一種電動汽車充電設備的電池狀態監測和充電管理系統技術方案

本發明專利技術公開了一種通過采集電動汽車電池充電時的狀態信息，在電動汽車充電設備側實現的電池狀態監測和充電管理系統。該系統分別與電動汽車和電動汽車充電設備進行通訊，采集電動汽車在充電時電池的狀態信息，實現對電池狀態的監測功能，并通過一定的算法實時計算出最優化的充電電流和電壓值傳送至電動汽車充電設備系統。根據充電設備管理系統的給定值，電動汽車充電設備實時調整輸出設定值。

Battery state monitoring and charging management system for electric vehicle charging equipment

The invention discloses a battery state monitoring and charging management system which is realized on the side of an electric vehicle charging device by collecting the state information when the electric vehicle battery is charged. The system is communicated with the electric vehicle charging equipment, data acquisition of electric vehicle battery when charging the battery, realize the monitoring function of the state, and through a certain algorithm calculates the optimum charging current and voltage value is transmitted to the electric vehicle charging equipment system. According to the given value of charging equipment management system, the electric vehicle charging equipment can adjust the output setting value.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電動汽車行業、電動汽車電池行業、電動汽車充電設備行業及其它具有交直流充電設備的系統。
技術介紹
當今，電動汽車正越來越多的走進人們的生活，其優點在于不采用任何燃料，直接使用電池儲存能量然后通過電動機轉化成動能，綠色環保，沒有污染，能源可再生。對于電動汽車而言，電池是其最為關鍵的部件，電池性能及使用壽命直接決定這電動車的使用周期。另外，為電池充電的電動汽車充電設備也是與電動汽車相關的重要配套部件，電動汽車充電設備自身的性能及充電時對電池的工作方式決定著電池的安全與使用壽命。目前，電動汽車的電池管理系統都是在集成在電動汽車里，當電動汽車充電設備對電池進行充電時，電動汽車充電設備與電動汽車之間通過通訊的方式，接收電動汽車電池管理系統的電池充電參數。這些參數里僅規定了電池允許的最大充電電流及充電電壓，電動汽車充電設備根據接收到的最大電流和最大電壓來設定自身的輸出。由于電動汽車充電設備自身沒有電池管理和監測系統，僅能通過電動汽車自身發出的最大電流和電壓來設定電動汽車充電設備的輸出，但是此時的輸出并不是最優化的值。如果輸出的電流和電壓過大，而實際電池在這樣的電流電壓下不是充電最快的狀態，這樣將會造成充電效率的下降及電能在充電線路上的損耗。因此，一種在電動汽車充電設備側利用電動汽車傳回的電池電壓、電流及溫度等信息構建的電池狀態監測及充電管理系統很有必要。該系統有以下優點：1.對電池狀態實時監控，當電動汽車電池管理系統失效時，電動汽車充電設備自身仍然能夠對電池進行狀態監測及充電管理。2.根據對電池電流電壓溫度信息，管理系統自身通過一定的算法，得到充電最優化的參數配置，提高充電效率。3.最優化的充電參數，電流、電壓等能夠降低電能在充電線路上的損耗及實現對電池的保護。
技術實現思路
本專利技術設計了一種通過通訊方式采集電動汽車電池的電流、電壓、溫度等信息，而構建的電池狀態監測及充電管理系統。該系統安裝在電動汽車充電設備側，以一定的控制算法得到最優化的充電電流電壓輸出值，并且該系統與電動汽車充電設備自身的控制系統進行通訊，將最優化的充電電流電壓值發送給電動汽車充電設備，電動汽車充電設備將接收到的充電電流電壓最優值作為自身輸出設定值對電池進行充電。同時將設備自身電流電壓采集系統所采集的實際電流電壓輸出值通過通訊的方式發送給充電管理系統。另外，該系統通過與電動汽車進行通訊得到的電池狀態信息，實時監控電動汽車電池的溫度等狀態，當電池溫度、電流及電壓值出現異常時，將警告和故障信號發送至電動汽車充電設備，電動汽車充電設備收到電池警告和故障信號后，不用等待電動汽車自身的電池管理系統發出的指令，電動汽車充電設備自身直接執行減小輸出或停機操作，實現對電池的保護。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術中的電池狀態監測和充電管理系統框圖；圖2為本專利技術中電動汽車充電設備、充電管理系統及電動汽車的通訊系統示意圖；圖3為本專利技術中的充電管理系統工作示意圖；圖4為本專利技術中電池狀態監控系統示意圖；圖5為本專利技術中系統工作步驟流程圖。具體實施方式本專利技術所設計的電池狀態監測和充電管理系統，如圖1。包括：電動汽車電池狀態采集系統、充電管理系統、充電狀態監測系統。1.電動汽車電池狀態采集系統電動汽車與電動汽車充電設備采用國家標準規定的CAN通訊協議進行通訊，在電動汽車和電池通訊的CAN總線上增加一個節點，將該系統接入到此節點上，并設置相應的節點ID號。如圖2。這樣就將電動汽車、電動汽車充電設備及本專利技術中的系統都在連接在同一個CAN通訊回路中，能夠實現本專利技術中的系統與電動汽車之間，本專利技術中的系統與電動汽車充電設備之間的通訊，傳輸數據。本專利技術中的電池狀態監測和充電管理系統采集電動汽車電池允許的最大電流、電壓值、實時充電的電流、電壓值及電池的溫度值。這樣就實現了對電池參數的采集。2.充電管理系統由上述1中得到了電動汽車電池充電允許的最大電流、電壓值，充電實時電流、電壓值及電池溫度值。根據充電過程中電池的電流電壓的在單位時間的變化率，再結合電池的實時溫度值及電池允許的最大溫度值，以一定的控制算法計算出當前最優化的充電輸出的電流電壓值。再與電池在當前所允許的最大電流電壓值進行比較，如果優化值小于最大允許值則取優化值為輸出；如果優化值大于允許的最大值則取允許的最大值作為輸出。如圖3。得到以上輸出值后，本專利技術中的充電管理系統通過通訊將輸出值發送給電動汽車充電設備，電動汽車充電設備將該值作為最終的輸出設定值。然后，電動汽車充電設備將自身實際的實時電流電壓輸出值通過通訊再發送給本專利技術中的充電管理系統供本系統使用。3.電池狀態監測系統本專利技術中的系統通過與電動汽車的通訊采集電池當前的所有實時溫度值信息、電池所允許的最高溫度值、實時電流電壓值及允許的最大電流電壓值，根據電池允許的最高溫度值及允許的最大電流電壓值設定報警和故障限值。如圖4。當電池實時溫度值及電流電壓值超過警告限值時，本專利技術中的電池狀態監測系統將該警告信號傳送給電動汽車充電設備，以提示電動汽車充電設備當前電池溫度警告，應降低輸出以保護電池。當電池實時溫度值及電流電壓值超過故障限值時，本專利技術中的電池狀態監測系統將該電池故障信號傳送給電動汽車充電設備，以提示當前電池溫度和電流電壓已經異常，應立即停機停止給電池充電，避免造成更嚴重的故障。4.系統工作流程如圖5。步驟1：與電動汽車進行通訊，采集電動汽車電池的最大允許電流、電壓，實時的電流、電壓值；電池允許的最大溫度值和實時溫度值。步驟2：根據步驟1中得到的信息，通過一定的算法計算出當前最優化的電池充電電流電壓值，發送給電動汽車充電設備。步驟3：根據步驟1中得到的信息，計算出合理的警告限值和故障限值并設定。步驟4：實時監控電池溫度狀態及電流電壓狀態，當實時的電池溫度及電流電壓值超過警告和故障限值時，將該警告或故障信號發送給電動汽車充電設備。步驟5：返回步驟1，系統循環工作。需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上所述僅為本專利技術的較佳實施例而已，并非用于限定本專利技術的保護范圍。凡在本專利技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本專利技術的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種安裝在電動汽車充電設備側的電動汽車電池狀態監測和充電管理系統，包括：(1)通過采集電動汽車電池的電壓、電流及溫度信息實現在電動汽車充電設備側對電動汽車電池充電進行管理的方法；(2)通過采集電動汽車電池的溫度及電流電壓值等信息在電動汽車充電設備側實現對電動汽車電池充電狀態進行監測的方法。

【技術特征摘要】
1.一種安裝在電動汽車充電設備側的電動汽車電池狀態監測和充電管理系統，包括：(1)通過采集電動汽車電池的電壓、電流及溫度信息實現在電動汽車充電設備側對電動汽車電池充電進行管理的方法；(2)通過采集電動汽車電池的溫度及電流電壓值等信息在電動汽車充電設備側實現對電動汽車電池充電狀態進行監測的方法。2.一種通過采集電動汽車電池充電電流、電壓及溫度信息構建的充電管理系統，包括：(1)通過采集電動汽車電池在充電時的電壓、電流及溫度信息，根據電流電壓單位時間內變化率...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫文濤，劉振杰，
申請(專利權)人：孫文濤，劉振杰，
類型：發明
國別省市：北京;11