一种电动汽车电池的充电方法

一种电动汽车电池的充电方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动汽车电池的充电方法，在电动汽车进行能量回馈时，通过估算电池的SOC,查询电池SOC与电池允许的最大充电电流的曲线，得到电池允许的最大充电电流，再通过电流控制方法，降低电动汽车的制动力矩，使能量回馈时的充电电流不大于电池最大的允许充电电流，保证了电池充电安全。在保证电池安全的同时，又尽量提高电机的输出电流，使其接近电池的最大允许充电电流，提高了充电效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于电动汽车【技术领域】，更为具体地讲，涉及一种电动汽车电池的充电方 法。 一种电动汽车电池的充电方法

【背景技术】
[0002] 节能环保已经成为当今社会发展所面临的重要问题，燃料汽车的大量使用已经严 重制约了当今社会的环保，所以新能源汽车越来越受到各国政府的重视。根据电动汽车科 技发展"十二五"专项规划，2015-2020年继续推进以小型电动汽车为代表的纯电驱动汽车 规模产业化，并开始启动下一代纯电驱动汽车产业化进程。在此阶段，以下一代动力电池技 术路线为主导，开启下一代动力电池和燃料电池产业化，确立纯电驱动轿车主导商业模式， 并完善发展基础设施网络，提高车网融合程度，到2020年左右，为实现各类电动汽车推广 普及提供技术支撑。
[0003] 电动汽车在能量回馈时，现有的电动汽车电池充电方法属于不可控的充电方法， 在这种情况下，容易导致电池的充电电流过大，严重时会导致电池损坏，影响行车安全。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车电池的充电方法，使 能量回馈时的充电电流不大于电池最大的允许充电电流，保证了电池充电安全，同时有提 高了充电效率。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明一种电动汽车电池的充电方法，其特征在于，包括以 下步骤：
[0006] (1)、通过传感器采集电池输入端的电流、电池充电倍率以及电池的温度；
[0007] (2)、根据自适应S0C估计算法，估算出电池的S0C ;
[0008] (3)建立电池 S0C与最大允许充电电流的曲线：
[0009] (3. 1)、建立荷电状态方程：

【权利要求】
1. 一种电动汽车电池的充电方法，其特征在于，包括以下步骤： (1 )、通过温度传感器采集电池输入端的电流、电池充电倍率以及电池的温度； (2) 、根据自适应SOC估计算法，估算出电池的SOC ; (3) 建立电池 SOC与最大允许充电电流的曲线： (3. 1)、建立荷电状态方程：
(a) 其中，Qn为电池标称容量，单位为Ah ;Q。为电池剩余电量,单位为Ah,是指当前电量状 态下，电池以室温25°C、C/30倍率完全放电至放电截止电压所获得的全部电量A为电池 标准已用电量，单位为Ah，数值上等于标称容量与标准剩余电量的差值处为实际已用电 量，单位为Ah，是指电量完全充满的电池以实际工作温度及放电倍率下所放出的电量；η 为电池效率系数，包括温度影响系数ητ和充放电倍率系数L，它们之间的关系为：
(3. 2)、引入马斯曲线： I。= I〇e t (b) 其中，I。为电池可接受的充电电流，单位为A :^为t = 0时刻可接受的最大充电电流， 单位为Α ;α为充电电流的充电接受比，又称固有接受比，单位为1/s, a C为电池 的额定容量；t为充电时间，单位为s ; (3. 3)、建立电荷量与荷电状态的关系：
(C) 其中，80&为ti时刻电池的S0C值； (3. 4)、建立充电电流和还需充入的电量的关系：
(d) (3. 5)、得到电荷状态与最大允许充电电流之间的关系 将式（b)代入式⑷得到：
Ce) 再将式（C)和（e)代入式（b)得到电池最大允许充电电流I。
(f) (4) 、通过充电电流控制算法，减小电机的制动力矩，使实际充电电流与电池的允许最 大充电电流相同； (4. 1)、驱使电机稳定运行； (4. 1. 1)、当电机起动时，通过采样得到电机三相电流，经过clark、park变换得到旋转 坐标系下的电流13(1和Isq; (4. 1.2)、通过磁通观测器计算磁链幅值，转差，最终计算得到磁场旋转角Θ ; (4. 1.3)、由光电编码器获得的电机转速ω，与给定转速ω*比较，获得的偏差经过速 度ΡΙ调节器，得到由电流q轴分量决定的转矩参考值:C ;再通过计算转矩电流的方法得到 q轴电流期望值Isq. ref ; (4. 1. 4)、q轴电流期望值Isq. ref与实际q轴电流Isq偏差经过PI调节器后输出转子 同步坐标系下的电压分量Uq ; (4. 1. 5)、由励磁电流参考值< 与励磁电流反馈量Isd的偏差经过PI调节器输出为转子 同步坐标系下的电压分量ud; (4.1.6)、Ud、U(1经过PARK逆变换转换为静止坐标αβ下的电压分量Uα，U e，通过SVPWM 逆变调节，将SVPWM调制信号供给逆变器，用逆变器输出三相电压驱动电机稳定运行； (4. 2)、电机能量回馈制动； (4. 2. 1)、当电机制动时，电机运行于发电机状态，采集励磁电流Isd，电枢电流Isq ; (4. 2. 2)、通过Isd和Isq计算得到电机输出电流Is ; (4. 2. 3)、将计算得到的电机输出电流Is与电池最大允许充电电流做差，通过PI调节 得到Isq期望值的补偿量，对矢量控制的Isq. ref进行修正。
2. 根据权利要求1所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，所述的磁场旋转角 Θ的计算方法为： a) 、计算磁链幅值11^ :
其中，磁链幅值Ψ1?的单位为Wb,I；为转子时间常数，单位s,LmS电机定、转子互感， 单位H，Isd为d轴电流，单位为A，P为微分算子； b) 、计算转差c〇s:
其中，转差的单位为rad/s, IS(1为q轴电流，单位A ; c) 、计算同步转速: ω e = ηρ ω + ω s 其中，同步转速的单位为rad/s, ω为电机实际转速，单位为rad/s, c〇s为转差，单 位为rad/s，np为电机极对数； d) 、计算磁场旋转角Θ : θ = / 〇eds。
3. 根据权利要求1所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，所述的电机输出电 流Is的计算方法为：
4. 根据权利要求1所述的电动汽车电池的充电方法，其特征在于，所述计算转矩电流 的方法为：
其中，L表示转子电感，单位H，np为电机极对数，Lm为电机定、转子互感，单位H，为 给定的d轴期望电流值，单位为Α，Γ)为给定的期望转矩值，单位为N · m。
【文档编号】H02J7/00GK104065122SQ201410271624
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】郑宏, 刘煦, 魏旻 申请人:电子科技大学