[发明专利]一种车载动力电池自适应充电方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种自适应充电方法，特别涉及一种使用镍氢、锂电池作为车载动力电池的自适应充电方法。 

【背景技术】

随着人们对环境保护与节约能源的关注，电动汽车和混合动力汽车已经越来越引起人们的关注，而动力电池作为两者的动力来源，需要确保其在行车过程中提供稳定可靠的输出。同时，对动力电池进行快速、均衡、安全充电，可以延长电池的使用寿命，提高电池的使用效率和性能。 

现在对动力电池的充电方式一般采用恒流-恒压充电方式，即在充电初期用恒定的电流给电池充电，当电池电压达到恒压门限时，转入恒压充电阶段。此种充电方式能减少对电池的损害，但是不能消除电池充电时的极化现象，特别是在恒压阶段，极化现象的出现，大大降低电池的充电效率，延长了电池充电时间。国内也有一些文献提出使用智能充电的方式给电池充电，即充电电源根据电池的充电状态自动确定充电参数，使充电电流自始至终保持在可接受的最大充电曲线附近，但多数的文献也只是处在研究仿真阶段，实际实施时对充电电源要求较高，将会使整个充电管理系统的成本大大提高。 

另一方面，虽然使用大电流能大大减少电池充电时间，但是大电流也会使电池在充电时造成电池温度不断上升，如果不能得到有效控制，不仅会缩短电池的使用寿命，甚至可能会引起火灾。 

因此，为解决上述问题，提出一种车载动力电池的自适应充电方法，适用于不同类型电池，缩短电池充电时间，提高电池充电效率，延长电池使用寿命，有效控制温度上升问题，。 

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于提出一种新的自适应充电方法。电池管理系统首先对系统各部分进行初始化，包括设定定时器定时值，脉冲宽度控制器PWM初始化等。接着创建两个同时运算的线程：线程1用于电池荷电状态SOC值的实时计算，线程2用于电池温度变化量温度变化量ΔH的计算。主控制器模块在创建完线程之后，进入查询等待阶段，等待电池传感器模块发送的荷电状态SOC标志位和温度采集模块发送的温度变化量ΔH标志位都被置为真TRUE，主控制器模块得到荷电状态SOC和温度变化量温度变化量ΔH。 

电池充电时，主控制模块根据电池传感器模块采集的电池电流、电压、温度信息，计算电池的荷电状态SOC，将温度变化量ΔH和荷电状态SOC送入主控器模块内部的模糊控制器通过模糊控制算法，输出当前状态下的最佳充电电流。采用果蝇优化算法FOA对比例积分微分控制器PID(Proportion-Integration-Differentiation)进行参数自整定，调整比例积分微分控制器PID的参数，控制脉宽调制驱动器PWM产生合适占空比的控制信号，电流调节模块根据控制信号动态调整充电电流，实现自适应充电。 

为解决电池快速充电、温度控制等问题，充电方法具体步骤如下： 

第一步，初始化，设定定时器定时值，脉冲宽度控制器PWM初始化。 

第二步，主控制模块同时创建两个线程。线程1完成电池荷电状态SOC值的计算，采取开路电压法和安时积分法相结合的算法。首先判断定时器是否超时(大于2小时)，若定时器超时，采集电池两端开路电压OCV，根据开路电压OCV与荷电状态SOC的对应关系，得到荷电状态SOC值送至模糊控制器输入端；若定时器未超时，采用安时积分法计算电池荷电状态SOC值。电池能放出的电量和环境温度相关，可通过查阅电池的技术参数资料，得到不同温度条件下的荷电状态SOC的温度修正系数μ，并根据当前电池的温度，对初始荷电状态SOC₀值进行修正。主控制器从存储模块中读取电池历史荷电状态SOC值作为初始 荷电状态SOC₀，同时读取上一采样周期T内电流值，根据下式计算荷电状态SOC值： 

SOC=μSOC0-∫T0T0+TI(t)dt]]>