CN107054113A - 一种电动汽车一体化快充充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车一体化快充充电方法包括：1)电量检测装置检测电动汽车上蓄电池的剩余电量达到最低临界值时，发送电量不足信号给主控装置，主控装置接收信号并发送送电指令，大容量移动电源开始为蓄电池充电；其中，大容量移动电源的最大电容量为100KW/H，该大容量蓄电池能一次性存储充满电量或者每次按需存储电量；2)主控装置控制温度传感器检测蓄电池的当前温度；3)通过电量检测装置中的温控元件调控蓄电池的当前温度至预设范围值内；4)主控装置控制电量检测装置监测蓄电池的当前电量，当蓄电池的当前电量达到预设充电量后，主控装置控制大容量移动电源停止供电。

Description

一种电动汽车一体化快充充电方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车一体化快充充电方法。

背景技术

随着人们环保意识的增强，电动汽车作为交通工具开始逐渐普及，同时能够给电动汽车便捷充电的方法和装置成为电动汽车使用者关注的一个焦点。

电动汽车充电，按充电速度可分为快速充电与慢速充电。电动汽车快速充电俗称快充，快速充电的原理是提高充电电压或电流的输入值，可以像给汽车加油一样，可对电池首先激活，然后进行维护式快速充电，适用于所有电动汽车。但是快速充电过程中电池内部产生的气体和热量，在正常情况下能够达到平衡，如果充电电压过高，电池内部的化学反应加速，则平衡将被破坏，对电动汽车电池及电瓶造成损害。一般来说充电器正常充电，电池可用2至3年左右，而目前所用的快速充电站比恒流恒压的充电器的电流高了近10倍，严重超过电动汽车现有电池设计的充电负荷，会伤害到电池内部构造。电动汽车慢速充电俗称慢充，一般充电时间为3-4个小时。慢充的充电速度不及快充，但是能够弥补快充的不足，不会对电池和电瓶造成伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车一体化快充充电方法，能够对电动汽车实现快速充电，同时能够减小对车载蓄电池的损坏。

本发明的一种电动汽车一体化快充充电方法，包括以下步骤：

步骤1)电量检测装置检测电动汽车上蓄电池的剩余电量达到最低临界值时，发送电量不足信号给所述主控装置，所述主控装置接收信号并发送送电指令，大容量移动电源开始为所述蓄电池充电；其中，所述大容量移动电源的最大电容量为100KW/H，该大容量蓄电池能一次性存储充满电量或者每次按需存储电量；

步骤2)所述主控装置控制温度传感器检测所述蓄电池的当前温度；

步骤3)通过电量检测装置中的温控元件调控所述蓄电池的当前温度至预设范围值内；

步骤4)所述主控装置控制所述电量检测装置监测所述蓄电池的当前电量，当所述蓄电池的当前电量达到预设充电量后，所述主控装置控制所述大容量移动电源停止供电。

进一步地，步骤3)中，所述温控元件调节所述蓄电池的当前温度时，根据所述温控元件中存储的充电电流与蓄电池温度对照信息进行自动调节，具体为：

所述温控元件识别当前蓄电池能够达到的最大安全温度以及在该温度下可达到的最大充电电流，并将所述蓄电池的当前充电电流调节至所述最大充电电流。

进一步地，步骤2)中，当所述温度传感器检测到所述蓄电池的当前温度超出最高临界值时，发送反馈信息给所述主控装置，所述主控装置接收信息并启动降温设备对所述蓄电池进行紧急降温。

进一步地，所述降温设备包括相变降温材料层以及干冰降温层；

将所述蓄电池放置在侧壁内填充有相变降温材料的蓄电池盒内，在所述蓄电池盒的外部套设干冰存储盒，所述干冰存储盒上同时配设有干冰制造机；使用所述相变降温材料对所述蓄电池进行降温，同时，外部的干冰层吸收所述相变材料吸收的所述蓄电池释放的热量对所述相变降温材料进行降温。

进一步地，所述相变降温材料的主要原料包括六水氯化钙80-90％、六水氯化锶5％-10％、、氯化钠5％-10％，具体制备方法为：

将上述质量分数的原料混合加1％-2％的水配置成混合溶液，并在60-80℃的恒温水浴中加热并不断地搅拌，直至全部熔融变成透明液体；之后在4-6℃的低温下结晶，得到所述相变降温材料。

进一步地，步骤3)中，当所述降温设备对超出最高临界值的所述蓄电池降温1分钟之后还未降温至最高临界值或者最高临界值以下时，发出紧急断电信号，所述主控装置接收所述紧急断电信号并启动紧急断电装置，停止对所述蓄电池充电。

进一步地，步骤1)中，所述蓄电池包括第一非水电解质电池、第二非水电解质电池以及控制部；

所述第一非水电解质电池能够吸附释放锂离子，含有石墨粉末，平均粒子直径大于2微米；

所述第二非水电解质电池是能够吸附锂离子，电位为0.5-0.6Vvs.Li/Li⁺、一次粒子的平均粒子直径大于1微米、并含钛金属氧化物的负极活性物质；

所述控制部至少在未从外部向所述第二非水电解质电池供电的情况下，断续地使所述第一非水电解质电池与第二非水电解质电池连接，所述第二非水电解质电池的充放电深度为10-90％。

进一步地，所述第二非水电解质电池的充电深度处于50-100％范围内时，以恒电流恒电压的控制方式从所述第二非水电解质电池向所述第一非水电解质电池充电；

所述第二非水电解质电池的充电深度降低至小于40％时，以恒电压控制方式从所述第一非水电解质电池向所述第二非水电解质电池充电。

进一步地，步骤2)中，所述温度传感器为非接触式温度传感器。

进一步地，步骤3)中，所述温控元件为突跳式温控器，在所述主控装置上设置遥控所述突跳式温控器自动复位的复位开关，当所述降温装置对所述蓄电池降温至预设温度后，所述温控元件将降温完成信息反馈给所述主控装置，所述主控装置控制所述突跳式温控器的内部触点自动复位。

本发明提供的一种电动汽车一体化快充充电方法，随车携带大容量移动电源，其容量最大值可达到100KW/H，为电动汽车提供动力的蓄电池上配设有电量检测装置，当检测到蓄电池的电量不足时会发出电量不足信号，主控装置接收信号并控制大容量移动电源向蓄电池快速充电，同时为了减小对蓄电池的损耗，温控元件根据蓄电池的安全范围值对当前充电蓄电池进行温度调节，确保蓄电池在充电过程中不会因为过热导致本身寿命急剧缩短的情况发生。这样，不仅能够保证电动汽车在行进过程中独立充电，而且在快速充电过程中不会对蓄电池产生致命性的损害，确保电动汽车能够进行长距离不间断行驶同时延长了蓄电池的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提供的电动汽车一体化快充充电方法中的系统示意图；

图2为本发明提供的电动汽车一体化快充充电方法中的降温装置的结构示意图。

1.蓄电池，2.蓄电池盒，3.相变降温材料，4.干冰存储盒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行说明。

本发明的一种电动汽车一体化快充充电方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤1)电量检测装置检测电动汽车上蓄电池的剩余电量达到最低临界值时，发送电量不足信号给所述主控装置，所述主控装置接收信号并发送送电指令，大容量移动电源开始为所述蓄电池充电；其中，所述大容量移动电源的最大电容量为100KW/H，该大容量蓄电池能一次性存储充满电量或者每次按需存储电量；

步骤2)所述主控装置控制温度传感器检测所述蓄电池的当前温度；

步骤3)通过电量检测装置中的温控元件调控所述蓄电池的当前温度至预设范围值内；

步骤4)所述主控装置控制所述电量检测装置监测所述蓄电池的当前电量，当所述蓄电池的当前电量达到预设充电量后，所述主控装置控制所述大容量移动电源停止供电。

其中，电量检测装置可是由市售采购获得，可以使用常用的智能电量监测仪。优选电量检测装置为电量检测芯片，该电量检测芯片优选采用BQ27x00系统，提供了诸如电量剩余状态、剩余运行时间等信息。主机在任何时候都可以询问到这种信息，并由主机来决定是通过LED还是通过屏幕显示消息来通知最终用户有关电池的信息。

主控装置作为主机可以是设在驾驶台前方的一个移动式控制后台，配设有显示屏，数字信息以及图像信息都在该显示屏上显示。

温度传感器为非接触式温度传感器，测量上限不受感温元件耐温程度的限制，因而对最高可测温度原则上没有限制。优选采用美国omega的OS136-1-K型号。

温控元件为突跳式温控器，在主控装置上设置遥控突跳式温控器自动复位的复位开关，当降温装置对蓄电池降温至预设温度后，温控元件将降温完成信息反馈给主控装置，主控装置控制突跳式温控器的内部触点自动复位。

随车携带的100KW/H的大容量移动电源能够满足电动汽车在较长时间段的远距离行驶，根据目前电动汽车的功率和能耗推算，24-25KW/H的电能能够供电动汽车行驶130-150km，那也就是说，100KW/H的电能能够供电动汽车最远行驶600km，这基本能够满足部分中远距离驾驶员的行程需求。该大容量移动电源可以是由四个25KW/H的蓄电池串联构成，也可以是一个大型的独立蓄电池。

在充电时，大容量移动电源和车载蓄电池之间可以通过USB插口连接，也可以通过电源插孔连接。

该大容量移动电源在放电时，包括常温启动和低温启动。

常温起动容量：电解液温度为30℃时，以3倍额定容量电流连续放电至规定的终止电压时，所输出的电量，其放电持续时间应在5min以上。

低温起动容量：电解液温度为-18℃时，以3倍额定容量的电流连续放电至规定终止电压时所放出的电量，其放电持续时间应在2.5min以上。

同时，在快充的同时，蓄电池内部会产生大量的热量从而损害蓄电池的内部结构，在蓄电池上设置温控元件监控充电蓄电池的当前温度，对当前的温度超出预设临界值的，温控元件及时进行降温调控，保证蓄电池在安全温度范围内进行充电，以确保蓄电池的使用寿命在预设周期内。

为了能够更加准确地对蓄电池进行温度调节，在所述温控元件中设置存储模块，其中存储有按照既定程序编写的充电电流与蓄电池温度对照信息，根据该对照信息温控元件能够对充电蓄电池进行自动调节。

该对照信息具体是：温控元件识别当前蓄电池能够达到的最大安全温度以及在该温度下可达到的最大充电电流，并将蓄电池的当前充电电流调节至所述最大充电电流。

这样不仅能够保证蓄电池在安全温度范围内进行充电，而且能够以最大的安全充电速度进行充电，促使蓄电池能够被快速充满。

当充电较长时间后，蓄电池的温度有可能突然变化较大，甚至超出温度最高临界值，此时需要对蓄电池进行紧急降温。

如图2所示，紧急降温需要在蓄电池1上设置降温设置，为了能够更高效地对蓄电池1进行降温，该降温设备降相变降温材料3和干冰制造机结合使用，具体为，将蓄电池1放置在侧壁内填充有相变降温材料3的蓄电池盒2内，在蓄电池盒2的外部套设干冰存储盒4，干冰存储盒4上同时配设有干冰制造机，该干冰制造机的动力来源于车载蓄电池1；使用相变降温材料3对蓄电池1进行降温，同时，外部的干冰层吸收相变降温材料3吸收的蓄电池1释放的热量对相变降温材料3进行降温。

所述相变降温材料的主要原料包括六水氯化钙80-90％、六水氯化锶5％-10％、、氯化钠5％-10％，具体制备方法为：

将上述质量分数的原料混合加1％-2％的水配置成混合溶液，并在60-80℃的恒温水浴中加热并不断地搅拌，直至全部熔融变成透明液体；之后再4-6℃的低温下结晶，得到所述相变降温材料。

该相变降温材料的相变温度在24-31℃之间可调，相变潜热在120-170J/g之间，过冷度小于10℃，相变过程可逆。

六水氯化钙83％、六水氯化锶0.04％、、氯化钠8％，增稠剂2％，还包括2％的水。根据该组份制成的相变降温材料其相变温度为26℃，相变潜热为150J/g。

优选该相变降温材料的主要原料的组份为：

17g六水氯化钙GaCl2·6H2O、0.75g成核剂六水氯化锶SrCl2·6H2O、0.5g熔点调节剂氯化钠NaCl、增稠剂羟甲基纤维素钠(carboxymethylcellulose sodium，NaCMC)0.25g以及水2.5g。

将上述原料混合并配制成溶液，然后置于80℃的恒温水浴中加热，并不断地搅拌直至原料全部熔融溶液变成透明液体。接着，将透明液体置于4℃的低温下结晶，完成初始能量的储存与释放，得到相变材料。制得的相变材料的相变温度为31℃，相变潜热为168J/g。

当降温设置对超出最高临界值的蓄电池降温1分钟之后还未降温至最高临界值或者最高临界值以下时，降温设备会发出紧急断电信号，主控装置接收该紧急断电信号并启动紧急断电装置，对蓄电池停止充电，这样能够提高蓄电池的充电安全性。

优选，该蓄电池可以为能够快速充电也能快速放电的双向蓄电池，包括第一非水电解质电池、第二非水电解质电池以及控制部；

第一非水电解质电池能够吸附释放锂离子，含有石墨粉末，平均粒子直径大于2微米；

第二非水电解质电池是能够吸附锂离子，电位为0.5-0.6Vvs.Li/Li⁺、一次粒子的平均粒子直径大于1微米、并含钛金属氧化物的负极活性物质；

控制部至少在未从外部向第二非水电解质电池供电的情况下，断续地使第一非水电解质电池与第二非水电解质电池连接，第二非水电解质电池的充放电深度为10-90％。

第二非水电解质电池的充电深度处于50-100％范围内时，以恒电流恒电压的控制方式从第二非水电解质电池向第一非水电解质电池充电；

第二非水电解质电池的充电深度降低至小于40％时，以恒电压控制方式从第一非水电解质电池向第二非水电解质电池充电。

以上，虽然说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式只是作为例子提出的，并非用于限定本发明的范围。对于这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换、及变更。这些实施方式和其变形，包含于本发明的范围和要旨中的同时，也包含于权利要求书中记载的发明及其均等范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)电量检测装置检测电动汽车上蓄电池的剩余电量达到最低临界值时，发送电量不足信号至主控装置，所述主控装置接收信号并发送送电指令，大容量移动电源为所述蓄电池开始充电；其中，所述大容量移动电源的最大电容量为100KW/H，该大容量蓄电池能一次性存储充满电量或每次按需存储电量；

步骤2)所述主控装置控制温度传感器检测所述蓄电池的当前温度；

步骤3)通过电量检测装置中的温控元件调控所述蓄电池的当前温度至预设范围值内；

步骤4)所述主控装置控制所述电量检测装置监测所述蓄电池的当前电量，当所述蓄电池的当前电量达到预设充电量后，所述主控装置控制所述大容量移动电源停止供电。

2.如权利要求1所述的电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，

步骤3)中，所述温控元件调节所述蓄电池的当前温度时，根据所述温控元件中存储的充电电流与蓄电池温度对照信息进行自动调节，具体为：

所述温控元件识别当前蓄电池能够达到的最大安全温度以及在该温度下可达到的最大充电电流，并将所述蓄电池的当前充电电流调节至所述最大充电电流。

3.如权利要求2所述的电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，

步骤2)中，当所述温度传感器检测到所述蓄电池的当前温度超出最高临界值时，发送反馈信息给所述主控装置，所述主控装置接收信息并启动降温设备对所述蓄电池进行紧急降温。

4.如权利要求3所述的电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，

所述降温设备包括相变降温材料层以及干冰降温层；

将所述蓄电池放置在侧壁内填充有相变降温材料的蓄电池盒内，在所述蓄电池盒的外部套设干冰存储盒，所述干冰存储盒上同时配设有干冰制造机；使用所述相变降温材料对所述蓄电池进行降温，同时，外部的干冰层吸收所述相变材料吸收的所述蓄电池释放的热量对所述相变降温材料进行降温。

5.如权利要求4所述的电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，

所述相变降温材料的主要原料包括六水氯化钙80-90％、六水氯化锶5％-10％、、氯化钠5％-10％，具体制备方法为：

将上述质量分数的原料混合加1％-2％的水配置成混合溶液，并在60-80℃的恒温水浴中加热并不断地搅拌，直至全部熔融变成透明液体；之后在4-6℃的低温下结晶，得到所述相变降温材料。

6.如权利要求2所述的电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，

步骤3)中，当所述降温设备对超出最高临界值的所述蓄电池降温1分钟之后还未降温至最高临界值或者最高临界值以下时，发出紧急断电信号，所述主控装置接收所述紧急断电信号并启动紧急断电装置，停止对所述蓄电池充电。

7.如权利要求1所述的电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，

步骤1)中，所述蓄电池包括第一非水电解质电池、第二非水电解质电池以及控制部；

所述第一非水电解质电池能够吸附释放锂离子，含有石墨粉末，平均粒子直径大于2微米；

所述第二非水电解质电池是能够吸附锂离子，电位为0.5-0.6Vvs.Li/Li⁺、一次粒子的平均粒子直径大于1微米、并含钛金属氧化物的负极活性物质；

所述控制部，至少在未从外部向所述第二非水电解质电池供电的情况下，断续地使所述第一非水电解质电池与第二非水电解质电池连接，所述第二非水电解质电池的充放电深度为10-90％。

8.如权利要求7所述的电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，

所述第二非水电解质电池的充电深度处于50-100％范围内时，以恒电流恒电压的控制方式从所述第二非水电解质电池向所述第一非水电解质电池充电；

所述第二非水电解质电池的充电深度降低至小于40％时，以恒电压控制方式从所述第一非水电解质电池向所述第二非水电解质电池充电。

9.如权利要求1所述的电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，

步骤2)中，所述温度传感器为非接触式温度传感器。

10.如权利要求1所述的电动汽车一体化快充充电方法，其特征在于，

步骤3)中，所述温控元件为突跳式温控器，在所述主控装置上设置遥控所述突跳式温控器自动复位的复位开关，当所述降温装置对所述蓄电池降温至预设温度后，所述温控元件将降温完成信息反馈给所述主控装置，所述主控装置控制所述突跳式温控器的内部触点自动复位。