[发明专利]蓄电池充电控制方法和基于该方法的汽车电子控制器

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子技术，特别涉及对汽车蓄电池充电过程进行控制的方法以及基于该方法的汽车电子控制器。

背景技术

汽车供电系统主要由储能装置（例如蓄电池或超级电容器）、能量转换装置（例如将机械能转换为电能的发电机）、起动机和控制单元组成。在汽车供电系统中，控制单元是整个系统的核心，它负责根据用电负荷、蓄电池状态和发电机状态等工况确定和实施合适的电能管理策略。起动机利用蓄电池的能量将汽车发动机启动，使发动机在所需的工作状态下运转。发动机运转时将带动发电机发电，并按汽车电气系统的电压要求向汽车的用电负载供电和向蓄电池充电。例如，在控制单元的控制下，如果汽车电气系统的用电电流大于发电机的供电电流，则蓄电池就会放电，以弥补不足的电流，反之，如果汽车电气系统的用电电流小于发电机的供电电流，则电流差的一部分作为蓄电池的充电电流而流入蓄电池。

图1为示出了汽车中能量流动的示意图，图中粗实线表示电能流，细实线表示控制信号流和检测信号流。如图1所示，在汽车电子控制器（ECU）110的控制下，汽车发动机120旋转驱动汽车发电机130发电，所产生的电力可以提供给蓄电池140或者提供给用电负载150；另一方面，蓄电池140存储的电能也可以分别提供给用电负载150和起动机160。

现有技术的蓄电池充电采用基于电压的控制策略。该策略预先建立蓄电池充电电压-蓄电池荷电状态的对应关系，在开始充电时根据该对应关系，由初始荷电状态确定初始充电电流；随着荷电状态的变化，蓄电池的充电电压不断进行调整以优化充电过程。这种策略的缺点是依赖于荷电状态的准确测量，否则有可能会导致充电效率降低或蓄电池因过电流充电而损坏。

可见，需要有完善的充电控制策略来提高充电效率和保护蓄电池免受过电流冲击。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于汽车蓄电池的充电控制的方法，其可提高充电效率和保护蓄电池免受过电流冲击。

按照本发明的一个实施例，在一种用于汽车蓄电池的充电控制方法中，所述汽车蓄电池由汽车发电机提供充电电流，包括下列步骤：

在充电过程开始时，以初始充电电流向所述汽车蓄电池充电，所述初始充电电流根据所述汽车蓄电池的初始荷电状态确定；以及

在充电过程中，根据所述汽车蓄电池的当前荷电状态动态调整提供给所述汽车蓄电池的充电电流。

优选地，在上述充电控制方法中，所述初始充电电流随SOC值的增大而减小。更好地，利用下式确定充电电流：

I＝I_max-α×SOC^β

这里I为充电电流，SOC为荷电状态，I_max为荷电状态取值为零时的充电电流，α和β为通过实验确定的常数。

优选地，在上述充电控制方法中，所述初始充电电流随SOC值和SOH值的增大而减小。更好地，利用下式确定充电电流：

I_mod＝I_max-α×SOC^β-γ×SOH^δ

这里I_mod为充电电流，SOC为荷电状态，SOH为电池健康状态，I_max为荷电状态为零时的充电电流，α、β、γ和δ为通过实验确定的常数。

优选地，在上述充电控制方法中，通过改变所述汽车发电机的工作电压来调整提供给所述汽车蓄电池的充电电流。更好地，所述工作电压的改变速度根据荷电状态确定。还要好地，所述工作电压的改变速度按照下列方式确定：

所述荷电状态的取值范围被划分为多个子范围，对于每个子范围，所述改变速度具有相应的取值。

本发明的还有一个目的是提供一种汽车电子控制器，借助其控制充电过程，可提高蓄电池的充电效率并且保护蓄电池免受过电流冲击。

按照本发明一个实施例的汽车电子控制器包括：输入单元、输出单元和与输入单元和输出单元耦合的处理器，其中，所述输入单元被配置为从传感器接收与所述蓄电池荷电状态有关的检测信号，所述输出单元被配置为向汽车供电系统发送由所述处理器生成的命令，

其中，所述处理器被配置为：根据所述汽车蓄电池的荷电状态设定相应的充电电流；指示汽车发电机以设定的充电电流对所述汽车蓄电池充电；并且在充电过程中使设定的充电电流随所述荷电状态的变化而改变。

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其它目的及优点更加完全清楚。

附图说明

图1为示出了汽车中能量流动的示意图。