CN114069792A - 一种电动车辆启动电池智能充电的方法及*** - Google Patents

一种电动车辆启动电池智能充电的方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动车辆启动电池智能充电的方法及***，涉及电池充电技术领域，该方法包括确定智能充电模式；若选择电压检测模式，当启动电池的电压小于电压下限值时，实时检测启动电池的温度，并根据温度进入相应的充电流程，当电池电压大于电压上限值时，停止给电池充电；若选择定时唤醒模式，当到达设定的休眠时间时，当启动电池的电压小于设定的电压上限值时，执行实时检测启动电池的温度的步骤，否则***进入休眠；若选择自动检测模式，则在***休眠前计算出下次要进行充电的时间，当到达充电时间时，执行实时检测启动电池的温度的步骤。该方法通过对启动电池的环境温度进行调节，保证电池处于最佳充电温度，延长了电池寿命和静置时间。

Description

一种电动车辆启动电池智能充电的方法及***
技术领域
本发明涉及电池充电技术领域，尤其是一种电动车辆启动电池智能充电的方法及***。
背景技术
随着电动车辆的智能化程越来越高，电动车辆的智能化电子设备越来越多。电动车辆启动电池在汽车长时间休眠时容易出现亏电现象，从而使电动车辆不能正常启动。频繁亏电导致启动电池出现不可逆的损坏，严重缩短启动电池的使用寿命。
针对上述问题，目前市面上都是采用定时唤醒DC/DC转换器的方法，当电池电压低于限定值时，启动DC/DC转换器来给启动电池充电，此方法会出现在第N次时电压正常，而N+1次时出现亏电的现象，不能从根本上解决问题。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种电动车辆启动电池智能充电的方法及***，本发明的技术方案如下：
一种电动车辆启动电池智能充电的方法，包括如下步骤：
确定智能充电模式，智能充电模式包括电压检测模式、定时唤醒模式和自动检测模式；
若选择电压检测模式，则实时检测启动电池的电压，当电压小于设定的电压下限值时，实时检测启动电池的温度，并根据温度进入相应的充电流程，当启动电池的电压大于设定的电压上限值时，停止给启动电池充电；
若选择定时唤醒模式，当到达设定的休眠时间时，实时检测启动电池的电压，当电压小于设定的电压上限值时，执行实时检测启动电池的温度的步骤，否则***休眠，进入下一个计时周期；
若选择自动检测模式，则在***休眠前计算出下次要进行充电的时间，当到达充电时间时，执行实时检测启动电池的温度的步骤。
其进一步的技术方案为，根据温度进入相应的充电流程，包括：
若启动电池的温度小于第一预设温度，则进入低温充电流程，按照低温设定电流给启动电池充电，同时给启动电池加热升温；
若启动电池的温度大于第二预设温度，则进入高温充电流程，按照高温设定电流给启动电池充电，同时给启动电池散热降温，其中第二预设温度大于第一预设温度；
若启动电池的温度介于第一预设温度和第二预设温度之间，则进入常温充电流程，按照常温设定电流给启动电池充电。
其进一步的技术方案为，在***休眠前计算出下次要进行充电的时间，包括：
在***休眠前，获取当前启动电池的温度、电池出厂电能W及车辆的休眠功率P，根据温度与SOH的关系表得到当前启动电池的第一可用电量系数q1，根据温度与SOC的关系表得到当前启动电池的第二可用电量系数q2，利用下式计算出下次要进行充电的时间t：
Figure BDA0003371795660000021
其进一步的技术方案为，在低温充电流程中，实时监测启动电池的温度，当温度介于第三预设温度和第二预设温度之间时，则停止加热，并进入常温充电流程，其中第三预设温度介于第一预设温度和第二预设温度之间。
其进一步的技术方案为，在高温充电流程中，实时监测启动电池的温度，当温度介于第一预设温度和第四预设温度之间时，则停止散热，并进入常温充电流程，其中第四预设温度介于第一预设温度和第二预设温度之间。
其进一步的技术方案为，在常温充电流程中，实时监测启动电池的温度，当温度小于第二预设温度时，进入判断启动电池的电压是否大于设定的电压上限值的步骤，否则执行进入高温充电流程的步骤。
其进一步的技术方案为，方法还包括：
根据温度与启动电池充电电能的关系获取本次充电结束后启动电池的SOH，当SOH小于设定值时，提示更换启动电池。
一种电动车辆启动电池智能充电的***，包括启动电池、中央处理器以及与中央处理器相连的充电单元、电压检测单元、温度检测单元、调温单元和车机***，充电单元、电压检测单元和温度检测单元分别连接启动电池，调温单元的控制开关连接启动电池；
车机***实现人机交互，用于设定不同的智能充电模式，智能充电模式包括电压检测模式、定时唤醒模式和自动检测模式；车机***还用于输入定时唤醒模式的休眠时间；
当***处于电压检测模式时，中央处理器根据电压检测单元反馈的电压选择启动温度检测单元实时检测启动电池的温度；
当***处于定时唤醒模式时，中央处理器根据设定的休眠时间选择启动温度检测单元实时检测启动电池的温度；
当***处于自动检测模式时，在***休眠前中央处理器计算出下次要进行充电的时间，并根据计算出的充电时间选择启动温度检测单元实时检测启动电池的温度；
中央处理器根据温度检测单元反馈的温度选择相应的充电流程，启动充电单元给启动电池充电，控制调温单元调整启动电池的环境温度；
中央处理器根据电压检测单元反馈的充电后的电压，选择停止充电单元给启动电池充电。
其进一步的技术方案为，充电单元包括与中央处理器相连的动力电池***和DC/DC转换器，动力电池***、DC/DC转换器和启动电池依次相连；
若温度检测单元反馈的温度小于第一预设温度，则中央处理器选择低温充电流程，启动DC/DC转换器，并控制动力电池***按照低温设定电流给启动电池充电；
若温度检测单元反馈的温度大于第二预设温度，则中央处理器选择高温充电流程，启动DC/DC转换器，并控制动力电池***按照高温设定电流给启动电池充电，其中第二预设温度大于第一预设温度；
若温度检测单元反馈的温度介于第一预设温度和第二预设温度之间，则中央处理器选择常温充电流程，启动DC/DC转换器，并控制动力电池***按照常温设定电流给启动电池充电。
其进一步的技术方案为，调温单元包括加热模组和散热模组，加热模组和散热模组的控制开关与中央处理器信号连接；
若***处于低温充电流程，则中央处理器启动加热模组给启动电池加热升温；
若***处于高温充电流程，则中央处理器启动散热模组给启动电池散热降温。
本发明的有益技术效果是：
在车辆休眠时该***为用户提供三种智能充电模式，在每种智能充电模式下，根据不同的温度切换不同的充电流程及充电电流的大小，对启动电池所处环境温度进行检测和调节，保证启动电池在充电过程中处于最佳温度，能够延长启动电池的寿命和静置时间，使得长时间停放电动车辆时，启动电池也能正常工作，从而保证电动车辆的正常使用，也不会出现智能充电***的失效情况；在电压检测模式下，***实时检测启动电池的电压判断是否进行充电；在自动检测模式下，在***休眠前计算出下次要进行充电的时间，到时间自动唤醒进行充电；在定时唤醒模式下，与现有技术不同的是，***实时检测启动电池的电压判断小于电压上限值时，唤醒***进行充电；采用本方法可以适当减小启动电池的容量，在每次充电结束后获取启动电池的SOH，以预测启动电池的寿命，提前通知用户更换小电池。
附图说明
图1是本申请提供的电动车辆启动电池智能充电方法中的电压检测模式和自动检测模式的方法流程图。
图2是本申请提供的电动车辆启动电池智能充电方法中的定时唤醒模式的方法流程图。
图3是本申请提供的电动车辆启动电池智能充电***的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本申请提供了一种电动车辆启动电池智能充电的方法，该方法包括：
确定智能充电模式，智能充电模式包括电压检测模式、定时唤醒模式和自动检测模式。
(1)若选择电压检测模式，则实时检测启动电池的电压，当电压小于设定的电压下限值时，实时检测启动电池的温度，并根据温度进入相应的充电流程，当启动电池的电压大于设定的电压上限值时，停止给启动电池充电；
(2)若选择定时唤醒模式，当到达设定的休眠时间时，实时检测启动电池的电压，当电压小于设定的电压上限值时，执行实时检测启动电池的温度的步骤，否则***休眠，进入下一个计时周期；
(3)若选择自动检测模式，则在***休眠前计算出下次要进行充电的时间，当到达充电时间时，执行实时检测启动电池的温度的步骤。
如图1所示，方法(1)具体包括如下步骤：
S1：实时检测启动电池的电压。
S2：判断电压与设定的电压下限值V1之间的关系，当电压小于设定的电压下限值V1时，实时检测启动电池的温度。
S3：判断温度与预设温度之间的关系，若启动电池的温度小于第一预设温度K1，则执行S4，若启动电池的温度大于第二预设温度K2，则执行S5，否则执行S6。
S4：若启动电池的温度小于第一预设温度K1，则进入低温充电流程，按照低温设定电流给启动电池充电，同时给启动电池加热升温，执行S7。
S5：若启动电池的温度大于第二预设温度K2，则进入高温充电流程，按照高温设定电流给启动电池充电，同时给启动电池散热降温，其中K2＞K1，执行S8。
S6：若启动电池的温度介于第一预设温度K1和第二预设温度K2之间，则进入常温充电流程，按照常温设定电流给启动电池充电，执行S9。
S7：实时监测启动电池的温度，判断温度与预设温度之间的关系。当温度介于第三预设温度K3和第二预设温度之间K2时，则停止加热，并进入常温充电流程，也即执行S6中的按照常温设定电流给启动电池充电的步骤。其中第三预设温度K3介于第一预设温度K1和第二预设温度K2之间，可选的，K3＝K1+3。
S8：实时监测启动电池的温度，判断温度与预设温度之间的关系。当温度介于第一预设温度K1和第四预设温度K4之间时，则停止散热，并进入常温充电流程，也即执行S6中的按照常温设定电流给启动电池充电的步骤。其中第四预设温度K4介于第一预设温度K1和第二预设温度K2之间，可选的，K4＝K2-5。
S9：实时监测启动电池的温度，判断温度与预设温度之间的关系。当温度小于第二预设温度K2时，执行S10，否则返回进入高温充电流程的步骤，也即执行S5中的按照高温设定电流给启动电池充电的步骤。
S10：判断启动电池的电压与设定的电压上限值V2之间的关系，当启动电池的电压大于设定的电压上限值V2时，执行S11，否则返回进入常温充电流程的步骤，也即执行S6中的按照常温设定电流给启动电池充电的步骤。
S11：停止给启动电池充电，根据温度与启动电池充电电能的关系获取本次充电结束后启动电池的SOH。具体计算启动电池的SOH的方法，采用本领域的现有技术，在此不进行赘述。
S12：判断启动电池的SOH与设定值之间的关系，当SOH小于设定值时，提示更换启动电池，否则关闭***、整车休眠。
如图2所示，方法(2)具体包括如下步骤：
S1：当到达设定的休眠时间时，实时检测启动电池的电压。
S2：判断电压与设定的电压上限值V2之间的关系，当电压小于设定的电压上限值V2时，实时检测启动电池的温度。否则***休眠，进入下一个计时周期。
后续S3-S12的步骤与方法(1)中的S3-S12的步骤相同，在此不进行赘述。
当***处于定时唤醒模式时，由于人为设定的休眠时间不定，当休眠时间较短时可能导致启动电池的电压快速超过电压上限值V2。因此，在执行S7之前，方法还包括：判断启动电池的电压与设定的电压上限值V2之间的关系，当启动电池的电压大于设定的电压上限值V2时，直接执行S11，否则执行S7。
同理，在执行S8之前，方法还包括：判断启动电池的电压与设定的电压上限值V2之间的关系，当启动电池的电压大于设定的电压上限值V2时，直接执行S11，否则执行S7。
如图1所示，方法(3)具体包括如下步骤：
S1：在***休眠前计算出下次要进行充电的时间，具体包括：
在***休眠前，获取当前启动电池的温度、电池出厂电能W及车辆的休眠功率P(也即静态功率)，根据温度与SOH的关系表得到当前启动电池的第一可用电量系数q1，根据温度与SOC的关系表得到当前启动电池的第二可用电量系数q2，利用下式计算出下次要进行充电的时间t：
Figure BDA0003371795660000061
S2：当到达充电时间t时，实时检测启动电池的温度。
后续S3-S12的步骤与方法(1)中的S3-S12的步骤相同，在此不进行赘述。
基于上述方法，本申请还提供了一种电动车辆启动电池智能充电的***，如图3所示，***包括启动电池、中央处理器以及与中央处理器相连的充电单元、电压检测单元、温度检测单元、调温单元和车机***，充电单元、电压检测单元和温度检测单元分别连接启动电池，调温单元的控制开关连接启动电池，下面分别介绍各个单元及***的功能。
<1>车机***实现人机交互，用于设定不同的智能充电模式，智能充电模式包括电压检测模式、定时唤醒模式和自动检测模式。车机***还用于输入定时唤醒模式的休眠时间。
<2>当***处于电压检测模式时，中央处理器根据电压检测单元反馈的电压选择启动温度检测单元实时检测启动电池的温度。
当***处于定时唤醒模式时，中央处理器根据设定的休眠时间选择启动温度检测单元实时检测启动电池的温度。
当***处于自动检测模式时，在***休眠前中央处理器计算出下次要进行充电的时间，并根据计算出的充电时间选择启动温度检测单元实时检测启动电池的温度。
中央处理器根据温度检测单元反馈的温度选择相应的充电流程，启动充电单元给启动电池充电，控制调温单元调整启动电池的环境温度。
中央处理器根据电压检测单元反馈的充电后的电压，选择停止充电单元给启动电池充电。
可选的，中央处理器根据温度与启动电池充电电能的关系获取本次充电结束后启动电池的SOH，当SOH小于设定值时，由车机***提示用户更换该启动电池。
<3>充电单元包括与中央处理器相连的动力电池***和DC/DC转换器，动力电池***、DC/DC转换器和启动电池依次相连。
若温度检测单元反馈的温度小于第一预设温度K1，则中央处理器选择低温充电流程，启动DC/DC转换器，并控制动力电池***按照低温设定电流给启动电池充电。
若温度检测单元反馈的温度大于第二预设温度K2，则中央处理器选择高温充电流程，启动DC/DC转换器，并控制动力电池***按照高温设定电流给启动电池充电，其中K2＞K1。
若温度检测单元反馈的温度介于第一预设温度K1和第二预设温度之间K2，则中央处理器选择常温充电流程，启动DC/DC转换器，并控制动力电池***按照常温设定电流给启动电池充电。
<4>调温单元包括加热模组和散热模组，加热模组的控制开关S1和散热模组的控制开关S2与中央处理器信号连接。
若***处于低温充电流程，则中央处理器关闭S1、启动加热模组给启动电池加热升温。
若***处于高温充电流程，则中央处理器关闭S2、启动散热模组给启动电池散热降温。
在车辆休眠时该***为用户提供三种智能充电模式，在每种智能充电模式下，根据不同的温度切换不同的充电流程及充电电流的大小，对启动电池所处环境温度进行检测和调节，保证启动电池在充电过程中处于最佳温度，能够延长启动电池的寿命和静置时间，使得长时间停放电动车辆时，启动电池也能正常工作，从而保证电动车辆的正常使用，也不会出现智能充电***的失效情况；在电压检测模式下，***实时检测启动电池的电压判断是否进行充电；在自动检测模式下，在***休眠前计算出下次要进行充电的时间，到时间自动唤醒进行充电；在定时唤醒模式下，与现有技术不同的是，***实时检测启动电池的电压判断小于电压上限值时，唤醒***进行充电；采用本方法可以适当减小启动电池的容量，在每次充电结束后获取启动电池的SOH，以预测启动电池的寿命，提前通知用户更换小电池。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车辆启动电池智能充电的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定智能充电模式，所述智能充电模式包括电压检测模式、定时唤醒模式和自动检测模式；
若选择所述电压检测模式，则实时检测启动电池的电压，当所述电压小于设定的电压下限值时，实时检测所述启动电池的温度，并根据所述温度进入相应的充电流程，当所述启动电池的电压大于设定的电压上限值时，停止给所述启动电池充电；
若选择所述定时唤醒模式，当到达设定的休眠时间时，实时检测所述启动电池的电压，当所述电压小于设定的电压上限值时，执行所述实时检测所述启动电池的温度的步骤，否则***休眠，进入下一个计时周期；
若选择所述自动检测模式，则在***休眠前计算出下次要进行充电的时间，当到达充电时间时，执行所述实时检测所述启动电池的温度的步骤。
2.根据权利要求1所述的电动车辆启动电池智能充电的方法，其特征在于，根据所述温度进入相应的充电流程，包括：
若所述启动电池的温度小于第一预设温度，则进入低温充电流程，按照低温设定电流给所述启动电池充电，同时给所述启动电池加热升温；
若所述启动电池的温度大于第二预设温度，则进入高温充电流程，按照高温设定电流给所述启动电池充电，同时给所述启动电池散热降温，其中所述第二预设温度大于所述第一预设温度；
若所述启动电池的温度介于所述第一预设温度和第二预设温度之间，则进入常温充电流程，按照常温设定电流给所述启动电池充电。
3.根据权利要求1所述的电动车辆启动电池智能充电的方法，其特征在于，在***休眠前计算出下次要进行充电的时间，包括：
在***休眠前，获取当前启动电池的温度、电池出厂电能W及车辆的休眠功率P，根据温度与SOH的关系表得到当前启动电池的第一可用电量系数q1，根据温度与SOC的关系表得到当前启动电池的第二可用电量系数q2，利用下式计算出下次要进行充电的时间t：
Figure FDA0003371795650000011
4.根据权利要求2所述的电动车辆启动电池智能充电的方法，其特征在于，在所述低温充电流程中，实时监测所述启动电池的温度，当所述温度介于第三预设温度和第二预设温度之间时，则停止加热，并进入所述常温充电流程，其中所述第三预设温度介于所述第一预设温度和所述第二预设温度之间。
5.根据权利要求2所述的电动车辆启动电池智能充电的方法，其特征在于，在所述高温充电流程中，实时监测所述启动电池的温度，当所述温度介于所述第一预设温度和第四预设温度之间时，则停止散热，并进入所述常温充电流程，其中所述第四预设温度介于所述第一预设温度和所述第二预设温度之间。
6.根据权利要求2所述的电动车辆启动电池智能充电的方法，其特征在于，在所述常温充电流程中，实时监测所述启动电池的温度，当所述温度小于所述第二预设温度时，进入判断所述启动电池的电压是否大于设定的电压上限值的步骤，否则执行所述进入高温充电流程的步骤。
7.根据权利要求1-6任一所述的电动车辆启动电池智能充电的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据温度与启动电池充电电能的关系获取本次充电结束后所述启动电池的SOH，当所述SOH小于设定值时，提示更换所述启动电池。
8.一种电动车辆启动电池智能充电的***，其特征在于，所述***包括启动电池、中央处理器以及与所述中央处理器相连的充电单元、电压检测单元、温度检测单元、调温单元和车机***，所述充电单元、电压检测单元和温度检测单元分别连接所述启动电池，所述调温单元的控制开关连接所述启动电池；
所述车机***实现人机交互，用于设定不同的智能充电模式，所述智能充电模式包括电压检测模式、定时唤醒模式和自动检测模式；所述车机***还用于输入所述定时唤醒模式的休眠时间；
当***处于所述电压检测模式时，所述中央处理器根据所述电压检测单元反馈的电压选择启动所述温度检测单元实时检测所述启动电池的温度；
当***处于所述定时唤醒模式时，所述中央处理器根据设定的休眠时间选择启动所述温度检测单元实时检测所述启动电池的温度；
当***处于所述自动检测模式时，在***休眠前所述中央处理器计算出下次要进行充电的时间，并根据计算出的充电时间选择启动所述温度检测单元实时检测所述启动电池的温度；
所述中央处理器根据所述温度检测单元反馈的温度选择相应的充电流程，启动所述充电单元给所述启动电池充电，控制所述调温单元调整所述启动电池的环境温度；
所述中央处理器根据所述电压检测单元反馈的充电后的电压，选择停止所述充电单元给所述启动电池充电。
9.根据权利要求8所述的电动车辆启动电池智能充电的***，其特征在于，所述充电单元包括与所述中央处理器相连的动力电池***和DC/DC转换器，所述动力电池***、DC/DC转换器和启动电池依次相连；
若所述温度检测单元反馈的温度小于第一预设温度，则所述中央处理器选择低温充电流程，启动所述DC/DC转换器，并控制所述动力电池***按照低温设定电流给所述启动电池充电；
若所述温度检测单元反馈的温度大于第二预设温度，则所述中央处理器选择高温充电流程，启动所述DC/DC转换器，并控制所述动力电池***按照高温设定电流给所述启动电池充电，其中所述第二预设温度大于所述第一预设温度；
若所述温度检测单元反馈的温度介于所述第一预设温度和第二预设温度之间，则所述中央处理器选择常温充电流程，启动所述DC/DC转换器，并控制所述动力电池***按照常温设定电流给所述启动电池充电。
10.根据权利要求9所述的电动车辆启动电池智能充电的***，其特征在于，所述调温单元包括加热模组和散热模组，所述加热模组和散热模组的控制开关与所述中央处理器信号连接；
若***处于所述低温充电流程，则所述中央处理器启动所述加热模组给所述启动电池加热升温；
若***处于所述高温充电流程，则所述中央处理器启动所述散热模组给所述启动电池散热降温。
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