CN108933462A - 一种电动汽车电池充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车电池充电装置或方法，所述电动汽车的电池包括串联的n个电池单元，所述充电装置包括市电接口以及电源转换单元以将市电转换为充电电压，所述充电装置还包括：充电电压设置单元，被配置控制所述电源转换单元以设置所述充电电压。本发明尤其适用于电动汽车的多个串联电池单元的充电过程。

Description

一种电动汽车电池充电装置
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，具体而言，涉及一种电动汽车电池充电装置。
背景技术
随着电动汽车的种类不同而略有差异。在仅装备蓄电池的纯电动汽车中，蓄电池的作用是汽车驱动系统的惟一动力源。而在装备传统发动机(或燃料电池)与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。可见在低速和启动时，蓄电池扮演的是汽车驱动系统主要动力源的角色；在全负荷加速时，充当的是辅助动力源的角色；在正常行驶或减速、制动时充当的是储存能量的角色。
已知在对包含多个充电电池的多串联电池组进行充电的情况下，在一个充电电池达到充满电状态时，无论其他充电电池的充电状态(stateof charge：SOC)如何，充电都结束。 然而，由于一般各充电电池的充电状态(SOC)互不相同，因此，对于除达到充满电状态的充电电池以外的充电电池仍能进行充电，即，存在以下问题：在充电结束时，会发生各充电电池的充电状态(SOC)变得不平衡的状 况，整个电池组无法蓄积充足的电力。因此，可以考虑采用对每个充电电池检测出已达到充满电状态后分别 结束充电的技术、或等待所有的充电电池都达到充满电状态后再结束充电 的技术，使得各充电电池的充电状态(SOC)不会变得不平衡。另外，还已知有例如对每个电池分别只进行一定时间的充电的技术 然而，在采用对每个充电电池检测出已达到充满电状态后分别结束充 电的技术的情况下，存在以下两个问题：即，必须分别准备充电电路；以 及在达到充满电状态之前，一个充电电池的发热会对其他充电电池造成影 响，从而导致无法正确地对其他充电电池达到充满电状态的情况进行检测。另外，在采用等待所有的充电电池都达到充满电状态后再结束充电的 技术的情况下，存在以下问题：即，先达到充满电状态的充电电池处于过 充电状态，从而会使处于过充电状态的充电电池发生劣化。
而且，对于串联的电动汽车的电池单元的充电电压的设定往往不能够贴近电池的实际情况。
发明内容
本发明提出了一种电动汽车电池充电装置，所述电动汽车的电池包括串联的n个电池单元，所述充电装置包括市电接口以及电源转换单元以将市电转换为充电电压，所述充电装置还包括：充电电压设置单元，被配置控制所述电源转换单元以设置所述充电电压。所述充电电压设置单元根据下式设置所述充电电压：充电电压=总电池电压+（满充电电压- 最大电池电压）* n，并且所述充电电压设置单元还设置使得所述充电电压不超过一充电阈值，所述充电阈值=满充电电压*n-（最大电池电压-最小电池电压）*n。
优选的，所述充电装置还包括：电压检测器，被配置为检测总电池电压以及每个电池单元的电压。
优选的，所述充电装置还包括：还包括比较运算器，所述比较运算器被配置为对所述充电电压、总电池电压以及每个电池单元的电压执行比较操作。
优选的，所述电池具有橄榄石结构的正电极活性材料。
本发明另一方面提供一种电动汽车电池充电方法，所述电动汽车的电池包括串联的n个电池单元，所述方法包括使用充电装置对所述电池充电，所述充电装置包括市电接口以及电源转换单元以将市电转换为充电电压，其特征在于，所述方法还包括：通过充电电压设置单元配置控制所述电源转换单元以设置所述充电电压。
优选的，所述充电电压设置单元根据下式设置所述充电电压：充电电压=总电池电压+（满充电电压 - 最大电池电压）* n，并且所述充电电压设置单元还设置使得所述充电电压不超过一充电阈值，所述充电阈值=满充电电压*n-（最大电池电压-最小电池电压）*n。
优选的，所述充电装置还包括：电压检测器，被配置为检测总电池电压以及每个电池单元的电压。
优选的，所述充电装置还包括：还包括比较运算器，所述比较运算器被配置为对所述充电电压、总电池电压以及每个电池单元的电压执行比较操作。
优选的，所述电池具有橄榄石结构的正电极活性材料。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明 ，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
实施例一。
本实施例提出了一种电动汽车电池充电装置，所述的汽车可包括任何乘客或商用汽车，例如轿车，汽车，卡车，运动型多功能车，交叉车，货车，小型货车，出租车，公共汽车等，所述电动汽车的电池包括串联的n个电池单元，所述充电装置包括市电接口以及电源转换单元以将市电转换为充电电压，所述充电装置还包括：充电电压设置单元，被配置控制所述电源转换单元以设置所述充电电压。在本实施例中所述充电电压设置单元根据下式设置所述充电电压：
充电电压=总电池电压+（满充电电压 - 最大电池电压）* n，这里的充电电压即设定的充电电压，最大电池电压指多个串联的电池单元中的电压最大的电池单元的电池电压，满充电电压指单个电池单元充满时的电池电压，其可以通过经验值获得。总电池电压为目前全部的电池单元的电压的总和。也就是说，该充电的电压随着充电的过程而增长。当然该充电电压不能无限增长，因此所述充电电压设置单元还设置使得所述充电电压不超过一充电阈值，所述充电阈值=满充电电压*n-（最大电池电压-最小电池电压）*n。这里的最大电池电压和最小电池电压分别指的是多个电池单元中最大和最小的电压的电池的电池电压，这样设置使得充电阈值受单体电池的电压差影响而进行，当出现单体电压差较大时，使得充电电压不被设置的过高而保护整个电池组。
优选的，所述充电装置还包括：电压检测器，被配置为检测总电池电压以及每个电池单元的电压。
优选的，所述充电装置还包括：还包括比较运算器，所述比较运算器被配置为对所述充电电压、总电池电压以及每个电池单元的电压执行比较操作。
优选的，所述电池具有橄榄石结构的正电极活性材料。
实施例二。
本实施例提供一种电动汽车电池充电方法，所述电动汽车的电池包括串联的n个电池单元，所述方法包括使用充电装置对所述电池充电，所述充电装置还包括：充电电压设置单元，被配置控制所述电源转换单元以设置所述充电电压。在本实施例中所述充电电压设置单元根据下式设置所述充电电压：
充电电压=总电池电压+（满充电电压 - 最大电池电压）* n，这里的充电电压即设定的充电电压，最大电池电压指多个串联的电池单元中的电压最大的电池单元的电池电压，满充电电压指单个电池单元充满时的电池电压，其可以通过经验值获得。总电池电压为目前全部的电池单元的电压的总和。也就是说，该充电的电压随着充电的过程而增长。当然该充电电压不能无限增长，因此所述充电电压设置单元还设置使得所述充电电压不超过一充电阈值，所述充电阈值=满充电电压*n-（最大电池电压-最小电池电压）*n。这里的最大电池电压和最小电池电压分别指的是多个电池单元中最大和最小的电压的电池的电池电压，这样设置使得充电阈值受单体电池的电压差影响而进行，当出现单体电压差较大时，使得充电电压不被设置的过高而保护整个电池组。
优选的，所述充电装置还包括：电压检测器，被配置为检测总电池电压以及每个电池单元的电压。所述充电装置还包括：还包括比较运算器，所述比较运算器被配置为对所述充电电压、总电池电压以及每个电池单元的电压执行比较操作。
优选的，所述电池具有橄榄石结构的正电极活性材料。因为磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质，因此拥有良好的安全性。有报告指出，实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象，但未出现一例爆炸事件，而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸现象。虽然如此，其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池，已大有改善。长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电（5小时率）使用，可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1~1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，理论寿命将达到7~8年。综合考虑，性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广（-20C--+75C），有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。具有比普通电池（铅酸等）更大的容量。5AH-1000AH（单体）可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。并且该电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有金属），无毒（SGS认证通过），无污染，符合欧洲RoHS规定，为绝对的绿色环保电池证。所以锂电池之所以被业界看好，主要是环保考量，因此该电池又列入了“十五”期间的“863”高科技发展计划。
实施例三。
本实施例提供一种充电控制方法，包括：通过充电电压提供单元为蓄电单元提供最大充电电压，其中，所述蓄电单元包括多个电池单元，并且其中提供所述最大充电电压并且满足等式（1）下面：最大充电电压=总电池电压+（完全充电电压 - 最大电池电压）* n（1）其中n表示串联连接的电池单元的总数。以及运用该充电方法的一种蓄电装置，包括：蓄电单元，包括多个电池单元；充电电压提供单元，用于为蓄电单元提供最大充电电压，其中最大充电电压满足下面的等式（1）：最大充电电压=总电池电压+（完全充电电压 - 最大电池电压）* n（1）其中n表示串联连接的电池单元的总数。并且配置了一种电力系统，包括前述的蓄电装置，其中，所述电力系统被配置为基于由被配置为通过网络发送和接收信号的电力信息收发器接收的信息来控制所述电力存储装置的充电和放电。
并且本实施例还包含一种蓄电装置，其前述的蓄电装置。以及一种电动车辆，包括前述的蓄电装置，其中，所述电动车辆包括：转换装置，被配置为将从所述蓄电装置供应的电力转换为所述车辆的驱动力；控制装置，被配置为基于与蓄电装置对应的信息来控制车辆。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车电池充电装置，所述电动汽车的电池包括串联的n个电池单元，所述充电装置包括市电接口以及电源转换单元以将市电转换为充电电压，其特征在于，所述充电装置还包括：充电电压设置单元，被配置控制所述电源转换单元以设置所述充电电压。
2.根据前述权利要求之一所述的充电装置，其特征在于，所述充电电压设置单元根据下式设置所述充电电压：充电电压=总电池电压+（满充电电压 - 最大电池电压）* n，并且所述充电电压设置单元还设置使得所述充电电压不超过一充电阈值，所述充电阈值=满充电电压*n-（最大电池电压-最小电池电压）*n。
3.根据前述权利要求之一所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括：电压检测器，被配置为检测总电池电压以及每个电池单元的电压。
4.根据前述权利要求之一所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括：还包括比较运算器，所述比较运算器被配置为对所述充电电压、总电池电压以及每个电池单元的电压执行比较操作。
5.根据前述权利要求之一所述的充电装置，其特征在于，所述电池具有橄榄石结构的正电极活性材料。
6.一种电动汽车电池充电方法，所述电动汽车的电池包括串联的n个电池单元，所述方法包括使用充电装置对所述电池充电，所述充电装置包括市电接口以及电源转换单元以将市电转换为充电电压，其特征在于，所述方法还包括：通过充电电压设置单元配置控制所述电源转换单元以设置所述充电电压。
7.根据前述权利要求之一所述的充电方法，其特征在于，所述充电电压设置单元根据下式设置所述充电电压：充电电压=总电池电压+（满充电电压 - 最大电池电压）* n，并且所述充电电压设置单元还设置使得所述充电电压不超过一充电阈值，所述充电阈值=满充电电压*n-（最大电池电压-最小电池电压）*n。
8.根据前述权利要求之一所述的充电方法，其特征在于，所述充电装置还包括：电压检测器，被配置为检测总电池电压以及每个电池单元的电压。
9.根据前述权利要求之一所述的充电方法，其特征在于，所述充电装置还包括：还包括比较运算器，所述比较运算器被配置为对所述充电电压、总电池电压以及每个电池单元的电压执行比较操作。
10.根据前述权利要求之一所述的充电方法，其特征在于，所述电池具有橄榄石结构的正电极活性材料。
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