[发明专利]车用电池充电控制技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种车用电池充电控制技术。更具体地，本发明涉及一种用于在对安装在例如电动车等中使用的电池进行充电时考虑电池的耐用性而控制电池充电操作的技术。

背景技术

安装在电动车等中使用以提供驱动车辆/向车辆提供动力所需的能量的电池的特性会随温度状况等而变化。大部分时间车辆在具有正常温度条件(32-90°F)的环境中运转，因此，在其设计中通常将车辆中的电气系统开发成满足正常温度条件。

然而，当将如上面所描述的电池那样的电池用于低温环境(例如，就像通常在北方气候中所见到的零度以下的环境)时，与在正常温度中使用电池相比，电池的特性可能会明显退化。此外，当同时在正常温度和低温中使用相同的电流量时，如果电池持续在较低温中使用，那么由于电池的化学特性，会缩短该电池的寿命等。

具体来说，当电池的温度降到某个温度以下时，产生电力的被激活的锂离子明显地迟缓，以致锂离子以金属锂的状态析出在电极表面上(例如，产生锂电镀(Li-plating)现象)，从而引起例如容量降低、内阻增加等恶化特性。

常规地，慢速充电技术已经被用来以小电流对大多数电池充电，并且快速充电方法已经被用来在短时间内对电池充电。慢速充电需要长时间地以小电流对电池充电。在这种情况下，慢速充电以足够小的电流对电池充电，从而防止由于输入电流带来的电池异常反应而引起的现象(例如，容量降低、内阻增加等)。因此，慢速充电可以被认为是安全的充电技术，然而，其需要花费令人不悦的时间量来对电池进行充电。

另一方面，快速充电需要在短时间内完成充电，因此，以较大电流进行充电。因此，不同于慢速充电，快速充电总是面临由于充电周期过程中的异常反应(在充电周期间内的温度增加等)而引起的电池性能的下降，并且当在低温下用大电流进行充电时，可能存在由于锂(Li)电镀等引起的更加致命的电池性能的下降。

然而，由于充电需要在相当短的时间段内完成以确保驾驶员可方便地使用车辆，优选在不降低电池耐用性的范围内的快速时间内进行充电。

作为上述背景技术所描述的内容仅为改善对本发明背景的理解。

发明内容

本发明致力于提供一种车用电池充电控制技术，其被配置成通过在对安装在车辆中的电池进行充电的同时，将电池的充电控制在适于温度环境的电流比率(current rate)来防止电池恶化，从而改善电池的耐用性。本发明还被配置成，尽可能迅速地充电以改进车辆的便利性。

在本发明的示例性实施方式中，车用电池充电控制方法包括：基于在以特定电流比率充电时在各个给定温度下是否出现电池的恶化现象，形成随着在不发生电池恶化的范围内的温度而变化的对电池充电的峰(最大)电流的映射关系(map)，以确定在给定温度下不发生恶化现象的电流范围；输入电池的温度并从输入温度的映射关系计算出最大电流值；并且将电池的充电电流控制在最大电流值的范围内。

在一些实施方式中，控制单元被配置成输入电池的温度并从映射关系计算出该输入温度的最大电流值，其中该映射关系形成随着在不出现电池恶化的电流范围内的温度而变化的用于对电池充电的最大电流；并且基于电池的输入温度，将电池的充电电流控制在最大电流值的范围内。

在另一实施方式中，车用电池充电控制装置包括：输入单元，被配置成接收电池的温度；控制器，被配置成包括由随着不出现电池恶化的范围内的温度而变化的为电池充电的最大电流而形成的映射关系，根据从输入单元输入的温度从映射关系计算出最大电流并根据所计算的最大电流来确定电池的充电电流和充电电压；以及输出单元，被配置成由控制器所确定的充电电流和充电电压来控制电池的充电操作。

以下讨论本发明的其他方面和优选实施方式。

附图说明

现在将参考在附图中图示的某些示例性实施方式来详细描述本发明的以上和其他特征，附图在下文中仅以示例的方式给出，因此不限制本发明，其中：

图1是根据本发明示例性实施方式的根据在目标电池可能经受的温度范围内的各个温度和电池的电流流速来测试是否发生电池恶化现象的表格；

图2是以图形的形式示出由随着在不出现电池恶化的范围内的温度而变化的能够对电池充电的最大电流形成的且使用图1的表格所确定的映射关系的图；

图3是示出根据本发明示例性实施方式的车用电池充电控制方法的例子的流程图；以及

图4是示出根据本发明示例性实施方式的车用电池充电控制装置的例子的流程图。