一种充电控制方法及系统与流程

1.本发明涉及新能源电车电池组充电技术领域，特别涉及一种充电控制方法及系统。


背景技术：

2.新能源电车的能源主要为锂电池组提供，在对锂电池组充电时，由于转换器的输出元件的电压值与锂电池组的电压值不同，会产生电流脉冲。为了避免电流脉冲对充电的转换器及锂电池的损害，通常采用限流电阻进行限制；通过限流电阻对产生的电流进行消耗，虽然此种方式能够对电流脉冲起一定限制作用，但是效果并不是很理想。


技术实现要素：

3.本发明目的之一在于提供了一种充电控制方法，通过电压调制模块根据锂电池的充电状态对输出元件输出至锂电池组的电压进行调制，从而降低锂电池组的输出电压与充电电压之间的压差，降低可能产生的电流脉冲的幅值，进而实现保护转换器和锂电池组免收电流脉冲的损害。
4.本发明实施例提供的一种充电控制方法，包括：
5.获取锂电池组的当前充电状态；
6.基于当前充电状态，确定电压调制控制信号；
7.基于电压调制信号控制连接至限流电阻和转换器之间的电压调制模块对加载在锂电池组上的充电电压进行调制。
8.优选的，获取锂电池组的当前充电状态，包括：
9.获取锂电池组的电池电压；
10.基于当前充电状态，确定电压调制控制信号，包括：
11.对电池电压进行预处理，获取标示电压；
12.基于标示电压，确定电压调制控制信号的生成方式；
13.基于生成方式，生成电压调制控制信号。
14.优选的，基于标示电压，确定电压调制控制信号的生成方式，包括：
15.当标示电压大于预设的第一标准电压时，确定生成方式为预设的第一模式；
16.当标示电压小于等于第一标准电压且大于预设的第二标准电压时，确定生成方式为预设的第二模式；
17.当标示电压小于等于第二标准电压且大于预设的第三标准电压时，确定生成方式为预设的第三模式；
18.当标示电压小于等于第三标准电压且大于预设的第四标准电压时，确定生成方式为预设的第四模式；
19.当标示电压小于等于第四标准电压时，确定生成方式为预设的第五模式；
20.其中，第一标准电压、第二标准电压、第三标准电压和第四标准电压依次减小；通
过第一模式、第二模式、第三模式、第四模式和第五模式生成的电压调制控制信号的占空比依次减小。
21.优选的，获取锂电池组的当前充电状态，包括：
22.获取锂电池组的电池电压；
23.获取锂电池组的第一类型识别信息；
24.获取转换器的输出电压；
25.获取转换器的第二类型识别信息；
26.将电池电压、输出电压、第一类型识别信息和第二类型识别信息，作为当前充电状态的状态数据。
27.优选的，基于当前充电状态，确定电压调制控制信号，包括：
28.计算输出电压与电池电压的差值；
29.基于差值，确定第一参数值；
30.基于第一类型识别信息，确定第二参数值；
31.基于第二类型识别信息，确定第三参数值；
32.基于第一参数值、第二参数值和第三参数值，生成方式确定向量；
33.基于方式确定向量和预设的方式确定库，确定电压调制控制信号的生成方式；
34.基于生成方式，生成电压调制控制信号。
35.本发明还提供一种充电控制系统，包括：
36.获取模块，用于获取锂电池组的当前充电状态；
37.确定模块，用于基于当前充电状态，确定电压调制控制信号；
38.调制模块，用于基于电压调制信号控制连接至限流电阻和转换器之间的电压调制模块对加载在锂电池组上的充电电压进行调制。
39.优选的，获取模块获取锂电池组的当前充电状态，执行如下操作：
40.获取锂电池组的电池电压；
41.确定模块基于当前充电状态，确定电压调制控制信号，执行如下操作：
42.对电池电压进行预处理，获取标示电压；
43.基于标示电压，确定电压调制控制信号的生成方式；
44.基于生成方式，生成电压调制控制信号。
45.优选的，确定模块基于标示电压，确定电压调制控制信号的生成方式，执行如下操作：
46.当标示电压大于预设的第一标准电压时，确定生成方式为预设的第一模式；
47.当标示电压小于等于第一标准电压且大于预设的第二标准电压时，确定生成方式为预设的第二模式；
48.当标示电压小于等于第二标准电压且大于预设的第三标准电压时，确定生成方式为预设的第三模式；
49.当标示电压小于等于第三标准电压且大于预设的第四标准电压时，确定生成方式为预设的第四模式；
50.当标示电压小于等于第四标准电压时，确定生成方式为预设的第五模式；
51.其中，第一标准电压、第二标准电压、第三标准电压和第四标准电压依次减小；通
过第一模式、第二模式、第三模式、第四模式和第五模式生成的电压调制控制信号的占空比依次减小。
52.优选的，获取模块获取锂电池组的当前充电状态，执行如下操作：
53.获取锂电池组的电池电压；
54.获取锂电池组的第一类型识别信息；
55.获取转换器的输出电压；
56.获取转换器的第二类型识别信息；
57.将电池电压、输出电压、第一类型识别信息和第二类型识别信息，作为当前充电状态的状态数据。
58.优选的，确定模块基于当前充电状态，确定电压调制控制信号，执行如下操作：
59.计算输出电压与电池电压的差值；
60.基于差值，确定第一参数值；
61.基于第一类型识别信息，确定第二参数值；
62.基于第二类型识别信息，确定第三参数值；
63.基于第一参数值、第二参数值和第三参数值，生成方式确定向量；
64.基于方式确定向量和预设的方式确定库，确定电压调制控制信号的生成方式；
65.基于生成方式，生成电压调制控制信号。
66.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
67.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
68.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
69.图1为本发明实施例中一种充电控制方法的示意图；
70.图2为本发明实施例中一种具体电路的示意图；
71.图3为本发明实施例中一种充电控制系统的示意图。
具体实施方式
72.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
73.本发明实施例提供了一种充电控制方法，如图1所示，包括：
74.步骤s1：获取锂电池组的当前充电状态；
75.步骤s2：基于当前充电状态，确定电压调制控制信号；
76.步骤s3：基于电压调制信号控制连接至限流电阻和转换器之间的电压调制模块对加载在锂电池组上的充电电压进行调制。
77.上述技术方案的工作原理及有益效果为：
78.基于锂电池的当前充电状态对加载充电电压进行调制，降低了锂电池组和充电电
压之间的压差，进而实现降低了压差带来的电流脉冲的幅值；与限流电阻共同实现对转换器以及锂电池组的保护；其中，电压调制模块包括电控开关和控制电控开关通断的控制元件；通过控制元件控制电控开关的瞬时通断实现对电压的调制；例如：电控开关11包括场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管其中任一；控制元件12与电控开关11的栅极连接，通过往栅极上施加电压的方式，实现控制电控开关11的通断，进而是实现了充电电压的调制。
79.在一个实施例中，获取锂电池组的当前充电状态，包括：
80.获取锂电池组的电池电压；
81.基于当前充电状态，确定电压调制控制信号，包括：
82.对电池电压进行预处理，获取标示电压；例如：降压处理将电池电压与预设的基准电压进行减法运算；即提取电池电压高出基准电压的部分；其中基准电压为锂电池组的正常使用时能达到的最低电压；
83.基于标示电压，确定电压调制控制信号的生成方式；
84.基于生成方式，生成电压调制控制信号。电压调制控制信号为pwm信号；主要通过pwm信号发生器13实现pwm信号的生成；
85.其中，基于标示电压，确定电压调制控制信号的生成方式，包括：
86.当标示电压大于预设的第一标准电压时，确定生成方式为预设的第一模式；
87.当标示电压小于等于第一标准电压且大于预设的第二标准电压时，确定生成方式为预设的第二模式；
88.当标示电压小于等于第二标准电压且大于预设的第三标准电压时，确定生成方式为预设的第三模式；
89.当标示电压小于等于第三标准电压且大于预设的第四标准电压时，确定生成方式为预设的第四模式；
90.当标示电压小于等于第四标准电压时，确定生成方式为预设的第五模式；
91.其中，第一标准电压、第二标准电压、第三标准电压和第四标准电压依次减小；通过第一模式、第二模式、第三模式、第四模式和第五模式生成的电压调制控制信号的占空比依次减小。
92.上述技术方案的工作原理及有益效果为：
93.第一模式、第二模式、第三模式、第四模式和第五模式分别对应不同的占空比的pwm信号的调制方式，标示电压与第一标准电压、第二标准电压、第三标准电压和第四标准电压比较可以通过多个比较器实现，各个比较器14的基准电压分别对应第一标准电压、第二标准电压、第三标准电压和第四标准电压；当标示电压大于比较器14的基准电压时，比较器14打开；随着比较器14打开数量的增加，pwm信号发生器13生成的pwm信号的占空比同样增加，随着占空比的增加，调制后的电压越接近转换器的输出电压；充电初期，占空比较小，调制后的输出电压较低，与锂电池组的电压接近；当随着充电时间的增加，锂电池组的电压增加，同步占空比增加，调制后的输出电压也增加，通过调制电压实现输出电压与锂电池组的电压保持在一定差值，降低可能产生的电流的最大值的大小；如图2所示，标示电压加载在电压加载单元15；通过电压比较单元的多个比较器14的比较并生成模式信号，传输至pwm信号发生器13，进而实现控制元件12的pwm信号的生成。
94.在一个实施例中，获取锂电池组的当前充电状态，包括：
95.获取锂电池组的电池电压；
96.获取锂电池组的第一类型识别信息；
97.获取转换器的输出电压；
98.获取转换器的第二类型识别信息；
99.将电池电压、输出电压、第一类型识别信息和第二类型识别信息，作为当前充电状态的状态数据。
100.其中，基于当前充电状态，确定电压调制控制信号，包括：
101.计算输出电压与电池电压的差值；
102.基于差值，确定第一参数值；可以直接将差值作为第一参数值；
103.基于第一类型识别信息，确定第二参数值；将第一类型识别信息对应的编号量化后作为第二参数值；
104.基于第二类型识别信息，确定第三参数值；将第二类型识别信息对应的编号量化后作为第三参数值；
105.基于第一参数值、第二参数值和第三参数值，生成方式确定向量；将第一参数值、第二参数值和第三参数值依次排列形成方式确定向量。
106.基于方式确定向量和预设的方式确定库，确定电压调制控制信号的生成方式；其中，方式确定库为根据大量数据经由专业人员分析构建；例如：将方式确定向量与方式确定库中各个标识向量进行匹配；提取匹配符合的标识向量对应关联的电压调制控制信号的生成方式的生成模式的识别参数；通过识别参数确定生成模式；其中，匹配可以采用计算相似度的方式，相似度计算公式如下：式中，xs表示方式确定向量与标识向量之间的相似度；fi为方式确定向量的第i个数据值；bi为方式标识向量的第i个数据值；n为向量中数据总数，此时，n取值为3；当相似度为方式确定库中最大时，确定两者匹配。；
107.基于生成方式，生成电压调制控制信号。
108.上述技术方案的工作原理及有益效果为：
109.本实施例不仅考虑输出电压和电池电压，还考虑了锂电池组的性能以及转换器的性能；相同类型的转换器和锂电池组的性能具有一定的相同或相似性，可以分别通过第一类型识别信息和第二类型识别信息标示其性能；输出电压和电池电压表示锂电池组充电的当前瞬时状态，锂电池组的性能以及转换器的性能表示充电的变化趋势状态；通过综合分析当前瞬时状态和变化趋势状态进而是实现生成方式的确定，实现了准确的生成方式的确定；实现更精细化地电压调制，进一步降低了瞬时电流的幅值。其中，第一类型识别信息和第二类型识别信息可以是事先设置的固有类型编码；不同的编码表示不同厂商不同型号的器件。
110.本发明还提供一种充电控制系统，如图3所示，还包括：
111.获取模块1，用于获取锂电池组的当前充电状态；
112.确定模块2，用于基于当前充电状态，确定电压调制控制信号；
113.调制模块3，用于基于电压调制信号控制连接至限流电阻和转换器之间的电压调制模块对加载在锂电池组上的充电电压进行调制。
114.在一个实施例中，获取模块1获取锂电池组的当前充电状态，执行如下操作：
115.获取锂电池组的电池电压；
116.确定模块2基于当前充电状态，确定电压调制控制信号，执行如下操作：
117.对电池电压进行预处理，获取标示电压；
118.基于标示电压，确定电压调制控制信号的生成方式；
119.基于生成方式，生成电压调制控制信号。
120.在一个实施例中，确定模块2基于标示电压，确定电压调制控制信号的生成方式，执行如下操作：
121.当标示电压大于预设的第一标准电压时，确定生成方式为预设的第一模式；
122.当标示电压小于等于第一标准电压且大于预设的第二标准电压时，确定生成方式为预设的第二模式；
123.当标示电压小于等于第二标准电压且大于预设的第三标准电压时，确定生成方式为预设的第三模式；
124.当标示电压小于等于第三标准电压且大于预设的第四标准电压时，确定生成方式为预设的第四模式；
125.当标示电压小于等于第四标准电压时，确定生成方式为预设的第五模式；
126.其中，第一标准电压、第二标准电压、第三标准电压和第四标准电压依次减小；通过第一模式、第二模式、第三模式、第四模式和第五模式生成的电压调制控制信号的占空比依次减小。
127.在一个实施例中，获取模块1获取锂电池组的当前充电状态，执行如下操作：
128.获取锂电池组的电池电压；
129.获取锂电池组的第一类型识别信息；
130.获取转换器的输出电压；
131.获取转换器的第二类型识别信息；
132.将电池电压、输出电压、第一类型识别信息和第二类型识别信息，作为当前充电状态的状态数据。
133.在一个实施例中，确定模块2基于当前充电状态，确定电压调制控制信号，执行如下操作：
134.计算输出电压与电池电压的差值；
135.基于差值，确定第一参数值；
136.基于第一类型识别信息，确定第二参数值；
137.基于第二类型识别信息，确定第三参数值；
138.基于第一参数值、第二参数值和第三参数值，生成方式确定向量；
139.基于方式确定向量和预设的方式确定库，确定电压调制控制信号的生成方式；
140.基于生成方式，生成电压调制控制信号。
141.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。