电动汽车动力电池智能充电模块制造技术

本发明专利技术属于电动汽车充电技术领域，具体为一种电动汽车动力电池智能充电模块。其特征在于包括一个智能控制器、一个具有电磁隔离的DC/DC或AC/DC变流器和一个充电均衡电路，变流器的输入端接直流母线或交流电，输出端接动力电池组的正、负极，充电均衡电路与动力电池组并联设置，智能控制器对变流器的输出电流、电压以及动力电池组中的各单体电池的电压、温度进行采样，经过智能运算后输出控制信号来控制变流器和充电均衡电路的工作状态。本发明专利技术能够对电动汽车动力电池组的充电过程进行智能化检测、控制和均衡，从而实现对电池组中的所有单体电池快速、均衡、安全充电，提高了动力电池组的使用效率、延长了动力电池组的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动汽车充电
，具体为一种电动汽车动力电池智能充电模 块。
技术介绍
近年来，随着人们对能源危机、环境污染等社会问题的日益关注，节能环保的新能 源汽车已成为汽车工业可持续发展的必然趋势。其中，优先发展电动汽车对我国能源结构 的转型升级和汽车工业实现跨越式发展有着极其重要的意义，必将成为国家新能源汽车战 略的主要技术路线。“十一五”期间，北京市投入使用的纯电动汽车、混合动力电动汽车已达千辆。 2008年北京奥运期间，集中投入了 595辆自主研发的混合动力、纯电动及燃料电池汽车，累 计运行370多万公里，运送乘客440多万人次，实现奥运史上最大规模的电动汽车示范运 行。2010年的上海世博会开启了电动车应用的新时代，电动汽车成为世博园区内最重要的 交通工具。目前上海市正在抓紧建设充电站网络等基础设施，预计两年内会有2万辆以上 纯电动汽车进入公交、物流、出租与环卫车辆的行列。从去年初开始，国家科技部、财政部、 发改委、工信部等部门积极组织推进了 “十城千辆”电动汽车大规模示范行动计划，研究出 台了专项财政补贴政策，支持在北京、上海、重庆等13个城市的公交、出租、公务、环卫和邮 政等公共服务领域示范推广电动汽车，计划利用三年多时间示范推广6万辆电动汽车。在 由工信部牵头制定的《节能与新能源汽车产业发展规划(2011-2020年)》中提出，到2020 年，我国电动汽车保有量应达到500万辆。国家电网公司等相关企业通过对多种充电方式的比较研究，提出了电池更换的方 式。采用这种方式，当车辆需要进行补充充电时，只需在附近的换电站将需要充电的电池从 车上卸下，再装入已充满电的电池，车辆即可离开。换电站负责将卸下的待充电电池运输到 大型充电站集中充电。这种换电站换电池、充电站集中充电的方式将大大节省用户的充电 时间，提高了车辆的使用效率。此外，集中充电的方式也可避免用户自行快充对电池寿命的 影响，同时集中管理的方式也大大加强了电池充电的安全可靠性。为广泛适应公交车、商用 车和乘用车市场不同层次的需求，需要对单个成组动力电池的电压、电量、尺寸等参数作出 标准化的规定，以方便充、换电站的标准化管理。根据目前电动汽车试点推广城市的应用经 验，60-80V左右的单个标准动力电池组能够基本覆盖不同层次市场的需求，同时其体积小、 重量轻，能够适应充、换电站的标准化经营管理的要求。集中充电站必须配置大量的和标准 动力电池组相对应的充电模块。目前，制约电动汽车产业发展的瓶颈主要是动力电池和充电方式。在国家产业政 策和科技项目的支持及推进下，大容量能量型锂离子蓄电池的产业发展已经接近国际先进 水平。当前，锂离子蓄电池电池单体的性能，已基本能够满足应用要求。但是，电池成组后 在充放电过程中容易发生单体电池过充电、过放电、和过温等问题，严重影响成组锂离子蓄 电池的使用寿命和安全性能。上述问题已经成为制约锂离子蓄电池产业发展的主要障碍，也是制约当前电动汽车产业发展的主要技术瓶颈。目前市场上的充电机、充电模块均没有考虑单体电池均衡充电的问题和充电过程 中对单体电池的保护问题，而是把这些问题留给电池厂家或最终用户。为了解决这些问题， 电池厂家或用户必须给每个电池组配备电池管理系统(BMS)，由BMS来实现单体电池的均 衡充电、单体电池过充和过放保护、单体电池的状态检测(电压，温度，S0C)等功能。但是由 于电动汽车内空间的限制，随车(随电池)BMS的单体电池均衡能力一般不够，不能实现有效 均衡，严重影响了动力电池的使用效率和寿命。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种电动汽车动力电池智能 充电模块的技术方案。所述的电动汽车动力电池智能充电模块，其特征在于包括一个智能控制器、一个 具有电磁隔离的DC/DC或AC/DC变流器和一个充电均衡电路，所述的具有电磁隔离的DC/DC 或AC/DC变流器的输入端接直流母线或交流电，输出端接动力电池组的正、负极，所述的充 电均衡电路与动力电池组并联设置，所述的智能控制器分别连接具有电磁隔离的DC/DC或 AC/DC变流器、充电均衡电路和动力电池组，智能控制器对具有电磁隔离的DC/DC或AC/DC 变流器的输出电流、电压以及动力电池组中的各单体电池的电压、温度进行采样，经过智能 运算后输出控制信号来控制具有电磁隔离的DC/DC或AC/DC变流器和充电均衡电路的工作 状态。所述的电动汽车动力电池智能充电模块，其特征在于所述的智能控制器由一个微 控制器、多个模/数转化电路、多个控制信号输出电路、一个通信接口构成，智能控制器将 采样到的电流、电压、和温度参数通过其通信接口上传给上级监控系统。所述的电动汽车动力电池智能充电模块，其特征在于所述的具有电磁隔离的DC/ DC或AC/DC变流器采用带高频变压器的全桥DC/DC电路或半桥DC/DC电路，其功率开关器 件采用MOSFET或IGBT。所述的电动汽车动力电池智能充电模块，其特征在于所述的具有电磁隔离的DC/ DC或AC/DC变流器采用带高频变压器的全桥AC/DC电路或半桥AC/DC电路，其功率开关器 件采用MOSFET或IGBT。所述的电动汽车动力电池智能充电模块，其特征在于所述的充电均衡电路采用无 损耗的模块化主动均衡电路，所述的模块化主动均衡电路由多个充电均衡模块组成，每个 充电均衡模块分别和相对应的动力电池组中的各个单体电池并联。所述的电动汽车动力电池智能充电模块，其特征在于所述的充电均衡模块由开关 电路和无源储能器件构成，相邻的充电均衡模块与相对应的各个单体电池配合连接。所述的电动汽车动力电池智能充电模块，其特征在于所述的开关电路中的功率开 关器件采用MOSFET。所述的电动汽车动力电池智能充电模块，其特征在于所述的无源储能器件采用电 感、电容。上述电动汽车动力电池智能充电模块，在动力电池组上并联设置充电均衡电路， 其与智能控制器相配合就能够对电动汽车动力电池组的充电过程进行智能化检测、控制和4均衡，从而实现对电池组中的所有单体电池快速、均衡、安全充电，提高了动力电池组的使 用效率、延长了动力电池组的寿命。附图说明图1为本专利技术的电路结构示意图； 图2是为充电均衡电路工作原理示意图。具体实施例方式下面结合说明书附图对本专利技术做进一步说明如图所示，电动汽车动力电池智能充电模块，包括一个智能控制器4、一个具有电磁隔 离的DC/DC或AC/DC变流器1 (充电器)和一个充电均衡电路3，该动力电池智能充电模块 为动力电池组充电；所述的智能控制器4由一个微控制器、多个模/数转化电路、多个控制 信号输出电路、一个通信接口构成；所述的具有电磁隔离的DC/DC或AC/DC变流器1的输入 端接直流母线或交流电，输出端接动力电池组的正、负极。所述的智能控制器4分别连接具有电磁隔离的DC/DC或AC/DC变流器1、充电均衡 电路3和动力电池组，智能控制器4对具有电磁隔离的DC/DC或AC/DC变流器1的输出电 流、电压以及动力电池组中的各单体电池的电压、温度进行采样，经过智能运算后输出控制 信号来控制具有电磁隔离的DC/DC或AC/DC变流器1和充电均衡电路3的工作状态，即智 能控制器4根据上级监控系统的指令来控制具有电磁隔离的DC/D本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．电动汽车动力电池智能充电模块，其特征在于包括一个智能控制器、一个具有电磁隔离的ＤＣ／ＤＣ或ＡＣ／ＤＣ变流器和一个充电均衡电路，所述的具有电磁隔离的ＤＣ／ＤＣ或ＡＣ／ＤＣ变流器的输入端接直流母线或交流电，输出端接动力电池组的正、负极，所述的充电均衡电路与动力电池组并联设置，所述的智能控制器分别连接具有电磁隔离的ＤＣ／ＤＣ或ＡＣ／ＤＣ变流器、充电均衡电路和动力电池组，智能控制器对具有电磁隔离的ＤＣ／ＤＣ或ＡＣ／ＤＣ变流器的输出电流、电压以及动力电池组中的各单体电池的电压、温度进行采样，经过智能运算后输出控制信号来控制具有电磁隔离的ＤＣ／ＤＣ或ＡＣ／ＤＣ变流器和充电均衡电路的工作状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁一桥，
申请(专利权)人：梁一桥，
类型：发明
国别省市：86