CN109075592A - 电池组充电系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种根据各种实施例的电池组充电系统。根据本发明的实施例的电池组充电系统可以包括：充电装置，用于从电池组接收第一信号并基于第一信号来确定电池组的充电状况；电池组，用于基于电池组的充电状态来产生第一信号并将第一信号传输至充电装置；以及控制单元，用于从充电装置接收第二信号并将第二信号传输至电池组。

Description

电池组充电系统
技术领域
本公开涉及一种电池组充电系统。
背景技术
随着电能储存技术的发展，安装在行驶装置中的电池组的类型已经逐渐多样化。
然而，为了将新电池组应用于现有无线装置，需要显著地修改无线装置的相关部件和/或充电装置。
具体地，在使用铅酸电池组的无线装置中，需要显著修改无线装置以用锂离子电池组替换现有铅酸电池组。
发明内容
技术问题
提供一种能够使用锂离子电池组而无需显著修改在使用现有铅酸电池组的系统中的无线装置的相关部件和/或充电装置的电池组充电系统。
另外，提供一种电池组充电系统，在该电池组充电系统中包括充电装置的状态信息的信号可以由无线装置的控制器和电池组两者共用。
技术方案
根据本公开的一方面，电池组充电系统包括：充电装置，被构造为从电池组接收第一信号并基于第一信号来确定电池组的充电状况；电池组，被构造为基于电池组的充电状态来产生第一信号并将第一信号传输至充电装置；以及控制器，被构造为从充电装置接收第二信号并将第二信号传输至电池组。
电池组可以通过脉冲宽度调制(PWM)方法基于电池组的充电状态来产生第一信号。
电池组可以在电池组处于完全充电状态时基于第一波形来产生第一信号，并且在电池组处于不可充电状态时基于第二波形来产生第一信号，第二波形与第一波形不同。
当电池组处于第一充电状态时，电池组可以基于第三波形来产生第一信号，当电池组处于第二充电状态时，电池组可以基于第四波形来产生第一信号，第四波形与第三波形不同。
第一充电状态可以是电池组可用第一电流充电的状态，第二充电状态可以是电池组可用第二电流充电的状态，第二电流可以大于或者等于第一电流。
控制器可以设置在车辆中，电池组可以设置在车辆中并且还被构造为向车辆供应电能，充电装置可以与车辆分开地设置。
控制器可以根据控制器区域网络(CAN)通信协议来转换从充电装置接收的第二信号，并将转换的第二信号传输至电池组。
车辆可以包括将充电装置电连接至车辆的充电端口，充电端口可以包括将电池组电连接至充电装置的第一端口和将控制器电连接至充电装置的第二端口。
电池组可以通过第一端口将第一信号传输至充电装置，控制器可以通过第二端口从充电装置接收第二信号。
第二信号可以包括关于充电装置的一个或者更多个状态的信息。
本公开的有益效果
根据本公开的各种实施例，在使用现有铅酸电池组的系统中，可以实现能够使用锂离子电池组而无需显著修改无线装置的相关部件和/或充电装置的电池组充电系统。
此外，可以实现包括充电装置的状态信息的信号可由无线装置的控制器和电池组两者共用的电池组充电系统。
附图说明
图1示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组充电系统的构造。
图2示出根据本公开的实施例的在电池组中通过PWM方法产生的第一信号的示例。
图3是示出根据本公开的实施例的将第二信号从充电装置传输到电池组的过程的框图。
图4是示出根据本公开的实施例的将第一信号从电池组传输到充电装置的过程的框图。
最优实施方式
根据本公开的一方面，一种电池组充电系统包括：充电装置，被构造为从电池组接收第一信号并基于第一信号确定电池组的充电状况；电池组，被构造为基于电池组的充电状态产生第一信号并将第一信号传输到充电装置；以及控制器，被构造为从充电装置接收第二信号并将第二信号传输到电池组。
本公开的实施方式
由于公开考虑到各种改变和许多实施例，所以将在图中详细示出并在书面的描述中详细描述实施例。然而，这并不意图将本公开限制于具体的实践方式，并且将理解的是，不脱离本公开的精神和技术范围的情况的所有改变、等同物和替代物包含在本公开中。在本公开的描述中，当认为相关技术的某些详细解释会不必要地模糊公开的本质时，省略相关技术的某些详细解释。
例如，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本说明书中的具体形状、结构和特征可以通过从一个实施例改为另一实施例来实现。此外，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，每个实施例中的单独的组成元件的位置和布置可以理解为被修改。因此，下述的详细描述可以不被解释为限制性含义，本公开的范围可以被解释为理解权利要求所要求保护的范围以及与其等同的所有范围。在附图中，类似的附图标记在各个方面指示同样的或类似的元件。换句话说，所描述的具体项是简单的示例。具体实施方式可以从这样的示例性详细项来改变，并且可以一直被认为在本公开的精神和范围内。
这里使用诸如“第一”和“第二”的术语仅用于描述各种组成元件，但组成元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组成元件与另一个组成元件区分开的目的。
本说明书中使用的术语用于解释具体实施例，而不是用于限制本公开。因此，除非在上下文中另外明确说明，否则在本说明书中以单数形式使用的表述还包括以其复数形式的表述。另外，诸如“包括”或者“包含”的术语可以被解释为指示某些特征、数量、步骤、操作、组成元件或者它们的组合，但是不可被解释为排除一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、组成元件或它们的组合的存在或者添加一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、组成元件或者它们的组合的可能性。在这里使用诸如“第一”和“第二”的术语仅用于描述各个组成元件，但组成元件不受这些术语的限制。这样的术语仅用于将一个组成元件与另一组成元件区分开的目的。
在下文中，将通过参照附图解释公开的实施例来详细描述本公开。附图中同样的附图标记指示同样的元件。省略其冗余描述。
图1示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组充电系统的构造。
参照图1，根据本公开的实施例的电池组充电系统可以包括充电装置200和车辆100。车辆100可以包括控制器110、电池组120和充电端口130。
根据本公开的实施例的充电装置200可以是用于通过向车辆100的电池组120供应电力来对电池组120充电的各种装置中的一种。
根据本公开的实施例的充电装置200可以从电源接收电力并将所接收的电力供应到电池组120。例如，充电装置200可以从诸如系统电源的AC电源接收电力并将接收的电力供应到电池组120。然而，这是示例性的，并且本公开不限于此。
根据本公开的实施例的充电装置200可以从电池组120接收包括关于电池组120的充电状态的信息的信号(下面描述的第一信号)，并确定电池组120的对应于该信息的充电状况。例如，充电装置200可以从电池组120接收指示电池组120被完全充电的信号，并因此中断向电池组120供应电力。此外，充电装置200可以从电池组120接收指示电池组120需要预充电的信号，并因此将对应于预充电的电流和/或电力供应到电池组120。
根据本公开的实施例的充电装置200可以将包括关于充电装置200的一个或者更多个状态的信息的信号(下面描述的第二信号)传输到电池组120。例如，充电装置200可以将指示车辆100和充电装置200当前彼此连接的信号传输到电池组120。此外，充电装置200可以将包括当前充电电流和/或充电电压的信号传输到电池组120。为此，根据本公开的实施例的充电装置200可以包括通信单元(未示出)、第二控制器(未示出)和存储器(未示出)。
根据本公开的实施例的充电装置200的通信单元可以是包括通过有线/无线连接向诸如车辆100的控制器110和/或电池组120的装置收发控制信号所需的硬件和软件的装置。
根据本公开的实施例的充电装置200的第二控制器可以包括能够处理数据的所有类型的装置(诸如处理器)。处理器可以指例如嵌入在硬件中并且具有物理结构的电路的数据处理装置以执行通过包括在程序中的代码或者指令来实现的功能。如此，嵌入在硬件中的数据处理装置的示例可以包括诸如微处理器、中央处理单元(CPU)、处理器核、多重处理器、专用集成电路(ASIC)或者现场可编程门阵列(FPGA)的处理器，然而本公开不限于此。
根据本公开的实施例的充电装置200的存储器可以执行临时地或者永久地存储通过充电装置200处理的数据的功能。存储器可以包括磁存储介质或者闪存介质，然而本公开不限于此。
根据本公开的实施例的充电装置200可以包括连接到车辆100的充电端口130的充电接口210。充电接口210可以包括用于供应电力的端口P+_D和P-_D、用于接收第一信号的端口P1_D以及用于传输第二信号的端口P2_D。用于供应电力的端口P+_D和P-_D可以连接到充电端口130的电力端口P+_P2和P-_P2。用于接收第一信号的端口P1_D可以连接到充电端口130的用于传输第一信号的端口P1_P2。用于传输第二信号的端口P2_D可以连接到充电端口130的用于传输第一信号的端口P2_P2。
在本公开中，“端口A和端口B彼此连接”可以指端口A和端口B彼此电连接。
根据本公开的实施例的车辆100可以是通过使用电来驱动的车辆。例如，车辆100可以是通过从已充电的电池组120接收电力并驱动电动机而被驱动的汽车。此外，车辆100可以是根据条件通过从电池组120接收电力的电动机或者通过使用燃料驱动的内燃机来驱动的混合动力汽车。如此，根据本公开的车辆100可以指至少在一个时刻通过使用电池组的电力来驱动的所有车辆。
根据本公开的实施例的车辆100可以包括如上面描述的控制器110、电池组120和充电端口130。
首先，根据本公开的实施例的控制器110可以包括能够处理数据的所有类型的装置(如执行车辆100的驱动控制、驾驶控制和充电控制的处理器)。处理器可以指例如嵌入在硬件中并具有物理结构的电路的数据处理装置以执行通过包括在程序中的代码或指令来实现的功能。如此，嵌入在硬件中的数据处理装置的示例可以包括诸如微处理器、CPU、处理器核、多重处理器、ASIC或者FPGA的处理器，然而本公开不限于此。
因此，作为充电控制的部分，根据实施例的控制器110可以从充电装置200接收包括关于充电装置200的一个或者更多个状态的信息的信号(第二信号)，并且将接收的信号传输到电池组120。在这方面，根据本公开的实施
例的控制器110可以根据控制器区域网络(CAN)通信协议来转换第二信号，并将转换后的第二信号传输到电池组120。
为此，根据本公开的实施例，控制器110的用于接收第二信号的端口P2_C1和充电端口130的用于传输第二信号的端口P2_P3可以彼此连接。此外，根据本公开的实施例的控制器110可以根据CAN网络协议连接到电池组120。换句话说，控制器110和电池组120的CANH端口(控制器110的端口P2_C2和电池组120的端口P2_B1)和CAN L端口(控制器110的端口P2_C3和电池组120的端口P2_B2)可以彼此连接。
因此，在根据本公开的实施例的电池组充电系统中，包括充电装置200的状态信息的信号可以被传输到控制器110和电池组120两者。此外，因为根据本公开的实施例的控制器110根据CAN通信协议转换第二信号并将转换后的第二信号传输到电池组120，所以可以共用第二信号而无需显著修改电池组120和/或控制器110。
根据本公开的实施例的电池组120是用于存储电力的部分并且可以包括可再充电的单元电池。在这方面，单元电池可以包括例如锂离子电池或者锂聚合物电池，然而本公开不限于此。
根据本公开的实施例的电池组120可以包括一个或者更多个单元电池。在这方面，电池组120可以包括一个单元电池或者多个单元电池。在这方面，单元电池可以彼此串联、彼此并联或者通过串联连接和并联连接的组合彼此连接。包括在电池组120中的单元电池的数量和连接类型可以根据期望的输出电压和电力存储容量来确定。
根据本公开的实施例的电池组120可以包括用于管理上面描述的单元电池的电池管理模块。在这方面，电池管理模块可以确定一个或者更多个单元电池是否工作良好并根据确定的结果执行各种操作。
电池管理模块可以执行过充电保护功能、过放电保护功能、过电流保护功能、过电压保护功能、过热保护功能或者电池平衡功能。此外，电池管理模块可以通过检测单元电池的电流、电压、温度、剩余电力量、寿命或者充电状态(SOC)来确定一个或者更多个单元电池是否工作良好。例如，电池管理模块可以通过使用传感器来测量一个或者更多个单元电池的电池电压和温度。
根据本公开的实施例的电池管理模块可以包括能够处理数据的所有类型的装置(如处理器)。因为上面描述了处理器，因此省略对处理器的描述。
根据本公开的实施例的电池管理模块可以基于一个或者更多个单元电池的充电状态产生第一信号，并将产生的第一信号传输到充电装置200。在这方面，第一信号可以为如上面描述的包括关于电池组120的充电状态的信息的信号。
根据本公开的实施例的电池管理模块可以以各种方法产生第一信号。例如，根据实施例的电池管理模块可以通过脉冲宽度调制(PWM)基于一个或者更多个单元电池的充电状态来产生第一信号。
图2示出根据本公开的实施例的在电池组120中通过PWM方法产生的第一信号的示例。
根据本公开的实施例的电池组120可以在电池组120处于完全充电状态时基于第一波形来产生第一信号。类似地，电池组120可以在电池组120处于不可充电状态时基于与第一波形不同的第二波形产生第一信号。
此外，根据本公开的实施例的电池组120可以在电池组120处于第一充电状态时基于第三波形产生第一信号，并且在电池组120处于第二充电状态时基于与第三波形不同的第四波形产生第一信号。
在这方面，上面描述的第一充电状态可以是电池组120可用第一电流充电的状态(例如，需要预充电的状态)，第二充电状态可以是电池组120可用第二电流充电的状态(例如，需要正常充电的状态)。第二电流可以大于或者等于第一电流。
换句话说，当根据实施例的电池组120根据电池组120的状态调整包括在第一信号中的脉冲的宽度时，充电装置200可以检测电池组120的状态。
然而，上面描述的波形的类型和具体形式是示例性的，因而本公开不限于此。波形的类型和具体形式可以根据将要通过电池组120传输到充电装置200的各条信息而变化。
为了将通过上面描述的方法产生的第一信号传输到充电装置200，根据本公开的实施例的电池组120可以电连接到充电端口130。充电端口130可以电连接到充电装置200以传输第一信号。详细地，电池组120的用于传输第一信号的端口P1_B可以连接到充电端口130的用于传输第一信号的端口P1_P1，充电端口130的用于传输第一信号的端口P1_P2可以连接到充电装置200的用于接收第一信号的端口P1_D。
图3是示出根据本公开的实施例的将第二信号从充电装置200传输到电池组120的过程的框图。
如上面描述的，根据本公开的实施例的充电装置200可以将包括关于充电装置200的一个或者更多个状态的信息的信号(第二信号)传输到电池组120。此外，充电装置200的用于传输第二信号的端口P2_D可以连接到充电端口130的用于传输第一信号的端口P2_P2。充电端口130的用于传输第二信号的端口P2_P3和控制器110的用于接收第二信号的端口P2_C1可以彼此连接。控制器110和电池组120的CAN H端口(控制器110的端口P2_C2和电池组120的端口P2_B1)和CAN L端口(控制器110的端口P2_C3和电池组120的端口P2_B2)可以彼此连接。
因此，基于关于充电装置200的一个或者更多个状态的信息通过充电装置200产生的第二信号可以沿从充电装置200经充电端口130、控制器110到电池组120的路径310被传输到电池组120。
因此，根据本公开的实施例的电池组充电系统可以将包括关于充电装置200的状态的信息的信号传输到控制器110和电池组120两者。此外，因为根据本公开的实施例的控制器110通过根据CAN通信协议转换第二信号来将第二信号传输到电池组120，所以可以共用第二信号而无需显著修改电池组120和/或控制器110。
图4是示出根据本公开的实施例的将第一信号从电池组120传输到充电装置200的过程的框图。
如上面描述的，根据实施例的电池组120可以通过PWM方法基于电池组120的充电状态来产生第一信号。
例如，根据本公开的实施例的电池组120可以在电池组120处于完全充电状态时基于第一波形来产生第一信号。类似地，电池组120可以在电池组120处于不可充电状态时基于与第一波形不同的第二波形产生第一信号。
此外，根据本公开的实施例的电池组120可以在电池组120处于第一充电状态时基于第三波形产生第一信号，并且在电池组120处于第二充电状态时基于与第三波形不同的第四波形产生第一信号。在这方面，上面描述的第一充电状态可以是电池组120可用第一电流充电的状态(例如，需要预充电的状态)，第二充电状态可以是电池组120可用第二电流充电的状态(例如，需要正常充电的状态)。第二电流可以大于或者等于第一电流。
换句话说，因为根据实施例的电池组120根据电池组120的状态调整包括在第一信号中的脉冲的宽度，所以充电装置200可以检测电池组120的状态。
然而，上面描述的波形的类型和具体形式是示例性的，因而本公开不限于此。波形的类型和具体形式可以根据将要通过电池组120传输到充电装置200的各条信息而变化。
为了将通过上面描述的方法产生的第一信号传输到充电装置200，根据本公开的实施例的电池组120可以电连接到充电端口130。充电端口130可以电连接到充电装置200以传输第一信号。详细地，电池组120的用于传输第一信号的端口P1_B可以连接到充电端口130的用于传输第一信号的端口P1_P1，充电端口130的用于传输第一信号的端口P1_P2可以连接到充电装置200的用于接收第一信号的端口P1_D。
因此，基于电池组120的充电状态通过电池组120产生的第一信号可以沿从电池组120经充电端口130到充电装置200的路径320传输到充电装置200。
如此，根据本公开的实施例的电池组120可以将充电状态传输到充电装置200，从而适当地控制用于对电池组120进行充电的充电装置200。
虽然已经参照此公开的优选实施例具体示出和描述了此公开，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的公开的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节上的各种改变。优选实施例应仅被认为是描述性的而不是为了限制的目的。因此，公开的范围不是由公开的详细描述限定，而是由所附权利要求限定，并且范围内的所有差异将被解释为包括在本公开中。

Claims (10)

1.一种电池组充电系统，所述电池组充电系统包括：
充电装置，被构造为从电池组接收第一信号并基于所述第一信号来确定所述电池组的充电状况；
所述电池组，被构造为基于所述电池组的充电状态来产生所述第一信号并将所述第一信号传输至所述充电装置；以及
控制器，被构造为从所述充电装置接收第二信号并将所述第二信号传输至所述电池组。
2.根据权利要求1所述的电池组充电系统，其中，所述电池组通过脉冲宽度调制方法基于所述电池组的所述充电状态来产生所述第一信号。
3.根据权利要求2所述的电池组充电系统，其中，所述电池组在所述电池组处于完全充电状态时基于第一波形来产生所述第一信号，并且在所述电池组处于不可充电状态时基于第二波形来产生所述第一信号，所述第二波形与所述第一波形不同。
4.根据权利要求2所述的电池组充电系统，其中，当所述电池组处于第一充电状态时，所述电池组基于第三波形来产生所述第一信号，当所述电池组处于第二充电状态时，所述电池组基于第四波形来产生所述第一信号，所述第四波形与所述第三波形不同。
5.根据权利要求4所述的电池组充电系统，其中，所述第一充电状态是所述电池组可用第一电流充电的状态，
所述第二充电状态是所述电池组可用第二电流充电的状态，
所述第二电流大于或者等于所述第一电流。
6.根据权利要求1所述的电池组充电系统，其中，所述控制器设置在车辆中，
所述电池组设置在所述车辆中并且还被构造为向所述车辆供应电能，所述充电装置与所述车辆分开地设置。
7.根据权利要求6所述的电池组充电系统，其中，所述控制器根据控制器区域网络通信协议来转换从所述充电装置接收的所述第二信号，并将转换的所述第二信号传输至所述电池组。
8.根据权利要求6所述的电池组充电系统，其中，所述车辆包括将所述充电装置电连接至所述车辆的充电端口，
所述充电端口包括：
第一端口，将所述电池组电连接至所述充电装置；以及
第二端口，将所述控制器电连接至所述充电装置。
9.根据权利要求8所述的电池组充电系统，其中，所述电池组通过所述第一端口将所述第一信号传输至所述充电装置，
所述控制器通过所述第二端口从所述充电装置接收所述第二信号。
10.根据权利要求1所述的电池组充电系统，其中，所述第二信号包括关于所述充电装置的一个或者更多个状态的信息。
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