步骤103、电池管理***10控制充电装置(例如充电桩)以预设总充电电流为各电池组20进行充电，同时循环进行所述步骤101及步骤102，直到进入步骤104；
步骤104、电池管理***10控制充电装置(例如充电桩)以N个电池组请求充电的电流值的总和为各电池组20进行充电；同时，电池管理***10检测每一组电池组20的单体电池24的电压值，当检测到其中一组的电压值最高的单体电池的电压等于上限电压时，电池管理***切断N个电池组20的继电器22，即电池管理***控制充电装置停止为各电池组进行充电。
本实施方式中，所述单体电池24为锂电池，其上限电压为3.65伏(V)，所述第一预设最高电压为3.6V，所述第二预设最高电压为3.55伏，所述第三预设最高电压为3.50V。
所述第一预设充电电流为10A，所述第二预设充电电流为50A，所述第三预设充电电流为100A，所述第四预设充电电流为200A。所述预设总充电电流为398A。所述N为四。
以下以四个电池组20为例对以上电动汽车电池***充电方法进行说明，
对于步骤101、电池管理***10检测四个电池组中每一组电池组20的单体电池24的电压值；例如第一个电池组的电压值最高的单体电池24大于第一预设最高电压3.60V且小于上限电压3.65V时，设定该第一个电池组请求充电的电流值为第一预设充电电流10A；第二个电池组的电压值最高的单体电池大于第二预设最高电压3.55V且小于第一预设电压3.60时，设定该第二个电池组请求充电的电流值为第二预设充电电流50A；第三个电池组的电压值最高的单体电池大于第三预设最高电压3.50V且小于第二预设电压3.55时，设定该第三个电池组请求充电的电流值为第三预设充电电流100A；第四个电池组的电压值最高的单体电池小于第三预设最高电压3.50V时，设定该第四个电池组请求充电的电流值为第四预设充电电流200A；
对于步骤102、电池管理***判断四个电池组请求充电的电流值的总和是否大于一预设总充电电流值，如上举例四个电池组请求充电的电流值的总和为10A+50A+100A+200A＝360A，小于预设总充电电流为398A，因此进入到步骤104，
对于步骤104、电池管理***10控制充电装置以四个电池组请求充电的电流值的总和360A为四个电池组进行充电；同时，电池管理***检测每一组电池组的单体电池的电压值，例如当检测到第一个电池组的电压值最高的单体电池的电压等于上限电压3.65V时，电池管理***切断四个电池组的继电器。
可以理解的是，对于步骤101，例如第一至四个电池组的电压值最高的单体电池均大于第三预设最高电压3.50V且小于第二预设电压3.55V时，设定该第一至第四个电池组请求充电的电流值均为第三预设充电电流100A；如此对于步骤102、四个电池组请求充电的电流值的总和为100A+100A+100A+100A＝400A，大于预设总充电电流为398A，因此进入到步骤103，对于步骤103、电池管理***10控制充电装置以预设总充电电流398A为各电池组20进行充电，同时循环进行所述步骤101及步骤102，直到进入步骤104。
本发明动汽车电池***充电方法，充电过程中检测各个电池组的单体电池电压，并根据最高电压值的单体电池设定该电池的请求充电电流，随着充电的进行，单体电池电压升高，预设总充电电流下降，达到切断条件时，预设总充电电流可以下降到非常小，此时，可以在小电流情况下切断各电池组的继电器，继电器寿命提高，降低成本；减少更换继电器次数，安全性高。
请参阅图1及图3，本发明还提供一种电动汽车电池***充电方法，包括以下步骤：
步骤201、电池管理***10检测N个电池组中每一组电池组20的单体电池24的电压值；具体的，若该电池组20的电压值最低的单体电池24大于第一预设最低电压时，设定该电池组20请求放电的电流值为第一预设放电电流；若该电池组20的电压值最低的单体电池24大于第二预设最低电压且小于第一预设最低电压时，设定该电池组20请求放电的电流值为第二预设放电电流；若该电池组20的电压值最低的单体电池24大于第三预设最低电压且小于第二预设最低电压时，设定该电池组的请求放电的电流值为第三预设放电电流；若该电池组20的电压值最低的单体电池24大于下限电压且小于第三预设最高电压时，设定该组请求放电的电流值为第四预设放电电流；本实施方式中，所述第四预设放电电流<第三预设放电电流<第二预设放电电流<第一预设放电电流。
步骤202、电池管理***判断N个电池组20请求放电的电流值的总和是否大于一预设总放电电流值；若是，则进入以下步骤203；若否，则进入以下步骤204；
步骤203、电池管理***10控制N个电池组以预设总放电电流进行放电，同时循环进行所述步骤201及步骤202，直到进入步骤204；
步骤204、电池管理***10控制N个电池组以请求放电的电流值的总和进行放电；同时，电池管理***10检测每一组电池组20的单体电池24的电压值，当检测到其中一组的电压值最低的单体电池的电压等于下限电压时，电池管理***切断N个电池组20的继电器22，各电池组停止放电。
本实施方式中，所述单体电池24为锂电池，其下限电压为2.60伏(V)，所述第一预设最低电压为2.90V，所述第二预设最低电压为2.80伏，所述第三预设最低电压为2.70V。
所述第一预设放电电流为200A，所述第二预设放电电流为100A，所述第三预设放电电流为50A，所述第四预设放电电流为10A。所述预设总放电电流为398A。所述N为四。
以下以四个电池组20为例对以上电动汽车电池***放电方法进行说明，
对于步骤201、电池管理***10检测四个电池组中每一组电池组20的单体电池24的电压值；例如第一个电池组的电压值最低的单体电池24大于第一预设最低电压2.90V时，设定该第一个电池组请求放电的电流值为第一预设充电电流200A；第二个电池组的电压值最低的单体电池大于第二预设最低电压2.80V且小于第一预设最低电压2.90V时，设定该第二个电池组请求放电的电流值为第二预设放电电流100A；第三个电池组的电压值最低的单体电池大于第三预设最低电压2.70V且小于第二预设最低电压2.80V时，设定该第三个电池组请求放电的电流值为第三预设放电电流50A；第四个电池组的电压值最低的单体电池大于下限电压2.60V且小于第三预设电压2.70时，设定该第四个电池组请求充电的电流值为第四预设充电电流10A；
对于步骤202、电池管理***判断四个电池组请求放电的电流值的总和是否大于一预设总放电电流值，如上举例四个电池组请求放电的电流值的总和为200A+100A+50A+10A＝360A，小于预设总放电电流为398A，因此进入到步骤204，
对于步骤204、电池管理***10控制四个电池组以请求放电的电流值的总和360A为四个电池组进行放电；同时，电池管理***检测每一组电池组的单体电池的电压值，例如当检测到其中一个电池组的电压值最低的单体电池的电压等于下限电压2.60V时，电池管理***切断四个电池组的继电器。
可以理解的是，对于步骤201，例如第一至四个电池组的电压值最低的单体电池均大于第二预设最低电压2.80V且小于第一预设电压2.90时，设定该第一至个电池组请求充电的电流值均为第二预设放电电流100A；如此对于步骤202、四个电池组请求充电的电流值的总和为100A+100A+100A+100A＝400A，大于预设总放电电流为398A，因此进入到步骤203，对于步骤203、电池管理***10控制各电池组以预设总放电电流398A进行充电，同时循环进行所述步骤201及步骤202，直到进入步骤204。
本发明动汽车电池***放电方法，放电过程中检测各个电池组的单体电池电压，并根据最低电压值的单体电池设定该电池的请求放电电流，随着放电的进行，单体电池电压下降，预设总放电电流下降，达到切断条件时，预设总放电电流可以下降到非常小，此时，可以在小电流情况下切断各电池组的继电器，继电器寿命提高，降低成本；减少更换继电器次数，安全性高。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动汽车电池***充电方法，包括以下步骤：
步骤101、电池管理***检测N个电池组中每一个电池组的单体电池的电压值；若该电池组的电压值最高的单体电池大于第一预设最高电压且小于上限电压时，设定该电池组请求充电的电流值为第一预设充电电流；若该电池组的电压值最高的单体电池大于第二预设最高电压且小于第一预设最高电压时，设定该电池组请求充电的电流值为第二预设充电电流；若该电池组的电压值最高的单体电池大于第三预设最高电压且小于第二预设最高电压时，设定该电池组的请求充电的电流值为第三预设充电电流；若该电池组电池组的电压值最高的单体电池小于第三预设最高电压时，设定该组请求充电的电流值为第四预设充电电流；
步骤102、电池管理***判断N个电池组请求充电的电流值的总和是否大于一预设总充电电流值；若是，则进入以下步骤103；若否，则进入以下步骤104；
步骤103、电池管理***控制以预设总充电电流为各电池组进行充电，同时循环进行所述步骤101及步骤102，直到进入步骤104；
步骤104、电池管理***控制以N个电池组请求充电的电流值的总和为各电池组进行充电；同时，电池管理***检测每一组电池组的单体电池的电压值，当检测到其中一组的电压值最高的单体电池的电压等于上限电压时，电池管理***切断N个电池组的继电器。
2.如权利要求1所述的电动汽车电池***充电方法，其特征在于：所述第四预设充电电流>第三预设充电电流>第二预设充电电流>第一预设充电电流。
3.如权利要求1所述的电动汽车电池***充电方法，其特征在于：所述第一预设充电电流为10A，所述第二预设充电电流为50A，所述第三预设充电电流为100A，所述第四预设充电电流为200A。所述预设总充电电流为398A，所述N为四。
4.如权利要求3所述的电动汽车电池***充电方法，其特征在于：所述上限电压为3.65V，所述第一预设最高电压为3.6V，所述第二预设最高电压为3.55伏，所述第三预设最高电压为3.50V。
5.一种电动汽车电池***放电方法，包括以下步骤：
步骤201、电池管理***检测N个电池组中每一组电池组的单体电池的电压值；若该电池组的电压值最低的单体电池大于第一预设最低电压时，设定该电池组请求放电的电流值为第一预设放电电流；若该电池组的电压值最低的单体电池大于第二预设最低电压且小于第一预设最低电压时，设定该电池组请求放电的电流值为第二预设放电电流；若该电池组的电压值最低的单体电池大于第三预设最低电压且小于第二预设最低电压时，设定该电池组的请求放电的电流值为第三预设放电电流；若该电池组的电压值最低的单体电池大于下限电压且小于第三预设最高电压时，设定该组请求放电的电流值为第四预设放电电流；
步骤202、电池管理***判断N个电池组请求放电的电流值的总和是否大于一预设总放电电流值；若是，则进入以下步骤203；若否，则进入以下步骤204；
步骤203、电池管理***控制N个电池组以预设总放电电流进行放电，同时循环进行所述步骤201及步骤202，直到进入步骤204；
步骤204、电池管理***控制N个电池组以请求放电的电流值的总和进行放电；同时，电池管理***检测每一组电池组的单体电池的电压值，当检测到其中一组的电压值最低的单体电池的电压等于下限电压时，电池管理***切断N个电池组的继电器，各电池组停止放电。
6.如权利要求5所述的电动汽车电池***放电方法，其特征在于：所述第四预设放电电流<第三预设放电电流<第二预设放电电流<第一预设放电电流。
7.如权利要求6所述的电动汽车电池***放电方法，其特征在于：所述第一预设放电电流为200A，所述第二预设放电电流为100A，所述第三预设放电电流为50A，所述第四预设放电电流为10A。所述预设总放电电流为398A；所述N为四。
8.如权利要求7所述的电动汽车电池***放电方法，其特征在于：所述下限电压为2.60V，所述第一预设最低电压为2.90V，所述第二预设最低电压为2.80伏，所述第三预设最低电压为2.70V。
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