一种基于V2G充电系统的电动汽车充放电控制方法技术方案

本发明专利技术公开了基于V2G充电设备的电动汽车电池充放电控制方法，包括如下步骤：获取电动汽车电池当前的充放电状态、荷电状态、开路电压、测试温度、电池充放电时间及系统优化后的充电电流、放电电流；在热动力方程的基础上，对电池的负载电流I进行0

【技术实现步骤摘要】
一种基于V2G充电系统的电动汽车充放电控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车充放电
，具体涉及一种基于V2G充电系统的电动汽车充放电控制方法。

技术介绍

[0002]动力电池储能系统是电动汽车的核心部件，锂离子动力电池的使用寿命受到充电方法和充电环境的影响，恰当的充电方式可以提高电池容量、改善电池性能，延长电池寿命；相反，不恰当的充电方式不但会延长充电时间、降低充电容量，还有可能对电池内部材料产生损害，造成电池充电表现下降、寿命缩减等问题。V2G的推广应用潜在地增加了电池循环次数，将原本静态的寿命因充电次数的性能指标增添了动态性和不确定性的特点。
[0003]而当前V2G充电设备的功率控制，仅以经济层面的最优化为目标，对不恰当的充放电电流对电池性能和寿命的损失并未关注。且V2G充电设备将电池温度参数仅当作充电安全保护的整定值。但充放电过程中，电池在不同的SOC阶段的开路电压和极化内阻因应电流而产热影响电池温度，同时越高的电池温升加速了正极材料的老化程度。因此，开发出综合能效高、环境适应性强的充放电优化控制技术，是从根本上解决V2G技术在普及与发展过程中所面临的推广困难、使用环境受限等不利因素的关键技术路径。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术提出一种基于V2G充电系统的电动汽车电池充放电控制方法以解决现有技术的不足。
[0005]本专利技术主要通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于V2G充电系统的电动汽车电池充放电控制方法，包括如下步骤：<br/>[0007]获取V2G充电系统中电动汽车电池当前的充放电状态、荷电状态、开路电压、测试温度、电池充放电时间及系统优化后的充电电流、放电电流；
[0008]在表示电池充放电过程的热动力方程的基础上，对电池的负载电流I进行0
‑
t
n
时刻的积分得到这个时间段的能量交换变化方程，将系统优化后的充电电流设定为电池最小允许充电电流I
ch
，系统优化后的放电电流设定为最大允许放电电流I
dch
，并将I
ch
、I
dch
代入能量交换变化方程中得到经过持续时间0
‑
t
n
充放电后电池的温度T(t
n
)；
[0009]根据T(t
n
)及电池的临界温度T
lim
，获得电池温度优化误差T
ero
；
[0010]将T
ero
代入与温度相关的电池容量衰减速率函数，计算得到最优的荷电状态SOC
optm
；
[0011]根据SOC
optm
、充放电初始时刻的荷电状态SOC0、充放电初始时刻的时间t0、充放电终止时刻的时间t
n
，计算得到在时间t0‑
t
n
内电池最佳的充放电电流I
optm
；
[0012]随着温度的改变，实时调整电动汽车电池的充放电电流，使电池始终保持在临界温度T
lim
下，且充放电电流的大小位于I
ch
和I
dch
之间。
[0013]进一步地，所述热动力方程为：
[0014][0015]其中，C
T
为电池的定压比热容；为电池温度的变化率；I为电池负载电流；E0为电池开路电压；E为电池端电压；T(0)为当前时刻的电池温度；为电池的熵热系数；K
eff
为电池与环境之间的导热系数；T
a
为环境温度；
[0016]所述能量交换变化方程为：
[0017][0018][0019][0020]将I
ch
、I
dch
及公式(3)、(4)代入公式2中，计算得到T(t
n
)；
[0021]其中，t
n
为电池充放电持续的时间；R
r
为电池欧姆内阻；R
p
为电池极化内阻；t为电池充放电时间；τ是时间常数；U
p
(0)为当前时刻电池对应的极化电压。
[0022]进一步地，所述的临界温度T
lim
计算公式如下：
[0023][0024]其中，参数b1、b2、b3、b4的值，根据电池厂商在不同温度下对电池循环寿命试验的数据拟合而得；
[0025]所述T
ero
的计算公式为：
[0026]T
ero
＝T(t
n
)
‑
T
lim
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)。
[0027]进一步地，当T
acc
(T
ero
)
·
SOC
acc
＝1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)时，求得的SOC
acc
即是SOC
optm
；
[0028]其中，T
acc
为当前状态下电池的温度加速因数；SOC
acc
为电池循环初始的荷电状态对容量衰减的加速因数，SOC
optm
为最优的荷电状态。
[0029]进一步地，所述I
optm
的计算公式为：
[0030][0031]其中，SOC0为电池充放电初始时刻的荷电状态；t0为电池充放电初始时刻的时间。
[0032]与现有技术比较本专利技术技术方案的有益效果为：
[0033]本专利技术提供的一种基于V2G充电系统的电动汽车电池充放电控制方法，随电池温
度将电池的充放电电流不断调整至最佳充放电电流，最低限度地降低电池的寿命，以电池容量衰减率较小的模式，控制V2G充电系统中的充放电电流，适用于各V2G充电系统中。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本专利技术提供的一种基于V2G充电系统的电动汽车电池充放电控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0036]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术，从而对本专利技术要求保护的范围作出更清楚地限定，下面就本专利技术的某些具体实施例对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，以下仅是本专利技术构思的某些具体实施方式仅是本专利技术的一部分实施例，其中对于相关结构的具体的直接的描述仅是为方便理解本专利技术，各具体特征并不当然、直接地限定本专利技术的实施范围。本领域技术人员在本专利技术构思的指导下所作的常规选择和替换，均应视为在本专利技术要求保护的范围内。
[0037本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于V2G充电系统的电动汽车电池充放电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取V2G充电系统中电动汽车电池当前的充放电状态、荷电状态、开路电压、测试温度、电池充放电时间及系统优化后的充电电流、放电电流；在表示电池充放电过程的热动力方程的基础上，对电池的负载电流I进行0
‑
t
n
时刻的积分得到这个时间段的能量交换变化方程，将系统优化后的充电电流设定为电池最小允许充电电流I
ch
，系统优化后的放电电流设定为最大允许放电电流I
dch
，并将I
ch
、I
dch
代入能量交换变化方程中得到经过持续时间0
‑
t
n
充放电后电池的温度T(t
n
)；根据T(t
n
)及电池的临界温度T
lim
，获得电池温度优化误差T
ero
；将T
ero
代入与温度相关的电池容量衰减速率函数，计算得到最优的荷电状态SOC
optm
；根据SOC
optm
、充放电初始时刻的荷电状态SOC0、充放电初始时刻的时间t0、充放电终止时刻的时间t
n
，计算得到在时间t0‑
t
n
内电池最佳的充放电电流I
optm
；随着温度的改变，实时调整电动汽车电池的充放电电流，使电池始终保持在临界温度T
lim
下，且充放电电流的大小位于I
ch
和I
dch
之间。2.如权利要求1所述的基于V2G充电系统的电动汽车电池充放电控制方法，其特征在于，所述热动力方程为：其中，C
T
为电池的定压比热容；为电池温度的变化率；I为电池负载电流；E0为电池开路电压；E为电池端电压；T(0)为当前时刻的电池温度；为电池的熵热系数；K
eff...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾俊国，彭晓峰，王明才，张珂宸，李悦，
申请(专利权)人：国网电动汽车服务有限公司，
类型：发明
国别省市：