一种车载充电器充放电控制方法、系统及混合动力车辆

摘要

本发明提供了车载充电器充放电控制方法。该控制方法包括如下步骤：获取车载充电器充电工况下动力电池的剩余电量值；在剩余电量值小于或等于第一预设电量值时，对混合动力车辆的高压附件进行功率限制；在动力电池的剩余电量值大于或等于第二预设电量值时，在保证动力电池处于充电状态的情况下，根据动力电池充电时的充电电流逐渐解除对高压附件的功率限制，其中，第二预设电量值大于第一预设电量值。通过在充电过程对高压附件功率的限制，由此防止OBC充电过程中动力电池低越充越低以及动力电池过放的情况，从而提高进入动力电池的电流，进而提高动力电池的充电效率以及实现对动力电池的保护。

说明书

技术领域

本发明涉及车混合动力车辆的充放电控制技术领域，尤其是一种车载充电器充放电控制方法、系统及混合动力车辆。

背景技术

随着汽车工业的发展以及人们对环境保护意识的深入，新能源汽车必将成为市场的主流。在新能源汽车发展过程中，作为由传统燃油汽车向纯电动汽车的过渡产品，混合动力汽车的发展具有举足轻重的战略意义。

车载充电器(On board charger，OBC)交流充电是插电式混合动力车辆动力电池充电的重要来源。现有技术中通过控制OBC充电枪的输入电流来缩短动力电池的充电时间。动力电池在充电时电量充足时，高压附件即高压用电设备有大功率用电需求时，动力电池可对高压附件进行供电，此时动力电池处于放电状态。但是，当动力电池在充电时电量不足时，仍然仅通过控制OBC充电枪的输入电流来对动力电池充电已经无法实现动力电池的电量逐渐增加，这种情况下，不仅无法提高动力电池的充电效率，反而可能会出现电量越充越低的现象。

发明内容

本发明的一个目的是要解决现有技术中的OBC充电控制方法在动力电池电量较低的情况下无法实现动力电池的电量逐渐增加，从而无法真正提高动力电池的充电效率。

本发明提供了一种车载充电器充放电控制方法，用于在OBC充电工况下对混合动力车辆的动力电池进行充放电控制，包括如下步骤：

获取OBC充电工况下所述动力电池的剩余电量(State of Charge,SOC)值；

在所述SOC值小于或等于所述第一预设电量值时，对所述混合动力车辆的各高压附件进行功率限制；

在所述动力电池的SOC值大于或等于第二预设电量值时，在保证所述动力电池处于充电状态的情况下，根据所述动力电池充电时的充电电流逐渐解除所述各高压附件的功率限制，其中，所述第二预设电量值大于所述第一预设电量值。

可选地，所述各高压附件包括第一高压附件和第二高压附件，所述第二高压附件的用电量低于所述第一高压附件的用电量。

可选地，所述第一预设电量值为预设的最小电量值时，将所述第一高压附件和所述第二高压附件的功率限制为零。

可选地，所述第一预设电量值为预设的中间电量值时，对所述混合动力车辆的各高压附件进行功率限制，包括如下步骤：

获取所述混合动力车辆的整车控制器(Vehicle Control Unit,VCU)向OBC发送的整车充电电流请求值I_req、电池管理系统(Battery>a以及所述动力电池充电的实际电流值I_re；

在I_req≥I_max、I_a>0且I_re≥0时，逐渐对所述各高压附件进行功率限制；

其中I_max为OBC充电的最大有效电流值，且所述实际电流值I_re大于零时表示所述动力电池处于放电状态，所述实际电流值I_re小于零时表示所述动力电池处于充电状态；

其中，所述中间电量值大于所述最小电量值，且小于所述第二预设电量值。

可选地，逐渐对所述各高压附件进行功率限制包括：按照第一预设速度，并以所述第一高压附件和所述第二高压附件的顺序依次逐渐降低其功率值，直至所述动力电池的所述实际电流值I_re小于零或者所述第二高压附件的功率值小于充电时的最小功率值。

可选地，在所述第一高压附件的功率被限制为零，且所述第二高压附件的功率值达到充电时的最小功率值的情况下，若所述动力电池的实际电流值I_re大于或等于零，则中断充电。

可选地，在对所述混合动力车辆的各高压附件进行功率限制时中断充电，则不解除功率限制。

可选地，根据所述动力电池充电时的充电电流逐渐解除所述各高压附件的功率限制，包括如下步骤：

获取所述动力电池充电时的实际电流值I_re以及BMS发送的允许充电电流值I_a；

在所述动力电池的所述实际电流值I_re满足I_re<max[-1,-I_a]时，逐渐解除所述各高压附件的功率限制。

可选地，逐渐解除所述各高压附件的功率限制包括：按照第二预设速度，并以所述第一高压附件和所述第二高压附件的顺序依次逐渐增加其功率值。

可选地，所述第二预设速度设置成在该第二预设速度下所述动力电池的所述实际电流值I_re满足I_re<max[-1,-I_a]。

特别地，本发明还提供了一种车载充电器充放电控制系统，用于在车载充电器充电工况下对混合动力车辆的动力电池进行充放电控制，包括：

获取单元，用于获取车载充电器充电工况下所述动力电池的剩余电量值；

功率限制单元，用于在所述剩余电量值小于或等于所述第一预设电量值时，对所述混合动力车辆的高压附件进行功率限制；

限制解除单元，用于在所述动力电池的剩余电量值大于或等于第二预设电量值时，在保证所述动力电池处于充电状态的情况下，根据所述动力电池充电时的充电电流逐渐解除对所述高压附件的功率限制，其中，所述第二预设电量值大于所述第一预设电量值。

特别地，本发明还提供了一种混合动力车辆，包括上述的车载充电器充放电控制系统。

根据本发明的方案，通过在充电过程对高压附件功率的限制，由此防止OBC充电过程中动力电池低越充越低以及动力电池过放的情况，从而提高进入动力电池的电流，进而提高动力电池的充电效率以及实现对动力电池的保护。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的车载充电器充放电控制方法的示意性流程图；

图2是图1所示步骤S200中对混合动力车辆的各高压附件进行功率限制的操作的示意性流程图；

图3是图1所示步骤S300中根据动力电池充电时的充电电流逐渐解除各高压附件的功率限制的操作的示意性流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施例的车载充电器充放电控制方法的示意性流程图，用于在OBC充电工况下对混合动力车辆的动力电池进行充放电控制。如图1所示，该OBC充放电控制方法包括：

步骤S100，获取OBC充电工况下动力电池的SOC值；

步骤S200，在SOC值小于或等于第一预设电量值时，对混合动力车辆的各高压附件进行功率限制；

步骤S300，在动力电池的SOC值大于或等于第二预设电量值时，在保证动力电池处于充电状态的情况下，根据动力电池充电时的充电电流逐渐解除各高压附件的功率限制，其中，第二预设电量值大于第一预设电量值。

在步骤S200中，各高压附件为高压用电部件，其包括第一高压附件和第二高压附件，第二高压附件的用电量低于第一高压附件的用电量。在混合动力车辆中，高压用电部件主要为AC变频器和DC/DC变换器，因此，在一个实施例中，第一高压附件可以是AC变频器，第二高压附件可以是DC/DC变换器，但并不限于此。

在第一个实施例中，第一预设电量值可以为预设的最小电量值，例如15％。在这种情况下，可以将第一高压附件和第二高压附件的功率均限制为零。即在动力电池的SOC值小于或等于15％时，第一高压附件和第二高压附件的功率被限制为零，此时，不允许动力电池向第一高压附件和第二高压附件供电，防止动力电池的SOC值在OBC对其进行充电时下降。

在第二个实施例中，第一预设电量值可以为预设的中间电量值，中间电量值大于最小电量值且小于第二预设电量值，例如可以是20％。在这种情况下，如图2所示，对混合动力车辆的各高压附件进行功率限制，包括如下步骤：

步骤S201，获取混合动力车辆的VCU向OBC发送的整车充电电流请求值I_req、BMS发送的允许充电电流值I_a以及动力电池充电的实际电流值I_re；

步骤S202，在I_req≥I_max、I_a>0且I_re≥0时，逐渐对各高压附件进行功率限制；

其中I_max为OBC充电的最大有效电流值，且实际电流值I_re大于零时表示动力电池处于放电状态，实际电流值I_re小于零时表示动力电池处于充电状态。

通常情况下，OBC充电的最大电流值为16A，而最大有效电流值通常认为是15A，因此，在设置I_max的值时，可以将其设置为15A。在整车充电电流请求值I_req≥I_max时，说明OBC的输入电流处于最大有效电流值时都无法满足动力电池的充电需求。动力电池充电的实际电流值I_re>0时，说明动力电池处于放电状态，动力电池充电的实际电流值I_re＝0时，说明动力电池处于不充电也不放电的状态。

在一个实施例中，步骤S202中I_req≥I_max、I_a>0且I_re≥0的情况持续预定时间后，激活功率限制功能，即逐渐对各高压附件进行功率限制。此时，预定时间可以根据需要进行标定，例如可以是3s、4s、5s、6s或8s等，但并不限于此。在激活功率限制功能后，按照第一预设速度，并以第一高压附件和第二高压附件的顺序依次逐渐降低其功率值，直至动力电池的实际电流值I_re小于零或者第二高压附件的功率值小于充电时的最小功率值。其中，第一预设速度可以根据需要进行标定，例如可以是0.2kw/s、0.3kw/s、0.4kw/s或0.5kw/s，但并不限于此。在一个实施例中，在激活功率限制功能后，车辆VCU按照0.3kw/s的速度先AC变频器，后DC/DC变换器的顺序依次逐渐限制其高压用电。

在上述第二个实施例中，在OBC充电工况下，车辆VCU对第一高压附件如AC变频器的功率限制为零，且第二高压附件如DC/DC变换器的功率限制达到充电时的最小功率值时，若动力电池的实际电流值仍然大于或等于零，则中断充电。这样可以防止动力电池过放，导致对动力电池造成损坏。在一个实施例中，可以是在车辆VCU对第一高压附件的功率限制为零，且第二高压附件的功率限制达到充电时的最小功率值时，动力电池的实际电流值仍然大于或等于零的状况持续一定时间，例如3s、4s、5s或6s后再中断充电。这里的一定时间可以根据需要进行设定，并不限于3s、4s、5s或6s。

在对混合动力车辆的各高压附件进行功率限制时中断充电，则不解除功率限制。换句话说，在发生高压附件的功率限制后，在非OBC充电状态下，即充电主继电器处于打开状态时，该功率限制不解除。

在发生高压附件的功率限制后，在OBC充电状态下，即主继电器处于吸合状态时，且动力电池的SOC值大于或等于第二预设电量时，可以按照步骤S300来逐渐解除各高压附件的功率限制。在步骤S300中，第二预设电量值例如可以为25％，如图3所示，根据动力电池充电时的充电电流逐渐解除各高压附件的功率限制，包括：

步骤S301，获取动力电池充电时的实际电流值I_re以及BMS发送的允许充电电流值I_a；

步骤S302，在动力电池的实际电流值I_re满足I_re<max[-1,-I_a]时，逐渐解除各高压附件的功率限制。

在一个实施例中，步骤S302中，可以是在动力电池的实际电流值I_re满足I_re<max[-1,-I_a]时，按照第二预设速度，并以第一高压附件和第二高压附件的顺序依次逐渐增加其功率值。其中，第二预设速度例如可以是0.2kw/s、0.3kw/s、0.4kw/s或0.5kw/s，但并不限于此。在一个实施例中，在动力电池的实际电流值I_re满足I_re<max[-1,-I_a]时，车辆VCU按照0.4kw/s的速度先DC/DC变换器，后AC变频器的顺序依次逐渐解除其高压用电的限制。需要注意的是，该第二预设速度的设定需要满足在逐渐解除功率限制时使得I_re<max[-1,-I_a]。直至动力电池的SOC值升高至某一值后，取消对高压附件的功率限制，允许动力电池放电。

在上述第一个实施例中，即在动力电池SOC值小于最小电量值时，将第一高压附件和第二高压附件的功率均限制为零。其解除功率限制的方式为，可以在OBC充电时按照上述步骤S300中的方式逐渐解除功率限制。

在上述第二个实施例中，即在动力电池SOC值小于或等于中间电量值时，逐渐限制第一高压附件和第二高压附件的功率。其解除功率限制的方式也可以在OBC充电时按照上述步骤S300中的方式逐渐解除功率限制。

本发明的方案可以单独按照第一个实施例中的方式对高压附件进行功率限制，也可以单独按照第二个实施例中的方式对高压附件进行功率限制，但并不限于此。例如还可以是结合第一个实施例和第二个实施例的方式对高压附件进行功率限制。

根据本发明实施例的方案，通过在充电过程对高压附件功率的限制，由此防止OBC充电过程中动力电池低越充越低以及动力电池过放的情况，从而提高进入动力电池的电流，进而提高动力电池的充电效率以及实现对动力电池的保护。

特别地，本发明还提供了一种车载充电器充放电控制系统，用于在车载充电器充电工况下对混合动力车辆的动力电池进行充放电控制，包括：获取单元，用于获取车载充电器充电工况下所述动力电池的剩余电量值；功率限制单元，用于在所述剩余电量值小于或等于所述第一预设电量值时，对所述混合动力车辆的高压附件进行功率限制；限制解除单元，用于在所述动力电池的剩余电量值大于或等于第二预设电量值时，在保证所述动力电池处于充电状态的情况下，根据所述动力电池充电时的充电电流逐渐解除对所述高压附件的功率限制，其中，所述第二预设电量值大于所述第一预设电量值。

上述车载充电器充放电控制系统的其它特征与上述车载充电器充放电控制方法一一对应，此处不再赘述。

特别地，本发明还提供了一种混合动力车辆，包括上述的车载充电器充放电控制系统。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。