CN114270652A - 快速充电电池组及其快速充电方法 - Google Patents

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Abstract

一种快速充电电池系统及其充电方法，所述系统可适用于大多数电动汽车、电子设备和无线电器所使用的电池类型。所述系统可采用行业认可的电池充电装置系统和现成的电气组件(例如接触器、继电器开关、半导体零件和DC‑DC转换器等)，以保持低成本和低复杂性。所述系统为诸如电动汽车的电子设备提供两个或多个充电端口，这些端口能接收并检测充电类型，如充电电压、电流等，并向组成整个电池的多个电池子组提供定向充电。通过对多个电池子组的并联充电，充电时间可大大缩短。

Description

快速充电电池组及其快速充电方法
技术领域
本发明实施例一般涉及电池充电系统及相关方法。更具体地，本发明实施例涉及快速充电电池组和电池组快速充电的方法。所述电池组可适用于如电动汽车、电子设备和无线电机等中使用。
背景技术
以下背景信息描述现有技术特定方面的示例(例如，但不限于，方法，事实或常识)，虽然预期有助于进一步教育读者关于现有技术的更多方面，但其陈述或暗示或推断的任何内容不应被解释为用于限制本发明或其任何实施例。
锂离子电池以其高功率密度和长使用寿命广泛应用于如电动汽车(EV)的电气/机械系统、如平板电脑和智能手机的移动设备，以及如手提电钻和剪草机的无线电器。例如，特斯拉S85D汽车装有由7104个锂离子电池组成的电池组。电池的快速充电一直是提高系统运行有效性的目标。已经实施的各种快速充电技术大大缩短了电池的充电时间。然而，与需要数小时才能完成充电的标准充电技术(例如120V和240V交流充电)相比，目前最先进的快速充电电池系统(如电动汽车快速直流充电)的成本和复杂性仍然相对较高。
请参阅图1A和图1B，其为示例性电动汽车电池组100的示意图，电池组100包含十六个模块112和配有一个充电端口102。所述模块12分为四个子组110，每个子组110包括四个模块112。如本领域已知，可与电源管理设备104和电池管理系统(BMS)106连接。如图1A所示，所述模块112可以串联方式连接，而在图1B中，所述子组110以并联方式连接，而每个子组110内的模块112以串联方式连接。在一些实施例中，可使用DC-DC转换器108来确保每个子组110输出相同的电压。
由此可见，需要一种成本和复杂性都低于当前最新快速充电技术的快速充电电池系统及充电方法。这样的系统可适用于大多数电动汽车、电子设备和无线电器所使用的电池类型。该系统可采用行业认可的电池充电装置系统和现成的电气组件(例如接触器，继电器开关，半导体零件和DC-DC转换器等)，以保持低成本和低复杂性。
发明内容
在一个实施例中，电动汽车配备了多个充电端口，当选择两个以上所配备的端口同时为电动汽车的电池充电时，可减少充满电所需的时间。电源管理(PM)系统设有不同选项，例如，若只插了一个充电插头，系统会识别输入并为整个电池组提供适当的充电电流；若连接两个以上的端口，则充电电流可并行流向各个模块以同时给它们充电，从而减少总的充电时间。
在另一个实施例中，电动汽车配备了多个可以兼容各种充电插头(例如，1级、2级、直流快速充电等)的充电端口，并且可以选择使用相同类型或不同类型的充电插头同时给电动汽车的电池组充电。所述电源管理系统可检测插入插头的类型，若连接一个端口时向整个电池组(包括单独的模块)提供适当的充电电流，若连接两个以上端口时，则适当的充电电流可并行流入各个模块以同时给它们充电，从而减少总的充电时间。
在一些实施例中，所使用的各个独立电池子组可以彼此同时开始或停止各自的充电周期；或者所使用的电池子组任何组合也可以在相对于彼此不同的时间开始或停止各自的充电周期。
在另一个实施例中，在电池组正常放电使用期间，其任何模块均可由电源管理系统重新设置而使其与电池组断开电连接，因为这样可提高电池组和/或配有所述电池组的车辆或设备的性能。
在另一个实施例中，充电站配有多类充电插座(例如，同一种类型和/或不同类型的电线和插头--1级、2级、直流快速充电等；受电弓充电系统；无线充电系统)以方便为配有两个以上充电端口的电动汽车提供服务。现有的公共电动汽车充电站的充电桩可配有多种类型的充电插头(例如，一个2级和一个DC快速充电)，但是，一次只能使用一个插头。一个独立充电站通常设有两个以上的充电桩，因此多个充电桩上的一个充电插头可同时用于对设有多个充电端口的电动汽车充电。然而，这会导致另一辆电动汽车到达空闲电桩时发现其充电插头已被占用。本发明的实施例提供解决该问题的方案，其充电站的每个充电桩可以为每辆电动汽车的多个充电端口同时供电。
在一些实施例中，用于1级、2级和直流快速充电类型的多条充电线/插头可以组合成一个单元或者分开独立的单元。
在一些实施例中，多条充电线可以组合成单个单元，所述单个单元的一端可包括多个公插头，例如多个120V插头、多个240V插头等。所述单个单元的另一端可包括专用插头或标准电动汽车插头，通过每根充电线将电力输送到多个车载充电装置，从而允许对电动汽车电池的每个电池子组进行并行充电。这样可以提供有序捆绑的多条充电线，从而最大限度地减少这种专门应用的混乱和安全隐患。
在另一个实施例中，所述电动汽车可配有两个以上的车载交流充电装置，使得能够同时使用多个交流充电插头(例如，1级和/或2级)。或者，鉴于充电装置会额外占据电动汽车空间并增加总重量，电动汽车只配有一个车载交流充电装置，并且通过非车载的交流充电装置来使用任何额外的交流充电插头。
在另一个实施例中，在插入两个以上充电装置的情况下，所述电动汽车可由用户输入预定的充电时间，并在给定的时间内，使用特定的插头类型(例如，两个2级插头和一个1级插头)向电池组输送的最大电量，同时确保各个模块在充电结束时具有相同的电压，以维持电池组的长期寿命。
在另一个实施例中，使用多个充电端口进行充电，如果充电过程结束而个别电池模块荷电状态未满且其电压低于主电池组的电压，则所述个别电池模块可不与主电池组电连接，直到所述个别电池模块和所述主电池组的电压相同。
在一些实施例中，各个独立的电池模块可以分别直接负极接地，或者可经由开关连接到地，所述开关可选择地设置为将各个独立电池模块的负极与地断开连接。
在另一个实施例中，用户可设置降低电动汽车(配有多个充电插头以进行快速充电)的快速充电速度，从而避免在一天中特定的时间内因消耗大量电力充电而付出更多的电费。
实际上，因为电网可能无法提供对多辆电动汽车同时进行快速充电的大量电能，房主或公共充电站可能需要从电能存储系统(例如，特斯拉能量墙电池、特斯拉能量包电池等)获取电能。所述能量墙/能量包电池将用于提供本地备用电源和电网缓冲，以满足多辆电动汽车同时充电时的用电需求高峰。所述能量墙/能量包电池可在电动汽车正在充电和/或没有电动汽车在充电时以适当的功耗率通过电网再充电。因此，在一些实施例中，可以通过电能存储系统向电动汽车的电池充电。在一些实施例中，电能存储系统可在一辆或多辆电动汽车充电或没有电动汽车充电时以适当的功耗率经由电网再充电。
本发明的实施例可包括上述的各个步骤。所述步骤可表现为机器可执行指令，这些指令使用通用或专用处理器执行某些步骤。与本发明的基本原理无关的各种元件，例如计算机存储器、硬盘驱动器、输入设备，已在图中省略以免无法清楚准确地介绍本发明的各个层面。
或者，在一个实施例中，本文所示的各种功能模块和相关步骤可以由特定的硬件组件执行，所述特定硬件组件包含用于执行所述步骤的硬布线逻辑电路，例如专用集成电路(ASIC)或编程计算机组件和定制硬件组件的任何组合。
本发明的元件也可以是用于存储机器可执行指令的机器可读介质。所述机器可读介质可包括但不限于闪存、光盘、光盘只读存储器、DVD ROM、随机存取储存器、电可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、磁卡或光卡、传播介质或其他适合存储电子指令的机器可读介质。例如，本发明可以作为计算机程序下载，所述计算机程序可通过包含在载波中的数据信号从远程计算机(例如服务器、云服务)传输到请求计算机(例如客户端)，或经由其他传播介质(例如调制解调器或网络连接、无线网络或其他无线方式)的通信连接。所述计算机程序可允许用户控制和/或监视电池及其充电过程。
本发明的实施例提供一种电池充电系统，所述电池充电系统包括至少两个用于充电的端口；至少两个电池子组；一个电源管理器，所述电源管理器用于检测所述至少两个端口中的至少一个端口正在充电；以及多个开关，所述多个开关设置为从所检测到的至少一个端口向所述至少两个电池子组中的每个子组传输电能；其中，当所述至少一个检测到的端口是第一检测端口和第二检测端口时，所述至少两个电池子组中的至少两个子组从所述第一检测端口和第二检测端口并行充电。
在一些实施例中，所述检测到的至少一个充电端口至少包括第一检测端口和第二检测端口。
在一些实施例中，所述多个开关用于所述系统在第一阶段和至少第二阶段之间切换，其中，所述第一阶段选取所述第一检测端口和所述第二检测端口中的端口并连接到所述至少两个电池子组的第一选项，第二阶段选取所述第一检测端口和所述第二检测端口中的端口并连接到所述至少两个电池子组的第二选项，所述第一选项不同于第二选项。
在一些实施例中，第一阶段和至少第二阶段之间的切换使得所述至少两个电池子组充电大致均匀。
本发明的实施例进一步提供一种电池充电系统，所述电池充电系统包括至少四个用于充电的端口；至少四个电池子组；一个电源管理器，所述电源管理器用于检测所述至少四个端口中的至少一个端口正在充电；以及多个开关，所述多个开关设置为从所检测到的至少一个的端口向所述至少四个电池子组中的每个子组传输电力，其中，当所检测到的所述至少一个端口是第一检测端口和第二检测端口时，所述至少四个电池子组中的至少两个子组从所述第一检测端口和第二检测端口并行充电。
本发明的实施例还提供一种带有充电电池系统的电池充电方法，所述充电方法包括将所述电池分为至少两个电池子组；检测至少两个充电端口中的每个端口是否在充电；开合多个开关中的一个或多个开关以将从用于充电的所述至少两个端口中的一个或多个端口接收到的电力传输给所述至少两个电池子组；和当所述至少两个充电端口中的超过一个端口在充电时，通过用于充电的各个所述至少两个端口并行地对所述至少两个电池子组中的第一电池子组和第二电池子组进行充电。
参考以下附图、说明书和权利要求，可更好地理解本发明的各种特征、各个方面及优点。
附图说明
本发明的一些实施例仅为示例说明，且不限制于附图。相同的附图标记在附图表示相同的部件。
图1A为示例性电动汽车电池组的常规简化示意图，所述电池组包括16个串联连接的模块，并配有一个充电端口；
图1B为示例性电动汽车电池组的常规简化示意图，所述电池组包括16个串联和并联连接的模块，并配有一个充电端口；
图2A为示例性电动汽车电池组的简化示意图，所述电池组包括16个串联和并联连接的模块，并配有2个充电端口，如图所示，其中可选择地与一充电装置连接；
图2B为图2A的简化示意图，如图所示，可选择地与两个相同类型的充电装置(2级)连接；
图2C为图2A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段A可选择地与两个充电装置连接，其中每个充电装置为不同类型(2级和1级)；
图2D为图2A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段B可选择地与两个充电装置连接，其中每个充电装置为不同类型(2级和1级)；
图3为示例性电动汽车电池组的简化示意图，所述电池组包括16个串联和并联连接的模块，并配有4个充电端口，如图所示，其中可选择地与一充电装置连接；
图4为图3的简化示意图，如图所示，可选择地与两个相同类型的充电装置(2级)连接；
图5A为图3的简化示意图，如图所示,在充电周期的阶段A可选择地与两个充电装置连接，其中每个充电装置为不同类型(2级和1级)；
图5B为图5A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段B可选择地与两个充电装置连接；
图6A为图3的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段A可选择地与三个相同类型的充电装置(2级)连接；
图6B为图6A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段B可选择地与三个充电装置连接；
图7A为图3的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段A可选择地与三个充电装置连接，其中两个为2级的充电装置和一个为1级的充电装置；
图7B为图7A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段B可选择地与三个充电装置连接；
图7C为图7A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段C可选择地与三个充电端口器连接；
图8A为图3的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段A可选择地与三个充电装置连接，其中一个为2级的充电装置，另外两个为1级的充电装置；
图8B为图8A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段B可选择地与三个充电装置连接；
图8C为图8A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段C可选择地与三个充电装置连接；
图9为图3的简化示意图，如图所示，可选择地四个相同类型的充电装置(2级)连接；
图10A为图3的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段A可选择地与四个充电装置连接，其中三个为2级的充电装置，另外一个为1级的充电装置；
图10B为图10A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段B可选择地与四个充电装置连接；
图11A为图3的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段A可选择地与四个充电装置连接，其中两个为2级的充电装置，另外两个为1级的充电装置；
图11B为图11A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段B可选择地与四个充电装置连接；
图12A为图3的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段A可选择地与四个充电装置连接，其中一个为2级的充电装置，另外三个为1级的充电装置；
图12B为图12A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段B可选择地与四个充电装置连接；
图12C为图12A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段C可选择地与四个充电装置连接；和
图12D为图12A的简化示意图，如图所示，在充电周期的阶段D可选择地与四个充电装置连接。
除非另有说明，附图不一定按比例绘制。
通过下面有关图示实施例的详细描述，可以更好地理解本发明及其各种实施例。应当清楚地理解，所示的实施例仅为示例说明，而非限制由权利要求及其等效内容所限定的本发明。
具体实施方式
本文所用术语仅用于描述特定实施例，而非限制本发明。例如，本文所使用的术语“和/或”意在包括一个或多个相关联列出项目的所有可能的组合；本文所用的单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在包括单数形式以及复数形式，除非上下文另有明确说明。还应理解的是，本文使用的术语“包括”或“设有”指存在所述特征、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元素、元件和/或组件。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的意义相同。进一步地，除非本文明确定义，诸如在常用字典中的那些术语的意义应与它们在相关领域和本文上下文中的意义一致，而非理想化或过分形式化的意义。
在描述本发明时公开了许多技术和步骤，应该理解，这些技术和步骤的每一个都有各自的益处，并且每一个也可以与一个或多个，或者在某些情况下，所有其他公开的技术结合使用。因此，为了清楚起见，本文将避免不必要的各个步骤的各种可能组合的重复。当然，应该明确，这些组合完全在本发明和权利要求的范围之内。
在以下描述中，为便于解释，阐述了许多具体细节以透彻理解本发明。但显而易见的是，无需提供这些具体细节，本领域技术人员也可以实践本发明。
本公开仅用于描述本发明的实施例，而非将本发明限制于以下附图或描述所说明的特定实施例。
对本领域技术人员来说，设计任何系统的商业实现的最佳配置时，特别是本发明的实施例，必须进行许多仔细的考虑和妥协是众所周知的。根据本发明的精神和教导，本领域技术人员可因特定应用的需要来配置其商业实现，利用他们的平均技能和已知技术，适当地省略、包含、改装、混合和匹配，或改进和/或优化与本发明所描述的任何实施例有关的任何一个或多个方面、特征、功能、结果、组件、方法或步骤，以获得所需特定应用的商业实现。
总的来说，本发明的实施例提供了一种成本和复杂性都低于当前最新快速充电技术的快速充电电池系统及其充电方法。所述系统可适用于大多数电动汽车(EVs)、电子设备和无线电器所使用的电池类型。所述系统可采用行业认可的电池充电装置系统和现成的电气组件(例如接触器、继电器开关、半导体零件和DC-DC转换器等)，以保持低成本和低复杂度。所述系统提供了两个以上的充电端口，这些端口可接受并检测充电类型，并为组成整个电池的多个电池子组提供电力。通过对多个电池子组进行并行充电，充电时间可大大减少。
下面讨论的实施例包括诸如电动汽车配有两个充电端口(图2A至图2D)的设备、以及配有四个充电端口(图3至图12D)的设备。本发明的系统可用于1级充电(120V充电，通常为12-20安培)和2级充电(240V充电，通常为12-80安培)。当所述系统在其多个端口检测到多个充电连接时，所述系统可以检测输入电压，从而确定充电连接级别。当提供相同级别的充电时，所述系统可如下所述并行对每个子组充电，以减少充电时间。当提供不同级别的充电时，所述系统可将其中一个级别的充电提供给至少一个电池子组，而将另一个级别的充电提供给其他的至少一个电池子组。随着充电的进行，所述系统可以通过切换电池子组对应的充电级别，来确保各所述电池子组之间充电均匀。
图2A至12D的每张图都示出了四个电池子组，每个电池子组包含四个模块。应当理解，使用不同尺寸的电池、不同数量的电池子组以及每个电池子组包含不同数量的模块，均在本发明的范围内。当然，对于配有两个充电端口的设备，例如电动汽车，至少需要配有两个充电端口和至少两个电池子组以有效利用本发明。类似地，对于配有四个充电端口的设备，至少需要配有两个电池子组，并且通常是至少四个电池子组以利用有效本发明。
请参阅图2A至2D，当诸如电动汽车的设备配有两个充电端口12A、12B时，所述系统10可以被配置为从所述端口12A、12B中的一个或两个端口接收电力。图2A至2D所示的实施例包括用于连接所述端口12A正极端子的第一开关S1、用于连接所述端口12B正极端子的第二开关S2、用于连接S1和S2输出的第三开关S3、以及用于断开或连接所述端口12A和12B的各个负极端子的第四开关S4。
如图2A所示，一个2级充电连接接入到所述端口12A以进行常规充电，来自所述端口12A的电力并行输送到每个子组20A-20D，而电池子组20A-20D中的各个模块22则串联充电。当对所述端口12A供电时，闭合S1以向第一和第二电池子组20A、20B提供电力，闭合S3以向第三和第四电池子组20C、20D提供电力。打开开关S3可以防止对充电端口12B的反向充电。
请参阅图2B，端口12A和端口12B均接入到2级充电连接进行充电。本实施例与图2A实施例的不同之处在于开关S3是打开的，使得分别来自端口12A和12B的电力可对电池子组20A和20B以及电池子组20C和20D分别进行充电。这样，由于电池对半分开且并行充电，图2B实施例的充电时间可大约是图2A实施例充电时间的一半。
请参阅图2C和2D，其示出了当向两个端口12A、12B提供不同级别的充电连接时，所述系统10如何控制电池子组20A-20D的充电。在本实施例中，一个2级充电连接接入到所述端口12A，一个1级充电连接接入到所述端口12B。在图2C中，第一充电阶段是指向电池子组20A、20B提供2级充电，并向电池子组20C、20D提供1级充电，简称阶段A。当达到预设充电电量，或在预定的时间之后，可改变所述开关S1、S2、S3和S4的开合状态以提供如图2D所示的充电，简称阶段B。此时，电池子组20C和20D进行2级充电来“补回”其充电程度，以达到或超过电池子组20A和20B已充入的电量。如图2D所示，在阶段B，与端口12B的连接是断开的。然而，在一些实施例中，类似开关S1、开关S2可有两个可选的连接方式，使得在阶段B，类似于电力从端口12A供向电池子组20C和20D的方式，电力(1级)可从端口12B供向电池子组20A和20B。
在本实施例中，所述电源管理器14、电池管理系统16和DC-DC转换器18用于确保各个电池子组充电程度相同。如果充电中断导致一个或多个电池子组充电程度较低时，可使用所述DC-DC转换器18来确保各个电池子组20A-20D的输出相同。
如图3至12D所示的实施例，例如电动汽车之类的设备，包括四个端口12A-12D。图3所示实施例的一个端口连接到电源，图4至5B所示实施例的两个端口连接到电源，图6A至8C所示实施例的三个端口连接到电源，而图9A至12D所示实施例的四个端口都连接到电源。图3至12D所示实施例的系统实质上大致与图3的系统架构相同，不同之处仅在于连接到电源的端口。因此，为简洁起见，图3中所示的附图标记在图4至12D中可能会被略去，但为清楚起见，图3至12D中相同的结构表示相同的部件。
现在请参阅图3，当单个电源，例如一个2级电源连接，接入端口12A时，电源管理器14可以控制开关S1-S16，使得端口12A的正极连接到各个电池子组20A-20D，端口12A的负极连接到各个电池子组20A-20D。在图3所示的实施例中，电池子组20A-20D中的每个模块22串联充电，而电池子组20A-20D中的各个子组则并联充电。当然，电池子组20A-20D的每个子组中的各个模块22可以各种方式连接，如图所示，例如全部串联、全部并联、或串联和并联的组合。通常，各个电池子组20A-20D的额定功率(安培小时)相同。然而，如果单个模块22发生故障，则电池管理系统16可与DC-DC转换器18配合用于优化各个电池子组20A-20D的输出。
图3的系统类似于常规的充电系统，但通过适当选择开关S1-S16，并给其他端口12B、12C、12D提供额外的电源输入，可提供比图3常规充电方案快至四倍的充电方式。
如图4所示，端口12A、12B接入两个相同的电源连接，例如两个2级电源连接。在本实施例中，端口12A可以向电池的一半传输电力，例如电池子组20A、20B；而端口12B可以向电池的另一半传输电力，例如电池子组20C、20D。电池的每一半均可从每个端口12A、12B并行充电。因而充电时间可以是图3所示充电时间的一半。
如图5A和5B所示，当端口12A、12B接入不同充电电源时，例如端口12A接入到2级电源而端口12B接入到1级电源，如图2C和2D所示一种切换机制使得充电系统30可以在阶段A(图5A)和阶段B(图5B)中运行，所述切换机制中，所述系统可以在阶段A、B之间切换使得各个电池子组20A、20B、20C、20D可充电至基本相同的程度。在本实施例中，A阶段可向电池子组20A和20B提供2级充电，而向电池子组20C和20D提供1级充电。在B阶段，可以向电池子组20C和20D提供2级充电。两个阶段之间的切换用于保持电池的每一半之间(即电池子组20A、20B和电池子组20C、20D之间)的充电程度大致相同。
图6A至8C为端口12A、12B和12C接入三个充电装置的实施例。
如图6A和6B所示，端口12A、12B、12C分别接入三个充电装置。在本实施例中，如图4类似，每个端口12A、12B、12C可以连接到相同类型的充电装置，例如2级充电连接。在本实施例中，由于连接电源的端口数量不是电池子组数量的倍数(本实施例有3个连接电源的端口和4个电池子组)，因此必须采用类似于上述图5A和5B的切换机制，以确保每个子组充电均匀。在图6A和6B的实施例中，在阶段A(图6A)，端口12A用于给电池子组20A充电，端口12B用来给电池子组20B充电，而端口12C用于给电池子组20C和20D充电。因为电池子组20C和20D的充电速度大约是电池子组20A和20B的一半，所以在阶段B，端口12A用于向电池子组20D提供“补回”充电，端口12C可用于向电池子组20C提供“补回”充电。所述系统30可以在阶段A和B之间切换以给电池子组20A-20D提供基本均匀的充电。
如图7A至7C所示，当三个端口12A、12B、12C接入不同充电级别电源时(例如端口12A和端口12B均接入2级充电连接，而端口12C接入1级充电连接)，为了给电池子组20A-20D提供大致均匀的充电，可使用包括三个阶段，A阶段、B阶段和C阶段的切换机制。在阶段A，端口12A用于给电池子组20A和20B充电，端口12B用于给电池子组20C充电，而端口12C用于给电池子组20D充电。在阶段B，端口12A用于给电池子组20A充电，端口12B用于给电池子组20B充电，而端口12C用于给电池子组20D充电。在阶段C，端口12A用于给电池子组20D充电。可以切换各阶段以给电池子组20A-20D提供大致均匀的充电。
图8A至8C为向三个端口12A、12B、12C提供充电的另一个实施例，其中在端口12A提供2级充电，在端口12B和端口12C提供1级充电。在阶段A，端口12A可用于给电池子组20A和20B充电，端口12B可用于给电池子组20C充电，端口12C可用于给电池子组20D充电。在阶段B，端口12A可用于给电池子组20C充电，端口12C可用于给电池子组20D充电。在阶段C，端口12A可用于给电池子组20D充电。可以切换各阶段以给电池子组20A-20D提供大致均匀的充电。
图9至12D为向所有四个端口12A到12D提供充电的实施例。
如图9所示，可向端口12A到12D各提供相同级别的充电连接，例如2级充电。本实施例中，每个端口12A到12D可以分别用于给电池子组20A到20D充电。在本实施例中，电池的充电速度可以比图3所示的实施例快约四倍。
如图10A和10B所示的实施例中，端口12A到12D接入同一级别的三个充电电源和另一级别的一个充电电源。在本实施例中，端口12A可接入2级充电连接，端口12B可接入2级充电连接，端口12C可接入2级充电连接，端口12D可接入1级充电连接。为了给电池子组20A到20D提供大致均匀的充电，可使用阶段A和阶段B的切换机制。在阶段A，端口12A可以连接到电池子组20A，端口12B可以连接到电池子组20B，端口12C可以连接到电池子组20C，端口12D可以连接到端口20D。在阶段B，端口12A可以连接到电池子组20D以向其提供“补回”充电。可以切换阶段以给电池子组20A-20D提供大致均匀的充电。
如图11A和11B所示的实施例中，端口12A到12D接入同一级别的两个充电电源和另一级别的两个充电电源。在本实施例中，端口12A可接入2级充电连接，端口12B可接入2级充电连接，端口12C可接入1级充电连接，端口12D可接入1级充电连接。为了给电池子组20A到20D提供大致均匀的充电，可使用阶段A和阶段B的切换机制。在阶段A，端口12A可以连接到电池子组20A，端口12B可以连接到电池子组20B，端口12C可以连接到电池子组20C，端口12D可以连接到电池子组20D。在阶段B，端口12A可以连接到电池子组20C，端口12B可以连接到电池子组20D，以向其提供“补回”充电。可以切换阶段以给电池子组20A-20D提供大致均匀的充电。
如图12A至12D所示的实施例中，端口12A到12D接入同一级别的三个充电电源和另一级别的一个充电电源。在本实施例中，端口12A可接入2级充电连接，端口12B可接入1级充电连接，端口12C可接入1级充电连接，端口12D可接入1级充电连接。为了给电池子组20A到20D提供大致均匀的充电，可使用包括阶段A、阶段B、阶段C和阶段D的切换机制。在阶段A，端口12A可以连接到电池子组20A，端口12B可以连接到电池子组20B，端口12C可以连接到电池子组20C，端口12D可以连接到电池子组20D。在阶段B，端口12A可以连接到电池子组20B，端口12C可以连接到电池子组20C，端口12D可以连接到电池子组20D。在阶段C，端口12A可以连接到电池子组20C，端口12D可以连接到电池子组20D。在阶段D，端口12A可以连接到电池子组20D。可以切换阶段以给电池子组20A到20D提供大致均匀的充电。
以上具体实施例描述了用于给电池的多个电池子组提供均匀充电的切换机制。在本发明的范围内还可设想其它机制。当完全充电时，电池子组20A至20D中的每一个子组的充电程度都大致相同，则也被认为在本发明的范围中。当两个电池子组之间的电压变化为零到大约+/-0.5V DC之间时，通常为零到大约+/-0.2V DC，则这两个电池子组的充电程度可判断为上文所指的大致相同。
除非另有说明，本说明书包括摘要和附图所公开的所有特征，可以由具有相同、等同或相似目的的替代特征所代替。因此，所公开的每个特征仅是一系列等同或相似特征的一个示例，除非另有说明。
本文的权利要求的要素和步骤可能已被编号和/或字母标记，仅为辅助阅性和理解。任何所述编号和字母均不旨在也不应用来说明权利要求和/或步骤的顺序。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以做出许多改变和修改。因此，必须理解，所阐述的实施例仅用于示例的目的，而非限制以下权利要求所定义的本发明。例如，尽管权利要求的要素在如下阐述中以某种形式组合，但必须明白，本发明包括更少、更多或不同的所公开要素的其他组合。
本说明书中用于描述本发明及其各种实施例的词语不仅仅是它们通常定义的含义，还应包括它们在本说明书中代表单一物体的属类结构、材料或行为的专有的含义。
因此，所附权利要求的词语或元素的定义在本说明书中不仅包括字面上阐述的元素的组合。在这个意义上，还可以考虑对权利要求中的任何一个元素进行两个或更多个元素的等效替换，或者可以用单个元素替换权利要求中的两个或更多个元素。尽管上面可能将元素描述为以某些组合起作用，并且甚至最初如此要求保护，但应明确理解的是，在某些情况下，可以删除一个或多个要求保护组合中的元素，并且要求保护的组合可以变化。
对本领域普通技术人员来说，来自本发明的非实质性改变，无论是现在已知的或以后设计的，均被明确认为属于权利要求的范围内。因此，本领域普通技术人员现在或将来已知的明显替换属于所定义的范围内。
所以，权利要求应被理解为包括上面的具体说明和描述内容、概念上等效的内容、可以明显替代的内容以及包含本发明基本思想的内容。

Claims (23)

1.一种电池充电系统包括：
至少两个用于充电的端口；
至少两个电池子组；
一个电源管理器，所述电源管理器用于检测所述至少两个端口中的至少一个端口正在充电；和
多个开关，所述多个开关设置为从检测到的至少一个端口向所述至少两个电池子组中的每个子组传输电能，其特征在于：
当所述检测到的至少一个端口为第一检测端口和第二检测端口时，所述至少两个电池子组中的至少两个子组从所述第一检测端口和第二检测端口并行充电。
2.根据权利要求1所述的电池充电系统，其特征在于：用于充电的所述检测到的至少一个充电端口至少包括第一检测端口和第二检测端口。
3.根据权利要求2所述的电池充电系统，其特征在于：所述多个开关用于所述系统在第一阶段和至少第二阶段之间切换，第一阶段选取所述第一检测端口和所述第二检测端口中的端口并连接到所述至少两个电池子组的第一选项；所述第二阶段选取所述第一检测端口和所述第二检测端口中的端口并连接到所述至少两个电池子组的第二选项，所述第一选项不同于第二选项。
4.根据权利要求3所述的电池充电系统，其特征在于：通过所述第一阶段和所述至少第二阶段之间的切换使得所述至少两个电池子组充电均匀。
5.根据权利要求1所述的电池充电系统，其特征在于：所述多个开关断开所述至少两个电池子组中的每个子组的接地连接，使得所述接地连接对应于所述至少两个电池子组中的每个子组所做的正连接。
6.一种电池充电系统包括：
至少四个用于充电的端口；
至少四个电池子组；
一个电源管理器，所述电源管理器用于检测所述至少四个端口中的至少一个端口正在充电；和
多个开关，所述多个开关设置为从检测到的至少一个端口向所述至少四个电池子组中的每个子组传输电能，其特征在于：
当所述检测到的至少一个端口为第一检测端口和第二检测端口时，所述至少四个电池子组中的至少两个子组从所述第一检测端口和第二检测端口并行充电。
7.根据权利要求6所述的电池充电系统，其特征在于，用于充电的所述检测到的至少一个端口至少包括第一检测端口和第二检测端口。
8.根据权利要求6所述的电池充电系统，其特征在于：用于充电的所述检测到的至少一个端口至少包括第一检测端口、第二检测端口和第三检测端口。
9.根据权利要求6所述的电池充电系统，其特征在于：用于充电的所述检测到的至少一个端口至少包括第一检测端口、第二检测端口、第三检测端口和第四检测端口。
10.根据权利要求7所述的电池充电系统，其特征在于：所述多个开关用于所述系统在第一阶段和至少第二阶段之间切换；所述第一阶段选取所述第一检测端口和所述第二检测端口中的端口并连接到所述至少四个电池子组的第一选项；所述第二阶段选取所述第一识别端口和所述第二识别端口中的端口并连接到所述至少四个电池子组的第二选项，所述第一选项不同于第二选项。
11.根据权利要求10所述的电池充电系统，其特征在于：通过所述第一阶段和所述至少第二阶段之间的切换使得所述至少四个电池子组充电均匀。
12.一种带有电池充电系统的电池充电方法，包括：
将所述电池分为至少两个电池子组；
检测至少两个充电端口中的每个端口是否在充电；
开合多个开关中的一个或多个开关以将在所述至少两个充电端口中的一个或多个接收到的电力传输给所述至少两个电池子组；和
当所述至少两个充电端口中超过一个端口在充电时，通过各个所述至少两个充电端口并行地对所述至少两个电池子组中的第一电池子组和第二电池子组进行充电。
13.根据权利要求12所述的充电方法，其特征在于：至少向第一检测端口和第二检测端口提供电力。
14.根据权利要求13所述的充电方法，还包括切换所述电池充电系统到第一阶段或至少第二阶段的切换机制，其特征在于：所述第一阶段中，选取所述第一检测端口和所述第二检测端口中的端口并连接到所述至少两个电池子组的第一选项；在所述第二阶段中，选取所述第一检测端口和所述第二检测端口中的端口并连接到所述至少两个电池子组的第二选项，所述第一选项不同于第二选项。
15.根据权利要求14所述的充电方法，其特征在于：对所述至少两个电池子组提供均匀的充电。
16.根据权利要求12所述的充电方法，其特征在于：还包括接受用户输入的预定充电时间，并优化充电过程使得所述至少两个电池子组的每个子组充电最多。
17.根据权利要求12所述的充电方法，其特征在于：将不同级别的电力提供给所述至少两个充电端口中的至少两个充电端口。
18.根据权利要求12所述的充电方法，其特征在于：还包括：
当所述至少两个电池子组中的至少一个电池子组电压在充电结束时低于所述至少两个电池子组中所选的电池子组的电压时，从所述所选的电池子组获取电力；和
当两者的电压相同时，将所述至少两个电池子组中的至少一个具有电压低于所述至少两个电池子组中所选电池子组电压的电池子组连接到所述所选电池子组。
19.根据权利要求12所述的充电方法，其特征在于：还包括从充电站的多条充电线进行充电，所述充电站提供用于同一电动汽车的多条充电线。
20.根据权利要求12所述的充电方法，其特征在于：还包括通过一条由多条充电线组成的充电线缆进行充电。
21.根据权利要求12所述的充电方法，其特征在于：还包括允许配有所述电池的电动汽车降低充电速度，从而避免在一天的特定时间内因消耗大量电力充电而被供电商征收更多的电费。
22.根据权利要求12所述的充电方法，其特征在于：所述电池的电力由电能存储系统提供。
23.根据权利要求22所述的充电方法，其特征在于：所述电能存储系统在所述电池充电或没有充电时以适当的功率通过电网再充电。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6551089B2 (ja) * 2015-09-11 2019-07-31 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用電源装置
US11117483B2 (en) * 2019-10-02 2021-09-14 Ford Global Technologies, Llc Traction battery charging method and charging system
US11142087B1 (en) 2021-05-10 2021-10-12 Mark Ellery Ogram Electric vehicle recharging
CN113291187A (zh) * 2021-05-17 2021-08-24 东莞市光烨节能科技有限公司 一种可柔性扩容的环网并联快充系统
US20220410755A1 (en) * 2021-06-25 2022-12-29 Zoox, Inc. Fleet charging station architecture
US20230018577A1 (en) * 2021-07-19 2023-01-19 Christopher Naychuk Electric vehicle charging station cabinet
US11605964B1 (en) 2022-03-07 2023-03-14 Beta Air, Llc Charging connector control system and method for charging an electric vehicle
DE102022112430A1 (de) 2022-05-18 2023-11-23 Daimler Truck AG Hochvolt-Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Laden einer Hochvolt-Speichereinrichtung und Kraftfahrzeug

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5631534A (en) 1995-08-21 1997-05-20 Delco Electronics Corp. Bidirectional current pump for battery charge balancing
JPH10271700A (ja) 1997-03-21 1998-10-09 Sanyo Electric Co Ltd 充電装置
US7656121B2 (en) 2007-02-22 2010-02-02 Atmel Corporation Soft transition from constant-current to a constant-voltage mode in a battery charger
JP4735683B2 (ja) 2008-08-22 2011-07-27 ソニー株式会社 充電装置及び充電方法
JP5336902B2 (ja) 2009-03-30 2013-11-06 株式会社日本総合研究所 充電制御装置、電池パック、車両および充電制御方法
US8890473B2 (en) 2009-07-28 2014-11-18 Bosch Automotive Service Solutions Llc Sequential charging of multiple electric vehicles
US8575778B2 (en) 2010-01-12 2013-11-05 Ford Global Technologies, Llc Variable voltage converter (VVC) with integrated battery charger
US8564246B2 (en) 2010-03-30 2013-10-22 Grrreen, Inc. Battery charging system and method
US10343535B2 (en) 2010-04-08 2019-07-09 Witricity Corporation Wireless power antenna alignment adjustment system for vehicles
US8359132B2 (en) 2010-06-16 2013-01-22 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for optimizing use of a battery
US20120091955A1 (en) 2010-10-13 2012-04-19 Frank Fang Gao Electric Vehicle Battery Recharge-Replacement System
KR101746177B1 (ko) 2010-12-23 2017-06-27 한국전자통신연구원 전기 자동차 배터리 충전장치 및 방법
WO2013039753A1 (en) 2011-09-16 2013-03-21 Aerovironment, Inc. Methods for operating a multi-use energy management and conversion system for electric vehicle charging
US9266440B2 (en) 2011-09-26 2016-02-23 GM Global Technology Operations LLC Robotically operated vehicle charging station
US9555715B2 (en) 2011-12-08 2017-01-31 Institute For Energy Application Technologies Co., Ltd. Rapid charging power supply system
KR102158288B1 (ko) 2012-07-09 2020-09-21 삼성전자주식회사 배터리를 충전하기 위한 방법 및 그 전자 장치
JP5955714B2 (ja) 2012-09-18 2016-07-20 株式会社東芝 電池パックおよび電気自動車
US20140266042A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Contour Hardening, Inc. Quick charge system for electric vehicles
US20150008867A1 (en) 2013-07-03 2015-01-08 At&T Intellectual Property I, L.P. Charge pump battery charging
US9637017B2 (en) 2013-10-25 2017-05-02 Korea Institute Of Energy Research Power-sharing charging system, charging device, and method for controlling the same
US10305298B2 (en) * 2014-03-17 2019-05-28 Glx Power Systems, Inc. Method and apparatus for creating a dynamically reconfigurable energy storage device
US9929572B2 (en) 2014-08-14 2018-03-27 II Gene Lee Armstrong Battery cell charge management system and method
US20160193932A1 (en) 2015-01-04 2016-07-07 Pedram Vaghefinazari Electrical vehicle charging devices, systems, and methods
US9579977B2 (en) 2015-01-28 2017-02-28 Ford Global Technologies, Llc Bus leakage resistance estimation for electric vehicle
TWM500392U (zh) * 2015-01-29 2015-05-01 Digipower Mfg Inc 具有快速充電功能的行動電源裝置
US9550406B2 (en) 2015-03-16 2017-01-24 Thunder Power Hong Kong Ltd. Thermal dissipation system of an electric vehicle
KR102415122B1 (ko) * 2015-08-20 2022-06-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템
US10471838B2 (en) 2017-02-15 2019-11-12 Nio Usa, Inc. High voltage fast charge utilizing two charge ports
CN107650718A (zh) 2017-10-11 2018-02-02 吴光军 一种电动汽车快速充电控制电路及控制方法
KR102465069B1 (ko) 2017-11-15 2022-11-09 삼성전자주식회사 배터리 충전 방법 및 장치
JP7013884B2 (ja) * 2018-01-22 2022-02-01 トヨタ自動車株式会社 車両

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