CN103283113A - 电池充电系统和使用电池充电系统的充电方法 - Google Patents

电池充电系统和使用电池充电系统的充电方法 Download PDF

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LG Corp
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Abstract

公开一种电池充电系统和方法。根据本发明的电池充电系统包括：第一连接部，该第一连接部被连接到充电提供车辆的电池的两端；第二连接部，该第二连接部被连接到要被充电的车辆的电池的两端；变流器，该变流器被连接在第一连接部和第二连接部之间，通过第一连接部转换从充电提供车辆的电池传输的电压，并且通过第二连接部将所转换的电压传输到要被充电的车辆的电池；以及控制单元，该控制单元控制第一连接部和第二连接部之间的电连接并且被连接到充电提供车辆的电池管理系统（BMS）和充电目标车辆的BMS中的每一个，以基于从每个BMS传输的关于每个电池的状态信息来控制变流器的电压转换比。

Description

电池充电系统和使用电池充电系统的充电方法
技术领域
本申请要求于2011年9月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0096404的优先权和权益，通过引用将其整个内容合并在此。
本发明涉及一种电池充电系统和使用该电池充电系统的电池充电方法，并且更加具体地，涉及一种能够在电动汽车之间充电电池的电池充电系统和使用该电池充电系统的电池充电方法。
背景技术
由于矿物燃料的枯竭和对环境污染的关注，已在积极研究使用电能驱动的电动汽车。当前，使用内燃机和电动汽车两者作为驱动源的混合动力车被商业化，并且仅使用电能的纯电动汽车被研究和商业化。
通过驱动时用户的疏忽或者不可期待的原因，使用电能的电动汽车的电池可能被完全放电。特别是在通过电动汽车电力的使用开始的混合动力车和纯粹的电动汽车中，当用于存储电能的电池被放电时，汽车应当被拖曳到充电站或者可能进行电力供应的区域。
在2009年2月12日公布的美国已注册的专利No.8,000,858公开了一种用于充电电动汽车的设备。
然而，在电池被放电之后，只能是用拖车把电动汽车移到安装有这样的充电设备的地方。
发明内容
技术问题
本发明的目的是为了提供一种能够在电动汽车之间传输电能的电池充电系统和使用该电池充电系统的电池充电方法。
技术解决方案
要解决上述问题的根据本发明的电池充电系统包括：第一连接器，该第一连接器被连接到充电提供汽车的电池的两端；第二连接器，该第二连接器被连接到充电目标汽车的电池的两端；变流器，该变流器被连接在第一连接器和第二连接器之间，并且被配置成转换从充电提供汽车的电池通过第一连接器传输的电压并且把所转换的电压通过第二连接器传输到充电目标汽车的电池；以及控制器，该控制器被配置成控制第一连接器和第二连接器的电连接，并且被连接到充电提供汽车的电池管理系统（BMS）和充电目标汽车的BMS中的每一个，以基于从每个BMS传输的关于每个电池的状态信息控制变流器的电压转换比。
此外，第一连接器可以包括，第一正电极继电器，该第一正电极继电器被配置成连接充电提供汽车的电池的正电极和变流器的输入端子的正电极；第一负电极继电器，该第一负电极继电器被配置成连接充电提供汽车的电池的负电极和变流器的输入端子的负电极；第一电容元件，该第一电容元件被并联地连接到变流器的输入端子；以及第一预充电单元，该第一预充电单元被并联地连接到第一正电极继电器，其中第一预充电单元包括第一预充电继电器和被串联连接到该第一预充电继电器的第一预充电电阻器。
此外，当第一连接器被连接到充电提供汽车的电池时，控制器可以通过打开第一正电极继电器以断开连接并且闭合第一负电极继电器和第一预充电继电器来执行在第一电容元件中充电预定的电压的输入侧预充电，并且当输入侧预充电被完成时，控制器通过闭合第一正电极继电器并且打开第一预充电继电器来执行从充电提供汽车的电池到变流器的电力传输。
此外，第二连接器可以包括，第二正电极继电器，该第二正电极继电器被配置成连接充电目标汽车的电池的正电极和变流器的输出端子的正电极；第二负电极继电器，该第二负电极继电器被配置成连接充电目标汽车的电池的负电极和变流器的输出端子的负电极；第二电容元件，该第二电容元件被并联地连接到变流器的输出端子；以及第二预充电单元，该第二预充电单元被并联地连接到第二正电极继电器和第二负电极继电器中的一个，其中第二预充电单元包括第二预充电继电器和被串联连接到该第二预充电继电器的第一预充电电阻器。
此外，当第二连接器被连接到充电目标汽车的电池时，控制器可以通过打开第二正电极继电器以断开连接并且闭合第二负电极继电器和第二预充电继电器来执行在第二电容元件中充电预定的电压的输出侧预充电，并且当输出侧预充电被完成时，控制器通过闭合第二正电极继电器并且打开第二预充电继电器执行从变流器到充电目标汽车的电池的电力传输。
此外，从充电提供汽车的BMS传输的关于充电提供汽车的电池的状态信息可以包含从充电提供汽车的BMS可传输的能量、最大瞬时输出电力容许、充电提供汽车的电池的输出电压、以及从充电提供汽车的电池传输的电力数量中的至少一个。
此外，从充电目标汽车的BMS传输的关于充电目标汽车的电池的状态信息可以包含从充电目标汽车的BMS可接收的能量、最大瞬时输出电力容许、充电目标汽车的电池的输入电压、以及向充电目标汽车的电池传输的电力数量中的至少一个。
此外，电池充电系统可以进一步包括功率计，该功率计被连接到变流器并且被配置成测量从充电提供汽车的电池提供给充电目标汽车的电池的被传输的电力数量。
控制器可以从功率计接收被传输的电力数量并且基于被传输的电力数量计算费用。
电池充电系统可以进一步包括显示单元，该显示单元被连接到控制器，其中显示单元显示被传输的电力数量和/或关于费用的信息。
此外，变流器可以是DC/DC变流器，该DC/DC变流器被配置成接收DC电力并且输出DC电力。
要解决上述问题的根据本发明的电池充电方法包括：分别从充电提供汽车的BMS和充电目标汽车的BMS接收关于充电提供汽车的电池和充电目标汽车的电池的电池状态信息；通过把设置在充电提供汽车的电池与变流器的输入端子之间的第一预充电继电器与第一预充电电阻器连接来执行输入侧预充电；通过把设置在充电目标汽车的电池与变流器的输出端子之间的第二预充电继电器与第二预充电电阻器连接来执行输出侧预充电；在输入侧预充电结束之后，通过断开第一预充电继电器的连接并且闭合第一正电极继电器把电力从所述充电提供汽车的电池传输到变流器的输入端子，所述第一正电极继电器被配置成连接充电提供汽车的电池和变流器的输入端子；在输出侧预充电结束之后，通过断开第二预充电继电器的连接并且闭合第二正电极继电器把电力从变流器的输出端子传输到充电目标汽车的电池，所述第二正电极继电器被配置成连接充电目标汽车的电池和变流器的输出端子；通过控制器，基于电池状态信息来控制变流器的电压转换比，并且对充电目标汽车的电池充电。
此外，由控制器从充电提供汽车的BMS接收到的电池状态信息可以包含关于从充电提供汽车的BMS可传输的能量、最大瞬时输出电力容许、充电提供汽车的电池的输出电压、以及从充电提供汽车的电池传输的电力数量中的至少一个的信息。
此外，由控制器从充电目标汽车的BMS接收到的电池状态信息可以包含关于可接收的能量、最大瞬时输入电力容许、充电目标汽车的电池的输出电压、以及被传输到充电目标汽车的电池的电力数量中的至少一个的信息。
此外，电池充电方法可以进一步包括，测量通过变流器被提供给充电目标汽车的电池的被传输的电力数量。
此外，电池充电方法可以进一步包括，基于被传输的电力数量来计算电费。
此外，电池充电方法可以进一步包括显示关于被传输的电力数量和/或电费的信息。
此外，电池充电方法可以进一步包括，在充电被启动之前接收被传输的电力数量和/或电费，使得事先选择被传输的电力数量和/或电费。
此外，电池充电方法可以进一步包括，当对充电目标汽车的充电完成时，断开第一预充电继电器、第二预充电继电器、第一主继电器以及第二主继电器的连接。
此外，电池充电方法可以进一步包括，当对充电目标汽车的电池的充电完成时，向充电提供汽车的BMS和充电目标汽车的BMS请求停止电力传输/接收。
此外，电池充电方法可以进一步包括，请求充电目标汽车的电池与逆变器电隔离和请求充电提供汽车的电池与逆变器电隔离。
有益效果
当由于其它原因电动汽车的电池被放电或者需要被充电时，根据本发明的电池充电系统和使用该电池充电系统的电池充电方法能够以低成本方便地解决电池充电问题，因为在没有通过拖车被移向充电设施的情况下，电动汽车能够从另一相邻的电动汽车接收能量。
此外，因为DC/DC变流器被使用，优点在于，与通过将AC电力转换成DC电力对电池充电的传统方法相比，电力传输效率较高。
附图说明
图1是图示根据本发明的示例性实施例的电池充电系统的框图。
图2是图示根据本发明的示例性实施例的电池充电系统、充电提供汽车、以及充电目标汽车的框图。
图3至图5是图示根据本发明的示例性实施例的电池充电系统的操作过程的框图。
图6是图示根据本发明的使用电池充电系统的充电方法的流程图。
具体实施方式
在下文将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，本示例性实施例不限于下述示例性实施例并且可以以各种形式实现。本示例性实施例被提供以使本发明的公开完美并且使本领域的技术人员完全理解本发明的范围。为了清楚描述附图中组件的形状可能被夸张地表达，并且附图中的相同的附图标记是指相同的元件。
在下面描述的电动汽车指的是使用一个或者多个电动机来推进的车辆。用来移动电动汽车的能量包括诸如可充电电池和/或燃料电池的电源。电动汽车可以是使用内燃机作为另一电源的混合电动车辆。
图1是图示根据本发明的示例性实施例的电池充电系统的框图。
如在图1中所示，根据本发明的示例性实施例的电池充电系统包括变流器110、第一连接器120、第二连接器130、功率计170、控制器150、以及显示单元160。
变流器110转换被应用于变流器110的输入端子的电压电平，并且将被转换的电压电平输出到输出端子。
通常，已被放电的电动汽车（在下文中被称为充电目标汽车）的电池（未示出）的充电的状态（SOC）低于提供充电能量的电动汽车（在下文中被称为充电提供汽车）的电池（未示出）的SOC。因此，充电目标汽车的电池的电压电平低于充电提供汽车的电池的电压电平。
因此，用于其中输出电压低于输入电压的电压降的变流器可以被用作变流器110。
此外，由于充电提供汽车的电池可以提供DC电力并且充电目标汽车的电池可以接收DC电力，所以变流器110可以是用于接收DC电力并且输出DC电力的DC/DC变流器。
变流器110的输入端子包括第一连接器120。
第一连接器120可以包括第一正电极继电器121，该第一正电极继电器121被连接到变流器110的输入端子的正电极线124并且被配置成被导通/切断；第一负电极继电器122，该第一负电极继电器122被连接到变流器110的输入端子的负电极线125并且被配置成被导通/切断；第一预充电单元123，该第一预充电单元123被并联地连接到第一正电极继电器121；以及第一电容元件127，该第一电容元件127被连接在正电极线124和负电极线125之间并且被并联地连接到变流器110。
此外，第一预充电电压123可以包括第一预充电继电器123b，该第一预充电继电器123b被配置成导通/切断；和第一预充电电阻器123a，该第一预充电电阻器123a被串联地连接到第一预充电继电器123b。
在此，“切断”是指断开对应的连接，并且“导通”是指不断开对应的连接。
当变流器110的输入端子被连接到充电提供汽车的电池时，第一预充电单元123防止由于快速电压变化的瞬时过电流。
即，第一正电极继电器121被切断并且第一预充电继电器123b被接通，使得通过第一预充电电阻器123a将从充电提供汽车的电池施加的电压施加到第一电容元件127，并且第一电容元件127的两端的电压被充电以达到预定的值。
其后，通过切断第一预充电继电器123b并且接通第一正电极继电器121以直接地连接充电提供汽车的电池和变流器110来防止由于快速电压变化的瞬时过电流。
变流器110的输出端子包括第二连接器130。
可以以与第一连接器120相类似的结构形成第二连接器130。
即，第二连接器130可以包括第二正电极继电器131，该第二正电极继电器131被连接到变流器110的输出端子的正电极线134并且被配置成被导通/切断；第二负电极继电器132，该第二负电极继电器132被连接到变流器110的输出端子的负电极线135并且被配置成被导通/切断；第二预充电单元133，该第二预充电单元133被并联地连接到第二正电极继电器131；以及第二电容元件137，该第二电容元件137被连接在正电极线134和负电极线135之间并且被并联地连接到变流器110。
此外，第二预充电单元133可以包括第二预充电继电器133b，该第二预充电继电器133b被配置成被接通/切断；和第二预充电电阻器133a，该第二预充电电阻器133a被串联地连接到第二预充电继电器133b。
当变流器110的输出端子被连接到充电目标汽车的电池时，第二预充电单元133也防止由于快速的电压变化的瞬时过电流。由于功能与第一预充电单元123的功能相类似，所以省略其详细描述。
功率计170可以被并联连接到变流器110以测量从变流器110提供给充电目标汽车的电池的被传输的功率数量。
控制器150可以通过数据总线被连连接到变流器110以控制变流器110的输入和输出电压转换比。
此外，控制器150可以被连接到第一连接器120和第二连接器130以执行第一连接器120的第一正电极继电器121、第一负电极继电器122、以及第一预充电继电器123b和第二连接器130的第二正电极继电器131、第二负电极继电器132、以及第二预充电继电器133b的导通/切断控制。
此外，控制器150可以被连接到功率计170以基于通过功率计170测量的被传输的功率数量来计算电费并且提供收费信息。
此外，控制器150可以与充电目标汽车的电池的BMS（未示出）和充电提供汽车的电池的BMS（未示出）通信，执行电力传输控制，并且将通过由每个BMS识别的电池传输的功率数量与通过功率计170测量的被传输的功率数量进行比较。
显示单元160可以在屏幕上显示在充电期间被提供给用户的信息。
例如，显示单元160可以显示关于充电量的选择、充电的开始、充电的进度、充电的结束、被传输的功率数量、电费等等的信息并且接收在上面被列出的信息当中的用户能够选择的信息。
显示单元160可以通过数据总线被连接到控制器150以双向地传输信息。
图2是图示根据本发明的示例性实施例的电池充电系统、充电提供汽车、以及充电目标汽车的框图。
如在图2中所示，在充电提供汽车200和充电目标汽车300之间，电池充电系统100可以将来自充电提供汽车200的电能传输到充电目标汽车300。
充电提供汽车200包括电池管理系统（BMS）210、电池220、逆变器230、电动机240、以及继电器单元250。
电池220是用于存储变成汽车的电力的电能的电存储源。
BMS210可以检查关于电池220的状态的各种信息，例如，最大瞬时输入/输出功率容许、电池的输出电压、SOC等等，控制电池220的充电/放电，并且执行被连接到电池220的继电器单元250的控制。
继电器单元250可以包括第一主继电器251，该第一主继电器251被连接到电池220的正电极线并且被配置成被导通/切断；第二主继电器252，该第二主继电器252被连接到负电极线并且被配置成被导通/切断；以及辅助继电器253，该辅助继电器253被并联地连接到第一主继电器251。
辅助中继器253是用于防止在电池220和逆变器230之间过电流流动的组件。当检测到过电流时，辅助继电器253可以通过切断第一主继电器251并且导通辅助继电器253通过使用辅助电阻器254来抑制电流。
逆变器230是用于将从电池220传输的DC电力转换成AC电力并且将被转换的AC电力传输到电动机240或者将从电动机240传输的AC电力转换成DC电力并且然后将被转换的DC电力传输到电池220的组件。
此外，电动机240是用于生成被传输到汽车的驱动电力的组件。
由于充电目标汽车300的配置与充电提供汽车200的配置相类似，所以其详细描述将会被省略。
图3是图示根据本发明的示例性实施例的电池充电系统的预充电步骤的框图。
如在图3中所图示，为了通过将电力从充电提供汽车200传输到充电目标汽车300对充电目标汽车300的电池320充电，控制器150、充电提供汽车200的BMS210、以及充电目标汽车300的BMS310首先被连接。相应汽车200和300的BMS210和310和控制器150可以通过诸如控域网（CAN）、FlexRay等等的方法通信。
控制器150可以将电力传输模式信息数据传输到相应汽车200和300的BMS210和310。如在图3中所图示，通过切断所有的第一主继电器251或者351、第二主继电器252或者352、以及辅助继电器253或者353，已经接收到对应的数据的每个汽车的BMS210或者310将电池220或者320与逆变器230或者330隔离。
此外，充电提供汽车200的BMS210可以被切换到电力传输状态，并且充电目标汽车300的BMS310可以被切换到电力接收状态。
当通过相应汽车200和300的BMS210和310和控制器150识别继电器单元250和350的切断状态时，显示单元160可以显示用于连接电池充电系统100的第一连接器120和第二连接器130的信息消息。可替选地，第一连接器120和第二连接器130可以处于连接状态，同时所有的继电器121、122、123b、131、132、以及133b被切断。
第一连接器120可以被连接到充电提供汽车200的电池220的两端，并且第二连接器130可以被连接到充电目标汽车300的电池320的两端。
同时，充电启动和充电数量/充电量的选择可以被输入到显示单元160中或者可选择的界面可以被显示在显示单元160中。在这样的情况下，通过考虑在充电提供汽车200的电池200中充电的电力数量，被显示在显示单元160中的充电数量/电荷量可以被显示在其中能驱动充电提供汽车200的范围内。
当用户选择充电数量或者电荷量并且输入充电启动信号时，控制器150启动充电。这时，控制器150可以首先标识第一连接器120和第二连接器130的连接并且然后启动充电。当第一连接器120和第二连接器130的连接没有被识别时，显示单元160可以显示标识第一连接器120和第二连接器130的连接的消息。
如在图3中所图示，当充电被启动时，控制器150切断第一正电极继电器121和第二正电极继电器131（或者保持切断状态），并且导通第一预充电继电器123b、第二预充电继电器133b、第一负电极继电器122、以及第二负电极继电器132。
因此，在认真开始充电之前，为了防止由于通过电池充电系统100与每个汽车200或者300的每个电池220或者320之间的连接生成的快速电压变化的瞬时过电流，在第一连接器120和第二连接器130中分别执行事先充电第一电容元件127和第二电容元件137的预充电。
可以执行预充电直到第一电容元件127和第二电容元件137被充电有预定的电压值。可替选地，可以执行预充电，直到经过了基于时间常数（τ）乘以每个电容元件127或者137的电容值（C）和每个预充电电阻器123a或者133a的电阻值（R）这样的充电时间。
图4是图示根据本发明的示例性实施例的通过电池充电系统在充电提供汽车和充电目标汽车之间执行充电的状态的框图。
如在图4中所图示，在预充电被完成之后，通过切断第一预充电继电器123b并且接通第一正电极继电器121，控制器150允许从充电提供汽车200的电池220将电力传输到变流器110的输入端子。通过同时切断第二预充电继电器133b并且导通第二正电极继电器131，控制器150允许从变流器110的输出端子将电力传输到充电目标汽车300的电池320。
控制器150可以接收关于诸如从充电提供汽车200的BMS210可传输的电池200的能量、最大瞬时输出容许、输出电压等等的充电提供汽车200的电池的状态的信息。
此外，控制器150可以接收关于诸如从充电目标汽车300的BMS310可接收的电池320的能量、最大瞬时输入容许、输出电压等等的充电目标汽车300的电池的状态的信息。
控制器150可以基于关于从每个汽车的BMS210或者310接收到的电池的状态的信息来控制变流器110的电压转换比并且允许实现电力传输。
电压转换比意指被输出到输出端子的电压与被施加到输入端子的电压的比率。
此外，控制器150可以与每个汽车的BMS210或者310通信并且通过每个BMS210或者310控制每个汽车200或者300的电力传输状态。电力传输状态指的是每个汽车200或者300的电池220或者320的输出电压/电流、被传输的电力数量等等。
另外，控制器150可以接收关于通过功率计170测量的被传输的电力数量的数据。可以将从功率计170传输的电力数量与从每个汽车的BMS210或者310接收到的被传输的电力数量进行比较。此外，控制器150可以通过被传输的电力数量来计算电费。
此外，控制器150可以通过在显示单元160中实时显示关于被传输的电力数量和电费的信息来允许用户识别电力传输状态。
图5是图示根据本发明示例性实施例的电池充电被完成的状态的框图。
如在图5中所图示，当充电目标汽车300的电池320被完全充电时，控制器150通过切断第一正电极继电器121和第一负电极继电器122来断开变流器110和充电提供汽车200的电池220之间的连接，并且通过切断第二正电极继电器131和第二负电极继电器132来断开变流器110和充电目标汽车300的电池320之间的连接，使得可以阻止通过电池充电系统100的电力传输。
此外，控制器150可以向充电目标汽车300的BMS310和充电提供汽车200的BMS210请求停止电力传输和电力充电。因此，充电提供汽车200的BMS210可以停止从电池220输出电力，并且充电目标汽车300的BMS310可以停止从电池320接收电力。
另外，控制器150可以将从功率计170和/或充电提供汽车200和充电目标汽车300的相应的BMS210和310传输的被积累的电力数量和关于基于被积累的电力数量计算的电费的数据传输到显示单元160。
显示单元160可以显示从控制器150接收到的被积累的电力数量和电费以允许用户标识它们。
当最初开始充电时用户选择选择充电数量或者充电量时，达到对应的充电数量或者充电量时的时间可以被认为是充电完成时间。可替选地，可以通过用户的充电停止信号来完成充电。
其后，用户可以通过将第一连接器120与充电提供汽车200的电池220隔离，将第二连接器130与充电目标汽车300的电池320隔离，并且将控制器150与相应的汽车200和300的BMS210和310隔离来完成充电操作。
当由于通过上述配置或者由于其它原因对电动汽车的电池放电而要求充电时，电动汽车可以在没有通过拖车被移向充电设施的情况下从另一相邻的电动汽车接收能量，从而以低成本方便地解决电池充电问题。
此外，由于使用DC/DC变流器，所以与通过将AC电力转换成DC电力对电池充电的传统方法相比较，电力传输效率较高。
在下文中，将会描述根据本发明的示例性实施例的使用电池充电系统的电池充电方法。
图6是图示根据本发明的使用电池充电系统的充电方法的流程图。
如在图6中所图示，为了通过将电力从充电提供汽车200传输到充电目标汽车300对充电目标汽车300的电池320充电，首先控制器150与充电提供汽车200的BMS210和充电目标汽车300的BMS310相连接（步骤S11）。被连接的控制器150和相应的汽车200和300的BMS210和310可以通过诸如CAN等等的方法相互通信。
其后，控制器150可以将电力传输模式信息数据传输到相应的汽车200和300的BMS210和310。
已经接收到对应的数据的每个汽车200或者300的BMS210或者310通过切断所有的第一主继电器251或者351、第二主继电器252或者352、以及辅助继电器253或者352来电隔离电池220或者320与逆变器230或者330（步骤S12）。
此外，电池充电系统100被连接到充电提供汽车200的电池220和充电目标汽车300的电池320（步骤S13）。
具体地，第一连接器120可以被连接到充电提供汽车200的电池220的两端，并且第二连接器130可以被连接到充电目标汽车300的电池320的两端。
第一连接器120和第二连接器130可以被连接，同时所有的继电器121、122、123b、131、132、以及133b被切断。可替选地，当通过相应的汽车200和300的BMS210和310和控制器150标识相应的汽车200和300的继电器单元250和350的切断状态并且在显示单元160中显示用于连接电池充电系统100的第一连接器120和第二连接器130的信息消息时，第一连接器120和第二连接器130可以被连接到每个汽车200或者300的电池220或者320。
控制器150可以同时接收来自充电提供汽车200的BMS210的关于充电提供汽车200的电池的状态的信息和来自充电目标汽车300的BMS310的关于充电目标汽车300的电池的状态的信息（步骤S14）。
这时，关于从充电提供汽车200的BMS210传输的电池的状态的信息可以是电池200的可传输的能量、最大瞬时输出容许、输出电压等等。此外，关于从充电目标汽车300的BMS310传输的电池的状态的信息可以是电池320的可接收的能量、最大瞬时输入容许、输出电压等等。
充电启动的选择和充电数量/充电量可以被输入到显示单元160中或者可选择的界面可以被显示在显示单元160中，并且用户能够通过对应的界面输入或者选择充电数量/充电量（步骤S15）。
在这样的情况下，通过考虑在充电提供汽车200的电池200中充电的电力数量，显示在显示单元160中的充电数量/充电量可以被显示在其中能够驱动充电提供汽车200的范围内。
当用户选择充电数量或者充电量并且输入充电启动信号时，控制器150启动充电。这时，控制器150可以首先标识第一连接器120和第二连接器130的连接并且然后启动充电。当第一连接器120和第二连接器130的连接没有被识别时，显示单元160可以显示第一连接器120和第二连接器130的连接的消息。
当充电被启动时，控制器150切断第一正电极继电器121和第二正电极继电器131（或者保持切断状态）（步骤S16），并且导通第一预充电继电器123b、第二预充电继电器133b、第一负电极继电器122、以及第二负电极继电器132（步骤S17）。
因此，在正式开始充电之前，执行事先充电第一电容元件127和第二电容元件137的预充电（步骤S18）。
预充电是为了防止由于当电池充电系统100被连接到相应的汽车200和300的电池200和320时生成的快速电压变化的瞬时过电流。
可以执行预充电直到第一电容元件127和第二电容元件137被充电有预定的电压值。可替选地，可以执行预充电，直到经过了基于时间常数（τ）乘以每个电容元件127或者137的电容值（C）和每个预充电电阻器123a或者133a的电阻值（R）这样的充电时间。
在预充电被完成之后，控制器150控制使得第一预充电继电器123b和第二预充电继电器133b被切断（步骤S19），并且控制使得第一正电极继电器121和第二正电极继电器131被导通（步骤S20）。
此外，控制器150可以基于从每个汽车200或者300的BMS210或者310接收到的关于电池的状态的信息来控制变流器110的电压转换比，并且允许通过电池充电系统100的介质将电力从充电提供汽车200的电池220传输到充电目标汽车300的电池320（步骤S21）。
在执行充电的过程中，控制器150可以接收从功率计170传输的关于被测量的电力数量的数据。可以将从功率计170传输的电力数量与从相应的汽车200和300的BMS210和310接收到的被传输的电力数量进行比较。此外，控制器150可以通过被传输的电力数量来计算电费。
另外，将被积累的被传输的电力数量和关于其电费的数据从控制器传输到显示单元160，并且显示单元160允许用户通过实时显示关于被积累的被传输的电力数量和电费的信息来允许用户识别电力传输状态（步骤S22）。
控制器150可以通过将被积累的被传输的电力数量和其电费与当启动充电时用户输入或者选择的充电数量/充电量进行比较来确定充电是否被完成（步骤S23）。
即，当被积累的被传输的电力数量和其电费低于由用户输入的充电数量/充电量时，电力传输被继续。当两个值相等时，可以确定充电被完成。
在这样的情况下，可以通过用户的充电停止信号完成充电。
当控制器150确定充电被完成时，控制器150通过切断第一正电极继电器121和第一负电极继电器122来断开变流器110和充电提供汽车200的电池200之间的连接，并且通过切断第二正电极继电器131和第二负电极继电器132来断开变流器110和充电目标汽车300的电池320之间的连接，使得可以阻挡通过电池充电系统100的电力传输（步骤S24）。
此外，控制器150可以分别向充电提供汽车200的BMS210和充电目标汽车300的BMS310请求停止电力传输和电力充电（步骤S25）。因此，充电提供汽车200的BMS210可以停止从电池220输出电力，并且充电目标汽车300的BMS310可以停止从电池320接收电力。
其后，用户可以通过将第一连接器120与充电提供汽车200的电池220隔离，将第二连接器130与充电目标汽车300的电池320隔离，并且将控制器150与相应的汽车200和300的BMS210和310隔离来完成充电操作。
在附图中图示的本发明的上述示例性实施例不应被解释为限制本发明的技术理念。仅通过权利要求限制本发明的范围并且本领域的技术人员能够以各种形式改进和修改本发明的技术理念。因此，只要对本领域的技术人员来说改进和修改是显然的，这样的改进和修改将被包括在本发明的范围中。

Claims (21)

1.一种电池充电系统，包括：
第一连接器，所述第一连接器连接到充电提供汽车的电池的两端；
第二连接器，所述第二连接器连接到充电目标汽车的电池的两端；
变流器，所述变流器连接在所述第一连接器和所述第二连接器之间，并且被配置成转换从所述充电提供汽车的电池通过所述第一连接器传输的电压并且把所转换的电压通过所述第二连接器传输到所述充电目标汽车的电池；以及
控制器，所述控制器被配置成控制所述第一连接器和所述第二连接器的电连接，并且被连接到所述充电提供汽车的电池管理系统（BMS）和所述充电目标汽车的BMS的每一个，从而基于从每个所述BMS传输的关于每个电池的状态信息来控制所述变流器的电压转换比。
2.根据权利要求1所述的电池充电系统，其中所述第一连接器包括：
第一正电极继电器，所述第一正电极继电器被配置成连接所述充电提供汽车的电池的正电极和所述变流器的输入端子的正电极；
第一负电极继电器，所述第一负电极继电器被配置成连接所述充电提供汽车的电池的负电极和所述变流器的输入端子的负电极；
第一电容元件，所述第一电容元件被并联连接到所述变流器的输入端子；以及
第一预充电单元，所述第一预充电单元被并联连接到所述第一正电极继电器，
其中所述第一预充电单元包括第一预充电继电器以及被串联连接到该第一预充电继电器的第一预充电电阻器。
3.根据权利要求2所述的电池充电系统，其中，当所述第一连接器被连接到所述充电提供汽车的电池时，所述控制器通过打开所述第一正电极继电器以断开连接并且闭合所述第一负电极继电器和所述第一预充电继电器来执行在所述第一电容元件中充电预定电压的输入侧预充电，并且当所述输入侧预充电完成时，所述控制器通过闭合所述第一正电极继电器并且打开所述第一预充电继电器来执行从所述充电提供汽车的电池到所述变流器的电力传输。
4.根据权利要求1所述的电池充电系统，其中，所述第二连接器包括：
第二正电极继电器，所述第二正电极继电器被配置成连接所述充电目标汽车的电池的正电极和所述变流器的输出端子的正电极；
第二负电极继电器，所述第二负电极继电器被配置成连接所述充电目标汽车的电池的负电极和所述变流器的输出端子的负电极；
第二电容元件，所述第二电容元件被并联连接到所述变流器的输出端子；以及
第二预充电单元，所述第二预充电单元被并联连接到所述第二正电极继电器和所述第二负电极继电器中的一个，
其中所述第二预充电单元包括第二预充电继电器和被串联连接到该第二预充电继电器的第二预充电电阻器。
5.根据权利要求4所述的电池充电系统，其中，当所述第二连接器被连接到所述充电目标汽车的电池时，所述控制器通过打开所述第二正电极继电器以断开连接并且闭合所述第二负电极继电器和所述第二预充电继电器来执行在所述第二电容元件中充电预定电压的输出侧预充电，并且当所述输出侧预充电完成时，所述控制器通过闭合所述第二正电极继电器并且打开所述第二预充电继电器来执行从所述变流器到所述充电目标汽车的电池的电力传输。
6.根据权利要求1所述的电池充电系统，其中，从所述充电提供汽车的BMS传输的关于所述充电提供汽车的电池的状态信息包含从所述充电提供汽车的BMS可传输的能量、最大瞬时输出电力容许、所述充电提供汽车的电池的输出电压、以及从所述充电提供汽车的电池传输的电力数量中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的电池充电系统，其中，从所述充电目标汽车的BMS传输的关于所述充电目标汽车的电池的状态信息包含从所述充电目标汽车的BMS可接收的能量、最大瞬时输出电力容许、所述充电目标汽车的电池的输入电压、以及向所述充电目标汽车的电池传输的电力数量中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的电池充电系统，进一步包括：
功率计，所述功率计被连接到所述变流器并且被配置成测量从所述充电提供汽车的电池提供给所述充电目标汽车的电池的被传输的电力数量。
9.根据权利要求8所述的电池充电系统，其中所述控制器从所述功率计接收被传输的电力数量并且基于所述被传输的电力数量来计算费用。
10.根据权利要求9所述的电池充电系统，进一步包括：
显示单元，所述显示单元被连接到所述控制器，
其中所述显示单元显示所述被传输的电力数量和/或关于所述费用的信息。
11.根据权利要求1所述的电池充电系统，其中所述变流器是DC/DC变流器，所述DC/DC变流器被配置成接收DC电力并且输出所述DC电力。
12.一种电池充电方法，包括：
分别从充电提供汽车的BMS和充电目标汽车的BMS接收关于充电提供汽车的电池和充电目标汽车的电池的电池状态信息；
通过把设置在所述充电提供汽车的电池与所述变流器的输入端子之间的第一预充电继电器与第一预充电电阻器连接来执行输入侧预充电；
通过把设置在所述充电目标汽车的电池与所述变流器的输出端子之间的第二预充电继电器与第二预充电电阻器连接来执行输出侧预充电；
在所述输入侧预充电结束之后，通过断开所述第一预充电继电器的连接并且闭合第一正电极继电器把电力从所述充电提供汽车的电池传输到所述变流器的输入端子，所述第一正电极继电器被配置成连接所述充电提供汽车的电池和所述变流器的输入端子；
在所述输出侧预充电结束之后，通过断开所述第二预充电继电器的连接并且闭合第二正电极继电器把电力从所述变流器的输出端子传输到所述充电目标汽车的电池，所述第二正电极继电器被配置成连接所述充电目标汽车的电池和所述变流器的输出端子；以及
通过所述控制器，基于所述电池状态信息来控制所述变流器的电压转换比，并且对所述充电目标汽车的电池充电。
13.根据权利要求12所述的电池充电方法，其中，由所述控制器从所述充电提供汽车的BMS接收到的所述电池状态信息包含关于从所述充电提供汽车的BMS可传输的能量、最大瞬时输出电力容许、所述充电提供汽车的电池的输出电压、以及从所述充电提供汽车的电池传输的电力数量中的至少一个的信息。
14.根据权利要求12所述的电池充电方法，其中，由所述控制器从所述充电目标汽车的BMS接收到的所述电池状态信息包含关于可接收的能量、最大瞬时输入电力容许、所述充电目标汽车的电池的输出电压、以及被传输到所述充电目标汽车的电池的电力数量中的至少一个的信息。
15.根据权利要求12所述的电池充电方法，进一步包括：
测量通过所述变流器被提供给所述充电目标汽车的电池的被传输的电力数量。
16.根据权利要求15所述的电池充电方法，进一步包括：
基于所述被传输的电力数量来计算电费。
17.根据权利要求16所述的电池充电方法，进一步包括：
显示关于所述被传输的电力数量和/或电费的信息。
18.根据权利要求17所述的电池充电方法，进一步包括：
在充电被启动之前接收所述被传输的电力数量和/或所述电费，使得事先选择所述被传输的电力数量和/或所述电费。
19.根据权利要求12所述的电池充电方法，进一步包括：
当对所述充电目标汽车的充电完成，断开所述第一预充电继电器、所述第二预充电继电器、第一主继电器以及第二主继电器的连接。
20.根据权利要求12所述的电池充电方法，进一步包括：
当所述充电目标汽车的电池的充电完成，向所述充电提供汽车的BMS和所述充电目标汽车的BMS请求停止电力传输/接收。
21.根据权利要求12所述的电池充电方法，进一步包括：
请求所述充电目标汽车的电池与所述逆变器电隔离和请求所述充电提供汽车的电池与所述逆变器电隔离。
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