CN107887936B - 动力电池的快充方法、***及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种动力电池的快充方法、***及车辆，该方法包括：采集所述动力电池的温度；采集对应于所述多个单体电池的多个单体电压；从所述多个单体电压中获取单体电压最大值；根据所述动力电池的温度和所述单体电压最大值确定快充充电电流，以根据所述快充充电电流对所述动力电池进行充电。本发明的方法可以保证动力电池的充电安全性、提升动力电池的使用寿命，并具有充电时间短的优点，提升车辆的使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种动力电池的快充方法、***及车辆。
背景技术
新能源汽车，如电动汽车具有节能环保的优点。但是，动力电池直接影响汽车的续驶里程，输出功率等。而充电速度的快慢则直接影响电动汽车的便捷性和推广。动力电池的快充充电既要考虑充电电流的大小，又要考虑电池的安全性和整体的寿命表现。
相关技术中，为了综合考虑电池的充电电流、安全和寿命，在快充的时候可以根据动力电池的温度确定出快充充电的充电电流。然而，这种根据动力电池的温度确定出快充充电的充电电流的手段，可能不能够很好地对动力电池进行保护，例如：可能造成动力电池过度充电，从而影响动力电池的安全性。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种动力电池的快充方法，该方法可以保证动力电池的充电安全性、提升动力电池的使用寿命，并具有充电时间短的优点，提升车辆的使用体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种动力电池的快充方法，所述动力电池包括多个单体电池，所述方法包括：采集所述动力电池的温度；采集对应于所述多个单体电池的多个单体电压；从所述多个单体电压中获取单体电压最大值；根据所述动力电池的温度和所述单体电压最大值确定快充充电电流，以根据所述快充充电电流对所述动力电池进行充电。
进一步的，在对所述动力电池进行充电的过程中，还包括：从所述多个单体电压中获取单体电压最小值；根据所述单体电压最小值和所述单体电压最大值得到单体压差；根据所述单体压差对所述快充充电电流进行降流，其中，所述单体压差越大，调整后的所述快充充电电流越小。
进一步的，进一步包括：如果所述单体压差大于第一阈值且所述单体电压最小值大于第一预定电压，则启动被动均衡策略以对所述多个单体电池进行电压均衡，直至所述单体压差小于所述第一阈值关闭所述被动均衡策略。
进一步的，在根据所述单体压差对所述快充充电电流进行降流时，包括：以预设的降流速度对所述快充充电电流进行降流；以及如果所述多个单体电压的压降小于或等于第二预定电压，则保持所述快充充电电流不变。
进一步的，在对所述动力电池进行充电的过程中，还包括：根据所述动力电池的温度、所述快充充电电流和所述多个单体电压对所述动力电池的荷电状态进行修正。
相对于现有技术，本发明所述的动力电池的快充方法具有以下优势：
本发明所述的动力电池的快充方法，可以根据动力电池的单体电压最大值和动力电池的温度确定出相对适宜的快充充电电流，并根据该快充充电电流为动力电池充电，由此，可以避免快充充电电流过大对动力电池造成伤害且避免快充充电电流过小导致充电时间过长，能够保证动力电池的充电安全性、提升动力电池的使用寿命，并在保证动力电池的充电安全性和提升动力电池的使用寿命的前提下，尽可能缩短充电时间，以满足用户需求。
本发明的另一个目的在于提出一种动力电池的快充***，该***能够保证动力电池的充电安全性、提升动力电池的使用寿命，并具有充电时间短的优点，提升车辆的使用体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种动力电池的快充***，所述动力电池包括多个单体电池，所述***包括：采集模块，用于采集所述动力电池的温度以及对应于所述多个单体电池的多个单体电压；获取模块，用于从所述多个单体电压中获取单体电压最大值；充电控制模块，用于根据所述动力电池的温度和所述单体电压最大值确定快充充电电流，以根据所述快充充电电流对所述动力电池进行充电。
进一步的，所述获取模块还用于从所述多个单体电压中获取单体电压最小值，所述充电控制模块还用于根据所述单体电压最小值和所述单体电压最大值得到单体压差，并根据所述单体压差对所述快充充电电流进行降流，其中，所述单体压差越大，调整后的所述快充充电电流越小。
进一步的，所述充电控制模块还用于在所述单体压差大于第一阈值且所述单体电压最小值大于第一预定电压时，启动被动均衡策略以对所述多个单体电池进行电压均衡，直至所述单体压差小于所述第一阈值关闭所述被动均衡策略，所述充电控制模块用于以预设的降流速度对所述快充充电电流进行降流，以及如果所述多个单体电压的压降小于或等于第二预定电压，则保持所述快充充电电流不变。
进一步的，所述充电控制模块还用于在对所述动力电池进行充电的过程中，根据所述动力电池的温度、所述快充充电电流和所述多个单体电压对所述动力电池的荷电状态进行修正。
所述的动力电池的快充***与上述的动力电池的快充方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的再一个目的在于提出一种车辆，该车辆能够保证动力电池的充电安全性、提升动力电池的使用寿命，并具有充电时间短的优点，提升车辆的使用体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆，设置有如上述任意一个实施例所述的动力电池的快充***。
所述的车辆与上述的动力电池的快充***相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的动力电池的快充方法的流程图；
图2为本发明实施例所述的动力电池的快充***的结构框图。
附图标记说明：
动力电池的快充***200、采集模块210、获取模块220、充电控制模块230。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是根据本发明一个实施例的动力电池的快充方法的流程图。
在描述根据本发明实施例的动力电池的快充方法之前，首先对动力电池进行介绍，动力电池称为电池包，动力电池包括多个单体电池，根据动力电池的输入电压的需要，多个单体电池以串联和/或并联的方式连接。
如图1所示，根据本发明一个实施例的动力电池的快充方法，包括如下步骤：
S101：采集动力电池的温度。
可以通过温度传感器采集动力电池的温度。当然，也可以采集动力电池的其它相关参数，然后计算得到动力电池的温度。具体采用何种手段检测动力电池的温度，本发明对此没有限制。
S102：采集对应于多个单体电池的多个单体电压。
可以对每个单体电池接入电压检测装置，从而采集每个单体电池的单体电压，电压采集装置例如为电压表。当然，也可以采集动力电池的其它相关参数，然后计算得到对应于多个单体电池的多个单体电压。具体采用何种手段检测对应于多个单体电池的多个单体电压，本发明对此没有限制。
S103：从多个单体电压中获取单体电压最大值。
例如：动力电池包括10个单体电池，记为单体电池1至单体电池10，单体电池1至单体电池10的电压分别为3.8V、3.9V、3.9V、3.8V、4.0V、4.1V、4.0V、3.9V、3.8V、3.8V。则单体电压最大值为单体电池6对应的单体电压，即：单体电压最大值为4.1V。
S104：根据动力电池的温度和单体电压最大值确定快充充电电流，以根据快充充电电流对动力电池进行充电。
作为一个具体的示例，可以预先建立一个动力电池的温度、单体电压最大值和快充充电电流之间的关系表，然后，当获取到动力电池的温度和单体电压最大值之后，可以查询这个关系表，以得到对应的快充充电电流。
在以上描述中，动力电池的温度、单体电压最大值和快充充电电流之间的关系表的建立可以通过如下方式实现：
例如：在电池管理***BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)中写入动力电池的单体电压和动力电池的温度(即电池组温度)等相关数据，根据这些数据建立一个矩阵表(即关系表)，矩阵表中的数据分别由动力电池的单体电压、动力电池的温度和相应的快充充电电流组成，这些数据可以在实验室中标定完成，即：不同动力电池的单体电压、动力电池的温度和快充充电电流之间的关系可以由实验室标定得出。
如表1所述，示出了本发明一个实施例中通过试验标定得到的不同动力电池的单体电压、动力电池的温度和快充充电电流之间的关系的矩阵表。
表1
例如：动力电池的温度为10-25摄氏度之间、单体电压最大值为3.75-4.05V时，相应的快充充电电流为0.5C。
根据本发明实施例的动力电池的快充方法，可以根据动力电池的单体电压最大值和动力电池的温度确定出相对适宜的快充充电电流，并根据该快充充电电流为动力电池充电，由此，可以避免快充充电电流过大对动力电池造成伤害且避免快充充电电流过小导致充电时间过长，能够保证动力电池的充电安全性、提升动力电池的使用寿命，并在保证动力电池的充电安全性和提升动力电池的使用寿命的前提下，尽可能缩短充电时间，以满足用户需求。
在本发明的一个实施例中，在对动力电池进行充电(即快充)的过程中，该方法还包括：
1、从多个单体电压中获取单体电压最小值。
2、根据单体电压最小值和所述单体电压最大值得到单体压差。
3、根据单体压差对快充充电电流进行降流，其中，单体压差越大，调整后的所述快充充电电流越小。
例如：当单体压差小于100mV时，快充充电电流(即：快充电流值)可以按表1进行选择；当单体压差大于等于100mV而小于300mV时，快充电流值按照表1中相应的快充充电电流降30％；当单体压差大于等于300mV而小于500mV时，快充电流值按照表1中相应的快充充电电流降50％；当单体压差大于500mV时，快充电流值按照表1中相应的快充充电电流降80％。
进一步地，该方法还包括：如果单体压差大于第一阈值且单体电压最小值大于第一预定电压，则启动被动均衡策略以对多个单体电池进行电压均衡，直至单体压差小于第一阈值关闭被动均衡策略。
作为一个具体的示例，第一阈值为但不限于10mV，第一预定电压为但不限于3.3V。即：当单体压差大于10mV且单体电压最小值大于3.3V时，启动单体电压被动均衡策略，均衡电流为但不限于80mA，当单体电压最小值小于10mV时关闭单体电压被动均衡策略。
在使用本发明实施例的动力电池的快充方法对动力电池进行充电的过程中，如果快充充电电流的降流过大过急，有可能导致单体电压变化，使单体电压降低到一个预设的电压之下，从而使快充充电电流产生震荡，为了避免电流震荡，本发明的实施例可以采用如下方式：
以预设的降流速度对快充充电电流进行降流；如果多个单体电压的压降小于或等于第二预定电压，则保持快充充电电流不变。例如：在进行快充的过程中如果出现充电电流下降的情况，设置降流速度为0.05C每秒，这样，可以在一定程度上限制单体电压压降过大导致的充电电流震荡。进一步地，在快充充电电流下降时，当单体电压压降不大于50mV(即：第二预定电压)时，快充请求电流不变，可以保证充电机输出电流的稳定。
在本发明的一个实施例中，在对动力电池进行充电的过程中，该方法还包括：根据动力电池的温度、快充充电电流和多个单体电压对动力电池的荷电状态进行修正。
具体地，快充充电的过程中可以对4个荷电状态SOC(State of Charge)点、4种电流值进行修正。例如：当前SOC值比实际SOC值偏低或偏高，修正速率为0.1％/10S；充满结束阶段，修正速率为0.1％/100mS，修正到100％；4个SOC点和4种电流值对应的矩阵表如表2所示：
表2
根据本发明实施例的动力电池的快充方法，能够保证动力电池的充电安全性、提升动力电池的使用寿命，并具有充电时间短的优点，提升车辆的使用体验。
图2是根据本发明一个实施例的动力电池的快充***的结构框图。如图2所示，根据本发明一个实施例的动力电池的快充***200，包括：采集模块210、获取模块220和充电控制模块230。
其中，采集模块210用于采集动力电池的温度以及对应于多个单体电池的多个单体电压。获取模块220用于从多个单体电压中获取单体电压最大值。充电控制模块230用于根据动力电池的温度和单体电压最大值确定快充充电电流，以根据快充充电电流对动力电池进行充电。
在本发明的一个实施例中，获取模块220还用于从多个单体电压中获取单体电压最小值，充电控制模块230还用于根据单体电压最小值和单体电压最大值得到单体压差，并根据单体压差对快充充电电流进行降流，其中，单体压差越大，调整后的快充充电电流越小。
在本发明的一个实施例中，充电控制模块230还用于在单体压差大于第一阈值且单体电压最小值大于第一预定电压时，启动被动均衡策略以对多个单体电池进行电压均衡，直至单体压差小于第一阈值关闭被动均衡策略，充电控制模块230用于以预设的降流速度对快充充电电流进行降流，以及如果多个单体电压的压降小于或等于第二预定电压，则保持快充充电电流不变。
在本发明的一个实施例中，充电控制模块230还用于在对动力电池进行充电的过程中，根据动力电池的温度、快充充电电流和多个单体电压对动力电池的荷电状态进行修正。
根据本发明实施例的动力电池的快充***，可以根据动力电池的单体电压最大值和动力电池的温度确定出相对适宜的快充充电电流，并根据该快充充电电流为动力电池充电，由此，可以避免快充充电电流过大对动力电池造成伤害且避免快充充电电流过小导致充电时间过长，能够保证动力电池的充电安全性、提升动力电池的使用寿命，并在保证动力电池的充电安全性和提升动力电池的使用寿命的前提下，尽可能缩短充电时间，以满足用户需求。
需要说明的是，本发明实施例的动力电池的快充***的具体实现方式与本发明实施例的动力电池的快充方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，该车辆设置有如上述任意一个实施例所述的动力电池的快充***，其中，该车辆为纯电动汽车或者混合动力汽车。该车辆可以根据动力电池的单体电压最大值和动力电池的温度确定出相对适宜的快充充电电流，并根据该快充充电电流为动力电池充电，由此，可以避免快充充电电流过大对动力电池造成伤害且避免快充充电电流过小导致充电时间过长，能够保证动力电池的充电安全性、提升动力电池的使用寿命，并在保证动力电池的充电安全性和提升动力电池的使用寿命的前提下，尽可能缩短充电时间，以满足用户需求。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种动力电池的快充方法，其特征在于，所述动力电池包括多个单体电池，所述方法包括：
采集所述动力电池的温度；
采集对应于所述多个单体电池的多个单体电压；
从所述多个单体电压中获取单体电压最大值；
根据所述动力电池的温度和所述单体电压最大值确定快充充电电流，以根据所述快充充电电流对所述动力电池进行充电；
在对所述动力电池进行充电的过程中，还包括：从所述多个单体电压中获取单体电压最小值；根据所述单体电压最小值和所述单体电压最大值得到单体压差；根据所述单体压差对所述快充充电电流进行降流，其中，所述单体压差越大，调整后的所述快充充电电流越小，
在根据所述单体压差对所述快充充电电流进行降流时，包括：以预设的降流速度对所述快充充电电流进行降流；以及如果所述多个单体电压的压降小于或等于第二预定电压，则保持所述快充充电电流不变；
在对所述动力电池进行充电的过程中，还包括：根据所述动力电池的温度、所述快充充电电流和所述多个单体电压对所述动力电池的荷电状态进行修正。
2.根据权利要求1所述的动力电池的快充方法，其特征在于，进一步包括：
如果所述单体压差大于第一阈值且所述单体电压最小值大于第一预定电压，则启动被动均衡策略以对所述多个单体电池进行电压均衡，直至所述单体压差小于所述第一阈值关闭所述被动均衡策略。
3.一种动力电池的快充***，其特征在于，所述动力电池包括多个单体电池，所述***包括：
采集模块，用于采集所述动力电池的温度以及对应于所述多个单体电池的多个单体电压；
获取模块，用于从所述多个单体电压中获取单体电压最大值和单体电压最小值；
充电控制模块，用于根据所述动力电池的温度和所述单体电压最大值确定快充充电电流，以根据所述快充充电电流对所述动力电池进行充电，并根据所述单体电压最小值和所述单体电压最大值得到单体压差，并根据所述单体压差对所述快充充电电流进行降流，其中，所述单体压差越大，调整后的所述快充充电电流越小，还用于以预设的降流速度对所述快充充电电流进行降流，以及如果所述多个单体电压的压降小于或等于第二预定电压，则保持所述快充充电电流不变，所述充电控制模块还用于在对所述动力电池进行充电的过程中，根据所述动力电池的温度、所述快充充电电流和所述多个单体电压对所述动力电池的荷电状态进行修正。
4.根据权利要求3所述的动力电池的快充***，其特征在于，
所述充电控制模块还用于在所述单体压差大于第一阈值且所述单体电压最小值大于第一预定电压时，启动被动均衡策略以对所述多个单体电池进行电压均衡，直至所述单体压差小于所述第一阈值关闭所述被动均衡策略。
5.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有如权利要求3-4任一项所述的动力电池的快充***。
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