CN107579553A - 一种电池管理系统的充电控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池管理系统的充电控制方法，方法包括：电池管理单元接收单体输出电压最高值以及输出电流值，在单体输出电压最高值大于第一电压阈值的情况下，或在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值小于第一电流阈值的情况下，对电池包进行断续充电；电池管理单元获取输出电流值并判断输出电流值是否小于第一电流阈值，在输出电流值小于第一电流阈值的情况下，对电池包进行恒压充电；本发明还提供了一种电池管理系统的充电控制装置。本发明在锂电池包充电过程中能够对锂电池包进行充电控制，确保锂电池包充满电，解决经常容易出现不是满充电而判断为满充电状态的问题。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车高端装备技术领域，具体涉及一种电池管理系统的充电控制方法和装置。
背景技术
在新能源汽车领域中，作为电动汽车的主要能量来源，锂电池包由于其具有更为轻便、容量更大、循环性能好以及使用寿命长等优点，近年来开始广泛应用于电动汽车。电动车用的锂电池包电压高、容量大，电池包中串联的单体电池数量多，因此一般采用电池管理系统（简称为“BMS”）进行管理。锂电池包进行充电时，电池管理系统也会对锂电池包进行充电管理。
目前，锂电池包常规充电方法是恒流恒压充电方法（简称为“CC-CV”）。该充电方法首先通过恒定电流充电直到电池电压达到截止电压，然后通过恒定电压进行充电直到截止电流。利用常规充电方法在对锂电池包进行充电时，经常容易出现不是满充电而判断为满充电状态的现象，从而造成锂电池包的电量不能充满的问题；同时，采用常规的充电方法容易导致锂电池包过充，过充容易造成锂电池包内的单体锂电池损坏，缩短单体锂电池的循环使用寿命。如附图1所示，图1是现有技术所述的充电控制方法的流程图，当采用现有技术对锂电池包进行充电时，若锂电池包内单体锂电池的最高电压达到截止电压值时，出于防止过充的需要，需要结束充电，此时，锂电池包往往容易出现未充满电的现象；因此，在采用恒流恒压充电方法对锂电池包进行充电时，如何通过电池管理系统进行充电控制，确保锂电池包充满电，以及防止锂电池包过充的同时，如何能保证锂电池包达到满充电状态，是目前需要解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种电池管理系统的充电控制方法和装置，在锂电池包充电过程中能够对锂电池包进行充电控制，确保锂电池包充满电，解决经常容易出现不是满充电而判断为满充电状态的问题；同时，防止锂电池包过充的同时，保证锂电池包达到满充电状态，避免单体锂电池损坏，延长单体锂电池的循环使用寿命，同时保证锂电池包达到满充电状态。
本发明的技术方案如下：
一种电池管理系统的充电控制方法，方法包括：
进入恒压充电后，电池管理单元接收来自于电池检测单元检测的电池包内单体电池的单体输出电压最高值以及来自于绝缘检测单元检测的电池包内的输出电流值，判断该单体输出电压最高值是否大于第一电压阈值以及判断在第一预设时间内输出电流值是否小于第一电流阈值，在单体输出电压最高值大于第一电压阈值的情况下，或在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制充电机对电池包进行断续充电；
断续充电过程中，电池管理单元获取输出电流值并判断输出电流值是否小于第一电流阈值，在输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制充电机结束断续充电并继续对电池包进行恒压充电。
进一步地，断续充电过程中，电池管理单元获取输出电流值并判定输出电流值是否小于第一电流阈值之后，还包括：
在输出电流值大于第一电流阈值的情况下，电池管理单元获取电池包内单体电池的单体输出电压值并将当前充电电压值设置为当前单体电池输出电压值，通过控制充电机结束断续充电并继续对电池包进行恒压充电。
进一步地，恒压充电过程中，电池管理单元获取电池包内单体电池的单体输出电压最高值并判断该单体输出电压最高值是否大于截止电压，在单体输出电压最高值大于截止电压的情况下，通过控制充电机停止对电池包进行充电。
进一步地，断续充电过程中，电池管理单元获取电池包内单体电池的单体输出电压最高值并判断该单体输出电压最高值是否大于截止电压，在单体输出电压最高值大于截止电压的情况下，通过控制充电机停止对电池包进行充电。
进一步地，判断该单体输出电压最高值是否大于第一电压阈值以及判断在第一预设时间内输出电流值是否小于第一电流阈值之后，还包括：
在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值大于第一电流阈值的情况下，继续保持对电池包进行恒压充电。
进一步地，电池管理单元通过控制充电机对电池包进行断续充电的充电方式为：
电池管理单元通过控制充电机循环进行以下充电过程：在第二预设时间内停止对电池包进行充电，在第三预设时间内以低于恒压充电时的充电电压进行充电。
进一步地，第三预设时间比第二预设时间短。
进一步地，电池管理单元通过控制充电机对电池包进行断续充电之前，还包括：
电池管理单元将当前电池容量修正为电池实际总容量。
本发明还提供了一种锂电池包的充电控制装置，锂电池包内设置有串联在锂电池包总正极与总负极之间的一个或多个电池组，该充电控制装置包括有设置在电池包箱体内的电池管理系统， 电池管理系统包括有通过CAN通讯连接在整车通讯接口上的电池管理单元、通过采集均衡线与电池组连接且通过CAN通讯与电池管理单元连接的电池检测单元、通过采集信号线连接在锂电池包总正极与总负极之间且通过CAN通讯与电池管理单元连接的绝缘检测单元，充电控制装置还包括有连接在锂电池包总正极与总负极之间且通过CAN通讯与电池管理单元连接的车载充电机、与电池组串联的分流器，绝缘检测单元还通过采集信号线与分流器并联。
电池检测单元用于检测电池组内单体电池的单体输出电压值。
绝缘检测单元用于检测电池组内的输出电流值。
电池管理单元用于接收来自于电池检测单元检测的电池组内单体电池的单体输出电压最高值以及来自于绝缘检测单元检测的电池组内的输出电流值，判断该单体输出电压最高值是否大于第一电压阈值以及判断在第一预设时间内输出电流值是否小于第一电流阈值，在单体输出电压最高值大于第一电压阈值的情况下，或在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制车载充电机对电池组进行断续充电；以及还用于在断续充电后，获取输出电流值并判断输出电流值是否小于第一电流阈值，在输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制车载充电机结束断续充电并继续对电池包进行恒压充电。
充电控制装置还包括与电池组串联的熔断器以及主负继电器。
本发明的工作原理：
本发明通过电池管理系统对锂电池包进行充电控制，电池管理单元接收来自于电池检测单元检测的电池包内单体电池的单体输出电压值以及来自于绝缘检测单元检测的电池包内的输出电流值，当电池包内单体电池的单体输出电压最高值大于第一电压阈值时，或者在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值小于第一电流阈值时，电池管理单元则控制充电机对电池包进行断续充电，如此循环往复多次；在断续充电后，电池管理单元继续接收来自于绝缘检测单元检测的电池包的输出电流值，当输出电流值小于第一电流阈值时，再次控制充电机对电池包进行恒压充电，直到锂电池包的单体电池的单体输出电压值达到截止电压才结束充电。
本发明的有益效果：
1.本发明通过在常规的恒流恒压充电方法进行改进，通过电池管理系统能够对锂电池包进行充电控制，确保锂电池包充满电，解决经常容易出现不是满充电而判断为满充电状态的问题；
2.本发明在防止锂电池包过充的同时，保证锂电池包达到满充电状态，避免单体锂电池损坏，延长单体锂电池的循环使用寿命，同时保证锂电池包达到满充电状态。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有技术所述的充电控制方法的流程图；
图2是本发明实施例所述的电池管理系统的充电控制方法的流程图；
图3是本发明实施例中所述的断续充电方法的流程图；
图4是本发明实施例中所述的充电控制装置的电气连接图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例
一种电池管理系统的充电控制方法，参见图1，该方法包括：
S100：准备工作：电池管理系统设置充电电压和充电电流；
S101：对锂电池包进行恒流恒压充电；
S102：电池管理单元接收来自于电池检测单元检测的电池包内单体电池的单体输出电压最高值以及来自于绝缘检测单元检测的电池包内的输出电流值；
S103：电池管理单元判断该单体输出电压最高值是否大于第一电压阈值，在单体输出电压最高值大于第一电压阈值的情况下，进入S105，在单体输出电压最高值小于第一电压阈值的情况下，进入S104；
S104：判断在第一预设时间内输出电流值是否小于第一电流阈值，在第一预设时间内输出电流值小于第一电流阈值的情况下，进入S105，在第一预设时间内输出电流值大于第一电流阈值的情况下，返回S101；
S105：电池管理单元控制充电机对电池包进行断续充电；
S106：电池管理单元获取输出电流值并判断输出电流值是否小于第一电流阈值，，在输出电流值小于第一电流阈值的情况下，返回S101；在输出电流值大于第一电流阈值的情况下，进入S107；
S107：电池管理单元获取电池包内单体电池的单体输出电压值并将当前充电电压值设置为当前单体电池输出电压值，并返回S101；
S108：电池管理单元再次接收来自于电池检测单元检测的电池包内单体电池的单体输出电压最高值，当判定单体输出电压最高值大于截止电压时，则结束充电。
其中，步骤S105所述的断续充电的方法包括：
S201：电池管理单元将当前电池容量修正为电池实际总容量；
S202：在第二预设时间内停止对电池包进行充电；
S203：在第三预设时间内以低于恒压充电时的充电电压进行充电。
其中，所述第三预设时间比第二预设时间短。
通过上述的充电控制方法，本发明解决了经常容易出现不是满充电而判断为满充电状态的问题，而且在防止锂电池包过充的同时，保证锂电池包达到满充电状态，避免单体锂电池损坏，延长单体锂电池的循环使用寿命，同时保证锂电池包达到满充电状态。
如附图4所示，一种锂电池包的充电控制装置，锂电池包内设置有串联在锂电池包总正极与总负极之间的一个或多个电池组，电池组包括电池组1、电池组2、电池组3和电池组4，该充电控制装置包括有设置在电池包箱体内的电池管理系统， 电池管理系统包括有通过CAN通讯连接在整车通讯接口上的电池管理单元5、通过采集均衡线与电池组连接且通过CAN通讯与电池管理单元5连接的电池检测单元6、通过采集信号线连接在锂电池包总正极与总负极之间且通过CAN通讯与电池管理单元连接的绝缘检测单元7，充电控制装置还包括有连接在锂电池包总正极与总负极之间且通过CAN通讯与电池管理单元连接的车载充电机11、与电池组串联的分流器9，绝缘检测单元7还通过采集信号线与分流器9并联。
电池检测单6用于检测电池组内单体电池的单体输出电压值；绝缘检测单元7用于检测电池组内的输出电流值；电池管理单元5用于接收来自于电池检测单元6检测的电池组内单体电池的单体输出电压最高值以及来自于绝缘检测单元7检测的电池组内的输出电流值，判断该单体输出电压最高值是否大于第一电压阈值以及判断在第一预设时间内输出电流值是否小于第一电流阈值，在单体输出电压最高值大于第一电压阈值的情况下，或在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制车载充电机11对电池组进行断续充电；以及还用于在断续充电后，获取输出电流值并判断输出电流值是否小于第一电流阈值，在输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制车载充电机11结束断续充电并继续对电池包进行恒压充电。
优选地，充电控制装置还包括与电池组串联的熔断器8以及主负继电器10。
优选地，电池管理单元5还用于，在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值大于第一电流阈值的情况下，继续保持对电池包进行恒压充电。
优选地，在断续充电后，电池管理单元5还用于，获取输出电流值并在输出电流值大于第一电流阈值的情况下，获取电池包内单体电池的单体输出电压值并将当前充电电压值设置为当前单体电池输出电压值，通过控制车载充电机11结束断续充电并继续对电池包进行恒压充电。
优选地，恒压充电过程中，电池管理单元5还用于，获取电池包内单体电池的单体输出电压最高值并判断该单体输出电压最高值是否大于截止电压，在单体输出电压最高值大于截止电压的情况下，通过控制车载充电机停止对电池包进行充电。
优选地，断续充电的充电方式为：
电池管理单元5通过控制车载充电机11循环进行以下充电过程：在第二预设时间内停止对电池包进行充电，在第三预设时间内以低于恒压充电时的充电电压进行充电；其中，第三预设时间比第二预设时间短。
优选地，电池管理单元5通过控制车载充电机11对电池包进行断续充电之前，还用于，将当前电池容量修正为电池实际总容量。
Claims (10)
1.一种电池管理系统的充电控制方法，其特征在于，所述方法包括：
进入恒压充电后，电池管理单元接收来自于电池检测单元检测的电池包内单体电池的单体输出电压最高值以及来自于绝缘检测单元检测的电池包内的输出电流值，判断该单体输出电压最高值是否大于第一电压阈值以及判断在第一预设时间内输出电流值是否小于第一电流阈值，在单体输出电压最高值大于第一电压阈值的情况下，或在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制充电机对电池包进行断续充电；
断续充电过程中，电池管理单元获取输出电流值并判断输出电流值是否小于第一电流阈值，在输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制充电机结束断续充电并继续对电池包进行恒压充电。
2.如权利要求1所述的一种电池管理系统的充电控制方法，其特征在于，
断续充电过程中，电池管理单元获取输出电流值并判定输出电流值是否小于第一电流阈值之后，还包括：
在输出电流值大于第一电流阈值的情况下，电池管理单元获取电池包内单体电池的单体输出电压值并将当前充电电压值设置为当前单体电池输出电压值，通过控制充电机结束断续充电并继续对电池包进行恒压充电。
3.如权利要求1所述的一种电池管理系统的充电控制方法，其特征在于，
恒压充电过程中，电池管理单元获取电池包内单体电池的单体输出电压最高值并判断该单体输出电压最高值是否大于截止电压，在单体输出电压最高值大于截止电压的情况下，通过控制充电机停止对电池包进行充电。
4.如权利要求1或2所述的一种电池管理系统的充电控制方法，其特征在于，
断续充电过程中，电池管理单元获取电池包内单体电池的单体输出电压最高值并判断该单体输出电压最高值是否大于截止电压，在单体输出电压最高值大于截止电压的情况下，通过控制充电机停止对电池包进行充电。
5.如权利要求1所述的一种电池管理系统的充电控制方法，其特征在于，
判断该单体输出电压最高值是否大于第一电压阈值以及判断在第一预设时间内输出电流值是否小于第一电流阈值之后，还包括：
在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值大于第一电流阈值的情况下，继续保持对电池包进行恒压充电。
6.如权利要求1所述的一种电池管理系统的充电控制方法，其特征在于，所述电池管理单元通过控制充电机对电池包进行断续充电的充电方式为：
电池管理单元通过控制充电机循环进行以下充电过程：在第二预设时间内停止对电池包进行充电，在第三预设时间内以低于恒压充电时的充电电压进行充电。
7.如权利要求6所述的一种电池管理系统的充电控制方法，其特征在于，
所述第三预设时间比第二预设时间短。
8.如权利要求1所述的一种电池管理系统的充电控制方法，其特征在于，
所述电池管理单元通过控制充电机对电池包进行断续充电之前，还包括：
电池管理单元将当前电池容量修正为电池实际总容量。
9.一种锂电池包的充电控制装置，所述锂电池包内设置有串联在锂电池包总正极与总负极之间的一个或多个电池组，该充电控制装置包括有设置在电池包箱体内的电池管理系统，其特征在于：
所述电池管理系统包括有通过CAN通讯连接在整车通讯接口上的电池管理单元、通过采集均衡线与电池组连接且通过CAN通讯与电池管理单元连接的电池检测单元、通过采集信号线连接在锂电池包总正极与总负极之间且通过CAN通讯与电池管理单元连接的绝缘检测单元，所述充电控制装置还包括有连接在锂电池包总正极与总负极之间且通过CAN通讯与电池管理单元连接的车载充电机、与电池组串联的分流器，所述绝缘检测单元还通过采集信号线与分流器并联；
所述电池检测单元用于检测电池组内单体电池的单体输出电压值；
所述绝缘检测单元用于检测电池组内的输出电流值；
所述电池管理单元用于接收来自于电池检测单元检测的电池组内单体电池的单体输出电压最高值以及来自于绝缘检测单元检测的电池组内的输出电流值，判断该单体输出电压最高值是否大于第一电压阈值以及判断在第一预设时间内输出电流值是否小于第一电流阈值，在单体输出电压最高值大于第一电压阈值的情况下，或在单体输出电压最高值小于第一电压阈值且输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制车载充电机对电池组进行断续充电；以及还用于在断续充电后，获取输出电流值并判断输出电流值是否小于第一电流阈值，在输出电流值小于第一电流阈值的情况下，通过控制车载充电机结束断续充电并继续对电池包进行恒压充电。
10.如权利要求1所述的一种锂电池包的充电控制装置，其特征在于：所述充电控制装置还包括与电池组串联的熔断器以及主负继电器。
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