CN207737131U - 石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置 - Google Patents

Abstract

石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置。本产品其组成包括:电池管理系统、动力电池组、驱动系统，所述的动力电池组通过导线连接电池管理系统和驱动系统，所述的动力电池组与所述的电池管理系统均连接能量单元管理系统，所述的能量单元管理系统连接启动电池，所述的驱动系统通过导线连接双向逆变系统，所述的双向逆变系统连接超级电容系统。本实用新型用于石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电。

Description

石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置

技术领域：

本实用新型涉及一种石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置。

背景技术：

现有的新能源电动车的快充解决方案之一的缺点是现有方式之一是以较大直流电流在20 min 至1 h 内，为电动汽车提供短时充电服务，快充方式可以解决续航里程不足时电能补给问题，但是对电池寿命有影响，因电流较大，对技术、安全性要求也较高；快充的特点是高电压、大电流，充电时间短（约1 h）。目前，这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准，也没有国际标准，已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定，世界各国都在积极争夺标准的制订权，各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品，抢占市场、提高占有率，试图使多数充电站不得不采用其充电设备，从而成为事实标准。

这个大家都普遍共识，直流电电流过大，对电池寿命是个极大的考验，正负极材料结构容易被破坏，例如材料里的锂晶枝导致短路等等，严重影响电池安全和寿命。

现有新能源电动车的快充解决方案是用电池管理系统通过导线连接动力电池组和驱动系统完成的。

现有快充的解决方案之二是快换，快换则是通过直接更换车载电池的方式补充电能，换电时间与燃油汽车加油时间相近，大约需要5～10 min。快换方式最为便捷，但是需要电动汽车和车载电池实现标准化，而且快换过程中需要专业人员进行操作。快换可以在充电站也可在专用电池更换站完成。这种方式的优点是电动车电池不需现场充电，更换电池时间较短，但要求电池的外形、容量等参数完全统一，目前阶段显然是无法实现的。同时，还要求电动汽车的构造设计能满足更换电池的方便性、快捷性和牢固性；电池接头的牢固性就使得成本居高不下。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种可行性高、经济效益好的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，其组成包括: 电池管理系统、动力电池组、驱动系统，所述的动力电池组通过导线连接电池管理系统和驱动系统，所述的动力电池组与所述的电池管理系统均连接能量单元管理系统，所述的能量单元管理系统连接启动电池，所述的驱动系统通过导线连接双向逆变系统，所述的双向逆变系统连接超级电容系统。

所述的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，所述的超级电容系统包括电容管理系统和超级电容组，所述的电容管理系统与所述的超级电容组连接均所述的能量单元管理系统，所述的能量单元管理系统连接所述的双向逆变系统。

所述的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，所述的能量单元管理系统包括电池门限控制器，所述的电池门限控制器同时连接常闭开关OT、常开开关OK、输入开关Ao、输出开关An，所述的电池门限控制通过导线连接启动器、冷启动单元、同步控制器、初始化控制器、电池状态检测器、脉冲频率升压调制控制器、电池接口。

所述的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，所述的常闭开关OT连接温感控制器，所述的输入开关Ao连接过载控制器，所述的同步控制器连接分配控制器，所述的同步控制器通过一号开关和二号开关连接信号处理监控器，所述的一号开关串联所述的二号开关，所述的信号处理监控器与所述的常闭开关OT；所述的二号开关连接储存采集控制器，所述的储存采集控制器连接电熔接口、脉冲频率调制降压控制器，所述的储存采集控制器连接平衡电荷控制器，所述的平衡电荷控制器连接所述的冷启动单元，所述的冷启动单元连接编码纠正模块，所述的脉冲频率调制降压控制器连接最大脉冲点控制器，所述的最大脉冲点控制器连接容量数据采集器和参数采集器，所述的编码纠正模块连接所述的平衡电荷控制器，所述的参数采集器连接启动器。

所述的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，所述的脉冲频率调制降压控制器通过导线连接输出控制器、输出设定器、输出赋值、编码纠正模块，所述的编码纠正模块连接电池状态检测器，所述的脉冲频率调制降压控制器连接所述的电熔接口。

有益效果：

1.本实用新型利用超级电容和锂离子电池的组合，实现新能源电动车3至5分钟快速充50-100度电；超级电容可以是石墨烯基也可以不是石墨烯基，可选性非常强。

2.本实用新型的超级石墨烯电容容量大且能够延长储能系统的整体使用寿命；通过使用超级电容器避免了对电池造成高峰值功率冲击，同时超级电容也能够对锂离子电池以较慢速度缓释充电。

3.本实用新型无需为了应对长时使用寿命中的高功率性能/热应力表现而增加电池；大大的降低了成本。

4.本实用新型的超级石墨烯电容器是为超过100万次的高强度充放电周期而设计，在宽泛的工作温度范围也能保证其性能与超长寿命的优势；大大的 减少了运营成本的支出。

5.本实用新型的在启停系统中提供启动电源和稳定电压，为关键汽车应用提供后备电源和峰值功率，并能够在制动能量回收系统中用作储能装置。

附图说明：

附图1是本产品的系统图。

附图2是附图1中能量单元管理系统图。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

一种石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，其组成包括: 电池管理系统1、动力电池组2、驱动系统3，所述的动力电池组通过导线连接电池管理系统和驱动系统，所述的动力电池组与所述的电池管理系统均连接能量单元管理系统4，所述的能量单元管理系统连接启动电池5，所述的驱动系统通过导线连接双向逆变系统6，所述的双向逆变系统连接超级电容系统7。

所述的超级电容系统包括电容管理系统8和超级电容组9，所述的电容管理系统与所述的超级电容组连接均所述的能量单元管理系统，所述的能量单元管理系统连接所述的双向逆变系统。

所述的能量单元管理系统包括电池门限控制器，所述的电池门限控制器同时连接常闭开关OT、常开开关OK、输入开关Ao、输出开关An，所述的电池门限控制通过导线连接启动器、冷启动单元、同步控制器、初始化控制器、电池状态检测器、脉冲频率升压调制控制器、电池接口。

所述的常闭开关OT连接温感控制器，所述的输入开关Ao连接过载控制器，所述的同步控制器连接分配控制器，所述的同步控制器通过一号开关10和二号开关11连接信号处理监控器，所述的一号开关串联所述的二号开关，所述的信号处理监控器与所述的常闭开关OT；所述的二号开关连接储存采集控制器，所述的储存采集控制器连接电熔接口、脉冲频率调制降压控制器，所述的储存采集控制器连接平衡电荷控制器，所述的平衡电荷控制器连接所述的冷启动单元，所述的冷启动单元连接编码纠正模块，所述的脉冲频率调制降压控制器连接最大脉冲点控制器，所述的最大脉冲点控制器连接容量数据采集器和参数采集器，所述的编码纠正模块连接所述的平衡电荷控制器，所述的参数采集器连接启动器。

所述的脉冲频率调制降压控制器通过导线连接输出控制器、输出设定器、输出赋值、编码纠正模块，所述的编码纠正模块连接电池状态检测器，所述的脉冲频率调制降压控制器连接所述的电熔接口。

本产品完全能够实现5分钟以内快速充电，充电量大于50度以上，避免了损坏电池的现象的发生；避免采用现有新能源车的换电池的笨重机械方式；能够更好的实现电能回收。

实施例2：

实施例1所述的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，利用超级电容和锂离子电池的组合，实现新能源电动车3至5分钟快速充50-100度电；超级电容可以是石墨烯基也可以不是石墨烯基。

本产品是一种可行性高、经济效益好的解决现有技术存在的弊病的方案，它结合了电池提供长时间电力供应与超级电容器提供瞬时大电流的优势，提供近乎无缝的快速充电以及长时间的电力供应，极大地满足了新能源车对快速充电这个硬指标的渴求。

电池管理系统、动力电池组、驱动系统、电容管理系统、超级电容组均为黑龙江炭嘉新能源科技开发公司的产品。

本产品的所有电器元件均是通过导线连接的。

Claims (5)

1.一种石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，其组成包括: 电池管理系统、动力电池组、驱动系统，所述的动力电池组通过导线连接电池管理系统和驱动系统，其特征是:所述的动力电池组与所述的电池管理系统均连接能量单元管理系统，所述的能量单元管理系统连接启动电池，所述的驱动系统通过导线连接双向逆变系统，所述的双向逆变系统连接超级电容系统。

2.根据权利要求1所述的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，其特征是: 所述的超级电容系统包括电容管理系统和超级电容组，所述的电容管理系统与所述的超级电容组连接均所述的能量单元管理系统，所述的能量单元管理系统连接所述的双向逆变系统。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，其特征是: 所述的能量单元管理系统包括电池门限控制器，所述的电池门限控制器同时连接常闭开关OT、常开开关OK、输入开关Ao、输出开关An，所述的电池门限控制通过导线连接启动器、冷启动单元、同步控制器、初始化控制器、电池状态检测器、脉冲频率升压调制控制器、电池接口。

4.根据权利要求3所述的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，其特征是:所述的常闭开关OT连接温感控制器，所述的输入开关Ao连接过载控制器，所述的同步控制器连接分配控制器，所述的同步控制器通过一号开关和二号开关连接信号处理监控器，所述的一号开关串联所述的二号开关，所述的信号处理监控器与所述的常闭开关OT；所述的二号开关连接储存采集控制器，所述的储存采集控制器连接电熔接口、脉冲频率调制降压控制器，所述的储存采集控制器连接平衡电荷控制器，所述的平衡电荷控制器连接所述的冷启动单元，所述的冷启动单元连接编码纠正模块，所述的脉冲频率调制降压控制器连接最大脉冲点控制器，所述的最大脉冲点控制器连接容量数据采集器和参数采集器，所述的编码纠正模块连接所述的平衡电荷控制器，所述的参数采集器连接启动器。

5.根据权利要求4所述的石墨烯基及其它超级电容与锂离子电池的快速充电装置，其特征是:所述的脉冲频率调制降压控制器通过导线连接输出控制器、输出设定器、输出赋值、编码纠正模块，所述的编码纠正模块连接电池状态检测器，所述的脉冲频率调制降压控制器连接所述的电熔接口。