[發明專利]一種電動汽車低壓電池充電系統及其充電方法

有效

• 申請號: 201310558620.2
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103580252A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 吳成加;王龍群;張海洋
• 申請（專利權）人: 安徽安凱汽車股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 金凱

技術領域

本發明涉及電動汽車電池技術領域，具體涉及一種無車載充電機的電動汽車低壓電池充電系統及其充電方法。

背景技術

進入21?世紀以來，節能和環保成為了能源問題的焦點。隨著新世紀我國汽車工業的高速發展，我國汽車的保有量也不斷增加。汽車已大量進入人們的日常生活，隨之而來的卻是日益嚴重的環境問題。因此，我們需要對汽車工業的發展拓展出新的環保和節能路徑。而電動汽車的出現則可以較好的解決這一困境，電動汽車不存在燃油問題和汽車尾氣排放問題，所以對電動汽車的研究與開發已經成為當今世界的熱點，國家投入了大量的資金，國內多所高校，各大汽車公司也都研發了各種類型的電動汽車。

電動汽車的發展也存在許多需要解決和完善的問題，其中就包括動力電池及其高效的充電方法的研究。目前，電動汽車低壓電氣部分控制采用低壓24V或12V電池供電。因為沒有車載充電機，所以通常采用一個低壓的DC/DC電壓轉換器將高壓轉換成低壓，給低壓電池充電。這種充電方式會使動力電池組的各電池單體之間的電壓不均衡，使動力電池組的安全性和使用壽命大大下降。因為DC/DC電壓轉換器長期工作在高壓狀態下，所以對其內部器件的耐壓性要求較高。當充電電流較大時，會使DC/DC電壓轉換器因過溫或過壓而損壞，進而使低壓電池工作異常，影響整車正常行駛。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種電動汽車低壓電池充電系統及其充電方法，該充電系統及其充電方法通過使電動汽車的動力電池組與低壓電池能量進行有效的相互轉移，不僅可保證動力電池組與低壓電池之間的能量均衡、實現無車載充電機充電，還不會對電動汽車電氣部分結構造成損壞、影響正常行駛，具有結構簡單、安全高效的特點。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種電動汽車低壓電池充電系統，包括動力電池組和低壓電池，該充電系統還包括主控制回路、電壓采樣回路、副回路開關、變壓器和主回路控制開關；所述的主控制回路的輸出端分別與副回路開關和主回路控制開關相連，所述的電壓采樣回路與主控制回路交互連接，所述的電壓采樣回路的輸入端與動力電池組相連，所述的低壓電池通過主回路控制開關與變壓器相連，所述的動力電池組通過副回路開關與變壓器相連。具體地說，所述的低壓電池為24V低壓電池或12V低壓電池，所述的動力電池組包括多個電池箱。所述的電壓采樣電路和所述的主控制回路是雙向連接的，主控制回路發送控制信號驅動電壓采樣電路進行采樣，在采樣完成后，電壓采樣電路將采樣值又返回到主控制回路進行分析判斷，以便于主控制回路根據分析判斷結果對各開關發出控制信號。

所述的副回路開關包括副回路控制開關和副回路選通開關，所述的副回路控制開關和副回路選通開關均與主控制回路的輸出端相連，所述的動力電池組通過副回路控制開關和副回路選通開關與所述的變壓器相連。

所述的變壓器為開關變壓器。開關變壓器既能夠實現電壓的轉換，又能夠在電壓轉換的過程中保證電壓的穩定。

所述的變壓器的一側線圈通過主回路控制開關與低壓電池的正負極相連，另一側線圈通過副回路選通開關和副回路控制開關與動力電池組的正負極相連。所述的開關變壓器為多繞組高頻變壓器。通過多繞組以及繞組的匝數的不同，在各路開關的配合下，可以實現對不同電壓設備的充放電。

所述的主回路控制開關為開關管。通過脈沖信號可以控制開關管高速的進行斷開與閉合，從而既避免了直接連接低壓電池與變壓器使低壓電池短路，對低壓電池造成損壞，又可以產生大能量使電路穩定。

本發明還涉及一種上述電動汽車低壓電池充電系統的充電方法，該充電方法包括以下步驟：

（1）將動力電池組劃分成若干電池箱，采集每個電池箱中各電池單體的電壓值；

（2）將采集到的全部電壓值進行對比分析，根據對比分析結果，對電池單體進行充電或放電操作；

（3）重復步驟（1）。

具體地說，步驟（2）中所述的將采集到的全部電壓值進行對比分析，根據對比分析結果，對電池單體進行充電或放電操作的具體過程為：

a.?比較每個電池箱中全部電池單體電壓值的大小，得到最大電壓值和最小電壓值；

b.?設定一個放電標準電壓值和一個充電標準電壓值，將步驟a中得到的最大電壓值與放電標準電壓值進行比較，最小電壓值與充電標準電壓值進行比較；

若最大電壓值大于放電標準電壓值，則對具有該最大電壓值的電池單體進行放電，將該電池單體中的能量轉移到低壓電池中；