本發(fā)明屬于電池充電領(lǐng)域,具體提供一種電池充電方法。
背景技術(shù):
電池包的可用能量及功率會(huì)隨著使用而衰減,衰減的速率快慢與電池包的使用工況有關(guān),如充電電流、放電電流、溫度以及電量使用的soc區(qū)間,其中充電電流對(duì)電池包壽命的影響尤為顯著。
電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的能源補(bǔ)充主要包括充電和換電兩種方式。以換電方式為例,在電動(dòng)汽車(chē)需要補(bǔ)充電能時(shí),將電動(dòng)汽車(chē)上的乏電動(dòng)力電池與電動(dòng)汽車(chē)換電站內(nèi)的滿(mǎn)電電池進(jìn)行更換,然后由換電站對(duì)乏電動(dòng)力電池進(jìn)行充電。在換電站對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池充電的過(guò)程中,既要保證充電效率(即,用較短的時(shí)間使動(dòng)力電池充滿(mǎn)電),又要保證動(dòng)力電池的工作壽命不受影響。
但是,目前換電站主要通過(guò)充電耗時(shí)較短的大電流對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行電能補(bǔ)充,嚴(yán)重影響了動(dòng)力電池的使用壽命。
相應(yīng)地,本領(lǐng)域需要一種新的充電方法來(lái)解決上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題,即為了解決充換電設(shè)備尤其是換電站對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池進(jìn)行充電時(shí),因電流過(guò)大而影響動(dòng)力電池使用壽命的問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種電池充電方法,所述電池充電方法包括以下步驟:根據(jù)電流大小對(duì)電池壽命的影響,將電池的充電電流分為第一類(lèi)充電電流和第二類(lèi)充電電流;為所述第一類(lèi)充電電流和所述第二類(lèi)充電電流設(shè)置限制使用比例;在為該電池充電之前,獲取該電池的歷史充電電流信息;根據(jù)所述歷史充電電流信息確定所述第二類(lèi)充電電流的歷史累積比例;根據(jù)所述限制使用比例和所述歷史累積比例確定電池的當(dāng)前可用充電電流,其中,所述限制使用比例是允許電池通過(guò)該充電電流進(jìn)行充電的最大次數(shù)占電池整個(gè)生命周期的總充電次數(shù)的比例,或者所述限制使用比例是允許電池通過(guò)該充電電流進(jìn)行充電的時(shí)間占電池整個(gè)生命周期的總充電時(shí)間的比例。
在上述充電方法的優(yōu)選技術(shù)方案中,所述第二類(lèi)充電電流包括多個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流;并且“為所述第一類(lèi)充電電流和所述第二類(lèi)充電電流分配限制使用比例”的步驟進(jìn)一步包括:為所述第一類(lèi)充電電流分配100%的限制使用比例;根據(jù)電流大小對(duì)電池壽命的影響,為所述多個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流分配多個(gè)不同的限制使用比例。
在上述充電方法的優(yōu)選技術(shù)方案中,“根據(jù)所述歷史充電電流信息確定所述第二類(lèi)充電電流的歷史累積比例”的步驟進(jìn)一步包括:根據(jù)所述歷史充電電流信息確定所述多個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流中的每個(gè)的歷史累積比例。
在上述充電方法的優(yōu)選技術(shù)方案中,每個(gè)所述預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例是電池通過(guò)該預(yù)設(shè)的充電電流進(jìn)行充電的歷史次數(shù)占總的歷史充電次數(shù)的比例或通過(guò)該預(yù)設(shè)的充電電流進(jìn)行充電的時(shí)間占總的歷史充電時(shí)間的比例。
在上述充電方法的優(yōu)選技術(shù)方案中,“獲取電池的歷史充電電流信息”的步驟進(jìn)一步包括:通過(guò)電池管理系統(tǒng)或后臺(tái)服務(wù)器獲取電池的歷史充電電流信息。
在上述充電方法的優(yōu)選技術(shù)方案中,“確定電池的當(dāng)前可用充電電流”的步驟進(jìn)一步包括:當(dāng)同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例小于相應(yīng)的限制使用比例時(shí),將該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流;當(dāng)同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例超過(guò)限制使用比例時(shí),禁止該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流。
在上述充電方法的優(yōu)選技術(shù)方案中,在“確定電池的當(dāng)前可用充電電流”之前,所述電池充電方法還包括以下步驟:獲取電池的累積輸出能量與工作時(shí)間的理想關(guān)系曲線(xiàn);獲取電池的累積輸出能量與工作時(shí)間的歷史關(guān)系曲線(xiàn);確定所述理想關(guān)系曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)刻的第一斜率;確定所述歷史關(guān)系曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)刻的第二斜率。
在上述充電方法的優(yōu)選技術(shù)方案中,“確定電池的當(dāng)前可用充電電流”的步驟進(jìn)一步還包括:當(dāng)所述第二斜率小于所述第一斜率時(shí),如果同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例小于相應(yīng)的限制使用比例,則將該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流,否則就禁止該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流;當(dāng)所述第二斜率超過(guò)所述第一斜率時(shí),只允許所述第一類(lèi)充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流。
在上述充電方法的優(yōu)選技術(shù)方案中,所述電池是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池。
在上述充電方法的優(yōu)選技術(shù)方案中,“根據(jù)電流大小對(duì)電池壽命的影響,將電池的充電電流分為第一類(lèi)充電電流和第二類(lèi)充電電流”的步驟通過(guò)實(shí)驗(yàn)或數(shù)學(xué)建模的方式進(jìn)行。
在另一方面,本發(fā)明提供了一種存儲(chǔ)器,其中存儲(chǔ)有多條指令,所述指令由處理器加載并執(zhí)行權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述電池充電方法中的各步驟。
在又一方面,本發(fā)明還提供了一種控制器,其特征在于,所述控制器包括處理器和存儲(chǔ)器,所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有多條指令;所述處理器用于實(shí)現(xiàn)各所述指令;其中,所述指令由處理器加載并執(zhí)行權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述電池充電方法中的各步驟。
本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中,根據(jù)電流大小對(duì)電池壽命的影響,獲取第一類(lèi)充電電流和第二類(lèi)充電電流,其中第一類(lèi)充電電流的限制使用比例為100%,即在任何時(shí)候都可以用該電流為電池充電,第二類(lèi)充電電流包括多個(gè)具有不同限制使用比例的預(yù)設(shè)的充電電流。根據(jù)電池的歷史充電電流信息獲取電池通過(guò)該多個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流進(jìn)行充電的歷史累計(jì)比例。將每一個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流的限制使用比例和歷史累計(jì)比例進(jìn)行比較。具體地,當(dāng)同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例小于相應(yīng)的限制使用比例時(shí),將該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流;當(dāng)同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例超過(guò)限制使用比例時(shí),禁止該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流。在采用上述技術(shù)方案的情況下,本發(fā)明可以避免大電流長(zhǎng)時(shí)間對(duì)電池充電的情形,最大程度地避免了充電電流值過(guò)大對(duì)電池壽命造成的損害。
進(jìn)一步,通過(guò)獲取電池的累積輸出能量與工作時(shí)間的歷史關(guān)系曲線(xiàn)和理想關(guān)系曲線(xiàn),確定理想關(guān)系曲線(xiàn)和歷史關(guān)系曲線(xiàn)上分別對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)刻的第一斜率和第二斜率。將當(dāng)前時(shí)刻的第一斜率和第二斜率進(jìn)行比較。具體地,當(dāng)?shù)诙甭市∮诘谝恍甭蕰r(shí),表明在相同時(shí)間點(diǎn)處電池的實(shí)際累積輸出能量小于理想累積輸出能量,電池尚未充分放電,此時(shí),如果同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例小于相應(yīng)的限制使用比例,則將該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流,否則就禁止該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流。另一方面,當(dāng)?shù)诙甭食^(guò)第一斜率時(shí),表明在相同時(shí)間點(diǎn)處電池的實(shí)際累積輸出能量已經(jīng)超過(guò)理想累積輸出能量,電池已經(jīng)充分放電,此時(shí),只允許第一類(lèi)充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流,以便最大程度地減小大電流充電對(duì)電池壽命造成損害。
綜上所述,本發(fā)明的充電方法不僅解決了電池充電時(shí)因充電電流過(guò)大而影響電池使用壽命的問(wèn)題,而且本發(fā)明的充電方法還能夠?qū)⒊潆娕c放電結(jié)合考慮,從而在不影響電池使用壽命的前提下選用盡可能大的充電電流對(duì)電池進(jìn)行充電,有效地提高了電池的充電效率。
方案1、一種電池充電方法,其特征在于,所述電池充電方法包括以下步驟:
根據(jù)電流大小對(duì)電池壽命的影響,將電池的充電電流分為第一類(lèi)充電電流和第二類(lèi)充電電流;
為所述第一類(lèi)充電電流和所述第二類(lèi)充電電流設(shè)置限制使用比例;
在為該電池充電之前,獲取該電池的歷史充電電流信息;
根據(jù)所述歷史充電電流信息確定所述第二類(lèi)充電電流的歷史累積比例;
根據(jù)所述限制使用比例和所述歷史累積比例確定電池的當(dāng)前可用充電電流,
其中,所述限制使用比例是允許電池通過(guò)該充電電流進(jìn)行充電的最大次數(shù)占電池整個(gè)生命周期的總充電次數(shù)的比例,或者所述限制使用比例是允許電池通過(guò)該充電電流進(jìn)行充電的時(shí)間占電池整個(gè)生命周期的總充電時(shí)間的比例。
方案2、根據(jù)方案1所述的電池充電方法,其特征在于,所述第二類(lèi)充電電流包括多個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流;并且
“為所述第一類(lèi)充電電流和所述第二類(lèi)充電電流分配限制使用比例”的步驟進(jìn)一步包括:
為所述第一類(lèi)充電電流分配100%的限制使用比例;
根據(jù)電流大小對(duì)電池壽命的影響,為所述多個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流分配多個(gè)不同的限制使用比例。
方案3、根據(jù)方案2所述的電池充電方法,其特征在于,“根據(jù)所述歷史充電電流信息確定所述第二類(lèi)充電電流的歷史累積比例”的步驟進(jìn)一步包括:
根據(jù)所述歷史充電電流信息確定所述多個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流中的每個(gè)的歷史累積比例。
方案4、根據(jù)方案3所述的電池充電方法,其特征在于,每個(gè)所述預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例是電池通過(guò)該預(yù)設(shè)的充電電流進(jìn)行充電的歷史次數(shù)占總的歷史充電次數(shù)的比例或通過(guò)該預(yù)設(shè)的充電電流進(jìn)行充電的時(shí)間占總的歷史充電時(shí)間的比例。
方案5、根據(jù)方案4所述的電池充電方法,其特征在于,“獲取電池的歷史充電電流信息”的步驟進(jìn)一步包括:通過(guò)電池管理系統(tǒng)或后臺(tái)服務(wù)器獲取電池的歷史充電電流信息。
方案6、根據(jù)方案2至5中任一項(xiàng)所述的電池充電方法,其特征在于,“確定電池的當(dāng)前可用充電電流”的步驟進(jìn)一步包括:
當(dāng)同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例小于相應(yīng)的限制使用比例時(shí),將該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流;
當(dāng)同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例超過(guò)限制使用比例時(shí),禁止該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流。
方案7、根據(jù)方案2至5中任一項(xiàng)所述的電池充電方法,其特征在于,在“確定電池的當(dāng)前可用充電電流”之前,所述電池充電方法還包括以下步驟:
獲取電池的累積輸出能量與工作時(shí)間的理想關(guān)系曲線(xiàn);
獲取電池的累積輸出能量與工作時(shí)間的歷史關(guān)系曲線(xiàn);
確定所述理想關(guān)系曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)刻的第一斜率;
確定所述歷史關(guān)系曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)刻的第二斜率。
方案8、根據(jù)方案7所述的電池充電方法,其特征在于,“確定電池的當(dāng)前可用充電電流”的步驟進(jìn)一步還包括:
當(dāng)所述第二斜率小于所述第一斜率時(shí),如果同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例小于相應(yīng)的限制使用比例,則將該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流,否則就禁止該預(yù)設(shè)的充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流;
當(dāng)所述第二斜率超過(guò)所述第一斜率時(shí),只允許所述第一類(lèi)充電電流作為電池的當(dāng)前可用充電電流。
方案9、根據(jù)方案1至8中任一項(xiàng)所述的電池充電方法,其特征在于,所述電池是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池。
方案10、根據(jù)方案1至8中任一項(xiàng)所述的電池充電方法,其特征在于,“根據(jù)電流大小對(duì)電池壽命的影響,將電池的充電電流分為第一類(lèi)充電電流和第二類(lèi)充電電流”的步驟通過(guò)實(shí)驗(yàn)或數(shù)學(xué)建模的方式進(jìn)行。
方案11、一種存儲(chǔ)器,其中存儲(chǔ)有多條指令,所述指令由處理器加載并執(zhí)行方案1至8中任一項(xiàng)所述電池充電方法中的各步驟。
方案12、一種控制器,其特征在于,所述控制器包括處理器和存儲(chǔ)器,
所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有多條指令;
所述處理器用于實(shí)現(xiàn)各所述指令;
其中,所述指令由處理器加載并執(zhí)行方案1至8中任一項(xiàng)所述電池充電方法中的各步驟。
附圖說(shuō)明
圖1是根據(jù)本發(fā)明示例的電池充電方法的流程圖;
圖2是電池的充電電流類(lèi)別和限制使用比例的示例性列表;
圖3是圖2所示電流類(lèi)別中各類(lèi)別的電流值的具體示例;
圖4是通過(guò)電池管理系統(tǒng)獲取電池歷史數(shù)據(jù)的系統(tǒng)原理示意圖;
圖5是通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器獲取電池歷史數(shù)據(jù)的系統(tǒng)原理示意圖;
圖6是對(duì)圖1中的電池充電方法補(bǔ)充的流程圖;
圖7是電池的壽命衰減和工作時(shí)間的關(guān)系圖;
圖8是圖7中壽命衰減和工作時(shí)間的斜率與輸出能量的關(guān)系圖;
圖9是電池的輸出能量和工作時(shí)間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是,這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)原理,并非用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在如下各示例中,結(jié)合電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力電池闡述了本發(fā)明的原理,但在此描述的充電方法、系統(tǒng)等也可在進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整或不調(diào)整的情況下用于其電池,如移動(dòng)充電車(chē)的儲(chǔ)能電池。另外需要說(shuō)明的是,本文中描述的電動(dòng)車(chē)具體為電動(dòng)汽車(chē),但并不排除兩輪電動(dòng)車(chē)的電池采用在此描述的充電方法、系統(tǒng)等。
圖1是根據(jù)本發(fā)明示例的電池充電方法的流程圖。首先需要說(shuō)明的是,本發(fā)明的電池指的是相同型號(hào)的電池。如圖1所示,該電池充電方法包括:步驟s110,獲取電池的充電電流類(lèi)別;步驟s120,獲取電池每一個(gè)充電電流類(lèi)的限制使用比例;步驟s130,獲取電池每一個(gè)充電電流類(lèi)別的歷史累計(jì)比例;步驟s140,確定電池的當(dāng)前可用充電電流。
下面參閱圖2并繼續(xù)參閱圖1,如圖2所示,在步驟s110中,通過(guò)實(shí)驗(yàn)或數(shù)學(xué)建模的方式并根據(jù)電流大小對(duì)電池壽命的影響,對(duì)電池的充電電流進(jìn)行分類(lèi)。在一種可行的實(shí)施例中,將電池的充電電流分為第一類(lèi)充電電流和第二類(lèi)充電電流。其中,將對(duì)電池的正常壽命衰減沒(méi)有影響或影響非常小的充電電流作為第一類(lèi)充電電流(計(jì)作第ⅰ類(lèi)),其它的充電電流作為第二類(lèi)充電電流。關(guān)于第二類(lèi)充電電流,更為具體地,再依據(jù)它們對(duì)電池壽命衰減的影響進(jìn)一步分為多個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流(如圖2中的所示的電流類(lèi)別中的第ⅱ類(lèi)和第ⅲ類(lèi))。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,充電電流的劃分不限于如上給出的示例,即,分為第一類(lèi)充電電流與第二類(lèi)充電電流或如圖2所示的將第二類(lèi)充電流更具體地分為第ⅱ類(lèi)和第ⅲ類(lèi)。實(shí)際應(yīng)用中,充電電流可進(jìn)行更為細(xì)致的劃分或基于其它準(zhǔn)則進(jìn)行分類(lèi)。
在步驟s120中,按照本發(fā)明的示例,分別為第ⅰ、第ⅱ和第ⅲ類(lèi)電流設(shè)置限制使用比例。術(shù)語(yǔ)“限制使用比例”在此指的是允許電池通過(guò)該類(lèi)電流進(jìn)行充電的最大次數(shù)與電池整個(gè)生命周期的總充電次數(shù)的比,或指的是允許電池通過(guò)該類(lèi)電流進(jìn)行充電的時(shí)間與電池整個(gè)生命周期的總充電時(shí)間的比。限制使用比例是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得或通過(guò)預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型來(lái)獲得,通常而言,在該類(lèi)電池出廠(chǎng)之前,已可確定出該類(lèi)電池的限制使用比例。參照?qǐng)D2的示例,第ⅰ類(lèi)充電電流的限制使用比例為100%,第ⅱ類(lèi)充電電流的限制使用比例為a%,第ⅲ類(lèi)充電電流的限制使用比例為b%。如上文提到的,第ⅰ類(lèi)充電電流對(duì)電池的正常壽命衰減速率幾乎不會(huì)產(chǎn)生影響,因此,它的限制使用比例設(shè)置為100%,亦即,通過(guò)第ⅰ類(lèi)充電電流可以對(duì)電池進(jìn)行任意次數(shù)充電。
圖3是圖2所示電流類(lèi)別中各類(lèi)別的電流值的具體示例。如圖3所示,在一個(gè)可行的實(shí)施例中,該電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池的第ⅰ類(lèi)充電電流對(duì)應(yīng)的電流值是0.5c、第ⅱ類(lèi)充電電流對(duì)應(yīng)的電流值為1c、第ⅲ類(lèi)充電電流對(duì)應(yīng)的電流值是1.5c。按照本發(fā)明的示例,1c表示動(dòng)力電池的額定充電電流,該值是可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用調(diào)整的。
在步驟s130中,獲取動(dòng)力電池的各類(lèi)充電電流的歷史累計(jì)比例。具體地,獲取該動(dòng)力電池的總的歷史充電次數(shù),并分別計(jì)算該動(dòng)力電池通過(guò)第ⅰ、第ⅱ和第ⅲ類(lèi)充電電流進(jìn)行充電的歷史累計(jì)次數(shù)占總的歷史充電次數(shù)的比例,該比例即分別為動(dòng)力電池的第ⅰ、第ⅱ和第ⅲ類(lèi)充電電流的歷史累積比例。
在圖3給出的示例中,第ⅰ類(lèi)充電電流0.5c、第ⅱ類(lèi)充電電流1c、第ⅲ類(lèi)充電電流1.5c的歷史累積比例分別是69.5%、15.5%、15%。也就是說(shuō),在該動(dòng)力電池的歷史充電次數(shù)中,采用第ⅰ類(lèi)充電電流0.5c充電的占比為69.5%,采用第ii類(lèi)充電電流0.5c充電的占比為15.5%,在該動(dòng)力電池的歷史充電次數(shù)中,采用第iii類(lèi)充電電流0.5c充電的占比為15%。
作為示例,獲取動(dòng)力電池的歷史充電電流信息的方式有兩種。
如圖4所示的示例一的原理示意圖,通過(guò)動(dòng)力電池的電池管理系統(tǒng)記錄動(dòng)力電池的歷史充電電流信息,該歷史充電電流信息包括動(dòng)力電池的歷史充電次數(shù)、充電時(shí)間以及每次充電時(shí)的電流大小。進(jìn)一步,當(dāng)動(dòng)力電池進(jìn)行充電時(shí)通過(guò)動(dòng)力電池的充電系統(tǒng)處理器讀取動(dòng)力電池的歷史充電電流信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,該充電系統(tǒng)可以是是充電樁、充電機(jī)或充換電站等。
如圖5所示的示例二的原理示意圖,通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器記錄動(dòng)力電池的歷史充電電流信息,當(dāng)動(dòng)力電池進(jìn)行充電時(shí),先通過(guò)充電系統(tǒng)的處理器(如換電站處理器)讀取該動(dòng)力電池的id,然后換電站處理器根據(jù)該動(dòng)力電池的id從后臺(tái)服務(wù)器中調(diào)取動(dòng)力電池的歷史充電電流信息。
在步驟s140中,將步驟s130中獲得的動(dòng)力電池的各類(lèi)充電電流所對(duì)應(yīng)的歷史累積比例與限制使用比例做比較,進(jìn)而獲得動(dòng)力電池本次可用的充電電流的類(lèi)別。具體地,分別將圖3中充電電流0.5c、1c和1.5c對(duì)應(yīng)的限制使用比例和歷史累積比例進(jìn)行比較。進(jìn)而獲得結(jié)果:充電電流0.5c對(duì)應(yīng)的限制使用比例100%大于歷史累積比例69.5%;充電電流1c對(duì)應(yīng)的限制使用比例20%大于歷史累積比例15.5%;充電電流1.5c對(duì)應(yīng)的限制使用比例15%等于歷史累積比例15%。所以動(dòng)力電池本次可用的充電電流值是0.5c和1c。為了保證動(dòng)力電池的充電效率,本次充電優(yōu)選地采用1c電流進(jìn)行充電。
需要說(shuō)明的是,當(dāng)動(dòng)力電池當(dāng)前充電可選用的充電電流具有多個(gè)時(shí),通過(guò)程序設(shè)定使動(dòng)力電池以電流值較大的充電電流進(jìn)行充電,以便節(jié)約用戶(hù)的充電時(shí)間;或者設(shè)置選定程序,使用戶(hù)手動(dòng)操作選擇動(dòng)力電池的當(dāng)前充電電流;或者設(shè)置分時(shí)程序,在白天使用電流值較大的充電電流對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電,在晚上使用電流值較小的充電電流對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。
下面結(jié)合圖3以電動(dòng)汽車(chē)和充電樁為例來(lái)對(duì)本發(fā)明的電池充電方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
當(dāng)用戶(hù)將充電樁上的充電槍插入電動(dòng)汽車(chē)的充電口內(nèi)時(shí),充電樁與電動(dòng)汽車(chē)建立通信連接。充電樁讀取電動(dòng)汽車(chē)上動(dòng)力電池的歷史充電數(shù)據(jù)。如圖3中所示的,充電電流為0.5c時(shí)的歷史累積比例為69.5%;充電電流為1c時(shí)的歷史累積比例為15.5%;充電電流為1.5c時(shí)的歷史累積比例為15%。
進(jìn)一步,將各歷史累積比例與對(duì)應(yīng)的限制使用比例繼續(xù)比較可知,電動(dòng)汽車(chē)當(dāng)前可通過(guò)0.5c和1c進(jìn)行充電。充電樁以1c的電流對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電,以便節(jié)約充電時(shí)間。
需要說(shuō)明的是,由于第一類(lèi)充電電流(如圖2中所示的第ⅰ類(lèi)充電電流)對(duì)電池的正常壽命衰減速率幾乎不會(huì)產(chǎn)生影響,即通過(guò)第一類(lèi)充電電流可以對(duì)電池進(jìn)行任意次數(shù)充電,所以本領(lǐng)域技術(shù)人員可選地在統(tǒng)計(jì)動(dòng)力電池的歷史充電次數(shù)時(shí),可以將第一類(lèi)充電電流排出在外,只統(tǒng)計(jì)第二類(lèi)充電電流(如圖2中所示的第ⅱ類(lèi)充電電流和第ⅲ類(lèi)充電電流),并將第二類(lèi)充電電流中的每一個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流與該統(tǒng)計(jì)結(jié)果做比,然后將該做比結(jié)果與第二類(lèi)充電電流中的每一個(gè)預(yù)設(shè)的充電電流的限制使用比例進(jìn)行比較,然后根據(jù)比較結(jié)果確定當(dāng)前可用充電電流。
如圖6所示,在上述步驟s130和步驟s140之間還包括可選的步驟組合s210和s220。具體地,步驟s210,獲取電池的累積輸出能量與工作時(shí)間的理想關(guān)系曲線(xiàn);可選的步驟s220,獲取電池的累積輸出能量與工作時(shí)間的歷史關(guān)系曲線(xiàn)。
在可選的步驟s210中,可通過(guò)實(shí)驗(yàn)或數(shù)學(xué)建模的方式獲取動(dòng)力電池的壽命衰減速率。如圖7所示,該壽命衰減速率是壽命衰減與工作時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,動(dòng)力電池的壽命衰減速率可以是以小時(shí)、天或周為單位。從圖6中不難看出壽命衰減速率的斜率是一個(gè)隨時(shí)間變化的值,為了方便計(jì)算和觀(guān)察可以將其設(shè)定為幾個(gè)值,如圖8中所示的k1、k2、k3和k4。
進(jìn)一步,通過(guò)數(shù)學(xué)模型將圖7和圖8中的關(guān)系曲線(xiàn)整合成如圖9中所示的動(dòng)力電池的累計(jì)輸出能量與工作時(shí)間之間理想關(guān)系曲線(xiàn)l1,進(jìn)而獲得該理想關(guān)系曲線(xiàn)l1上對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間的第一斜率。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,該理想關(guān)系曲線(xiàn)可以按照多種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定,在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中,該標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選的是能夠使動(dòng)力電池的壽命衰減速率最小化的標(biāo)準(zhǔn)。
在可選的步驟s220中,先獲取動(dòng)力電池實(shí)際的歷史累計(jì)輸出能量,然后根據(jù)該歷史累計(jì)輸出能量獲取其與工作時(shí)間的歷史關(guān)系曲線(xiàn)l2,進(jìn)而獲得該歷史關(guān)系曲線(xiàn)l2上對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間的第二斜率。
作為上述步驟s500的補(bǔ)充,將在步驟s210中獲得的第一斜率和在步驟s220中獲得的第二斜率進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果確定動(dòng)力電池本次可用的充電電流。當(dāng)l1處于l2下方時(shí),在不超過(guò)圖2充電電流限制比例的范圍內(nèi),所有設(shè)定的電流類(lèi)別都可用來(lái)給動(dòng)力電池補(bǔ)充電能。當(dāng)l1處于l2上方時(shí),只允許使用100%限制比例的電流類(lèi)別來(lái)給動(dòng)力電池補(bǔ)充電能。具體地,當(dāng)?shù)诙甭市∮诘谝恍甭蕰r(shí)(如圖9中的t1時(shí)刻l1和l2所對(duì)應(yīng)的累計(jì)輸出能量),表明在相同時(shí)間點(diǎn)處電池的實(shí)際累積輸出能量小于理想累積輸出能量,電池尚未充分放電,此時(shí),如果同一預(yù)設(shè)的充電電流的歷史累積比例小于相應(yīng)的限制比例限制使用比例,則允許將該預(yù)設(shè)的充電電流作為動(dòng)力電池的當(dāng)前可用充電電流,否則就禁止該預(yù)設(shè)的充電電流作為動(dòng)力電池的當(dāng)前可用充電電流;當(dāng)?shù)诙甭食^(guò)第一斜率時(shí)(如圖9中的t2時(shí)刻l1和l2所對(duì)應(yīng)的累計(jì)輸出能量),表明在相同時(shí)間點(diǎn)處電池的實(shí)際累積輸出能量已經(jīng)超過(guò)理想累積輸出能量,電池已經(jīng)充分放電,此時(shí),只允許第一類(lèi)充電電流作為動(dòng)力電池的當(dāng)前可用充電電流。
綜上所述,本發(fā)明的充電方法不僅解決了電池充電時(shí)因充電電流過(guò)大而影響電池使用壽命的問(wèn)題,而且本發(fā)明的充電方法還能夠?qū)⒊潆娕c放電結(jié)合考慮,從而在不影響電池使用壽命的前提下選用盡可能大的充電電流對(duì)電池進(jìn)行充電,有效地提高了電池的充電效率。
在另一方面,本發(fā)明提供了一種控制器,該控制器包括存儲(chǔ)器和處理器。存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有多條指令,處理器用于實(shí)現(xiàn)該多條指令,該多條指令在被執(zhí)行時(shí)會(huì)執(zhí)行上述的步驟s110至s140和步驟s210至s220。示例地,一條指令可以執(zhí)行一個(gè)步驟,也可以執(zhí)行多個(gè)步驟,或者一個(gè)步驟也可以由多個(gè)指令組合完成,并且每條指令執(zhí)行的順序依上述步驟s110至s140和步驟s210至s220的順序進(jìn)行。作為示例,該控制器例如可被設(shè)置在上文描述的充電樁中,其在要對(duì)車(chē)輛進(jìn)行充電時(shí),可通過(guò)無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)的方式與車(chē)輛建立通信,且處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的指令,從而進(jìn)行如上文示例中描述的方法,從而確定出用于該車(chē)輛的適當(dāng)?shù)某潆姺绞健?/p>
至此,已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明的技術(shù)方案,但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是,本發(fā)明的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)相關(guān)技術(shù)特征做出等同的更改或替換,這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。