本發(fā)明屬于新能源汽車領(lǐng)域,具體涉及一種純電動(dòng)汽車用鋰電池充電控制方法。

背景技術(shù)：

動(dòng)力電池是純電動(dòng)汽車的核心能源，而鋰電池作為一種新型電池，其具有高能量、高安全性、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命和綠色環(huán)保的特點(diǎn)，且鋰電池沒有記憶效應(yīng)，可以在放電周期內(nèi)任意點(diǎn)充電，并能非常有效地保持電荷，因此被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車以及能源車等領(lǐng)域。目前，在新能源領(lǐng)域，對(duì)鋰電池進(jìn)行充電控制的方法主要是由電池管理系統(tǒng)和車載充電機(jī)共同控制進(jìn)行充電的，為了提高恒流階段充電的速度,往往是通過優(yōu)化車載充電機(jī)來提高充電的效率，然而通過對(duì)車載充電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化以提升鋰電池充電效率的方式中，車載充電機(jī)通常以大的充電電流進(jìn)行充電，這樣忽視了鋰電池自身的狀態(tài)，容易造成鋰電池充電電流過大而對(duì)鋰電池造成傷害，影響鋰電池的使用壽命。且充電過程中忽略了整車狀態(tài)對(duì)充電的影響，整車的安全性能未能得到較好保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種純電動(dòng)汽車用鋰電池充電控制方法，通過整車控制器、車載充電機(jī)及電池管理控制器間的相互通信來實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池實(shí)時(shí)的充電狀態(tài)控制，在盡可能提高鋰電池充電效率的同時(shí)減少對(duì)鋰電池的傷害，通過整車控制器對(duì)充電過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高充電過程中電動(dòng)汽車整車的安全性，同時(shí)延長(zhǎng)了鋰電池的使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種純電動(dòng)汽車用鋰電池充電控制方法，包括以下步驟：

步驟a:插入充電槍，充電系統(tǒng)的各部件喚醒，并進(jìn)行充電插頭的連接確認(rèn)，所述充電系統(tǒng)的各部件包括整車控制器、車載充電機(jī)及置于鋰離子動(dòng)力電池組中的電池管理控制器；

步驟b:確認(rèn)連接狀態(tài)，開始進(jìn)行充電前系統(tǒng)自檢；

步驟c:若無異常，整車控制器發(fā)送啟動(dòng)充電指令給車載充電機(jī)，車載充電機(jī)按最終充電電流進(jìn)行常規(guī)充電；

步驟d：若充電異常或充電完成，則整車控制器發(fā)送停止充電指令給車載充電機(jī)，車載充電機(jī)禁止充電。

優(yōu)選地，步驟a中，插入充電槍后，充電接口連接信號(hào)導(dǎo)通，喚醒車載充電機(jī)，之后依次喚醒整車控制器和電池管理控制器。

優(yōu)選地，所示整車控制器的喚醒由充電接口連接信號(hào)進(jìn)行，或者是車載充電機(jī)發(fā)送過來的特定的can信號(hào)。

優(yōu)選地，步驟b中，確認(rèn)連接狀態(tài)后，車載充電機(jī)和電池管理控制器進(jìn)行自檢，并將是否允許進(jìn)行充電的狀態(tài)發(fā)送給整車控制器，整車控制器對(duì)整車的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，綜合判斷能否進(jìn)行充電，并將結(jié)果發(fā)送給車載充電機(jī)。

優(yōu)選地，步驟c中，所述整車控制器通過比較鋰電池包允許的最優(yōu)充電電流、充電樁能夠提供的最大電流、充電線纜的額定電流，并將三者的最小值作為最終的充電電流發(fā)送給車載充電機(jī)。

優(yōu)選地，所述鋰電池包允許的最優(yōu)充電電流是通過采集鋰電池包的電壓、電流、電池溫度、soc值相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行預(yù)定的分析和計(jì)算得出相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，從而得出鋰電池包允許的最優(yōu)充電電流；所述充電樁能夠提供的最大電流可由用于監(jiān)控電動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車供電設(shè)備之間交互的控制導(dǎo)引信號(hào)監(jiān)測(cè)得出；所述充電線纜的額定電流由充電接口連接信號(hào)的電阻值得出。

優(yōu)選地，在步驟c中，所述整車控制器在整個(gè)充電過程中持續(xù)性地對(duì)車載充電機(jī)、電池管理控制器、鋰電池包、充電接口連接信號(hào)、充電輸入信號(hào)和整車狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

優(yōu)選地，所述整車控制器的監(jiān)測(cè)周期小于等于35ms。

優(yōu)選地，充電過程中，車載充電機(jī)根據(jù)自身內(nèi)部溫度調(diào)整充電功率，若溫度高于或低于設(shè)定范圍時(shí)，將降低充電功率進(jìn)行充電，當(dāng)溫度在正常范圍內(nèi)時(shí)，則按照整車控制器反饋的充電功率需求進(jìn)行充電。

優(yōu)選地，在步驟d中，所述整車控制器監(jiān)測(cè)到充電異常，或者充電完成，將發(fā)送停止充電指令給車載充電機(jī)，達(dá)到停止充電的條件后，車載充電機(jī)、整車控制器、電池管理控制器會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果：通過將整車控制器、車載充電機(jī)及電池管理控制器聯(lián)系起來，由整車控制器對(duì)整車充電狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，進(jìn)而對(duì)鋰電池進(jìn)行安全高效的充電控制，在提高充電時(shí)整車安全性能的同時(shí)也提高了鋰電池的充電效率和使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明充電控制方法的系統(tǒng)框架圖。

圖2是本發(fā)明充電控制方法的具體流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)說明書附圖并結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明的充電控制系統(tǒng)做簡(jiǎn)要說明：

如圖1所示，充電系統(tǒng)主要由交流充電樁或220v家用插座、整車控制器vcu、車載充電機(jī)obc、鋰動(dòng)力電池組及電池管理控制器bms等組成。充電接口與車載充電機(jī)之間通過充電接口連接信號(hào)（cc信號(hào)）與控制導(dǎo)引信號(hào)（cp信號(hào)）連接，整車控制器vcu和車載充電機(jī)obc、電池管理控制器bms之間通過can總線進(jìn)行信息交互。其中整車控制器vcu對(duì)整車系統(tǒng)進(jìn)行管理，協(xié)調(diào)整個(gè)充電系統(tǒng)的工作，電池管理控制器bms對(duì)動(dòng)力電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，將電池電壓、電流、溫度、soc等相關(guān)參數(shù)實(shí)時(shí)告知整車控制器vcu和車載充電機(jī)obc，車載充電機(jī)obc將充電樁或插座輸入的交流電轉(zhuǎn)換成高壓直流電，并根據(jù)整車控制器的指令以及電池管理控制器bms提供的電池狀態(tài)信息對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行最佳方式的充電。

下面結(jié)合圖2對(duì)本發(fā)明的充電控制流程加以說明：

一種純電動(dòng)汽車用鋰電池充電控制方法，包括如下步驟：

步驟a：插入充電槍后，充電系統(tǒng)的各部件喚醒，并進(jìn)行充電插頭的連接確認(rèn)。插入充電槍后，充電接口連接信號(hào)（即cc信號(hào)）導(dǎo)通，喚醒車載充電機(jī)obc，之后依次喚醒整車控制器vcu和電池管理控制器bms。整車控制器vcu的喚醒可以由cc信號(hào)進(jìn)行，也可以是車載充電機(jī)obc發(fā)送過來的特定的can信號(hào)。本例中，整車控制器由cc信號(hào)喚醒。若在30ms后未能接收到整車控制器vcu的喚醒成功信號(hào)，車載充電機(jī)obc將進(jìn)入休眠狀態(tài)。

當(dāng)插入充電槍后，如果插槍人的手依然按住了充電槍上的按鈕，這時(shí)是半連接狀態(tài)；插槍人的手松開充電槍上的按鈕后，此時(shí)為完全連接狀態(tài)。半連接和完全連接狀態(tài)時(shí)，鎖止電機(jī)，讓車輛處于不可行駛的狀態(tài)。若車輛電機(jī)無法鎖止，將禁止充電并進(jìn)入休眠狀態(tài)。

整車控制器vcu喚醒成功后將發(fā)送喚醒信號(hào)給電池管理控制器bms，期間，整車控制器vcu與電池管理控制器bms之間通過can信號(hào)的有無來進(jìn)行通信確認(rèn)，確保充電系統(tǒng)間的正常通信。

當(dāng)充電接口處于完全連接狀態(tài)且電池管理系統(tǒng)滿足充電要求時(shí)，將對(duì)整車控制器vcu發(fā)出充電請(qǐng)求信號(hào)，若整車控制器vcu收到正確的反饋信號(hào)則進(jìn)入充電監(jiān)測(cè)階段，若反饋信號(hào)錯(cuò)誤或超時(shí)，將發(fā)送對(duì)應(yīng)的can診斷故障碼。

步驟b:確認(rèn)完充電插頭的連接狀態(tài)及充電系統(tǒng)間正常通信后，開始進(jìn)行充電前自檢。車載充電機(jī)obc和電池管理控制器bms會(huì)進(jìn)行自檢，并將是否允許進(jìn)行充電的狀態(tài)發(fā)送給整車控制器vcu，整車控制器vcu也會(huì)對(duì)整車的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，綜合判斷是否許可進(jìn)行充電，并將結(jié)果發(fā)送給車載充電機(jī)obc。期間，整車控制器vcu通過比較鋰電池包允許的最優(yōu)充電電流、充電樁能夠提供的最大電流、充電線纜的額定電流，并將三者的最小值作為最終的充電電流發(fā)送給車載充電機(jī)obc。

其中，所述鋰電池包允許的最優(yōu)充電電流是通過采集鋰電池包的電壓、電流、電池溫度、soc值相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行預(yù)定的分析和計(jì)算得出相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，從而得出鋰電池包允許的最優(yōu)充電電流。

其中，所述充電樁能夠提供的最大電流可由用于監(jiān)控電動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車供電設(shè)備之間交互的控制導(dǎo)引信號(hào)（cp信號(hào)）監(jiān)測(cè)得出；由充電樁發(fā)出，連入車載充電機(jī)obc，再通過can線將信號(hào)狀態(tài)發(fā)送到整車控制器vcu。整車控制器vcu監(jiān)測(cè)控制導(dǎo)引信號(hào)（cp信號(hào)）的目的是了解充電樁的狀態(tài)，控制導(dǎo)引信號(hào)（cp信號(hào)）的占空比指示了充電樁是否允許充電，以及能夠提供的最大充電電流。

其中，所述充電線纜的額定電流由充電接口連接信號(hào)（cc信號(hào)）的電阻值得出。根據(jù)連接信號(hào)（cc信號(hào)）的電阻值，不僅能夠判斷充電接頭的連接狀態(tài)，也標(biāo)示了充電電纜的額定電流容量。

整車控制器vcu根據(jù)電池管理控制器bms、車載充電機(jī)obc、鋰電池包內(nèi)繼電器rly及自身的監(jiān)測(cè)結(jié)果，若結(jié)果正常，則對(duì)電池管理控制器bms發(fā)出主繼電器閉合指令，同時(shí)對(duì)車載充電機(jī)obc發(fā)送監(jiān)測(cè)完成信號(hào)，當(dāng)判定鋰電池包內(nèi)繼電器狀態(tài)正常后對(duì)車載充電機(jī)obc發(fā)送開始充電指令，若有異常，將發(fā)出對(duì)應(yīng)的故障碼。

步驟c:若無異常，整車控制器vcu發(fā)送啟動(dòng)充電指令給車載充電機(jī)obc，車載充電機(jī)obc按最終充電電流進(jìn)行常規(guī)充電；充電過程中，整車控制器vcu持續(xù)性地對(duì)車載充電機(jī)obc、電池管理控制器bms、鋰電池包、充電接口連接信號(hào)、充電輸入信號(hào)和整車狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)周期不大于35ms。

充電過程中，車載充電機(jī)obc根據(jù)自身內(nèi)部溫度調(diào)整充電功率，若溫度高于或低于設(shè)定范圍時(shí)，將降低充電功率進(jìn)行充電，當(dāng)溫度在正常范圍內(nèi)時(shí)，則按照整車控制器vcu反饋的充電功率需求進(jìn)行充電。

步驟d:若充電異?；虺潆娡瓿桑瑒t整車控制器vcu發(fā)送停止充電指令給車載充電機(jī)obc，達(dá)到停止充電的條件后，車載充電機(jī)obc、整車控制器vcu、電池管理控制器bms會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)。

本實(shí)施例將整車控制器vcu通過can總線與車載充電機(jī)obc和電池管理控制器bms進(jìn)行通信，使得整車控制器vcu對(duì)整個(gè)充電過程起監(jiān)測(cè)和監(jiān)控的作用，在提高充電時(shí)整車安全性能的同時(shí)有效的提高了鋰電池充電效率和使用壽命。

需要說明的是，上述實(shí)施方式只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，不是用來限制發(fā)明的實(shí)施與權(quán)利范圍，根據(jù)上述說明書的揭示和闡述，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的一些等同修改和變更也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。