[发明专利]电池快速充电电流控制算法

说明书

技术领域

本发明总地涉及用于给电池充电的系统和方法，更特别地，涉及用于使用电压控制模式和电流控制模式来给车辆电池充电的系统和方法。

背景技术

电动车正变得越来越流行。这些车辆包括混合动力车（例如，结合电池和主动力源（如内燃机、燃料电池系统等）的增程电动车（EREV））和纯电动车（例如电池电动车（BEV））。所有这些类电动车都使用包括多个电池单元的高压电池。这些电池可为不同的电池类型，例如锂-离子电池、镍氢电池、铅酸电池等。用于电动车的典型高压电池可包括提供约400伏特的196个电池单元。所述电池可包括单独的电池模块，其中每个电池模块都可包括一定数量的电池单元，例如12个单元。单独的电池单元可串联电联接，或者一系列单元可并联电联接，其中模块中的多个单元串联连接，并且每个模块都并联电联接至其它模块。不同的车辆设计包括为特定应用利用各种平衡和优点的不同电池设计。

本领域存在给电池特别是车辆电池可靠充电、以精确和可靠地提供不损坏电池的完全电池充电的需求。当前，电池充电算法会试图在一定的时间周期内将电池充电至特定的电池电压。一旦电池被充电至该电压水平，那么充电算法就进入维持充电模式，其中提供涓流电流以将电池保持在充电电压。控制电池充电器的算法需要控制提供给电池的电流量以控制热量、过充电等，使得电池及其它组件不会被损坏。这些不同类型的充电器具有不同的目的，依赖于充电情形，其目的可为整夜充电器或快速充电器。电池充电器可在车辆上，或者可与车辆分离，其中电池充电器的电线插入车辆，或者车辆直接插在AC墙壁出口。

发明内容

根据本发明的教导，公开了用于给电池充电的系统和方法，其中所述方法利用确定提供期望电流和电压分布的充电器输出电流的算法。所述方法包括提供期望的目标充电电流和测量电池电流，以及确定所述目标充电电流是否小于测量的电池电流。所述方法还包括如果所述目标充电电流小于测量的电池电流，则启用电流积分器，以及如果所述电流积分器被启用，则随时间积分充电电流值，以提供积分的充电电流值。所述方法还包括提供目标充电电压和测量电池电压，以及确定所述目标充电电压是否小于测量的电池电压。所述方法还包括如果所述目标充电电压小于测量的电池电压，则启用电压积分器；如果所述电压积分器被启用，则随时间积分充电电压值，以提供积分的电压值。所述方法将积分的充电电流值与积分的充电电压值相加，以提供用于给所述电池充电的充电电流命令。如果充电操作处于其中所述电压积分器被启用的电压控制模式，那么所述方法禁用所述电流积分器，和如果充电操作处于其中所述电流积分器被启用的电流控制模式，那么所述方法禁用所述电压积分器。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1：一种用于控制电池充电的方法，所述方法包括：

提供目标充电电流；

测量电池电流；

确定所述目标充电电流是否小于测量的电池电流；

如果所述目标充电电流小于所述测量的电池电流，则启用电流积分器；

如果所述电流积分器被启用，则随时间积分充电电流值，以提供积分的充电电流值；

提供目标充电电压；

测量电池电压；

确定所述目标充电电压是否小于测量的电池电压；

如果所述目标充电电压小于所述测量的电池电压，则启用电压积分器；

如果所述电压积分器被启用，则随时间积分充电电压值；以及

将积分的充电电流值与积分的充电电压值相加，以提供用于给所述电池充电的充电电流值。

技术方案2：如技术方案1的方法，还包括如果充电操作处于其中所述电压积分器被启用的电压控制模式，则禁用所述电流积分器。

技术方案3：如技术方案1的方法，还包括如果充电操作处于其中所述电流积分器被启用的电流控制模式，则禁用所述电压积分器。

技术方案4：如技术方案1的方法，其中提供目标充电电流包括从最大电池电流、电池功率限制和预定目标电流中选择最小的目标充电电流。

技术方案5：如技术方案1的方法，其中提供目标充电电压包括提供修改的目标电压，其为期望目标电压减去偏置目标电压以防止目标电压过冲。

技术方案6：如技术方案5的方法，还包括对进出变换和进入电压控制斜坡控制所述偏置目标电压。

技术方案7：如技术方案1的方法，还包括检测所述充电电流值是否会引起充电电流的饱和。

技术方案8：如技术方案7的方法，还包括如果所述充电电流饱和则禁用所述电流积分器。