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CN115179816A - 一种电动车电池组、充电装置、充电系统及充电方法 - Google Patents

一种电动车电池组、充电装置、充电系统及充电方法 Download PDF

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CN115179816A
CN115179816A CN202110365250.5A CN202110365250A CN115179816A CN 115179816 A CN115179816 A CN 115179816A CN 202110365250 A CN202110365250 A CN 202110365250A CN 115179816 A CN115179816 A CN 115179816A
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许祎凡
李相哲
娄豫皖
孟祎凡
李紫璇
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Shanghai Binei Information Technology Co ltd
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Abstract

本申请涉及一种电动车电池组、充电装置、充电系统及充电方法,属于新能源汽车技术领域。电动车电池组由电动汽车的电池组、电池组电力线路和电池组中的液体冷却或/和加热管路组成，电动汽车充电时，电池组电力线路与充电机的充电电力线路连接，电池组中的液体冷却或加热管路通过电池组外部液体管路分别与加热装置和制冷机组连接。与通常的带有液体温控装置的电动汽车相比，减少了加热控制部件及制冷控制部件，降低了整车成本；降低了整车质量，从而降低车辆能耗；液体温控装置与充电装置相结合，可以对充电集中管理，电池冷却或加热效率更高，控制更简单、方便；在车辆集中充电时可以将热量进行集中利用，提高经济效益。

Description

一种电动车电池组、充电装置、充电系统及充电方法
技术领域
本申请涉及一种电动车电池组、充电装置、充电系统及充电方法,属于新能源汽车技术领域。
背景技术
在排放法规、能耗的双重压力驱动下，“电动化”已成为全球汽车产业无可争议的必然趋势。世界主要汽车生产商均有电动版车型推向市场。
目前电动汽车所用的主要为锂离子电池，但锂离子电池在应用过程中存在诸多问题，最受关注的是安全问题，尤其是热安全问题。在电池充电和放电过程中，不可避免要产生热量，使电池温度升高，容易引发热失控，统计数据表明，50％以上的安全事故都是由于温度直接或间接的原因引起的。同时长期高温也会加速电池寿命的劣化。在低温下，电池性能下降，放电时间短，不能进行充电，影响车辆的运行，所以，在低温环境下又需要对电池进行加热，保障电池的正常充电及车辆的正常运行。
目前通常采用的是在电池组中设计液冷系统及加热装置，在充放电过程中，但电池温度过高时，车辆制冷系统开启，对电池进行冷却；温度低影响充电或运行时，电池组加热系统开启对电池组进行加热。这种情况下，需要每辆电动车的电池系统上均需配置冷却系统及加热系统，较大幅度地增加了车辆的成本，加热及冷却装置也增加了整车的装备质量，增加车辆的能耗，同时，加热或冷却也均是消耗电池的电量，影响车辆的行驶里程。
发明内容
因此，本申请根据电池在应用中的热量主要是在充电情况下产生以及低温主要影响电池充电的特点，将液体温控系统与电动汽车充电装置相结合，在电动汽车充电时对电池进行加热或冷却，降低了整车的制造成本以及质量，并提高了电池的能量利用效率。并且在车辆集中充电时，如公交车应用、出租车应用等的较大型的充电站，可以将充电时电池产生的热量集中应用，提高经济效益。针对现有技术的不足，本发明将电动汽车电池液体温度控制系统与充电装置相结合，而电池组上仅保留液体管道，充电时除了充电装置与电池组的电力连接外，还包括液体管路连接。降低了整车的重量、成本，并提高了车辆上电池的能量利用效率，提高了车辆的行驶里程。
本申请提出一种电动车电池组，其由电动汽车的电池组、电池组电力线路和电池组中的液体冷却或/和加热管路组成，电动汽车充电时，电池组电力线路与充电机的充电电力线路连接，电池组中的液体冷却或/和加热管路通过电池组外部液体管路分别与加热装置和制冷机组连接。
本申请还提出一种电动车电池组充电装置，包括：电池组外部液体管路、充电机、加热装置、制冷机组以及充电电力线路，加热装置和制冷机组分别与电池组外部液体管路相连，电动汽车充电时，充电机的充电电力线路与电池组电力线路连接，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或加热管路连接。
上述电动车电池组充电装置还包括：泵、储液槽，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与储液槽相连，储液槽通过电池组外部液体管路与泵相连，电动汽车充电时，充电机的充电电力线路与电池组电力线路连接，泵通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或/和加热管路连接，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或/和加热管路连接。
进一步，上述电动车电池组充电装置还包括根据电池组温度、电压、充电时间等数据控制加热装置或制冷机组的开启或关闭、泵的运行及关闭以及电力线路的通断的控制装置。
本申请又提出一种电动车电池组充电系统，包括：电动汽车的电池组、电池组中的液体冷却或/和加热管路、电池组外部液体管路、充电机、加热装置、制冷机组以及充电电力线路，电池组及电池组中的液体冷却或/和加热管路安装在电动车上，充电机、加热装置、制冷机组及电池组外部液体管路、充电电力线路安装在地面，加热装置和制冷机组分别与电池组外部液体管路相连，电动汽车充电时，充电机的充电电力线路与电池组电力线路连接，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或/和加热管路连接。
进一步，上述电动车电池组充电系统还包括：泵、储液槽，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与储液槽相连，储液槽通过电池组外部液体管路与泵相连，电动汽车充电状态下，充电机的充电电力线路与电池组电力线路连接，泵通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或/和加热管路连接，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或加热管路连接。
进一步，上述电动车电池组充电系统还包括根据包括但不限于电池组温度、电压、充电时间等数据控制加热装置或制冷机组的开启或关闭、泵的运行及关闭以及电力线路的通断的控制装置。
本申请再提出一种电动车电池组充电方法，电动汽车充电时，将充电机充电电力线路与电池组电力线路连接，电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或/和加热管路连接。
进一步，上述电动车电池组充电方法中，充电时，充电机与电池组进行通讯，根据包括但不限于电池组温度、电压、充电时间等数据，控制加热装置或制冷机组的开启或关闭、泵的运行及关闭以及电力线路的通断。
进一步，上述电动车电池组充电方法中，将充电机充电电力线路与电池组电力线路连接且电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或/和加热管路连接好后，电池组管理系统检测无误，充电机开始充电，当充电机从电池组管理系统反馈的电池组温度达到设定进行冷却的温度T1时，充电机控制制冷机组及泵开启，对电池组进行冷却，当温度降低到电池组管理系统设定的停止冷却温度T2时，充电机控制断开泵及制冷机组；同样，当充电机从电池组管理系统反馈的电池组温度达到需要进行加热的温度T3时，充电机控制开启加热装置及泵，对电池组进行加热，当温度升高到电池组管理系统设定的停止加热温度T4时，充电机控制断开泵及加热装置，充电完成时充电机控制断开充电电力线路。
本申请具有如下的技术效果和优点：
1、与通常的带有液体温控装置的电动汽车相比，减少了加热控制部件及制冷控制部件，降低了整车成本；
2、降低了整车质量，从而降低车辆能耗；
3、液体温控装置与充电装置相结合，可以对充电集中管理，电池冷却或加热效率更高，控制更简单、方便；
4、在车辆集中充电时可以将热量进行集中利用，提高经济效益。
附图说明
图1为本申请的一种电动车电池组充电系统及充电方法的示意图。
图2为本申请的电池组、充电机和温控系统之间的通讯示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
在图中，1-电动汽车(电动车)，2-电池组，3-电池组中的液体管道(液体冷却或/和加热管路)，4-电池组外部液体管道，5-充电机，6-泵，7-储液槽，8-加热装置，9-制冷机组，10-充电电力线路。
本申请的整体技术方案如下：
本申请的一种电动车电池组，其由电动汽车1的电池组2、电池组电力线路和电池组中的液体冷却或/和加热管路3组成，电动汽车充电状态下，电池组电力线路与充电机的充电电力线路10连接，电池组中的液体冷却或/和加热管路3通过电池组外部液体管路4分别与加热装置8和制冷机组9连接。
本申请的一种电动车电池组充电装置，包括：电池组外部液体管路4、充电机5、加热装置8、制冷机组9以及充电电力线路10，加热装置8和制冷机组9分别与电池组外部液体管路4相连，电动汽车1充电时，充电机5的充电电力线路10与电池组电力线路连接，加热装置8和制冷机组9分别通过电池组外部液体管路4与电池组中的液体冷却或/和加热管路3连接。上述电动车电池组充电装置还包括：泵6、储液槽7，加热装置8和制冷机组9分别通过电池组外部液体管路4与储液槽7相连，储液槽7通过电池组外部液体管路4与泵6相连，电动汽车1充电时，充电机5的充电电力线路10与电池组电力线路连接，泵6通过电池组外部液体管路4与电池组中的液体冷却或/和加热管路3连接，加热装置8和制冷机组9分别通过电池组外部液体管路4与电池组中的液体冷却或/和加热管路3连接。上述电动车电池组充电装置还包括根据包括但不限于电池组2温度、电压、充电时间等数据控制加热装置8或制冷机组9的开启或关闭、泵6的运行及关闭以及电力线路的通断的控制装置。
本申请的一种电动车电池组充电系统，包括：电动汽车1的电池组2、电池组中的液体冷却或/和加热管路3、电池组外部液体管路4、充电机5、加热装置8、制冷机组9以及充电电力线路10，电池组2及电池组中的液体冷却或/和加热管路3安装在电动车1上，充电机5、加热装置8、制冷机组9及电池组外部液体管路4、充电电力线路10安装在地面，加热装置8和制冷机组9分别与电池组外部液体管路4相连，电动汽车1充电状态下，充电机5的充电电力线路10与电池组电力线路连接，加热装置8和制冷机组9分别通过电池组外部液体管路4与电池组中的液体冷却或/和加热管路3连接。上述电动车电池组充电系统还包括：泵6、储液槽7，加热装置8和制冷机组9分别通过电池组外部液体管路4与储液槽7相连，储液槽7通过电池组外部液体管路4与泵6相连，电动汽车1充电状态下，充电机5的充电电力线路10与电池组电力线路连接，泵6通过电池组外部液体管路4与电池组中的液体冷却或/和加热管路3连接，加热装置8和制冷机组9分别通过电池组外部液体管路4与电池组中的液体冷却或/和加热管路3连接。上述电动车电池组充电系统还包括根据包括但不限于电池组的温度、电压、充电时间等数据控制加热装置或制冷机组的开启或关闭、泵的运行及关闭以及电力线路的通断的控制装置。
本申请的一种电动车电池组充电方法，电动汽车1充电时，将充电机5充电电力线路10与电池组电力线路连接，电池组外部液体管路4与电池组中的液体冷却或/和加热管路3连接。上述电动车电池组充电方法中，充电时，充电机5与电池组2进行通讯，根据电池组2温度、电压数据，控制加热装置8或制冷机组9的开启或关闭、泵6的运行及关闭以及电力线路的通断。上述电动车电池组充电方法中，将充电机5充电电力线路10与电池组电力线路连接且电池组外部液体管路4与电池组中的液体冷却或/和加热管路3连接好后，电池组管理系统检测无误，充电机5开始充电，当充电机5从电池组管理系统反馈的电池组温度达到设定进行冷却的温度T1时，充电机5控制制冷机组9及泵6开启，对电池组2进行冷却，当温度降低到电池组管理系统设定的停止冷却温度T2时，充电机5控制断开泵6及制冷机组9；同样，当充电机从电池组管理系统反馈的电池组温度达到需要进行加热的温度T3时，充电机5控制开启加热装置8及泵6，对电池组2进行加热，当温度升高到电池组管理系统设定的停止加热温度T4时，充电机5控制断开泵6及加热装置8，充电完成时充电机5控制断开充电电力线路10。
本申请的一种电动车用电池组充电系统，其包括电动汽车的电池组2、电池组中的液体冷却或/和加热管路3、电池组外部液体管路4、充电机5、泵6、储液槽7、加热装置8、制冷机组9以及充电电力线路10等。
1.电池组及其液体冷却或加热管路安装在电动车上。
2.充电机、泵、储液槽、液体加热装置、制冷机组及其相关管路、线路安装在地面。
3.电动汽车充电时，将充电机电力线路与电池组电力线路连接，外部液体管路与电池组液体管路连接。
4.充电时，充电机与电池组进行通讯，根据电池组温度、电压等数据，控制加热装置或制冷机组的开启或关闭、泵的运行及关闭以及电力线路的通断。
5.根据上述装置的控制方法：将充电装置(充电机)的电力线路与液体管路与电动汽车连接好后，电池组管理系统检测无误，充电机开始充电，当充电机从电池组管理系统反馈的电池组温度达到设定进行冷却的温度T1时，充电机控制制冷机组及泵开启，对电池组进行冷却，当温度降低到电池组管理系统设定的停止冷却温度T2时，充电机控制断开泵及制冷机组；同样，当充电机从电池组管理系统反馈的电池组温度达到需要进行加热的温度T3时，充电机控制开启加热装置及泵，对电池组进行加热，当温度升高到电池组管理系统设定的停止加热温度T4时，充电机控制断开泵及加热装置。充电完成时充电机控制断开电力线路。
实施例1(图1)
本发明提供了一种电动汽车电池组充电系统及充电方法，将电动汽车电池液体温度控制系统与充电装置相结合，而电池组上仅保留液体管道，充电时除了充电装置与电池组的电力连接外，还包括液体管路连接。降低了整车的重量、成本，并提高了车辆上电池的能量利用效率，提高了车辆的行驶里程。
如图1系统示意图所示，1-电动汽车，2-电池组，3-电池组中的液体管道，4-电池组外部液体管道，5-充电机，6-泵，7-储液槽，8-加热装置，9-制冷机组，10-充电电力线路。
电池组及其液体冷却或加热管路一起，安装在电动车上。充电机、泵、储液槽、液体加热装置、制冷机组及其相关管路、线路安装在地面。
电动汽车充电时，将充电机的充电电力线路与电池组电力线路连接，外部液体管路与电池组液体管路连接。
充电机与电池组进行通讯，同时充电机与加热装置及制冷机组等通讯，通讯示意图如图2所示。充电机根据电池组管理系统反馈的电池组温度、电压等数据，控制加热装置或制冷机组的开启或关闭、泵的运行及关闭以及电力线路的通断。
根据上述装置的控制方法：将充电装置的电力线路与液体管路与电动汽车连接好后，电池组管理系统检测无误，充电机开始充电，当充电机从电池组管理系统反馈的电池组温度达到设定进行冷却的温度T1时，充电机控制制冷机组及泵开启，对电池组进行冷却，当温度降低到电池组管理系统设定的停止冷却温度T2时，充电机控制断开泵及制冷机组；同样，但充电机从电池组管理系统反馈的电池组温度达到需要进行加热的温度T3时，充电机控制开启加热装置及泵，对电池组进行加热，当温度升高到电池组管理系统设定的停止加热温度T4时，充电机控制断开泵及加热装置。充电完成时充电机控制断开电力线路。
由于去除了电池组中的冷却及加热控制装置，节省了较多的电气控制元件及电池管理系统的软件资源，可以较大幅度降低电动汽车的成本。同时降低了车辆质量，可以有效降低车辆的能耗。在较大型充电站配置此种系统，可以综合利用电池组充电时产生的热量，综合经济效益更高。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车电池组，其特征在于，其由电动汽车的电池组、电池组电力线路和电池组中的液体冷却或/和加热管路组成，电动汽车充电时，电池组电力线路与充电机的充电电力线路连接，电池组中的液体冷却或/和加热管路通过电池组外部液体管路分别与加热装置和制冷机组连接。
2.一种电动车电池组充电装置，其特征在于，包括：电池组外部液体管路、充电机、加热装置、制冷机组以及充电电力线路，加热装置和制冷机组分别与电池组外部液体管路相连，电动汽车充电时，充电机的充电电力线路与电池组电力线路连接，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或/和加热管路连接。
3.根据权利要求2所述的电动车电池组充电装置，其特征在于，还包括：泵、储液槽，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与储液槽相连，储液槽通过电池组外部液体管路与泵相连，电动汽车充电时，充电机的充电电力线路与电池组电力线路连接，泵通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或加热管路连接，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或加热管路连接。
4.根据权利要求3所述的电动车电池组充电装置，其特征在于，还包括根据包括但不限于电池组的温度、电压、充电时间等数据控制加热装置或制冷机组的开启或关闭、泵的运行及关闭以及电力线路的通断的控制装置。
5.一种电动车电池组充电系统，其特征在于，包括：电动汽车的电池组、电池组中的液体冷却或/和加热管路、电池组外部液体管路、充电机、加热装置、制冷机组以及充电电力线路，电池组及电池组中的液体冷却或/和加热管路安装在电动车上，充电机、加热装置、制冷机组及电池组外部液体管路、充电电力线路安装在地面，加热装置和制冷机组分别与电池组外部液体管路相连，电动汽车充电状态下，充电机的充电电力线路与电池组电力线路连接，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或加热管路连接。
6.根据权利要求5所述的电动车电池组充电系统，其特征在于，还包括：泵、储液槽，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与储液槽相连，储液槽通过电池组外部液体管路与泵相连，电动汽车充电状态下，充电机的充电电力线路与电池组电力线路连接，泵通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或/和加热管路连接，加热装置和制冷机组分别通过电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或加热管路连接。
7.根据权利要求6所述的电动车电池组充电系统，其特征在于，还包括根据电池组温度、电压数据控制加热装置或制冷机组的开启或关闭、泵的运行及关闭以及电力线路的通断的控制装置。
8.一种电动车电池组充电方法，其特征在于，电动汽车充电时，将充电机充电电力线路与电池组电力线路连接，电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或加热管路连接。
9.根据权利要求8所述的电动车电池组充电方法，其特征在于，充电时，充电机与电池组进行通讯，根据电池组包括但不限于温度、电压等数据，控制加热装置或制冷机组的开启或关闭、泵的运行及关闭以及电力线路的通断。。
10.根据权利要求9所述的电动车电池组充电方法，其特征在于，将充电机充电电力线路与电池组电力线路连接且电池组外部液体管路与电池组中的液体冷却或/和加热管路连接好后，电池组管理系统检测无误，充电机开始充电，当充电机从电池组管理系统反馈的电池组温度达到设定进行冷却的温度T1时，充电机控制制冷机组及泵开启，对电池组进行冷却，当温度降低到电池组管理系统设定的停止冷却温度T2时，充电机控制断开泵及制冷机组；同样，当充电机从电池组管理系统反馈的电池组温度达到需要进行加热的温度T3时，充电机控制开启加热装置及泵，对电池组进行加热，当温度升高到电池组管理系统设定的停止加热温度T4时，充电机控制断开泵及加热装置，充电完成时充电机控制断开充电电力线路。
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