用于对电动车辆电池进行再充电的系统和方法技术方案

提供一种用于对具有电池的电动车辆进行再充电的方法，所述电池用于向车辆驱动系统供电。所述方法包括：在第一时间段内以第一电力对所述电动车辆进行再充电；以及在比所述第一时间段短的第二时间段内，以比所述第一电力高的第二电力对所述电动车辆进行再充电。所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述第二时间段内冷却。还提供了对电动车辆进行再充电的其它方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对电动车辆电池进行再充电的系统和方法
本专利技术大体涉及电动车辆，更具体地涉及用于对电动车辆电池进行再充电的系统和方法。
技术介绍
在研发纯电动车辆(仅依靠电动车辆电池运行的电动车辆)时，与具有大众市场吸引力的还包括内燃机的混合动力电动车辆相比存在许多障碍。一个这种障碍是克服作为在车辆到达目的地之前电动车辆电池将用光电荷的担忧的“里程焦虑(rangeanxiety)”。特别是在交通速度可变的人口密集区域，实际里程随着驾驶员操作而改变，并且频繁地发现实际里程令人担忧地低于预期，而来自无动力外围设备的对电池的需求是恒定的(空调、供暖、照明等…)。即使电动车辆的用户在旅程开始时知晓电池的充电百分比，这种不断变化的里程也妨碍这些用户精确地规划他们的电动车辆的实际运输范围。为了减轻里程焦虑，已尝试通过增加每辆车的电池能量的量来扩大车辆的里程(即，“增程”)。然而，增加每辆车的电池能量的量受到在增加大型电动车辆电池的实际能量密度方面的进展缓慢所限制。另外，尽管使用混合动力电动车辆减轻了里程焦虑，但共同使用电动和燃烧驱动系统导致成本增加，而且无法实现针对零排放和零石油消耗的更广目标。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于对具有车辆驱动系统所用的电池的电动车辆进行再充电的方法，所述方法包括以下步骤：在第一时间段内，以第一电力对所述电动车辆进行再充电；以及在比所述第一时间段短的第二时间段内，以比所述第一电力高的第二电力对所述电动车辆进行再充电，其中该再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以在所述第二时间段内使所述电池冷却。通过设置诸如车辆例如可以整夜停放在车库的第一时间段和针对高速再充电所配备的路边再充电站的第二时间段等的两个单独再充电时间段，可以减轻里程焦虑。上述方法的各实施例可以包括以下有利特征中的一个或多个。第一再充电时间段可以是在没有将任何外部冷却剂传递至所述电动车辆的情况下发生的。第一再充电时间段可以是整夜再充电时间段。第一再充电时间段可以对连接至车辆电池的再充电器使用标准120或240伏供给。所述电动车辆可以是纯电动车辆。所述第一电力可以小于10kW并且可以约为3kW。所述第二电力可以大于100kW并且可以为300kW。所述第一时间段可以大于8小时并且例如约为12小时。所述第二时间段可以小于1小时且优选小于10分钟，并且例如可以为约5分钟。所述第二时间段可以不对所述电池进行完全再充电，而是例如可以将所述电池再充电到特定水平，例如50%的容量以上、优选为80%的容量。所述冷却剂可以是气体或液体。所述冷却剂可以利用现有的电动车辆冷却剂系统，或者优选可以包括在所述第二时间段内的外部冷却。所述冷却剂可以是在第二冷却时间段内以1升/秒以上供给至所述电池的液体。所述冷却剂可以是在第二冷却时间段内以1600立方英尺/分钟以上供给至所述电池的气体。所述冷却剂可以在被供给至所述电池之前由制冷单元进行冷却。本专利技术还提供一种能够根据上述方法进行再充电的车辆、以及一种能够在所述第二再充电时间段内对所述电动车辆进行再充电的路边再充电站。本专利技术还提供一种用于对具有车辆驱动系统所用的电池的电动车辆进行再充电的方法，所述方法包括以下步骤：使用路边再充电站来对所述电池进行再充电，其中所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述再充电期间冷却。本专利技术还提供一种用于对具有车辆驱动系统所用的电池的电动车辆进行再充电的方法，所述方法包括以下步骤：在10分钟内将所述电池再充电到至少50%的容量，其中所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述再充电期间冷却。本专利技术还提供一种用于对具有车辆驱动系统所用的电池的电动车辆进行再充电的方法，所述方法包括以下步骤：以100kW以上对所述电池进行再充电，其中所述再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以使所述电池在所述再充电期间冷却。附图说明通过参考以下附图来说明本专利技术，其中：图1a示意性示出根据本专利技术的实施例的电动车辆电池充电系统；图1b示出本专利技术的电动车辆电池充电系统中所使用的电动车辆的替代实施例；图2示意性示出根据本专利技术的实施例的充电所用的电动车辆电池；以及图3针对以20分钟速率进行快速充电的三单元电池示出标绘电池温度相对于时间的图。具体实施方式由于难以确定电动车辆的可预测里程并且由于增加大型电动车辆电池的实际能量密度的进展缓慢，因此提高快速路边充电的可用性可以鼓励接受纯电动车辆。如这里所使用的路边被定义为离开公共道路可到达的任何位置。例如，根据如这里所使用的路边的定义，公众可到达的所有加油站均被视为路边。将快速路边充电的可用性与整夜充电(其本身由于无法扩大车辆在途中的里程因此无法减轻里程焦虑)相结合可以进一步提高纯电动车辆的便利性和吸引力。对纯电动车辆的更广泛接受可以实现如下规模经济，其中规模经济可以使电动车辆和对电动车辆电池进行充电所使用的基础能量的成本与传统的内燃驱动车辆或混合动力电动车辆相比减少。本专利技术的实施例提供高功率DC电源路边充电站，其中该高功率DC电源路边充电站能够连同用于使电动车辆电池在充电期间冷却的冷却剂一起针对每辆电动车传递高达300kW(例如，关于30kWh电动车辆电池的6分钟充电)以上，以使得电池不会过热(例如，可以预期在6分钟的充电时间内生成高达50kW的热)。诸如使高电压电池的表面或外部冷却等的传统冷却技术可能无法使通过快速充电站对每辆车传递高达300kW以上所生成的热有效率地冷却。由于通过充电所生成的热主要是在电动车辆电池的内部生成的，因此使电动车辆电池的外表面冷却不够有效率，并且在电池堆自身内高的温度梯度可能导致电池损坏和早期故障，这样增加了成本和电池的危险热失控的可能性。此外，本专利技术的实施例能够允许在高速率充电期间进行内部电池堆冷却的高效且安全的方法，并且可以提供独特且高度有效的通用热管理系统。另外，由于冷却剂和可选的热交换器位于电动车辆的外部并且是在充电期间施加的，因此这些实施例仅向电动车辆添加最小的车载体积和重量。与专门使用车载冷却系统的电动车辆相比，使冷却剂供给和热交换器位于电动车辆的外部可以扩大电动车辆的里程并且帮助减轻里程焦虑。有利地，可以修改现有的车载冷却剂系统以提供与本专利技术的再充电站的外部冷却剂供给的连接。图1a示意性示出根据本专利技术的实施例的电动车辆电池充电系统10。系统10包括电动车辆20。在本专利技术的优选实施例中，电动车辆20是包括电动车辆电池30但不包括内燃机的纯电动车辆。在替代实施例中，电动车辆20可以是混合动力电动车辆并且可以包括与电动车辆电池30协作工作的内燃机。图2更详细地示出电动车辆电池30的一个典型实施例。电动车辆电池30可以是包括由多个内部通道34分隔开的多个电池单元32的模块化电池，其中这些内部通道34位于电池30内的单元32之间。优选地，通道34至少部分填充有多孔的可压缩互连器36，其中这些可压缩互连器36工作以提供相邻单元32之间的导电互连，同时还使得冷却剂能够在充电期间通过单元32之间的内部通道34以使单元32冷却。在优选实施例中，电池30是通过引用包含于此的美国专利公开号2009/0239130中所公开的电池，其中互连器36和单元32分别是以与美国专利公开号2009/0239130中所公开的互连器和平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对具有电池的电动车辆进行再充电的方法，所述电池用于向车辆驱动系统供电，所述方法包括以下步骤：在第一时间段内，以第一电力对所述电动车辆进行再充电；以及在比所述第一时间段短的第二时间段内，以比所述第一电力高的第二电力对所述电动车辆进行再充电，其中该再充电包括将冷却剂传递至所述电动车辆以在所述第二时间段内使所述电池冷却。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.25 US 13/190,1971.一种用于对具有电池的电动车辆进行再充电的方法，所述电池用于向车辆驱动系统供电，所述方法包括以下步骤：在第一时间段内，以第一电力对所述电动车辆的所述电池进行再充电；以及在比所述第一时间段短的第二时间段内，以比所述第一电力高的第二电力对所述电动车辆的所述电池进行再充电，其中该再充电包括将冷却剂从所述电动车辆外部的冷却剂源传递至所述电动车辆以在所述第二时间段内使所述电池冷却，其中，所述第二时间段小于1小时，所述第一时间段是在未将任何外部冷却剂传递至所述电动车辆的情况下发生的，在所述第二时间段内对所述电池进行再充电包括：将快速充电站的供给线路的端部上的连接器插入所述电动车辆的从所述电动车辆外部可接近的相应容座内，所述供给线路包括连接至高功率充电源的线缆、以及连接至所述冷却剂源的软管，其中所述电池包括由互连器间隔开的多个电池单元，并且使得所述冷却剂在所述第二时间段内通过所述互连器以使所述电池冷却。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一时间段是整夜再充电时间段。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一时间段使用标准120伏或240伏电连接以对所述电动车辆的电池进行再充电。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电动车辆是纯电动车辆。5.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·K·戴尔，迈克尔·L·爱普斯顿，邓肯·科尔沃，
申请(专利权)人：照明能源有限公司，
类型：
国别省市：