电池充电方法、装置、电池管理系统及电动汽车与流程

1.本发明涉及充电技术领域，尤其是涉及一种电池充电方法、装置、电池管理系统及电动汽车。


背景技术：

2.随着电动汽车的普及，如何更加高效安全的对电池充电越来越受到广大用户及开发人员的关注。目前的充电策略中，通常采用恒流充电模式，通过查询温度及电池的荷电状态(state of charge，soc)的map表获取充电请求电流。但是充电的map表中的充电请求电流表征的是电池的充电能力，在充电过程中有很多其他用电器件也在耗电，因此，实际充进电池的电流通常小于电池本身请求的电流，从而导致充电时间较长，效率较低。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池充电方法、装置、电池管理系统及电动汽车，以减少了电池充电时间，提高了充电效率。
4.为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
5.第一方面，本发明实施例提供了一种电池充电方法，该方法应用于电池管理系统，包括：在恒压充电模式下，向供电设备发送请求电压；每间隔预设周期，获取当前电池电流；如果当前电池电流不等于电池需求电流，则对请求电压进行调节，并将调节后的请求电压发送至供电设备。
6.在一种实施方式中，向供电设备发送请求电压之前，该方法还包括：获取电池包的总电压，并基于总电压确定请求电压。
7.在一种实施方式中，如果当前电池电流不等于电池需求电流，则对请求电压进行调节，包括：如果当前电池电流大于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第一预设关系式调节请求电压；如果当前电池电流小于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第二预设关系式调节请求电压。
8.在一种实施方式中，基于预设的请求电压变量和第一预设关系式调节请求电压，包括：按照以下第一预设公式计算调节后的请求电压：
9.ureq＝ureq0-δu
10.其中，ureq为调节后的请求电压，ureq0为调节前上一时刻的请求电压，δu为预设的请求电压变量。
11.在一种实施方式中，基于预设的请求电压变量和第二预设关系式调节请求电压，包括：按照以下第二预设公式计算调节后的请求电压：
12.ureq＝ureq0+δu
13.其中，ureq为调节后的请求电压，ureq0为调节前上一时刻的请求电压，δu为预设的请求电压变量。
14.在一种实施方式中，上述方法还包括：获取当前电池电量；如果当前电池电量等于
预设电量值，则结束充电；如果当前电池电量小于预设电量值，则继续获取当前电池电流进行判断。
15.第二方面，本发明实施例提供了一种电池充电装置，包括：请求模块，用于在恒压充电模式下，向供电设备发送请求电压；电流获取模块，用于每间隔预设周期，获取当前电池电流；电压调节模块，用于如果当前电池电流不等于电池需求电流，则对请求电压进行调节，并将调节后的请求电压发送至供电设备。
16.在一种实施方式中，电压调节模块还用于：如果当前电池电流大于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第一预设关系式调节请求电压；如果当前电池电流小于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第二预设关系式调节请求电压。
17.第三方面，本发明实施例提供了一种电池管理系统，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述第一方面提供的任一项的方法的步骤。
18.第四方面，本发明实施例提供了一种电动汽车，包括上述第二方面提供的任一项的电池管理系统。
19.本发明实施例带来了以下有益效果：
20.本发明实施例提供的上述电池充电方法、装置、电池管理系统及电动汽车，该方法应用于电池管理系统，首先在恒压充电模式下，向供电设备发送请求电压；然后，每间隔预设周期，获取当前电池电流；最后，如果当前电池电流不等于电池需求电流，则对请求电压进行调节，并将调节后的请求电压发送至供电设备。上述方法采用恒压电压模式，通过实时采集到的当前电池电流对请求电压进行调节，从而使得充进电池的电流能够始终保持在电池需求电流，避免其他负载造成的电流损失，减少电池充电时间，提高充电效率。
21.本发明的其他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在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例提供的一种电池充电方法的流程图；
25.图2为本发明实施例提供的另一种电池充电方法的流程图；
26.图3为本发明实施例提供的一种电池充电装置的结构示意图；
27.图4为本发明实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明
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做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。
29.目前的充电策略中，通常采用恒流充电模式，通过查询温度及电池soc的map表获取充电请求电流。但是充电的map表中的充电请求电流表征的是电池的充电能力，在充电过程中有很多其他用电器件也在耗电，因此，实际充进电池的电流通常小于电池本身请求的电流，从而导致充电时间较长，效率较低。
30.基于此，本发明实施例提供的一种电池充电方法、装置、电池管理系统及电动汽车，可以减少电池充电时间，提高充电效率。
31.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电池充电方法进行详细介绍，该方法应用于电池管理系统。参见图1所示的一种电池充电方法的流程图，示意出该方法主要包括以下步骤s101至步骤s103：
32.步骤s101：在恒压充电模式下，向供电设备发送请求电压。
33.在一种实施方式中，当整车进入充电模式后，电池管理系统可以请求进入恒压充电模式。在恒压充电模式下，供电设备可以提供相应的请求电压，电流不超过电流上限即可。在具体实施时，当进入到恒压充电模式后，电池管理系统可以向供电设备发送请求电压，以使供电设备为电动汽车提供相应的请求电压为电池充电。
34.在一种实施方式中，可以获取电池包的总电压，并基于总电压确定请求电压。在具体实施时，可以将初始的请求电压设定为电池包的总电压。
35.步骤s102：每间隔预设周期，获取当前电池电流。
36.在一种实施方式中，为了确保充入电池包的电流能够满足电池包的电池需求电流，提高充电效率，本方实施例中可以通过电池包的实时电流进行判断。电池管理系统能够实时采集电池包的当前电池电流，具体的，可以预先设定电池管理系统采集电流的预设周期，诸如每间隔100ms采集一次当前电池电流，然后判断当前电池电流是否等于电池需求电流，进而判断是否需要对请求电压进行调整。
37.步骤s103：如果当前电池电流不等于电池需求电流，则对请求电压进行调节，并将调节后的请求电压发送至供电设备。
38.在一种实施方式中，可以通过查表的方式获取电池需求电流，具体的，可以根据当前电池包温度和电池包soc通过充电map表获取的电池充电需求电流(即电池需求电流)。如果当前电池电流不等于电池需求电流，则对请求电压进行调整，使实际充进电池包的电流(即当前电池电流)与电池充电能力电流(即电池需求电流)相等，如果当前电池电流大于电池需求电流，则降低请求电压；如果当前电池电流小于电池需求电流，则提高请求电压，从而闭环控制。
39.本发明实施例提供的上述电池充电方法，采用恒压电压模式，通过实时采集到的当前电池电流对请求电压进行调节，从而使得充进电池的电流能够始终保持在电池需求电流，避免其他负载造成的电流损失，减少电池充电时间，提高充电效率。
40.在一种实施方式中，对于前述步骤s103，即在如果当前电池电流不等于电池需求电流，则对请求电压进行调节时，可以采用包括但不限于以下方式：
41.首先，如果当前电池电流大于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第一
预设关系式调节请求电压。
42.在具体实施时，可以按照以下第一预设公式计算调节后的请求电压：
43.ureq＝ureq0-δu
44.其中，ureq为调节后的请求电压，ureq0为调节前上一时刻的请求电压，δu为预设的请求电压变量。
45.其次，如果当前电池电流小于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第二预设关系式调节请求电压。
46.在具体实施时，可以按照以下第二预设公式计算调节后的请求电压：
47.ureq＝ureq0+δu
48.在一种实施方式中，如果当前电池电流大于电池需求电流，则表明当前的请求电压过高，为了避免电池包因电流过高产生损坏，需要降低电池电流，在负载不变的情况下，则可以通过降低请求电压来降低电池电流。具体的，可以预先设定请求电压变量，在调节请求电压时，可以用调节前上一时刻的请求电压减去请求电压变量得到调节后的请求电压。如果当前电池电流小于电池需求电流，则表明当前的请求电压较低，无法满足电池包的电池需求电流，需要提高电池电流，则可以通过提高请求电压来提高电池电流。具体的，可以用调节前上一时刻的请求电压加上请求电压变量得到调节后的请求电压。
49.需要说明的是，通过依次调节可能无法使电池电流等于电池需求电流，因此，本发明实施例中可以在下一预设周期继续采集当前电池电流，判断当前电池电流是否等于电池需求电流，如果当前电池电流依旧不等于电池需求电流，则继续采用上述方法调节请求电流，直至当前电池电流等于电池需求电流。
50.进一步地，本发明实施例还提供了一种判断是否结束充电的方式，即上述方法还包括：获取当前电池电量；如果当前电池电量等于预设电量值，则结束充电；如果当前电池电量小于预设电量值，则继续获取当前电池电流进行判断。
51.在具体实施时，电池管理系统可以实时获取电池包的当前电池电量，并根据当前电池电量判断是否电池包达到充满条件；如果当前电池电量等于预设电量值(即电池包充满后的电量值)，则表明电池包达到充满条件，结束充电；如果当前电池电量小于预设电量值，则继续获取当前电池电流进行判断，重复上述调节请求电压的过程，直至电池包达到充满条件。
52.为了便于理解，本发明实施例还提供了一种具体的电池充电方法，参见图2所示，示意出该方法主要包括以下步骤s201至步骤s209：
53.步骤s201：整车进入充电模式。
54.步骤s202：电池管理系统请求进入恒压充电模式。
55.步骤s203：令ureq＝upack，并向供电设备发送请求电压。
56.具体的，upack表示电池包pack的总电压，ureq表示请求电压，将请求电压设定为电池包pack的总电压，并向供电设备发送请求电压。
57.步骤s204：判断irel＝imap是否成立。
58.具体的，irel表示电池管理系统采集到的当前电池电流，imap表示通过充电map表获取的电池充电需求电流，判断当前电池电流是否等于电池充电需求电流，如果是，则执行步骤s205，否则执行步骤s209。
59.步骤s205：判断irel》imap是否成立。
60.具体的，判断当前电池电流是否大于电池充电需求电流，如果是，则执行步骤s206，否则执行步骤s207。
61.步骤s206：计算ureq＝ureq0-δu。
62.步骤s207：判断irel《imap是否成立。
63.具体的，判断当前电池电流是否小于电池充电需求电流，如果是，则执行步骤s208。
64.步骤s208：计算ureq＝ureq0+δu。
65.步骤s209：电池包是否达到充满条件。
66.具体的，电池管理系统可以实时获取电池包的当前电池电量，并根据当前电池电量判断电池包是否达到充满条件；如果电池包达到充满条件，则结束充电；如果电池包没有达到充满条件，则返回步骤s203。
67.本发明实施例提供的上述电池充电方法，可以不考虑负载变化对电流的影响，通过对请求电压的调节来实现对电流的控制，使得无论负载如何变化，进入电池包的电流能够始终满足电池充电需求电流，从而实现电池管理系统只考虑自身电流变化，实现高效调节；其次，与现有技术相比，本发明实施例提供的上述方法能够避免其他负载造成的电流损失，减少电池充电时间，提高充电效率。
68.对于前述实施例提供的电池充电方法，本发明实施例还提供了一种电池充电装置，参见图3所示的一种电池充电装置的结构示意图，该装置可以包括以下部分：
69.请求模块301，用于在恒压充电模式下，向供电设备发送请求电压；
70.电流获取模块302，用于每间隔预设周期，获取当前电池电流；
71.电压调节模块303，用于如果当前电池电流不等于电池需求电流，则对请求电压进行调节，并将调节后的请求电压发送至供电设备。
72.本发明实施例提供的上述电池充电装置，采用恒压电压模式，通过实时采集到的当前电池电流对请求电压进行调节，从而使得充进电池的电流能够始终保持在电池需求电流，避免其他负载造成的电流损失，减少电池充电时间，提高充电效率。
73.在一种实施方式中，上述装置还包括请求电压确定模块，用于：获取电池包的总电压，并基于总电压确定请求电压。
74.在一种实施方式中，上述电压调节模块303进一步还用于：如果当前电池电流大于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第一预设关系式调节请求电压；如果当前电池电流小于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第二预设关系式调节请求电压。
75.在一种实施方式中，上述电压调节模块303进一步还用于：按照以下第一预设公式计算调节后的请求电压：
76.ureq＝ureq0-δu
77.其中，ureq为调节后的请求电压，ureq0为调节前上一时刻的请求电压，δu为预设的请求电压变量。
78.在一种实施方式中，上述电压调节模块303进一步还用于：按照以下第二预设公式计算调节后的请求电压：
79.ureq＝ureq0+δu
80.其中，ureq为调节后的请求电压，ureq0为调节前上一时刻的请求电压，δu为预设的请求电压变量。
81.在一种实施方式中，上述装置还包括判断模块，用于获取当前电池电量；如果当前电池电量等于预设电量值，则结束充电；如果当前电池电量小于预设电量值，则继续获取当前电池电流进行判断。
82.本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
83.本发明实施例还提供了一种电池管理系统，具体的，该电池管理系统包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如上实施方式的任一项所述的方法。
84.图4为本发明实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图，该电池管理系统100包括：处理器40，存储器41，总线42和通信接口43，所述处理器40、通信接口43和存储器41通过总线42连接；处理器40用于执行存储器41中存储的可执行模块，例如计算机程序。
85.其中，存储器41可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口43(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
86.总线42可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
87.其中，存储器41用于存储程序，所述处理器40在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器40中，或者由处理器40实现。
88.处理器40可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器40中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器40可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器41，处理器40读取存储器41中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
89.本发明实施例还提供了一种电动汽车，包括上述实施例提供的电池管理系统。本发明实施例提供的电动汽车，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，再次不再赘述。
90.本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
91.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
92.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种电池充电方法，其特征在于，所述方法应用于电池管理系统，包括：在恒压充电模式下，向供电设备发送请求电压；每间隔预设周期，获取当前电池电流；如果所述当前电池电流不等于电池需求电流，则对所述请求电压进行调节，并将调节后的请求电压发送至所述供电设备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向供电设备发送请求电压之前，所述方法还包括：获取电池包的总电压，并基于所述总电压确定所述请求电压。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述当前电池电流不等于电池需求电流，则对所述请求电压进行调节，包括：如果所述当前电池电流大于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第一预设关系式调节所述请求电压；如果所述当前电池电流小于电池需求电流，则基于所述预设的请求电压变量和第二预设关系式调节所述请求电压。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于预设的请求电压变量和第一预设关系式调节所述请求电压，包括：按照以下第一预设公式计算调节后的请求电压：ureq＝ureq0-δu其中，ureq为调节后的请求电压，ureq0为调节前上一时刻的请求电压，δu为预设的请求电压变量。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述预设的请求电压变量和第二预设关系式调节所述请求电压，包括：按照以下第二预设公式计算调节后的请求电压：ureq＝ureq0+δu其中，ureq为调节后的请求电压，ureq0为调节前上一时刻的请求电压，δu为预设的请求电压变量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取当前电池电量；如果所述当前电池电量等于预设电量值，则结束充电；如果所述当前电池电量小于所述预设电量值，则继续获取当前电池电流进行判断。7.一种电池充电装置，其特征在于，包括：请求模块，用于在恒压充电模式下，向供电设备发送请求电压；电流获取模块，用于每间隔预设周期，获取当前电池电流；电压调节模块，用于如果所述当前电池电流不等于电池需求电流，则对所述请求电压进行调节，并将调节后的请求电压发送至所述供电设备。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电压调节模块还用于：如果所述当前电池电流大于电池需求电流，则基于预设的请求电压变量和第一预设关系式调节所述请求电压；如果所述当前电池电流小于电池需求电流，则基于所述预设的请求电压变量和第二预
设关系式调节所述请求电压。9.一种电池管理系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求9所述的电池管理系统。

技术总结
本发明提供了一种电池充电方法、装置、电池管理系统及电动汽车，该方法应用于电池管理系统，包括：在恒压充电模式下，向供电设备发送请求电压；每间隔预设周期，获取当前电池电流；如果当前电池电流不等于电池需求电流，则对请求电压进行调节，并将调节后的请求电压发送至供电设备。本发明可以减少电池充电时间，提高充电效率。充电效率。充电效率。


技术研发人员：郑磊
受保护的技术使用者：上海洛轲智能科技有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/7/21