本發(fā)明涉及電動(dòng)車(chē)的電源控制設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)車(chē)用的電控設(shè)備及其充放電控制方法。

背景技術(shù)：

動(dòng)力電池組及其充放電控制是電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)瓶頸，其要求高電壓，為此需要眾多電池串聯(lián)使用，從而產(chǎn)生充放電管理問(wèn)題；充放電管理控制至單體會(huì)導(dǎo)致成本過(guò)高，實(shí)用中往往選擇控制至模塊電池，行業(yè)通常所指的模塊電池是低壓電池組，例如鉛蓄電池通常指多格連體電池，鎳電池通常指單體串聯(lián)電池組，鋰電池通常指單體在內(nèi)部既串聯(lián)又并聯(lián)的電池包，也有特指單體電池。

電動(dòng)車(chē)的常規(guī)放電管理通常是控制整組電池的終止電壓值，容易導(dǎo)致電池組中容量落后的模塊電池深放電，提前終止壽命；電動(dòng)車(chē)的常規(guī)充電管理大都是多階段變換電流結(jié)合充電末期的恒定電壓管理，當(dāng)充電電壓管理對(duì)象為整組電池時(shí)，會(huì)引致容量落后的模塊電池被過(guò)充而加速容量衰減；也有技術(shù)方案提出將充電電壓管理對(duì)象控制至模塊電池，實(shí)際上，這種針對(duì)模塊電池充電的技術(shù)方案雖然可使每個(gè)模塊電池被充滿(mǎn)，但由于整組電池中的模塊電池容量不均衡，會(huì)引致容量落后的模塊電池在下次整組放電時(shí)發(fā)生更深度的放電，加速容量衰減。

動(dòng)力電池組之所以使用壽命短，其中一個(gè)重要原因是沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)容量落后的模塊電池，為此，行業(yè)希望尋求到一種及時(shí)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)電池組中容量落后模塊電池、有效防止容量落后模塊電池深放電和過(guò)充電的技術(shù)方案，達(dá)到延長(zhǎng)串聯(lián)電池組的使用壽命、降低電池更換成本的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)電動(dòng)車(chē)用的動(dòng)力電池組常規(guī)充放電管理存在的技術(shù)缺陷，提供一種有別于常規(guī)設(shè)計(jì)的電控設(shè)備方案，該電控設(shè)備具有貯存并被讀取容量落后模塊電池的放電電壓數(shù)據(jù)、防止容量落后模塊電池深放電以及過(guò)充電的功能，延長(zhǎng)容量落后模塊電池的匹配使用壽命，降低串聯(lián)電池組的更換成本。本發(fā)明所述的模塊電池，包括了行業(yè)通常所稱(chēng)的低壓電池組或單體。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)車(chē)用的電控設(shè)備，該電控設(shè)備包括：信號(hào)處理器、巡檢模塊、充電模塊、放電模塊和數(shù)據(jù)讀取接口；所述的信號(hào)處理器至少包括電壓信號(hào)比較功能和邏輯處理功能，其信號(hào)輸入端連接所述巡檢模塊的信號(hào)輸出端，其信號(hào)輸出端分別連接所述的放電模塊、充電模塊和數(shù)據(jù)讀取接口的信號(hào)輸入端；所述數(shù)據(jù)讀取接口用于為電動(dòng)車(chē)外部的讀取設(shè)備通過(guò)連接提供信息數(shù)據(jù)；所述放電模塊的電源輸入端連接所述電動(dòng)車(chē)用的電池組兩端，其電源輸出端連接電池組的放電負(fù)載；所述充電模塊的電源輸出端連接電池組的兩端，其電源輸入端連接所述電動(dòng)車(chē)的外部電源；所述巡檢模塊的信號(hào)輸入端連接所述電池組的兩端以及所述各模塊電池的串聯(lián)抽頭端；所述信號(hào)處理器以所述任一模塊電池的放電電壓下降至設(shè)定值控制放電模塊終止對(duì)電池組放電，并以容量落后模塊電池的受充電壓狀態(tài)為依據(jù)控制充電模塊對(duì)電池組執(zhí)行下次充電操作。

本發(fā)明中，配合所述電控設(shè)備使用的電動(dòng)車(chē)用電池組包括至少兩個(gè)串聯(lián)連接的模塊電池，且模塊電池兩端在電池組中的串聯(lián)接口設(shè)置有抽頭端。

上述技術(shù)方案中，所述對(duì)電池組執(zhí)行下次充電操作的控制程序內(nèi)置于所述的充電模塊，其充電恒壓值受控于所述信號(hào)處理器的優(yōu)先信號(hào)指令。

上述技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)讀取接口與外部讀取設(shè)備的連接包括數(shù)據(jù)導(dǎo)線(xiàn)以及藍(lán)牙技術(shù)。

作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述電控設(shè)備的信號(hào)處理器、巡檢模塊、放電模塊、充電模塊和數(shù)據(jù)讀取接口之間分立設(shè)置或選擇性組合設(shè)置或共用一體化模塊設(shè)置。所述的選擇性組合設(shè)置，包括把各模塊的控制子模塊的部分功能或全部功能一體化集成，例如所述巡檢模塊的部分功能或全部功能集成于信號(hào)處理器，放電模塊與充電模塊一體化集成設(shè)計(jì)。所述放電模塊的電源輸出形式任意，包括直流電、逆變?yōu)槌Ｒ?guī)交流電以及電流的波形、頻率任意。

基于上述電動(dòng)車(chē)用的電控設(shè)備，本發(fā)明還提供了一種所述電動(dòng)車(chē)用的電控設(shè)備的充放電控制方法，該方法包括：

步驟1)利用巡檢模塊對(duì)所述電池組中各個(gè)模塊電池的實(shí)時(shí)放電電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)巡檢，并把各個(gè)模塊電池或/和電池組的實(shí)時(shí)放電電壓數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)貯存于信號(hào)處理器的可讀取內(nèi)貯；

步驟2)通過(guò)信號(hào)處理器接收步驟1)中巡檢得到的各模塊電池對(duì)應(yīng)的電壓巡檢數(shù)據(jù)，并由所述信號(hào)處理器將所述的巡檢數(shù)據(jù)與其內(nèi)貯設(shè)定的閥值進(jìn)行比較，當(dāng)信號(hào)處理器檢測(cè)到電池組中任一模塊電池的電壓值下降到內(nèi)貯設(shè)定的閥值時(shí)，發(fā)送相應(yīng)信號(hào)控制放電模塊終止對(duì)所述電池組的放電；

步驟3)利用信號(hào)處理器記錄步驟1)中巡檢得到或步驟2)終止電池組放電時(shí)刻得到的電壓值最低的容量落后模塊電池的數(shù)據(jù)；

步驟4)通過(guò)步驟3)的信號(hào)記錄，利用信號(hào)處理器監(jiān)測(cè)電池組中容量落后模塊電池在下次充電的電壓上升狀態(tài)，當(dāng)信號(hào)處理器監(jiān)測(cè)到該容量落后模塊電池的受充電壓達(dá)到內(nèi)貯設(shè)定的恒壓充電上限值vm/v時(shí)，發(fā)送相應(yīng)信號(hào)給充電模塊，充電模塊以該時(shí)刻的實(shí)時(shí)電壓值作為恒定電壓值對(duì)所述電池組充電，并且當(dāng)對(duì)電池組的充電電流下降至設(shè)定值時(shí)，變換所述的恒定電壓值為設(shè)置的浮充電壓值。

上述技術(shù)方案中，所述的步驟2)還包括：在終止對(duì)電池組放電時(shí)，利用信號(hào)處理器記錄并貯存電池組中各個(gè)模塊電池在終止放電時(shí)刻的實(shí)時(shí)電壓數(shù)據(jù)。

所述步驟4)由信號(hào)處理器(2)內(nèi)貯設(shè)定的恒壓充電上限值vm/v，由電池組中模塊電池的種類(lèi)確定，所述的恒壓充電上限值vm/v優(yōu)選國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)對(duì)該種類(lèi)模塊電池的推薦值。

本發(fā)明的一種電動(dòng)車(chē)用的電控設(shè)備及其充放電控制方法優(yōu)點(diǎn)在于：

運(yùn)用本發(fā)明的電控設(shè)備對(duì)串聯(lián)電池組中各個(gè)模塊電池的實(shí)時(shí)電壓進(jìn)行信號(hào)采集、處理，為電動(dòng)車(chē)外部讀取設(shè)備提供數(shù)據(jù)，控制容量落后模塊電池不被深放電及不被過(guò)充電，從而延長(zhǎng)模塊電池的匹配使用壽命，降低電池更換成本。

附圖說(shuō)明

圖1是常規(guī)電控設(shè)備對(duì)電池組的信號(hào)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a是本發(fā)明中電控設(shè)備對(duì)電池組的信號(hào)監(jiān)測(cè)控制結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2b是圖2a中示出的電控設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖。

圖3是信號(hào)處理器與巡檢模塊組合設(shè)置的電控設(shè)備邏輯控制結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是充電模塊與放電模塊組合設(shè)置的電控設(shè)備邏輯控制結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是充電模塊與放電模塊組合設(shè)置以及信號(hào)處理器與巡檢模塊組合設(shè)置的電控設(shè)備邏輯控制結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)識(shí)：

1、電池組1a、第一模塊電池1b、第二模塊電池

2、信號(hào)處理器3、巡檢模塊5、放電模塊

6、充電模塊7、放電負(fù)載8、數(shù)據(jù)讀取接口

9、常規(guī)放電管理系統(tǒng)10、常規(guī)充電管理系統(tǒng)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明的一種電動(dòng)車(chē)用的電控設(shè)備及其充放電控制方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖1所示是一個(gè)由第一模塊電池1a和第二模塊電池1b組成電池組的最簡(jiǎn)單述例；在圖1示例中，充放電控制特點(diǎn)是以?xún)蓚€(gè)模塊電池1a/1b串聯(lián)的兩端為電壓信號(hào)監(jiān)測(cè)對(duì)象，常規(guī)放電管理系統(tǒng)9與常規(guī)充電管理系統(tǒng)10均連接電池組的兩端，放電時(shí)，當(dāng)電池組兩端電壓下降至設(shè)計(jì)值時(shí)，常規(guī)放電管理系統(tǒng)9自動(dòng)終止對(duì)電池組放電，這種簡(jiǎn)單放電控制方法并不真實(shí)測(cè)知兩個(gè)模塊電池1a/1b的實(shí)際放電電壓，當(dāng)兩個(gè)模塊電池不均衡時(shí)，必然有其中一只模塊電池發(fā)生深放電。

參見(jiàn)圖2a所示，在本發(fā)明提供的電動(dòng)車(chē)用的電控設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中，電控設(shè)備包括：巡檢模塊3、信號(hào)處理器2、放電模塊5、充電模塊6和數(shù)據(jù)讀取接口8，其中，電池組1由兩個(gè)串聯(lián)連接的第一模塊電池1a和第二模塊電池1b組成，且第一模塊電池1a和第二模塊電池1b的串聯(lián)接口設(shè)置有串聯(lián)抽頭端；信號(hào)處理器2具有電壓信號(hào)的邏輯處理功能，其信號(hào)輸入端連接巡檢模塊3的電壓信號(hào)輸出端，其三個(gè)信號(hào)輸出端分別連接放電模塊5、充電模塊6以及數(shù)據(jù)讀取接口的信號(hào)輸入端；放電模塊5的電源輸入端連接電池組1的兩端，其電源輸出端連接電池組的放電負(fù)載7；充電模塊6的電源輸出端連接電池組1的兩端，其電源輸入端連接所述電動(dòng)車(chē)的外部電源(為清晰表示邏輯控制關(guān)系，圖2a未標(biāo)明放電模塊5/充電模塊6與電池組1兩端的連接)；巡檢模塊3的三個(gè)信號(hào)輸入端分別連接第一模塊電池1a和第二模塊電池1b串聯(lián)連接的兩端以及串聯(lián)抽頭端。該實(shí)施例中，巡檢模塊3通過(guò)對(duì)兩個(gè)模塊電池1a/1b的放電電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)巡檢，把實(shí)時(shí)放電電壓數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)貯存于信號(hào)處理器的可讀取內(nèi)貯，為所述電控設(shè)備外部讀取設(shè)備提供數(shù)據(jù)；并由信號(hào)處理器2把兩個(gè)模塊電池1a/1b的放電電壓數(shù)據(jù)與內(nèi)貯數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)到任一模塊電池的電壓值下降到內(nèi)貯設(shè)定的閥值時(shí)，發(fā)出信號(hào)控制放電模塊5終止對(duì)電池組放電；在該放電測(cè)控過(guò)程中，信號(hào)處理器還監(jiān)測(cè)并記錄電池組中放電電壓值最低的容量落后模塊電池的數(shù)據(jù)，為電池組下次充電提供監(jiān)測(cè)目標(biāo)依據(jù)，并以該容量落后模塊電池的受充電壓狀態(tài)為依據(jù)控制充電模塊對(duì)電池組執(zhí)行下次充電操作。

本發(fā)明中，所述的電控設(shè)備可與電動(dòng)車(chē)的常規(guī)充放電管理系統(tǒng)分立設(shè)置，亦可將其部分功能或全部功能與所述的常規(guī)充放電管理系統(tǒng)一體化集成；所述的放電負(fù)載7包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電控設(shè)備系統(tǒng)以及其他使用直流電源的裝置；所述的電動(dòng)車(chē)的電池組或/和模塊電池，包括任意可反復(fù)充電使用的二次電池，例如鋰電池、鉛電池、鎳鋅電池以及金屬儲(chǔ)氫電池；所述的模塊電池可以是單體電池，也可以是多個(gè)單體電池內(nèi)部串/并聯(lián)而成的一體化產(chǎn)品，包括模塊電池組，模塊電池組專(zhuān)指兩個(gè)模塊電池以上內(nèi)部或外部串/并聯(lián)組合的連接方式，其可視為外接電壓更高的模塊電池。所述的電動(dòng)車(chē)，包括一個(gè)輪以上的以電池為驅(qū)動(dòng)能源的動(dòng)力車(chē)。

信號(hào)處理器2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般包括信號(hào)接口、工作電路以及若干功能子模塊，例如內(nèi)貯、計(jì)時(shí)、運(yùn)算子模塊，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，市場(chǎng)上已有大量信號(hào)邏輯處理的一體化集成電路器件，因此在本發(fā)明所述的技術(shù)方案中，只闡述信號(hào)處理器2需要的功能，對(duì)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)不作任何限定。所述信號(hào)處理器2內(nèi)貯設(shè)定的閥值，優(yōu)選模塊電池1a/1b種類(lèi)的國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)推薦值而定，例如模塊電池1a/1b選用標(biāo)稱(chēng)12v的鉛蓄電池，國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的放電下限值為10.50v。

本發(fā)明中，放電模塊5具有受電動(dòng)車(chē)操作裝置控制放電以及受信號(hào)處理器2優(yōu)先控制的功能，也可以設(shè)置為電動(dòng)車(chē)常規(guī)放電管理系統(tǒng)的優(yōu)先控制接口電路，即放電模塊5可完整地獨(dú)立設(shè)計(jì)，也可以在電動(dòng)車(chē)常規(guī)放電管理系統(tǒng)加入優(yōu)先控制的接口電路而形成，包括設(shè)置為與電池組放電輸出端串聯(lián)連接的邏輯電源開(kāi)關(guān)。放電模塊5受信號(hào)處理器2的優(yōu)先控制方法通常采用0/1數(shù)字控制邏輯，在一個(gè)實(shí)施例中，放電模塊5與電池組放電管理系統(tǒng)分立設(shè)置，放電模塊5為放電管理系統(tǒng)的優(yōu)先控制接口電路，該優(yōu)先控制接口電路受控于信號(hào)處理器2輸出的0/1指令，放電模塊5當(dāng)接收到“1”信號(hào)時(shí)正常工作，當(dāng)接收“0”信號(hào)時(shí)不工作。

充電模塊6具有對(duì)電池組1恒定電壓充電和充電電流監(jiān)測(cè)的功能，其對(duì)電池組1充電的起充電流/限制電流值在充電模塊6內(nèi)置設(shè)定，充電恒定電壓值根據(jù)信號(hào)處理器2發(fā)送的信號(hào)指令而優(yōu)先執(zhí)行，當(dāng)信號(hào)處理器2監(jiān)測(cè)到容量落后模塊電池(電池組中放電電壓值最低)的受充電壓上升至內(nèi)貯設(shè)定值時(shí)，發(fā)送相應(yīng)信號(hào)通知充電模塊6以此時(shí)刻對(duì)電池組1的實(shí)時(shí)充電電壓作為恒定電壓值執(zhí)行充電操作；所述對(duì)電池組1執(zhí)行變換浮充，以及變換浮充的邏輯程序，在充電模塊6內(nèi)置。

數(shù)據(jù)讀取接口8用于為所述電控設(shè)備外部的讀取設(shè)備通過(guò)連接提供信息數(shù)據(jù)，信號(hào)處理器2設(shè)置有數(shù)據(jù)內(nèi)貯的子模塊，所述外部讀取設(shè)備與數(shù)據(jù)讀取接口8的連接方式可以采用導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)接口可以附加機(jī)械插接件加強(qiáng)電固連；所述的連接方式也可以采用電子行業(yè)慣稱(chēng)的藍(lán)牙技術(shù)，此處所述藍(lán)牙是一種可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取接口8通過(guò)特定無(wú)線(xiàn)頻率(使用2.4—2.485ghz的ism波段的uhf無(wú)線(xiàn)電波)向外部讀取設(shè)備短距離提供無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)的技術(shù)，數(shù)據(jù)讀取接口8為藍(lán)牙技術(shù)的數(shù)據(jù)發(fā)射端。所述信號(hào)處理器2內(nèi)貯的數(shù)據(jù)，包括所述各模塊電池以及電池組1終止放電時(shí)刻的實(shí)時(shí)電壓值，例如以上實(shí)施例所述信號(hào)處理器2發(fā)出信號(hào)控制放電模塊5終止電池組放電時(shí)刻兩個(gè)模塊電池1a/1b的電壓值(其中至少一只電池的電壓下降到信號(hào)處理器2內(nèi)貯設(shè)定的電壓值)；所述的終止放電，包括信號(hào)處理器2發(fā)出信號(hào)控制放電模塊5終止對(duì)電池組1的放電，以及電動(dòng)車(chē)在正常操控行駛中對(duì)電池組1的終止放電。通過(guò)外部專(zhuān)用數(shù)據(jù)讀取設(shè)備的所述連接，可方便獲得電池組中各模塊電池終止放電時(shí)刻的實(shí)時(shí)電壓值，便于準(zhǔn)確檢出、更換容量落后的模塊電池。

市場(chǎng)專(zhuān)用于電壓信號(hào)巡檢的集成電路模塊一般由a/d轉(zhuǎn)換專(zhuān)用芯片加微處理器構(gòu)成，a/d轉(zhuǎn)換專(zhuān)用芯片負(fù)責(zé)將電壓的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，微處理器控制在不同時(shí)刻對(duì)串聯(lián)電池組中的某模塊電池進(jìn)行采樣，通過(guò)采樣時(shí)間比較，可以準(zhǔn)確獲知某模塊電池的實(shí)時(shí)電壓，使用這類(lèi)專(zhuān)用巡檢模塊，從其輸出端就可以測(cè)知圖2a所示第一模塊電池1a和第二模塊電池1b的實(shí)時(shí)電壓，這類(lèi)專(zhuān)用巡檢信號(hào)處理的集成電路模塊的精度一般較高，信號(hào)輸入端也較多，適用于眾多模塊電池的實(shí)時(shí)電壓巡檢。當(dāng)所選購(gòu)的信號(hào)處理器2的信號(hào)輸入端足夠用時(shí)，還可以將電壓巡檢的信號(hào)處理功能集成在信號(hào)處理器，該電壓巡檢的信號(hào)輸入端一般設(shè)計(jì)為(n+1)路輸入通道，n為串聯(lián)電池組中的模塊電池只數(shù)，工作時(shí)，信號(hào)處理器內(nèi)部的a/d轉(zhuǎn)換子模塊負(fù)責(zé)將電壓的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，微處理器控制在不同時(shí)刻對(duì)電池組中的某模塊電池進(jìn)行采樣，通過(guò)采樣時(shí)間比較同樣可獲知某模塊電池的實(shí)時(shí)電壓。

在一個(gè)巡檢模塊3與電池組的接口實(shí)施例中，巡檢對(duì)象為低速電動(dòng)汽車(chē)用的72v電池組，該電池組由6只12v160ah的鉛蓄電池串聯(lián)組成，其兩端加5個(gè)抽頭端共7個(gè)對(duì)外信號(hào)接口，分別與巡檢模塊的7個(gè)信號(hào)輸入端相接，巡檢模塊選擇a/d轉(zhuǎn)換專(zhuān)用芯片，其信號(hào)輸出端與信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端相接，工作時(shí)，a/d轉(zhuǎn)換專(zhuān)用芯片負(fù)責(zé)將電壓的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由信號(hào)處理器2控制該巡檢模塊在不同時(shí)刻對(duì)電池組中的模塊電池進(jìn)行采樣，通過(guò)采樣時(shí)間比較，可獲知某模塊電池的實(shí)時(shí)電壓。巡檢模塊3除了監(jiān)測(cè)各模塊電池的實(shí)時(shí)電壓，也可同時(shí)監(jiān)測(cè)電池組兩端電壓。在以下附圖及說(shuō)明中，不再專(zhuān)門(mén)標(biāo)示巡檢模塊3與電池組1中模塊電池的巡檢示意結(jié)構(gòu)，圖2a所示巡檢結(jié)構(gòu)的電控設(shè)備示意圖簡(jiǎn)化為圖2b所示。

本發(fā)明中，所述電動(dòng)車(chē)用的電控設(shè)備的巡檢模塊3、信號(hào)處理器2、放電模塊5充電模塊6和數(shù)據(jù)讀取接口8可分立設(shè)置，也可選擇性組合設(shè)置，上述將電壓巡檢模塊3的功能集成在信號(hào)處理器2是選擇性組合設(shè)置的一個(gè)實(shí)施例，如圖3所示；同理，放電模塊5和充電模塊6的功能也可共用一體化模塊設(shè)置，如圖4和圖5所示；甚至可將巡檢模塊3、信號(hào)處理器2、放電模塊5、充電模塊6包括數(shù)據(jù)讀取接口8的全部功能共用一體化模塊設(shè)置。

本發(fā)明還提供了一種所述電動(dòng)車(chē)用的電控設(shè)備的充放電控制方法，該方法以電池組中的任一模塊電池的實(shí)時(shí)放電電壓值下降到內(nèi)貯設(shè)定的閥值作為終止放電的依據(jù)，并且以電池組中的容量落后模塊電池的受充電壓狀態(tài)作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，由信號(hào)處理器控制充電模塊對(duì)整組電池執(zhí)行浮選恒壓值的充電操作。參考圖2-5所示的電控設(shè)備，所述的充放電控制方法具體包括以下步驟：

步驟1)利用巡檢模塊3對(duì)電池組中各個(gè)模塊電池的實(shí)時(shí)放電電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)巡檢，并把各個(gè)模塊電池或/和電池組1的實(shí)時(shí)放電電壓數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)貯存于信號(hào)處理器2的可讀取內(nèi)貯；

步驟2)通過(guò)信號(hào)處理器2接收步驟1)中巡檢得到的各模塊電池對(duì)應(yīng)的巡檢數(shù)據(jù)，并由信號(hào)處理器2將所述的巡檢數(shù)據(jù)與其內(nèi)貯設(shè)定的閥值進(jìn)行比較，當(dāng)信號(hào)處理器2檢測(cè)到電池組1中任一模塊電池的電壓值下降到內(nèi)貯設(shè)定的閥值時(shí)，發(fā)送相應(yīng)信號(hào)控制放電模塊5終止對(duì)所述電池組1的放電；

步驟3)利用信號(hào)處理器2記錄步驟1)中巡檢得到或步驟2)終止電池組1放電時(shí)刻得到的電壓值最低的容量落后模塊電池的數(shù)據(jù)；

步驟4)通過(guò)步驟3)的信號(hào)記錄，利用信號(hào)處理器2監(jiān)測(cè)電池組1中容量落后模塊電池在下次充電的電壓上升狀態(tài)，當(dāng)信號(hào)處理器2監(jiān)測(cè)到該容量落后模塊電池的受充電壓達(dá)到內(nèi)貯設(shè)定的恒壓充電上限值vm/v時(shí)，發(fā)送相應(yīng)信號(hào)給充電模塊6，充電模塊6以該時(shí)刻的實(shí)時(shí)電壓值作為恒定電壓值對(duì)所述電池組1充電，并且當(dāng)對(duì)電池組1的充電電流下降至設(shè)定值時(shí)，變換所述的恒定電壓值為設(shè)置的浮充電壓值。

現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)中，放電控制設(shè)備是監(jiān)測(cè)電動(dòng)車(chē)電池組兩端的電壓下限，導(dǎo)致容量落后的模塊電池深放電，而充電時(shí)充電控制設(shè)備是監(jiān)測(cè)電池組兩端的電壓上限，導(dǎo)致容量落后的模塊電池過(guò)充電；如果對(duì)每個(gè)模塊電池分別充滿(mǎn)電，又導(dǎo)致電池組中各模塊電池的容量更加不均衡。本發(fā)明電控設(shè)備的充放電控制方法，是通過(guò)監(jiān)測(cè)各個(gè)模塊電池的電壓狀態(tài)，以任一模塊電池的放電電壓到達(dá)下限為依據(jù)終止整組電池放電，防止容量落后的模塊電池深放電。以上所述步驟3)容量落后模塊電池的數(shù)據(jù)，包括其放電電壓值或其在電源電路中的位置記憶，利用信號(hào)處理器2記錄該數(shù)據(jù)的技術(shù)目的，是為電池組1下次充電提供監(jiān)測(cè)目標(biāo)依據(jù)。

通過(guò)上述步驟3)的記錄，在下次充電時(shí)以容量落后模塊電池的的受充電壓上升到vm/v時(shí)刻來(lái)決定對(duì)整組電池充電的恒壓值，這一恒壓值根據(jù)所述模塊電池的種類(lèi)由信號(hào)處理器2內(nèi)貯設(shè)定。例如在電動(dòng)車(chē)用的由6只標(biāo)稱(chēng)12v鉛蓄電池串聯(lián)組成的電池組中，標(biāo)稱(chēng)12v鉛蓄電池恒壓充電的國(guó)標(biāo)推薦值為14.7v，當(dāng)信號(hào)處理器2監(jiān)測(cè)到該容量落后模塊電池的受充電壓上升至14.7v時(shí)，發(fā)出信號(hào)控制充電模塊6把此時(shí)刻對(duì)整組電池充電的實(shí)時(shí)電壓作為恒定電壓值；所述浮選是指這一由整組電池充電實(shí)時(shí)電壓決定的恒壓值不固定，該恒壓值是由容量落后模塊電池的充電電壓上升至14.7v的時(shí)刻決定，從而防止容量落后模塊電池過(guò)充電；所述在恒定該電壓值充電末期，當(dāng)充電電流下降至設(shè)定值時(shí)將恒定電壓值變換為設(shè)置的浮充電壓值，是一種既對(duì)電池組保護(hù)性充電、又防止電池組過(guò)充電的設(shè)計(jì)方法，這一變換為浮充電壓值的電流下降設(shè)定值屬優(yōu)選，一般在0.01-0.03c/a之間選?。凰龅母〕潆妷褐翟诔潆娔K6的充電程序中設(shè)置，其優(yōu)選值取決于電池種類(lèi)，例如標(biāo)稱(chēng)12v鉛電池的浮充電壓優(yōu)選值為13.5v，當(dāng)電池組由6只標(biāo)稱(chēng)12v的鉛電池串聯(lián)而成時(shí)，電池組浮充電壓值優(yōu)選為81.00v(6只標(biāo)稱(chēng)12v電池平均取值為13.5v)。

利用信號(hào)處理器2的可讀取內(nèi)貯記錄并貯存電池組1中各個(gè)模塊電池在終止放電時(shí)刻的實(shí)時(shí)電壓數(shù)據(jù)，是為所述電控設(shè)備的外部讀取設(shè)備通過(guò)連接數(shù)據(jù)讀取接口8讀取數(shù)據(jù)，使用戶(hù)對(duì)電池組1中各個(gè)模塊電池的容量狀態(tài)一目了然。

以下實(shí)施例僅用于進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，這些技術(shù)方案可單獨(dú)使用，也可加入或組合并用其他成熟技術(shù)。

實(shí)施例1

設(shè)計(jì)一種四輪電動(dòng)汽車(chē)的電控設(shè)備，該電控設(shè)備包括巡檢模塊3、信號(hào)處理器2、放電模塊5、充電模塊6和數(shù)據(jù)讀取接口8，其中，配套該電動(dòng)汽車(chē)使用的電池組1由6只12v150ah的鉛蓄電池電串聯(lián)組成，且6只電池的串聯(lián)接口設(shè)置有串聯(lián)抽頭端，即該72v電池組由其兩端加5個(gè)抽頭端共7個(gè)對(duì)外信號(hào)接口，分別與巡檢模塊3的7個(gè)信號(hào)輸入端連接；信號(hào)處理器2具有電壓信號(hào)比較功能和邏輯處理功能，其信號(hào)輸入端連接巡檢模塊3的信號(hào)輸出端，其三個(gè)信號(hào)輸出端分別連接放電模塊5的信號(hào)輸入端、充電模塊6的信號(hào)輸入端以及數(shù)據(jù)讀取接口8的信號(hào)輸入端，該電控設(shè)備各功能模塊的控制邏輯結(jié)構(gòu)示意如圖2b所示。

放電模塊5的電源輸入端連接電池組1的兩端，其電源輸出端連接電池組的放電負(fù)載7，該放電模塊5由電動(dòng)車(chē)常規(guī)放電管理系統(tǒng)加入優(yōu)先控制接口電路而成，該優(yōu)先控制接口電路受控于信號(hào)處理器2輸出的0/1指令，放電模塊5當(dāng)接收到“1”信號(hào)時(shí)正常工作，當(dāng)接收“0”信號(hào)時(shí)不工作。充電模塊6的電源輸出端連接電池組1的兩端，其電源輸入端連接所述電動(dòng)車(chē)的外部電源，該充電模塊6內(nèi)置有若干充電程序，具體充電恒壓值受控于信號(hào)處理器2輸出的相應(yīng)指令。

該電控設(shè)備工作時(shí)，信號(hào)處理器2向控制放電模塊5發(fā)出“1”信號(hào)，放電模塊5受電動(dòng)車(chē)人工操作裝置控制正常放電；巡檢模塊3通過(guò)對(duì)6個(gè)鉛蓄電池的巡檢獲得實(shí)時(shí)放電電壓數(shù)據(jù)，巡檢周期為3秒，將每次巡檢獲得的每個(gè)電池的實(shí)時(shí)放電電壓數(shù)據(jù)傳送給信號(hào)處理器2，由信號(hào)處理器2與內(nèi)貯設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)信號(hào)處理器2檢測(cè)到6個(gè)鉛蓄電池中任一電池的電壓值下降到內(nèi)貯設(shè)定的10.5v時(shí)，通過(guò)向控制放電模塊5發(fā)出“0”信號(hào)而優(yōu)先終止對(duì)72v電池組1的放電。在該放電測(cè)控過(guò)程中，信號(hào)處理器2還對(duì)放電電壓相對(duì)最低或終止放電時(shí)刻首先達(dá)到10.5v的電池作出記錄，該記錄以電源電路中的位置信號(hào)在信號(hào)處理器2的內(nèi)貯暫存，作為信號(hào)處理器2對(duì)電池組1下次充電的電壓監(jiān)測(cè)目標(biāo)依據(jù)。

充電程序設(shè)定為：充電模塊6以25a恒定電流對(duì)電池組1起始充電，當(dāng)收到信號(hào)處理器2發(fā)出的恒定電壓值指令(信號(hào)處理器2監(jiān)測(cè)到放電過(guò)程中電壓相對(duì)最低或放電電壓首先達(dá)到10.5v的電池的充電電壓上升至14.7v，并向充電模塊6發(fā)出恒定電壓值的信號(hào))，充電模塊6把此時(shí)刻對(duì)整組電池組1充電的實(shí)時(shí)電壓作為恒定電壓值，變換為恒定該電壓值、限制25a電流對(duì)整組電池的充電方式，并且當(dāng)充電電流下降至3.00a時(shí)將上述恒壓值變換為81.00v對(duì)電池組1浮充。

信號(hào)處理器2設(shè)置有數(shù)據(jù)內(nèi)貯的子模塊，數(shù)據(jù)讀取接口8向外部讀取設(shè)備提供信息數(shù)據(jù)的連接口為機(jī)械式弱電插座，外部讀取設(shè)備與該插座的弱電接口設(shè)計(jì)為與其匹配的插頭形式，外部讀取設(shè)備可通過(guò)數(shù)據(jù)讀取接口8連接讀取信號(hào)處理器2內(nèi)貯的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)為：電池組1終止放電時(shí)刻6個(gè)鉛蓄電池的實(shí)時(shí)電壓值，包括信號(hào)處理器2發(fā)出“0”信號(hào)控制放電模塊5終止(其中有一只電池的電壓值已下降到信號(hào)處理器2內(nèi)貯設(shè)定的10.5v)、以及并非信號(hào)處理器2發(fā)出“0”信號(hào)控制放電模塊5而終止電池組1放電時(shí)刻的6個(gè)鉛蓄電池的實(shí)時(shí)電壓值。

本實(shí)施例的電控設(shè)備通過(guò)外部專(zhuān)用的數(shù)據(jù)讀取設(shè)備，可方便獲得電池組中各只電池終止放電時(shí)刻的實(shí)時(shí)電壓值，便于準(zhǔn)確檢出、更換容量已落后的電池，使本實(shí)施例所述四輪電動(dòng)汽車(chē)的電池組獲得有效的維護(hù)保障，有利于延長(zhǎng)6個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)成組的使用壽命，降低了該四輪電動(dòng)汽車(chē)電池組的更換率。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將實(shí)施例1的放電模塊5和充電模塊6實(shí)行一體化設(shè)計(jì)，參考圖4所示的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例同時(shí)把數(shù)據(jù)讀取接口8設(shè)計(jì)為藍(lán)牙數(shù)據(jù)發(fā)射端，通過(guò)使用特定無(wú)線(xiàn)頻率(2.4—2.485ghz的ism波段的uhf無(wú)線(xiàn)電波)向設(shè)計(jì)為藍(lán)牙接收端的外部讀取設(shè)備短距離提供無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)，電控設(shè)備的其余結(jié)構(gòu)以及充放電的控制方法，與實(shí)施例1中的電控設(shè)備及充放電控制方法相同。

本實(shí)施例的電控設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)，使外部專(zhuān)用的藍(lán)牙數(shù)據(jù)讀取設(shè)備更方便地獲得電池組中各只電池終止放電時(shí)刻的實(shí)時(shí)電壓值，使所述四輪電動(dòng)汽車(chē)電池組的維護(hù)保障管理更上一個(gè)技術(shù)應(yīng)用臺(tái)階。

最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。