蓄电池充电控制方法及系统

文档序号:1914414 发布日期:2021-12-03 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 蓄电池充电控制方法及系统 (Storage battery charging control method and system ) 是由 陶运来 于 2020-05-29 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种蓄电池充电控制方法及系统。该方法包括:获取电池管理系统反馈的电池当前状态和蓄电池两端的电池实测电压;基于所述电池当前状态和所述电池实测电压,确定目标充电控制逻辑;基于所述目标充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池工作,调整所述电池当前状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开。该方法及系统可以基于目标充电控制逻辑,控制动力电池进行充电和不充电这两种工作状态的切换,以避免频繁切换两种工作状态,从而保障电池使用寿命和充电过程的安全性;并控制高压继电器闭合或者断开,以避免频繁切换两种工作状态使得高压继电器失效的问题,从而保障高压继电器的使用寿命。(The invention discloses a storage battery charging control method and a storage battery charging control system. The method comprises the following steps: acquiring the current state of the battery fed back by a battery management system and the actually measured voltage of the battery at two ends of the storage battery; determining a target charging control logic based on the current state of the battery and the actually measured voltage of the battery; and controlling a power battery connected with the battery management system to work based on the target charging control logic, adjusting the current state of the battery, and controlling a high-voltage relay arranged between the power battery and the storage battery to be switched on or switched off. The method and the system can control the power battery to switch between two working states of charging and non-charging based on the target charging control logic so as to avoid frequently switching the two working states, thereby ensuring the service life of the battery and the safety of the charging process; and the high-voltage relay is controlled to be switched on or switched off, so that the problem that the high-voltage relay fails due to frequent switching of two working states is avoided, and the service life of the high-voltage relay is guaranteed.)

蓄电池充电控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车电控技术领域,尤其涉及一种蓄电池充电控制方法及系统。

背景技术

电动汽车是当前环境污染日益严重和燃料资源日益枯竭的情况下,汽车发展的重要方向。当前电动汽车配置有蓄电池充电控制系统,该蓄电池充电控制包括动力电池、蓄电池、高压继电器、电池管理系统和控制器;所述高压继电器设置在所述动力电池和所述蓄电池之间;所述电池管理系统与所述动力电池和所述蓄电池相连,用于采集所述蓄电池两端的电池实测电压;所述控制器与所述电池管理系统和所述高压继电器相连,用于根据所述电池管理系统反馈的电池实测电压,通过电池管理系统控制动力电池工作,在电池上电(即动力电池给蓄电池充电)时控制高压继电器闭合或断开,在电池不上电(即动力电池不给蓄电池充电)时控制高压继电器断开。这种方式进行蓄电池充电控制过程中,动力电池是否充电和高压继电器是否闭合主要取决于电池实测电压这一单一控制参数,控制逻辑简单,容易出现频繁切换电池上电和电池不上电两种工作状态,影响电池使用寿命的问题;且容易出现高压继电器频繁切换闭合和断开两种工作状态,使得高压继电器失效,存在无法断开的安全风险。

发明内容

本发明提供一种蓄电池充电控制方法及系统,以解决现有蓄电池充电控制逻辑简单,容易出现高压继电器失效且电池使用寿命短的问题。

本发明提供一种蓄电池充电控制方法,包括:

获取电池管理系统反馈的电池当前状态和蓄电池两端的电池实测电压;

基于所述电池当前状态和所述电池实测电压,确定目标充电控制逻辑;

基于所述目标充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池工作,调整所述电池当前状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开。

优选地,所述基于所述电池当前状态和所述电池实测电压,确定目标充电控制逻辑,包括:

若所述电池当前状态为上电状态,且所述电池实测电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间,则获取第一充电控制逻辑;

所述基于所述目标充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池工作,调整所述电池当前状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开,包括:

基于所述第一充电控制逻辑和所述电池管理系统反馈的目标充电方式,控制与所述电池管理系统相连的动力电池以安全充电功率给所述蓄电池充电,维持所述电池当前状态为上电状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器依据所述目标充电方式进行闭合或断开。

优选地,所述蓄电池充电控制方法还包括:

获取电池管理系统反馈的异常报警信号,基于所述异常报警信号确定异常持续时间;

若所述异常持续时间大于预设持续时间,则控制所述动力电池不给所述蓄电池充电,更新所述电池当前状态为未上电状态,控制所述高压继电器断开。

优选地,所述基于所述电池当前状态和所述电池实测电压,确定目标充电控制逻辑,包括:

若所述电池当前状态为上电状态,且所述电池实测电压大于第一电压阈值,则获取第二充电控制逻辑;

所述基于所述目标充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池工作,调整所述电池当前状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开,包括:

基于所述第二充电控制逻辑和所述电池管理系统反馈的目标充电方式,控制与所述电池管理系统相连的动力电池以正常充电功率给所述蓄电池充电,维持所述电池当前状态为上电状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器依据所述目标充电方式进行闭合或断开。

优选地,所述基于所述电池当前状态和所述电池实测电压,确定目标充电控制逻辑,包括:

若所述电池当前状态为上电状态,且所述电池实测电压小于第二电压阈值,则获取第三充电控制逻辑;

所述基于所述目标充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池工作,调整所述电池当前状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开,包括:

基于所述第三充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池不给所述蓄电池充电,更新所述电池当前状态为未上电状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器断开。

优选地,所述基于所述电池当前状态和所述电池实测电压,确定目标充电控制逻辑,包括:

若所述电池当前状态为未上电状态,且所述电池实测电压大于第一电压阈值,则获取第四充电控制逻辑;

所述基于所述目标充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池工作,调整所述电池当前状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开,包括:

基于所述第四充电控制逻辑和所述电池管理系统反馈的目标充电方式,控制与所述电池管理系统相连的动力电池以正常充电功率给所述蓄电池充电,更新所述电池当前状态为上电状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器依据所述目标充电方式进行闭合或断开。

优选地,所述基于所述电池当前状态和所述电池实测电压,确定目标充电控制逻辑,包括:

若所述电池当前状态为未上电状态,且所述电池实测电压不大于第一电压阈值,则获取第五充电控制逻辑;

所述基于所述目标充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池工作,调整所述电池当前状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开,包括:

基于所述第五充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池不给所述蓄电池充电,维持所述电池当前状态为未上电状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器断开。

本发明提供一种蓄电池充电控制系统,包括动力电池、蓄电池、高压继电器、电池管理系统和控制器,所述高压继电器设置在所述动力电池和所述蓄电池之间,所述电池管理系统与所述动力电池和所述蓄电池相连,用于记录电池当前状态,采集所述蓄电池两端的电池实测电压,将所述电池当前状态和所述电池实测电压反馈给所述控制器,并控制所述动力电池给所述蓄电池充电;所述控制器与所述电池管理系统和所述高压继电器相连,用于根据所述电池当前状态和所述电池实测电压,确定目标充电控制逻辑,基于所述目标充电控制逻辑,控制与所述电池管理系统相连的动力电池工作,调整所述电池当前状态,控制设置在所述动力电池和所述蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开。

优选地,所述蓄电池充电控制系统还包括上电控制开关和继电器电路;所述上电控制开关与所述电池管理系统和所述控制器相连,用于切换上电状态和不上电状态;所述继电器电路设置在所述上电控制开关与接地端之间,并与所述高压继电器相连,用于控制所述高压继电器闭合或者断开。

优选地,所述继电器电路包括高边开关、低边开关、第一续流二极管和第二续流二极管;所述高边开关设置在所述上电控制开关与所述高压继电器之间;所述低边开关设置在所述高压继电器与接地端之间;所述第一续流二极管的一端与所述高边开关和所述高压继电器相连,另一端与所述接地端相连;所述第二续流二极管的一端与所述高压继电器和所述低边开关相连,另一端与所述接地端相连。

上述蓄电池充电控制方法及系统中,基于所述电池当前状态和所述电池实测电压确定的目标充电控制逻辑,控制动力电池进行充电和不充电这两种工作状态的切换,以避免动力电池频繁切换两种工作状态,从而保障电池使用寿命和充电过程的安全性;根据动力电池是否给蓄电池充电,相应调整所述电池当前状态,有助保障后续充电控制过程的正常进行;基于目标充电控制逻辑控制高压继电器闭合或者断开,以避免高压继电器频繁切换两种工作状态使得高压继电器失效的问题,从而保障高压继电器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中蓄电池充电控制系统的一原理框图;

图2是本发明一实施例中蓄电池充电控制方法的一流程图;

图3是本发明一实施例中蓄电池充电控制方法的一流程图;

图4是本发明一实施例中蓄电池充电控制方法的一流程图;

图5是本发明一实施例中蓄电池充电控制方法的一流程图;

图6是本发明一实施例中蓄电池充电控制方法的一流程图;

图7是本发明一实施例中蓄电池充电控制方法的一流程图;

图8是本发明一实施例中蓄电池充电控制方法的一流程图;

图9是本发明一实施例中蓄电池充电控制系统的一电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应当理解的是,本发明能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白,当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本发明教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的结构及步骤,以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。

本发明实施例提供一种蓄电池充电控制方法,该蓄电池充电控制方法应用在电动汽车的蓄电池充电控制系统上,用于控制电动汽车上的动力电池给蓄电池充电,以保障电动汽车上与蓄电池相连的低压负载(包括但不限于仪表盘)的正常工作。

如图1示出一种蓄电池充电控制系统,包括动力电池、蓄电池、高压继电器、电池管理系统和控制器,高压继电器设置在动力电池和蓄电池之间,电池管理系统与动力电池和蓄电池相连,用于记录电池当前状态,采集蓄电池两端的电池实测电压,将电池当前状态和电池实测电压反馈给控制器,并控制动力电池给蓄电池充电;控制器与电池管理系统和高压继电器相连,用于根据电池当前状态和电池实测电压,确定目标充电控制逻辑,基于目标充电控制逻辑,控制与电池管理系统相连的动力电池工作,调整电池当前状态,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开。

其中,电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM,以下简称BMS)是负责采集电池系统电或热相关数据并管理控制电池系统电或热性能,且可以与其他控制单元进行信息交互的电子装置总成。本示例中,电池管理系统与动力电池、蓄电池和控制器相连,用于根据动力电池是否给蓄电池充电,以确定电池当前状态;并实时采集蓄电池两端的电池实测电压,将电池当前状态和电池实测电压反馈给控制器;并接收控制器发送的充电控制指令,根据该充电控制指令控制动力电池给蓄电池充电,从而保障蓄电池及与蓄电池相连的低压负载的正常工作。

其中,高压继电器是设置在动力电池和蓄电池之间的继电器。一般来说,高压继电器包括主正继电器、主负继电器、快充继电器和慢充继电器。主正继电器设置在动力电池的正极与蓄电池之间。主负继电器设置在动力电池的负极与蓄电池之间。快充继电器和慢充继电器分别是用于实现快充功能和慢充功能的继电器,快充继电器和慢充继电器可以并联设置在主正继电器与蓄电池之间,或者并联设置在动力电池的正极与蓄电池之间。可以理解地,主正继电器、主负继电器、快充继电器和慢充继电器等高压继电器可以根据实际情况自主调整其连接方式,此处不一一限定。

其中,控制器是用于实现充电控制的处理器。控制器可以为电动汽车的整车控制器,无需配置额外的控制器,有利于节省成本和安装空间。本示例中,控制器与电池管理系统和高压继电器相连,用于接收电池管理系统反馈的电池当前状态和电池实测电压,采用预先设置的充电控制策略对电池当前状态和电池实测电压进行处理,确定目标充电控制逻辑,再基于目标充电控制逻辑,控制与电池管理系统相连的动力电池工作,调整电池当前状态,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开,以实现基于目标充电控制逻辑控制高压继电器进行闭合和断开的切换,并通过电池管理系统控制动力电池给蓄电池充电或者不给蓄电池充电。其中,该充电控制策略为预先根据不同情况配置的用于实现充电控制的策略。

本实施例所提供的蓄电池充电控制系统中,控制器基于电池当前状态和电池实测电压确定的目标充电控制逻辑,控制动力电池进行充电和不充电这两种工作状态的切换,以避免动力电池频繁切换两种工作状态,从而保障电池使用寿命和充电过程的安全性;根据动力电池是否给蓄电池充电,相应调整电池当前状态,有助保障后续充电控制过程的正常进行;基于目标充电控制逻辑控制高压继电器闭合或者断开,以避免高压继电器频繁切换两种工作状态使得高压继电器失效的问题,从而保障高压继电器的使用寿命。

如图2所示,提供一种蓄电池充电控制方法,该蓄电池充电控制方法应用在图1所示的控制器,具体包括控制器根据的如下步骤:

S201:获取电池管理系统反馈的电池当前状态和蓄电池两端的电池实测电压。

其中,电池当前状态是用于反映动力电池和蓄电池当前是否处于充电状态的状态反馈值。本示例中,电池当前状态包括上电状态和未上电状态,其中,上电状态是指动力电池当前正在给蓄电池充电的状态;未上电状态是指动力电池当前未给蓄电池充电的状态。

其中,电池实测电压是指与蓄电池相连的电池管理系统实时采集到的蓄电池两端的电压。

作为一示例,电池管理系统与动力电池和蓄电池相连,是负责采集电池系统电或热相关数据并管理控制电池系统电或热性能,且可以与其他控制单元进行信息交互的电子装置总成。本示例中,电池管理系统可以根据动力电池是否给蓄电池充电,以确定电池当前状态;并采集蓄电池两端的电池实测电压,并将电池当前状态和电池实测电压反馈给控制器,以使控制器可获取电池当前状态和电池实测电压。

一般来说,在电池当前状态为上电状态时,电池管理系统还将目标充电方式发送给控制器,以使控制器基于目标充电方式控制动力电池给蓄电池充电。其中,目标充电方式是电池管理系统向控制器反馈的充电方式,包括但不限于快充和慢充两种充电方式。作为一示例,电池管理系统与快充接口和慢充接口相连,在快充接口与充电枪相连时,其目标充电方式为快充;在慢充接口与充电枪相连时,其目标充电方式为慢充。

S202:基于电池当前状态和电池实测电压,确定目标充电控制逻辑。

其中,目标充电控制逻辑是指根据电池当前状态和电池实测电压确定的用于控制电池管理系统和高压继电器工作的控制逻辑,具体包括用于控制电池管理系统驱动动力电池给蓄电池充电或者不充电,控制高压继电器闭合或者断开的控制逻辑。

作为一示例,控制器上预先配置有充电控制策略,该充电控制策略为预先根据不同情况配置的用于实现充电控制的策略,包括多个充电控制条件和与充电控制条件相对应的原始充电控制逻辑。其中,充电控制条件是预先设置的用于实现充电控制对应的条件,具体包括电池当前状态和电池实测电压。原始充电控制逻辑是指在特定的充电控制条件下,需要控制电池管理系统和高压继电器执行的控制逻辑。

S203:基于目标充电控制逻辑,控制与电池管理系统相连的动力电池工作,调整电池当前状态,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开。

作为一示例,控制器基于目标充电控制逻辑,控制与电池管理系统相连的动力电池工作,调整电池当前状态,具体包括:控制器控制动力电池依据目标充电方式给蓄电池充电,或者控制动力电池不给蓄电池充电,以避免频繁切换动力电池给蓄电池充电和不充电两种工作状态,使其在上电状态和不上电状态之间频繁切换,影响电池的使用寿命,有助于保障充电过程的安全性。相应地,控制器还控制电池管理系统调整电池当前状态,以保证后续的充电控制过程的正常运行。

作为一示例,控制器基于目标充电控制逻辑,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器闭合或者断开,具体包括:控制器在目标充电控制逻辑为控制动力电池依据目标充电方式给蓄电池充电时,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器依据目标充电方式进行闭合或者断开;在目标充电控制逻辑为控制动力电池不给蓄电池充电时,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器断开,以实现基于目标充电控制逻辑控制高压继电器的闭合和断开,以避免高压继电器的闭合和断开受限于电池实测电压这一单一控制条件,容易出现闭合和断开切换频繁而使得高压继电器失效的问题,有助于保障高压继电器的使用寿命。

上述示例中,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器依据目标充电方式进行闭合或者断开,是指根据目标充电方式确定主正继电器、主负继电器、快充继电器和慢充继电器等高压继电器中哪些闭合,哪些闭合,以保障目标充电方式对应的充电功能的实现。可以理解地,这一控制过程主要取决于动力电池、蓄电池和各高压继电器的连接关系。例如,在目标充电方式为快充时,可以控制主正继电器、主负继电器和快充继电器闭合,并控制慢充继电器断开,以保障快充功能的实现。

本实施例所提供的蓄电池充电控制方法,基于电池当前状态和电池实测电压确定的目标充电控制逻辑,控制动力电池进行充电和不充电这两种工作状态的切换,以避免动力电池频繁切换两种工作状态,从而保障电池使用寿命和充电过程的安全性;根据动力电池是否给蓄电池充电,相应调整电池当前状态,有助保障后续充电控制过程的正常进行;基于目标充电控制逻辑控制高压继电器闭合或者断开,以避免高压继电器频繁切换两种工作状态使得高压继电器失效的问题,从而保障高压继电器的使用寿命。

作为图2所示的蓄电池充电控制方法的一具体实施方式,如图3所示,蓄电池充电控制方法包括控制器执行的如下步骤:

S301:获取电池管理系统反馈的电池当前状态和蓄电池两端的电池实测电压。

其中,步骤S301与步骤S201的实现过程基本一致,为避免重复,此处不一一赘述。

S302:若电池当前状态为上电状态,且电池实测电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间,则获取第一充电控制逻辑。

其中,第一电压阈值是预先设置的用于评估蓄电池两端电压是否正常的电压阈值,若蓄电池两端电压大于第一电压阈值,则达到认定为正常的标准。第二电压阈值是预先设置的用于评估蓄电池两端电压是否故障的电压阈值,若蓄电池两端电压小于第二电压阈值,则达到认定为故障的标准。本示例中,若蓄电池两端电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间,则认定为异常。一般来说,第一电压阈值大于第二电压阈值,例如,对于12V蓄电池而言,第一电压阈值可以设置为9V,第二电压阈值可以设置为8.5V。

其中,第一充电控制逻辑是指在电池当前状态为上电状态,且电池实测电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间这一充电控制条件下,即在充电异常情况下,用于控制电池管理系统和高压继电器执行的控制逻辑。

本示例中,控制器在获取电池当前状态和电池实测电压之后,在确定电池当前状态为上电状态,将电池实测电压与第一电压阈值和第二电压阈值进行比较,在电池实测电压确定在第一电压阈值和第二电压阈值之间时,调用第一充电控制逻辑,以便执行后续的步骤S302。可以理解地,在电池当前状态为上电状态时,说明动力电池当前正在给蓄电池充电;此时,若电池实测电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间,说明蓄电池两端的电池实测电压没有达到认定为正常的标准(即不大于第一电压阈值),也没有达到认定为故障的标准(即不小于第二电压阈值),即充电过程中出现异常;因此,第一充电控制逻辑是指动力电池给蓄电池充电过程中,蓄电池两端的电池实测电压既没有达到认定为正常的标准,也没有达到认定为故障的标准时,即出现异常时,控制电池管理系统和高压继电器工作的控制逻辑。

S303:基于第一充电控制逻辑和电池管理系统反馈的目标充电方式,控制与电池管理系统相连的动力电池以安全充电功率给蓄电池充电,维持电池当前状态为上电状态,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器依据目标充电方式进行闭合或断开。

其中,安全充电功率是指动力电池给蓄电池充电过程中出现异常时,控制动力电池给蓄电池充电的充电功率。此处的出现异常是指蓄电池两端的电池实测电压既没有达到认定为正常的标准(即不大于第一电压阈值),也没有达到认定为故障的标准(即不小于第二电压阈值)。与安全充电功率相对应的概念是指正常充电功率。正常充电功率是指动力电池给蓄电池充电过程中没有出现异常,即蓄电池两端的电池实测电压达到认定为正常的标准(即大于第一电压阈值)时,控制动力电池给蓄电池充电的充电功率。一般来说,安全充电功率小于正常充电功率,可以表现为在安全充电功率下充电时的充电电流小于在正常充电功率下充电时的充电电流。

由于第一充电控制逻辑下,电池实测电压没有达到认定为故障的标准,此时,若直接停止上电并断开高压继电器,会影响蓄电池及其关联的低压负载的正常工作,进而影响电动汽车的安全行驶,因此,此时仍需控制动力电池给蓄电池充电;而且,电池实测电压也没有达到认定为正常的标准,若仍控制动力电池以正常充电功率给蓄电池充电,容易导致高压继电器存在失效的风险,因此,需控制动力电池以安全充电功率给蓄电池充电,以保障充电过程的安全性,并保障高压继电器的使用寿命。

本示例中,在第一充电控制逻辑下,控制器需通过电池管理系统控制动力电池以安全充电功率给蓄电池充电,并维持电池当前状态为上电状态;在充电过程中,需获取电池管理系统反馈的目标充电方式,以便控制设置在动力电池和蓄电池之间的所有高压继电器依据目标充电方式进行闭合或者断开,从而保障在动力电池给蓄电池充电过程中出现异常时,继续充电的安全性,有助于保障高压继电器的使用寿命。

作为一示例,在步骤S303之后,蓄电池充电控制方法包括控制器执行的如下步骤:执行异常检测逻辑。异常检测逻辑是指动力电池给蓄电池充电过程中出现异常时,进行实时检测和处理的逻辑。本示例中,控制器在控制动力电池以安全充电功率给蓄电池充电,维持电池当前状态为上电状态,控制高压继电器依据目标充电方式进行闭合或者断开的同时,执行异常检测逻辑,以实时检测异常情况,方便基于实时检测结果进行安全控制,有助于进一步保障充电过程的安全性。

在一实施例中,如图4所示,在步骤S303,即基于第一充电控制逻辑和电池管理系统反馈的目标充电方式,控制与电池管理系统相连的动力电池以安全充电功率给蓄电池充电,维持电池当前状态为上电状态,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器依据目标充电方式进行闭合或断开之后,即执行异常检测逻辑具体包括如下步骤:

S401:获取电池管理系统反馈的异常报警信号,基于异常报警信号确定异常持续时间。

其中,异常报警信号是指在电池当前状态为上电状态,且电池实测电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间时,即出现异常时,电池管理系统向控制器反馈的用于提醒存在异常的信号。异常持续时间是指在第一次接收到异常报警信号之后,持续接收到异常报警信号的时间。

本示例中,电池管理系统依据一定采集频率实时采集并反馈基于电池当前状态和电池实测电压形成的异常报警信号。控制器可以实时接收电池管理系统反馈的异常报警信号,记录接收该异常报警信号的当前系统时间T1;然后,计算当前系统时间T1与上一次接收到异常报警信号的上次系统时间T0的当前时间差ΔT=T1-T0;再将该当前时间差ΔT与时间差阈值进行比较;若当前时间差ΔT大于时间差阈值,则说明不是持续发送的异常报警信号;若当前时间差ΔT不大于时间差阈值,则说明是持续发送的异常报警信号。本示例中,控制器统计接收到电池管理系统持续发送的异常报警信号所形成的异常持续时间。异常持续时间可以理解为最后一次接收到持续发送的异常报警信号与第一次接收到持续发送的异常报警信号之间的时间差。其中,时间差阈值是预先设置的用于评估是否为持续发送的异常报警信号的时间差,该时间差阈值与电池管理系统采集电池当前状态和电池实测电压的采集频率相对应,可以为两次采集电池当前状态和电池实测电压之间的时间差。

S402:若异常持续时间大于预设持续时间,则控制动力电池不给蓄电池充电,更新电池当前状态为未上电状态,控制高压继电器断开。

其中,预设持续时间是预先设置的用于作为异常持续时间的对照物的时间。

本示例中,控制器根据每次接收到异常报警信号确定异常持续时间,将该异常持续时间与预设持续时间进行比较;若异常持续时间大于预设持续时间,说明有较长时间内均出现异常,极有可能为存在故障,此时,需控制动力电池不给蓄电池充电,将电池当前状态由上电状态更新为未上电状态,并控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器断开,以实现在动力电池给蓄电池充电过程中存在故障情况下,对电池管理系统和高压继电器进行控制,从而保障充电过程的安全性,避免高压继电器出现失效,以保障高压继电器的使用寿命。

可以理解地,在电池管理系统反馈的电池当前状态为上电状态,且电池实测电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间时,先基于第一充电控制逻辑控制动力电池以安全充电功率给蓄电池充电,并控制高压继电器依据目标充电方式闭合或者断开,可以在一定程度上保障充电过程的安全性并避免高压继电器失效的风险。此时,只有在异常持续时间大于预设持续时间时,才会控制动力电池不给蓄电池充电,以控制动力电池由充电切换到不充电,避免动力电池频繁切换充电和不充电两种工作状态,从而保障电池使用寿命和充电过程的安全性;并控制高压继电器由闭合切换到断开,以避免高压继电器频繁切换闭合和断开两种工作状态,使得高压继电器失效的风险,从而保障高压继电器的使用寿命。

作为图2所示的蓄电池充电控制方法的一具体实施方式,如图5所示,蓄电池充电控制方法包括控制器执行的如下步骤:

S501:获取电池管理系统反馈的电池当前状态和蓄电池两端的电池实测电压。

其中,步骤S501与步骤S201的实现过程基本一致,为避免重复,此处不一一赘述。

S502:若电池当前状态为上电状态,且电池实测电压大于第一电压阈值,则获取第二充电控制逻辑。

其中,第二充电控制逻辑是指在电池当前状态为上电状态,且电池实测电压大于第一电压阈值这一充电控制条件下,即在充电正常情况下,用于控制电池管理系统和高压继电器执行的控制逻辑。

本示例中,控制器在获取电池当前状态和电池实测电压之后,将电池实测电压与第一电压阈值和第二电压阈值进行比较,在确定电池当前状态为上电状态,且电池实测电压大于第一电压阈值时,调用第二充电控制逻辑,以便执行后续步骤S503。可以理解地,在电池当前状态为上电状态时,说明动力电池当前正在给蓄电池充电;此时,若电池实测电压大于第一电压阈值,说明蓄电池两端的电池实测电压达到认定为正常的标准,因此,第二充电控制逻辑是指在动力电池给蓄电池充电过程中,蓄电池两端的电池实测电压达到认定为正常的标准时,控制电池管理系统和高压继电器工作的控制逻辑。

S503:基于第二充电控制逻辑和电池管理系统反馈的目标充电方式,控制与电池管理系统相连的动力电池以正常充电功率给蓄电池充电,维持电池当前状态为上电状态,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器依据目标充电方式进行闭合或断开。

在第二充电控制逻辑下,动力电池当前正在给蓄电池充电且蓄电池两端的电池实测电压达到认定为正常的标准,此时,控制器需通过电池管理系统控制动力电池继续以正常充电功率给蓄电池充电,并维持电池当前状态为上电状态;在充电过程中,需获取电池管理系统反馈的目标充电方式,以便控制设置在动力电池和蓄电池之间的所有高压继电器依据目标充电方式进行闭合或者断开,以保障正常充电过程的继续进行。

作为图2所示的蓄电池充电控制方法的一具体实施方式,如图6所示,蓄电池充电控制方法包括控制器执行的如下步骤:

S601:获取电池管理系统反馈的电池当前状态和蓄电池两端的电池实测电压。

其中,步骤S601与步骤S201的实现过程基本一致,为避免重复,此处不一一赘述。

S602:若电池当前状态为上电状态,且电池实测电压小于第二电压阈值,则获取第三充电控制逻辑。

其中,第三充电控制逻辑是指在电池当前状态为上电状态,且电池实测电压小于第二电压阈值这一充电控制条件下,即在充电故障情况下,用于控制电池管理系统和高压继电器执行的控制逻辑。

本示例中,控制器在获取电池当前状态和电池实测电压之后,将电池实测电压与第一电压阈值和第二电压阈值进行比较,在确定电池当前状态为上电状态,且电池实测电压小于第二电压阈值时,调用第三充电控制逻辑,以便执行后续步骤S603。可以理解地,在电池当前状态为上电状态时,说明动力电池当前正在给蓄电池充电;此时,若电池实测电压小于第二电压阈值,说明蓄电池两端的电池实测电压达到认定为故障的标准,因此,第三充电控制逻辑是指在动力电池给蓄电池充电过程中,蓄电池的电池实测电压达到认定为故障的标准时,控制电池管理系统和高压继电器工作的控制逻辑。一般来说,在设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器中的部分失效时,可能会导致蓄电池两端的电池实测电压下降,使得电池实测电压小于第二电压阈值。

S603:基于第三充电控制逻辑,控制与电池管理系统相连的动力电池不给蓄电池充电,更新电池当前状态为未上电状态,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器断开。

在第三充电控制逻辑下,动力电池当前正在给蓄电池充电且蓄电池两端的电池实测电压达到认定为故障的标准,此时,控制器需通过电池管理系统控制动力电池停止给蓄电池充电,以将电池当前状态由上电状态更新为未上电状态,并控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器断开,以实现在充电出现故障时对动力电池和高压继电器的控制。

作为图2所示的蓄电池充电控制方法的一具体实施方式,如图7所示,蓄电池充电控制方法包括控制器执行的如下步骤:

S701:获取电池管理系统反馈的电池当前状态和蓄电池两端的电池实测电压。

其中,步骤S701与步骤S201的实现过程基本一致,为避免重复,此处不一一赘述。

S702:若电池当前状态为未上电状态,且电池实测电压大于第一电压阈值,则获取第四充电控制逻辑。

其中,第四充电控制逻辑是指在若电池当前状态为未上电状态,且电池实测电压大于第一电压阈值这一充电控制条件下,即达到正常充电标准时,用于控制电池管理系统和高压继电器执行的控制逻辑。

本示例中,控制器在获取电池当前状态和电池实测电压之后,将电池实测电压与第一电压阈值和第二电压阈值进行比较,在确定电池当前状态为未上电状态,且电池实测电压大于第一电压阈值时,调用第四充电控制逻辑,以便执行后续步骤S703。可以理解地,在电池当前状态为未上电状态时,说明动力电池当前未给蓄电池充电;此时,若电池实测电压大于第一电压阈值,说明蓄电池两端的电池实测电压达到正常充电的标准,因此,第四充电控制逻辑是指在动力电池当前未给蓄电池充电,且蓄电池两端的电池实测电压达到正常充电的标准时,控制电池管理系统和高压继电器工作的控制逻辑。

S703:基于第四充电控制逻辑和电池管理系统反馈的目标充电方式,控制与电池管理系统相连的动力电池以正常充电功率给蓄电池充电,更新电池当前状态为上电状态,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器依据目标充电方式进行闭合或断开。

在第四充电控制逻辑下,动力电池当前未给蓄电池充电且蓄电池两端的电池实测电压达到正常充电的标准,此时,控制器需通过电池管理系统控制动力电池以正常充电功率给蓄电池充电,并将电池当前状态由未上电状态更新为上电状态;在充电过程中,需获取电池管理系统反馈的目标充电方式,以便控制设置在动力电池和蓄电池之间的所有高压继电器依据目标充电方式进行闭合或者断开,以保障正常充电过程的继续进行。

可以理解地,在基于第四充电控制逻辑控制动力电池上电,给蓄电池充电过程中,电池当前状态由未上电状态更新为上电状态,此时,控制器会根据电池管理系统实时采集的电池实测电压执行上述图3-图6所示的步骤。

作为图2所示的蓄电池充电控制方法的一具体实施方式,如图8所示,蓄电池充电控制方法包括控制器执行的如下步骤:

S801:获取电池管理系统反馈的电池当前状态和蓄电池两端的电池实测电压。

其中,步骤S801与步骤S201的实现过程基本一致,为避免重复,此处不一一赘述。

S802:若电池当前状态为未上电状态,且电池实测电压不大于第一电压阈值,则获取第五充电控制逻辑。

本示例中,控制器在获取电池当前状态和电池实测电压之后,将电池实测电压与第一电压阈值和第二电压阈值进行比较,在确定电池当前状态为未上电状态,且电池实测电压不大于第一电压阈值时,调用第五充电控制逻辑,以便执行后续步骤S803。可以理解地,在电池当前状态为未上电状态时,说明动力电池当前未给蓄电池充电;此时,若电池实测电压不大于第一电压阈值,说明蓄电池两端的电池实测电压未达到正常充电的标准,因此,第五充电控制逻辑是指在动力电池当前未给蓄电池充电的前提下,蓄电池的电池实测电压未达到正常正常的标准时,控制电池管理系统和高压继电器工作的控制逻辑。

S803:基于第五充电控制逻辑,控制与电池管理系统相连的动力电池不给蓄电池充电,维持电池当前状态为未上电状态,控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器断开。

在第五充电控制逻辑下,动力电池当前未给蓄电池充电且蓄电池两端的电池实测电压未达到正常充电的标准,此时,控制器需通过电池管理系统控制动力电池不给蓄电池充电,以将电池当前状态维持为未上电状态,并控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器断开,以实现在充电出现故障时对动力电池和高压继电器的控制。

在一实施例中,如图9所示,蓄电池充电控制系统还包括上电控制开关K0和继电器电路11/12/13/14;上电控制开关K0与电池管理系统和控制器相连,用于切换上电状态和不上电状态;继电器电路11/12/13/14设置在上电控制开关K0与接地端之间,并与高压继电器K1/K2/K3/K4相连,用于控制高压继电器K1/K2/K3/K4闭合或者断开。

本示例中,上电控制开关K0设置在电池管理系统和控制器之间,在需要控制动力电池给蓄电池充电(包括正常充电功率和安全充电功率充电)时,控制上电控制开关K0闭合,以使控制器可以依据目标充电方式控制各高压继电器K1/K2/K3/K4闭合或者断开;在不需要控制动力电池给蓄电池充电时,控制上电控制开关K0断开,以使控制器无法控制高压继电器K1/K2/K3/K4闭合或者断开。

本示例中,继电器电路11/12/13/14是用于控制设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器K1/K2/K3/K4闭合或者断开的电路。本示例中,继电器电路11/12/13/14的数量与设置在动力电池和蓄电池之间的高压继电器K1/K2/K3/K4的数量相匹配,每一个高压继电器K1/K2/K3/K4分别对应一个继电器电路11/12/13/14,以使控制器可以通过继电器电路11/12/13/14分别控制与其相连的高压继电器K1/K2/K3/K4闭合或者断开。例如,高压继电器K1/K2/K3/K4可以分别为主正继电器、主负继电器、快充继电器和慢充继电器,则继电器电路11/12/13/14是分别用于控制主正继电器、主负继电器、快充继电器和慢充继电器闭合或者断开的电路。

可以理解地,高压继电器K1/K2/K3/K4的数量有多个时,继电器电路11/12/13/14的数量也有多个,多个继电器电路11/12/13/14并联接入上电控制开关K0和接地端之间,以实现对每个高压继电器K1/K2/K3/K4进行独立控制,从而保障目标充电方式对应的充电功能的实现。

在一实施例中,如图9所示,继电器电路包括高边开关Q11/Q21/Q31/Q41、低边开关Q12/Q22/Q32/Q42、第一续流二极管D11/D21/D31/D41和第二续流二极管D12/D22/D32/D42;高边开关Q11/Q21/Q31/Q41设置在上电控制开关K0与高压继电器K1/K2/K3/K4之间;低边开关Q12/Q22/Q32/Q42设置在高压继电器K1/K2/K3/K4与接地端之间;第一续流二极管D11/D21/D31/D41的一端与高边开关Q11/Q21/Q31/Q41和高压继电器K1/K2/K3/K4相连,另一端与接地端相连;第二续流二极管D12/D22/D32/D42的一端与高压继电器K1/K2/K3/K4和低边开关Q12/Q22/Q32/Q42相连,另一端与接地端相连。

本示例中,设置在高压继电器K1/K2/K3/K4两端的高边开关Q11/Q21/Q31/Q41和低边开关Q12/Q22/Q32/Q42的栅极与控制器相连,用于在控制器的控制下,控制高压继电器K1/K2/K3/K4闭合或者断开,以实现独立控制多个高压继电器K1/K2/K3/K4依据目标充电方式进行闭合或者断开。

本示例中,分别设置在高压继电器K1/K2/K3/K4两端,并与接地端相连的第一续流二极管D11/D21/D31/D41和第二续流二极管D12/D22/D32/D42,可以有效防止电流导向,保障充电功能的实现。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。

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