纯电动汽车电池充电保护方法及装置与流程

本发明涉及纯电动汽车电池领域，特别是涉及一种纯电动汽车电池充电保护方法及装置。

背景技术：

电动汽车已成为世界范围内新型汽车的主流，电动汽车的动力源为电池。电池为整车提供驱动力，其安全性能极大地影响整车性能。

基于锂离子电池的工作原理，充电过程中，锂晶枝的累积生长是造成锂电池内部短路失效的主要风险，导致的直接现象就是单体电压的下降。

当电池串并联成组后，一般通过电池管理系统采集电池电压电流等信息，然而电池管理系统一般对电池电压的上下限等进行检测监控，而不会对电池的压降进行监测。使得系统容易发生误报，且无法提前预警，在电池出现压降时无法及时介入，继续充电导致电池恶化，造成严重事故。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提出一种纯电动汽车电池充电保护方法，以解决现有技术电池管理系统不会对电池的压降进行监测，使得系统容易发生误报，且无法提前预警，在电池出现压降时无法及时介入，继续充电导致电池恶化，造成严重事故的问题。

本发明提出一种纯电动汽车电池充电保护方法，所述纯电动汽车电池充电保护方法包括以下步骤：

当电池开始充电时，清空系统内部存储的预设时间内的电流信息，同时清空单体电压备份信息；

采集任一电池单体的电压及电流信息，并判断所述电池单体的电流是否稳定；

若所述电池单体的电流稳定，则采集所述电池单体的第一电压值，t秒后，采集所述电池单体的第二电压值，t为电流及电压采样周期的整数倍；

根据所述第一电压值和所述第二电压值计算所述电池单体的电压差值，并记录系统内所有的所述电池单体在预设采样周期内的电压差值；

当任一所述电池单体在预设采样周期内的电压差值大于阈值时，进行故障锁存，禁止充电。

根据本发明提出的纯电动汽车电池充电保护方法，具有以下有益效果：

(1)该纯电动汽车电池充电保护方法通过监控电池充电过程中单体电池的电压下降情况，确认充电过程中的异常电芯，并切断电池高压回路，防止电池进一步恶化产生事故，提高电池系统的安全性；

(2)通过判断所述单体电池的电流稳定时的压降情况来判断是否故障，避免了所述单体电池的电流波动导致的压差异常，准确率高；

(3)通过判断充电过程中所述单体电池电压的异常跌落，锁定故障，提升安全性。

另外，根据本发明提供的纯电动汽车电池充电保护方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，当电池处于慢充状态时，判断所述电池单体的电流是否稳定的步骤具体包括：

判断所述电池单体是否同时满足条件一、条件二、条件三，所述条件一为检测到cc，cp信号正常且无电池系统故障，所述条件二为采集的电流变化小于第一预设电流，所述条件三为主动请求电流变化小于第二预设电流；

如同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定。

进一步地，判断所述电池单体是否同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三的步骤之后，所述方法还包括：

如不同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则延时继续判断，直到同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定。

进一步地，当电池处于快充状态时，判断所述电池单体的电流是否稳定的步骤具体包括：

判断所述电池单体是否同时满足条件四、条件五、条件六，所述条件四为检测到cc2信号正常且无电池系统故障，所述条件五为采集的电流变化小于第三预设电流；所述条件六为主动请求电流变化小于第四预设电流；

如同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则确定所述电池单体电流稳定。

进一步地，判断所述电池单体是否同时满足条所述条件四、所述条件五、所述条件六的步骤之后，所述方法还包括：

如不同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则延时继续判断，直到同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则确定所述电池单体电流稳定。

进一步地，根据所述第一电压值和所述第二电压值计算所述电池单体的电压差值步骤中，采样下式计算所述电池单体的电压差值δu；

δu＝u0-u1，

其中，u0为所述第一电压值，u1所述第二电压值。

进一步地，δu阈值随所述电池单体的电压值区间不同而不同，对于三元锂电池，电压小于3.6v或电压大于4.0v时，阈值取30mv，电压在3.6v-4.0v的范围内时，阈值取15mv；对于磷酸铁锂电池，电压小于3.2v或电压大于3.5v时，阈值取30mv，电压在3.2v-3.5v区间，阈值取15mv。

本发明的另一个目的在于提出一种纯电动汽车电池充电保护装置，以解决现有技术电池管理系统不会对电池的压降进行监测，使得系统容易发生误报，且无法提前预警，在电池出现压降时无法及时介入，继续充电导致电池恶化，造成严重事故的问题。

一种纯电动汽车电池充电保护装置，包括：

清空模块，用于当电池开始充电时，清空系统内部存储的前第一预设时间内的电流信息，同时清空单体电压备份信息；

采集判断模块，用于采集任一电池单体的电压及电流信息，并判断所述电池单体的电流是否稳定；

采集模块，用于若所述电池单体的电流稳定，则采集所述电池单体的第一电压值，t秒后，采集所述电池单体的第二电压值，t为电流及电压采样周期的整数倍；

计算记录模块，用于根据所述第一电压值和所述第二电压值计算所述电池单体的电压差值，并记录系统内所有的所述电池单体在预设采样周期内的电压差值；

保护模块，用于当任一所述电池单体在预设采样周期内的电压差值大于阈值时，进行故障锁存，禁止充电。

根据本发明提出的纯电动汽车电池充电保护装置，具有以下有益效果：

(1)该纯电动汽车电池充电保护装置通过监控电池充电过程中单体电池的电压下降情况，确认充电过程中的异常电芯，并切断电池高压回路，防止电池进一步恶化产生事故，提高电池系统的安全性；

(2)通过判断所述单体电池的电流稳定时的压降情况来判断是否故障，避免了所述单体电池的电流波动导致的压差异常，准确率高；

(3)通过判断充电过程中所述单体电池电压的异常跌落，锁定故障，提升安全性。

进一步地，当电池处于慢充状态时，所述采集判断模块用于：

判断所述电池单体是否同时满足条件一、条件二、条件三，所述条件一为检测到cc，cp信号正常且无电池系统故障，所述条件二为采集的电流变化小于第一预设电流，所述条件三为主动请求电流变化小于第二预设电流；

如同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定。

进一步地，所述采集判断模块还用于：

判断所述电池单体是否同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，如不同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则延时继续判断，直到同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明第一实施例纯电动汽车电池保护方法的流程图；

图2为本发明第二实施例纯电动汽车电池保护装置的系统框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

实施例1

请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种纯电动汽车电池充电保护方法，包括步骤s101～s105。

s101，当电池开始充电时，清空系统内部存储的前第一预设时间内的电流信息，同时清空单体电压备份信息。

其中，第一预设时间例如是1s。

s102，采集任一电池单体的电压及电流信息，并判断所述电池单体的电流是否稳定。

其中，当电池处于慢充状态时，判断所述电池单体的电流是否稳定的步骤具体包括：

判断所述电池单体是否同时满足条件一、条件二、条件三，所述条件一为检测到cc，cp信号正常且无电池系统故障，所述条件二为采集的电流变化小于第一预设电流，所述条件三为主动请求电流变化小于第二预设电流；第一预设电流例如是1a，第一预设电流例如是2a。

如同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定；

如不同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则延时继续判断，直到同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定。

基于不同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三的情况下，若不满足所述条件一，则延时60s继续判断，若满足所述条件一，则延时30s继续判断，直到同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定。

判断所述电池单体的电流是否稳定的过程中，通过特定的三个筛选判断条件，提高对电流稳定判断的准确率，有效减少误报。

此外，当电池处于快充状态时，判断所述电池单体的电流是否稳定的步骤具体包括：

判断所述电池单体是否同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，所述条件四为检测到cc2信号正常且无电池系统故障，所述条件五为采集的电流变化小于第三预设电流；所述条件六为主动请求电流变化小于第四预设电流；

如同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则确定所述电池单体电流稳定；

如不同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则延时继续判断，直到同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则确定所述电池单体电流稳定。

基于不同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六的情况下，若不满足所述条件四，则延时60s继续判断，若满足所述条件四，则延时30s继续判断，直到同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则确定所述电池单体电流稳定。

判断所述电池单体的电流是否稳定的过程中，通过特定的三个筛选判断条件，提高对电流稳定判断的准确率，有效减少误报。

s103，若所述电池单体的电流稳定，则采集所述电池单体的第一电压值，t秒后，采集所述电池单体的第二电压值，t为电流及电压采样周期的整数倍。

其中，t例如是1，所述第一电压值记为u0，所述第二电压值记为u1。

s104，根据所述第一电压值和所述第二电压值计算所述电池单体的电压差值，并记录系统内所有的所述电池单体在预设采样周期内的电压差值。

其中，所述电池单体在预设采样周期内的电压差值记为δu，δu＝u0-u1。

s105，当任一所述电池单体在预设采样周期内的电压差值大于阈值时，进行故障锁存，禁止充电。

其中，δu阈值随所述电池单体的电压值区间不同而不同，对于三元锂电池，电压小于3.6v或电压大于4.0v时，阈值取30mv，电压在3.6v-4.0v的范围内时，阈值取15mv；对于磷酸铁锂电池，电压小于3.2v或电压大于3.5v时，阈值取30mv，电压在3.2v-3.5v区间，阈值取15mv。

压降δu阈值根据不同电芯进行调整取值，可实现良好的兼容性，提高该纯电动汽车电池充电保护方法的适用性。

本实施例提供的纯电动汽车电池充电保护方法，有益效果在于：通过监控电池充电过程中单体电池的电压下降情况，确认充电过程中的异常电芯，并切断电池高压回路，防止电池进一步恶化产生事故，提高电池系统的安全性；通过判断所述单体电池的电流稳定时的压降情况来判断是否故障，避免了所述单体电池的电流波动导致的压差异常，准确率高；通过判断充电过程中所述单体电池电压的异常跌落，锁定故障，提升安全性。

实施例2

请参阅图2，本发明第二实施例提供的一种纯电动汽车电池充电保护装置，包括：

清空模块，用于当电池开始充电时，清空系统内部存储的前第一预设时间内的电流信息，同时清空单体电压备份信息；

采集判断模块，用于采集任一电池单体的电压及电流信息，并判断所述电池单体的电流是否稳定；

其中，当电池处于慢充状态时，所述采集判断模块用于：

判断所述电池单体是否同时满足条件一、条件二、条件三，所述条件一为检测到cc，cp信号正常且无电池系统故障，所述条件二为采集的电流变化小于第一预设电流，所述条件三为主动请求电流变化小于第二预设电流；第一预设电流例如是1a，第一预设电流例如是2a。

如同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定；

如不同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则延时继续判断，直到同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定。

基于不同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三的情况下，若不满足所述条件一，则延时60s继续判断，若满足所述条件一，则延时30s继续判断，直到同时满足所述条件一、所述条件二、所述条件三，则确定所述电池单体电流稳定。

当电池处于快充状态时，所述采集判断模块用于：

判断所述电池单体是否同时满足条件四、条件五、条件六，所述条件四为检测到cc2信号正常且无电池系统故障，所述条件五为采集的电流变化小于第三预设电流；所述条件六为主动请求电流变化小于第四预设电流；

如同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则确定所述电池单体电流稳定；

如不同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则延时继续判断，直到同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则确定所述电池单体电流稳定。

基于不同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六的情况下，若不满足所述条件四，则延时60s继续判断，若满足所述条件四，则延时30s继续判断，直到同时满足所述条件四、所述条件五、所述条件六，则确定所述电池单体电流稳定。

判断所述电池单体的电流是否稳定的过程中，通过特定的三个筛选判断条件，提高对电流稳定判断的准确率，有效减少误报。

采集模块，用于若所述电池单体的电流稳定，则采集所述电池单体的第一电压值，t秒后，采集所述电池单体的第二电压值，t为电流及电压采样周期的整数倍；

其中，t例如是1，所述第一电压值记为u0，所述第二电压值记为u1。

计算记录模块，用于根据所述第一电压值和所述第二电压值计算所述电池单体的电压差值，并记录系统内所有的所述电池单体在预设采样周期内的电压差值；

其中，所述电池单体在预设采样周期内的电压差值记为δu，δu＝u0-u1。

保护模块，用于当任一所述电池单体在预设采样周期内的电压差值大于阈值时，进行故障锁存，禁止充电。

其中，δu阈值随单体电压值区间不同而不同，三元锂电池，电压小于3.6v或电压大于4.0v时，阈值取30mv，电压在3.6v-4.0v的范围内时，阈值取15mv；磷酸铁锂电池，电压小于3.2v或电压大于3.5v时，阈值取30mv，电压在3.2v-3.5v区间，阈值取15mv。

根据本实施例提供的纯电动汽车电池充电保护装置：通过监控电池充电过程中单体电池的电压下降情况，确认充电过程中的异常电芯，并切断电池高压回路，防止电池进一步恶化产生事故，提高电池系统的安全性；通过判断所述单体电池的电流稳定时的压降情况来判断是否故障，避免了所述单体电池的电流波动导致的压差异常，准确率高；通过判断充电过程中所述单体电池电压的异常跌落，锁定故障，提升安全性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。