JP7444985B2 - Ｄｃ／ｄｃ変換回路、パワーユニット、充電スタンド及び充放電加熱方法 - Google Patents

Description

本願は、電池技術分野に関し、特にＤＣ／ＤＣ変換回路、パワーユニット、充電スタンド及び充放電加熱方法に関する。

新エネルギー技術の発展に伴って、電池の応用もますます広がっている。電気自動車における電池パックは、低温条件下での充電効率が低いため、電池パックを加熱する必要がある。電池パックの温度がその運転温度範囲に加熱されると、充電スタンドによって電池パックを効率的に充電することができる。

関連技術において、低温条件で電池パックの充電が低効率であるという問題を解決するために、一般的に電気自動車の内部に加熱モジュールを増設して電池パックを高速に加熱する。しかし、各電気自動車に追加の加熱装置を設けると、必ず電気自動車全体の生産コストは向上する。関連技術では、車両全体のコストを低減させるために、充電スタンドに加熱装置を設けて、加熱装置により電池パックに対して充放電サイクルを行うことで電池パックの加熱を実現することを提案している。

しかし、電池パックに対して充放電サイクルを行うために、充電スタンドの内部で直流電の電流方向を絶えず切り替える必要がある。従来の充電スタンドが一回の充放電切替を行う時間は常に１秒程度必要であり、このような充放電切替のスピードは電池パックへの加熱効果が低い。また、充電スタンドの充放電切替のスピードは、内部素子性能の影響を受けるため、充放電の制御方式を調整することにより充放電切替のスピードを向上させることができない。

本願の実施例は、充電スタンドの充放電切替のスピードが遅く、電池パックの加熱効果が良くないという問題を解決するためのＤＣ／ＤＣ変換回路、パワーユニット、充電スタンド及び充放電加熱方法を提供する。

第１の態様では、本願は、充電スタンドに応用するＤＣ／ＤＣ変換回路であって、
入力端がＡＣ／ＤＣ変換回路を介して電力網に接続される第１の整流モジュールと、
入力端が第１の整流モジュールの出力端に接続される変圧モジュールと、
エネルギー貯蔵モジュールと、
入力端は変圧モジュールの出力端又はエネルギー貯蔵モジュールと接続され、出力端は、充電スタンドが電気自動車を充電する際に電気自動車の電池パックと接続される第２の整流モジュールと、を含み、
第２の整流モジュールが、変圧モジュールとの電気的な接続により、電力網と電池パックとの間に第１の周波数範囲内で充放電を実施して電池パックを加熱することに用いられ、あるいは、エネルギー貯蔵モジュールとの電気的な接続により、エネルギー貯蔵モジュールと電池パックとの間に第２の周波数範囲内で充放電を実施して電池パックを加熱し、
第１の周波数範囲は、第２の周波数範囲よりも小さいＤＣ／ＤＣ変換回路を提供する。

充電スタンドが電気自動車を充電すると、充放電切替の周波数への要求が低い場合、第２の整流モジュールを変圧モジュールにオンさせ、ＡＣ／ＤＣ変換回路及びＤＣ／ＤＣ変換回路を介して電池パックを周期的に充放電して電池パックの加熱を実現する。充放電切替の周波数要求が高い場合、第２の整流モジュールをエネルギー貯蔵モジュールに通電し、電池パック、第２の整流モジュール及びエネルギー貯蔵モジュールは、発振放電によってより高い周波数の電池パックの充放電を実現することで、電池パックを高速に加熱して電池パックの加熱効果を向上させる。第２の整流モジュールとエネルギー貯蔵モジュールとの接続により、電池パックが高周波数パルス電流を要求する際、エネルギー貯蔵モジュールとの電気的な接続により高周波数パルス電流を発生させるので、高周波数の充放電により電池パックの高速の低温加熱を実現することができる。

選択可能な実施態様では、ＤＣ／ＤＣ変換回路は、
第２の整流モジュールの入力端を変圧モジュールの出力端に接続し、第２の整流モジュールと変圧モジュールとの電気的な接続に用いられる第１のスイッチと、
第２の整流モジュールの入力端をエネルギー貯蔵モジュールに接続し、第２の整流モジュールとエネルギー貯蔵モジュールとの電気的な接続に用いられる第２のスイッチと、
をさらに含む。

第１のスイッチ及び第２のスイッチを設けることで、充電スタンドは第１のスイッチ及び第２のスイッチのオン・オフ状態を調整することで、電池パックに高周波数の正負方向のパルス電流を出力するため、電池パックを高周波数で充放電して電池パックを加熱することができる。

選択可能な実施態様では、第２の整流モジュールは、
第１の端子が第１のスイッチを介して変圧モジュールの出力端の第１の極に接続され、第２の端子が電池パックの第１の極に接続される第１のＭＯＳトランジスタと、
第１の端子が変圧モジュールの出力端の第２の極に接続され、第２の端子が電池パックの第１の極に接続される第２のＭＯＳトランジスタと、
第１の端子が第１のスイッチを介して変圧モジュールの出力端の第１の極に接続され、第２の端子が電池パックの第２の極に接続にされる第３のＭＯＳトランジスタと、
第１の端子が変圧モジュールの出力端の第２の極に接続され、第２の端子が電池パックの第２の極に接続される第４のＭＯＳトランジスタと、を備え、
第２の整流モジュールは、第１のＭＯＳトランジスタと第４のＭＯＳトランジスタとがオンにされた場合に電池パックを充電し、第２のＭＯＳトランジスタと第３のＭＯＳトランジスタとがオンにされた場合に電池パックを放電する。

４つのＭＯＳトランジスタの交互のオンを制御すると、電池パックの充放電を実現することができる。また、充放電周波数の上限は、ＭＯＳトランジスタのスイッチング周波数性能のみ影響を受ける。ＭＯＳトランジスタのオン信号の信号周波数を調整することで、電池パックの充放電周波数を適宜に調整することもできる。

選択可能な実施態様では、第１のＭＯＳトランジスタの第１の端子は、第２のスイッチを介してエネルギー貯蔵モジュールの第１の端子に接続され、第２のＭＯＳトランジスタの第１の端子は、エネルギー貯蔵モジュールの第２の端子に接続される。

エネルギー貯蔵モジュールを第２の整流モジュールに直接接続することに設けられることで、エネルギー貯蔵モジュールは第２の整流モジュールのみを介して電池パックと接続することができるので、エネルギー貯蔵モジュールと電池パックとの間の素子数を低減し、素子性能が充放電切替のスピードに影響を及ぼすことを避けることができる。

選択可能な実施態様では、エネルギー貯蔵モジュールは、エネルギー貯蔵インダクタンス又はエネルギー貯蔵容量である。

選択可能な実施態様では、第２の整流モジュールは、前記変圧モジュールとの電気的な接続により、残電力量が予め設定された電力量閾値未満である電池パックを第１の周波数範囲で充放電して電池パックを加熱する。

電池パックの残電力量が低い場合、第２の整流モジュールで変圧モジュールに接続し、依然として電池パックをサイクル充放電して電池パックを加熱することができる。

第２の態様では、本願は、充電スタンドに応用され、上記のＤＣ／ＤＣ変換回路を含むパワーユニットを提供する。パワーユニットは、ＡＣ／ＤＣ変換回路をさらに含み、ＡＣ／ＤＣ変換回路の入力端が電力網に接続し、ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力端が、ＤＣ／ＤＣ変換回路の入力端に接続する。

第３の態様では、本願は、上記のパワーユニットを含む充電スタンドを提供する。充電スタンドは、主制御モジュールをさらに含む。主制御モジュールは、それぞれ各々のパワーユニットに接続する。
主制御モジュールは、パワーユニットにおけるＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールを変圧モジュールに電気的に接続させる、又は第２の整流モジュールをエネルギー貯蔵モジュールに電気的に接続させ、且つ第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて電池パックを加熱する。

選択可能な実施態様では、充電スタンドは少なくとも２つのパワーユニットを含む。
主制御モジュールは、電池パックの加熱パワーに応じて複数のパワーユニットを並列に接続し、又は、電池パックの充電電圧に応じて複数記パワーユニットのＤＣ／ＤＣ変換回路を直列に接続する。

第４の態様では、本願は、充電スタンドに応用する充放電加熱方法であって、
前記充電スタンドと電池装置との接続を指示し、加熱周波数情報を含む電気的な接続要求を受信することと、
前記加熱周波数情報が第１の周波数範囲に対応する場合、前記電気的な接続要求に応じてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールを変圧モジュールと電気的に接続させ、且つ第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて前記電池装置を加熱することと、
前記加熱周波数情報が第２の周波数範囲に対応する場合、前記電気的な接続要求に応じてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールをエネルギー貯蔵モジュールと電気的に接続させ、且つ前記第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて前記電池装置を加熱することと、を含み、
前記第１の周波数範囲は、前記第２の周波数範囲よりも小さい、充放電加熱方法を提供する。

充電スタンドの主制御モジュールにより電池パックの加熱周波数を取得することで、相応の充放電方式で電池パックを充放電して加熱することができる。電池パックが高い加熱周波数を要求する場合、電池パックを高周波数で充放電することができるため、充放電の切替スピード及び電池パックの加熱効果を向上させる。

選択可能な実施態様では、電気的な接続要求を受信した後、さらに、
電気自動車の電池パックの残電力量を取得することと、
残電力量が予め設定された電力量閾値未満である場合、電気的な接続要求に応じてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールを変圧モジュールに電気的に接続させ、且つ第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて電池パックを加熱することと、
をさらに含む。

電池パックの残電力量が低い場合、第２の整流モジュールを介して変圧モジュールと電気的に接続し、依然として電池パックに対して充放電サイクルを行って電池パックを加熱することができる。

本願の実施例に係るＤＣ／ＤＣ変換回路、パワーユニット、充電スタンド及び充放電加熱方法は、ＡＣ／ＤＣ変換回路を介して電力網に接続することができる。充電スタンドが電気自動車を充電すると、充放電切替の周波数要求が低い場合、第２の整流モジュールと変圧モジュールをオンさせ、ＡＣ／ＤＣ変換回路及びＤＣ／ＤＣ変換回路を介して電池パックを周期的に充放電して電池パックの加熱を実現する。充放電切替の周波数要求が高い場合、第２の整流モジュールとエネルギー貯蔵モジュールを接続し、電池パック、第２の整流モジュール及びエネルギー貯蔵モジュールは、発振放電によりより高い周波数の電池パックの充放電を実現することができるため、電池パックを高速に加熱して電池パックの加熱効果を向上させる。第２の整流モジュールとエネルギー貯蔵モジュールとの接続により、電池パックが高周波パルス電流を要求する場合、エネルギー貯蔵モジュールとの電気的な接続により高周波パルス電流を発生し、電池パックを高周波数で充放電して高速に低温加熱を実現することができる。

本願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下、本願の実施例において必要とされる図面について簡単に説明する。明らかに、以下に説明する図面は、本願の複数の実施例に過ぎない。当業者であれば、創造的な労働を付与しなくても図面に基づいて他の図面を得ることもできる。
本願の実施例に係るＤＣ／ＤＣ変換回路のモジュール構造概略図である。 本願の他の実施例に係るＤＣ／ＤＣ変換回路のモジュール構造概略図である。 本願の実施例に係るＤＣ／ＤＣ変換回路の回路構造概略図である。 本願の他の実施例に係るＤＣ／ＤＣ変換回路のモジュール構造概略図である。 本願のまたの他の実施例に係るＤＣ／ＤＣ変換回路のモジュール構造概略図である。 本願の実施例に係る充放電加熱方法のフローチャートである。 図面において、図面は、必ずしも実際の割合で描かれていない。

１００ 充電スタンド、１ パワーユニット、２ 電力網、３ 電池パック、１０ ＤＣ／ＤＣ変換回路、２０ ＡＣ／ＤＣ変換回路、３０ 主制御モジュール、１１ 第１の整流モジュール、１２ 変圧モジュール、１３ 第２の整流モジュール、１４ エネルギー貯蔵モジュール、Ｌ エネルギー貯蔵インダクタンス、Ｋ１ 第１のスイッチ、Ｋ２ 第２のスイッチ、Ｍ１～Ｍ４ 第１のＭＯＳトランジスタ～第４のＭＯＳトランジスタ。

以下、図面と実施例を組み合わせて本願の実施態様をさらに詳細に説明する。以下の実施例の詳細な説明と図面は、本願の原理を例示的に説明するために用いられるが、本願の範囲を限定するために用いられるものではなく、即ち、本願は記載されている実施例に限定されていない。

特に定義がない限り、本願で用いられる全ての技術用語や科学用語は、当業者が通常に理解する意味と同じである。本願で用いられる用語は、具体的な実施例を説明するためのものであり、本願を限定することを意味するものではない。本願の明細書や特許請求の範囲及び上記図面の説明における用語「含む」及び「有する」並びにそれらの任意の変化は、非排他的な包含をカバーすることを意図する。

本願の実施例の説明において、技術用語「第１」、「第２」などは、異なる対象を区別するためにのみ用いられ、相対的重要性を明示又は暗示すること、示された技術的特徴の数、特定の順序や主従関係を明示又は暗示することとは理解されない。本願の実施例の説明において、「複数」は、特に限定がない限り２つ以上を意味する。

本願では、言及される「実施例」とは、実施例と組み合わせて説明される特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも１つの実施例に含まれることができることを意味する。明細書において示されている用語は必ずしも同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と排他的に独立した又は代替的な実施例でもない。当業者は、本願に係る実施例を他の実施例と組み合わせることができることを明示的且つ暗示的に理解する。

本願の実施例の説明において、用語「及び／又は」は、関連対象の関連関係を説明するに過ぎず、３つの関係を表すことができる。例えば、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａが単独で存在し、ＡとＢが同時に存在し、Ｂが単独で存在することを表すことができる。また、本明細書の文字「／」は、一般的に前後の関連対象が「又は」の関係であることを表す。

本願の実施例の説明において、「複数」という用語は、２つ以上（２つを含む）を意味する。同様に、「複数組」は、２つ以上（２つの組を含む）を意味し、「複数のシート」は、２つ以上（２つのシートを含む）を意味する。

本願の実施例の説明において、技術用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「トップ」、「底」、「内」、「外」、「時計方向」、「反時計方向」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの方位関係や位置関係は、図面に示す方位関係や位置関係によるものであり、本願の実施例の説明及び説明の簡略化を目的としたものに過ぎず、装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構造又は動作しなければならないことを明示又は暗示するものではないため、本願の実施例に対する制限とは理解されない。

本願の実施例の説明において、特に明確な規定や限定がない限り、技術用語「取付」、「接続」、「連接」、「固定」などの用語は、広義に理解されるべきである。例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、一体であってもよく、機械的な接続でもよく、電気的な接続でもよい。直接接続されてもよく、中間媒体を介して間接接続されてもよく、２つの素子の内部の電気的な接続又は２つの素子の相互作用関係であってもよい。本願の実施例における上記用語の具体的な意味は、当業者にとって具体的な状況に応じて理解される。

新エネルギー分野において、動力電池は、車両、船舶又は航空機などの電力消費装置の主な動力源とすることができ、且つエネルギー貯蔵電池は、電力消費装置の充電電源とすることができるため、その重要性は明らかである。限定ではなく例として、複数の応用シーンにおいて、動力電池は、電力消費装置における電池であってもよく、エネルギー貯蔵電池は、充電装置における電池であってもよい。説明を容易にするために、本明細書では、動力電池とエネルギー貯蔵電池とを電池に総称することができる。

現在、市販されている多数の電池は充電可能な蓄電池であり、リチウムイオン電池やリチウムイオンポリマー電池などのリチウム電池が最も一般的である。電池が電力消費装置に設けられている場合、電池の残電力量が不足すると、充電装置に接続して電池を充電する必要がある。

電気自動車の電池パックは低温条件で充電できないため、電池パックを加熱して電池パックの温度を電池パックの運転温度範囲に加熱する場合にのみ、充電スタンドにより電池パックを充電することができる。

関連技術では、電池パックは低温条件で充電できないという問題を解決するために、一般的に電気自動車内部に加熱モジュールを増設し、電池パックを高速に加熱する。各電気自動車に追加の加熱装置を設けると、必ず電気自動車全体の生産コストを向上させてしまう。関連技術では、車両全体のコストを低減するために、充電スタンドに加熱装置を設け且つ加熱装置により電池パック対して充放電サイクルを行うことで電池パックの加熱を実現することが提案されている。しかし、電池パックに対して充放電サイクルを行うために、充電スタンドの内部で直流電力の電流方向を絶えず切り替える必要がある。従来の充電スタンドが一回の充放電切替を行う時間は常に１秒程度必要であり、このような充放電切替のスピードによる電池パックへの加熱効果は良くない。また、充電スタンドの充放電切替のスピードは、内部素子性能の影響を受けるため、充放電の制御方式を調整することにより充放電切替のスピードを向上させることはできない。

本願の実施例は、上述の課題を解決するために、ＤＣ／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ、直流を直流へ変換する）変換回路、パワーユニット、充電スタンド、及び充放電加熱方法を提供する。まず、本願の実施例に係るＤＣ／ＤＣ変換回路について説明する。

図１は、本願の一実施例に係るＤＣ／ＤＣ変換回路１０のモジュール構造概略図である。ＤＣ／ＤＣ変換回路１０は、第１の整流モジュール１１、変圧モジュール１２、第２の整流モジュール１３、及びエネルギー貯蔵モジュール１４を含む。

第１の整流モジュール１１の入力端は、ＡＣ／ＤＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ、交流を直流に変換する）変換回路２０を介して電力網２に接続する。変圧モジュール１２の入力端は、第１の整流モジュール１１の出力端に接続する。第２の整流モジュール１３の入力端は、変圧モジュール１２の出力端又はエネルギー貯蔵モジュール１４に接続することができる。第２の整流モジュール１３の出力端は、充電スタンド１００が電気自動車を充電する際に電気自動車の電池パック３と電気的に接続することができる。

第２の整流モジュール１３は、充電スタンド１００の制御により入力端を変圧モジュール１２又はエネルギー貯蔵モジュール１４に電気的に接続させることができる。

第２の整流モジュール１３の入力端が変圧モジュール１２に接続すると、電力網２、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０、ＤＣ／ＤＣ変換回路１０及び電池パック３が電流回路を構成する。第２の整流モジュール１３から出力される直流電流の方向を循環調整すると、正方向パルス電流が出力されている際に電池パック３を充電し、負方向パルス電流が出力されている際に電池パック３から放電することができる。

第２の整流モジュール１３の入力端が変圧モジュール１２と接続されている場合、電池パック３の周期的な充放電の過程は以下の通りである。

１つの充放電周期として、前半周期において、第２の整流モジュール１３は、出力電流方向を調整することにより負方向パルス電流を出力することができる。この時、電池パック３が放電を始め、この放電した電力は、ＤＣ／ＤＣ変換回路１０、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０を介して電力網２にフィードバックされてもよく、ＤＣ／ＤＣ変換回路１０、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０を介して充電スタンド１００内に設けられたエネルギー貯蔵素子に出力して一時的に貯蔵してもよい。

後半周期において、第２の整流モジュール１３は、出力電流方向を調整して正方向パルス電流を出力することができる。この時、電力網２は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０及びＤＣ／ＤＣ変換回路１０を介して電池パック３を充電することができる。

充放電周期のサイクルにおいて、電池パック３は、サイクル充放電を常時行い、電池パック３の温度も常時向上するため、電池パック３のサイクル充放電により電池パック３の加熱を実現する。

第２の整流モジュール１３の出力電流方向を高速に切り替えると、対応する周波数のパルス電流が発生するため、電気自動車の電池パック３へ対応する周波数の充放電を行うことができる。一方、第２の整流モジュール１３の出力電流方向を調整して一定時間保持すると、電池パック３の充電過程や放電過程を実現する。即ち、第２の整流モジュール１３は、変圧モジュール１２に電気的に接続する場合、正方向又は負方向の直流電力を出力して電池パック３を充放電してもよく、周期的な正負方向パルス電流を出力して電池パック３を周期的に充放電してもよく、それによって、電池パック３を加熱する。

第２の整流モジュール１３の入力端がエネルギー貯蔵モジュール１４に電気的に接続する場合、電池パック３の周期的な充放電の過程は以下の通りである。

１つの充放電周期として、前半周期において、第２の整流モジュール１３を調整することにより電池パック３が第２の整流モジュール１３によりエネルギー貯蔵モジュール１４を充電することができる。後半周期において、第２の整流モジュール１３の出力電流方向を調整してエネルギー貯蔵モジュール１４を放電させて電池パック３を充電することができる。同様に、エネルギー貯蔵モジュール１４により電池パック３を充放電する過程においても、電池パック３の温度を向上させることができるため、電池パック３の加熱を実現する。

第２の整流モジュール１３と変圧モジュール１２とを電気的に接続させる場合、電力網２、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０、ＤＣ／ＤＣ変換回路１０、及び電池パック３を備える第１の充放電回路により電池パック３を充放電する。第２の整流モジュール１３とエネルギー貯蔵モジュール１４とを電気的に接続させる場合、エネルギー貯蔵モジュール１４、第２の整流モジュール１３、及び電池パック３を備える第２の充放電回路により電池パック３を充放電する。

なお、第２の整流モジュール１３の出力電流方向が正方向直流電力に調整された場合、第１の整流モジュール１１の出力電流方向も対応して調整されることで、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０から出力された直流電力は第１の整流モジュール１１、変圧モジュール１２、及び第２の整流モジュール１３を順に介して電池パック３に出力されることができる。同様に、第２の整流モジュール１３の出力電流方向が負方向直流電力に調整された場合、第１の整流モジュール１１の出力電流方向も負方向直流電力に調整することで、電池パック３が放出した電力はＤＣ／ＤＣ変換回路１０及びＡＣ／ＤＣ変換回路２０を介して電力網２にフィードバックされることができる。

第１の充放電回路において、電池パック３が充電状態と放電状態との間で切り替わる切替時間は充電スタンド１００の各モジュールの素子性能に制限される。例えば、充電スタンド１００内のＡＣ／ＤＣ変換回路２０における素子性能又はＤＣ／ＤＣ変換回路１０における第２の整流モジュール以外の他のモジュールの素子性能は、いずれも電池パック３の充放電状態の切替時間を延長させてしまう。現在、上記第１の充放電回路を使用して電池パック３を充放電する試験過程において、検出された充放電周期は通常秒レベル程度である。即ち、第１の充放電回路の電池パック３を充放電する周波数は低い。

しかし、第２の整流モジュール１３をエネルギー貯蔵モジュール１４に電気的に接続する場合、エネルギー貯蔵モジュール１４、第２の整流モジュール１３及び電池パック３を備える第２の充放電回路により電池パック３を充放電する。第２の充放電回路の充放電周期が第２の整流モジュール１３における素子性能のみに制限され、充放電切替時間を制限する素子が大幅に減少するため、第２の充放電回路の充放電切替時間を大幅に低下させ、一般的に第２の整流モジュール１３の電流方向の切替周波数を達成することができる。そのため、第２の充放電回路は、電池パック３に対して高周波数の充放電を行うことができる。

理解すべきこととして、高周波数の充放電の過程において、電池パック３を高速に昇温させるため、電池パック３への加熱効果が向上することができる。しかし、一部の電気自動車の電池パック３は高周波数の充放電を行うことができないため、高周波数の充放電の方式を採用すると、電池パック３を損害してしまう。従って、高周波数の充放電を行うことができない電池パック３について、依然として低周波数の充放電の方式で電池パック３を加熱することができる。

異なる電気自動車の電池パック３の充放電の周波数の要求に基づいて、第１の周波数範囲及び第２の周波数範囲を設けることができる。電池パック３の要する充放電周波数が第１の周波数範囲内にある場合、充電スタンド１００は、第２の整流モジュール１３と変圧モジュール１２との電気的な接続を制御することができるので、電力網２、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０、ＤＣ／ＤＣ変換回路１０及び電池パック３を備える第１の充放電回路により電池パック３を充放電する。電池パック３の要する充放電周波数が第２の周波数範囲内にある場合、充電スタンド１００は、第２の整流モジュール１３とエネルギー貯蔵モジュール１４との電気的な接続を制御することができるので、エネルギー貯蔵モジュール１４、第２の整流モジュール１３、及び電池パック３を備える第２の充放電回路により電池パック３を高周波数で充放電する。

理解すべきこととして、上記第１の周波数範囲は、第２の周波数範囲よりも小さく設けられる。例えば、第１の周波数範囲は、第２の周波数範囲に含まれてもよい。即ち、電池パック３が低周波数の充放電を要求する場合、第２の整流モジュール１３を変圧モジュール１２に電気的に接続させて充放電してもよいし、第２の整流モジュール１３をエネルギー貯蔵モジュール１４に電気的に接続させて充放電してもよい。電池パック３が第１の周波数範囲以外、第２の周波数範囲以内の充放電周波数を要求する場合、第２の整流モジュール１３をエネルギー貯蔵モジュール１４に電気的に接続させて充放電する。

本実施例において、エネルギー貯蔵モジュール１４を設けると、充電スタンド１００は、電気自動車の電池パック３が低周波数の充放電を要求する場合に、第２の整流モジュール１３の入力端と変圧モジュール１２との電気的な接続を制御することで、電力網２と電池パック３との間の電流回路により電池パック３を低周波数で充放電するため、電池パック３を加熱する。電池パック３が高周波数で充放電を行うことができる場合、充電スタンド１００は、第２の整流モジュール１３の入力端とエネルギー貯蔵モジュール１４との接続をを制御することで、エネルギー貯蔵モジュール１４と電池パック３との間で高周波数の充放電を行う。電池パック３における充放電のパルス電流の周波数が高い場合、電池パック３の温度を高速に向上させることができるため、電池パック３を高速に加熱して電池パック３の加熱効果を向上することが実現される。異なる車種の電気自動車の電池パック３が異なる周波数の充放電パルス電流を要求する場合、電池パック３の要する周波数に応じて電池パック３に対して低周波数の充放電又は高周波数の充放電を行うことができるので、異なる車種の電池パック３の互換性加熱を実現する。

図２示すように、複数の実施例において、ＤＣ／ＤＣ変換回路１０は、第１のスイッチＫ１及び第２のスイッチＫ２を含むことができる。第２の整流モジュール１３の入力端は、第１のスイッチＫ１を介して変圧モジュール１２の出力端と接続する。第２の整流モジュール１３の入力端は、第２のスイッチＫ２を介してエネルギー貯蔵モジュール１４と接続する。

第１のスイッチＫ１は、オンにされた場合、第２の整流モジュール１３を変圧モジュール１２に電気的に接続させることができる。第２のスイッチＫ２は、オンされた場合、第２の整流モジュール１３をエネルギー貯蔵モジュール１４に電気的に接続させることができる。

充電スタンド１００は、電気自動車の電池パック３が低周波数のパルス電流の充放電を要求すると特定された場合、第１のスイッチＫ１をオンにさせ、第２のスイッチＫ２をオフにさせるように制御して電池パック３を低周波数で充放電する。また、充電スタンド１００は、電気自動車の電池パック３が高周波数のパルス電流の充放電を要求すると特定した場合、第２のスイッチＫ２をオンにさせ、第１のスイッチＫ１をオフにさせるように制御して電池パック３を高周波数の充放電で高速に昇温させ、電池パック３を高速に加熱することを実現する。

第１のスイッチＫ１及び第２のスイッチＫ２を設けていることで、充電スタンド１００は、第１のスイッチＫ１及び第２のスイッチＫ２のスイッチ状態を調整することにより電池パック３に高周波数の正負パルス電流を出力することができるので、電池パック３を高周波数で充放電して電池パック３を加熱する。

図３に示すように、いくつかの実施例において、第２の整流モジュール１３は、第１のＭＯＳトランジスタ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）Ｍ１、第２のＭＯＳトランジスタＭ２、第３のＭＯＳトランジスタＭ３及び第４のＭＯＳトランジスタＭ４を含むことができる。

第１のＭＯＳトランジスタＭ１の第１の端子は、第１のスイッチＫ１を介して変圧モジュール１２の出力端の第１の極に接続し、第１のＭＯＳトランジスタＭ１の第２の端子は充電スタンド１００が電池パック３を充電する際に電池パック３の第１の極に接続することができる。第２のＭＯＳトランジスタＭ２の第１の端子は変圧モジュール１２の出力端の第２の極に接続し、第２のＭＯＳトランジスタＭ２の第２の端子は充電スタンド１００が電池パック３を充電する際に電池パック３の第１の極に接続することができる。第３のＭＯＳトランジスタＭ３の第１の端子は第１のスイッチＫ１を介して変圧モジュール１２の出力端の第１の極に接続し、第３のＭＯＳトランジスタＭ３の第２の端子は充電スタンド１００が電池パック３を充電する際に電池パック３の第２の極に接続することができる。第４のＭＯＳトランジスタＭ４の第１の端子は変圧モジュール１２の出力端の第２の極に接続し、第４のＭＯＳトランジスタＭ４の第２の端子は充電スタンド１００が電池パック３を充電する際に電池パック３の第２の極に接続することができる。

第１のスイッチＫ１がオンにされ、第２のスイッチＫ２がオフにされると、第２の整流モジュール１３は、第１のＭＯＳトランジスタＭ１と第４のＭＯＳトランジスタＭ４とがオンにされた場合に、上記第１の充放電回路により電池パック３を充電することができ、第２のＭＯＳトランジスタＭ２と第３のＭＯＳトランジスタＭ３とがオンにされた場合に、第１の充放電回路により電池パック３を放電する。

第２の整流モジュール１３と変圧モジュール１２が電気的に接続される場合に、第１のＭＯＳトランジスタＭ１と第４のＭＯＳトランジスタＭ４とがオンにされると、変圧モジュール１２の出力端の第１の極が電池パック３の第１の極に接続し、変圧モジュール１２の出力端の第２の極が電池パック３の第２の極に接続する。この時、電力網２が出力した交流電が交流から直流へ変換された後に変圧モジュール１２を介して電池パック３に出力して充電することができる。第２のＭＯＳトランジスタＭ２と第３のＭＯＳトランジスタＭ３とがオンにされた場合、変圧モジュール１２の出力端の第１の極は電池パック３の第２の極に接続し、変圧モジュール１２の出力端の第２の極は電池パック３の第１の極に接続する。この時、電池パック３は放電することができ、この放電される電力がＤＣ／ＤＣモジュール及びＡＣ／ＤＣモジュールを介して電力網２にフィードバックされ、又は充電スタンド１００のエネルギー貯蔵素子に一時的に貯蔵することができる。

四つのＭＯＳトランジスタの交互のオンを制御すると、電池パック３の充電及び放電を実現することができる。また、充放電周波数の上限は第２の整流モジュール１３におけるＭＯＳトランジスタのスイッチング周波数性能の影響のみを受ける。ＭＯＳトランジスタのオン信号の信号周波数を調整することにより電池パック３の充放電周波数を適宜に調整することができる。

理解すべきこととして、上記四つのＭＯＳトランジスタを備える第２の整流モジュール１３のＭＯＳトランジスタの状態を切り替える時間を測定する際に、電池パック３の充放電周波数は２０００Ｈｚに達成することができる。即ち、ＭＯＳトランジスタのオン状態の切替時間を調整することにより、電池パック３の充放電周波数を少なくとも０～２０００Ｈｚに調整することができる。

上記実施例において、変圧モジュール１２は様々な異なるトポロジー構造、例えばＬＬＣトポロジー、ＤＡＢトポロジー、ＣＬＬＣトポロジー、ＣＦ－ＤＡＢトポロジー及びＰａｒｔｉａｌ－Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒトポロジー等を採用することができる。図３では、変圧モジュール１２がＣＬＬＣトポロジーである回路構造を示す。上記異なるトポロジー構造は直流双方向変圧を実現することができるが、直流変圧に対するゲイン、変換効率及び双方向切替の周波数における優劣がそれぞれ異なる。異なる要求を有する場合、対応するトポロジー構造を採用して実現することができる。

変圧モジュール１２は、上記トポロジー構造の他に、バイポーラ型ＬＬＣ型双方向ＤＣ－ＤＣコンバータを採用することができる。バイポーラ型ＬＬＣ型双方向ＤＣ－ＤＣコンバータでは、第１の整流モジュール１１とＡＣ／ＤＣ変換回路２０との間にＢｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ回路が設けられ、変圧モジュール１２に双方向ＬＬＣ－ＳＲＣコンバータが用いられる。システム負荷が向上する場合、第１の整流モジュール１１及び第２の整流モジュール１２のＭＯＳ管が提供できる最大のスイッチング周波数が減少し、システム負荷が減少する場合、それに応じてＭＯＳ管が提供する最大のスイッチング周波数が増大する。ＬＬＣトポロジー構造では、第１の整流モジュール１１のスイッチング周波数を調整することにより、変圧モジュール１２における1次コイルの分圧比を変化させて安定電圧を出力することができる。変圧モジュール１２は、デュアルアクティブブリッジコンバータであってもよい。

いくつかの実施例において、第１のＭＯＳトランジスタＭ１の第１の端子は第２のスイッチＫ２を介してエネルギー貯蔵モジュール１４の第１の端子に接続し、第２のＭＯＳトランジスタＭ２の第１の端子はエネルギー貯蔵モジュール１４の第２の端子に接続してもよい。

第２のスイッチＫ２がオンにされ、第１のスイッチＫ１がオフにされた場合、第２の整流モジュール１３は、第１のＭＯＳトランジスタＭ１と第４のＭＯＳトランジスタＭ４とがオンにされた場合は上記第２の充放電回路を介して電池パック３を放電し、第２のＭＯＳトランジスタＭ２と第３のＭＯＳトランジスタＭ３とがオンにされた場合は第２の充放電回路を介して電池パック３を充電する。

第２の整流モジュール１３とエネルギー貯蔵モジュール１４とがオンにされた場合、一つの充放電周期として、第１の段階において、第１のＭＯＳトランジスタＭ１と第４のＭＯＳトランジスタＭ４がオンにされる。この時、電池パック３は、放電によりエネルギー貯蔵モジュール１４にエネルギーを貯蔵することができる。第２の段階において、第２のＭＯＳトランジスタＭ２と第３のＭＯＳトランジスタＭ３とはオンにされる。この時、エネルギー貯蔵モジュール１４は、貯蔵された電力を放出して電池パック３を充電する。第３の段階において、第２のＭＯＳトランジスタＭ２と第３のＭＯＳトランジスタＭ３とはオン状態を維持し、電池パック３はエネルギー貯蔵モジュール１４を常時充電する。第４の段階において、第１のＭＯＳトランジスタＭ１と第４のＭＯＳトランジスタＭ４とはオンにされ、エネルギー貯蔵モジュール１４は、貯蔵された電力を放出して電池パック３を充電する。

理解すべきこととして、次の充放電周期の第１段階において、第１のＭＯＳトランジスタＭ１と第４のＭＯＳトランジスタＭ４はオン状態を継続に保持することができる。即ち、上記エネルギー貯蔵モジュール１４、第２の整流モジュール１３における複数のＭＯＳトランジスタ及び電池パック３が一つの発振回路を形成することができるため、ＭＯＳトランジスタのオン状態を切り替える度に、電池パック３の一回の充電過程及び一回の放電過程を実現することができるので、電池パック３の充放電周期をさらに低下させ、充放電電流のパルス周波数を向上させる。

理解すべきこととして、第２の整流モジュール１３と変圧モジュール１２とが電気的に接続される場合、第２の整流モジュール１３のＭＯＳトランジスタは一回オン状態を切り替える度に、電池パック３の一回の充電過程又は一回の放電過程を実現することができる。充電スタンド１００のＡＣ／ＤＣ変換モジュール２０及びＤＣ／ＤＣ変換モジュール１０における他のモジュールの素子性能が充放電周期時間に対する影響を考慮しなくても、充放電周波数を従来の二倍に向上させることができる。

いくつかの実施例において、上記エネルギー貯蔵モジュール１４はエネルギー貯蔵容量又はエネルギー貯蔵インダクタンスＬであってもよく、さらに他のエネルギー貯蔵素子として設けられてもよい。

いくつかの実施例において、第２の整流モジュール１３は、変圧モジュール１２と電気的に接続される場合に、さらに残電力量が予め設定された電力閾値未満である電池パック３を第１の周波数範囲内で充放電して電池パック３を加熱することができる。

第２の整流モジュール１３が変圧モジュール１２に電気的に接続される場合、電気自動車の電池パック３の残電力量が低いと、第２の整流モジュール１３の電流方向を調整することにより充放電周期に電池パック３を最初に充電することができるので、電池パック３の充放電サイクルを起動する。

第２の整理モジュールがエネルギー貯蔵モジュール１４に電気的に接続される場合、エネルギー貯蔵モジュール１４は最初の段階ではエネルギーを貯蔵しないため、充放電周期に電池パック３が最初に放電する必要があり、それによりエネルギー貯蔵モジュール１４にエネルギーを貯蔵する。電池パック３の残電力量が低く放電できないと、対応する充放電サイクルを起動することができない。例えば、電池パック３のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、充電状態）がゼロになる又はゼロに近づくと、電池パック３は第２の整流モジュール１３を介してエネルギー貯蔵モジュール１４と接続しても、エネルギー貯蔵モジュール１４に対して放電することができないので、充放電サイクルの過程を起動することができない。

第２の整流モジュール１３を制御して変圧モジュール１２と電気的に接続すると、電池パック３の残電力量が低い場合に電池パック３を低周波数で充放電して電池パック３を加熱することもできる。

図４に示すように、本願の実施例は充電スタンド１００に応用するパワーユニット１をさらに提供する。パワーユニット１は、上記実施例に係るＤＣ／ＤＣ変換回路１０を含む。パワーユニット１は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０をさらに含む。ＡＣ／ＤＣ変換回路２０の入力端は電力網２に接続し、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路２０の出力端は前記ＤＣ／ＤＣ変換回路１０の入力端に接続する。

充電スタンド１００は、電池パック３に充電電力を提供するパワーユニット１を含むことができる。パワーユニット１のトポロジー構造は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０とＤＣ／ＤＣ変換回路１０との直列構造であってもいい。

電池パック３の充放電を実現するために、上記パワーユニット１は双方向パワーユニット１に設けることができる。電池パック３を充電する場合、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０は電力網２から出力された交流電力を受信し、且つ直流電力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路１０は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０から出力された直流電力を受信し、且つこの直流電力を降圧して電池パック３に出力して充電する。電池パック３を放電する場合、ＤＣ／ＤＣ変換回路１０は電池パック３から出力された直流電力を受信し、且つこの直流電力を降圧してＡＣ／ＤＣ変換回路２０に出力する。ＡＣ／ＤＣ変換回路２０は、直流電力を交流電力に変換して電力網２にフィードバックする。

理解すべきこととして、パワーユニット１は双方向電流伝送を実現することができるが、パワーユニット１における各素子性能の影響を受けるため、電流方向を切り替える時間が長くなる。即ち、パワーユニット１が電池パック３を充放電する場合、充放電の周波数は低い。

本願の実施例は、充電スタンド１００をさらに提供する。充電スタンド１００は、上記実施例に係るパワーユニット１を含み、主制御モジュール３０をさらに含む。主制御モジュール３０は、パワーユニット１に接続し、且つ各パワーユニット１におけるＤＣ／ＤＣ変換回路１０の第２の整流モジュール１３が変圧モジュール１２又はエネルギー貯蔵モジュール１４に電気的に接続することを制御するので、第２の整流モジュール１３の電流方向を周期的に切り替えることにより電池パック３を加熱する。

主制御モジュール３０は、複数のパワーユニット１の一つのパワーユニット１が電池パック３の充放電サイクルを行うことを制御することができ、複数のパワーユニット１が電池パック３の充放電サイクルを行うことを同時に制御することができる。

理解すべきこととして、主制御モジュール３０は、複数のパワーユニット１が電池パック３の充放電サイクルを行うことを同時に制御する場合、同期充放電を保持するように複数のパワーユニット１を制御する必要がある。例えば、複数のパワーユニット１における第２の整流モジュール１３は、いずれも変圧モジュール１２と電気的に接続する又はエネルギー貯蔵モジュール１４と電気的に接続するように設けられるべきである。各パワーユニット１における第２の整流モジュール１３は、同じな充放電周波数を保持すべきであり、且つ同じ時間点で同じ電流方向を保持する。

図５に示すように、いくつかの実施例において、上記充電スタンド１００は少なくとも二つのパワーユニット１を含むことができる。主制御モジュール３０はそれぞれ各パワーユニット１に電気的に接続することができる。

主制御モジュール３０は、電池パック３の要する加熱パワーを得ることができ、且つ電池パック３の要する加熱パワーが高い場合に、複数のパワーユニット１を並列することにより電池パック３を加熱する加熱パワーを向上させる。主制御モジュール３０はさらに電池パック３の充放電に必要な直流電圧を得ることができ、電池パック３の充放電に必要な直流電圧が高い場合に複数のパワーユニット１におけるＤＣ／ＤＣ変換回路１０の出力側を順に直列にすることにより出力電圧を向上させることができる。

理解すべきこととして、主制御モジュール３０は、電池パック３の充放電に必要な直流電圧に基づいて、この直流電圧を提供するために直列されるパワーユニット１の数量を特定し、且つこの数量のパワーユニット１のＤＣ／ＤＣ変換回路１０の出力側を直列にする。

充電スタンド１００が電気自動車を充電する場合、主制御モジュール３０は電気自動車の電池パック３の電気的な接続要求を得ることができる。電気的な接続要求は、加熱要求周波数、加熱電流制限などを含むことができる。主制御モジュール３０は、加熱要求周波数に基づいて第２の整流モジュール１３を変圧モジュール１２に電気的に接続するか、又は第２の整流モジュール１３をエネルギー貯蔵モジュール１４に電気的に接続するかを特定できる。

主制御モジュール３０は、電池パック３が高い加熱パワーを必要すると特定した場合、さらに複数のパワーユニット１を並列にすることができる。複数のパワーユニット１が電池パック３を同時に充放電することにより電池パック３を加熱する加熱パワーが向上するので、電池パック３を高速に加熱することが実現される。

主制御モジュール３０は、電池パック３が高い充電電圧を必要すると特定した場合、複数のパワーユニット１におけるＤＣ／ＤＣ変換回路１０の出力側を直列にして電池パック３に出力した直流電圧が複数のパワーユニット１の出力電圧の和にすることができる。

本願の実施例は、上記実施例に係る充電スタンドに応用する充放電加熱方法をさらに提供する。図６に示すように、充放電加熱方法は、
Ｓ６１０：電池装置と前記充電スタンドとの接続を指示し、加熱周波数情報を含む電気的な接続要求を受信する工程と、
Ｓ６２０：前記加熱周波数情報が第１の周波数範囲にある場合、前記電気的な接続要求に応じてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールを変圧モジュールに電気的に接続し、前記第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて前記電池装置を加熱する工程と、
Ｓ６３０：前記加熱周波数情報が第２の周波数範囲に対応する場合、前記電気的な接続要求に応じてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールをエネルギー貯蔵モジュールに電気的に接続し、前記第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて前記電池装置を加熱する工程とを含み、
前記第１の周波数範囲が、前記第２の周波数範囲より小さい。

本実施例において、充電スタンドは、電気自動車に接続した後に電気自動車が送信した電気的な接続要求を受信することができる。この電気的な接続要求は、充電スタンドへ電池装置と充電スタンドとの電気的接続を指示することができる。電気的な接続要求は、加熱周波数情報を含むことができる。充電スタンドは、加熱周波数情報に基づいてこの電池パックがどんな接続方式を採用して充放電サイクルによる加熱を行うかを判定し、且つＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールを対応するモジュールに接続する。対応する周波数に応じて第２の整流モジュールの電流方向の切り替えを制御することで、電池パックに対して対応する周波数での充電サイクル及び放電サイクルを行うことができる。それによって、充放電過程において電池パックを加熱するため、電池パックを高速に昇温させ、充電可能な作業条件に達する。加熱周波数要求が高い電池パックについて、電池パックに高周波数の充放電を行うことができることで、充放電の切替速度及び電池パックの加熱効果を向上させる。

Ｓ６１０において、充電スタンドと電気自動車との物理的接続を確立した後、充電スタンドの主制御モジュールは電気自動車と通信することができ、且つ電気自動車から伝送した電気的な接続要求を取得する。この電気的な接続要求は、電池装置と充電スタンドとの接続を指示することができ、且つ加熱周波数情報を含むことができる。理解すべきこととして、充電スタンドが電池パックを加熱した時の電流が大きすぎて電池パックが損傷することを避けるために、電気的な接続要求は加熱電流制限をさらに含むことができる。それによって、充電スタンドが電池パックを加熱した時の電流が大きすぎることを避けることができる。

Ｓ６２０において、主制御モジュルは、電気的な接続要求を受信した後に加熱周波数情報に基づいてどんな充放電方式で電池パックを加熱するかを判断することができる。加熱周波数情報は、電池パックに要する加熱周波数を含むことができる。主制御モジュールは、第１の周波数範囲及び第２の周波数範囲を予め設けることができる。電池パックの要する加熱周波数が第１の周波数範囲に対応する場合、主制御モジュールはＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールと変圧モジュールとの電気的な接続を制御することができる。また、第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えることで対応する周波数のパルス電流を出力して電池パックを加熱する。

Ｓ６３０において、主制御モジュールは、電池パックの要する加熱周波数が第２の周波数範囲に対応すると特定した場合、ＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールとエネルギー貯蔵モジュールとの電気的な接続を制御することができ、また、第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えることで対応する周波数のパルス電流を出力して電池パックを加熱する。

理解すべきこととして、上記第１の周波数範囲と第２の周波数範囲は互いに重ならないように設けることができる。例えば、第１の周波数範囲は予め設定された周波数閾値ｆ１より小さい加熱周波数範囲であってもよく、第２の周波数範囲は予め設定された周波数閾値ｆ１より大きい加熱周波数範囲であってもよい。電池パックの要する加熱周波数が予め設定された周波数閾値ｆ１より大きいか否かに基づいて、対応する周波数範囲に対応する充放電方式を採用すると特定して電池パックをパルス加熱することができる。

電気自動車はさらに電池パックの温度を検出することができ、また、電池パックの温度が充電可能な温度に達する場合、充電スタンドに電気的な接続停止要求を送信する。充電スタンドの主制御モジュールは、この電気的な接続停止要求を受信した後に加熱を停止することができる。

電気自動車の電池パックの温度が充電可能な温度に達する場合、電気自動車はさらに充電スタンドに充電指令を送信することができる。充電スタンドは、この充電指令に基づいて第２の整流モジュールと変圧モジュールを電気的に接続させ、且つ第１の整流モジュールと第２の整流モジュールの電流方向を適宜に設けることができる。それによって、電力網から出力された交流電圧が電圧変換された後に電池パックへ対応する充電電圧を出力することで電池パックを充電する。ここで、上記充電指令は、電池パックの直流充電電圧制限、電流制限等のパラメータを含むことができる。

いくつかの実施例において、充電スタンドは、電気自動車から送信した電気的な接続停止要求を受信した後に第２の整流モジュールと変圧モジュールとを直接電気的に接続させ、且つ第１の整流モジュールと第２の整流モジュールの電流方向を適宜に設けることもできる。それによって、電池パックの加熱が終了した後に電池パックを充電するよう直接変換し、ユーザが加熱終了を待ってから相応の操作でトリガすることが要らず、電池パックに充電が始まるので、充電効率とユーザの充電体験を向上させる。

電気自動車は、電池パックの充電過程において、さらに電池パックのリアルタイムの電力量を検出し、電池パックのリアルタイムの電力量が満充電力量範囲内に達すると、充電スタンドに充電停止指令を送信することができることで、充電スタンドは充電過程を終了する。

他の実施例としては、Ｓ６１０の後、
Ｓ７１０：電気自動車の電池パックの残電力量を取得する工程と、
Ｓ７２０：前記残電力量が予め設定された電力閾値未満である場合、前記電気的な接続要求に応じてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールを変圧モジュールに接続し、前記第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて前記電池パックを加熱する工程とをさらに含む。

本実施例において、充電スタンドは、電気自動車の電池パックの残電力量を取得した後、電池パックの残電力量が低いと、第２の整流モジュールと変圧モジュールとの電気的な接続を制御し、且つ前記第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えることで、電力網、ＡＣ／ＤＣ変換モジュール、ＤＣ／ＤＣ変換モジュール及び電池パックを備える電流回路を介して電池パックに対して充放電サイクルを行って、電池パックの残電力量が低くて充放電サイクルにおける放電過程を起動することができない場合に依然として充放電サイクルにより電池パックを加熱して昇温させることができる。

Ｓ７１０において、充電スタンドは、電気自動車の電池パックの残電力量を取得することができる。電気自動車は、電池パックの残電力量を取得した後、この残電力量のデータ情報を電気的な接続要求に添加することで、充電スタンドはこの電気的な接続要求を受信した際に電池パックの残電力量を特定することができる。充電スタンドは、電気的な接続要求を受信した後に電気自動車と通信して、電気自動車へ残電力量の取得要求を送信することができる。電気自動車は、この残電力量の取得要求に基づいて、検出された電池パックの残電力量を充電スタンドに送信することができる。

Ｓ７２０において、充電スタンドは、電池パックの残電力量が予め設定された電力量閾値より低いと特定した場合、電池パックの電力量が低いため放電操作を行うことができないと特定することができる。電池パックの充放電サイクルにおいて、いずれも電池パックの放電により対応するサイクルを起動するため、電池パックが電力量が低いから放電できない場合に電池パックのサイクル充放電を正常に起動されることができない。

予め設定された電力量閾値より低い電池パックを充放電して電池パックを加熱するために、充電スタンドは、前記電気的な接続要求に基づいてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールと変圧モジュールとを電気的に接続させ、且つ第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えることにより電池パックのサイクル充放電を起動することができる。

理解すべきこととして、上記予め設定された電力量閾値より低い電池パックに対する充放電加熱は、この電池パックの要する加熱周波数が第１の周波数範囲内であることを必要とする。それによって、第２の整流モジュールと変圧モジュールとを電気的に接続する接続方式により電池パックを充放電する。

以上に述べた構造図に示された機能域は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせとして実装することができる。ハードウェアの方式で実装する場合、例えば電子回路、専用集積回路（ＡＳＩＣ）、適切なファームウェア、プラグイン、機能カード等であってもよい。ソフトウェアの方式で実装する場合、本願の要素は必要なタスクを実行するためのプログラム又はコードセグメントである。プログラム又はコードセグメントは、機器読み取り可能な媒体に記憶されてもよく、又は搬送波に搬送されたデータ信号により伝送媒体又は通信リンクに伝送されてもよい。「機器読み取り可能な媒体」は、情報の記憶又は送信可能な任意の媒体を含むことができる。機器読み取り可能な媒体の例として、電子回路、半導体メモリ装置、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、消去可能なＲＯＭ（ＥＲＯＭ）、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、光ディスク、ハードディスク、光ファイバ媒体、無線周波数（ＲＦ）リンクなどを含む。コードセグメントは、インターネット、イントラネット等のコンピュータネットワークによりダウンロードされることができる。

なお、本明細書において、用語「備える」、「含む」又はその任意の他の変形は非排他的な包含をカバーすることを意図する。それによって、一連の要素を含む過程、方法、物品又は装置は当該要素を含むだけでなく、明確に挙げられない他の要素又はこのような過程、方法、物品又は装置に固有の要素も含む。

本明細書において具体的な例を使用して本願の原理及び実施形態を説明する。上記の実施例の説明は、本願の方法及びその主旨の理解を助けるためのものである。また、上記は本願の好ましい実施形態のみである。指摘すべきこととして、文字表現の有限性ため、客観的に無数の具体的な構造を存在する。本技術分野の当業者であれば、本願の原理から離れることなく、いくつかの改善、修飾又は変化を行うことができ、上記技術的特徴を適切な方式で組み合わせることができる。これらの改善、修飾、変化又は組み合わせ、あるいは改善されずに本願の主旨及び技術案を他の場合に直接応用することは、いずれも本願の保護範囲と見なされるべきである。

Claims (11)

1. 充電スタンドに応用されるＤＣ／ＤＣ変換回路であって、
   入力端がＡＣ／ＤＣ変換回路を介して電力網に接続される第１の整流モジュールと、
   入力端が前記第１の整流モジュールの出力端に接続される変圧モジュールと、
   エネルギー貯蔵モジュールと、
   入力端は前記変圧モジュールの出力端又は前記エネルギー貯蔵モジュールと接続され、出力端は、充電スタンドが電気自動車を充電する際に前記電気自動車の電池パックに接続される第２の整流モジュールと、を備え、
   前記第２の整流モジュールは、前記変圧モジュールとの電気的な接続により、電力網と前記電池パックとの間に第１の周波数範囲の充放電を実施して前記電池パックを加熱し、あるいは、前記エネルギー貯蔵モジュールとの電気的な接続により、前記エネルギー貯蔵モジュールと前記電池パックとの間に第２の周波数範囲の充放電を実施して前記電池パックを加熱し、
   前記第１の周波数範囲は前記第２の周波数範囲よりも小さい、
   ＤＣ／ＤＣ変換回路。
2. 前記第２の整流モジュールの入力端を前記変圧モジュールの出力端に接続し、前記第２の整流モジュールと前記変圧モジュールとの電気的な接続に用いられる第１のスイッチと、
   前記第２の整流モジュールの入力端を前記エネルギー貯蔵モジュールに接続し、前記第２の整流モジュールと前記エネルギー貯蔵モジュールとの電気的な接続に用いられる第２のスイッチと、
   をさらに備える、
   請求項１に記載のＤＣ／ＤＣ変換回路。
3. 前記第２の整流モジュールは、
   第１の端子が前記第１のスイッチを介して前記変圧モジュールの出力端の第１の極に接続され、第２の端子が前記電池パックの第１の極に接続される第１のＭＯＳトランジスタと、
   第１の端子が前記変圧モジュールの出力端の第２の極に接続され、第２の端子が前記電池パックの第１の極に接続される第２のＭＯＳトランジスタと、
   第１の端子が前記第１のスイッチを介して前記変圧モジュールの出力端の第１の極に接続され、第２の端子が前記電池パックの第２の極に接続される第３のＭＯＳトランジスタと、
   第１の端子が前記変圧モジュールの出力端の第２の極に接続され、第２の端子が前記電池パックの第２の極に接続される第４のＭＯＳトランジスタと、を備え、
   前記第２の整流モジュールは、前記第１のＭＯＳトランジスタと前記第４のＭＯＳトランジスタとがオンにされた場合に前記電池パックを充電し、前記第２のＭＯＳトランジスタと前記第３のＭＯＳトランジスタとがオンにされた場合に前記電池パックを放電する、
   請求項２に記載のＤＣ／ＤＣ変換回路。
4. 前記第１のＭＯＳトランジスタの第１の端子は、前記第２のスイッチを介して前記エネルギー貯蔵モジュールの第１の端子に接続され、前記第２のＭＯＳトランジスタの第１の端子は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第２の端子に接続される、
   請求項３に記載のＤＣ／ＤＣ変換回路。
5. 前記エネルギー貯蔵モジュールはエネルギー貯蔵インダクタンス又はエネルギー貯蔵容量である、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＤＣ／ＤＣ変換回路。
6. 前記第２の整流モジュールは、さらに、前記変圧モジュールとの電気的な接続により、残電力量が予め設定された電力量閾値未満である前記電池パックを第１の周波数範囲で充放電して前記電池パックを加熱する、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＤＣ／ＤＣ変換回路。
7. 充電スタンドに応用されるパワーユニットであって、
   請求項１～６のいずれか一項に記載のＤＣ／ＤＣ変換回路と、
   入力端が電力網に接続され、出力端が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の入力端に接続されるＡＣ／ＤＣ変換回路と、を備える
   パワーユニット。
8. 請求項７に記載のパワーユニットと、
   前記各パワーユニットにそれぞれ接続される主制御モジュールと、
   を備え、
   前記主制御モジュールは、前記パワーユニットにおける前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の前記第２の整流モジュールを前記変圧モジュール又は前記エネルギー貯蔵モジュールと電気的に接続させ、且つ前記第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて前記電池パックを加熱する、充電スタンド。
9. 前記充電スタンドは少なくとも２つのパワーユニットを備え、
   前記主制御モジュールは、前記電池パックの加熱パワーに応じて複数の前記パワーユニットを並列に接続し、又は、前記電池パックの充電電圧に応じて複数の前記パワーユニットのＤＣ／ＤＣ変換回路を直列に接続する、
   請求項８に記載の充電スタンド。
10. 充電スタンドに応用される充放電加熱方法であって、
    加熱周波数情報を含み、前記充電スタンドと電池装置との接続を指示する電気的な接続要求を受信することと、
    前記加熱周波数情報が第１の周波数範囲に対応する場合、前記電気的な接続要求に応じてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールを変圧モジュールと電気的に接続させ、且つ前記第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて前記電池装置を加熱することと、
    前記加熱周波数情報が第２の周波数範囲に対応する場合、前記電気的な接続要求に応じてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールをエネルギー貯蔵モジュールと電気的に接続させ、且つ前記第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて前記電池装置を加熱することと、を備え、
    前記第１の周波数範囲は前記第２の周波数範囲よりも小さい、充放電加熱方法。
11. 前記電気的な接続要求を受信した後、さらに、
    電気自動車の電池パックの残電力量を取得することと、
    前記残電力量が予め設定された電力量閾値未満である場合、前記電気的な接続要求に応じてＤＣ／ＤＣ変換回路の第２の整流モジュールを変圧モジュールと電気的に接続させ、且つ前記第２の整流モジュールの電流方向を周期的に切り替えて前記電池パックを加熱することと、
    を備える、
    請求項１０に記載の充放電加熱方法。