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一種電池快速充電系統(tǒng)的制作方法

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一種電池快速充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種電池快速充電系統(tǒng),包括充放電裝置;電池裝置,其與充放電裝置串聯(lián)連接并形成回路;采集裝置,其與電池裝置連接;計(jì)算裝置,其與采集裝置連接;控制裝置,其與計(jì)算裝置及充放電裝置連接;電池裝置包括至少兩塊電池單體,電池單體并聯(lián)或串聯(lián)連接。本實(shí)用新型電池快速充電系統(tǒng)能在電池處于不同狀態(tài)下,保持電池處在最佳充電狀態(tài),不影響電池的性能、縮短充電時(shí)間、增加電池的使用壽命、提升電動(dòng)汽車電池的經(jīng)濟(jì)型和安全性。
【專利說(shuō)明】-種電池快速充電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種電池充電裝置,尤其涉及一種電池快速充電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油日益枯竭和人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng),具有高效節(jié)能、零排放優(yōu)勢(shì)的電 動(dòng)汽車倍受關(guān)注,是節(jié)能環(huán)保汽車發(fā)展的主攻方向,也是未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。
[0003] 由于電動(dòng)車能量空間設(shè)計(jì)有限和行駛工況復(fù)雜,對(duì)電池的能量密度、功率密度和 溫度特性等具有較高的要求,現(xiàn)有電池還不能完全達(dá)到電動(dòng)汽車整車的需求,與現(xiàn)有普通 燃油車相比,電動(dòng)車主要存在以下劣勢(shì) :
[0004] 1.續(xù)駛里程較短,一般續(xù)駛里程在200km以下。
[0005] 2.充電速度較慢,一般充電時(shí)間在5-7小時(shí)。
[0006] 電動(dòng)車為了彌補(bǔ)自身劣勢(shì),動(dòng)力電池持續(xù)在向高能量密度和快速充電的方向發(fā) 展。而具有高能量密度的動(dòng)力電池研發(fā)速度與市場(chǎng)需求相差較遠(yuǎn),還需要較長(zhǎng)的時(shí)間去提 高。而電池的快速充電能力是解決電動(dòng)汽車現(xiàn)有短板的可行的方案之一。
[0007] 目前,電池充電系統(tǒng)普遍采用的充電方式為恒流轉(zhuǎn)恒壓限流,一般充電時(shí)間在三 小時(shí)以上,無(wú)法達(dá)到快速充電的目的。此外,提高充放電裝置的充電電流,可以達(dá)到快速充 電的目的,但電池內(nèi)部會(huì)有副反應(yīng)發(fā)生,對(duì)電池性能具有較大的影響,一般表現(xiàn)為電池使用 壽命明顯縮短,同時(shí)造成電池的極化電壓較大,充電效率較低,電池實(shí)際充進(jìn)的電量較少。 另外,還有充放電裝置提高充電電壓補(bǔ)償電池在充電過(guò)程中各種阻抗產(chǎn)生的壓降而達(dá)到快 速充電的目的,但此種充電系統(tǒng)由于提高了充電電壓,易造成電解液的副反應(yīng)發(fā)生,同時(shí), 由于充電電流沒(méi)有明顯變化,電池的整體充電時(shí)間沒(méi)有明顯縮短。
[0008] 因此,電動(dòng)汽車市場(chǎng)化亟需尋找一種新的快速充電裝置,克服目前采用恒流大電 流充電導(dǎo)致電池性能變差的缺陷。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0009] 本實(shí)用新型提出了一種電池快速充電系統(tǒng),包括:
[0010] 充放電裝置;
[0011] 電池裝置,其與所述充放電裝置串聯(lián)連接并形成回路;
[0012] 采集裝置,其與所述電池裝置連接;
[0013] 計(jì)算裝置,其與所述采集裝置連接;
[0014] 控制裝置,其與所述充放裝置、所述采集裝置及所述計(jì)算裝置連接;
[0015] 所述電池裝置包括至少兩塊電池單體,所述電池單體并聯(lián)或串聯(lián)連接。
[0016] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,所述充放電裝置包括:
[0017] 電流分流器,其與所述電池裝置連接;
[0018] 多路電子開(kāi)關(guān),其與所述電池裝置連接;
[0019] 電流采集器,其與所述電流分流器連接;
[0020] 中央處理器,其與所述電流采集器連接;
[0021] 信號(hào)處理器,其與所述中央處理器和所述控制裝置連接。
[0022] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,所述充放電裝置進(jìn)一步包括:報(bào)警器,其 與所述中央處理器連接。
[0023] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,所述采集裝置包括:
[0024] 電壓測(cè)量器,其與所述電池裝置連接;
[0025] 電流測(cè)量器,其與所述電池裝置連接。
[0026] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,所述采集裝置進(jìn)一步包括:溫度采集器, 其與所述電池裝置連接。
[0027] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,所述計(jì)算裝置包括:
[0028] 電壓計(jì)算器,其與所述采集裝置連接;
[0029] 電流計(jì)算器,其與所述采集裝置連接;
[0030] 容量計(jì)算器,其與所述采集裝置連接。
[0031] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,所述計(jì)算裝置進(jìn)一步包括:溫度計(jì)算器, 其與所述采集裝置及所述控制裝置連接。
[0032] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,所述計(jì)算裝置進(jìn)一步包括:轉(zhuǎn)換器,其分 別與所述電壓計(jì)算器、所述電流計(jì)算器、所述容量計(jì)算器及所述控制裝置連接。
[0033] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,所述控制裝置包括:
[0034] 電壓控制裝置,其與所述計(jì)算裝置和所述充放電裝置連接;
[0035] 電流控制裝置,其與所述計(jì)算裝置和所述充放電裝置連接;
[0036] 容量控制裝置,其與所述計(jì)算裝置和所述充放電裝置連接;
[0037] 溫度控制裝置,其與所述計(jì)算裝置和所述充放電裝置連接。
[0038] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,進(jìn)一步包括:顯示器,其與所述采集裝置 和所述計(jì)算裝置連接。
[0039] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)通過(guò)增加獨(dú)立的計(jì)算裝置和控制裝置,對(duì)充 放電裝置進(jìn)行控制,使充放電裝置輸出不同的充電電流,達(dá)到快速充電的目的。
[0040] 本實(shí)用新型電池快速充電系統(tǒng)能使電池持續(xù)處在最佳的充電狀態(tài),在不影響電池 的性能狀態(tài)下,縮短充電時(shí)間,增加電池的使用壽命,提升電動(dòng)汽車電池的經(jīng)濟(jì)型和安全 性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041] 圖1為本實(shí)用新型電池快速充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042] 圖2為本實(shí)用新型電池快速充電系統(tǒng)中充放電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043] 圖3為本實(shí)用新型電池快速充電系統(tǒng)中采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044] 圖4為本實(shí)用新型電池快速充電系統(tǒng)中計(jì)算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045] 圖5為本實(shí)用新型電池快速充電系統(tǒng)中控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046] 圖6為不同充電系統(tǒng)中電池循環(huán)壽命的曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0047] 結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖,對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施本實(shí)用新 型的過(guò)程、條件、實(shí)驗(yàn)方法等,除以下專門(mén)提及的內(nèi)容之外,均為本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和公知 常識(shí),本實(shí)用新型沒(méi)有特別限制內(nèi)容。
[0048] 圖1至圖5中,1-充放電裝置,11-電流分流器,12-多路電子開(kāi)關(guān),13-電流采集 器,14-中央處理器,15-信號(hào)處理器,16-報(bào)警器,2-電池裝置,-電池單體,3-采集裝置, 31-電壓測(cè)量器,32-電流測(cè)量器,33-溫度采集器,4-計(jì)算裝置,41-電壓計(jì)算器,42-電流 計(jì)算器,43-容量計(jì)算器,5-控制裝置,51-電壓控制裝置,52-電流控制裝置,53-容量控制 裝置,54-溫度控制裝置,6-顯示器。
[0049] 如圖1所示,本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng),包括:充放電裝置1、電池裝置 2、采集裝置3、計(jì)算裝置4和控制裝置5。
[0050] 其中,電池裝置2與充放電裝置1串聯(lián)連接并形成回路;采集裝置3與電池裝置2 連接;計(jì)算裝置4與采集裝置3連接;控制裝置5與充放裝置1、采集裝置3及計(jì)算裝置4 連接。
[0051] 如圖2所示,本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,電池裝置2由多個(gè)電池單體 串聯(lián)或并聯(lián)組成。其中,多個(gè)并聯(lián)的電池單體組成電池模塊,多個(gè)電池模塊串聯(lián)組成電池裝 置2,多個(gè)電池模塊中的電池單體數(shù)量相同。
[0052] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,充放電裝置1用來(lái)調(diào)整充放電電流,其 包括:電流分流器11、多路電子開(kāi)關(guān)12、電流采集器13、中央處理器14、信號(hào)處理器15。
[0053] 其中,電流分流器11與電池裝置2連接;多路電子開(kāi)關(guān)12與電池裝置2連接;電 流采集器13與電流分流器11連接;中央處理器14與電流采集器13連接;信號(hào)處理器15 與中央處理器14和控制裝置5連接。
[0054] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,充放電裝置1進(jìn)一步包括:報(bào)警器16,其 與中央處理器14連接,當(dāng)系統(tǒng)充放電出現(xiàn)異常時(shí)能發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0055] 如圖3所示,本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,采集裝置3用來(lái)采集電池裝 置2中電池的各種信息,其包括:電壓測(cè)量器31和電流測(cè)量器32。
[0056] 其中,電壓測(cè)量器31與電池裝置2連接;電流測(cè)量器32與電池裝置2連接。
[0057] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,采集裝置3進(jìn)一步包括:溫度采集器33, 其與電池裝置2連接。
[0058] 如圖4所示,本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,計(jì)算裝置4包括:電壓計(jì)算 器41、電流計(jì)算器42和容量計(jì)算器43。
[0059] 其中,電壓計(jì)算器41與采集裝置3連接;電流計(jì)算器42與采集裝置3連接;容量 計(jì)算器43與采集裝置3連接。
[0060] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,計(jì)算裝置4進(jìn)一步包括:溫度計(jì)算器44, 其與采集裝置3連接。
[0061] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,計(jì)算裝置4進(jìn)一步包括:轉(zhuǎn)換器45,其分 別與電壓計(jì)算器41、電流計(jì)算器42、容量計(jì)算器43及控制裝置5連接,轉(zhuǎn)換器45根據(jù)各計(jì) 算器計(jì)算的結(jié)果給控制裝置發(fā)出信號(hào)。
[0062] 如圖5所示,本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,控制裝置5用來(lái)根據(jù)計(jì)算 裝置發(fā)出的信號(hào)控制充放電裝置1的充放電電流,其包括:電壓控制裝置51、電流控制裝置 52、容量控制裝置53和溫度控制裝置54。
[0063] 其中,電壓控制裝置51與計(jì)算裝置4和充放電裝置1連接;電流控制裝置52與計(jì) 算裝置4和充放電裝置1連接;容量控制裝置53與計(jì)算裝置4和充放電裝置1連接;溫度 控制裝置54與計(jì)算裝置4和充放電裝置1連接。
[0064] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中,進(jìn)一步包括:顯示器6,其與采集裝置3 和計(jì)算裝置4連接,用來(lái)顯示電池的各個(gè)參數(shù)。
[0065] 本實(shí)用新型提出的電池快速充電系統(tǒng),能在不減少電池的循環(huán)壽命的同時(shí),持續(xù) 輸出電池裝置2所能接受的最大充電電流。
[0066] 本實(shí)施例中,采用不同的電池充電系統(tǒng)對(duì)電池充電作對(duì)比,其結(jié)果如表1及表2所 /_J、i 〇
[0067] 本實(shí)施例中,電池裝置2采用26Ah的三元材料車用鋰離子電池。
[0068] 表1 :不同充電系統(tǒng)在充電時(shí)間上的對(duì)比
[0069] 普通充電系統(tǒng) 電池快速充電系統(tǒng) 電池編號(hào) ~充電時(shí)間~ 充電容量(Ah) 充電時(shí)間 充電容量(Ah) (0. 30 1 2小時(shí)57分鐘 26 7 36分鐘 26.5 2 2小時(shí)56分鐘 26,68 36分鐘 26.45 3 2小時(shí)59分鐘 26,73 36分鐘 26.52
[0070] 表1是相同的電池在普通充電系統(tǒng)與本實(shí)用新型電池快速充電系統(tǒng)在充電時(shí)間 的對(duì)比,從表1中可以明顯看出,采用本實(shí)用新型系統(tǒng)充電能夠有效降低充電時(shí)間,與其它 的標(biāo)準(zhǔn)充電系統(tǒng)相比,充電時(shí)間縮短在3倍以上。
[0071] 表2.不同充電系統(tǒng)中電池的循環(huán)壽命
[0072] 循環(huán)條件 電池編號(hào) 循環(huán)次數(shù) 容量保持率 0. 3C (8. 7A)恒流充 1 2339 80. 0% 電,1C恒流放電 2C (52A)恒流充電, 2 1Γ20 80. 0% It:恒流放電 快速充電法充電,1C 3 2670 80.0% 恒流放電
[0073] 表2是相同電池采用本實(shí)用新型充電系統(tǒng)和其它兩種普通充電系統(tǒng)對(duì)電池壽命 的影響,從表2中可以明顯看出,本實(shí)用新型快速充電系統(tǒng)能夠縮短充電時(shí)間和延長(zhǎng)電池 壽命。
[0074] 圖6是相同電池采用三種不同充電系統(tǒng)的壽命循環(huán)曲線,從圖6中可以明顯看出, 利用本實(shí)用新型電池快速充電系統(tǒng)可以提高電池的充電速度,同時(shí)對(duì)電池的性能基本沒(méi)有 影響,而其他充電方式,電池壽命衰減明顯。
[0075] 本實(shí)用新型的保護(hù)內(nèi)容不局限于以上實(shí)施例。在不背離實(shí)用新型構(gòu)思的精神和范 圍下,本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本實(shí)用新型中,并且以所附的權(quán) 利要求書(shū)為保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,包括: 充放電裝置(1); 電池裝置(2),其與所述充放電裝置(1)串聯(lián)連接并形成回路; 采集裝置(3),其與所述電池裝置(2)連接; 計(jì)算裝置(4),其與所述采集裝置(3)連接; 控制裝置(5),其與所述充放裝置(1)及所述計(jì)算裝置(4)連接; 所述電池裝置(2)包括至少兩塊電池單體,所述電池單體并聯(lián)或串聯(lián)連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,所述充放電裝置(1)包括: 電流分流器(11),其與所述電池裝置(2)連接; 多路電子開(kāi)關(guān)(12),其與所述電流分流器(11)連接; 電流采集器(13),其與所述電流分流器(11)連接; 中央處理器(14),其與所述電流采集器(13)連接; 信號(hào)處理器(15),其與所述中央處理器(14)和所述控制裝置(5)連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,所述充放電裝置⑴進(jìn)一步包 括:報(bào)警器(16),其與所述中央處理器(14)連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,所述采集裝置(3)包括: 電壓測(cè)量器(31),其與所述電池裝置(2)連接; 電流測(cè)量器(32),其與所述電池裝置(2)連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,所述采集裝置⑶進(jìn)一步包 括:溫度采集器(33),其與所述電池裝置(2)連接。
6. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,所述計(jì)算裝置(4)包括: 電壓計(jì)算器(41),其與所述采集裝置(3)連接; 電流計(jì)算器(42),其與所述采集裝置(3)連接; 容量計(jì)算器(43),其與所述采集裝置(3)連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,所述計(jì)算裝置(4)進(jìn)一步包 括:溫度計(jì)算器(44),其與所述采集裝置(3)及所述控制裝置(5)連接。
8. 如權(quán)利要求6所述的電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,所述計(jì)算裝置⑷進(jìn)一步包 括:轉(zhuǎn)換器(45),其分別與所述電壓計(jì)算器(41)、所述電流計(jì)算器(42)、所述容量計(jì)算器 (43)及所述控制裝置(5)連接。
9. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,所述控制裝置(5)包括: 電壓控制裝置(51),其與所述計(jì)算裝置(4)和所述充放電裝置(1)連接; 電流控制裝置(52),其與所述計(jì)算裝置(4)和所述充放電裝置(1)連接; 容量控制裝置(53),其與所述計(jì)算裝置(4)和所述充放電裝置(1)連接; 溫度控制裝置(54),其與所述計(jì)算裝置(4)和所述充放電裝置(1)連接。
10. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:顯示器(6),其 與所述采集裝置(3)和所述計(jì)算裝置(4)連接。
【文檔編號(hào)】H02J7/04GK203896034SQ201420291308
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】于洪濤, 陳中軍, 和祥運(yùn), 趙豪星, 劉風(fēng)磊, 陳瀝強(qiáng), 鄧亞明, 葛祥, 梁榮嶸, 李艷, 曹建航, 王慧景, 張海林, 陳慧珺 申請(qǐng)人:上??托履茉从邢薰?br>
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