[发明专利]一种电动汽车高适应性充电系统及方法

权利要求书

1.一种电动汽车高适应性充电方法，其特征在于，采用电动汽车高适应性充电系统，所述电动汽车高适应性充电系统包括动力电池组和电池管理系统，所述动力电池组包括由若干充电电压上限固定的电池单元构建的串并联结构，还包括充电接口、充电正极继电器、充电负极继电器和结构变换继电器组；所述充电正极继电器包括普通充电模式的正极继电器、高压充电模式的正极继电器和低压充电模式的正极继电器，各所述正极继电器均连接充电接口正极，所述充电负极继电器连接充电接口负极；

所述结构变换继电器组包括若干结构变换继电器，各结构变换继电器分布在充电正极继电器和动力电池组之间以及动力电池组内的串并联结构中，通过多个结构变换继电器的闭合、断开状态组合改变动力电池组内电池单元的串并联结构；

所述电池管理系统根据充电电压的上限来全部控制或结合整车控制器联合控制所述充电正极继电器、充电负极继电器和结构变换继电器组内各结构变换继电器的闭合、断开状态切换，进而实现普通充电模式、高压充电模式以及低压充电模式下的充电；

还包括电流传感器和/或温度传感器，所述电流传感器检测充电系统的实时电流并将检测的数据发送至电池管理系统，所述温度传感器检测动力电池组实时温度并将检测的数据发送至电池管理系统；

还包括保护继电器，所述保护继电器连接动力电池组和电动汽车用电组件；

所述电动汽车用电组件包括驱动电机、电机控制器、车载充电机、DCDC转换器；

所述电池管理系统还包括预测控制模块；所述预测控制模块保存有动力电池组充电历史数据、充电SOC变化特性数据、SOH变化特性数据、生热特性数据，并根据上述数据依托模型预测控制法、神经网络法、模糊预测法预测动力电池组在某一特定工况下的性能变化，根据预测结果制定充电控制策略；

所述根据预测结果制定充电控制策略是指基于预测得到的动力电池组性能变化数据采用滚动优化方法得到最优充电控制策略；所述滚动优化方法包括二分法、极大似然估计法、牛顿搜索法、和/或拟牛顿搜索法；

电动汽车高适应性充电方法包括如下步骤：

A.将某充电装置连接充电接口，充电系统与充电装置握手并获得充电装置电压范围，电池管理系统判断动力电池组常规充电电压上限、最大充电电压上限以及最小充电电压下限是否匹配充电装置电压；所述动力电池组常规充电电压上限为动力电池组正常放电工作状态下达到的最大充电电压；所述动力电池组最大充电电压上限为动力电池组内电池单元所能使用的最大串联状态下达到的最大充电电压；所述动力电池组最小充电电压下限为电池组内所能使用的最大并联结构状态下达到的最小充电电压；

B.电池管理系统根据工作电压匹配判断结果选择合适的充电模式，所述充电模式包括普通充电模式、高压充电模式和低压充电模式；

C1.当电池管理系统判断动力电池组常规充电电压上限匹配充电装置电压，选用普通充电模式；当使用普通充电模式时，电池管理系统控制普通充电模式的正极继电器与充电负极继电器闭合，同时电池管理系统调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组内各电池单元保持正常放电状态下的串并联结构不变，此时充电装置以匹配动力电池组工作电压的标准电压对动力电池组进行充电直至充满；

C2.当电池管理系统判断动力电池组最大充电电压匹配充电装置电压，选用高压充电模式；当使用高压充电模式时，电池管理系统控制高压充电模式的正极继电器与充电负极继电器闭合，同时电池管理系统调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组各电池单元形成全串联结构，串并联结构变化后的动力电池组工作电压升高，此时充电装置以升高后的动力电池组工作电压对动力电池组进行充电直至充满；

C3.当电池管理系统判断动力电池组最小充电电压下限匹配充电装置电压，选用低压充电模式；当使用低压充电模式时，电池管理系统控制低压充电模式的正极继电器与充电负极继电器闭合，同时电池管理系统首先调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组各电池单元形成最大并联结构，串并联结构变化后的动力电池组工作电压降低，此时充电装置以降低后的动力电池组工作电压对动力电池组进行充电直至充满；

D1.当使用普通充电模式对动力电池组充满电时，断开充电装置与充电接口的连接，充电过程结束；

D2.当使用高压充电模式对动力电池组充满电时，断开充电装置与充电接口的连接，同时电池管理系统调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组内各电池单元转为正常放电状态下的串并联结构，充电过程结束；

D3.当使用低压充电模式对动力电池组充满电时，断开充电装置与充电接口的连接，同时电池管理系统调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组内各电池单元转为正常放电状态下的串并联结构，充电过程结束。

2.如权利要求1所述的一种电动汽车高适应性充电方法，其特征在于所述步骤C2、C3还包括在充电过程中断开保护继电器，当充电结束后闭合保护继电器。