CN103828176A - 用于对电动车辆电池进行再充电的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于对具有电池的电动车辆进行再充电的方法，所述电池用于向车辆驱动系统供电。所述方法包括：在第一时间段内以第一电力对所述电动车辆进行再充电；以及在比所述第一时间段短的第二时间段内，以比所述第一电力高的第二电力对所述电动车辆进行再充电。所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述第二时间段内冷却。还提供了对电动车辆进行再充电的其它方法。

Description

用于对电动车辆电池进行再充电的系统和方法

技术领域

本发明大体涉及电动车辆，更具体地涉及用于对电动车辆电池进行再充电的系统和方法。

背景技术

在研发纯电动车辆(仅依靠电动车辆电池运行的电动车辆)时，与具有大众市场吸引力的还包括内燃机的混合动力电动车辆相比存在许多障碍。一个这种障碍是克服作为在车辆到达目的地之前电动车辆电池将用光电荷的担忧的“里程焦虑(range anxiety)”。特别是在交通速度可变的人口密集区域，实际里程随着驾驶员操作而改变，并且频繁地发现实际里程令人担忧地低于预期，而来自无动力外围设备的对电池的需求是恒定的(空调、供暖、照明等…)。即使电动车辆的用户在旅程开始时知晓电池的充电百分比，这种不断变化的里程也妨碍这些用户精确地规划他们的电动车辆的实际运输范围。为了减轻里程焦虑，已尝试通过增加每辆车的电池能量的量来扩大车辆的里程(即，“增程”)。然而，增加每辆车的电池能量的量受到在增加大型电动车辆电池的实际能量密度方面的进展缓慢所限制。另外，尽管使用混合动力电动车辆减轻了里程焦虑，但共同使用电动和燃烧驱动系统导致成本增加，而且无法实现针对零排放和零石油消耗的更广目标。

发明内容

本发明提供一种用于对具有车辆驱动系统所用的电池的电动车辆进行再充电的方法，所述方法包括以下步骤：

在第一时间段内，以第一电力对所述电动车辆进行再充电；以及

在比所述第一时间段短的第二时间段内，以比所述第一电力高的第二电力对所述电动车辆进行再充电，其中该再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以在所述第二时间段内使所述电池冷却。

通过设置诸如车辆例如可以整夜停放在车库的第一时间段和针对高速再充电所配备的路边再充电站的第二时间段等的两个单独再充电时间段，可以减轻里程焦虑。

上述方法的各实施例可以包括以下有利特征中的一个或多个。

第一再充电时间段可以是在没有将任何外部冷却剂传递至所述电动车辆的情况下发生的。第一再充电时间段可以是整夜再充电时间段。第一再充电时间段可以对连接至车辆电池的再充电器使用标准120或240伏供给。所述电动车辆可以是纯电动车辆。所述第一电力可以小于10kW并且可以约为3kW。所述第二电力可以大于100kW并且可以为300kW。所述第一时间段可以大于8小时并且例如约为12小时。所述第二时间段可以小于1小时且优选小于10分钟，并且例如可以为约5分钟。所述第二时间段可以不对所述电池进行完全再充电，而是例如可以将所述电池再充电到特定水平，例如50%的容量以上、优选为80%的容量。所述冷却剂可以是气体或液体。所述冷却剂可以利用现有的电动车辆冷却剂系统，或者优选可以包括在所述第二时间段内的外部冷却。所述冷却剂可以是在第二冷却时间段内以1升/秒以上供给至所述电池的液体。所述冷却剂可以是在第二冷却时间段内以1600立方英尺/分钟以上供给至所述电池的气体。所述冷却剂可以在被供给至所述电池之前由制冷单元进行冷却。

本发明还提供一种能够根据上述方法进行再充电的车辆、以及一种能够在所述第二再充电时间段内对所述电动车辆进行再充电的路边再充电站。

本发明还提供一种用于对具有车辆驱动系统所用的电池的电动车辆进行再充电的方法，所述方法包括以下步骤：

使用路边再充电站来对所述电池进行再充电，其中所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述再充电期间冷却。

本发明还提供一种用于对具有车辆驱动系统所用的电池的电动车辆进行再充电的方法，所述方法包括以下步骤：

在10分钟内将所述电池再充电到至少50%的容量，其中所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述再充电期间冷却。

本发明还提供一种用于对具有车辆驱动系统所用的电池的电动车辆进行再充电的方法，所述方法包括以下步骤：

以100kW以上对所述电池进行再充电，其中所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述再充电期间冷却。

附图说明

通过参考以下附图来说明本发明，其中：

图1a示意性示出根据本发明的实施例的电动车辆电池充电系统；

图1b示出本发明的电动车辆电池充电系统中所使用的电动车辆的替代实施例；

图2示意性示出根据本发明的实施例的充电所用的电动车辆电池；以及

图3针对以20分钟速率进行快速充电的三单元电池示出标绘电池温度相对于时间的图。

具体实施方式

由于难以确定电动车辆的可预测里程并且由于增加大型电动车辆电池的实际能量密度的进展缓慢，因此提高快速路边充电的可用性可以鼓励接受纯电动车辆。如这里所使用的路边被定义为离开公共道路可到达的任何位置。例如，根据如这里所使用的路边的定义，公众可到达的所有加油站均被视为路边。将快速路边充电的可用性与整夜充电(其本身由于无法扩大车辆在途中的里程因此无法减轻里程焦虑)相结合可以进一步提高纯电动车辆的便利性和吸引力。对纯电动车辆的更广泛接受可以实现如下规模经济，其中规模经济可以使电动车辆和对电动车辆电池进行充电所使用的基础能量的成本与传统的内燃驱动车辆或混合动力电动车辆相比减少。

本发明的实施例提供高功率DC电源路边充电站，其中该高功率DC电源路边充电站能够连同用于使电动车辆电池在充电期间冷却的冷却剂一起针对每辆电动车传递高达300kW(例如，关于30kWh电动车辆电池的6分钟充电)以上，以使得电池不会过热(例如，可以预期在6分钟的充电时间内生成高达50kW的热)。诸如使高电压电池的表面或外部冷却等的传统冷却技术可能无法使通过快速充电站对每辆车传递高达300kW以上所生成的热有效率地冷却。由于通过充电所生成的热主要是在电动车辆电池的内部生成的，因此使电动车辆电池的外表面冷却不够有效率，并且在电池堆自身内高的温度梯度可能导致电池损坏和早期故障，这样增加了成本和电池的危险热失控的可能性。

此外，本发明的实施例能够允许在高速率充电期间进行内部电池堆冷却的高效且安全的方法，并且可以提供独特且高度有效的通用热管理系统。另外，由于冷却剂和可选的热交换器位于电动车辆的外部并且是在充电期间施加的，因此这些实施例仅向电动车辆添加最小的车载体积和重量。与专门使用车载冷却系统的电动车辆相比，使冷却剂供给和热交换器位于电动车辆的外部可以扩大电动车辆的里程并且帮助减轻里程焦虑。

有利地，可以修改现有的车载冷却剂系统以提供与本发明的再充电站的外部冷却剂供给的连接。

图1a示意性示出根据本发明的实施例的电动车辆电池充电系统10。系统10包括电动车辆20。在本发明的优选实施例中，电动车辆20是包括电动车辆电池30但不包括内燃机的纯电动车辆。在替代实施例中，电动车辆20可以是混合动力电动车辆并且可以包括与电动车辆电池30协作工作的内燃机。

图2更详细地示出电动车辆电池30的一个典型实施例。电动车辆电池30可以是包括由多个内部通道34分隔开的多个电池单元32的模块化电池，其中这些内部通道34位于电池30内的单元32之间。优选地，通道34至少部分填充有多孔的可压缩互连器36，其中这些可压缩互连器36工作以提供相邻单元32之间的导电互连，同时还使得冷却剂能够在充电期间通过单元32之间的内部通道34以使单元32冷却。在优选实施例中，电池30是通过引用包含于此的美国专利公开号2009/0239130中所公开的电池，其中互连器36和单元32分别是以与美国专利公开号2009/0239130中所公开的互连器和平面单元模块相同的方式形成的。单元32各自包括正电极和负电极，其中正电极连接至正端子39并且负电极连接至负端子40。

在维持使冷却剂在充电期间通过内部通道34以使单元32冷却所用的充足空间的情况下，可压缩互连器36能够由例如保持在可压缩弹性基质中的丝网、金属或碳纤维、或者交织导电垫等的材料制成，其中这些材料具有符合针对在相邻单元板模块表面之间的可压缩柔性电传导互连的要求的足够性能。在图2的例示示例中，六个单元32以堆叠阵列容纳在外壳25内，其中在本实施例中，该外壳25具有矩形截面。尽管仅示出六个单元32，但电池30可以包括互连的几十～几百个单元以构成电压非常高的电池堆。外壳25包括可以自动打开或关闭的输入端和输出端，从而使得冷却剂能够通过通道34。

在替代优选实施例中，互连器36可以不导电和/或导热，而是可以简单地设置在单元32之间以使单元32彼此间隔开从而在单元之间形成通道34。在这些实施例中，单元32可被形成为在其端部具有导电片的绝缘盒，从而使得冷却剂能够通过由互连器36形成的通道34以使单元32冷却。

电源端子39、40经由针对正端子39的内部电源总线28在内部连接至单元模块电池堆的端部，并且导电性的外壳25可以用作向着负端子40的负总线29、或者可以针对负端子40附加设置负总线。外壳25可以配备有外部多引脚连接器37、38，其中外部多引脚连接器37、38可以经由感测线电连接至用于分别监测单元电压和单元温度的电馈通件35。可以针对每个单元30设置一组引脚连接器37、38。为了提供用于对电池30的充电进行控制的单元电压和单元温度信息，多引脚连接器37、38可以将电压和单元温度测量值发送至控制器28(图1a)。

返回参考图1a，电动车辆电池30可以连接至控制器28，其中该控制器28可以判断电池30的状态并且相应地调节电池30的工作和充电。为了在长时间不使用期间对电池30进行充电，电池30可连接至充电器44，其中将该充电器44经由具有插头的软线54插入例如标准120伏或240伏AC电源插座的电源插座56。插座56可以存在于家50或其它住宅或商行的车库52中以供整夜充电，从而使电动车辆电池30满充电或部分充电。从充电器44向电池30延伸的充电线46可以可拆卸地连接至车辆20内的与端子39、40(图2)相连接的电导线24，从而对电动车辆电池30进行满充电或部分充电。由于可以利用电源插座56经由充电器44对电池30进行充电的速率有限，因此在经由电源插座56的整夜充电期间不必将外部冷却剂提供至电池30。

图1b示出本发明的电动车辆电池充电系统10中所使用的电动车辆20’的替代实施例。电动车辆20’是以与图1a所示的电动车辆20相同的方式配置成的；然而，代替如车辆20那样、将充电线46可拆卸地连接至电导线24，将充电线46插入经由电导线124连接至端子39、40(图2)的单独容座122内。

例如，充电器44可以是3kW充电器，并且可以通过对电动车辆电池30充电约8小时来使600V、40Ah、24kWh实施例的完全放电后的电池满充电。乐观来讲，包括电动车辆电池30的600V、40Ah、24kWh实施例的车辆20可以按约4英里/kWh行驶并且可以行驶的里程约为96英里。考虑到电池30的充电寿命的这些限制，针对超出电池30的里程的旅行，可能需要对电池30进行进一步充电。因此，在车辆20的驾驶员需要行驶96英里以上的日子，该驾驶员可能不得不对电池30进行再充电。

为了使得能够在整夜充电或标准充电之间对电动车辆电池30进行快速充电，可能需要沿着公共道路80有策略地配置快速充电站60，以使得在车辆20的驾驶员知晓该驾驶员至少有一点可能需要超过电池30的里程的日子里，该驾驶员能够自信地驾驶车辆20。在优选实施例中，快速充电站60例如是发明人相同且递交日期与本申请相同的、标题为STATION FOR RAPIDLYCHARGING AN ELECTRIC VEHICLE BATTERY且代理人案号为617.1009的共同未决申请中所公开的快速充电站，其全部内容也通过引用包含于此。车辆20例如可以包括与以下共同未决申请中所公开的车辆的特征相似的特征：发明人相同且递交日期与本申请相同的、标题为STATION FOR RAPIDLYCHARGING AN ELECTRIC VEHICLE BATTERY且代理人案号为617.1009的共同未决申请，以及/或者递交日期与本申请相同的、标题为RAPIDCHARGING ELECTRIC VEHICLE AND METHOD AND APPARATUS FORRAPID CHARGING且代理人案号为617.1010的共同未决申请，其全部内容也通过引用包含于此。

快速充电站60可以包括：高功率充电源62，用于对车辆20的电池30进行快速充电；以及冷却剂源64，用于随着利用高功率充电源62对电池30进行快速充电来将冷却剂经由通道34(图2)从内部供给至电池30，其中在优选实施例中，高功率充电源62是高功率DC电源。在优选实施例中，高功率充电源62可以是能够以高速率放电、并且能够利用较廉价且不太可能造成电网中断的非峰值电力进行再充电的电池或超级电容器。车辆20的驾驶员可以抵达任意快速充电站60(为了清楚，在图1a中仅详细示出快速充电站60的其中一个)，停止车辆20并且将快速充电站60的供给线路68的端部上的连接器68c插入车辆20的从车辆20外部可接近的相应容座50内。在图1a所示的实施例中，供给线路68延伸到基部72的外部，并且包括：线缆68a，其连接至高功率充电源62；以及软管68b，其连接至冷却剂源64。驾驶员可以将连接器68c插入车辆20的容座内，以使得连接器68c临时锁定到容座内的适当位置。然后驾驶员可以按下可能位于连接器68c或基部72上的电源按钮，从而指示快速充电站60开始对电池30进行充电。在指示快速充电站60开始充电之后，快速充电站60将来自高功率充电源62的电流和来自冷却剂源64的冷却剂提供至电池30，直到电池30充分充电为止。在本发明的一个优选实施例中，快速充电站60在约6分钟内将高达300kW传递至车辆20，因此可以对电池30的600伏30kWh实施例进行充电。在对电池30的30kWh实施例进行快速充电的约6分钟内，电池30的30kWh实施例的单元32可以生成约50kW的热。在这种快速充电期间没有将冷却剂优选从内部提供至电池30的30kWh实施例的情况下，电池30可能由于不期望的温度上升而变为永久损坏或毁坏。因此，随着从高功率充电源62经由供给线路68和电导线24供给电流，可以从冷却剂源64将充足的冷却剂经由供给线路68和冷却剂导管26泵送至电池30，以吸收电池30所发出的热的一部分并且防止电池30在充电期间被损坏或毁坏。

在特别是针对冷却剂源64所提供的冷却剂是油或其它液体的使用、但也可以是针对所提供的冷却剂是空气或其它气体的情况的替代实施例中，可以在车辆20内的通道34的输出端设置冷却剂返回导管，以使已通过电池30的冷却剂经由供给线路68循环回至冷却剂源64。在该替代实施例中，还可以在车辆20和快速充电站60之间设置与供给线路68一体化或独立于供给线路68的附加返回软管，以使冷却剂再循环回至冷却剂源64。然后，可以向快速充电站60配备热交换器，其中该热交换器用于从再循环后的冷却剂消除电池30内所产生的热。

在另一替代实施例中，代替包括单一供给线路68的快速充电站60，可以将来自高功率充电源62的电流和来自冷却剂源64的冷却剂单独地提供至车辆20，由此在快速充电站60和车辆20之间设置两个单独供给线路。例如，这两个单独供给线路可以是连接至高功率充电源62的线缆和连接至冷却剂源64的软管，其中高功率充电源62具有可移除地安装至与电导线24相连接的电气容座所用的连接插头，以及冷却剂源64具有可移除地安装至与冷却剂导管26相连接的冷却剂容座所用的连接喷嘴。在本发明的进一步实施例中，供给线路可仅用于冷却剂源64，并且高功率充电源62可以经由感应充电或磁共振充电来对电池30进行无线充电。在另一替代实施例中，可以设置单独的冷却剂返回件并且该冷却剂返回件可以连接至快速充电站60内的热交换器。

可以设置控制器70，其中该控制器70用于控制从高功率充电源62供给至电池30的电荷量，并且控制从冷却剂源64供给至电池30(以及在使冷却剂再循环的实施例中返回冷却剂源64)的冷却剂量。随着车辆20连接至快速充电站60以对电池30进行充电，可以使控制器70与电池30的控制器28进行通信，以使得控制器70能够根据电池30的当前状态来调节来自高功率充电源62的电荷供给和来自冷却剂源64的冷却剂供给。例如，在由于天气状况或驾驶车辆20的方式而导致(例如，如图2所示的连接器37、38所测量到的那样)电池30比通常更热或更冷的情况下，可以相应地增减来自冷却剂源64的冷却剂的供给速率和/或温度。此外，在电池30处于部分充电并且仅需进行小量充电的情况下，控制器70能够将来自高功率充电源62的电荷供给限制为最大充电速率以下并且将来自冷却剂源64的冷却剂的流速和/或温度调整为相应值。控制器70可以包括存储器，其中该存储器将要供给的冷却剂的量与所供给的电荷以及可选地还与电池30的温度相关。控制器70例如还可以在计算所传递的电荷和针对路边再充电所要收取的价格方面向路边充电站60的操作员提供用于进行车主应得的量的充电的信息。控制器28还可以向控制器70提供如在电池30处感测到的与电池30的当前化学性质有关的信息，并且控制器70可以基于电池30的化学性质来控制电池30的充电和冷却以使得能够实现用于对电池30进行再充电的最安全协议。例如，较旧的电池30可能无法采用最快的再充电速率或者可能具有略微不同的化学性质，并且快速充电站60可以根据存储在控制器70中的预设化学充电和冷却速率来进行充电。

在一个示例中，电池30是重量为100kg的300伏电动车辆电池，并且在满充电之后可以向车辆20供给30kWh。在该示例中，高功率充电源62以180kW在10分钟内使电池30满充电，并且电池30包括各自的电阻为1毫欧的100个3V单元32。该充电在10分钟内生成约36kW的热(～6kWh)。为了在这种充电期间使电池30充分冷却以维持约45摄氏度的可接受温度，冷却剂源64可以以至少0.73升/秒(44升/分钟)的速率提供(以20摄氏度供给的)油、或者可以以至少1800立方英尺/分钟的速率提供(以0摄氏度供给的)空气。在本行业内，提及电池充电和放电速率使用被称为C速率(C=电池容量)的规范。与电池的大小无关地，与充电或放电有关的1C速率意味着在1小时内使电池满充电或完全放电。例如，C/8速率将表示8小时的充电或放电，并且2C速率将表示半小时的充电或放电。因此，对于在10分钟内进行充电的以上示例，电池30的C速率将为6C。

在另一示例中，为了在6分钟内对电池30的600伏24kWh实施例进行充电，高功率充电源62可以是240kW充电器，从而在6分钟内以600伏(DC)传递400安。由于热损耗大，因此与充电完全高效的情况相比，所传递的电力可能不得不高得多。例如，在存在各自的电阻为1毫欧的各自为3伏的200个单元的情况下，可以生成32kW的热，并且可能需要附加1分钟的充电(总共约7分钟)。

在一个实施例中，代替使用高功率充电源62将电池30满充电到其充电容量的100%，可以利用高功率充电源62在约5分钟内将电池30充电到其充电容量的80%。该80%充电的方法可以防止在电池30的一些单元中出现过电压。然后，在期望的情况下，可以通过在将电池30充电到其充电容量的80%之后逐渐缩减充电源62所供给的电流来实现将电池30的充电容量充电到80%以上。为了在5分钟内将完全放电之后的、具有各自为3伏的200个单元(各自的电阻为1毫欧)的电池30的600伏24kWh实施例充电到80%容量(19.2kwh)，在电池30中将生成2.7kWh的热(5分钟内32kW～107焦耳)。为了在5分钟内充分消除2.7kWh的热，可以使油最小以40升/分钟从内部通过电池30的通道34，或者使空气最小以1600立方英尺/分钟从内部通过电池30的通道34。为了对向冷却剂的热传递中的固有延迟进行补偿，在本发明的优选实施例中，使油或空气以比最小速率高的速率通过。在这些实施例中，对于上述的600伏电池，可以使油以约50～200升/分钟从内部通过电池30的通道34，或者可以使空气以约2000～8000立方英尺/分钟从内部通过电池30的通道34。针对更大或更小的电池的冷却速率可以分别成比例地变高或变低。

在进一步实施例中，可以设置制冷单元66以对用于使电池30冷却的空气或油进行进一步冷却。特别地，制冷单元66对于使空气冷却可以是特别有利的，并且制冷单元66可以使得能够以比约2000～8000立方英尺/分钟低的速率使空气从内部通过电池30的通道34。

在利用快速充电站60对电池30进行充电之后，可以通过使空气通过互连器36来从内部对电池30进行空气冷却或加热。可以使用来自车辆20上的现有车载空调或空气加热系统(HVAC)的吹送空气来供给该空气。例如，在冬季最寒冷的日子里可以使用空气吹送加热以进行高效快速的电池加热，由于电池的容量(因此，驾驶里程)在低温下大量失去因而这是有利的。然后，随着电池加热到正常工作温度，可以使用之后所生成的任何废热(例如，经由小型热泵)来进行空间加热或冷却，由此对否则会浪费的能量进行利用(进一步扩大车辆20的里程)并且对加速和制动瞬变期间电池30的温度上升进行控制。在替代实施例中，在利用快速充电站60对电池30进行充电之后，可以通过从分别利用车载制冷或制热系统冷却或加热后的车载液体热交换器使液体通过互连器36来从内部对电池30进行液体冷却或液体加热，其中该车载制冷或制热系统还可用于控制车辆空间冷却和加热。

在本发明的一个实施例中，冷却剂导管26和冷却剂返回导管(在配备的情况下)可以并入车辆20的HVAC系统。因此，可以在车辆20的运行期间使用冷却剂导管26和冷却剂返回导管以使冷却剂通过通道34(图2)来进行电池20的热管理，然后在快速再充电期间利用快速充电站60所供给并且通过了通道34的冷却剂来使电池30冷却。可以设置切换阀，以交替地使冷却剂导管26和冷却剂返回导管在驾驶期间连接至HVAC系统并且在充电期间连接至供给线路68。

另外，例如，可以将通过使冷却剂通过电池30而从电池30消除的热能转换成车辆20或快速充电站60中的电力。例如，车辆20或车辆20’中的涡轮机或热电装置或者快速充电站60或快速充电站60’中的涡轮机或热电装置可以连接至通道34的出口以再俘获电池30的下游的冷却剂中的能量。

在优选实施例中，电池30包含基本允许高充电速率的纳米级颗粒。这些纳米级颗粒可以被碳的薄层包覆。例如，单元32的阳极可以由锂钛氧化物(LTO)纳米颗粒构成并且单元32的阴极可以由磷酸锂铁(LFP)纳米颗粒构成，从而可以以高达3分钟的速率(即，20C速率)对电池30进行快速再充电并且还可以循环几千次由此在车辆20或20’的使用寿命期间不再需要电池更换。例如，在结合对电池30的温度上升进行限制的本发明的情况下在电池30中使用这些纳米颗粒可以使得能够对电池30进行大于10,000次的快速充电，并且在里程为100英里的情况下，电池30的寿命理论上为1,000,000英里以上。这种电池长寿将产生针对电池30的例如用于新的车辆中的高残值。这种电池长寿还将通过减少电池原材料进口及其处理为美国提供环境和战略上的好处。

利用冷却剂源64还可以供给除空气或油以外的冷却剂。例如，可以使用具有最佳热容量的可流动液体或气态材料。可以向冷却剂供给添加剂以提高热交换性能。在一个优选实施例中，冷却剂是电绝缘的。

本发明的实施例还可以应用于受益于利用非车载或外部冷却进行快速充电的混合动力电动车辆和其它大型电池应用。例如，可以使用快速充电站来对火车、飞机以及军事车辆(包括诸如大型机器人、坦克、无人驾驶飞机、M777榴弹炮和轨道炮等的武器装备和战场应用)进行充电和冷却，所有这些均可受益于快速电池再充电的能力，其中所供给的冷却剂的量与电池的大小和再充电的期望速度成比例。如这里所使用的，将车辆广泛地定义为包括任意机械化设备。

在可以特别用于军事应用的进一步实施例中，可以将快速充电站60、60’形成为移动充电站(所谓的机器骡)，其中在可能无法接近固定的快速充电站的情形下可以使这些移动充电站到处移动。因此，这些移动充电站可以与例如坦克、飞机或卡车等的车辆一体化，可以移动到车辆上，以及/或者可以利用车辆来移动。

图3针对以20分钟速率(即，3C速率)进行快速充电的三单元电池示出标绘电池芯温度相对于时间的图。该三单元电池包括位于单元之间的导电性的互连器36(图2)。线200标绘在冷却剂没有流经互连器36的情况下三单元电池的温度相对于时间，并且线202标绘在使冷却剂以1升/分钟的速率经由互连器36泵送至电池的情况下三单元电池的温度相对于时间。在该实验中，所使用的冷却剂是商用热传递流体即Paratherm LR(工作范围宽(即，-50～230摄氏度之间)的链烷烃)。Paratherm LR的比电阻约为10E14ohm cm，并且介电击穿电压(按照ASTM D1816-04，0.1英寸的间隙)超过22kV，这足以防止由于例如还将导致低效率充电的短路而对电池的电组件造成损坏。该图示出将冷却剂泵送至电池内对电池的温度进行限制。如图3所示，在没有进行冷却的情况下，电池从22摄氏度起在约4分钟内被加热为30摄氏度并且在约11分钟内被加热为约39摄氏度。作为对比，在将冷却剂泵送经过电池的情况下，在对电池加热了11分钟之前，该电池没有达到30摄氏度。因此，冷却后的电池的温度上升小于未经冷却的电池的温度上升的一半(8摄氏度相对于17摄氏度)。在以下的图表中示出Paratherm LR的更多性质。

在前述说明中，已参考特定典型实施例及其示例说明了本发明。然而，显而易见，在没有背离如所附权利要求书所陈述的本发明的较宽精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种变形和改变。因此，本说明书和附图应被视为例示性的方式而非限制性的含义。

Claims (19)

1.一种用于对具有电池的电动车辆进行再充电的方法，所述电池用于向车辆驱动系统供电，所述方法包括以下步骤：

在第一时间段内，以第一电力对所述电动车辆进行再充电；以及

在比所述第一时间段短的第二时间段内，以比所述第一电力高的第二电力对所述电动车辆进行再充电，其中该再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以在所述第二时间段内使所述电池冷却。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，再充电的第一时间段是在未将任何外部冷却剂传递至所述电动车辆的情况下发生的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，再充电的第一时间段是整夜再充电时间段。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，再充电的第一时间段使用标准120伏或240伏电连接以对所述电动车辆的电池进行再充电。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电动车辆是纯电动车辆。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一电力小于10kW。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二电力大于100kW。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一时间段至少为8小时。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二时间段小于1小时。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二时间段小于10分钟。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二时间段将所述电池充电到至少50%的容量。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷却剂利用现有的电动车辆冷却剂系统。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷却剂是以100立方英尺/分钟以上所供给的气体。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷却剂是以0.1升/秒以上所供给的液体。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷却剂在被供给至所述电池之前由制冷单元进行冷却。

16.一种车辆，其根据权利要求1所述的方法进行再充电。

17.一种路边再充电站，其能够在再充电的第二时间段内对根据权利要求16所述的电动的车辆进行再充电。

18.一种用于对具有电池的电动车辆进行再充电的方法，所述电池用于向车辆驱动系统供电，所述方法包括以下步骤：

使用路边再充电站来对所述电池进行再充电，其中所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述再充电期间冷却。

19.一种用于对具有电池的电动车辆进行再充电的方法，所述电池用于向车辆驱动系统供电，所述方法包括以下步骤：

在10分钟内将所述电池再充电到至少50%的容量，其中所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述再充电期间冷却。

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