[发明专利]一种锂电池组备用电源的行车充电系统及控制方法

说明书

本发明提出了一种锂电池组备用电源的行车充电系统及控制方法，所述充电系统包括具有通信功能的锂电池系部分和具有通信控制功能的行车发电机部分；所述具有通信控制功能的行车发电机部分包括行车发电机以及电压调节器；所述具有通信功能的锂电池系部分包括：锂电池组、锂电池管理系统BMS；充电调节控制器，根据获取的充电状态参数按照预置的控制策略，发出控制信息，根据锂电池电压和充电回路电流大小，调节控制行车发电机的输出电压，使具有通信控制功能的行车发电机部分以规定的电压电流为锂电池充电。本发明实现了对行车发电机输出电压的控制，避免了单节锂电池的过充现象，有利于延长锂电池的使用寿命，提高了锂电池使用的安全性。

技术领域

本发明涉及电池组充电技术领域，尤其是涉及一种锂电池组备用电源的行车充电系统及控制方法。

背景技术

蓄电池是汽车必不可少的一部分，蓄电池可以采用铅酸蓄电池和锂电池。目前车用蓄电池性能和技术要求不断提高而导致铅蓄电池体积大、重量大、容量不够用、维保频繁等问题，所以通常在车用储能应用领域主要使用锂电池。

锂电池与传统内燃机车辆用铅酸蓄电池相比，单体电池的工作电压高，可达3.7-3.8V；比能量高，实际比能量可达555WH/kg，材料比能量能达到150mAh/g以上，相同车载空间可实现更高的电池容量；循环寿命更长，一般可达1000-2000次，磷酸铁锂电池可达2000次以上，而铅酸电池只有300-350次；更环保，铅酸电池中的铅占电池质量的60％以上，给环境造成很大的重金属污染负担。因此，在改装车市场领域，锂电池组替代铅酸电池作为备用电源，受到越来越多车主的青睐。

但是锂电池自身也存在一些缺陷，其容量易于受一些因素影响而发生衰减，过充或过放电都会对电池造成不可逆的损害。如过充时，过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中，无法再释放，缩短电池寿命；电芯温度过高，可引起电解液分解，燃烧，甚至爆炸。

传统的内燃机车辆行车发电机给锂电池充电是恒压输出，当锂电池组两端的总电压达到上限值时，行车发电机停止功率输出；此时虽然锂电池组两端的总电压达到了上限值，但是由于各单体电池之间存在差异，部分电池的电压已经超过单节电池电压的上限值，形成过充现象，对锂电池造成不可逆的损害；由于锂电池管理系统BMS中的过压保护为硬开关，而且电路中的充电电流较大，约有十几到几十安培，这样行车发电机每个充电循环都要经历一次几百瓦到几千瓦的功率突变；长期经受过充会严重影响锂电池的健康、寿命和安全性；行车发电机长期经受这种功率急剧变化的工况，将严重损害其可靠性和寿命。

发明内容

本发明提出一种锂电池组备用电源的行车充电系统及控制方法，以解决现有技术中的锂电池在充电过程易形成过充现象的问题，以及充电循环中经历的功率突变对电池和发电机的寿命和安全造成影响的问题，以抑制行车发电机在充电循环中经受的功率突变，避免锂电池过充，从而提高锂电池和行车发电机的寿命、安全性和可靠性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种锂电池组备用电源的行车充电系统，包括具有通信功能的锂电池系部分和具有通信控制功能的行车发电机部分，具有通信控制功能的行车发电机部分与具有通信功能的锂电池系部分进行交互通讯；

所述具有通信控制功能的行车发电机部分用于对行车发电机状态信息的实时监控，并将行车发电机状态信息传递至具有通信功能的锂电池系部分；所述具有通信控制功能的行车发电机部分包括行车发电机以及用于控制行车发电机输出电压的电压调节器；

所述具有通信功能的锂电池系部分包括：

锂电池组；

锂电池管理系统BMS，用于对锂电池组状态信息进行实时监控，并对锂电池组进行功能控制；