一種電池快速充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種電池快速充電系統(tǒng)，包括充放電裝置；電池裝置，其與充放電裝置串聯(lián)連接并形成回路；采集裝置，其與電池裝置連接；計算裝置，其與采集裝置連接；控制裝置，其與計算裝置及充放電裝置連接；電池裝置包括至少兩塊電池單體，電池單體并聯(lián)或串聯(lián)連接。本實用新型電池快速充電系統(tǒng)能在電池處于不同狀態(tài)下，保持電池處在最佳充電狀態(tài)，不影響電池的性能、縮短充電時間、增加電池的使用壽命、提升電動汽車電池的經(jīng)濟(jì)型和安全性。
【專利說明】-種電池快速充電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種電池充電裝置，尤其涉及一種電池快速充電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油日益枯竭和人們環(huán)保意識的逐漸增強(qiáng)，具有高效節(jié)能、零排放優(yōu)勢的電 動汽車倍受關(guān)注，是節(jié)能環(huán)保汽車發(fā)展的主攻方向，也是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。
[0003] 由于電動車能量空間設(shè)計有限和行駛工況復(fù)雜，對電池的能量密度、功率密度和 溫度特性等具有較高的要求，現(xiàn)有電池還不能完全達(dá)到電動汽車整車的需求，與現(xiàn)有普通 燃油車相比，電動車主要存在以下劣勢 ：
[0004] 1.續(xù)駛里程較短，一般續(xù)駛里程在200km以下。
[0005] 2.充電速度較慢，一般充電時間在5-7小時。
[0006] 電動車為了彌補(bǔ)自身劣勢，動力電池持續(xù)在向高能量密度和快速充電的方向發(fā) 展。而具有高能量密度的動力電池研發(fā)速度與市場需求相差較遠(yuǎn)，還需要較長的時間去提 高。而電池的快速充電能力是解決電動汽車現(xiàn)有短板的可行的方案之一。
[0007] 目前，電池充電系統(tǒng)普遍采用的充電方式為恒流轉(zhuǎn)恒壓限流，一般充電時間在三 小時以上，無法達(dá)到快速充電的目的。此外，提高充放電裝置的充電電流，可以達(dá)到快速充 電的目的，但電池內(nèi)部會有副反應(yīng)發(fā)生，對電池性能具有較大的影響，一般表現(xiàn)為電池使用 壽命明顯縮短，同時造成電池的極化電壓較大，充電效率較低，電池實際充進(jìn)的電量較少。 另外，還有充放電裝置提高充電電壓補(bǔ)償電池在充電過程中各種阻抗產(chǎn)生的壓降而達(dá)到快 速充電的目的，但此種充電系統(tǒng)由于提高了充電電壓，易造成電解液的副反應(yīng)發(fā)生，同時， 由于充電電流沒有明顯變化，電池的整體充電時間沒有明顯縮短。
[0008] 因此，電動汽車市場化亟需尋找一種新的快速充電裝置，克服目前采用恒流大電 流充電導(dǎo)致電池性能變差的缺陷。 實用新型內(nèi)容
[0009] 本實用新型提出了一種電池快速充電系統(tǒng)，包括：
[0010] 充放電裝置；
[0011] 電池裝置，其與所述充放電裝置串聯(lián)連接并形成回路；
[0012] 采集裝置，其與所述電池裝置連接；
[0013] 計算裝置，其與所述采集裝置連接；
[0014] 控制裝置，其與所述充放裝置、所述采集裝置及所述計算裝置連接；
[0015] 所述電池裝置包括至少兩塊電池單體，所述電池單體并聯(lián)或串聯(lián)連接。
[0016] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，所述充放電裝置包括：
[0017] 電流分流器，其與所述電池裝置連接；
[0018] 多路電子開關(guān)，其與所述電池裝置連接；
[0019] 電流采集器，其與所述電流分流器連接；
[0020] 中央處理器，其與所述電流采集器連接；
[0021] 信號處理器，其與所述中央處理器和所述控制裝置連接。
[0022] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，所述充放電裝置進(jìn)一步包括：報警器，其 與所述中央處理器連接。
[0023] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，所述采集裝置包括：
[0024] 電壓測量器，其與所述電池裝置連接；
[0025] 電流測量器，其與所述電池裝置連接。
[0026] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，所述采集裝置進(jìn)一步包括：溫度采集器， 其與所述電池裝置連接。
[0027] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，所述計算裝置包括：
[0028] 電壓計算器，其與所述采集裝置連接；
[0029] 電流計算器，其與所述采集裝置連接；
[0030] 容量計算器，其與所述采集裝置連接。
[0031] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，所述計算裝置進(jìn)一步包括：溫度計算器， 其與所述采集裝置及所述控制裝置連接。
[0032] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，所述計算裝置進(jìn)一步包括：轉(zhuǎn)換器，其分 別與所述電壓計算器、所述電流計算器、所述容量計算器及所述控制裝置連接。
[0033] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，所述控制裝置包括：
[0034] 電壓控制裝置，其與所述計算裝置和所述充放電裝置連接；
[0035] 電流控制裝置，其與所述計算裝置和所述充放電裝置連接；
[0036] 容量控制裝置，其與所述計算裝置和所述充放電裝置連接；
[0037] 溫度控制裝置，其與所述計算裝置和所述充放電裝置連接。
[0038] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括：顯示器，其與所述采集裝置 和所述計算裝置連接。
[0039] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)通過增加獨立的計算裝置和控制裝置，對充 放電裝置進(jìn)行控制，使充放電裝置輸出不同的充電電流，達(dá)到快速充電的目的。
[0040] 本實用新型電池快速充電系統(tǒng)能使電池持續(xù)處在最佳的充電狀態(tài)，在不影響電池 的性能狀態(tài)下，縮短充電時間，增加電池的使用壽命，提升電動汽車電池的經(jīng)濟(jì)型和安全 性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041] 圖1為本實用新型電池快速充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042] 圖2為本實用新型電池快速充電系統(tǒng)中充放電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043] 圖3為本實用新型電池快速充電系統(tǒng)中采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044] 圖4為本實用新型電池快速充電系統(tǒng)中計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045] 圖5為本實用新型電池快速充電系統(tǒng)中控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046] 圖6為不同充電系統(tǒng)中電池循環(huán)壽命的曲線。

【具體實施方式】
[0047] 結(jié)合以下具體實施例和附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實施本實用新 型的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知 常識，本實用新型沒有特別限制內(nèi)容。
[0048] 圖1至圖5中，1-充放電裝置，11-電流分流器，12-多路電子開關(guān)，13-電流采集 器，14-中央處理器，15-信號處理器，16-報警器，2-電池裝置，-電池單體，3-采集裝置， 31-電壓測量器，32-電流測量器，33-溫度采集器，4-計算裝置，41-電壓計算器，42-電流 計算器，43-容量計算器，5-控制裝置，51-電壓控制裝置，52-電流控制裝置，53-容量控制 裝置，54-溫度控制裝置，6-顯示器。
[0049] 如圖1所示，本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)，包括：充放電裝置1、電池裝置 2、采集裝置3、計算裝置4和控制裝置5。
[0050] 其中，電池裝置2與充放電裝置1串聯(lián)連接并形成回路；采集裝置3與電池裝置2 連接；計算裝置4與采集裝置3連接；控制裝置5與充放裝置1、采集裝置3及計算裝置4 連接。
[0051] 如圖2所示，本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，電池裝置2由多個電池單體 串聯(lián)或并聯(lián)組成。其中，多個并聯(lián)的電池單體組成電池模塊，多個電池模塊串聯(lián)組成電池裝 置2,多個電池模塊中的電池單體數(shù)量相同。
[0052] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，充放電裝置1用來調(diào)整充放電電流，其 包括：電流分流器11、多路電子開關(guān)12、電流采集器13、中央處理器14、信號處理器15。
[0053] 其中，電流分流器11與電池裝置2連接；多路電子開關(guān)12與電池裝置2連接；電 流采集器13與電流分流器11連接；中央處理器14與電流采集器13連接；信號處理器15 與中央處理器14和控制裝置5連接。
[0054] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，充放電裝置1進(jìn)一步包括：報警器16,其 與中央處理器14連接，當(dāng)系統(tǒng)充放電出現(xiàn)異常時能發(fā)出報警信號。
[0055] 如圖3所示，本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，采集裝置3用來采集電池裝 置2中電池的各種信息，其包括：電壓測量器31和電流測量器32。
[0056] 其中，電壓測量器31與電池裝置2連接；電流測量器32與電池裝置2連接。
[0057] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，采集裝置3進(jìn)一步包括：溫度采集器33， 其與電池裝置2連接。
[0058] 如圖4所示，本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，計算裝置4包括：電壓計算 器41、電流計算器42和容量計算器43。
[0059] 其中，電壓計算器41與采集裝置3連接；電流計算器42與采集裝置3連接；容量 計算器43與采集裝置3連接。
[0060] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，計算裝置4進(jìn)一步包括：溫度計算器44， 其與采集裝置3連接。
[0061] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，計算裝置4進(jìn)一步包括：轉(zhuǎn)換器45,其分 別與電壓計算器41、電流計算器42、容量計算器43及控制裝置5連接，轉(zhuǎn)換器45根據(jù)各計 算器計算的結(jié)果給控制裝置發(fā)出信號。
[0062] 如圖5所示，本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，控制裝置5用來根據(jù)計算 裝置發(fā)出的信號控制充放電裝置1的充放電電流，其包括：電壓控制裝置51、電流控制裝置 52、容量控制裝置53和溫度控制裝置54。
[0063] 其中，電壓控制裝置51與計算裝置4和充放電裝置1連接；電流控制裝置52與計 算裝置4和充放電裝置1連接；容量控制裝置53與計算裝置4和充放電裝置1連接；溫度 控制裝置54與計算裝置4和充放電裝置1連接。
[0064] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括：顯示器6,其與采集裝置3 和計算裝置4連接，用來顯示電池的各個參數(shù)。
[0065] 本實用新型提出的電池快速充電系統(tǒng)，能在不減少電池的循環(huán)壽命的同時，持續(xù) 輸出電池裝置2所能接受的最大充電電流。
[0066] 本實施例中，采用不同的電池充電系統(tǒng)對電池充電作對比，其結(jié)果如表1及表2所 /_J、i 〇
[0067] 本實施例中，電池裝置2采用26Ah的三元材料車用鋰離子電池。
[0068] 表1 :不同充電系統(tǒng)在充電時間上的對比
[0069] 普通充電系統(tǒng) 電池快速充電系統(tǒng) 電池編號 ~充電時間~ 充電容量（Ah) 充電時間 充電容量（Ah) (0. 30 1 2小時57分鐘 26 7 36分鐘 26.5 2 2小時56分鐘 26,68 36分鐘 26.45 3 2小時59分鐘 26,73 36分鐘 26.52
[0070] 表1是相同的電池在普通充電系統(tǒng)與本實用新型電池快速充電系統(tǒng)在充電時間 的對比，從表1中可以明顯看出，采用本實用新型系統(tǒng)充電能夠有效降低充電時間，與其它 的標(biāo)準(zhǔn)充電系統(tǒng)相比，充電時間縮短在3倍以上。
[0071] 表2.不同充電系統(tǒng)中電池的循環(huán)壽命
[0072] 循環(huán)條件 電池編號 循環(huán)次數(shù) 容量保持率 0. 3C (8. 7A)恒流充 1 2339 80. 0% 電，1C恒流放電 2C (52A)恒流充電, 2 1Γ20 80. 0% It：恒流放電 快速充電法充電，1C 3 2670 80.0% 恒流放電
[0073] 表2是相同電池采用本實用新型充電系統(tǒng)和其它兩種普通充電系統(tǒng)對電池壽命 的影響，從表2中可以明顯看出，本實用新型快速充電系統(tǒng)能夠縮短充電時間和延長電池 壽命。
[0074] 圖6是相同電池采用三種不同充電系統(tǒng)的壽命循環(huán)曲線，從圖6中可以明顯看出， 利用本實用新型電池快速充電系統(tǒng)可以提高電池的充電速度，同時對電池的性能基本沒有 影響，而其他充電方式，電池壽命衰減明顯。
[0075] 本實用新型的保護(hù)內(nèi)容不局限于以上實施例。在不背離實用新型構(gòu)思的精神和范 圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本實用新型中，并且以所附的權(quán) 利要求書為保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，包括： 充放電裝置（1); 電池裝置（2)，其與所述充放電裝置（1)串聯(lián)連接并形成回路； 采集裝置（3)，其與所述電池裝置（2)連接； 計算裝置（4)，其與所述采集裝置（3)連接； 控制裝置（5)，其與所述充放裝置（1)及所述計算裝置（4)連接； 所述電池裝置（2)包括至少兩塊電池單體，所述電池單體并聯(lián)或串聯(lián)連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充放電裝置（1)包括： 電流分流器（11)，其與所述電池裝置（2)連接； 多路電子開關(guān)（12)，其與所述電流分流器（11)連接； 電流采集器（13)，其與所述電流分流器（11)連接； 中央處理器（14)，其與所述電流采集器（13)連接； 信號處理器（15)，其與所述中央處理器（14)和所述控制裝置（5)連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充放電裝置⑴進(jìn)一步包 括：報警器（16)，其與所述中央處理器（14)連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述采集裝置（3)包括： 電壓測量器（31)，其與所述電池裝置（2)連接； 電流測量器（32)，其與所述電池裝置（2)連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述采集裝置⑶進(jìn)一步包 括：溫度采集器（33)，其與所述電池裝置（2)連接。
6. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述計算裝置（4)包括： 電壓計算器（41)，其與所述采集裝置（3)連接； 電流計算器（42)，其與所述采集裝置（3)連接； 容量計算器（43)，其與所述采集裝置（3)連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述計算裝置（4)進(jìn)一步包 括：溫度計算器（44)，其與所述采集裝置（3)及所述控制裝置（5)連接。
8. 如權(quán)利要求6所述的電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述計算裝置⑷進(jìn)一步包 括：轉(zhuǎn)換器（45)，其分別與所述電壓計算器（41)、所述電流計算器（42)、所述容量計算器 (43)及所述控制裝置（5)連接。
9. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置（5)包括： 電壓控制裝置（51)，其與所述計算裝置（4)和所述充放電裝置（1)連接； 電流控制裝置（52)，其與所述計算裝置（4)和所述充放電裝置（1)連接； 容量控制裝置（53)，其與所述計算裝置（4)和所述充放電裝置（1)連接； 溫度控制裝置（54)，其與所述計算裝置（4)和所述充放電裝置（1)連接。
10. 如權(quán)利要求1所述的電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：顯示器（6)，其 與所述采集裝置（3)和所述計算裝置（4)連接。
【文檔編號】H02J7/04GK203896034SQ201420291308
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】于洪濤, 陳中軍, 和祥運, 趙豪星, 劉風(fēng)磊, 陳瀝強(qiáng), 鄧亞明, 葛祥, 梁榮嶸, 李艷, 曹建航, 王慧景, 張海林, 陳慧珺 申請人:上?？托履茉从邢薰?br>