命,以提升充電效率和降低充電成本。該模塊可集成在車載控制器內(nèi),也可以安裝在車輛外部設備上。
[0042]成本控制模塊是平衡充電成本與電池壽命的核心模塊。成本控制模塊可以獨立做成一個控制器,方便選配、后裝,也可以集成在BMS控制器、車載電腦或其他車載控制器中。對內(nèi),成本控制模塊可以與BMS、VCU等車輛控制器進行通訊,完成控制;對外,它可以聯(lián)接到互聯(lián)網(wǎng),對某些參數(shù)如實時時間、電價等進行實時抓取,也可以和用戶的家庭電腦、手機等互聯(lián)網(wǎng)設備進行實時交互。
[0043]實時時鐘,用于在車輛啟動或是停止狀態(tài),為控制系統(tǒng)提供實時時間參數(shù),以滿足毫秒級別的安時積分算法和充電時間的計算要求。
[0044]以上描述的各個電動車部件,可根據(jù)實際情況,一個部件拆分成獨立功能模塊,或是多個部件集成為一個大部件。所有部件、功能、分類、數(shù)量等均可靈活設置,不一定與前面的描述完全一致。
[0045]實施例二
本發(fā)明一種車載智能充電方法的具體實現(xiàn)原理如下:
一般情況下,用戶把車輛停置妥當,插上充電槍后,車輛已進入充電狀態(tài),充電控制模塊可隨時控制充電的開啟和斷開。在此基礎上,成本控制模塊比較實時電價曲線和用戶設定的電價閥值,當實時電價低于閥值時,通知充電控制模塊閉合車輛的充電開關,開始給動力電池充電;當電價升高超出閥值時,或預設目標電量已達到時,成本控制模塊通知充電控制模塊斷開充電開關,停止給動力電池充電。由于還可能存在其它風險,如車輛在低電價的時段無法把動力電池的電量充到預設目標電量,成本控制模塊還可以允許電池在電價超出閥值的時候進行充電,以優(yōu)先滿足用戶出行的電量需求。
[0046]在成本控制模塊里,用戶可以預先設置目標電量或目標行駛里程等關鍵參數(shù)。同時,成本控制模塊擁有自學習功能,可以記錄車輛每天的行駛里程、可充電時間段、每次的充電費用統(tǒng)計等重要參數(shù),并根據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析用戶偏好,自動優(yōu)化內(nèi)部充電參數(shù),從而在充電的時候,可以結(jié)合實時電價、充電電壓電流等參數(shù),優(yōu)化充電流程,合理分布充電時間,降低充電成本。
[0047]在成本控制模塊的控制下,一個完整的充電流程可能會分為兩個階段,低價階段和擴容階段。低價階段,指的是當實時電價低于設定的電價閥值時,由成本控制模塊控制進行的充電階段;擴容階段,指當?shù)蛢r階段內(nèi)的充電量無法達到目標電量時,成本控制模塊不再考慮充電成本,強制閉合充電開關,給動力電池充電的階段。
[0048]低價階段和擴容階段的時間分割點,可由用戶自行設置。同時,成本控制模塊也會根據(jù)用戶設定的目標電量(或目標里程),結(jié)合充電最大功率,實時計算剩余的必須充電時間。當用戶設定的剩余可充電時間小于等于必須充電時間時,不再考慮電價因素,強制閉合繼電器開始充電,以確保車輛的里程安全。此外,成本控制模塊還可以聯(lián)接到互聯(lián)網(wǎng),用戶可以借由此通道給成本控制模塊一個輸入信號,以強制打開擴容階段的充電開關。這種情況一般適用于用戶突然需求更多的續(xù)航里程,需要額外的電量存儲的情況。
[0049]—般來說,電池的壽命受充電方式的影響很大,過充、過放都會危害到電池壽命?;诖耍瑢τ诘蛢r階段的充電控制,既需要監(jiān)測電價成本,也需要合理設置目標電量,降低壽命成本。以鋰離子電池為例,電池的健康壽命容量一般在20%?80%左右,故本發(fā)明設定低價階段的目標電量時,不會超過80%(考慮綜合成本會把低價階段目標電量設置在80%)。對于擴容階段,考慮到行駛里程優(yōu)先,即使電價升高,擴容階段的目標電量超過電池健康容量,也會強制充電,保證用戶的基本使用。
[0050]綜上所述,低價階段的目標電量會設置在健康容量的范圍之內(nèi),盡可能靠近此容量的上限;而擴容階段的目標電量會介于低價階段的目標電量和滿電電量100%之間,根據(jù)用戶需求的額外行駛里程來確定。充電系統(tǒng)的成本控制模塊根據(jù)大數(shù)據(jù)分析和用戶設置,確定總充電時間段。基于最終目標電量的必須充電時間,實時計算低價階段的充電時間,在低價階段的時間段內(nèi),根據(jù)實時電價決定是否進行充電,直至達到本階段的目標電量或時間段結(jié)束。如在低價階段達到本階段的目標充電電量,則停止充電,保持電池健康容量,直到擴容階段開始。在任何時候,當成本控制模塊判斷剩余充電時間小于等于剩余的必須充電時間時,不再考慮電價參數(shù),強制開始充電,動力電池電量應在整個充電結(jié)束時,達到總充電量。
[0051]在設置的時候,用戶可以輸入低價階段充電的電價閥值和目標電量,輸入擴容階段的額外需求電量。設置后,在充電時,充電系統(tǒng)首先進入低價充電階段,根據(jù)電價參數(shù)進行充電。當電量達到此階段預設目標值時停止充電,動力電池保持健康容量等待擴容階段的到來。進入擴容階段后,系統(tǒng)只判斷是否達到此階段的目標電量,如否則強制進行充電。另外,系統(tǒng)為用戶提供遠程開關輸入,用戶可以隨時決定開始擴容階段充電。
[0052]另外,如果車輛長時間放置不使用,充電系統(tǒng)可以自動進入休眠模式。車輛可以通過檢測充電槍的連接時間、儀表里程參數(shù)、鑰匙信號等參數(shù),判斷車輛是否已經(jīng)長時間靜置。在休眠狀態(tài)下,為保護電池壽命、更好的存儲動力電池里的電能、減低充電費用,系統(tǒng)允許電池的存儲電量自然下降,并保持在40%?60%之間。當車輛處于休眠狀態(tài),車輛會自動長期保持低價階段充電,但目標電量會變更為目標存儲電量。在電量低于目標存儲電量,同時電價低于低價階段充電的閥值時,允許開啟充電。
[0053]此外,用戶可以通過外接開關,手工設置使車輛進入休眠模式。當車輛自動或手工進入休眠模式時,充電系統(tǒng)中的成本控制模塊會通過互聯(lián)網(wǎng)通知用戶。當用戶需要使用車輛時,需再通過此遠程控制開關提前喚醒車輛,使車輛進入正常的充電階段(低價充電和擴容階段)。
[0054]實施例三
本發(fā)明的實時充電功率值、電壓值、電流值等,由BMS系統(tǒng)根據(jù)車輛當前狀態(tài)(如故障等級,電池SOC狀態(tài),充電機功率限制,充電設備功率限制等)計算出來,并實時向充電系統(tǒng)發(fā)送,以從安全的角度限制充電功率,此計算公式、算法為BMS的通用控制策略算法,在這里不作詳細描述。
[0055]以鋰電池為例,充電的目標電量一般默認為在健康電量或以下,即<80%。此電量之前的充電電流,一般是固定數(shù)值(處于恒流階段)。例如,在整個充電系統(tǒng)中,充電機限制了最大充電功率為3.3kW,恒流充電的電流Ichg=10A。設電池總?cè)萘繛镃ap,當前充電電量為SOCo,目標電量為SOCset,則此次充電需沖入容量為(SOCset- S0CQ)*Cap?;诖?,可算出恒流充電時剩余的必須充電時間〖_<!=(30(:^- S0CQ)*Cap / Ichg。在低價階段,判斷當前實時電價參數(shù)是否低于電價閥值,以確定是否需要進行充電。當實時計算的剩余的必須充電時間t_d’大于等于用戶設定的剩余可充電時間At時,SPt_d’ > At時,成本控制模塊將強行切換到擴容階段,不考慮電價參數(shù)強制充電,確保出行