一種電動汽車電池的充電方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動汽車電池的充電方法，在電動汽車進行能量回饋時，通過估算電池的SOC,查詢電池SOC與電池允許的最大充電電流的曲線，得到電池允許的最大充電電流，再通過電流控制方法，降低電動汽車的制動力矩，使能量回饋時的充電電流不大于電池最大的允許充電電流，保證了電池充電安全。在保證電池安全的同時，又盡量提高電機的輸出電流，使其接近電池的最大允許充電電流，提高了充電效率。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電動汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種電動汽車電池的充電方 法。 一種電動汽車電池的充電方法
【背景技術(shù)】
[0002] 節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為當今社會發(fā)展所面臨的重要問題，燃料汽車的大量使用已經(jīng)嚴 重制約了當今社會的環(huán)保，所以新能源汽車越來越受到各國政府的重視。根據(jù)電動汽車科 技發(fā)展"十二五"專項規(guī)劃，2015-2020年繼續(xù)推進以小型電動汽車為代表的純電驅(qū)動汽車 規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，并開始啟動下一代純電驅(qū)動汽車產(chǎn)業(yè)化進程。在此階段，以下一代動力電池技 術(shù)路線為主導(dǎo)，開啟下一代動力電池和燃料電池產(chǎn)業(yè)化，確立純電驅(qū)動轎車主導(dǎo)商業(yè)模式， 并完善發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，提高車網(wǎng)融合程度，到2020年左右，為實現(xiàn)各類電動汽車推廣 普及提供技術(shù)支撐。
[0003] 電動汽車在能量回饋時，現(xiàn)有的電動汽車電池充電方法屬于不可控的充電方法， 在這種情況下，容易導(dǎo)致電池的充電電流過大，嚴重時會導(dǎo)致電池損壞，影響行車安全。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電動汽車電池的充電方法，使 能量回饋時的充電電流不大于電池最大的允許充電電流，保證了電池充電安全，同時有提 高了充電效率。
[0005] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種電動汽車電池的充電方法，其特征在于，包括以 下步驟：
[0006] (1)、通過傳感器采集電池輸入端的電流、電池充電倍率以及電池的溫度；
[0007] (2)、根據(jù)自適應(yīng)S0C估計算法，估算出電池的S0C ;
[0008] (3)建立電池 S0C與最大允許充電電流的曲線：
[0009] (3. 1)、建立荷電狀態(tài)方程：
【權(quán)利要求】
1. 一種電動汽車電池的充電方法，其特征在于，包括以下步驟： (1 )、通過溫度傳感器采集電池輸入端的電流、電池充電倍率以及電池的溫度； (2) 、根據(jù)自適應(yīng)SOC估計算法，估算出電池的SOC ; (3) 建立電池 SOC與最大允許充電電流的曲線： (3. 1)、建立荷電狀態(tài)方程：
(a) 其中，Qn為電池標稱容量，單位為Ah ;Q。為電池剩余電量,單位為Ah,是指當前電量狀 態(tài)下，電池以室溫25°C、C/30倍率完全放電至放電截止電壓所獲得的全部電量A為電池 標準已用電量，單位為Ah，數(shù)值上等于標稱容量與標準剩余電量的差值處為實際已用電 量，單位為Ah，是指電量完全充滿的電池以實際工作溫度及放電倍率下所放出的電量；η 為電池效率系數(shù)，包括溫度影響系數(shù)ητ和充放電倍率系數(shù)L，它們之間的關(guān)系為：
(3. 2)、引入馬斯曲線： I。= I〇e t (b) 其中，I。為電池可接受的充電電流，單位為A :^為t = 0時刻可接受的最大充電電流， 單位為Α ;α為充電電流的充電接受比，又稱固有接受比，單位為1/s, a C為電池 的額定容量；t為充電時間，單位為s ; (3. 3)、建立電荷量與荷電狀態(tài)的關(guān)系：
(C) 其中，80&為ti時刻電池的S0C值； (3. 4)、建立充電電流和還需充入的電量的關(guān)系：
(d) (3. 5)、得到電荷狀態(tài)與最大允許充電電流之間的關(guān)系 將式（b)代入式⑷得到：
Ce) 再將式（C)和（e)代入式（b)得到電池最大允許充電電流I。
(f) (4) 、通過充電電流控制算法，減小電機的制動力矩，使實際充電電流與電池的允許最 大充電電流相同； (4. 1)、驅(qū)使電機穩(wěn)定運行； (4. 1. 1)、當電機起動時，通過采樣得到電機三相電流，經(jīng)過clark、park變換得到旋轉(zhuǎn) 坐標系下的電流13(1和Isq; (4. 1.2)、通過磁通觀測器計算磁鏈幅值，轉(zhuǎn)差，最終計算得到磁場旋轉(zhuǎn)角Θ ; (4. 1.3)、由光電編碼器獲得的電機轉(zhuǎn)速ω，與給定轉(zhuǎn)速ω*比較，獲得的偏差經(jīng)過速 度ΡΙ調(diào)節(jié)器，得到由電流q軸分量決定的轉(zhuǎn)矩參考值:C ;再通過計算轉(zhuǎn)矩電流的方法得到 q軸電流期望值Isq. ref ; (4. 1. 4)、q軸電流期望值Isq. ref與實際q軸電流Isq偏差經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后輸出轉(zhuǎn)子 同步坐標系下的電壓分量Uq ; (4. 1. 5)、由勵磁電流參考值< 與勵磁電流反饋量Isd的偏差經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器輸出為轉(zhuǎn)子 同步坐標系下的電壓分量ud; (4.1.6)、Ud、U(1經(jīng)過PARK逆變換轉(zhuǎn)換為靜止坐標αβ下的電壓分量Uα，U e，通過SVPWM 逆變調(diào)節(jié)，將SVPWM調(diào)制信號供給逆變器，用逆變器輸出三相電壓驅(qū)動電機穩(wěn)定運行； (4. 2)、電機能量回饋制動； (4. 2. 1)、當電機制動時，電機運行于發(fā)電機狀態(tài)，采集勵磁電流Isd，電樞電流Isq ; (4. 2. 2)、通過Isd和Isq計算得到電機輸出電流Is ; (4. 2. 3)、將計算得到的電機輸出電流Is與電池最大允許充電電流做差，通過PI調(diào)節(jié) 得到Isq期望值的補償量，對矢量控制的Isq. ref進行修正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電池的充電方法，其特征在于，所述的磁場旋轉(zhuǎn)角 Θ的計算方法為： a) 、計算磁鏈幅值11^ :
其中，磁鏈幅值Ψ1?的單位為Wb,I；為轉(zhuǎn)子時間常數(shù)，單位s,LmS電機定、轉(zhuǎn)子互感， 單位H，Isd為d軸電流，單位為A，P為微分算子； b) 、計算轉(zhuǎn)差c〇s:
其中，轉(zhuǎn)差的單位為rad/s, IS(1為q軸電流，單位A ; c) 、計算同步轉(zhuǎn)速: ω e = ηρ ω + ω s 其中，同步轉(zhuǎn)速的單位為rad/s, ω為電機實際轉(zhuǎn)速，單位為rad/s, c〇s為轉(zhuǎn)差，單 位為rad/s，np為電機極對數(shù)； d) 、計算磁場旋轉(zhuǎn)角Θ : θ = / 〇eds。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電池的充電方法，其特征在于，所述的電機輸出電 流Is的計算方法為：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電池的充電方法，其特征在于，所述計算轉(zhuǎn)矩電流 的方法為：
其中，L表示轉(zhuǎn)子電感，單位H，np為電機極對數(shù)，Lm為電機定、轉(zhuǎn)子互感，單位H，為 給定的d軸期望電流值，單位為Α，Γ)為給定的期望轉(zhuǎn)矩值，單位為N · m。
【文檔編號】H02J7/00GK104065122SQ201410271624
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】鄭宏, 劉煦, 魏旻 申請人:電子科技大學