依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置及方法，用于采用充電裝置對電動車進(jìn)行充電，在對電動車進(jìn)行充電過程中，對比不同時(shí)刻的電池包特征值，如果不同時(shí)刻存在相同的電池包特征值，則充電數(shù)據(jù)異常。在充電機(jī)或BMS采樣的數(shù)據(jù)中，電池包數(shù)據(jù)特征值是反映充電過程正常與否的重要數(shù)據(jù)。當(dāng)電池電量增加后，電池包數(shù)據(jù)特征值一定會變化，基于此原理，本發(fā)明通過檢測不同充電階段充電機(jī)的充電電量ΔW，進(jìn)而判斷與ΔW相對應(yīng)的ΔB的值是否變化，得出充電過程是否異常的結(jié)論。
【專利說明】
依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]現(xiàn)有的充電機(jī)在電動汽車充電過程中通常沒有數(shù)據(jù)異常判斷方法，少部分具備充電數(shù)據(jù)判斷的，其數(shù)據(jù)判斷方法是依據(jù)設(shè)定的時(shí)間段定時(shí)(例如每2分鐘)采集并判斷充電過程中的數(shù)據(jù)是否異常。此種判斷方法在一定程度上可以判斷充電數(shù)據(jù)異常并切斷充電機(jī)的輸出，但是在小電流充電時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)，例如10分鐘內(nèi)，電池包的數(shù)據(jù)特征值并不一定會發(fā)生變化，但據(jù)我方充電站實(shí)際工況下，BMS此時(shí)仍可能發(fā)生故障，如果充電機(jī)沒能及時(shí)識別，最終發(fā)生電池過充。例如，中國臺灣公開第201039480 Al號專利申請其通過對充電過程中的所述電子裝置的電池進(jìn)行偵測的時(shí)間間隔判斷數(shù)據(jù)異常。
[0003]此外，中國公開第104809246A號專利申請公開了一種充電數(shù)據(jù)的處理方法及裝置，該方案提出根據(jù)充電粧地址從充電粧獲取車輛充電數(shù)據(jù);對車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行整合;對整合之后的車輛的充電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生產(chǎn)異常數(shù)據(jù)。該方案解決的問題是充電數(shù)據(jù)分散在各個交易記錄表中，在處理充電數(shù)據(jù)時(shí)操作繁瑣導(dǎo)致效率的問題。
[0004]中國公告第103296708B號專利公開了一種應(yīng)用于直流充電系統(tǒng)的多方通訊控制系統(tǒng)及充電方法，電池管理系統(tǒng)每I秒會傳送最新電池狀態(tài)至多方通訊控制裝置或者所述多方通訊控制裝置與直流快速充電站于充電流程開始時(shí)，每100微秒會交換目前充電狀態(tài)資料。
[0005]以上兩個相關(guān)文獻(xiàn)均指出了充電粧在充電過程中可以對電動汽車上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。但是目前由于BMS(電動汽車電池管理系統(tǒng)，battery management system)的自身設(shè)計(jì)問題或者運(yùn)行故障，仍會導(dǎo)致BMS在故障情形下一直與充電機(jī)交互同樣的數(shù)據(jù)幀，此時(shí)如果充電機(jī)如果不設(shè)相應(yīng)的判斷邏輯，則無法及時(shí)識別上述問題采取相應(yīng)措施，導(dǎo)致BMS故障情形下充電機(jī)無法識別故障狀態(tài)，充電機(jī)仍持續(xù)為電池充電，造成電動汽車過充電，嚴(yán)重的最終引發(fā)充電事故。
[0006]綜上所述，就目前而言，就充電裝置對電動車充電存在以下兩個問題:
[0007](I)充電機(jī)定時(shí)采集BMS數(shù)據(jù)，無法有效避免電池過充；
[0008](2)BMS故障狀態(tài)下，充電機(jī)無法識別BMS故障信息，無法及時(shí)終止充電。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0009]本發(fā)明提供了一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置及方法，通過對比不同時(shí)刻下BMS電池包特征值判斷數(shù)據(jù)是否異常。
[0010]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0011]—種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置，包括:
[0012]功率模塊:用于將直流或交流電轉(zhuǎn)換為電動汽車充電所需的電能；
[0013]通信單元:用于與BMS進(jìn)行通信，并獲取電動汽車的電池包數(shù)據(jù)特征值；
[0014]控制單元:用于接收通信單元獲取的電池包數(shù)據(jù)特征值，并與其他時(shí)刻的電池包數(shù)據(jù)特征值進(jìn)行對比，判斷是否存在充電異常。
[0015]進(jìn)一步，所述裝置包括輔助電源模塊，用于在充電開始前，為BMS供電，使控制單元與BMS進(jìn)行參數(shù)配置和握手。
[0016]進(jìn)一步，所述裝置進(jìn)一步包括計(jì)量模塊，用于獲取電動車的充電電量，該充電電量與同一時(shí)刻下的BMS電池包特征值對應(yīng)，計(jì)量模塊與控制單元連接。
[0017]進(jìn)一步，所述的計(jì)量模塊為直流電表。
[0018]進(jìn)一步，所述的電池包數(shù)據(jù)特征值包括電池包總電壓、電池單體電壓、電池包最低溫度、電池包最高溫度、充電電流值，以及電池SOC值。
[0019]—種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的方法，用于采用充電裝置對電動車進(jìn)行充電，在對電動車進(jìn)行充電過程中，對比不同時(shí)刻的電池包數(shù)據(jù)特征值，如果不同時(shí)刻存在相同的電池包數(shù)據(jù)特征值，則充電數(shù)據(jù)異常。
[0020]進(jìn)一步，每一時(shí)刻的電池包數(shù)據(jù)特征值與電動車的充電電量對應(yīng)。
[0021]進(jìn)一步，電動車的電充電量通過計(jì)量模塊獲取。
[0022]進(jìn)一步，所述的計(jì)量模塊為直流電表。
[0023]進(jìn)一步，所述的電池包數(shù)據(jù)特征值包括電池包總電壓、電池單體電壓、電池包最低溫度、電池包最高溫度、充電電流值，以及電池SOC值。
[0024]進(jìn)一步，本發(fā)明方法包括以下步驟:
[0025](I)充電裝置與電動車配置完畢，開始充電；
[0026](2)在t = 0時(shí)刻，采集BMS的電池特征值Δ BI和充電電量AW;
[0027](3)隨著AW的增加，獲取與AW對應(yīng)的ΔΒ2，判斷Δ BI和ΔΒ2的關(guān)系，如果二者相同，則認(rèn)定充電異常，結(jié)束充電，如果二者不同，繼續(xù)充電，直至滿足充電結(jié)束條件。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果:在充電機(jī)或BMS采樣的數(shù)據(jù)中，電池包數(shù)據(jù)特征值是反映充電過程正常與否的重要數(shù)據(jù)。當(dāng)電池電量增加后，電池包數(shù)據(jù)特征值一定會變化，基于此原理，本發(fā)明通過檢測不同充電階段充電機(jī)的充電電量A W，進(jìn)而判斷與AW相對應(yīng)的△ B的值是否變化，得出充電過程是否異常的結(jié)論。
【【附圖說明】】
[0029]圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
[0030]圖2為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0031]本發(fā)明公開了一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置，主要包括:功率模塊、通信單元、控制單元、存儲單元、輔助電源模塊。
[0032]所述功率模塊用于將直流或交流電轉(zhuǎn)換為電動汽車充電所需的電能，通信單元用于與BMS進(jìn)行通信，并獲取電動汽車的電池包數(shù)據(jù)特征值;控制單元的輸入端與通信單元連接用于接收通信單元獲取的電池包數(shù)據(jù)特征值，輸出端與功率模塊連接，用于控制功率模塊的輸出，控制模塊將接收的電池包數(shù)據(jù)特征值與其他時(shí)刻的電池包數(shù)據(jù)特征值進(jìn)行對比，判斷是否存在充電異常。所述輔助電源模塊用于在充電開始前，為BMS供電，使控制單元與BMS進(jìn)行參數(shù)配置和握手。
[0033]所述裝置進(jìn)一步包括有計(jì)量模塊，具體地說，所述計(jì)量模塊為直流電表，用于獲取電動車的充電電量，該充電電量與同一時(shí)刻下的BMS電池包特征值對應(yīng)。
[0034]所述的電池包數(shù)據(jù)特征值包括電池包總電壓、電池單體電壓、電池包最低溫度、電池包最高溫度、充電電流的值，以及電池SOC值。
[0035]當(dāng)前充電過程中，充電機(jī)通過BMS采樣的數(shù)據(jù)中，電池包數(shù)據(jù)特征值是反映充電過程正常與否的重要數(shù)據(jù)。當(dāng)電池電量增加后，電池包數(shù)據(jù)特征值一定會變化，基于此原理，通過檢測不同充電階段充電機(jī)的充電電量AW，進(jìn)而判斷與AW相對應(yīng)的ΔΒ的值是否變化，得出充電過程是否異常的結(jié)論。
[0036]判斷方法:
[0037]判斷基礎(chǔ)公式:N*S0C最小單位值=AW
[0038]AW為具備直流電表的充電粧或充電模塊的充電機(jī)在特定時(shí)間間隔內(nèi)為電動汽車充電的電量，該電量值由充電機(jī)的計(jì)量模塊從充電機(jī)的上讀取。SOC最小單位值即SOC的最精確的測量精度，依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件，目前SOC最小單位為I %。
[0039]在Δ W = O時(shí)，即電池充電電量為O時(shí)，此時(shí)充電機(jī)的通信單元與BMS通訊，獲取電池?cái)?shù)據(jù)特征值△ BI，包括:電池包總電壓△ Vl、電池單體電壓△ V2、電池包最低溫度△ Tl，電池包最高溫度ΔΤ2、充電電流Δ IUSOC值A(chǔ)S0C。
[0040]隨著充電機(jī)不斷為電池包充電，AW的數(shù)據(jù)值會不斷變化，與此對應(yīng)的△B也會隨之變化。
[0041 ]因此，在Δ W的數(shù)值增加之后，例如△ W = 2時(shí)，充電機(jī)取此時(shí)的Δ B2，判斷Δ B2與ΔBI數(shù)據(jù)值是否有變化。如果有，則充電數(shù)據(jù)正常，繼續(xù)為電池充電，同時(shí)，將A B2設(shè)為基礎(chǔ)對比數(shù)值，充電機(jī)繼續(xù)采集電表電量A W，當(dāng)△ W繼續(xù)增加時(shí)，取此時(shí)的△ BN，充電機(jī)重復(fù)判斷，直至達(dá)到正常充電結(jié)束條件;如果沒有，則充電數(shù)據(jù)異常，充電機(jī)結(jié)束充電。
[0042]本方法是依據(jù)單位時(shí)間內(nèi)電動汽車電池SOC變化量與充電電量的相對關(guān)系，判斷電池?cái)?shù)據(jù)特征值有無變化，進(jìn)而判斷電池充電過程數(shù)據(jù)是否異常。
[0043]下面對本發(fā)明方法的完整步驟予以說明:
[0044]SI充電機(jī)與電動汽車數(shù)據(jù)配置完畢，進(jìn)入充電階段；
[0045]S2控制單元記錄充電開始時(shí)，通信單元與BMS通信，采集電池特征值Δ BI，并采集直流電表的電量AW;
[0046]S3當(dāng)AW數(shù)值增加時(shí)，取此時(shí)的ΔΒ2，并與充電開始時(shí)的ΔΒ1相比較；
[0047]S4當(dāng)ΔΒ2= Δ BI時(shí)，則認(rèn)定充電過程異常，結(jié)束充電；
[0048]S5當(dāng)Δ B2與不等于Δ BI時(shí)，則認(rèn)定充電過程正常，以Δ B2為基礎(chǔ)對比值，在Δ W數(shù)值增加時(shí)，繼續(xù)采集相對應(yīng)的A B，然后與基礎(chǔ)數(shù)值△ B2進(jìn)行比較(重復(fù)S3-S5)
[0049]S6在達(dá)到正常充電結(jié)束條件時(shí)，充電機(jī)結(jié)束充電。
[0050]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明方法介紹:
[0051 ] 充電開始時(shí)，充電電量為O，則AW = O，此時(shí)充電機(jī)的控制處理單元通過通信單元與BMS通信讀取該Δ W，同時(shí)采集此時(shí)的電池包特征值Δ BI，當(dāng)充電電量為2KW時(shí)，Δ W=2，同時(shí)采集此時(shí)的電池包特征值A(chǔ) B2，數(shù)據(jù)處理單元判斷△ B2與△ BI是否相等，如果相等則充電數(shù)據(jù)異常，如果不相等則繼續(xù)充電，重復(fù)上述判斷，直至電動汽車達(dá)到正常充電截止條件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置，其特征在于，包括: 功率模塊:用于將直流或交流電轉(zhuǎn)換為電動汽車充電所需的電能； 通信單元:用于與BMS進(jìn)行通信，并獲取電動汽車的電池包數(shù)據(jù)特征值； 控制單元:用于接收通信單元獲取的電池包數(shù)據(jù)特征值，并與其他時(shí)刻的電池包數(shù)據(jù)特征值進(jìn)行對比，判斷是否存在充電異常。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置，其特征在于:進(jìn)一步包括輔助電源模塊，用于在充電開始前，為BMS供電，使控制單元與BMS進(jìn)行參數(shù)配置和握手。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置，其特征在于:進(jìn)一步包括計(jì)量模塊，用于獲取電動車的充電電量，該充電電量與同一時(shí)刻下的BMS電池包特征值對應(yīng)，計(jì)量模塊與控制單元相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置，其特征在于:所述的計(jì)量模塊為直流電表。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的裝置，其特征在于:所述的電池包數(shù)據(jù)特征值包括電池包總電壓、電池單體電壓、電池包最低溫度、電池包最高溫度、充電電流的值，以及電池SOC值。6.—種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的方法，用于采用充電裝置對電動車進(jìn)行充電，其特征在于:在對電動車進(jìn)行充電過程中，對比不同時(shí)刻的電池包數(shù)據(jù)特征值，如果不同時(shí)刻存在相同的電池包數(shù)據(jù)特征值，則充電數(shù)據(jù)異常;所述的電池包數(shù)據(jù)特征值包括電池包總電壓、電池單體電壓、電池包最低溫度、電池包最高溫度、充電電流值，以及電池 SOC 07.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的方法，其特征在于:每一時(shí)刻的電池包數(shù)據(jù)特征值與電動車的充電電量對應(yīng)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的方法，其特征在于:電動車的電充電量通過計(jì)量模塊獲取。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: (1)充電裝置與電動車配置完畢，開始充電； (2)在t= O時(shí)亥丨」，采集BMS的電池特征值Δ BI和充電電量Δ W; (3)隨著ΔW的增加，獲取與Δ W對應(yīng)的Δ B2，判斷Δ BI和Δ B2的關(guān)系，如果二者相同，則認(rèn)定充電異常，結(jié)束充電，如果二者不同，繼續(xù)充電，直至滿足充電結(jié)束條件。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種依據(jù)充電電量變化判斷電池充電過程異常的方法，其特征在于:在步驟(3)中，如果Δ BI和Δ B2不同，則繼續(xù)充電，同時(shí)，將Δ B2設(shè)為基礎(chǔ)對比數(shù)值，繼續(xù)采集的充電電量Δ W，當(dāng)Δ W繼續(xù)增加時(shí)，取此時(shí)的Δ BN，充電機(jī)重復(fù)判斷，直至達(dá)到正常充電結(jié)束條件。
【文檔編號】H02J7/02GK105958590SQ201610407603
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】袁慶民, 茹永剛, 李寧, 趙剛, 劉強(qiáng), 趙春雷
【申請人】西安特銳德智能充電科技有限公司