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