一种充电控制方法及充电控制系统与流程

1.本发明涉及电池充电技术领域，特别涉及一种充电控制方法及充电控制系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，汽车已成为人们日常生活中不可缺少的交通工具；因燃油作为不可再生资源，为了降低燃油的使用量，越来越多的汽车生产厂商逐渐致力于纯电动汽车的研究以及生产。目前，电动汽车主要通过充电桩为动力电池进行充电，但是充电有时候确实浪费时间，并且根据锂电池特性判断，经常快充、快放电实际上对于电池的寿命以及电池的续航能力都会产生一定的影响。因此，更换电池是实现快速加点的一种方式。
3.电池包从车上拆下，进入换电站后，需要进行快速充电。换电站充电控制系统需要考虑在不改变现有功率模块的前提下，能够给不同类型的电池包安全、快速地充电，并且还要考虑换电站斩断总控制系统ems调度等因素。如果不完全考虑这些因素，有可能产生无法充电，甚至出现安全事故的风险。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种充电控制方法及充电控制系统，用以解决如何获取对换电站中动力电池进行充电的充电功率的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种充电控制方法，应用于快充控制器，包括：
6.在待充电电池包的充电模式为控制充电模式时，向能量管理系统发送功率请求信号；
7.获取所述能量管理系统根据所述功率请求信号发送的充电功率；
8.控制功率模块按照所述充电功率对所述待充电电池包充电。
9.进一步地，在对所述待充电电池包充电之前，所述方法还包括：
10.获取所述待充电电池包的型号；
11.控制所述功率模块根据所述型号引导所述待充电电池包的电池管理系统对所述待充电电池包进行充电。
12.进一步地，所述方法还包括：
13.在检测到待充电电池包时，向所述待充电电池包的电池管理系统发送唤醒信号，以及，向三相接触器发送控制信号，控制所述三相接触器闭合，其中所述三相接触器串接在功率模块与电网之间的交流线路上；
14.获取电池包信息，并将所述待充电电池包的电池包信息发送到所述能量管理系统。
15.进一步地，所述方法还包括：
16.在待充电电池包的充电模式为自主充电模式时，获取所述待充电电池包的电池管理系统请求的充电功率；
17.控制所述功率模块按照所述电池管理系统请求的充电功率对所述待充电电池包充电。
18.进一步地，所述方法还包括：
19.在充电结束后，检测充电电流；
20.在所述充电电流小于预设阈值且持续预设时长时，向所述三相接触器发送控制信号，控制所述三相接触器断开。
21.本发明实施例还提供一种充电控制方法，应用于能量管理系统，包括：
22.接收快充控制器在确定待充电电池包的充电模式为控制充电模式时发送的功率请求信号；
23.根据所述待充电电池包的电池包信息和所述功率请求信号，确定充电功率；
24.向所述快充控制器发送所述充电功率。
25.进一步地，所述方法还包括：
26.接收所述快充控制器检测到待充电电池包时发送的电池包信息。
27.本发明实施例还提供一种快充控制器，包括：
28.第一发送模块，用于在待充电电池包的充电模式为控制充电模式时，向能量管理系统发送功率请求信号；
29.第一获取模块，用于获取所述能量管理系统根据所述功率请求信号发送的充电功率；
30.第一控制模块，用于控制功率模块按照所述充电功率对所述待充电电池包充电。
31.本发明实施例还提供一种能量管理系统，包括：
32.接收模块，用于接收快充控制器发送的功率请求信号和电池包信息；
33.确定模块，用于根据所述功率请求信号和所述电池包信息，确定充电功率；
34.第二发送模块，用于向所述快充控制器发送所述充电功率。
35.本发明实施例还提供一种充电控制系统，包括上述的快充控制器和能量管理系统。
36.进一步地，所述能量管理系统还包括：
37.三相接触器，串接在功率模块与电网之间的交流线路上，用于在接收到快充控制器发送的控制信号时闭合，导通所述功率模块和电网之间的交流线路；
38.功率模块，所述功率模块的第一端与电网输出端连接，第二端与待充电电池包连接，用于将电网输出的交流电转化为直流电输送到待充电电池包。
39.本发明的有益效果是：
40.上述方案，通过快充控制器确定待充电电池包的充电模式，并在充电模式为控制充电模式时，获取能量管理系统确定的充电功率，以该充电功率对待充电电池包进行充电。从而提供了一种由能量管理系统确定充电功率的充电策略，由于能量管理系统综合考虑了电池包和峰谷电价等因素，因此能够在降低换电站成本的同时最大程度维持动力电池寿命。
附图说明
41.图1表示本发明实施例的充电控制方法的流程示意图之一；
42.图2表示本发明实施例的充电控制方法的流程示意图之二；
43.图3表示本发明实施例的充电控制方法的流程示意图之三；
44.图4表示本发明实施例的快充控制器的结构示意图；
45.图5表示本发明实施例的能量管理系统的结构示意图；
46.图6表示本发明实施例的快充控制系统的结构示意图。
具体实施方式
47.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
48.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
49.在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
50.本发明针对如何获取对换电站中动力电池进行充电的充电功率的问题，提供一种充电控制方法及充电控制系统。
51.如图1所示，本发明实施例提供一种充电控制方法，应用于快充控制器，包括：
52.步骤11，在待充电电池包的充电模式为控制充电模式时，向能量管理系统发送功率请求信号；
53.步骤12，获取所述能量管理系统根据所述功率请求信号发送的充电功率；
54.步骤13，控制功率模块按照所述充电功率对所述待充电电池包充电。
55.本发明实施例通过快充控制器确定待充电电池包的充电模式，并在充电模式为控制充电模式时，获取能量管理系统确定的充电功率，以该充电功率对待充电电池包进行充电。从而提供了一种由能量管理系统确定充电功率的充电策略，由于能量管理系统综合考虑了电池包和峰谷电价等因素，因此能够在降低换电站成本的同时最大程度维持动力电池寿命。
56.具体地，为了兼容不同动力电池，在步骤13对所述待充电电池包充电之前，所述方法还包括：
57.获取所述待充电电池包的型号；
58.控制所述功率模块根据所述型号引导所述待充电电池包的电池管理系统对所述待充电电池包进行充电。
59.需要说明的是，为了兼容不同类型电池包，快充控制器仿照gb27930非车载充电机引导电池管理系统进行快充。
60.具体地，为了降低系统功耗，在功率模块和电网之间设置有三相接触器，当需要充
电时，快充控制器控制三相接触器闭合，给功率模块供电；当不需要充电时，控制三相接触器断开。因此，所述充电控制方法还包括：
61.在检测到待充电电池包时，向所述待充电电池包的电池管理系统发送唤醒信号，以及，向三相接触器发送控制信号，控制所述三相接触器闭合，其中所述三相接触器串接在功率模块与电网之间的交流线路上；
62.获取电池包信息，并将所述待充电电池包的电池包信息发送到所述能量管理系统。
63.需要说明的是，快充控制器将电池包信息解析后上传至能量管理系统ems，能量管理系统针对该电池包的电池包信息的充电历史故障留存一段时间，例如一个月。快充控制器还可以通过电池包信息估算电池包充电电量，统计充电信息。
64.具体地，为了提供充电效率，考虑到有些动力电池包不适用于通过能量管理系统下发的充电功率进行，因此本发明实施例提供的充电控制策略还包括一种不受能量管理系统控制的充电方法即自主充电模式，因此，所述充电控制方法还包括：
65.在待充电电池包的充电模式为自主充电模式时，获取所述待充电电池包的电池管理系统请求的充电功率；
66.控制所述功率模块按照所述电池管理系统请求的充电功率对所述待充电电池包充电。
67.具体地，所述充电控制方法还包括：
68.在充电结束后，检测充电电流；
69.在所述充电电流小于预设阈值且持续预设时长时，向所述三相接触器发送控制信号，控制所述三相接触器断开。
70.需要说明的是，所述预设阈值可以是5a，预设时长可以是3s，在充电电流小于5a，且持续3s时，快充控制器控制三相接触器断开。
71.如图2所示，本发明实施例还提供一种充电控制方法，应用于能量管理系统，包括：
72.步骤21，接收快充控制器在确定待充电电池包的充电模式为控制充电模式时发送的功率请求信号；
73.步骤22，根据所述待充电电池包的电池包信息和所述功率请求信号，确定充电功率；
74.步骤23，向所述快充控制器发送所述充电功率。
75.本发明实施例中快充控制器在确定充电模式为控制充电模式时，会向能量管理系统发送功率请求信号，能量管理系统在接收到该功率请求信号时，会根据当前的电池包情况和峰谷电价等因素确定充电功率，并将该充电功率下发到快充控制器。从而提供了一种由能量管理系统确定充电功率的充电策略，由于能量管理系统综合考虑了电池包和峰谷电价等因素，能够在降低换电站成本的同时最大程度维持动力电池寿命。
76.具体地，所述方法还包括：
77.接收所述快充控制器检测到待充电电池包时发送的电池包信息。
78.如图3所示，本发明实施例提供的充电控制方法，包括两种充电模式，自主充电模式和充电控制模式，默认情况下，采用自主充电模式进行充电，按照功率模块最大功率或bms请求功率进行充电。在充电控制模式下采用ems下发的功率进行变化充电。在充电过程
中，当出现故障时，首先按照故障类型分等级处理，轻微故障采用降低功率的方式，严重故障等待电流足够小后，停止充电，极其严重故障直接高压下电，同时在eeprom中记录故障信息，包括：
79.步骤301，充电系统初始化；
80.步骤302，判断本仓位是否存在电池包；若是，则执行步骤303；否则继续执行步骤302；
81.步骤303，判断是否为自主充电模式；若是，则执行步骤304，否则为控制充电模式执行步骤305；
82.步骤304，快充控制器chu唤醒电池管理系统bms，闭合三相接触器；
83.步骤306，检测低压连接是否超时；若是，执行步骤307，否则执行步骤308；
84.步骤307，维修插拔机构；
85.步骤308，判断电池包型号，控制功率模块acdc启动；
86.步骤309，判断是否执行失败或存在充电故障；若是，则执行步骤310，否则执行步骤311；
87.步骤310，保存故障并停止充电；
88.步骤311，判断充电是否结束；若是，则执行步骤311，否则继续充电；
89.步骤312，判断充电电流小于5a且超过3s；若是，则执行步骤313，否则继续执行步骤312；
90.步骤313，断开电池包高压、断开三相接触器结束充电；
91.步骤305，能量管理系统ems控制chu唤醒bms，闭合三相接触器；
92.步骤314，检测低压连接是否超时；若是，执行步骤307，否则执行步骤315；
93.步骤315，判断电池包型号，控制功率模块acdc启动；
94.步骤316，引导chu启动充电是否成功；若是，执行步骤317，否则执行步骤311；
95.步骤317，ems给chu发送充电功率；
96.步骤318，判断充电是否结束；若是，则执行步骤319，否则继续充电；
97.步骤319，判断充电电流小于5a且超过3s；若是，则执行步骤320，否则继续执行步骤319；
98.步骤320，断开电池包高压、断开三相接触器结束充电。
99.如图4所示，本发明实施例还提供一种快充控制器，包括：
100.第一发送模块41，用于在待充电电池包的充电模式为控制充电模式时，向能量管理系统发送功率请求信号；
101.第一获取模块42，用于获取所述能量管理系统根据所述功率请求信号发送的充电功率；
102.第一控制模块43，用于控制功率模块按照所述充电功率对所述待充电电池包充电。
103.具体地，所述快充控制器，还包括：
104.第二获取模块，用于获取所述待充电电池包的型号；
105.所述第一控制模块还用于控制所述功率模块根据所述型号引导所述待充电电池包的电池管理系统对所述待充电电池包进行充电。
106.第三发送模块，用于在检测到待充电电池包时，向所述待充电电池包的电池管理系统发送唤醒信号，以及，向三相接触器发送控制信号，控制所述三相接触器闭合，其中所述三相接触器串接在功率模块与电网之间的交流线路上；
107.第三获取模块，用于获取电池包信息，并将所述待充电电池包的电池包信息发送到所述能量管理系统。
108.第四获取模块，用于在待充电电池包的充电模式为自主充电模式时，获取所述待充电电池包的电池管理系统请求的充电功率；
109.所述第一控制模块还用于控制所述功率模块按照所述电池管理系统请求的充电功率对所述待充电电池包充电。
110.检测模块，用于在充电结束后，检测充电电流；
111.第二控制模块，用于在所述充电电流小于预设阈值且持续预设时长时，向所述三相接触器发送控制信号，控制所述三相接触器断开。
112.如图5所示，本发明实施例还提供一种能量管理系统，包括：
113.接收模块51，用于接收快充控制器发送的功率请求信号和电池包信息；
114.确定模块52，用于根据所述功率请求信号和所述电池包信息，确定充电功率；
115.第二发送模块53，用于向所述快充控制器发送所述充电功率。
116.具体地，所述接收模块还用于接收所述快充控制器检测到待充电电池包时发送的电池包信息。
117.如图6所示，本发明实施例还提供一种充电控制系统，包括上述的快充控制器和能量管理系统。
118.本发明实施例提供的充电控制系统通过快充控制器确定待充电电池包的充电模式，并在充电模式为控制充电模式时，获取能量管理系统确定的充电功率，以该充电功率对待充电电池包进行充电。从而提供了一种由能量管理系统确定充电功率的充电策略，由于能量管理系统综合考虑了电池包和峰谷电价等因素，因此能够在降低换电站成本的同时最大程度维持动力电池寿命。
119.具体地，所述充电控制系统还包括：
120.三相接触器，串接在功率模块与电网之间的交流线路上，用于在接收到快充控制器发送的控制信号时闭合，导通所述功率模块和电网之间的交流线路；
121.功率模块，所述功率模块的第一端与电网输出端连接，第二端与待充电电池包连接，用于将电网输出的交流电转化为直流电输送到待充电电池包。
122.需要说明的是，所述快充控制器用于为待充电电池包的电池管理系统提供常电，并控制电池管理系统唤醒；三相接触器串接在功率模块与电网之间的交流线路上，能够降低系统功耗，当需要充电时，快充控制器控制三相接触器闭合，给功率模块供电；当不需要充电时，控制三相接触器断开；快充控制器上设置有一上拉电阻用于模拟快充枪。
123.所述充电控制系统还包括多个温度采集器，包括多路温度采样，用于对高压接插件部分、控制器和功率模块进行温度监控。
124.具体地，快充控制器与能量管理系统之间的通信是基于tcp/ip协议，并且增加crc校验保证数据的准确性。快充控制器与电池管理系统、功率模块之间通过can网络通信。快充控制器还具有下电写eeprom及自保持功能，在控制器突然断电时，利用电容放电触发电
压自保持10s，并将当前充电状态、电池数据等信息保存至eeprom，供下次上电时读取。
125.以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。