CN111645555A - 电动汽车的充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的充电方法，电池组有多种充电模式，针对用户输入的充电指令中携带的电池组的充电模式，以该充电模式对应的充电功率为电池组充电，电池组的充电电量可以提前进行计算，在充电设备为电池组充电的要求达到充电电量后，便控制充电设备停止为电池组充电，避免了电池组满充的情况发生，延长了电池组的使用寿命。此外，在充电功率异常时，停止为电池组充电，进一步延长了电池组的寿命。

Description

电动汽车的充电方法
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种电动汽车的充电方法。
背景技术
电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，电池为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电池的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置，电池在耗尽能量后，需要及时地为电池充电，当前为电池组常规的充电方法仅考虑了充电装置的放电功率和整个电池组允许的充电功率，模式单一，经常导致电池组满充和满放的情况发生，缩短了电池组的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于解决因充电模式单一而导致电池组满充和满放的情况发生，缩短了电池组的使用寿命。因此，本发明提供一种电动汽车的充电方法，延长了电池组的使用寿命。
为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种电动汽车的充电方法，所述充电方法包括：
获取用户输入的充电指令，所述充电指令中携带电池组的充电模式；
计算所述电池组所需的充电电量；
以与所述充电模式对应的充电功率控制充电设备为所述电池组充电直至为所述电池组进行充电的已充电量满足所述充电电量；
其中，所述电池组具有多种充电模式。
采用上述技术方案，电池组有多种充电模式，针对用户输入的充电指令中携带的电池组的充电模式，以该充电模式对应的充电功率为电池组充电，电池组的充电电量可以提前进行计算，在充电设备为电池组充电的要求达到充电电量后，便控制充电设备停止为电池组充电，避免了电池组满充的情况发生，延长了电池组的使用寿命。
根据本发明的一些实施方式，所述充电方法还包括：监控所述电池组的充电状态，在所述电池组的充电功率异常时，控制充电设备与所述电池组断开以停止为所述电池组充电。
采用上述技术方案，在充电功率异常时，停止为电池组充电，进一步延长了电池组的寿命。
根据本发明的一些实施方式，所述充电指令通过CAN总线获得。
根据本发明的一些实施方式，所述计算所述电池组所需的充电电量包括：
基于所述电池组的开路电压曲线计算所述电池组当前的SOC值；
获取上一周期保存的百公里电耗和距当前时刻前十公里的平均能耗；
计算所述百公里电耗与第一系数的乘积和所述平均能耗与第二系数的乘积之和，得到更新后的百公里电耗；
计算所述电池组的总容量与所述当前的SOC值和所述更新后的百公里电耗的乘积的比值，得到剩余续航里程；
基于用户选择的充电模式判断与用户选择的充电模式对应的里程需求是否大于所述剩余续航里程；
若大于，则计算所述电池组的充电截止SOC，并基于所述充电截止SOC计算所述充电电量；
若不大于，则控制所述充电设备与所述电池组断开。
根据本发明的一些实施方式，所述计算所述电池组的充电截止SOC和基于所述充电截止SOC计算所述充电电量包括：
计算所述里程需求与所述更新后的百公里电耗的比值，得到需求电量；
求解所述需求电量和所述电池组的总容量的比值，得到所述充电截止SOC；
对所述充电截止SOC和所述电池组的当前的SOC值求差，得到SOC差值；
计算所述SOC差值与所述电池组的总容量的乘积，得到所述充电电量。
根据本发明的一些实施方式，所述充电模式包括充电电量模式和充电功率模式；
所述充电电量模式包括默认模式、上下班模式、长途模式、短途模式以及自定义设定里程模式；
所述充电功率模式包括：默认充电模式、超级充电模式和经济充电模式。
根据本发明的一些实施方式，所述充电模式还包括充电模组选择控制模式，所述充电模组选择控制模式针对所述电池组中的电池模组的健康状态选择健康状态未达到要求的异常电池模组不进行充电。
根据本发明的一些实施方式，所述异常电池模组的选择过程包括：
选取所述电池组中的单体电芯电压下降率超出第一阈值的电池模组作为所述异常电池模组；
或者选取所述电池组中的单体电芯温度变化率超出第二阈值的电池模组作为所述异常电池模组。
根据本发明的一些实施方式，对所述异常电池模组不进行充电包括：控制与所述异常电池模组连接的继电器断开，以停止对所述异常电池模组进行充电。
根据本发明的一些实施方式，针对所述超级充电模式，对于所述电池组的温度高于高效充电温度范围的情况，控制电池冷却***开启，以使所述电池组的温度降至所述高效充电温度；
对于所述电池组的温度低于高效充电温度范围的情况，控制电池加热***开启，以使所述电池组的温度升至所述高效充电温度。
根据本发明的一些实施方式，针对所述经济充电模式，
在所述电动汽车处于用电低谷期时，对于电池组的温度高于环境温度的情况，控制电池冷却***开启并控制所述电池组暂停充电；
在所述电池组降温至目标值后，再控制所述电池组继续充电。
本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。
附图说明
图1(a)为本发明实施例公开的一种电动汽车的充电方法的流程示意图；
图1(b)为本发明实施例公开的一种充电模式的种类图；
图1(c)为本发明实施例公开的一种电池组的结构示意图
图2为本发明实施例公开的另一种电动汽车的充电方法的流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。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。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
请参见图1(a)、图1(b)、图1(c)，图1(a)为本发明实施例公开的一种电动汽车的充电方法的流程示意图，图1(b)为本发明实施例公开的一种充电模式的种类图，图1(c)为本发明实施例公开的一种电池组的结构示意图，图1(a)所示的充电方法包括：
步骤S101：获取用户输入的充电指令，充电指令中携带电池组的充电模式，其中，充电模式至少为一种。
具体的，在本发明的一些实施例中，用户可以在电动汽车的多媒体屏显示的充电模式选择界面上点击其想选的充电模式，从而触发充电指令，充电指令可以通过CAN总线发送到电动汽车的整车控制器。由电动汽车的整车控制器基于充电指令触发对应的充电模式为电池组充电。
根据本发明的一些实施例，如图1(b)所示的，充电模式包括但不限于充电电量模式、充电功率模式和充电模组选择控制模式。
多媒体的显示屏上显示的充电电量模式包括但不限于默认模式、上下班模式、长途模式、短途模式以及自定义设定里程模式等虚拟按钮。其中，默认模式，是以把电池电量充满为截止。上下班模式，根据用户上下班固定里程(可以由用户输入)需要消耗的电量，给电池充电。长途模式与短途模式，以电池SOC为参考，如长途模式，充电截止SOC需达到95％。短途模式，充电截止SOC可为50％。此外，长途模式与短途模式的充电截止SOC也可以为其他值，本发明实施例在此并不作限定。
多媒体的显示屏上显示的充电功率模式包括但不限于默认充电模式、超级充电模式和经济充电模式。默认充电模式，是以电池管理***请求的充电电流为参考，把实际充电电流限制在电池管理***请求的充电电流范围内。
多媒体的显示屏上显示的充电模组选择控制模式是针对电池组中的电池模组的健康状态选择健康状态未达到要求的异常的电池模组不进行充电。
针对充电模组选择控制模式，异常的电池模组的选取方式为：对电池组中的单体电芯电压下降率超出第一阈值的电池模组进行编号或者对电池组中温度变化率超出第二阈值的电池模组进行编号，如图1(c)所示的，电池组中的各个电池模组都分别进行了编号(模组1至模组8)，每一个电池模组都对应连接有继电器，各个电池模组都由电池管理***和配电盒进行管理。该编号所列的电池模组为健康度较低的电池模组，将健康度较低的电池模组的编号实时传输到整车控制器。当用户在多媒体屏上触发充电模组选择模式后，整车控制器发送充电模组选择指令至电源管理***，电源管理***接收到充电模组选择指令后，根据以上健康度较低的电池模组的编号断开对应的继电器，达到不对健康度较低的电池模组进行充电的目的。可以理解的是，在电池组放电时，健康度较低的电池模组对应的继电器也不吸合，即健康度较低的电池模组也不参与放电。在用户再次***充电枪充电时，健康度较低的电池模组对应的继电器吸合，健康度较低的电池模组的才开始充电。如此，减少了健康度较低的电池模组充放电一次，间接的延长了电池组的寿命。
值得注意的是，电池组中还可以包括比8个电池模组少或者更多的电池模组，本发明实施例并不局限于以上提到的电池模组1至电池模组8。
针对超级充电模式，对于电池组的温度高于高效充电温度范围的情况，控制电池冷却***开启，以使电池组的温度降至高效充电温度。根据本申请中的一些实施例，高效充电温度范围可以为20℃～35℃，当然，高效充电温度范围还可以为其他值，本发明实施例在此并不作限定。
对于电池组的温度低于高效充电温度范围的情况，控制电池加热***开启，以使电池组的温度升至高效充电温度。如此，电池进入高校充电温度之后，可以提高电池组的持续充电功率，从而缩短电池组的充电时间。
针对经济充电模式，在电动汽车处于用电低谷期时，对于电池组的温度高于环境温度的情况，控制电池冷却***开启并控制电池组暂停充电。根据本申请中的一些实施例，用电低谷期指时间在22:00～8:00的时间段。当然，用电低谷期还可以为其他值，本发明实施例在此并不作限定。
在电池组降温至目标值(目标值可以取为电池组的温度与环境温度相差2度时的温度)后，再控制电池组继续充电。当然，目标值根据实际情况也可以选用其他值，本发明实施例在此并不作限定。如此，将电池组的温度和环境温度进行比较，节约率因电池降温需求而产生的电损耗，达到节约电能和充电费用的目的。
值得注意的是，电池加热***和电池冷却***并不是本发明实施例的改进之处，具体可以参见现有技术，
步骤S102：计算电池组所需的充电电量。
根据本申请的一些实施例，步骤S102的实现方式包括但不限于以下方式：
基于电池组的开路电压曲线计算电池组当前的剩余电量(State of Charge，SOC)值。其中，锂电池的开路电压与电池的电量有明确单调的对应关系，先离线测量得到不同温度不同SOC下的开路电压值，形成表格，电池***装车以后，就可以调用表格数据。
获取上一周期保存的百公里电耗和距当前时刻前十公里的平均能耗。
其中，当前时刻前十公里的平均能耗的计算方法为：上一周期保存的百公里电耗与百公里电耗系数(第一系数，可以为0.9)相乘得到第一乘积。将上一周期保存的前十公里的的平均能耗与十公里电耗系数(第二系数，可以为0.1)相乘得到第二乘积。将第一乘积和第二乘积叠加得到更新后的百公里电耗。此外，对于第一系数和第二系数还可以取其他任意值，本发明实施例在此并不作限定。
计算电池组的总容量与当前的SOC值和更新后的百公里电耗的乘积的比值，得到剩余续航里程。
基于用户选择的充电模式判断与用户选择的充电模式对应的里程需求是否大于剩余续航里程。
若大于，则计算电池组的充电截止SOC，并基于充电截止SOC计算充电电量。
若不大于，则控制充电设备与电池组断开。
根据本申请的一些实施例，计算电池组的充电截止SOC和基于充电截止SOC计算充电电量的实现方式可以为以下方式：
计算里程需求与更新后的百公里电耗的比值，得到需求电量。其中，里程需求可以由用户通过多媒体屏自定义输入，如输入50公里、60公里等。
求解需求电量和电池组的总容量的比值，得到充电截止SOC。其中电池组的总容量可以根据电池组的具体型号和参数获得，其为一已知值。
对充电截止SOC和电池组的当前的SOC值求差，得到SOC差值。当前SOC值由电池管理***计算得到，SOC值的计算可以参见现有技术。
计算SOC差值与电池组的总容量的乘积，得到充电电量。
根据本申请的一些实施例，电池组的充电功率的估算根据用户的模式选择，进行变化。其中超级充电模式只针对于快充，经济充电模式只针对于慢充。用户选择超级充电模式进行快充时，BMS的请求充电功率在原基础上增加3kW(也可以为其他值)。用户选模式只针对于慢充时，多媒体屏把当前的时间传输给电源管理***。当时间在8:00～22:00，电源管理***不请求充电电流。当时间在22:00～8:00,电源管理***请求充电设备为电池组充电，具体以控制充电设备输出与用户选择的充电模式对应的充电功率和充电电流。
步骤S103：以与充电模式对应的充电功率控制充电设备为电池组充电直至为电池组进行充电的已充电量满足电池组所需的充电电量并控制充电设备停止为电池组充电。
值的注意的是，充电设备包括但不限于充电桩、充电枪等，根据实际需求，充电设备还可以为其他类型，本发明实施例在此并不作限定。
如图2所示的，为了进一步延长电池组的使用寿命，图2所示的电动汽车的充电方法包括：
S101:获取用户输入的充电指令，充电指令中携带电池组的充电模式；
S102:计算电池组所需的充电电量；
S103:以与充电模式对应的充电功率控制充电设备为电池组充电直至为电池组进行充电的已充电量满足电池组所需的充电电量并控制充电设备停止为电池组充电；
S104：监控电池组的充电状态，在电池组的充电功率异常时，控制充电设备与电池组断开以停止为电池组充电。其中，充电功率值由电池管理***计算，综合判断电池温度、电压、电流的信息计算充电功率。充电功率在超出电池组的最大充电功率时为异常。
可以理解的是，图2中的S101至S103的步骤与图1中相同的内容可以互相参照。步骤S104中，可以由电池管理***实时监控电池组的充电状态(充电状态包括但不限于正常充电状态、充电功率异常的充电状态和电池组处于停止充电状态)，从而在充电功率异常时，控制充电设备与电池组断开连接，也可以由电池管理***控制电池组中与每个电池模组连接的继电器断开。从而停止为电池组充电。
本发明实施例公开的一种电动汽车的充电方法，电池组有多种充电模式，针对用户输入的充电指令中携带的电池组的充电模式，以该充电模式对应的充电功率为电池组充电，电池组的充电电量可以提前进行计算，在充电设备为电池组充电的要求达到充电电量后，便控制充电设备停止为电池组充电，避免了电池组满充的情况发生，延长了电池组的使用寿命。此外，在充电功率异常时，停止为电池组充电，进一步延长了电池组的寿命。
此外，根据用户的用车里程需求从充电电量模式中配置此次充电的电量，可有效减少电池满充次数，延长电池使用寿命。
根据用户的用车急缓程度从充电功率模式中配置此次充电的功率，可在用户急用车的情况下缩减充电时间，在用户不急于用车的情况下减少充电费用
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种电动汽车的充电方法，其特征在于，所述充电方法包括：
获取用户输入的充电指令，所述充电指令中携带电池组的充电模式；
计算所述电池组所需的充电电量；
以与所述充电模式对应的充电功率控制充电设备为所述电池组充电直至为所述电池组进行充电的已充电量满足所述电池组所需的所述充电电量并控制所述充电设备停止为所述电池组充电；
其中，所述电池组具有多种充电模式。
2.如权利要求1所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，所述充电方法还包括：监控所述电池组的充电状态，在所述电池组的充电功率异常时，控制充电设备与所述电池组断开以停止为所述电池组充电。
3.如权利要求1所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，所述充电指令通过CAN总线获得。
4.如权利要求1-3任意一项所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，所述计算所述电池组所需的充电电量包括：
基于所述电池组的开路电压曲线计算所述电池组当前的SOC值；
获取上一周期保存的百公里电耗和距当前时刻前十公里的平均能耗；
计算所述百公里电耗与第一系数的乘积和所述平均能耗与第二系数的乘积之和，得到更新后的百公里电耗；
计算所述电池组的总容量与所述当前的SOC值和所述更新后的百公里电耗的乘积的比值，得到剩余续航里程；
基于用户选择的充电模式判断与用户选择的充电模式对应的里程需求是否大于所述剩余续航里程；
若大于，则计算所述电池组的充电截止SOC，并基于所述充电截止SOC计算所述充电电量；
若不大于，则控制所述充电设备与所述电池组断开。
5.如权利要求4所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，所述计算所述电池组的充电截止SOC和基于所述充电截止SOC计算所述充电电量包括：
计算所述里程需求与所述更新后的百公里电耗的比值，得到需求电量；
求解所述需求电量和所述电池组的总容量的比值，得到所述充电截止SOC；
对所述充电截止SOC和所述电池组的当前的SOC值求差，得到SOC差值；
计算所述SOC差值与所述电池组的总容量的乘积，得到所述充电电量。
6.如权利要求1-3任意一项所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，所述充电模式包括充电电量模式和充电功率模式；
所述充电电量模式包括默认模式、上下班模式、长途模式、短途模式以及自定义设定里程模式；
所述充电功率模式包括：默认充电模式、超级充电模式模式和经济充电模式。
7.如权利要求6所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，所述充电模式还包括充电模组选择控制模式，所述充电模组选择控制模式针对所述电池组中的电池模组的健康状态选择健康状态未达到要求的异常电池模组不进行充电。
8.如权利要求7所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，所述异常电池模组的选择过程包括：
选取所述电池组中的单体电芯电压下降率超出第一阈值的电池模组作为所述异常电池模组；
或者选取所述电池组中的单体电芯的温度变化率超出第二阈值的电池模组作为所述异常电池模组。
9.如权利要求6所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，对所述异常电池模组不进行充电包括：控制与所述异常电池模组连接的继电器断开，以停止对所述异常电池模组进行充电。
10.如权利要求6所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，针对所述超级充电模式，对于所述电池组的温度高于高效充电温度范围的情况，控制电池冷却***开启，以使所述电池组的温度降至所述高效充电温度；
对于所述电池组的温度低于高效充电温度范围的情况，控制电池加热***开启，以使所述电池组的温度升至所述高效充电温度。
11.如权利要求6所述的电动汽车的充电方法，其特征在于，针对所述经济充电模式，
在所述电动汽车处于用电低谷期时，对于电池组的温度高于环境温度的情况，控制电池冷却***开启并控制所述电池组暂停充电；
在所述电池组降温至目标值后，再控制所述电池组继续充电。
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