充電系統、充電控制裝置和充電方法

充電系統、充電控制裝置和充電方法
【專利摘要】本公開提出了一種充電系統、充電方法、充電控制裝置。該充電系統包括：充電器，被配置為其一端耦接于外部電源；多個二次電池，被配置為分別耦接于所述充電器；以及控制裝置，被配置為耦接于所述充電器和所述多個二次電池，以控制所述充電器對所述多個二次電池進行充電操作。根據本公開，可以將具有頻率相同、相位相反的諧波的二次電池進行并聯充電，以減小或消除高次諧波產生的諧波畸變，有效地減小THD的值。
【專利說明】充電系統、充電控制裝置和充電方法

【技術領域】
[0001 ] 本公開涉及一種充電系統和充電方法，具體地涉及一種為電動汽車的電池組進行 充電的系統和方法。

【背景技術】
[0002] 隨著全球能源危機加劇，各國政府和汽車企業(yè)已經認識到未來汽車工業(yè)發(fā)展的主 要方向是節(jié)能和減排，而電動汽車(包括純電動汽車）的發(fā)展將是解決上述兩個問題的最佳 方法。
[0003] 然而，作為電動汽車關鍵技術的對電池組進行充電的技術，現在還存在問題。例 如，用于為電動汽車充電的充電機是一種典型的非線性設備，其在為電池組充電時會產生 很高的諧波電流。
[0004] 諧波電流是指將非周期性電流函數按傅立葉級數展開時，其頻率為原周期電流頻 率整數倍的各分量的統稱。頻率等于原周期電流頻率n倍的諧波電流稱為n次諧波電流。 一個周期信號可以通過離散傅里葉變換OFT)分解為直流分量％和不同頻率的正弦（或 余弦）信號的線性疊加：

【權利要求】
1. 一種充電系統，包括： 充電器，被配置為其一端耦接于外部電源； 多個二次電池，被配置為分別耦接于所述充電器；以及 控制裝置，被配置為耦接于所述充電器和所述多個二次電池，以控制所述充電器對所 述多個二次電池進行充電操作。
2. 如權利要求1所述的充電系統，所述控制裝置包括： 電池分組單元，被配置為對所述多個二次電池進行分組，使得分組后每組中的二次電 池的諧波疊加后能夠被減小或消除。
3. 如權利要求2所述的充電系統，所述控制裝置還包括： 耦接控制單元，被配置為根據所述電池分組單元的分組結果，將每組中的二次電池并 聯后，再耦接于所述充電器。
4. 如權利要求2或3所述的充電系統，其中每組中包括兩個二次電池，所述兩個二次電 池的對應諧波的頻率相同、相位相反。
5. 如權利要求2所述的充電系統，進一步包括： 數據庫，被配置為存儲所述多個二次電池的充電歷史數據， 其中電池分組單元根據所述充電歷史數據對所述多個二次電池分組。
6. 如權利要求5所述的充電系統，所述控制裝置還包括： 信息記錄單元，被配置為記錄所述充電器為所述二次電池充電時的電流波形信息，并 將所記錄的電流波形信息保存在所述數據庫中，作為所述充電歷史數據。
7. 如權利要求5所述的充電系統，還包括： 相位調整單元，串聯耦接在所述充電器和所述多個二次電池之間， 所述電池分組單元還被配置為根據所述充電歷史數據計算各個二次電池的基波的相 位差，所述相位調整單元還被配置為基于所述相位差，將各個二次電池的基波的相位調整 為相同。
8. 如權利要求7所述的充電系統，還包括三次濾波器，被配置為串聯耦接在相位調整 單元和所述多個二次電池之間，用于從電流中濾除三次諧波。
9. 如權利要求3所述的充電系統，其中所述電池分組單元對所述多個二次電池進行分 組滿足以下條件： (1) 對所述多個二次電池中的任一電池z，從其充電歷史數據中提取各次諧波的次數 nz、幅值Anz、以及相位角①nz; (2) 從所述多個二次電池中選取滿足下述條件的一組電池Group? :nx=nz，以及 0m= 31 _〇nz，其中x表示所述多個二次電池中除電池z以夕卜的任一電池； (3) 對該組電池Group。中的各個諧波的幅值按照從大到小的順序排序； (4) 將所述電池z的nz次諧波的幅值Anz與該組電池Group。中的各個幅值分別進行比 較，獲得多個差值AA;以及 (5) 當某一差值AA小于一預先設定的閾值時，將該差值對應的電池與電池z分為同一 組，或者將所述各個差值AA中最小的差值對應的電池與電池z分為同一組。
10. -種充電方法，包括步驟： 提供充電器，使得所述充電器的一端耦接于外部電源； 將多個二次電池分別耦接于所述充電器；以及 提供控制裝置，使得所述控制裝置控制所述充電器對所述多個二次電池的充電操作。
11. 如權利要求10所述的充電方法，還包括： 電池分組步驟，對所述多個二次電池進行分組，使得分組后每組中的二次電池的諧波 疊加后能夠被減小或消除。
12. 如權利要求11所述的充電方法，還包括： 耦接控制步驟，根據所述電池分組步驟的分組結果，將每組中的二次電池并聯后，再耦 接于所述充電器。
13. 如權利要求11或12所述的充電方法，其中每組中包括兩個二次電池，該兩個二次 電池的對應諧波的頻率相同、相位相反。
14. 如權利要求10所述的充電方法，還包括： 信息記錄步驟，記錄所述充電器為所述二次電池充電時的電流波形信息，將所記錄的 電流波形信息保存在數據庫中，作為充電歷史數據， 電池分組步驟根據所述充電歷史數據對所述多個二次電池分組。
15. 如權利要求14所述的充電方法，還包括： 基波相位差計算步驟，根據所述充電歷史數據計算各個二次電池的基波的相位差；以 及 相位調整步驟，基于所述相位差，將所述各個二次電池的基波相位調整為相同。
16. 如權利要求13所述的充電方法，還包括： 三次諧波濾除步驟，濾除所述多個二次電池的電流中的三次諧波。
17. 如權利要求11所述的充電方法，其中所述電池分組步驟包括步驟： (1) 對所述多個二次電池中的任一電池z，從其充電歷史數據中提取各次諧波的次數 nz、幅值Anz、以及相位角①nz; (2) 從所述多個二次電池中選取滿足下述條件的一組電池Group? :nx=nz，以及 0m= 31 _〇nz，其中x表示所述多個二次電池中除電池z以夕卜的任一電池； (3) 對該組電池Group。中的各個諧波的幅值按照從大到小的順序排序； (4) 將所述電池z的nz次諧波的幅值Anz與該組電池Group。中的各個幅值分別進行比 較，以獲得多個差值AA;以及 (5) 當某一差值AA小于一預先設定的閾值時，將該差值對應的電池與電池z分為同一 組，或者將所述各個差值AA中最小的差值對應的電池與電池z分為同一組。
18. -種充電控制裝置，耦接于充電器和多個二次電池，包括： 電池分組單元，被配置為對所述多個二次電池進行分組，使得分組后每組中的二次電 池的諧波疊加后能夠被減小或消除；以及 耦接控制單元，被配置為根據所述電池分組單元的分組結果，將每組中的二次電池并 聯后，再耦接于所述充電器。
19. 如權利要求18所述的充電控制裝置，其中每組中包括兩個二次電池，所述兩個二 次電池的對應諧波的頻率相同、相位相反。
20. 如權利要求18所述的充電控制裝置，還包括： 相位調整單元，串聯耦接在所述充電器和所述多個二次電池之間， 所述電池分組單元還被配置為計算各個二次電池的基波的相位差，所述相位調整單元 還被配置為基于所述相位差，將各個二次電池的基波的相位調整為相同。
【文檔編號】H01M10/44GK104518536SQ201310455323
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】葉蕾, 李立, 呂新杰, 劉亮, 尹文君 申請人:國際商業(yè)機器公司