一种动力电池的充电控制方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及动力电池的安全控制领域，特别是涉及一种动力电池的充电控制方法、系统及装置。

背景技术

动力电池中通过包括多个支路，每个支路上包括线路及由线路串联起来的多个单体，每个支路上的线路由于温度或者长度不同，可能线路的阻值也不同，在动力电池充电完成之后，每个支路两端的总电压相同，但是由于线路的阻值可能不同，从而每个支路上的多个单体的电压之和可能不同，此时，单体的电压之和高的支路会为单体的电压之和低的支路充电，从而被充电的支路中可能会出现某个单体的被过充，在动力电池为车辆供电时，若存在某单体的电压过高(大于过压报警阈值)，则无法为车辆供电，且该单体可能会发生故障。

针对上述问题，现有技术中的解决方案为：在动力电池内部设置放电回路，以使在动力电池中出现某单体的电压大于过压报警阈值从而无法为车辆供电时，通过放电回路进行放电以降低该单体的电压，然后再控制动力电池为车辆供电。但是，现有技术中的解决方案是在出现单体的电压超过过压报警阈值后才采取相应的措施，且放电过程需要使用较长的时间，用户不能及时使用，影响用户的体验感。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力电池的充电控制方法、系统及装置，可以减小单体电压上升的速度，以降低出现单体电压达到过压报警阈值的风险，避免由于阻值不同造成的每个支路上的单体电压之和不同的现象。在充电过程中采取本申请中的方式，在充电完成之后，用户可以直接使用动力电池，提高了用户的体验感。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种动力电池的充电控制方法，该方法包括：

在所述动力电池充电过程中，获取所述动力电池中的各个单体的电压；

判断各个所述单体的电压是否存在大于安全阈值的电压，所述安全阈值小于过压报警阈值；

若是，则控制充电桩为所述动力电池充电的电流减小至第一预设电流或控制所述充电桩停止为所述动力电池充电；

其中，所述第一预设电流小于所述动力电池正常充电电流。

优选地，判断各个所述单体的电压是否存在大于安全阈值的电压，包括：

判断各个所述单体的电压是否存在在第一时间内持续大于所述安全阈值的电压。

优选地，所述动力电池包括多个支路，每个所述支路包括多个单体；

控制所述充电桩为所述动力电池充电的电流减小至第一预设电流之后，还包括：

获取各个所述支路的充电电流；

基于各个所述支路的充电电流计算每两个所述支路之间的电流差；

判断每两个所述支路之间的电流差是否都小于第一预设值；

若是，则控制所述充电桩以正常充电电流为所述动力电池充电；

若否，则控制所述充电桩以第二预设电流为所述动力电池充电，或者控制所述充电桩停止为所述动力电池充电；

其中，所述第二预设电流小于所述动力电池正常充电电流。

优选地，控制所述充电桩以第二预设电流为所述动力电池充电，或者控制所述充电桩停止为所述动力电池充电，包括：

判断每两个所述支路之间的电流差是否存在大于所述第一预设值且小于第二预设值的电流差，其中，所述第二预设值大于所述第一预设值；

若是，则控制所述充电桩以所述第二预设电流为所述动力电池充电；

若否，则控制所述充电桩停止为所述动力电池充电。

优选地，获取所述动力电池中的各个单体的电压之前，还包括：

建立温度与所述单体可承受的最大电压的对应关系；

控制所述充电桩以所述第二预设电流为所述动力电池充电之后，还包括：

基于各个单体的电压确定电压最大的单体；

获取电压最大的所述单体的温度；

基于所述对应关系判断所述单体是否满足充电条件；

若是，则进入控制所述充电桩以所述第二预设电流为所述动力电池充电的步骤；

若否，则控制所述充电桩停止为所述动力电池充电。

优选地，获取电压最大的所述单体的温度之后，还包括：

判断电压最大的所述单体的温度是否小于低温温度阈值；

若是，则控制调温装置开始工作，以对电压最大的所述单体进行加热及调调整各个所述单体之间的温差。

优选地，所述调温装置包括加热装置及水泵：

其中，所述加热装置用于对水进行加热；

所述水泵用于驱动被加热的水进行循环，以为电压最大的所述单体进行加热及调调整各个所述单体之间的温差。

优选地，获取电压最大的所述单体的温度之后，还包括：

判断电压最大的所述单体的温度是否大于高温温度阈值；

若是，则控制散热装置开始工作以降低电压最大的所述单体的温度。

为解决上述技术问题，一种动力电池的充电控制系统，包括：

获取单元，用于在所述动力电池充电过程中，获取所述动力电池中的各个单体的电压；

判断单元，用于判断各个所述单体的电压是否存在大于安全阈值的电压，所述安全阈值小于过压报警阈值；

控制单元，用于在各个所述单体的电压存在大于安全阈值的电压时，控制充电桩为所述动力电池充电的电流减小至第一预设电流或控制所述充电桩停止为所述动力电池充电；

其中，所述第一预设电流小于所述动力电池正常充电电流。

为解决上述技术问题，一种动力电池的充电控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于在执行所述计算机程序时，实现上述所述的动力电池的充电控制方法的步骤。

本发明提供了一种动力电池的充电控制方法，该方案中，在为动力电池充电的过程中就对各个单体的电压进行判断，并在其中存在大于安全阈值的单体时，判定为有超过过压报警阈值的风险，此时立即控制动力电池的充电电流减小或者停止为动力电池充电，可以减小单体电压上升的速度，以降低出现单体电压达到过压报警阈值的风险，此外，减小充电电流或者停止充电还可以减小电流引起的温度变化，进而由温度引起的阻值变化的影响也会减小，进一步避免了由于阻值不同造成的每个支路上的单体电压之和不同的现象。在充电过程中采取本申请中的方式，在充电完成之后，用户可以直接使用动力电池，提高了用户的体验感。

本发明还提供了一种动力电池的充电控制系统及装置，与上述描述的一种动力电池的充电控制方法具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种动力电池的充电控制方法的流程示意图；

图2为本发明提供的一种动力电池的充电控制系统的结构框图；

图3为本发明提供的一种动力电池的充电控制装置的结构框图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种动力电池的充电控制方法、系统及装置，可以减小单体电压上升的速度，以降低出现单体电压达到过压报警阈值的风险，避免由于阻值不同造成的每个支路上的单体电压之和不同的现象。在充电过程中采取本申请中的方式，在充电完成之后，用户可以直接使用动力电池，提高了用户的体验感。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种动力电池的充电控制方法的流程示意图，该方法包括：

S11：在动力电池充电过程中，获取动力电池中的各个单体的电压；

S12：判断各个单体的电压是否存在大于安全阈值的电压，安全阈值小于过压报警阈值；

S13：若是，则控制充电桩为动力电池充电的电流减小至第一预设电流或控制充电桩停止为动力电池充电；

其中，第一预设电流小于动力电池正常充电电流。

现有技术中为动力电池充电完成之后，针对因动力电池的各个支路的线路的阻值不同引起的回充，造成某一单体的电压过大，从而导致动力电池无法为车辆供电的故障问题，解决方案为：某一单体的电压过大以后才进行相关的被动均衡(对电压国过大的单体进行放电)，采取措施比较滞后，且被动均衡放电过程受温度影响所需时间较长，影响了用户使用的及时性。

为解决上述技术问题，本申请的设计思路为：在可能会出现某一单体的电压过大之前，采取措施以避免出现某个单体的电压过大，从而用户在动力电池充电完成，可以直接使用动力电池。

基于此，本申请在动力电池充电过程中，判断各个单体的电压是否存在大于安全阈值(小于过压报警阈值)，若存在大于安全阈值的单体时，也即任意一个单体的电压大于安全阈值时，判定为有超过过压报警阈值的风险，此时立即控制动力电池的充电电流减小或者停止为动力电池充电，可以减小单体电压上升的速度，以降低出现单体电压达到过压报警阈值的风险，此外，减小充电电流或者停止充电还可以减小电流引起的温度变化，进而由温度引起的阻值变化的影响也会减小，进一步避免了由于阻值不同造成的每个支路上的单体电压之和不同的现象。

需要说明的是，动力电池的正常充电电流通常在300A左右，这里的第一预设电流可以但不限于设定为20A，每个单体的电压的过压报警阈值可以但不限于为3.85V，此时，安全阈值可以但不限于为3.5V。当然，各种取值不限于上述举例，具体根据实际情况而定，本申请在此不做限定。

此外，为动力电池充电的可以但不限于为充电桩，可以为任意一种可以为动力电池充电的装置，本申请在此不作限定。

可见，在充电过程中采取本申请中的方式，在充电完成之后，降低回充以使单体电压达到过压报警阈值的风险，用户可以直接使用动力电池，提高了用户的体验感。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，判断各个单体的电压是否存在大于安全阈值的电压，包括：

判断各个单体的电压是否存在在第一时间内持续大于安全阈值的电压。

考虑可能会由于某种原因以使单体的电压出现波动，如只是在瞬间超过安全阈值，若此时直接将控制充电桩为动力电池充电的电流减小至第一预设电流或控制充电桩停止为动力电池充电，操作过于频繁。

为解决上述技术问题，本申请判断各个单体的电压是否存在大于安全阈值的电压的方式为：是否存在在第一时间内持续大于安全阈值的电压，若在第一时间内持续大于安全阈值，则判定单体大于阈值，然后再进入控制充电桩为动力电池充电的电流减小至第一预设电流或控制充电桩停止为动力电池充电的步骤，可以避免频繁操作。

其中，第一时间可以但不限于为2秒。

作为一种优选的实施例，动力电池包括多个支路，每个支路包括多个单体；

控制充电桩为动力电池充电的电流减小至第一预设电流之后，还包括：

获取各个支路的充电电流；

基于各个支路的充电电流计算每两个支路之间的电流差；

判断每两个支路之间的电流差是否都小于第一预设值；

若是，则控制充电桩以正常充电电流为动力电池充电；

若否，则控制充电桩以第二预设电流为动力电池充电，或者控制充电桩停止为动力电池充电；

其中，第二预设电流小于动力电池正常充电电流。

考虑到在将动力电池的充电电流减小至第一预设电流之后，虽然充电电流减小，但是还是可能会出现电压继续升高至过压报警阈值的风险。

为解决上述技术问题，本申请在控制充电桩为动力电池充电的电流减小至第一预设电流之后，还判断每两个支路之间的电流差是否都小于第一预设值，其中，电流差越大，表示这两个支路之间的线路的内阻差越大，也即，电流差都小于第一预设值时，判定每两个支路之间的线路的内阻差在控制范围内，即使在充电完成之后，也不会出现回充造成某一个单体的电压超过过压报警阈值的情况，因此，控制充电桩以正常充电电流为动力电池充电，直至动力电池充满之后控制充电桩停止充电。电流差不小于第一预设值时，判定每两个支路之间的线路的内阻差存在不在控制范围内的值，此时，可能会出现回充的现象，此时，控制充电桩以第二预设电流为动力电池充电，或者控制充电桩停止为动力电池充电，以减小每两个支路之间的电阻差。

需要说明的是，本申请中的计算每两个支路之间的电流差及判断每两个支路之间的电流差是否都小于第一预设值的方式通过充电倍率的方式进行计算及判断，第一预设值可以但不限于为0.06C(A)，第二预设电流可以与第一预设电流相同，也可以不同，本申请在此不再限定，具体地，本申请中的第二预设电流与第一预设电流相同，也是20A，持续以20A进行充电，直至充满为止。

此外，本申请的另一实施方式为：获取各个支路上的充电电流，然后从其中选出最大的充电电流和最小的充电电流，然后直接计算出最大的充电电流与最小的充电电流之间的差值，直接将此差值与第一预设值作比较，根据比较结果再进入不同的步骤，具体地，差值大于第一预设值时，进入控制充电桩以第二预设电流为动力电池充电，或者控制充电桩停止为动力电池充电的步骤，差值小于第一预设值时，进入控制充电桩以正常充电电流为动力电池充电的步骤。

此外，本申请在将充电电流减小至第一预设电流之后再获取每个支路的电流值，是因为，电流值较大的时候，获取电流值时的偏差较大，电流较小时，获取电流值的偏差较小，因袭，先减小充电电流，然后再测量支路的电流，可以提高测量及判断的准确性。

综上，通过本申请中方式可以进一步降低动力电池充电完成后出现回充以使动力电池中的单体过压的风险。

作为一种优选的实施例，控制充电桩以第二预设电流为动力电池充电，或者控制充电桩停止为动力电池充电，包括：

判断每两个支路之间的电流差是否存在大于第一预设值且小于第二预设值的电流差，其中，第二预设值大于第一预设值；

若是，则控制充电桩以第二预设电流为动力电池充电；

若否，则控制充电桩停止为动力电池充电。

本实施例中，旨在限定在每两个支路之间的电流差存在大于第一预设值且小于第二预设值的电流差时，控制充电桩以第二预设电流为动力电池充电，每两个支路之间的电流差不存在大于第一预设值且小于第二预设值的电流差，也即电流中存在大于第二预设值的电流差，控制充电桩停止为动力电池充电，以防止动力电池在充电完成之后出现回充以使单体的电压升高的现象。

其中，第一预设值取值为0.06C(A)时，本申请中第二预设值可以但不限于取值为0.12C(A)，当然，也可以为其他的取值，具体根据实际情况而定，本申请在此不做特别的限定。

可见，通过上述实现方式，提高了为动力电池充电的灵活性及可靠性。

作为一种优选的实施例，获取动力电池中的各个单体的电压之前，还包括：

建立温度与单体可承受的最大电压的对应关系；

控制充电桩以第二预设电流为动力电池充电之后，还包括：

基于各个单体的电压确定电压最大的单体；

获取电压最大的单体的温度；

基于对应关系判断单体是否满足充电条件；

若是，则进入控制充电桩以第二预设电流为动力电池充电的步骤；

若否，则控制充电桩停止为动力电池充电。

考虑到单体的温度不同时，可以承受的最大电压各有差异，若按统一的标准判断单体是否过压，在可能会出现还没达到统一的过压报警阈值，就已经达到这以温度对应的阈值，但是仍然没有判断出，以使动力电池出现故障。

具体地，本申请中先建立温度和单体可承受的最大电压的对应关系，然后根据单体的温度及电压判断是否符合其对应关系，若符合，则动力电池仍可以以第二预设电流充电；若不符合，则单体可能会出现过压的风险，此时，控制充电桩停止为动力电池充电。

其中，在最大电压的单体的温度不大于15℃时，可承受的最大电压为3.55V，也即此时，若电压达到3.55V，就控制充电桩停止为动力电池充电；在最大电压的单体的温度处于15℃～30℃时，可承受的最大电压为3.50V，也即此时，若电压达到3.50V，就控制充电桩停止为动力电池充电；在最大电压的单体的温度大于30℃时，可承受的最大电压为3.48V，也即此时，若电压达到3.48V，就控制充电桩停止为动力电池充电。

当然，具体不限于上述举例，具体根据实际情况而定，本申请在此不做特别的限定。

可见，通过本申请中的方式，可以进一步保证动力电池在充电完成之后的可靠性，避免动力电池发生故障。

作为一种优选的实施例，获取电压最大的单体的温度之后，还包括：

判断电压最大的单体的温度是否小于低温温度阈值；

若是，则控制调温装置开始工作，以对电压最大的单体进行加热及调调整各个单体之间的温差。

作为一种优选的实施例，调温装置包括加热装置及水泵：

其中，加热装置用于对水进行加热；

水泵用于驱动被加热的水进行循环，以为电压最大的单体进行加热及调调整各个单体之间的温差。

考虑到动力电池的内阻不同还有可能是由温度引起的，因此在温度低于低温温度阈值，控制水泵及加热装置开启，以使得整个动力电池的水循环起来，将各个支路之间的温差均衡起来，降低温度对各支路的线路的内阻的差异的影响。

其中，这里的低温温度阈值可以但不限于为15度，此外，这里的水泵与加热装置开启对应的温度可以不相同，也即可以不都是在低温温度阈值时开启，如加热装置在单体温度低于17度时开启，水泵在单体温度低于15时开启，具体不限于上述举例，本申请不再限定。

可见，本申请可以在低温下实现特有的温度均衡

作为一种优选的实施例，获取电压最大的单体的温度之后，还包括：

判断电压最大的单体的温度是否大于高温温度阈值；

若是，则控制散热装置开始工作以降低电压最大的单体的温度。

同样的，在温度过高的时候，控制散热装置为单体降温，这里的散热装置可以但不限于为散热风扇或者空调等，本申请在此不做特别的限定。

请参照图2，图2为本发明提供的一种动力电池的充电控制系统的结构框图，该系统包括：

获取单元1，用于在动力电池充电过程中，获取动力电池中的各个单体的电压；

判断单元2，用于判断各个单体的电压是否存在大于安全阈值的电压，安全阈值小于过压报警阈值；

控制单元3，用于在各个单体的电压存在大于安全阈值的电压时，控制充电桩为动力电池充电的电流减小至第一预设电流或控制充电桩停止为动力电池充电；

其中，第一预设电流小于动力电池正常充电电流。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种动力电池的充电控制系统，对于动力电池的充电控制系统的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

请参照图3，图3为本发明提供的一种动力电池的充电控制装置的结构框图，该装置包括：

存储器4，用于存储计算机程序；

处理器5，用于在执行计算机程序时，实现上述的动力电池的充电控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种动力电池的充电控制装置，对于动力电池的充电控制装置的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。