一种电动汽车的快速充电方法、装置和电动汽车

摘要

本发明实施方式公开了一种电动汽车的快速充电方法、装置和电动汽车。方法包括：基于电池的当前剩余电量，确定所属的剩余电量区间；确定对应于所述剩余电量区间的第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间，其中第一充电电流值为所述电池的持续充电电流值的M倍，第二充电电流值为所述电池的持续充电电流值的N倍，其中M大于1，N小于1；M与N的乘积大于1；基于控制器局域网络通信方式向充电桩发送充电命令，所述充电命令包含第一充电电流值、第二充电电流值、第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间。本发明实施方式可以降低电池充电时间。

权利要求

1.一种电动汽车的快速充电方法，包括：基于电池的当前剩余电量，确定所属的剩余电量区间；其特征在于，还包括：确定对应于所述剩余电量区间的第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间，其中第一充电电流值为所述电池的持续充电电流值的M倍，第二充电电流值为所述电池的持续充电电流值的N倍，其中M大于1，N小于1；M与N的乘积大于1；

基于控制器局域网络通信方式向充电桩发送充电命令，所述充电命令包含所述第一充电电流值、所述第二充电电流值、所述第一充电电流值持续时间和所述第二充电电流值持续时间。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的快速充电方法，其特征在于，所述剩余电量区间为剩余电量低于百分之五十的低剩余电量区间，所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值持续时间，且所述第一充电电流值持续时间为所述第二充电电流值的持续时间K1倍。

3.根据权利要求2所述的电动汽车的快速充电方法，其特征在于，所述剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之五十且低于百分之八十的中剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值持续时间，且所述第一充电电流值持续时间为所述第二充电电流值持续时间的K2倍，所述K2小于所述K1。

4.根据权利要求3所述的电动汽车的快速充电方法，其特征在于，所述剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之八十的高剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间小于所述第二充电电流值持续时间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电动汽车的快速充电方法，其特征在于，该方法还包括：

充电桩向所述电池提供脉冲式电流，所述脉冲式电流具有第一充电电流值和第二充电电流值，其中第一充电电流值的时长为所述第一充电电流值持续时间，所述第二充电电流值的时长为所述第二充电电流值持续时间。

6.一种电动汽车的快速充电装置，包括：剩余电量区间确定模块，用于基于电池的当前剩余电量，确定所属的剩余电量区间；其特征在于，还包括：电流值确定模块，用于确定对应于所述剩余电量区间的第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间，其中第一充电电流值为所述电池的持续充电电流值的M倍，第二充电电流值为所述电池的持续充电电流值的N倍，其中M大于1，N小于1；M与N的乘积大于1；

发送模块，用于基于控制器局域网络通信方式向充电桩发送充电命令，所述充电命令包含所述第一充电电流值、所述第二充电电流值、所述第一充电电流值持续时间和所述第二充电电流值持续时间。

7.根据权利要求6所述的电动汽车的快速充电装置，其特征在于，所述剩余电量区间为剩余电量低于百分之五十的低剩余电量区间，所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值持续时间，且所述第一充电电流值持续时间为所述第二充电电流值的持续时间K1倍。

8.根据权利要求7所述的电动汽车的快速充电装置，其特征在于，所述剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之五十且低于百分之八十的中剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值持续时间，且所述第一充电电流值持续时间为所述第二充电电流值持续时间的K2倍，所述K2小于所述K1。

9.根据权利要求8所述的电动汽车的快速充电装置，其特征在于，所述剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之八十的高剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间小于所述第二充电电流值持续时间。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求6所述的电动汽车的快速充电装置。

说明书

一种电动汽车的快速充电方法、装置和电动汽车

技术领域

[0001] 本发明实施方式涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的快速充电方法、装置和电动汽车。

背景技术

[0002] 能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。电动汽车作为一种降低石油消耗、低污染、低噪声的新能源汽车，被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径。混合动力汽车同时兼顾纯电动汽车和传统内燃机汽车的优势，在满足汽车动力性要求
和续驶里程要求的前提下，有效地提高了燃油经济性，降低了排放，被认为是当前节能和减排的有效路径之一。

[0003] 在现有技术中，目前主要采用恒流或降流的充电方式，具有充电时间长的缺点。在电动汽车日益普及的今天，充电时间长一直是电动汽车的瓶颈。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种电动汽车的快速充电方法、装置和电动汽车。

[0005] 本发明实施方式的技术方案如下：

[0006] 一种电动汽车的快速充电方法，包括：

[0007] 基于电池的当前剩余电量，确定所属的剩余电量区间；

[0008] 确定对应于所述剩余电量区间的第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间，其中第一充电电流值为所述电池的持续充电电流值的M倍，第二充电电流值为所述电池的持续充电电流值的N倍，其中M大于1，N小于1；M与N的乘积大于1；

[0009] 基于控制器局域网络通信方式向充电桩发送充电命令，所述充电命令包含所述第一充电电流值、所述第二充电电流值、所述第一充电电流值持续时间和所述第二充电电流
值持续时间。

[0010] 在一个实施方式中，所述剩余电量区间为剩余电量低于百分之五十的低剩余电量区间，所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值持续时间，且所述第一充电
电流值持续时间为所述第二充电电流值的持续时间K1倍。

[0011] 在一个实施方式中，所述剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之五十且低于百分之八十的中剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值
持续时间，且所述第一充电电流值持续时间为所述第二充电电流值持续时间的K2倍，所述
K2小于所述K1。

[0012] 在一个实施方式中，所述剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之八十的高剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间小于所述第二充电电流值持续时间。

[0013] 在一个实施方式中，该方法还包括：

[0014] 充电桩向所述电池提供脉冲式电流，所述脉冲式电流具有第一充电电流值和第二充电电流值，其中第一充电电流值的时长为所述第一充电电流值持续时间，所述第二充电
电流值的时长为所述第二充电电流值持续时间。

[0015] 一种电动汽车的快速充电装置，包括：

[0016] 剩余电量区间确定模块，用于基于电池的当前剩余电量，确定所属的剩余电量区间；

[0017] 电流值确定模块，用于确定对应于所述剩余电量区间的第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间，其中第一充电电流值为所述电池的持续充电电流值的M倍，第二充电电流值为所述电池的持续充电电流值的N倍，其中M大于1，N小于1；M与N的乘积大于
1；

[0018] 发送模块，用于基于控制器局域网络通信方式向充电桩发送充电命令，所述充电命令包含所述第一充电电流值、所述第二充电电流值、所述第一充电电流值持续时间和所
述第二充电电流值持续时间。

[0019] 在一个实施方式中，所述剩余电量区间为剩余电量低于百分之五十的低剩余电量区间，所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值持续时间，且所述第一充电
电流值持续时间为所述第二充电电流值的持续时间K1倍。

[0020] 在一个实施方式中，所述剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之五十且低于百分之八十的中剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值
持续时间，且所述第一充电电流值持续时间为所述第二充电电流值持续时间的K2倍，所述
K2小于所述K1。

[0021] 在一个实施方式中，所述剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之八十的高剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间小于所述第二充电电流值持续时间。

[0022] 一种电动汽车，包括如上所述的电动汽车的快速充电装置。

[0023] 从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，基于电池的当前剩余电量，确定所属的剩余电量区间；确定对应于剩余电量区间的第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间，其中第一充电电流值为电池的持续充电电流值的M倍，第二充电电流值为电池的持续充电电流值的N倍，其中M大于1，N小于1；M与N的乘积大于1；基于控制器局域网络通信方式向充电桩发送充电命令，充电命令包含所述第一充电电流值、第二充电电流值、第一充电电流值持续时间和所述第二充电电流值持续时间。可见，本发明实施方式不采用恒
流或降流的充电方式，而是采用固定的两个充电电流值，且这两个充电电流值的持续时间
与当前剩余电量密切相关。在剩余电量较少时，大的充电电流值具有较长的持续时间，从而可以快速充电，降低电池充电时间。

[0024] 另外，在电池的剩余电量较多时，小的充电电流值具有较长的持续时间，从而更好的保护电池且保证电池充满。

附图说明

[0025] 以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

[0026] 图1为本发明电动汽车的快速充电方法流程图。

[0027] 图2为本发明充电电流的脉冲示意图。

[0028] 图3为本发明的充电电路示意图。

[0029] 图4为本发明电动汽车的快速充电装置的结构图。

具体实施方式

[0030] 为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

[0031] 为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实
施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

[0032] 本发明实施方式提出一种脉冲式充电方式，可以缩短电池充电的时间。

[0033] 图1为本发明电动汽车的快速充电方法流程图。

[0034] 如图1所示，该方法包括：

[0035] 步骤101：基于电池的当前剩余电量(SOC)，确定所属的剩余电量区间。

[0036] 比如，在动力电池使用过程中，当每次充放电都能达到充放电截止条件时，可以获得精确的电池剩余电量值(比如，0或1)，在此基础上通过安时积分法可以获得相对精确的剩余电量。

[0037] 其中：电池的当前剩余电量＝总电量-已放出的电量。

[0038] 在这里，可以不用去研究相对较为复杂的电化学反应及电池内部各参数之间的关系，而把电池看作为一个封闭系统，仅关注系统的外部特征。在电量监测中，将进出电池这个封闭系统的电量进行累加，通过累积电池在充电或放电过程中的电量来估测电池的剩余
电量。

[0039] 安时积分法采用积分法实时计算充入电池和从电池放出的电量，对电池的电量进行长时间的记录和监测，这样可以和满电量进行任意时刻下的比较，从而就能得到对应于
该时刻的剩余电量，即电池的当前剩余电量。

[0040] 优选的，考虑到在实际使用过程中，并不是每次充放电都能达到充放电截止条件，因此无法对剩余电量进行校准，那么每次充放电循环都会累积一定的误差，在长时间无法校准后其累积误差会达到一个无法接受的地步，因此可以对SOC进行校准。比如，在电池的充电过程或放电过程中，利用安时积分法确定电池的第一剩余电量值；在充电过程或放电
过程中，基于电池开路电压确定电池的第二剩余电量值；基于第一剩余电量值和第二剩余
电量值，确定电池的剩余电量校准值。在一个实施方式中，该方法还包括：当在充电过程中达到充电截止条件时，置位充电标准标志并清零放电标准标志；和/或，当在放电过程中达到放电截止条件时，置位放电标准标志并清零充电标准标志。其中，充电截止条件可以包括电池充满或电池的单体电压达到最高值，等等。

[0041] 类似的，放电截止条件包括：电池彻底放电或电池的单体电压达到最低值，等等。置位充电标准标志具体可以实施为将充电标准标志设置为1；清零放电标准标志具体可以
实施为将放电标准标志设置为0。置位放电标准标志具体可以实施为将放电标准标志设置
为1；清零充电标准标志具体可以实施为将充电标准标志设置为0。

[0042] 以上以具体数值为例描述了充电标准标志和放电标准标志的设置方式，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明的保护范围。

[0043] 在这里，当充电标准标志或放电标准标志被置位时，将第一剩余电量值确定为电池的SOC校准值；当充电标准标志和放电标准标志都没有被置位时，计算第一剩余电量值和第二剩余电量值的加权平均值，将加权平均值确定为电池的剩余电量校准值。

[0044] 然后，基于电池的当前剩余电量，确定当前剩余电量所属的剩余电量区间。

[0045] 举例，可以设置剩余电量区间如下：

[0046] 低剩余电量区域：通常在剩余电量<50％；

[0047] 中剩余电量区域：剩余电量位于50％～80％的区间；

[0048] 高剩余电量区域：剩余电量位于80％～100％的区间。

[0049] 其中，当剩余电量低于百分之五十时，属于低剩余电量区间；当剩余电量大于等于百分之五十且低于百分之八十时，属于中剩余电量区间；当剩余电量大于等于百分之八十时，属于高剩余电量区间。

[0050] 以上示范性描述了计算电池的当前剩余电量，以及划分剩余电量区间的典型实例，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于对本发明实施方式构成限定。

[0051] 步骤102：确定对应于剩余电量区间的第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间，其中第一充电电流值为电池的持续充电电流值的M倍，第二充电电流值为电池的持续充电电流值的N倍，其中M大于1，N小于1；M与N的乘积大于1。

[0052] 其中，可以根据电池的峰值充电特性来定义第一充电电流值；根据电池持续充电特性定义第二充电电流值和持续充电电流值。

[0053] 具体的，持续充电电流值通常由电池持续充电特性决定。比如，目前能量型的电芯供应商普遍推荐持续充电电流值为1C。比如，电池的容量为750mAh，持续充电电流值为750mA，则持续充电电流值为1C(即1倍的电池容量)，其中C为电池容量。申请人发现，在本发明的脉冲电流中，第一充电电流值优选为持续充电电流值的两倍或三倍，且第二充电电流
值为持续充电电流值的一半，可以增加充电速度，还可以保证电池安全性。

[0054] 更优选的，持续充电电流值为1C；第一充电电流值的区间为[2C,3C]；第二充电电流值的区间为(0，0.5C]。

[0055] 在一个实施方式中，剩余电量区间为剩余电量低于百分之五十的低剩余电量区间，第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值持续时间，且所述第一充电电流值
持续时间为所述第二充电电流值的持续时间K1倍。

[0056] 可见，本发明实施方式不采用恒流或降流的充电方式，而是采用固定的两个充电电流值，且这两个充电电流值的持续时间与当前剩余电量密切相关。在剩余电量非常少时，大的充电电流值(第一充电电流值)相比小的充电电流值(第二充电电流值)具有较长的持
续时间，从而可以快速充电，降低电池充电时间。

[0057] 在一个实施方式中，剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之五十且低于百分之八十的中剩余电量区间，其中第一充电电流值持续时间大于第二充电电流值持续时间，且
第一充电电流值持续时间为所述第二充电电流值持续时间的K2倍，所述K2小于所述K1。

[0058] 可见，在剩余电量已经增加但是仍然较少时，大的充电电流值仍然比小的充电电流具有较长的持续时间，但是大的充电电流值的持续时间减少，从而保证安全性。

[0059] 在一个实施方式中，剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之八十的高剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间小于所述第二充电电流值持续时间。

[0060] 因此，在剩余电量较多时，小的充电电流值相比大的充电电流具有较长的持续时间，从而更好的保护电池。

[0061] 步骤103：基于控制器局域网络通信方式向充电桩发送充电命令，充电命令包含第一充电电流值、第二充电电流值、第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间。

[0062] 在一个实施方式中，该方法还包括：

[0063] 充电桩向电池提供脉冲式电流，脉冲式电流具有第一充电电流值和第二充电电流值，其中第一充电电流值的时长为第一充电电流值持续时间，第二充电电流值的时长为第
二充电电流值持续时间。因此，充电桩提供的脉冲式电流，既可以

[0064] 图2为本发明充电电流的脉冲示意图；图3为本发明的充电电路示意图。

[0065] 其中，I3对应于持续充电电流值；I1对应于第一充电电流值；I2对应于第二充电电流值。I1为I3的3倍；I2为I3的0.5倍。

[0066] 充电过程具体包括：

[0067] 首先，BMS和充电桩通讯成功；然后，BMS计算出电池的当前剩余电量，并确定当前剩余电量所属的剩余电量区间，再确定对应于剩余电量区间的I1持续时间和I2持续时间，并请求充电桩输出的电流按照I1持续时间和I2持续时间对电池进行脉冲式充电。其中：

[0068] (1)、当电池的当前剩余电量在低SOC区域时，I1的持续时间显著大于I2的持续时间；

[0069] (2)、当电池的当前剩余电量在中SOC区域，I1持续时间相比低SOC区域时减小，但是I1的持续时间仍然大于I2的持续时间；

[0070] (3)、当电池的当前剩余电量在高SOC区域，I1的持续时间小于I2的持续持续时间，以保证电池充满。

[0071] 而且，I1和I2的平均值大于I3。

[0072] BMS持续监控电池的当前剩余电量，并基于上述流程持续决定I1持续时间和I2持续时间。

[0073] 比如，假定电池起始充电时的剩余电量为3％，属于低SOC区域，此时BMS确定出I1的持续时间和I2的持续时间，且I1的持续时间显著大于I2的持续时间(比如，I1的持续时间为I2的持续时间的三倍)。然后，BMS向充电桩发送第一充电命令，该第一充电命令包含I1
值、I2值、I1的持续时间和I2的持续时间；充电桩基于该第一充电命令提供脉冲式电流，该脉冲式电流具有I1值和I2值，且I1值的时长等于该I1的持续时间，I2值的时长等于该I2的
持续时间，其中I1的持续时间为I2的持续时间的三倍。

[0074] 随着充电的持续，假定电池的剩余电量为60％，属于中SOC区域，此时BMS确定出I1的持续时间和I2的持续时间，且I1的持续时间大于I2的持续时间(比如，I1的持续时间为I2的持续时间的俩倍)。然后，BMS向充电桩发送第二充电命令，该第二充电命令包含I1值、I2值、I1的持续时间和I2的持续时间；充电桩基于该第二充电命令提供脉冲式电流，该脉冲式电流具有I1值和I2值，且I1值的时长等于该I1的持续时间，I2值的时长等于该I2的持续时间，其中I1的持续时间为I2的持续时间的两倍。

[0075] 然后，随着充电的持续，假定电池的剩余电量为85％，属于高SOC区域，此时BMS确定出I1的持续时间和I2的持续时间，且I1的持续时间小I2的持续时间(比如，I1的持续时间为I2的持续时间的三分之一)。然后，BMS向充电桩发送第三充电命令，该第三充电命令包含I1值、I2值、I1的持续时间和I2的持续时间；充电桩基于该第三充电命令提供脉冲式电流，该脉冲式电流具有I1值和I2值，且I1值的时长等于该I1的持续时间，I2值的时长等于该I2的持续时间，其中I1的持续时间为I2的持续时间的三分之一。

[0076] 可见，相比较现有技术的充电时间t2，本申请优化后的充电时间t1显著缩小。

[0077] 基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种电动汽车的快速充电装置。

[0078] 图4为本发明电动汽车的快速充电装置的结构图。

[0079] 如图4所示，该装置包括：

[0080] 剩余电量区间确定模块401，用于基于电池的当前剩余电量，确定所属的剩余电量区间；

[0081] 电流值确定模块402，用于确定对应于剩余电量区间的第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间，其中第一充电电流值为电池的持续充电电流值的M倍，第二充电电流值为所述电池的持续充电电流值的N倍，其中M大于1，N小于1；M与N的乘积大于1；

[0082] 发送模块403，用于基于控制器局域网络通信方式向充电桩发送充电命令，所述充电命令包含所述第一充电电流值、所述第二充电电流值、所述第一充电电流值持续时间和
所述第二充电电流值持续时间。

[0083] 在一个实施方式中，剩余电量区间为剩余电量低于百分之五十的低剩余电量区间，所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值持续时间，且所述第一充电电
流值持续时间为所述第二充电电流值的持续时间K1倍。

[0084] 在一个实施方式中，剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之五十且低于百分之八十的中剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间大于所述第二充电电流值持续
时间，且所述第一充电电流值持续时间为所述第二充电电流值持续时间的K2倍，所述K2小
于所述K1。

[0085] 在一个实施方式中，剩余电量区间为剩余电量大于等于百分之八十的高剩余电量区间，其中所述第一充电电流值持续时间小于所述第二充电电流值持续时间。

[0086] 可以将本发明实施方式提出的快速充电装置应用到各种类型的电动汽车中，比如纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)等等。

[0087] 综上所述，在本发明实施方式中，基于电池的当前剩余电量，确定所属的剩余电量区间；确定对应于剩余电量区间的第一充电电流值持续时间和第二充电电流值持续时间，其中第一充电电流值为电池的持续充电电流值的M倍，第二充电电流值为电池的持续充电
电流值的N倍，其中M大于1，N小于1；M与N的乘积大于1；基于控制器局域网络通信方式向充电桩发送充电命令，充电命令包含所述第一充电电流值、第二充电电流值、第一充电电流值持续时间和所述第二充电电流值持续时间。可见，本发明实施方式不采用恒流或降流的充
电方式，而是采用固定的两个充电电流值，且这两个充电电流值的持续时间与当前剩余电
量密切相关。在剩余电量较少时，大的充电电流值具有较长的持续时间，从而可以快速充
电，降低电池充电时间。

[0088] 另外，在剩余电量较多时，小的充电电流值具有较长的持续时间，从而更好的保护电池。

[0089] 在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

[0090] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或
变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。