CN102934323A - 用于对电池组充电的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开的是用于对电池组充电的系统和方法。本发明的用于使用救援车对车辆电池组快速地充电的系统包括：充电电源模块，其被装备在救援车中，并且提供充电电力以快速充电车辆电池组；快速充电电力线，其被配备在车辆电池组中，并且提供充电路径，用于将从充电电源模块供应的充电电力提供给车辆电池组的电池单元；快速充电开关，其被配备在快速充电电力线中，并且选择性地开路或者闭合充电路径；以及控制模块，用于当感测到充电电源模块和快速充电电力线之间的连接时，切断被配备在车辆电池组的充电/放电路径中的充电控制开关和放电控制开关并且接通快速充电开关，使得充电电力被提供给电池单元。

Description

用于对电池组充电的系统和方法

技术领域

本申请要求于2010年6月8日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2010-0053885的优先权，其整个内容通过引用合并在此。

本公开涉及一种用于对电池组充电的系统和方法，并且更加具体地，涉及一种用于使用被安装在救援车中的快速充电电池组对车辆的电池组快速充电的系统和方法。

背景技术

随着最近对于诸如笔记本计算机、视频照相机以及移动电话的便携式电子产品的需求的快速增加和能量存储电池、机器人、卫星等的加速发展，已经对能够重复充电/放电的高性能二次电池进行了相当多的研究。

当前商业上可用的二次电池包括镍镉电池、金属氢化物镍电池、镍锌电池以及锂二次电池。锂二次电池因为几乎不存在记忆效应能够被自由地充电和放电，并且具有非常低的自放电率和高能量密度。由于这些优点，与镍基二次电池相比较锂二次电池已经引起大量的关注。

另一方面，碳能源资源已经被逐渐地耗尽并且持续地引起对环境问题的兴趣。在这样的情况下，在全世界，包括美国，欧洲、日本和韩国，对于混合动力车和电动车的需求已经不断增加。因为混合动力车和电动车从电池组的充电/放电能量接收驱动力，所以与发动机驱动车辆相比较它们具有高燃料效率并且将减少量的污染释放到环境中或者没有污染。从经济效率和环境保护的角度看，混合动力车和电动车已经接收到肯定的消费者响应。因此，对作为混合动力车和电动车的主要部件的车辆电池已经集中进行更多的注意和研究。

混合动力车和电动车电池使用它们的放电能量。对于此内在原因，混合动力车和电动车电池可能被完全地放电。为了保护普通电动车或者混合动力车的电池被完全地放电，电池的充电状态被显示在驾驶员席的仪表上以通知驾驶员剩余的充电量。另外，报警系统被安装使得当电池的剩余充电量在预定的水平或者以下时，报警灯被点亮或者产生报警声音以通知驾驶员他的/她的车辆需要充电。然而，在许多情况下可能对车辆电池完全地放电，例如，当驾驶员经过不存在电动车充电站的区域时，在行驶期间不能找到电动车充电站，或者不能辨别或者忘记观看指示电池的完全放电的报警灯并且继续行驶。在其中车辆电池的剩余充电量低的状态下在长时间内未使用车辆之后车辆电池的完全放电也可能发生。

通常，因为能够仅是停止使用便携式产品一段时间，不存在伴随完全地放电的电池而发生的严重问题。然而，不同于其它的便携式产品，电动车或者混合动力车车辆的完全放电的电池要求立即充电。特别地，因为电动车仅通过电池驱动，所以不能够在完全放电之后使用。因此，在驾驶员必须使用的电池被完全地放电的情形下或者在电池被完全地放电同时在他的/她的住所外面行驶的情况下，要求对车辆电池进行立即充电。

在这样的情形下，除非在能够对车辆电池充电的地方，驾驶员必须呼叫拖车并且要求将车辆牵引到能够对电池充电的地方。然而，牵引车辆的时间越长，就必须支付额外的支出。另外，当车辆被牵引时，对于不得不不舒服地乘坐拖车的驾驶员和/或乘客来说存在不便并且如果乘客的数目超过拖车上的可用的座位的数目，则乘客将不得不乘坐被牵引的车辆或者寻找一些其它的交通方式。这不仅是麻烦的而且增加事故的风险，这也导致致命地威胁许多人的生命。

发明内容

技术问题

本公开被设计为解决现有技术的问题，并且因此本公开的目的是提供一种系统和方法，其用于在不需要将车辆牵引到能够对被完全地放电的电池组快速地充电的地方的情况下使用被装备在救援车中的充电装置对车辆的被完全地放电的电池组快速地充电。

本公开的其它目的和优点将会通过下面的描述得以理解并且根据本公开的实施例将会变得更加显然。也将会显然的是，通过如在所附的权利要求及其组合中提出的装置能够具体化本公开的目的和优点。

技术方案

根据本公开的方面，提供一种用于使用救援车对车辆电池组快速地充电的系统，该系统包括：充电电源模块，该充电电源模块被装备在救援车中以将快速充电电力供应到车辆电池组；快速充电电力线，该快速充电电力线被配备在车辆电池组中以提供充电路径，通过该充电路径从充电电源模块供应的充电电力被提供给车辆电池组的电池单元；快速充电开关，该快速充电开关被配备在快速充电电力线中以选择性地开路或者闭合充电路径；以及控制模块，该控制模块适用于当感测到充电电源模块到快速充电电力线的连接时，切断被配备在车辆电池组的充电/放电路径中的充电控制开关和放电控制开关并且接通快速充电开关，使得充电电力被提供给电池单元。

优选地，由充电电源模块供应的充电电力是可调节的。

优选地，充电电源模块监视车辆电池组的充电状态。

优选地，充电电源模块从被装备在救援车中的发电机或者外部电源接收电力。

根据本公开的另一方面，提供一种用于使用救援车对车辆电池组快速地充电的方法，该方法包括：（S1）将充电电源模块安装在救援车中以将快速充电电力供应到车辆电池组；（S2）将快速充电电力线配备在车辆电池组中以提供充电路径，通过该充电路径从充电电源模块供应的充电电力被提供给车辆电池组的电池单元，并且将快速充电开关配备在快速充电电力线中以选择性地开路或者闭合充电路径；（S3）将充电电源模块连接到快速充电电力线；（S4）切断被配备在车辆电池组的充电/放电路径中的充电控制开关和放电控制开关；（S5）接通快速充电开关；以及（S6）从充电电源模块向车辆电池组供应充电电力。

优选地，由充电电源模块供应的充电电力是可调节的。

优选地，方法进一步包括通过充电电源模块监视车辆电池组的充电状态。

优选地，充电电源模块从被装备在救援车中的发电机或者外部电源接收电力。

有益效果

根据本公开，能够使用救援车对电动车或者混合动力车的被完全地放电的电池组快速地充电。

因此，在不需要将车辆牵引到能够对车辆电池组充电的地方的情况下，能够在现场对车辆容易地充电。另外，因为车辆无需被牵引，所以用于牵引的相当多的时间和支出被节省并且防止在牵引期间可能事故的发生。

此外，根据本公开的实施例，能够调节由被装备在救援车中的充电装置供应的充电电力。因此，能够将充电电力从相同的救援车供应到各种车辆。

附图说明

图1是示意性地图示根据本公开的优选实施例的电池组充电系统的功能构造的框图。

图2是示意性地图示根据本公开的实施例的充电电源模块的功能构造的框图。

图3是图示车辆电池组中的电池组充电系统的示例性连接构造的图。

图4是示意性地图示根据本公开的实施例的用于快速充电电池组的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将会参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解的是，在说明书和所附的权利要求中使用的术语不应被解释为受到通用和字典意义的限制，而是基于对应于根据允许发明人定义适合于最佳解释的术语的原理的本公开的技术方面的意义和概念来解释。

因此，仅为了图示的目的在此提议的描述仅是优选的示例，不是旨在限制本公开的范围，因此应理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下应对其进行其他的等效和修改。

图1是示意性地图示根据本公开的优选实施例的电池组充电系统1000的功能构造的框图。

参考图1，电池组充电系统1000包括：充电电源模块110、快速充电电力线210、快速充电开关220以及控制模块230。

充电电源模块110被装备在救援车100中。救援车100指的是用于将充电电力供应到车辆电池组200的车辆。本公开不受救援车100的具体种类、形式、名称、驱动器等的限制，只要充电电源模块110被包括在救援车100中。在本公开中可以使用各种救援车。例如，救援车100可以是由提供充电电源服务的特定服务提供商或者车辆保险公司拥有或者经营的车辆。救援车100可以是任何普通的车辆并且被装备有充电电源模块110，但是不是旨在将提供充电电源作为主要用途的情况下行驶。

充电电源模块110供应电力以对电池组快速地充电。为了供应电力，充电电源模块110可以包括适合于存储用于对电池组充电的待供应的电力的装置。电力存储装置可以是高容量电池。

被存储在电力存储装置中的电力可以从被装备在救援车100中的发电机或者外部电源供应。例如，电力存储装置被构造成从被连接到救援车100的发动机的发电机接收电力。由于此结构，发动机驱动的救援车100能够在行驶期间自动地充电。可替选地，电力存储装置能够存储从诸如用于家庭使用的220伏特电源的外部电源供应的电力。

另一方面，通常在很多情况下，在使用救援车100对电池充电之后必须急切地使用电动车或者混合动力车。因此，期待的是，在比平常的充电时间短的时间内对电池快速地充电（即，快速充电）。为了快速充电，优选的是，救援车100供应车辆电池的容许充电电力范围内的最大充电电力。

充电电源模块110优选地能够调节充电电力。被安装在电动车或者混合动力车中的电池组的可充电电压可以取决于电池组或者车辆的种类而变化。充电电源模块110可应用于各种电动车或者混合动力车，因为由充电电源模块110供应的充电电力是可调节的。

更加优选地，充电电源模块110能够接收关于被装备有车辆电池组200的车辆的种类或者车辆电池组200的种类的信息。这样的信息的示例包括车辆的制造商和型号名称和电池组的序列号。可以从救援车100的用户输入信息。例如，救援车100的驾驶员可以通过被设置在驾驶员席上的输入装置来输入车辆的型号名称。可替选地，当充电电源模块110被连接到快速充电电力线210时，可以允许从电池组或者被装备有电池组的车辆中自动地发送信息。

在关于车辆的种类的信息被输入之后，对于充电电源模块110来说期待的是，将充电电力的量自动地控制到被安装在车辆中的电池组的最大充电电力。

优选的是，充电电源模块110监视车辆电池组200的充电状态。如果最大充电电力被供应以对车辆电池组200快速地充电，则可能对车辆电池组200施加负担并且在电池组中可能发生异常状态（例如，过度充电）。因此，优选的是，允许充电电源模块110连续地监视电池组的充电状态。

当在车辆电池组200的充电状态中感测异常情况（例如，过度充电）的发生时，对于充电电源模块110来说期待的是，允许控制模块230阻断充电路径。优选地，充电电源模块110将阻断信号发送到控制模块230以允许控制模块230切断快速充电开关220。不管异常情况的发生，将充电电力继续地供应到电池组而不阻断充电路径则可能导致电池组的损坏或者爆炸。

图2是示意性地图示根据本公开的实施例的充电电源模块110的功能构造的框图。

参考图2，充电电源模块110被装备在救援车100中并且包括电力存储装置111、电源装置112、输入装置113、监视装置114、通信装置115以及存储器116。

电力存储装置111存储待供应到车辆电池组200的充电电力，并且电源装置112将被存储在电力存储装置111中的电力供应到车辆电池组200。通过电源装置112供应的充电电力的量可以取决于在需要充电时车辆的种类或者电池组的种类而变化。

输入装置113从用户接收关于充电电源模块110的操作的信息。例如，输入装置113可以接收来自于救援车100的驾驶员的开始充电的命令或者需要充电的车辆的或被安装在车辆中的电池组的型号名称。

监视装置114监视车辆电池组200的充电状态以确定在车辆电池组200的充电过程中是否发生异常情况。通信装置115向/从车辆电池组发送和接收必要的数据。例如，当通过监视装置114感测过度充电的发生时，通信装置115可以将被感测的信息发送到控制模块230或者可以例如接收来自于控制模块230的关于充电的完成的信息。

存储器116存储允许包括电力存储装置111、电源装置112、输入装置113、监视装置114以及通信装置115的其它的装置执行它们的功能的必要数据。例如，当救援车110的驾驶员输入车辆的型号名称时，存储器116，取决于车辆的或者电磁组的型号名称，存储车辆电池的容许充电电力范围，并且将关于容许充电电力范围的信息发送到电源装置112。

快速充电电力线210被配备在需要充电的车辆电池组中。快速充电电力线210用作充电路径，通过该充电路径从充电电源模块110供应的充电电力被提供给车辆电池组200的电池单元。

为了供应充电电力，快速充电电力线210中的每一个可以包括在其连接到充电电源模块110的一端处的连接端子。快速充电电力线210的另一端被并联地连接到电池单元。通过此连接，将充电电力从充电电源模块110提供到电池单元。

快速充电开关220选择性地开路或者闭合通过快速充电电力线210的充电路径。因此，虽然充电电源模块110被连接到快速充电电力线210，但是通过快速充电开关220的开路/闭合操作充电电力没有从充电电源模块110立即提供给电池单元。如果在没有快速充电开关220的情况下充电电源模块110被连接，则过多的电力被立即供应到电池单元，引起对电池单元的损坏，或者电力可以被供应到车辆的其它单元（例如，电动机），引起单元的破坏。因此，快速充电开关220是适合为控制从充电电源模块110馈送电力的元件。

控制模块230感测充电电源模块110是否被连接到快速充电电力线或者从快速充电电力线断开。为此，感测线可以被配备在控制模块230和快速充电电源线210之间以执行充电电源模块110的连接的感测功能。例如，当在感测线的两个端子中输入的电势值之间的差是恒定的时，控制模块230感测充电电源模块110的连接。然而，本发明没有必要受到此感测模式的限制，并且控制模块230能够在各种模式下感测充电电源模块110的连接。例如，控制模块230能够直接地接收来自于图2的通信装置115的已经连接充电电源模块110的信息。

在感测充电电源模块110和快速充电电力线210之间的连接之后，控制模块230切断充电控制开关和放电控制开关。即，控制模块230阻断充电路径以防止从充电电源模块110供应的电力被供应到车辆的其它单元（例如，电动机）或者除了从充电电源模块110供应的电力之外的电力被供应到电池单元。

然后，控制模块230接通快速充电开关220。结果，来自于充电电源模块110的电力能够被供应到车辆电池组200的电池单元以对车辆电池组200快速地充电。

另一方面，通过电池管理系统（BMS）（Battery ManagementSystem）优选地实现控制模块230。“BMS”指的是共同地控制电池组的充电/放电操作的系统。然而，本公开没有必要受到控制模块230的本实施例的限制。控制模块230可以被构造为与BMS分离。可替选地，控制模块230可以被单独地构造在电池组外部。

图3是图示车辆电池组200中的本公开的电池组充电系统1000的示例性连接构造的图。

参考图3，车辆电池组200通常包括：电池单元280、充电控制开关260、放电控制开关270以及BMS 250。本公开的电池组充电系统1000的每个快速充电电力线210的一端被并行地连接到电池单元280，并且其另一端组成连接到充电电源模块110的连接端子211。快速充电开关220被配备在快速充电电力线210中。在图3中，通过BMS 250来实现控制模块230。感测线240被连接在BMS 250和快速充电电力线210之间以感测充电电源模块110的连接。

感测线240感测被装备在救援车100中的充电电源模块110是否被连接到快速充电电力线210的连接端子211。感测线240能够使用连接端子211之间的电势差来感测快速充电电力线210的连接。在感测快速充电电力线210的连接之后，BMS 250切断充电控制开关260和放电控制开关270。然后，BMS 250接通快速充电开关220以形成充电路径。最后，充电电力被从充电电源模块110供应到电池单元280，并且结果，开始车辆电池组200的充电。

图4是示意性地图示根据本公开的实施例的用于对电池组快速地充电的方法的流程图。

参考图4，首先，充电电源模块被安装在救援车中以将快速充电电力供应到电池组（S110）。然后，用作充电路径的快速充电电力线被配备在车辆电池组中，通过该充电路径从充电电源模块供应的充电电力被提供给车辆电池组的电池单元，并且快速充电开关被配备在快速充电电力线中以选择性地开路或者闭合充电路径（S120）。接下来，当充电电源模块被连接到快速充电电力线时（S130），控制模块切断被配备在车辆电池组的充电/放电路径中的充电控制开关和放电控制开关（S140）。然后，快速充电开关被接通（S150）以允许充电电力从充电电源模块被供应到车辆电池组（S160）。

充电电源模块能够接收和存储来自于被装备在救援车中的发电机或者外部电源的电力。

由充电电源模块供应的充电电力是可调节的。如果在S160之前充电电源模块接收关于车辆电池组的种类或者被装备有车辆电池组的车辆的种类的信息，则能够取决于S160中的信息自动地控制充电电力的量。

如在图4中所图示的，方法可以进一步包括通过充电电源模块来监视车辆电池组的充电状态（S170）。方法可以进一步包括：当在S170中的车辆电池组的充电状态中感测异常情况时，阻断快速充电开关。

虽然参考前述实施例和附图在此已经描述了本公开，但是其不限于此。本领域的技术人员将会理解的是，在本公开的技术精神和所附的权利要求和它们的等效物的范围内能够进行各种变化和修改。

对本领域的技术人员来说显然的是，在此使用的术语“模块”和“装置”仅表示逻辑的构造单元，其没有必要意指物理上分离的元件。

Claims (13)

1.一种用于使用救援车对车辆电池组快速地充电的系统，所述系统包括：

充电电源模块，所述充电电源模块被装备在所述救援车中以将快速充电电力供应到所述车辆电池组；

快速充电电力线，所述快速充电电力线被配备在所述车辆电池组中以提供充电路径，通过所述充电路径从所述充电电源模块供应的充电电力被提供给所述车辆电池组的电池单元；

快速充电开关，所述快速充电开关被配备在所述快速充电电力线中以选择性地开路或者闭合所述充电路径；以及

控制模块，所述控制模块适用于，当感测到所述充电电源模块到所述快速充电电力线的连接时，切断被配备在所述车辆电池组的充电/放电路径中的充电控制开关和放电控制开关并且接通所述快速充电开关，使得所述充电电力被提供给所述电池单元。

2.根据权利要求1所述的系统，其中由所述充电电源模块供应的所述充电电力是可调节的。

3.根据权利要求2所述的系统，其中当接收到关于所述车辆电池组的种类或者装备有所述车辆电池组的车辆的种类的信息时，所述充电电源模块自动地控制所述充电电力的量。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述充电电源模块监视所述车辆电池组的充电状态。

5.根据权利要求4所述的系统，其中当在充电状态中感测到异常情况的发生时，所述充电电源模块向所述控制模块发送阻断信号以切断所述快速充电开关。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述充电电源模块从被装备在所述救援车中的发电机或者外部电源接收电力。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制模块通过被装备在所述车辆电池组中的电池管理系统（BMS）来实现。

8.一种用于使用救援车对车辆电池组快速地充电的方法，所述方法包括：

（S1）将充电电源模块安装在所述救援车中以将快速充电电力供应到所述车辆电池组；

（S2）将快速充电电力线配备在所述车辆电池组中以提供充电路径，通过所述充电路径从所述充电电源模块供应的充电电力被提供给所述车辆电池组的电池单元，并且将快速充电开关配备在所述快速充电电力线中以选择性地开路或者闭合所述充电路径；

（S3）将所述充电电源模块连接到所述快速充电电力线；

（S4）切断被配备在所述车辆电池组的充电/放电路径中的充电控制开关和放电控制开关；

（S5）接通所述快速充电开关；以及

（S6）从所述充电电源模块向所述车辆电池组供应充电电力。

9.根据权利要求8所述的方法，其中由所述充电电源模块供应的所述充电电力是可调节的。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：在S6之前，通过所述充电电源模块，接收关于所述车辆电池组的种类或者装备有所述车辆电池组的车辆的种类的信息，

其中在S6中，取决于所述信息，自动地控制所述充电电力的量。

11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括通过所述充电电源模块监视所述车辆电池组的充电状态。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括当在监视期间在充电状态中感测到异常情况时切断所述快速充电开关。

13.根据权利要求8所述的方法，其中所述充电电源模块从被装备在所述救援车中的发电机或者外部电源接收电力。

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