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原文传递一种电动汽车快速充电系统及方法

专利名称：	一种电动汽车快速充电系统及方法
摘要：	本发明涉及一种电动汽车快速充电系统及方法，该系统包括动力电池组、电池管理系统、充电接口、充电正极继电器、充电负极继电器和结构变换继电器组，通过结构变换继电器组中的多个结构变换继电器的闭合、断开状态组合改变动力电池组内电池单元的串并联结构，电池管理系统根据充电电压的上限控制充电正极继电器、充电负极继电器和结构变换继电器组内各结构变换继电器的闭合、断开状态切换。通过改变动力电池组的串并联结构在在不提高充电电流的前提下有效提升充电功率，缩短了充电时间，同时提高了锂离子电池的寿命和安全性，减小了锂离子电池因大电流充电而造成的提前老化或过热现象发生的风险，实现动力电池组的安全、快速充电。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京航空航天大学
发明人：	杨世春;华旸;周思达;郭斌;闫啸宇;曹耀光;杨鹏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910545038.X
公开号：	CN110303944A
代理机构：	北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司
代理人：	高丽萍
分类号：	B60L58/19(2019.01);B;B60;B60L;B60L58
申请人地址：	100191 北京市海淀区学院路37号
主权项：	1.一种电动汽车快速充电系统，包括动力电池组和电池管理系统，所述动力电池组包括由若干充电电压上限固定的电池单元构建的串并联结构，其特征在于，还包括充电接口、充电正极继电器、充电负极继电器和结构变换继电器组，所述充电正极继电器连接充电接口正极，所述充电负极继电器连接充电接口负极；所述结构变换继电器组包括若干结构变换继电器，各结构变换继电器分布在充电正极继电器和动力电池组之间以及动力电池组内的串并联结构中，通过多个结构变换继电器的闭合、断开状态组合改变动力电池组内电池单元的串并联结构；所述电池管理系统根据充电电压的上限控制所述充电正极继电器、充电负极继电器和结构变换继电器组内各结构变换继电器的闭合、断开状态切换。 2.如权利要求1所述的系统，其特征在于还包括电流传感器或温度传感器，所述电流传感器检测充电系统的实时电流并将检测的数据发送至电池管理系统，所述温度传感器检测动力电池组实时温度并将检测的数据发送至电池管理系统。 3.如权利要求1所述的系统，其特征在于还包括保护继电器，所述保护继电器连接动力电池组和电动汽车用电组件。 4.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述电动汽车用电组件包括驱动电机、电机控制器、车载充电机、DCDC转换器。 5.一种使用权利要求1-4之一所述系统的电动汽车快速充电方法，包括如下步骤： A.将某充电装置连接充电接口，充电系统与充电装置握手并获得充电装置电压范围，电池管理系统判断动力电池组常规充电电压上限、最大充电电压上限以及动力电池组实际工作电压是否匹配充电装置电压；所述动力电池组常规充电电压上限为动力电池组正常放电工作状态下达到的最大充电电压；所述动力电池组最大充电电压上限为动力电池组内电池单元最大可用串联状态下达到的最大充电电压；所述动力电池组实际工作电压为电池单元最大可用串联状态下的串联的电池单体数量计算得到的电压； B.电池管理系统根据工作电压匹配判断结果选择合适的充电模式，所述充电模式包括普通充电模式、高压快速充电模式和混合快速充电模式； C1.当电池管理系统判断充电装置电压大于动力电池组常规充电电压上限但小于动力电池组最大充电电压上限时，选用普通充电模式；当使用普通充电模式时，电池管理系统控制充电正极继电器与充电负极继电器闭合，同时电池管理系统调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组内各电池单元保持正常放电状态下的串并联结构不变，此时充电装置以匹配动力电池组工作电压的标准电压对动力电池组进行充电直至充满； C2.当电池管理系统判断充电装置电压大于动力电池组最大充电电压上限时，选用高压快速充电模式；当使用高压快速充电模式时，电池管理系统控制充电正极继电器与充电负极继电器闭合，同时电池管理系统调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组各电池单元形成最大可用串联结构，串并联结构变化后的动力电池组工作电压升高，此时充电装置以升高后的动力电池组工作电压对动力电池组进行充电直至充满； C3.当电池管理系统判断充电装置电压大于动力电池组实际工作电压但小于动力电池组最大充电电压上限时，选用混合快速充电模式；当使用混合快速充电模式时，电池管理系统控制充电正极继电器与充电负极继电器闭合，同时电池管理系统首先调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组各电池单元形成最大可用串联结构，串并联结构变化后的动力电池组工作电压升高，此时充电装置以升高后的动力电池组工作电压对动力电池组进行充电；随着充电过程进行，当动力电池组实际工作电压升高至超过充电装置电压时，充电装置电压无法满足动力电池组以快速模式充电，电池管理系统调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组内各电池单元转为正常放电状态下的串并联结构，此时充电装置以匹配动力电池组工作电压的标准电压对动力电池组进行充电直至动力电池组充满； C4.当电池管理系统判断充电装置电压小于动力电池组常规充电电压上限时，直接结束充电过程； D1.当使用普通充电模式对动力电池组充满电时，断开充电装置与充电接口的连接，充电过程结束； D2.当使用高压快速充电模式对动力电池组充满电时，断开充电装置与充电接口的连接，同时电池管理系统调整结构变换继电器组闭合、断开状态使动力电池组内各电池单元转为正常放电状态下的串并联结构，充电过程结束； D3.当使用混合快速充电模式对动力电池组充满电时，断开充电装置与充电接口的连接，充电过程结束。 6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述步骤C2、C3还包括在充电过程中断开保护继电器，当充电结束后闭合保护继电器。
所属类别：	发明专利