一种电动汽车低压电池充电系统及其充电方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车低压电池充电系统及其充电方法。充电系统包括主控制回路、电压采样回路、动力电池组、副回路控制开关、副回路选通开关、变压器和主回路控制开关。主控制回路输出端与副回路开关和主回路控制开关相连，电压采样回路输入端分别与动力电池组和主控制回路输出端相连，电压采样回路输出端与主控制回路输入端相连，低压电池通过主回路控制开关与变压器相连，动力电池组通过副回路开关与变压器相连。一种电动汽车低压电池充电方法，通过对动力电池组中电池单体电压值进行采样分析，对有高电压的电池单体放电，对有较低电压的电池单体充电，既实现了低压电池与动力电池组间能量的相互转移，又保证了动力电池组的能量均衡。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。充电系统包括主控制回路、电压采样回路、动力电池组、副回路控制开关、副回路选通开关、变压器和主回路控制开关。主控制回路输出端与副回路开关和主回路控制开关相连，电压采样回路输入端分别与动力电池组和主控制回路输出端相连，电压采样回路输出端与主控制回路输入端相连，低压电池通过主回路控制开关与变压器相连，动力电池组通过副回路开关与变压器相连。一种电动汽车低压电池充电方法，通过对动力电池组中电池单体电压值进行采样分析，对有高电压的电池单体放电，对有较低电压的电池单体充电，既实现了低压电池与动力电池组间能量的相互转移，又保证了动力电池组的能量均衡。【专利说明】—种电动汽车低压电池充电系统及其充电方法
本专利技术涉及电动汽车电池
，具体涉及一种无车载充电机的电动汽车低压电池充电系统及其充电方法。
技术介绍
进入21世纪以来，节能和环保成为了能源问题的焦点。随着新世纪我国汽车工业的高速发展，我国汽车的保有量也不断增加。汽车已大量进入人们的日常生活，随之而来的却是日益严重的环境问题。因此，我们需要对汽车工业的发展拓展出新的环保和节能路径。而电动汽车的出现则可以较好的解决这一困境，电动汽车不存在燃油问题和汽车尾气排放问题，所以对电动汽车的研究与开发已经成为当今世界的热点，国家投入了大量的资金，国内多所高校，各大汽车公司也都研发了各种类型的电动汽车。电动汽车的发展也存在许多需要解决和完善的问题，其中就包括动力电池及其高效的充电方法的研究。目前，电动汽车低压电气部分控制采用低压24V或12V电池供电。因为没有车载充电机，所以通常采用一个低压的DC/DC电压转换器将高压转换成低压，给低压电池充电。这种充电方式会使动力电池组的各电池单体之间的电压不均衡，使动力电池组的安全性和使用寿命大大下降。因为DC/DC电压转换器长期工作在高压状态下，所以对其内部器件的耐压性要求较高。当充电电流较大时，会使DC/DC电压转换器因过温或过压而损坏，进而使低压电池工作异常，影响整车正常行驶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该充电系统及其充电方法通过使电动汽车的动力电池组与低压电池能量进行有效的相互转移，不仅可保证动力电池组与低压电池之间的能量均衡、实现无车载充电机充电，还不会对电动汽车电气部分结构造成损坏、影响正常行驶，具有结构简单、安全高效的特点。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案:一种电动汽车低压电池充电系统，包括动力电池组和低压电池，该充电系统还包括主控制回路、电压采样回路、副回路开关、变压器和主回路控制开关；所述的主控制回路的输出端分别与副回路开关和主回路控制开关相连，所述的电压采样回路与主控制回路交互连接，所述的电压采样回路的输入端与动力电池组相连，所述的低压电池通过主回路控制开关与变压器相连，所述的动力电池组通过副回路开关与变压器相连。具体地说，所述的低压电池为24V低压电池或12V低压电池，所述的动力电池组包括多个电池箱。所述的电压采样电路和所述的主控制回路是双向连接的，主控制回路发送控制信号驱动电压采样电路进行采样，在采样完成后，电压采样电路将采样值又返回到主控制回路进行分析判断，以便于主控制回路根据分析判断结果对各开关发出控制信号。所述的副回路开关包括副回路控制开关和副回路选通开关，所述的副回路控制开关和副回路选通开关均与主控制回路的输出端相连，所述的动力电池组通过副回路控制开关和副回路选通开关与所述的变压器相连。所述的变压器为开关变压器。开关变压器既能够实现电压的转换，又能够在电压转换的过程中保证电压的稳定。所述的变压器的一侧线圈通过主回路控制开关与低压电池的正负极相连，另一侧线圈通过副回路选通开关和副回路控制开关与动力电池组的正负极相连。所述的开关变压器为多绕组高频变压器。通过多绕组以及绕组的匝数的不同，在各路开关的配合下，可以实现对不同电压设备的充放电。所述的主回路控制开关为开关管。通过脉冲信号可以控制开关管高速的进行断开与闭合，从而既避免了直接连接低压电池与变压器使低压电池短路，对低压电池造成损坏，又可以产生大能量使电路稳定。本专利技术还涉及一种上述电动汽车低压电池充电系统的充电方法，该充电方法包括以下步骤: (1)将动力电池组划分成若干电池箱，采集每个电池箱中各电池单体的电压值； (2)将采集到的全部电压值进行对比分析，根据对比分析结果，对电池单体进行充电或放电操作； (3)重复步骤(I)。具体地说，步骤(2)中所述的将采集到的全部电压值进行对比分析，根据对比分析结果，对电池单体进行充电或放电操作的具体过程为: a.比较每个电池箱中全部电池单体电压值的大小，得到最大电压值和最小电压值； b.设定一个放电标准电压值和一个充电标准电压值，将步骤a中得到的最大电压值与放电标准电压值进行比较，最小电压值与充电标准电压值进行比较； 若最大电压值大于放电标准电压值，则对具有该最大电压值的电池单体进行放电，将该电池单体中的能量转移到低压电池中； 若最小电压值小于充电标准电压值，则对具有该最小电压值的电池单体进行充电，将低压电池中的能量转移到该电池单体中。进一步的，步骤(2)中所述的将该电池单体中的能量转移到低压电池中的具体过程为:主控制回路控制该电池单体所在主回路的主回路控制开关闭合，低压电池与变压器的一侧线圈组成动力电池组放电回路；主控制回路控制该电池单体所在副回路的副回路选通开关、副回路控制开关闭合，该电池单体与变压器的另一侧线圈组成低压电池充电回路。更进一步的，步骤(2)中所述的将低压电池中的能量转移到该电池单体中的具体过程为:主控制回路控制该电池单体所在主回路的主回路控制开关闭合，使低压电池与变压器的一侧线圈组成低压电池放电回路，主控制回路控制该电池单体所在副回路的副回路选通开关、副回路控制开关闭合，使该电池单体与变压器的另一侧线圈组成动力电池组充电回路。本专利技术的工作原理为: 电动汽车工作所需要的高压由动力电池组提供，动力电池组划分为若干个电池箱，每个电池箱由多个电池单体串联而成。由于材料、生产、制造工艺等不确定因素，各电池单体的电压有一定的差异。随着充放电的循环，这种差异会越来越大。在放电过程中，整个动力电池组的容量取决于所有单体中电压最低的单体；在充电过程中，充入的电量取决于整个动力电池组中所有单体中电压最高的单体。因此，在电动汽车运行时，需要实时对所有电池单体的电压最高或最低的单体进行电压均衡，即进行能量转移。本专利技术所述的充电系统及其充电方法，在主控制回路、主回路控制开关、副回路选通开关、副回路控制开关与变压器的共同配合下，不仅可将动力电池组中电压较高的电池单体的能量转移到低压电池中，实现无车载充电机方式充电，还能够同时将低压电池中的能量反向转移到动力电池组中电压较低的电池单体中。本专利技术中所用到的变压器为可以进行双向能量转换的多绕组高频变压器。通过多绕组，可在各开关的配合下，通过电磁感应原理进行双向能量的转移。动力电池组包括多个电池箱，在同一时间段，会有多个具有较高电压电池单体的电池箱对低压电池进行充电,也会有低压电池对多个电池箱中电压较低的电池单体进行充电。每一条转移电路的电路为2飞A，通过软件对标准放电电压值与标准充电电压值进行设定，可在整个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车低压电池充电系统，包括动力电池组和低压电池，其特征在于：该充电系统还包括主控制回路、电压采样回路、副回路开关、变压器和主回路控制开关；所述的主控制回路的输出端分别与副回路开关和主回路控制开关相连，所述的电压采样回路与主控制回路交互连接，所述的电压采样回路的输入端与动力电池组相连，所述的低压电池通过主回路控制开关与变压器相连，所述的动力电池组通过副回路开关与变压器相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴成加，王龙群，张海洋，
申请(专利权)人：安徽安凯汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：