CN112805898A - 用于控制电动车辆的牵引电池的电荷水平的方法和装置 - Google Patents

用于控制电动车辆的牵引电池的电荷水平的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112805898A
CN112805898A CN201980065959.4A CN201980065959A CN112805898A CN 112805898 A CN112805898 A CN 112805898A CN 201980065959 A CN201980065959 A CN 201980065959A CN 112805898 A CN112805898 A CN 112805898A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
discharge
charging
discharging
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980065959.4A
Other languages
English (en)
Inventor
A·戈希尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of CN112805898A publication Critical patent/CN112805898A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0069—Charging or discharging for charge maintenance, battery initiation or rejuvenation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于控制电动车辆(1)的牵引电池(2)的电荷水平的方法，该电动车辆在该车辆的停机阶段期间经由充电器(3)连接至配电网络(31)，其特征在于，该方法包括：第一步骤，在强度方面相对于该电池的标称容量被校准的放电电流下、在与该电池相关联的放电电路(5)中执行的使该电池强制放电，以使该电池缓慢且完全地放电至其最小电压；在由该充电器或该电池规定的设定点充电电流下对该电池正常充电、以使该电池充电至该电池的有用电荷水平的步骤。

Description

用于控制电动车辆的牵引电池的电荷水平的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于调节电动车辆的牵引电池的电荷水平的方法和装置。本发明具体地而非排他地应用于管理可充电混合动力车辆和电动车辆的锂离子(Li离子)电池的电荷水平的领域。
背景技术
迄今为止，电动车辆的使用增长的主要限制因素之一是电池的充电时间，特别是与内燃车辆填充燃料所需的时间相比。因此，已经开发出适用于汽车行业的新的“快速”或“超快速”充电Li离子电池技术，从而允许大大减少充电时间。然而，已经观察到，允许这种快速或超快速充电的电池、即能够接受大充电电流的电池，更容易经历其特性随时间的劣化。换句话说，电池接受快速或超快速充电的能力导致物理化学来源的电池老化机构的发生概率增加。这些机构在低于特定充电时间阈值的大电流下被促进，导致电池容量减少，从而使得可能严重影响车辆里程。因此，快速或超快速充电会对Li离子电池的老化产生负面影响，并且因此对车辆性能产生负面影响。
然而，为了解决电池快速充电的挑战，同时限制电池更快老化的趋势，一种已知的解决方案包括根据电池的电荷状态和温度来调节充电电流的水平。然而，除了减少充电时间的一定需求外，已经观察到与缓慢充电相比，这种策略不能防止电池容量的劣化增加。
另外，已经论证的是，某些中间电荷水平或过高的温度可能是负面影响电池使用寿命的条件。申请人提交的专利文献FR 2992779披露了一种用于调节经由双向充电器连接至配电网络的电动车辆的牵引电池的电荷水平从而允许使电池使用寿命最大化的方法。在此文献中描述的方法基于在不使用电池时以过高的电荷水平限制电池所花费的时间的原理。因此，在不使用车辆的阶段中，当车辆的电池正在充电时，将尽可能多的能量放回到配电网络中，这将最大化电池的使用寿命，然后在再次实际使用车辆之前不久，将这些能量回收。因此，此方法首先包括通过双向充电器使电池放电到网络中、达到最佳电荷水平、从而允许根据估计的不使用电池的时间将电池的容量损失最小化的步骤；然后包括使电池充电到事先已知的行程所需的电荷水平的步骤。
然而，尽管此方法使对电池的日历老化的抵抗力增加(即，限制了电池静止时的容量损失)，但是该方法不能解决如上所述的车辆里程损失的问题，这是由于由相继快速充电操作、特别是持续时间低于电池化学过程的临界阈值的充电操作导致的电池容量劣化。
另外，在上述文献中，为了最大化电池的使用寿命，在不使用的阶段修改电池的电荷状态水平的步骤的实施需要使用双向充电器，以便能够将能量发送回配电网络中。这是相对复杂且昂贵的装置，对这种解决方案的部署构成了限制。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种易于实施的方法和装置，该方法和装置使得能够至少部分地克服由于实施快速充电的Li离子电池、特别是用作电动车辆的牵引电池的循环而导致容量损失的问题。
为此，本发明涉及一种用于调节电动车辆的牵引电池的电荷水平的方法，该电动车辆在该车辆的停机阶段期间经由充电器连接至配电网络，其特征在于，该方法包括：
第一步骤，在强度方面相对于该电池的标称容量被校准的放电电流下、在与该电池相关联的放电电路中执行的使该电池强制放电，以使该电池缓慢且完全地放电至其最小电压；
在由该充电器或该电池规定的设定点充电电流下对该电池正常充电、以使该电池充电至该电池的有用电荷水平的步骤。
根据一个实施例，所述对该电池正常充电的步骤之前是对该电池充电和放电的至少一个中间顺序，该中间顺序依次包括：
在小于该设定点充电电流的限制充电电流下对该电池进行限制充电、以使该电池缓慢地充电至其最大电压的步骤；以及
第二步骤，在所述校准放电电流下、在与该电池相关联的放电电路中执行的使该电池强制放电，以再次使该电池缓慢且完全地放电至其最小电压。
有利地，所述使该电池强制放电的第一步骤和第二步骤在放电电阻器中执行，所述放电电阻器在所述强制放电的第一步骤和第二步骤过程中连接至该电池的端子，并且在所述正常充电和约束充电的步骤过程中与该电池的端子断开连接，所述放电电阻器设定所述校准放电电流。
有利地，所述校准放电电流至多等于该电池的标称容量的值的十分之一。
有利地，所述限制充电电流至多等于该电池的标称容量的值的十分之一。
优选地，所述设定点充电电流适用于对该电池进行快速充电。
本发明还涉及一种用于调节电动车辆的牵引电池的电荷水平的装置，该电动车辆在该车辆的停机阶段期间经由充电器连接至配电网络，其特征在于，该装置包括：放电电路，该放电电路用于使该电池放电、能够电连接至所述电池；以及控制模块，该控制模块被设计成将所述放电电路选择性地连接至所述电池，以便使所述电池放电，并且被设计成实施上述方法。
有利地，该放电电路包括放电电阻器，该放电电阻器的每个端子经由开关连接至该电池的相应端子，该开关包括在两个位置之间由所述控制模块驱动的可动触点，用于将该电阻器的端子与该电池的端子连接和断开连接。
有利地，该放电电阻器被集成到所述电池的壳体中。
本发明还涉及一种包括如以上所描述的装置的电动车辆。
附图说明
在参照附图阅读通过非限制性指示给出的本发明的一个具体实施例的下文所提供的说明时，本发明的其他特征和优点将会变得明显，在附图中：
-图1展示了示例性电动车辆的电路图，该电动车辆配备有根据本发明的用于调节电池的电荷水平的装置；
-图2是展示了本发明的方法的两个实施例的框图。
具体实施方式
图1示出了在设置有电动马达(未示出)的电动车辆1中的本发明的示例性实施方式的电路图。根据此示例的车辆的电动马达由锂离子类型的牵引电池2供电，该牵引电池以本身已知的方式包括电池壳体21，在该电池壳体中，多个电化学蓄电池22或电池单元串联布置，包括被设计成提供标称电压的可再充电的电化学***。
此示例的车辆还包括电池充电器3。电池充电器3被设计成连接至配电网络31以便给车辆电池充电。电池充电器3由控制模块4驱动，该控制模块包括计算机，该计算机被设计成当车辆静止并且连接至网络31进行充电时，控制经由充电器3的电网络31对电池2的充电。
在这种背景下，其中车辆静止并且连接至配电网络31进行充电，本发明提出了一种协议的实施，该协议使得能够恢复特别是在电池先前经历的快速充电阶段结束时损失的电池容量的一部分。
具体地，已经观察到，由于相继的快速充电操作导致的Li离子电池容量的这种损失可能归因于寄生电化学反应(大的充电电流加剧了这种寄生电化学反应)，特别是导致在负电极表面上的锂金属沉积物(“Li电镀”)与该负电极浸入在其中的电解质发生反应。本发明的原理是提供一种与特定协议相关联的简单装置，以便恢复与这种现象相关联的电池容量的暂时损失的可逆部分，从而尽管实施了快速充电也增加了电动车辆的使用寿命。
为此，本发明的装置包括与电池2相关联的放电电路5。此放电电路包括单个放电电阻器51，因此可以容易地将该放电电阻器集成到其中布置有电池单元22的电池壳体21中。更精确地，放电电阻器51的一个端子51a经由第一开关54(比如继电器)的可动触点52连接至电池2的正极端子，并且放电电阻器51的另一端子51b经由第二开关54(比如继电器)的可动触点52连接至电池的负极端子。第一开关和第二开关54的可动触点52可以采取两个位置，分别是第一“打开”位置和第二“闭合”位置，在该第一“打开”位置，放电电阻器51的端子51a和51b未连接至电池的正极端子和负极端子(如图1所展示的)，在该第二“闭合”位置，放电电阻器51的端子51a和51b连接至电池的正极端子和负极端子。
与电池相关联的放电***的第一开关和第二开关54的位置由控制模块4控制，该控制模块被设计成根据不同的充电策略从第一位置和第二位置中确定该第一开关和第二开关的可动触点52的位置，这些策略是当车辆静止并且连接至网络进行充电时本发明能够为驾驶员提供的，如将在下面更详细描述的。
本发明的方法使得能够提供至少两种策略，在图2中以Mode_1和Mode_2表示，从而允许恢复电池容量的特别是在电池的快速充电阶段结束时损失的可逆部分。
对于这两种策略，首先在第一步骤E1中控制电池的强制放电。因此，在此第一步骤中，通过经由控制模块4驱动继电器54的两个可动触点52以使这两个可动触点处于闭合位置，使得放电电阻器51连接在电池的端子之间。这样连接至电池的放电电阻器51允许设定放电步骤E1中的有效放电电流。根据本发明，放电电阻器的尺寸被确定为仅允许非常小的放电电流流动，从而能够将电池缓慢放电至其最小电压。为了给出优选的示例性实施例，放电电阻器51的尺寸被确定为将放电电流的强度调节至电池标称容量的至多十分之一。这被称为在0.1C下放电，其中C是10小时内的总放电量所给出的电池的标称能量容量(以Ah表示)。这意味着，在此放电步骤E1中，电池将在10小时的时间段内以是电池容量十分之一的强度传送电流。换句话说，根据此示例性实施例，电池将在10小时的时间段内缓慢放电至其最小电压。
因此，通过使在充电过程中发生的“Li电镀”现象部分可逆，使电池缓慢且完全地放电的第一步骤E1使得能够恢复电池容量的一部分，Li电镀现象是电池劣化的重要来源，在使用快速充电过程中，大电流会促进这种现象。
最小电压或停止电压允许确定电池的总放电阈值，并且允许保护电池。因此，一旦控制模块4借助于布置在形成电池的电池单元的端子处的电压传感器检测到最小电压，该控制模块通过驱动继电器54的两个可动触点52而使放电电阻器51与电池断开连接以便处于打开位置，这允许避免电池过度放电，并且避免对电池使用寿命造成负面影响。
在使电池缓慢且完全地放电的第一步骤E1结束时，本发明的方法可以按照两个不同的顺序继续，这两个不同的顺序对应于图2中由Mode_1和Mode_2表示的两种策略，这两种策略分别对应于第一“快速”模式和第二“慢速”模式。
在快速模式下，在第一步骤E1之后，控制步骤E2，该步骤为经由连接至配电网络的充电器3对电池进行正常充电。因此，在此步骤过程中，如上所述，放电电阻器51与电池断开连接。此正常充电步骤在设定点充电电流下执行，该设定点充电电流由充电器或电池规定。换句话说，正常充电是在受充电器容量或电池容量限制的功率水平下充电。
正常充电步骤E2也可以使用快速充电方案(如果可用，换句话说，如果可通过网络和充电器获得高充电功率)来执行。在这种情况下，将设定点充电电流的值设定为使得允许对电池快速充电，从而能够对电池充电以便尽可能快地获得可接受的电荷水平。例如，此充电电流可以被设定为电池容量的至少40％。
电池被充电到所需的电荷水平，例如对应于进行已知行程所需的最小电荷水平。
通过应用根据快速模式的策略，可以在第一缓慢放电步骤E1之后立即将电池充电到所需的电荷水平，包括使用快速充电方案，而这不会损害电池使用寿命。具体地，在给车辆充电的下一阶段中，根据本发明的使电池缓慢放电的预备步骤E1的应用将使得能够恢复损失的电池容量的一部分，如上所述。
作为变体，在使电池缓慢且完全地放电的第一步骤E1结束时，本发明的方法可以根据称为慢速模式的第二模式继续进行。
在此慢速模式下，如上所述的对电池正常充电的步骤E2之前是对电池充电和放电的中间顺序。
因此，在此中间顺序期间，首先控制步骤E12，该步骤为经由连接至配电网络的充电器3对电池进行限制充电。因此，在此步骤E12过程中，如正常充电步骤E2一样，根据上面阐述的原理，放电电阻器51也与电池断开连接。但是，此限制充电步骤E12在比与由充电器或电池规定的最大充电电流相对应的设定点充电电流低的限制充电电流下执行，以使电池缓慢地充电至其最大电压。根据一个优选的示例性实施例，控制模块4将充电电流的强度调节至最多等于电池的标称容量的十分之一的水平。这意味着充电限制在0.1C。这意味着，在此限制充电步骤E12中，电池将在10小时的时间段内以是电池容量十分之一的强度接收电流。换句话说，根据此示例性实施例，电池将在10小时的时间段内缓慢且完全地充电至其最大电压。当控制模块4检测到最大电压时，停止缓慢充电。
接下来，仍然在此中间顺序中，一旦电池完全地充电，则在与第一放电步骤E1相同的实施条件下，控制对电池强制放电的第二步骤E12。因此，放电电阻器51再次连接至电池，以使得电池在0.1C下缓慢且完全地放电，直到达到电池的最小电压。
在步骤E12中实施的电池的此第二次缓慢且完全地放电结束时，将放电电阻器51与电池断开连接，并且如以上参考快速模式Mode_1所述的，实施对电池正常充电的步骤E2。因此，在此步骤E2过程中，在受充电器容量或电池容量限制的功率水平下、可能使用快速充电方案(如果可用)提供充电至所需的电荷水平。
慢速模式Mode_2借助于使电池缓慢且完全地放电的第一步骤E1在至少部分地逆转“Li电镀”现象方面产生与快速模式Mode_1相同的有益效果，在这两种模式下均实施该第一步骤。另外，步骤E1之后的由使电池缓慢且完全地充电的步骤E11、然后使电池缓慢且完全地放电的步骤E12构成的中间顺序将使电池的Li离子电池单元的内部电荷状态重新均匀化，这避免了对电池单元的某些活动区域施加过大的压力，并且因此避免了电池的电池单元过早退化，从而获得恢复在快速充电阶段期间可能损失的电池容量的大部分的好处。
相对于快速模式Mode_1，慢速模式Mode_2被称为慢速是因为根据示例性实施例，由于在步骤E1与E2之间在0.1C下缓慢充电和放电的步骤E11和E12的中间顺序的实施，慢速模式涉及车辆的额外固定20小时。因此，快速模式在经由可能限制充电和/或停车时间的公共场所中部署的充电点进行充电的情况下尤其有用。
有利地，在开始充电之前，一旦车辆已经停止并且连接至网络进行充电，如果驾驶员选择了本发明提供的根据上述两种模式中的一种或另一种恢复电池容量的选项，则可以提供的是向驾驶员通知其车辆再次可用之前需要的时间。实施两种模式中的一种或另一种所需的这个时间也将取决于车辆的电荷状态。
如果实施这两种模式所需的时间与驾驶员的约束条件不兼容，则驾驶员也可以选择不根据允许恢复电池容量的本发明的两种模式中的一种或另一种对电池进行充电。在这种情况下，实施标准充电。
还应当注意，在车辆的正常使用期间，不能如在步骤E1和E12中那样使电池缓慢且完全地放电。特别是在行驶时，制动阶段会引起间歇性充电，这会中断放电，并且会阻止连续缓慢且完全地放电的实施。然而，至少在步骤E1之前，需要对电池进行这种放电，以便允许在对车辆电池充电期间实施如上所述的用于恢复电池容量的不同策略。因此，由控制模块4控制的放电电路5与电池的关联使得按照本发明所要求的电池的这些缓慢且完全地放电成为可能。

Claims (10)

1.一种用于调节电动车辆(1)的牵引电池(2)的电荷水平的方法，该电动车辆在该车辆的停机阶段期间经由充电器(3)连接至配电网络(31)，其特征在于，该方法包括：
第一步骤(E1)，在强度方面相对于该电池的标称容量被校准的放电电流下、在与该电池相关联的放电电路(5)中执行的使该电池强制放电，以使该电池缓慢且完全地放电至其最小电压，
步骤(E2)，在由该充电器或该电池规定的设定点充电电流下对该电池正常充电，以使该电池充电至该电池的有用电荷水平。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对该电池正常充电的步骤(E2)之前是对该电池充电和放电的至少一个中间顺序，该中间顺序依次包括：
步骤(E11)，在小于该设定点充电电流的限制充电电流下对该电池进行限制充电，以使该电池缓慢地充电至其最大电压，以及
第二步骤(E12)，在所述校准放电电流下、在与该电池相关联的放电电路中执行的使该电池强制放电，以再次使该电池缓慢且完全地放电至其最小电压。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述使该电池强制放电的第一步骤和第二步骤(E1，E12)在放电电阻器(51)中执行，所述放电电阻器在所述强制放电的第一步骤和第二步骤(E1，E12)过程中连接至该电池的端子，并且在所述正常充电和约束充电的步骤(E2，E11)过程中与该电池的端子断开连接，所述放电电阻器设定所述校准放电电流。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述校准放电电流至多等于该电池的标称容量的值的十分之一。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述限制充电电流至多等于该电池的标称容量的值的十分之一。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述设定点充电电流适用于对该电池进行快速充电。
7.一种用于调节电动车辆(1)的牵引电池(2)的电荷水平的装置，该电动车辆在该车辆的停机阶段期间经由充电器(3)连接至配电网络(31)，其特征在于，该装置包括：放电电路(5)，该放电电路用于使该电池放电、能够电连接至所述电池；以及控制模块(4)，该控制模块被设计成将所述放电电路(5)选择性地连接至所述电池，以便使所述电池放电，并且被设计成实施根据前述权利要求中任一项所述的方法。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该放电电路(5)包括放电电阻器(51)，该放电电阻器的每个端子(51a，51b)经由开关(54)连接至该电池的相应端子，该开关包括在两个位置之间由所述控制模块(4)驱动的可动触点(52)，用于将该电阻器的端子与该电池的端子连接和断开连接。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该放电电阻器(51)被集成到所述电池的壳体(21)中。
10.一种包括如权利要求7至9中任一项所述的装置的电动车辆(1)。
CN201980065959.4A 2018-10-09 2019-10-04 用于控制电动车辆的牵引电池的电荷水平的方法和装置 Pending CN112805898A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1859336A FR3087057B1 (fr) 2018-10-09 2018-10-09 Procede et dispositif de regulation du niveau de charge d'une batterie de traction d'un vehicule electrique
FR1859336 2018-10-09
PCT/EP2019/076957 WO2020074397A1 (fr) 2018-10-09 2019-10-04 Procédé et dispositif de régulation du niveau de charge d'une batterie de traction d'un véhicule électrique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112805898A true CN112805898A (zh) 2021-05-14

Family

ID=65244196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980065959.4A Pending CN112805898A (zh) 2018-10-09 2019-10-04 用于控制电动车辆的牵引电池的电荷水平的方法和装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210384750A1 (zh)
EP (1) EP3864735A1 (zh)
JP (1) JP7183409B2 (zh)
KR (1) KR102575558B1 (zh)
CN (1) CN112805898A (zh)
FR (1) FR3087057B1 (zh)
WO (1) WO2020074397A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116176280A (zh) * 2023-04-14 2023-05-30 广东绿通新能源电动车科技股份有限公司 一种用于新能源观光电车的故障预警***

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10322688B2 (en) 2016-12-30 2019-06-18 Textron Innovations Inc. Controlling electrical access to a lithium battery on a utility vehicle
CA3197768A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-27 Peter Mankowski Electric vehicles with battery management and sensors
CN115513545A (zh) * 2022-09-26 2022-12-23 Oppo广东移动通信有限公司 电量控制方法、装置、计算机可读存储介质及设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1182503A (zh) * 1996-01-26 1998-05-20 雅马哈发动机株式会社 降低蓄电池的记忆效应的方法及其设备
JP2002135987A (ja) * 2000-10-19 2002-05-10 Toyota Motor Corp 二次電池パック
JP2012105492A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Fukoku Industry Kk 充放電装置及び該充放電装置を用いた鉛蓄電池の再生方法
CN104813532A (zh) * 2012-11-30 2015-07-29 索尼公司 电池控制装置、控制方法、控制***与电动车辆
CN105206880A (zh) * 2014-06-19 2015-12-30 福特全球技术公司 用于修复和增大锂离子电池容量的方法
US20160068075A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Gogoro Inc. Apparatus, system, and method for vending, charging, and two-way distribution of electrical energy storage devices
CN105932345A (zh) * 2016-06-14 2016-09-07 杭州莱力置能电源有限公司 铅蓄电池修复用的多档充放电仪及其修复充电方法
CN106985683A (zh) * 2016-01-20 2017-07-28 福特全球技术公司 用于减轻电气化车辆电池中的锂镀覆的充电策略

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2707163B2 (ja) * 1991-04-04 1998-01-28 シャープ株式会社 二次電池の充電装置
JPH05146087A (ja) * 1991-11-18 1993-06-11 Casio Comput Co Ltd 充電装置
JP2665108B2 (ja) * 1992-05-14 1997-10-22 株式会社ピーエフユー バッテリリフレッシュ回路
JP3934365B2 (ja) * 2001-06-20 2007-06-20 松下電器産業株式会社 バッテリの充放電制御方法
JP2005006461A (ja) 2003-06-13 2005-01-06 Panasonic Ev Energy Co Ltd 無人搬送車用二次電池の充放電制御方法
WO2013133813A1 (en) * 2012-03-07 2013-09-12 International Truck Intellectual Property Company, Llc Vehicle electrical system state controller
FR2992779B1 (fr) 2012-06-29 2014-06-13 Renault Sa Methode et dispositifs pour maximiser la duree de vie d'une batterie de traction d'un vehicule electrique, notamment une batterie li-ion
DE102013204520A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Batteriemodulen
US9935342B2 (en) * 2013-08-15 2018-04-03 Robert Bosch Gmbh Li/metal battery with shape change control
US9987944B2 (en) * 2015-11-09 2018-06-05 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle opportunistic charging systems and methods
MX2018005782A (es) 2015-11-09 2018-11-29 Johnson Ind Inc Dispositivo para uso de batería.
US10137792B2 (en) * 2016-01-20 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Vehicle control based on lithium plating detection in electrified vehicle battery
EP3291354A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-07 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Charging strategy for preventing lithium plating in a lithium ion battery

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1182503A (zh) * 1996-01-26 1998-05-20 雅马哈发动机株式会社 降低蓄电池的记忆效应的方法及其设备
US5942878A (en) * 1996-01-26 1999-08-24 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Method and device for reducing memory effect of battery
JP2002135987A (ja) * 2000-10-19 2002-05-10 Toyota Motor Corp 二次電池パック
JP2012105492A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Fukoku Industry Kk 充放電装置及び該充放電装置を用いた鉛蓄電池の再生方法
CN104813532A (zh) * 2012-11-30 2015-07-29 索尼公司 电池控制装置、控制方法、控制***与电动车辆
CN105206880A (zh) * 2014-06-19 2015-12-30 福特全球技术公司 用于修复和增大锂离子电池容量的方法
US20160068075A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Gogoro Inc. Apparatus, system, and method for vending, charging, and two-way distribution of electrical energy storage devices
CN106985683A (zh) * 2016-01-20 2017-07-28 福特全球技术公司 用于减轻电气化车辆电池中的锂镀覆的充电策略
CN105932345A (zh) * 2016-06-14 2016-09-07 杭州莱力置能电源有限公司 铅蓄电池修复用的多档充放电仪及其修复充电方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116176280A (zh) * 2023-04-14 2023-05-30 广东绿通新能源电动车科技股份有限公司 一种用于新能源观光电车的故障预警***
CN116176280B (zh) * 2023-04-14 2023-10-24 广东绿通新能源电动车科技股份有限公司 一种用于新能源观光电车的故障预警***

Also Published As

Publication number Publication date
FR3087057A1 (fr) 2020-04-10
KR20210061440A (ko) 2021-05-27
JP2022502994A (ja) 2022-01-11
EP3864735A1 (fr) 2021-08-18
WO2020074397A1 (fr) 2020-04-16
JP7183409B2 (ja) 2022-12-05
US20210384750A1 (en) 2021-12-09
KR102575558B1 (ko) 2023-09-08
FR3087057B1 (fr) 2022-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110011368B (zh) 蓄电元件保护装置、蓄电装置及蓄电元件保护方法
JP7183409B2 (ja) 電気車両のトラクションバッテリーの充電レベルを制御するための方法およびデバイス
US9837834B2 (en) Battery apparatus
US9431850B2 (en) Power supply unit having plurality of secondary batteries
EP2672606B1 (en) Charging-control device and charging-control method
JP6128491B2 (ja) 車両用の電源装置及びこの電源装置を備える車両
CN107431252B (zh) 蓄电元件的监视装置、蓄电装置以及蓄电元件的监视方法
JP5846073B2 (ja) 電源システム
CN105048006A (zh) 电池***及操作电池***的方法
JP6219655B2 (ja) 車両用電源装置
CN103620911A (zh) 二次电池的充电控制装置以及充电控制方法
US20140159664A1 (en) Method of manufacturing battery pack and battery pack
CN108352714B (zh) 电源装置及电池单元
CN110816311B (zh) 用于运行电池组***的方法和电动车辆
EP2792047B1 (en) Method and system for battery charging of a vehicle
WO2016035280A1 (ja) バッテリーシステム、電動車両及びバッテリーシステムの充電方法
US20240222992A1 (en) Method and device for controlling the level of charge of a traction battery of an electric vehicle
JP4472415B2 (ja) 非水電解質二次電池の充電方法および充電器
WO2022049856A1 (ja) 二次電池および制御方法
CN219627413U (zh) 一种12v立式锂电池管理***
JP2002010504A (ja) 電気自動車の電源装置
JP2014209820A (ja) 車両用電源システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination