一种新能源汽车用快速充电串联供电系统及方法技术方案

本发明专利技术属于快速充电技术领域，公开了一种新能源汽车用快速充电串联供电系统及方法，利用太阳能电池板为新能源汽车用快速充电串联供电系统供电；利用语音识别器识别用户充电的语音指令；利用调节电路调节充电的电压、电流进行快速充电操作；利用充电接口对新能源汽车进行充电操作；利用断开电路根据充电完成进行断开充电操作；利用保护电路对充电过载和短路进行保护；通过显示模块利用显示器显示充电状态。本发明专利技术通过充电模块实现了电池充电过程负极过电势始终位于析锂临界电势上，保证了电池不发生析锂，延长了电池寿命，提升了电池安全，同时极大提高了电池的充电速度。

A New Energy Vehicle Fast Charging Series Power Supply System and Method

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车用快速充电串联供电系统及方法
本专利技术属于快速充电
，尤其涉及一种新能源汽车用快速充电串联供电系统及方法。
技术介绍
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源；综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。混合动力一般是指油电混合动力，即燃料(汽油，柴油等)和电能的混合。动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器。然而，现有新能源汽车用快速充电容易导致电池寿命缩短，安全性低，充电速度慢；同时，充电时，大电流大电压会引发充电放电某些模块的不易恢复的自保护，使整体充电和放电系统失效会造成电池失去有效性，而大电流大电压的高功率传输在某些场景下会造成充电放电某些模块的损毁则会造成电池失去安全性，而失去有效性和安全性就意味着会给用户造成很大的使用风险和诸多不便。综上所述，现有技术存在的问题是：现有新能源汽车用快速充电容易导致电池寿命缩短，安全性低，充电速度慢；同时，充电时，大电流大电压会引发充电放电某些模块的不易恢复的自保护，使整体充电和放电系统失效会造成电池失去有效性，而大电流大电压的高功率传输在某些场景下会造成充电放电某些模块的损毁则会造成电池失去安全性，而失去有效性和安全性就意味着会给用户造成很大的使用风险和诸多不便。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种新能源汽车用快速充电串联供电系统。本专利技术是这样实现的，一种新能源汽车用快速充电串联供电方法，所述新能源汽车用快速充电串联供电方法包括：利用太阳能电池板为新能源汽车用快速充电串联供电系统供电，采用带有参比电极的三电极锂离子电池，为三电极锂离子电池施加不同充电电流倍率的恒流充电得到电池模型中各种物理参数和电化学参数的准确值，以完成电池模型的标定；用标定好的电池模型，进行时刻k负极过电势观测值的计算，得到该时刻负极过电势观测值大小；设置析锂电势警戒阈值：该析锂电势警戒阈值为固定值，或者在保证电池安全的前提下选用随时刻k改变的析锂电势警戒阈值；用标定好的电池模型和选定的计算负极过电势观测值的控制算法，计算时刻k电流调整值和调整后的电流值，并用调整后的电流值为电池充电；通过语音识别模块利用语音识别器识别用户充电的语音指令；利用调节电路调节充电的电压、电流进行快速充电操作；通过充电模块利用充电接口对新能源汽车进行充电操作；通过充电断开模块利用断开电路根据充电完成进行断开充电操作；利用保护电路对充电过载和短路进行保护；检测充电装置与电池模组之间的传输通路是否发生异常和/或所述电池模组是否发生异常；根据针对所述传输通路的检测结果和/或所述电池模组的检测结果控制所述传输通路的导通状态；利用显示器显示充电状态。进一步，充电模块充电中，不断重复运行，使负极过电势最终稳定在析锂电势警戒阈值±5mV；重复时，时刻k的递进值为1-30s中的任意值，析锂电势警戒阈值保持不变或随时刻k改变；当端电压达到截止电压上限时，停止充电。进一步，制作对任何种类的锂离子电池都能重制出相同工艺的带有参比电极的三电极锂离子电池，所述参比电极能提供稳定参比电位，包括金属锂、镀锂铜丝、锡锂合金；对该三电极电池施以不同温度、不同充电电流倍率的恒流充电流程，得到各个温度下、各个倍率的电池端电压、正极电压和负极电压充电曲线；选定能够反映负极过电势的电池模型，根据各温度、不同充电电流倍率下的电池端电压曲线，采用参数辨识算法标定电池模型参数；该模型的计算值为电池端电压；进一步，选择用于负极过电势观测值计算的基于电压反馈的控制算法；根据选定的控制算法，确定该控制算法的控制参数；所述控制参数确定后，不再发生变化；或者，在充电过程中根据电池使用环境、电池自身状态的变化重新确定控制参数；测量k时刻电池端电压，根据标定的电池模型得到端电压模型计算值；计算该时刻端电压测量值与端电压模型计算值之差；根据确定的控制参数值和k时刻下电池端电压测量值与模型计算值之差，计算该时刻的负极过电势观测调整值以及负极过电势观测值。进一步，用标定好的电池模型和选定的计算负极过电势观测值的控制算法，计算时刻k电流调整值和调整后的电流值，并用调整后的电流值为电池充电中，选择用于电流调整值计算的基于电流反馈的控制算法；根据选定的控制算法，确定该控制算法的控制参数；所述控制参数确定后，即不再发生变化；或者，在充电过程中根据电池使用环境、电池自身状态的变化重新确定控制参数；计算k时刻得到的负极过电势观测值与析锂警戒阈值之差；根据确定的控制参数值和确定的k时刻负极过电势观测值与析锂警戒阈值之差进行该时刻电流调整值以及调整后充电电流的计算：当根据确定的负极过电势观测值与析锂电势警戒阈值间存在正阈度时，该时刻电流调整值为正值，充电电流倍率增加，充电电流倍率增加量与该时刻电流调整值呈非线性变化；当根据确定的负极过电势与析锂电势警戒阈值间存在负阈度时，该时刻电流调整值为负值，充电电流倍率减小，且充电电流倍率减少量与该时刻电流调整值呈非线性变化；随着电流减小，负极过电势观测值与析锂电势警戒阈值之差回到正阈度区域，再次增加电流倍率。进一步，所述检测所述传输通路是否发生异常和/或所述电池模组是否发生异常包括：对经由所述传输通路的信号进行放大和模数变换，和/或，对经由所述电池模组的信号进行放大和模数变换；将所述进行放大和模数变换后的传输通路的信号与第一预定阈值进行比较，得到第一比较结果；和/或，所述进行放大和模数变换后的电池模组的信号与第二预定阈值进行比较，得到第二比较结果；在所述第一比较结果为超过所述第一预定阈值和/或所述第二比较结果为超过所述第二预定阈值时，确定所述传输通路发生异常和/或所述电池模组发生异常。进一步，所述传输通路包括：正极传输通路以及负极传输通路，其中，所述正极传输通路为所述充电装置的正极与所述电池模组的正极之间的传输通路，所述负极传输通路为所述充电装置的负极与所述电池模组的负极之间的传输通路。进一步，所述当检测到所述传输通路和/或所述电池模组发生异常时，根据针对所述传输通路的检测结果和/或所述电池模组的检测结果控制所述传输通路的导通状态之后，所述方法还包括：在预定时间后，充电保护电路继续检测所述传输通路是否发生异常和/或所述电池模组是否发生异常。本专利技术的另一目的在于提供一种新能源汽车用快速充电串联供电系统包括：太阳能供电模块，与主控模块连接，用于通过太阳能电池板为新能源汽车用快速充电串联供电系统供电；语音识别模块，与主控模块连接，用于通过语音识别器识别用户充电的语音指令；主控模块，与太阳能供电模块、语音识别模块、电压电流调节模块、充电模块、充电断开模块、电路保护模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；电压电流调节模块，与主控模块连接，用于通过调节电路调节充电的电压、电流进行快速充电操作；充电模块，与主控模块连接，用于通过充电接口对新能源汽车进行充电操作；充电断开模块，与主控模块连接，用于通过断开电路根据充电完成进行断开充电操作；电路保护模块，与主控模块连接，用于通过保护电路对充电过载和短路进行保护；显示模块，与主控模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源汽车用快速充电串联供电方法，其特征在于，所述新能源汽车用快速充电串联供电方法包括：利用太阳能电池板为新能源汽车用快速充电串联供电系统供电，采用带有参比电极的三电极锂离子电池，为三电极锂离子电池施加不同充电电流倍率的恒流充电得到电池模型中各种物理参数和电化学参数的准确值，以完成电池模型的标定；用标定好的电池模型，进行时刻k负极过电势观测值的计算，得到该时刻负极过电势观测值大小；设置析锂电势警戒阈值：该析锂电势警戒阈值为固定值，或者在保证电池安全的前提下选用随时刻k改变的析锂电势警戒阈值；用标定好的电池模型和选定的计算负极过电势观测值的控制算法，计算时刻k电流调整值和调整后的电流值，并用调整后的电流值为电池充电；通过语音识别模块利用语音识别器识别用户充电的语音指令；利用调节电路调节充电的电压、电流进行快速充电操作；通过充电模块利用充电接口对新能源汽车进行充电操作；通过充电断开模块利用断开电路根据充电完成进行断开充电操作；利用保护电路对充电过载和短路进行保护；检测充电装置与电池模组之间的传输通路是否发生异常和/或所述电池模组是否发生异常；根据针对所述传输通路的检测结果和/或所述电池模组的检测结果控制所述传输通路的导通状态；利用显示器显示充电状态。...

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车用快速充电串联供电方法，其特征在于，所述新能源汽车用快速充电串联供电方法包括：利用太阳能电池板为新能源汽车用快速充电串联供电系统供电，采用带有参比电极的三电极锂离子电池，为三电极锂离子电池施加不同充电电流倍率的恒流充电得到电池模型中各种物理参数和电化学参数的准确值，以完成电池模型的标定；用标定好的电池模型，进行时刻k负极过电势观测值的计算，得到该时刻负极过电势观测值大小；设置析锂电势警戒阈值：该析锂电势警戒阈值为固定值，或者在保证电池安全的前提下选用随时刻k改变的析锂电势警戒阈值；用标定好的电池模型和选定的计算负极过电势观测值的控制算法，计算时刻k电流调整值和调整后的电流值，并用调整后的电流值为电池充电；通过语音识别模块利用语音识别器识别用户充电的语音指令；利用调节电路调节充电的电压、电流进行快速充电操作；通过充电模块利用充电接口对新能源汽车进行充电操作；通过充电断开模块利用断开电路根据充电完成进行断开充电操作；利用保护电路对充电过载和短路进行保护；检测充电装置与电池模组之间的传输通路是否发生异常和/或所述电池模组是否发生异常；根据针对所述传输通路的检测结果和/或所述电池模组的检测结果控制所述传输通路的导通状态；利用显示器显示充电状态。2.如权利要求1所述新能源汽车用快速充电串联供电方法，其特征在于，充电模块充电中，不断重复运行，使负极过电势最终稳定在析锂电势警戒阈值±5mV；重复时，时刻k的递进值为1-30s中的任意值，析锂电势警戒阈值保持不变或随时刻k改变；当端电压达到截止电压上限时，停止充电。3.如权利要求1所述新能源汽车用快速充电串联供电方法，其特征在于，制作对任何种类的锂离子电池都能重制出相同工艺的带有参比电极的三电极锂离子电池，所述参比电极能提供稳定参比电位，包括金属锂、镀锂铜丝、锡锂合金；对该三电极电池施以不同温度、不同充电电流倍率的恒流充电流程，得到各个温度下、各个倍率的电池端电压、正极电压和负极电压充电曲线；选定能够反映负极过电势的电池模型，根据各温度、不同充电电流倍率下的电池端电压曲线，采用参数辨识算法标定电池模型参数；该模型的计算值为电池端电压。4.如权利要求1所述新能源汽车用快速充电串联供电方法，其特征在于，选择用于负极过电势观测值计算的基于电压反馈的控制算法；根据选定的控制算法，确定该控制算法的控制参数；所述控制参数确定后，不再发生变化；或者，在充电过程中根据电池使用环境、电池自身状态的变化重新确定控制参数；测量k时刻电池端电压，根据标定的电池模型得到端电压模型计算值；计算该时刻端电压测量值与端电压模型计算值之差；根据确定的控制参数值和k时刻下电池端电压测量值与模型计算值之差，计算该时刻的负极过电势观测调整值以及负极过电势观测值。5.如权利要求1所述新能源汽车用快速充电串联供电方法，其特征在于，用标定好的电池模型和选定的计算负极过电势观测值的控制算法，计算时刻k电流调整值和调整后的电流值，并用调整后的电流值为电池充电中，选择用于电流调整值计算的基于电流反馈的控制算法；根据选定的控制算法，确定该控制算法的控制参数；所述控制参...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕锋，李润生，
申请(专利权)人：湖州师范学院，辽宁科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33