CN110696649A - 一种车载充电机的控制***及充电控制方法 - Google Patents

一种车载充电机的控制***及充电控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载充电机的控制***，包括BMS电池管理***、动力电池端信息采集模块、动力电池和充电机模块；动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的信息包括电压、电流和温度；充电模式包括恒流充电模式、恒压充电模式和正向脉冲充电模式和负向脉冲充电模式。本发明中采用恒流充电‑正负脉冲充电‑恒压充电方式，在动力电池电量较低时，使用较大的充电电流进行恒流充电，提高充电速度；当电压达到设定值以后，改为正负脉冲充电，用短暂的反向脉冲达到消除正向充电过程中产生的极化现象，并降低回路电阻，进而提高了充电效率；电池即将充满时，转换到恒压充电方式，避免对电池造成伤害。

Description

一种车载充电机的控制***及充电控制方法
技术领域
本发明涉及车载充电机领域，尤其涉及一种车载充电机的控制***及充电控制方法。
背景技术
随着石油等非可再生资源的日益枯竭以及环境污染问题的日益严重，新能源汽车事业的蓬勃发展，无疑是一种有效缓解能源危机和环境问题的重要手段。新能源汽车具有零排放、效率高、噪音低等优势。
目前，新能源汽车已日趋成为未来汽车工业的发展方向，新能源汽车经过了十多年的全球化发展，人们逐步对纯电动汽车的电能供给方式达成了共识：主流的方式是“谷电充电”，在深夜八个小时的“谷电”期间，要求在6-8个小时的慢速充电时间之内为纯电动汽车充满电。
目前，纯电动汽车的充电***一般由车载充电机、电池及其管理***(BMS)、充电桩、高压线等组成。他们之间通过CAN总线进行通信。充电机接受到充电桩220V交流电，通过整流电路变为高压直流电给电池进行充电。
充电模式对充电时间、效率、电池寿命都会产生显著影响。如何能在充电时间、效率、电池寿命之间取得优化方案，成为了亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种车载充电机的控制***，包括BMS电池管理***、动力电池端信息采集模块、动力电池和充电机模块，
所述BMS电池管理***分别与所述动力电池端信息采集模块和充电机模块通过信号连接，
所述动力电池端信息采集模块与所述动力电池相连接，
所述充电机模块与所述动力电池相连接，
所述动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的信息，传输给所述BMS电池管理***，
所述BMS电池管理***接受采集到的动力电池的信息，判断动力电池需要的充电模式，将充电模式反馈给所述充电机模块，
所述充电机模块启动上述充电模式给动力电池充电。
进一步地，所述动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的信息包括电压、电流和温度。
进一步地，所述充电模式包括恒流充电模式、恒压充电模式和正向脉冲充电模式和负向脉冲充电模式。
本发明还提供了一种车载充电机的充电控制方法，利用上述车载充电机的控制***进行充电控制，包括如下具体步骤：
S1、通过动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的电压、电流和温度，传输给所述BMS电池管理***，
S2、BMS电池管理***将接受到的动力电池的电压、电流和温度与设定的临界值或目标值的大小进行比较判断，选择合适的充电模式反馈给充电机模块，
S3、充电机模块启动上述充电模式给动力电池充电，
S4、动力电池端信息采集模块采集到动力电池的电压达到饱和电压时，BMS电池管理***控制充电机模块停止充电。
进一步地，所述步骤S2中充电模式的选择方法如下：
S1、设定恒流充电模式下的最大电压1，正向脉冲充电模式下的最大电压2，负向脉冲充电模式下的最大电压3和恒压充电模式下的最大电压4，
所述最大电压1<最大电压2<最大电压3<最大电压4，
S2、当动力电池端信息采集模块采集到动力电池的实时电压5：
实时电压5<所述最大电压1时，选择恒流充电模式；
最大电压1<实时电压5<最大电压2，选择正向脉冲充电模式；
最大电压2<实时电压5<最大电压3，选择负向脉冲充电模式；
最大电压3<实时电压5<最大电压4，选择恒压充电模式。
进一步地，所述动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的电压、电流和温度高于设定的临界值或目标值时，切断充电模式，并发出警告信号。
本发明的有益效果:本发明中采用恒流充电-正负脉冲充电-恒压充电方式，在动力电池电量较低时，其对大电流的接受能力较强，使用较大的充电电流进行恒流充电，提高充电速度；随着电量的增加，充电电流逐步减小，当电压达到设定值以后，改为正负脉冲充电，用短暂的反向脉冲达到消除正向充电过程中产生的极化现象，并降低回路电阻，进而提高了充电效率，同时对降低充电温度有正向作用；电池即将充满时，转换到恒压充电方式，避免对电池造成伤害。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
实施例
本实施例公开了一种车载充电机的控制***，包括BMS电池管理***、动力电池端信息采集模块、动力电池和充电机模块，
BMS电池管理***分别与动力电池端信息采集模块和充电机模块通过信号连接，动力电池端信息采集模块与所述动力电池相连接，充电机模块与动力电池相连接，动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的信息，传输给所述BMS电池管理***，动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的信息包括电压、电流和温度。
BMS电池管理***接受采集到的动力电池的信息，判断动力电池需要的充电模式，将充电模式反馈给所述充电机模块，充电模式包括恒流充电模式、恒压充电模式和正向脉冲充电模式和负向脉冲充电模式。充电机模块启动上述充电模式给动力电池充电。
本发明的车载充电机的充电控制方法如下：
在车辆管理***的处理器中预先设定恒流充电模式下的最大电压1，正向脉冲充电模式下的最大电压2，负向脉冲充电模式下的最大电压3和恒压充电模式下的最大电压4，其中最大电压1<最大电压2<最大电压3<最大电压4；
当动力电池端信息采集模块采集到动力电池的实时电压5：
实时电压5<所述最大电压1时，选择恒流充电模式；
最大电压1<实时电压5<最大电压2，选择正向脉冲充电模式；
最大电压2<实时电压5<最大电压3，选择负向脉冲充电模式；
最大电压3<实时电压5<最大电压4，选择恒压充电模式。
充电控制过程如下：
S1、通过动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的电压、电流和温度，传输给所述BMS电池管理***，
S2、BMS电池管理***将接受到的动力电池的电压、电流和温度与设定的临界值或目标值的大小进行比较判断，选择合适的充电模式反馈给充电机模块，
S3、充电机模块启动上述充电模式给动力电池充电，
S4、动力电池端信息采集模块采集到动力电池的电压达到饱和电压时，BMS电池管理***控制充电机模块停止充电。
在充电机模块工作时，动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的电压、电流和温度高于设定的临界值或目标值时，切断充电模式，并发出警告信号。
本发明中采用恒流充电-正负脉冲充电-恒压充电方式，在动力电池电量较低时，其对大电流的接受能力较强，使用较大的充电电流进行恒流充电，提高充电速度；随着电量的增加，充电电流逐步减小，当电压达到设定值以后，改为正负脉冲充电，用短暂的反向脉冲达到消除正向充电过程中产生的极化现象，并降低回路电阻，进而提高了充电效率，同时对降低充电温度有正向作用；电池即将充满时，转换到恒压充电方式，避免对电池造成伤害。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种车载充电机的控制***，其特征在于，包括BMS电池管理***、动力电池端信息采集模块、动力电池和充电机模块，
所述BMS电池管理***分别与所述动力电池端信息采集模块和充电机模块通过信号连接，
所述动力电池端信息采集模块与所述动力电池相连接，
所述充电机模块与所述动力电池相连接，
所述动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的信息，传输给所述BMS电池管理***，
所述BMS电池管理***接受采集到的动力电池的信息，判断动力电池需要的充电模式，将充电模式反馈给所述充电机模块，
所述充电机模块启动上述充电模式给动力电池充电。
2.根据权利要求1所述的一种车载充电机的控制***，其特征在于，所述动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的信息包括电压、电流和温度。
3.根据权利要求1所述的一种车载充电机的控制***，其特征在于，所述充电模式包括恒流充电模式、恒压充电模式和正向脉冲充电模式和负向脉冲充电模式。
4.一种车载充电机的充电控制方法，利用权利要求1-3任意一项所述的车载充电机的控制***进行充电控制，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1、通过动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的电压、电流和温度，传输给所述BMS电池管理***，
S2、BMS电池管理***将接受到的动力电池的电压、电流和温度与设定的临界值或目标值的大小进行比较判断，选择合适的充电模式反馈给充电机模块，
S3、充电机模块启动上述充电模式给动力电池充电，
S4、动力电池端信息采集模块采集到动力电池的电压达到饱和电压时，BMS电池管理***控制充电机模块停止充电。
5.据权利要求4所述的一种车载充电机的充电控制方法，其特征在于，所述步骤S2中充电模式的选择方法如下：
S1、设定恒流充电模式下的最大电压1，正向脉冲充电模式下的最大电压2，负向脉冲充电模式下的最大电压3和恒压充电模式下的最大电压4，
所述最大电压1<最大电压2<最大电压3<最大电压4，
S2、当动力电池端信息采集模块采集到动力电池的实时电压5：
实时电压5<所述最大电压1时，选择恒流充电模式；
最大电压1<实时电压5<最大电压2，选择正向脉冲充电模式；
最大电压2<实时电压5<最大电压3，选择负向脉冲充电模式；
最大电压3<实时电压5<最大电压4，选择恒压充电模式。
6.据权利要求4所述的一种车载充电机的充电控制方法，其特征在于，所述动力电池端信息采集模块实时采集动力电池的电压、电流和温度高于设定的临界值或目标值时，切断充电模式，并发出警告信号。
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