一種具有主動防護功能的混合動力汽車充電系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及混合動力汽車技術領域，尤其涉及一種具有主動防護功能的混合動力汽車充電系統和方法。
【背景技術】
[0002]現有技術中，電動汽車所能采用的電池種類僅包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰電池等幾種電化學電池以及極少數的幾種以物理方式儲能的電池。現有的電動汽車用電池的使用壽命遠不能滿足實際需要，是長期以來制約電動汽車發展的主要原因之一。
[0003]電池管理系統是電動汽車動力電池的重要組成部分，其作用是提高電池使用的安全性，同時對電池進行有效管理，提高使用效率。傳統的混動力汽車中，發電機控制器接收整車控制器的信號控制車載發電機對動力電池充電。整車控制器的信號是基于駕駛工況在平衡功率能量的基礎上生成的。但是動力電池中的單體電池在生產時就存在差異，使用時不均勻的內部環境逐漸增大了這些差異。而同時，發電機控制器又不能根據電池的實際使用情況對電池進行充電，極有可能在充電中導致電池被過分充電，動力電池內部可能會發生嚴重的化學反應，甚至導致起火燃燒的嚴重事故。
[0004]綜上所述，現有技術中的電池管理系統無法實時檢測單體電池或電池組中的實時參數并對充電過程進行主動干預，存在一定程度的安全隱患。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種具有主動防護功能的混合動力汽車充電系統，旨在解決現有技術中電池管理系統無法實時檢測充電參數并對充電過程進行主動干預的問題。具體為:
一種具有主動防護功能的混合動力汽車充電系統，包括主動防護控制模塊;所述主動防護控制模塊包括:
數據采集單元，用于在動力電池充電過程中從電池管理系統獲得動力電池的實時充電參數；
數據存儲單元，用于存儲動力電池的充電參數告警值；
數據分析單元，用于比較實時充電參數和充電參數告警值;生成所述充電參數告警值的閾值區間，并將實時充電參數和充電參數告警值的閾值進行比較；
輸出控制單元，如果實時充電參數屬于告警值閾值區間，輸出控制信號至發電機控制器，控制發電機停止向電池充電；
以及中央處理器，用于調用數據存儲單元中的充電參數告警值并控制輸出控制單元輸出控制信號。
[0006]進一步的，所述數據采集單元中還包括模式采集模塊，所述模式采集模塊從ECU獲得充電模式。
[0007]更進一步的，如果工作在能量回饋模式，則所述數據采集單元通過電池管理單元獲得發電機的實時充電參數;如果工作在駐車充電模式，則所述數據采集單元通過電池管理單元獲得車載充電機的實時充電參數。
[0008]更進一步的，在數據分析單元中，如果所述實時充電參數不屬于所述充電參數告警值的數值范圍區間，則生成充電參數告警值的閾值區間并分別將實時充電參數與充電參數告警值的閾值進行比較;如果實時充電參數屬于充電參數告警值的閾值區間，所述輸出控制單元輸出控制信號至發電機控制器或車載充電機，控制停止向電池充電。
[0009]更進一步的，如果所述實時充電參數屬于所述充電參數告警值的數值范圍區間，則所述數據存儲單元記錄該時刻的實時充電參數。
[0010]更進一步的，所述數據存儲單元累加記錄出現實時充電參數屬于充電參數告警值的數值范圍區間的情況的次數。
[0011]優選的，所述充電參數告警值的閾值區間滿足以下條件X2〈Ymax〈(l+K)X2，X2為充電參數告警值數值范圍的上限。
[0012]優選的，所述充電參數包括單體電壓、組電壓、組電流、單體電池溫度和組電池溫度、電壓米樣誤差和電流米樣誤差。
[0013]本發明所提供的充電系統，通過設置主動防護控制模塊，實現混合動力車內部的自動充電保護，當動力電池需求充電時主動防護控制模塊可以在線實時監控BMS充電過程中數據情況并在充電異常是主動地控制發電機或車載充電機終止充電。從而保證BMS和動力電池僅在正常充電狀態時工作，最大程度地保護充電過程的安全。
[0014]本發明同時公開了一種應用上述充電系統的充電方法，具體包括以下步驟: a，動力電池生成充電請求信號；
b，主動防護控制模塊的數據采集單元通過總線與電池管理系統建立通信連接；
C，數據采集單元中的模式信號采集模塊和ECU建立通信，模式信號采集模塊從ECU獲得充電模式；
d，如果工作在能量回饋模式，數據采集單元在線采集發電機控制器的實時充電參數；如果工作在駐車充電模式，數據采集單元在線采集車載充電機的實時充電參數；
e,判定電池管理系統是否輸出告警信號或故障信號；如果接收到告警信號或故障信號，貝lJ中止充電；
f，數據分析單元從數據存儲單元中調取充電參數告警值，并將實時充電參數與充電參數告警值進行比較；
g，數據分析單元生成充電參數告警值的閾值區間；
h，分別將實時充電參數與充電參數告警值的閾值進行比較;如果實時充電參數屬于充電參數告警值的閾值區間，所述輸出控制單元輸出控制信號至發電機控制器或車載充電機，控制停止向電池充電。
[0015]進一步的，如果實時充電參數屬于充電參數告警值的數值范圍區間，則數據存儲單元記錄該時刻的實時充電參數并累加記錄出現次數；
所述充電參數告警值的閾值范圍滿足以下條件Χ2〈Υ.χ〈(1+Κ)Χ2，Χ2為充電參數告警值數值范圍的上限;其中Ke(O，0.Do
[0016]本發明所提出充電方法，可以實時檢測單體電池或電池組中的實時參數并對充電過程進行主動干預，杜絕了安全隱患。具有安全可靠且實用性高的優點。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明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一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發明所提出的具有主動防護功能的混合動力汽車充電系統第一實施例的結構示意圖；
圖2為本發明所提出的充電防護方法一種實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0020]參見圖1所示為本發明所公開的具有主動防護功能的混合動力汽車充電系統一種實施例的結構示意圖。與現有技術中的充電系統完全不同，本實施例中包括主動防護控制模塊I。其中，所述主動防護控制模塊I包括數據采集單元11-1、數據存儲單元12、數據分析單元13、輸出控制單元16和中央處理器14。
[0021]具體來說，數據采集單元11-1用于在動力電池充電過程中從電池管理系統2獲得動力電池的實時充電參數。數據存儲單元12用于存儲動力電池的充電參數告警值，數據分析單元13用于比較實時充電參數和充電參數告警值，還用于生成充電參數告警值的閾值區間并將實時充電參數和充電參數告警值的閾值區間進行比較。輸出控制單元16用于在實時充電參數屬于告警值閾值區間的條件下，輸出控制信號至發電機控制器5，控制發電機6停止向電池充電；還包括中央處理器14，用于調用數據存儲單元12中的充電參數告警值并控制輸出控制單元16輸出控制信號。
[0022]具有主動防護功能的混合動力汽車充電系統的工作流程如下:首先，作為充電系統的一部分，主動防護控制模塊I的輸入端分別通過總線連接電池管理系統2和ECU3，輸出端通過總線分別連接發電機控制器5和車載充電機4。當動力電池需求充電時，電池管理系統2生成并發出充電請求，主動防護控制模塊I和電池管理系統2之間建立通信連接。主動防護控制模塊I的數據采集單元11-1從電池管理系統2中獲取充電參數。充電參數包括電池的需求充電電流和電壓，電池的額定充電電壓和電流，電池組總電壓、單體電池溫度、電池組總溫度，電池S0C、電池管理系統2生成的告警信號和故障信息。
[0023]主動防護控制模塊I還和ECU3建立通信。主動防護控制模塊I的數據采集單元11-1中的模式采集模塊從ECU3中獲取混動力汽車的工作模式。ECU3反饋混動力汽車工作在能量回饋模式或駐車充電模式。主動防護控制模塊I首先判斷從BMS獲得的充電參數中是否有告警信號或故障信息。如果有告警信號或故障信息，則終止充電。如果沒有告警信號或故障信息，動力電池即通過發電機6或車載充電機4開始充電。
[0024]動力電池開始充電的同時，主動防護控制模塊I通過時鐘電路調取時間信號。數據采集模塊開始實時在線采集電池管理系統2生成的實時充電參數，如果工作在能量回饋模式，則數據采集單元11-1通過電池管理系統2獲得發電機控制器5的實時充電參數，而如果工作在駐車充電模式，則數據采集單元11-1通過電池管理單元獲得車載充電機4的實時充電參數。數據存儲單元12中存儲動力電池的充電參數告警值。中央處理器14同時調用數據存儲模塊中的充電參數告警值，數據分析單元13比較實時充電參數和充電參數告警值。
[0025]充電參數告警值設置為一個范圍區間，以常用磷酸鐵鋰單體電池電壓為例，正常額定電壓為3.2V。對應的，數據存儲單元12中的告警