快速充电电池系统技术方案

一种电池系统包括壳体、在壳体内的电池阵列、绕开电池阵列的第一路径和电连接到电池阵列的第二线路路径。电池系统适于使用交流电力、直流电力或者交流电力与直流电力两者来对电动车辆的电池组进行充电。

【技术实现步骤摘要】
快速充电电池系统
本专利技术涉及一种用于对电动车辆的电池组进行充电的电池系统。充电系统包括用于存储能量的电池阵列。可以将存储的能量提供给电动车辆的电池组，以便对电池组进行直流快速充电。
技术介绍
众所周知，需要减少机动车燃料消耗和排放。因此，正在开发减少或完全消除依赖内燃机的车辆。电动车辆是当前为此目的而开发的一种车辆。通常，电动车辆与常规机动车辆不同，因为电动车辆由一个或多个电池供电的电机选择性地驱动。相反，传统的机动车辆仅仅依靠内燃机来驱动车辆。高压电池组通常为电动车辆的电机和其他电负载供电。电池组包括多个电池单元，电池单元必须定期地充电以补充为这些负载供电所需的能量。许多电动车辆用户期望能够对电池组快速、有效和廉价地充电的住宅电池系统。
技术实现思路
一种根据本专利技术示例方面的电池系统，除其他之外包括：壳体、在壳体内的电池阵列、绕开电池阵列的第一线路路径和电连接到电池阵列的第二线路路径。在上述电池系统的另一个非限制性实施例中，第三线路路径在电池阵列和电池系统的电源线缆之间延伸。在上述任一电池系统的另一非限制性实施例中，第一线路路径建立用于传输对电动车辆的电池组充电的交流(AC)电力的直达路径，第二线路路径建立用于传输对电池阵列充电的直流(DC)电力的直达路径，并且第三线路路径建立用于传输对电池组充电的直流电力的直达路径。在上述任何电池系统的另一非限制性实施例中，变压器/转换器配置为将来自电网电源的交流电力转换为给电池阵列的多个电池单元充电的直流电力。在上述任何电池系统的另一非限制性实施例中，置位开关具有致动器，该制动器是可移动的以便从电池系统的多个充电操作模式中进行选择。在上述任何电池系统的另一个非限制性实施例中，多个充电操作模式包括交流充电操作模式、直流快速充电操作模式和组合的交流/直流充电操作模式。在上述任何电池系统的另一非限制性实施例中，第一接触器设置在第一线路路径中，第二接触器设置在第二线路路径中。在上述任何电池系统的另一非限制性实施例中，控制器配置为控制电池系统的操作。在上述任何电池系统的另一非限制性实施例中，控制器配置为选择性地命令通过第二线路路径将直流电力发送到电池阵列。在上述任何电池系统的另一个非限制性实施例中，控制器配置为闭合接触器，以通过第二线路路径将直流电力发送到电池阵列。在上述任何电池系统的另一个非限制性实施例中，第一电源线缆和第二电源线缆延伸到壳体的外部。在上述任何电池系统的另一个非限制性实施例中，电池阵列包括多个电池单元，该电池单元存储用于对与电池系统分隔开的电池组进行充电的能量。一种根据本专利技术另一个示例方面的方法，除其他之外包括：用电池系统对电动车辆的电池组充电，电池系统适于使用交流电力、直流电力或交流电力与直流电力二者来给电池组充电。在上述方法的另一个非限制性实施例中，该方法包括将电池系统连接到电网电源，将能量存储在电池系统的电池阵列内，并且使用存储在电池阵列中的能量来给电池组充电。在上述任一方法的另一个非限制性实施例中，该方法包括选择通过电池系统对电池组充电的充电操作模式。在上述任何方法的另一个非限制性实施例中，如果已选择了电池系统的交流充电操作模式，该方法包括仅使用交流电力来对电池组进行充电。在任何前述方法的另一个非限制性实施例中，如果已选择了电池系统的直流快速充电操作模式，该方法包括仅使用直流电力对电池组进行充电。在任何前述方法的另一个非限制性实施例中，该方法包括同时对电池系统的电池阵列的电池单元进行充电。在上述任何方法的另一个非限制性实施例中，如果已选择了电池系统的组合的交流/直流充电操作模式，则该方法包括使用交流电力和直流电力二者对电池组进行充电。在上述任何方法的另一个非限制性实施例中，该方法包括同时对电池系统的电池阵列的电池单元进行充电。可以单独地或以任何组合来采用前述段落、权利要求或以下描述和附图中的实施例、示例和替代方案，包括其各个方面或相应单独特征中的任何一个。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这些特征互斥。根据以下说明书，本专利技术的各种特征和益处对于本领域技术人员将是显而易见的。伴随说明书的附图可以简要描述如下。附图说明图1示意地示出了电动车辆的动力传动系统；图2示出了结合图1的动力传动系统并且处在相对于电池系统的充电位置的电动车辆；图3示出了用于对电动车辆的电池组充电的电池系统；图4A、4B、4C和4D示意地示出了图3的电池系统的各种操作模式；图5示意地示出了使用图3的电池系统对电动车辆充电的控制策略。具体实施方式本专利技术详细描述了用于对电动车辆电池组进行充电的示例的电池系统。电池系统包括容纳在壳体内的电池阵列和多个线路路径。能量可以存储在电池阵列内，以便随后对电池组充电。电池系统可以以各种操作模式操作，从而使用交流(AC)电力、直流(DC)电力或者交流与直流电力的组合来对电池组充电。电池系统是一种家用多用途充电器，其可为用户提供在家中(即，电池阵列内)存储能量的能力，以快速、高效、有成本效益地对电动车辆的电池组进行快速充电。电池系统还为用户提供从多个充电协议中进行选择的能力，而不需要进行复杂的家用电气基础设施改造。将在本说明书的以下段落中对这些和其他特征进行更详细地讨论。图1示意地示出了电动车辆12的动力传动系统10。尽管描述为电池电动车辆(BEV)，但是应当理解的是，本文所述的概念不限于电池电动车辆，并且可以扩展到其他电动车辆，其他电动车辆包括但不限于插电式混合动力电动车辆(PHEV)。因此，尽管并未在本实施例中示出，电动车辆12可以配备有可以单独使用或与其他能量源组合使用来驱动电动车辆12的内燃机。在非限制性实施例中，电动车辆12是仅通过电源驱动(例如通过电机14)的全电动车辆，而不需要任何内燃机的辅助。电机14可以作为电动马达、发电机或电动马达与发电机二者来操作。电机14接收电力并提供旋转输出功率。电机14可以连接到齿轮箱16，用于通过预定的齿轮比调整电机14的输出转矩和速度。齿轮箱16通过输出轴20连接到一组驱动轮18。高压总线22通过逆变器26将电机14电连接到电池组24。电机14、齿轮箱16和逆变器26可以统称为变速器28。电池组24是示例的电动车辆电池。电池组24可以是高压牵引电池组，高压牵引电池组包括能够输出电力来操作电动车辆12的电机14和/或其他电负载的多个电池总成25(即，电池阵列或电池单元群集)。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可以用于对电动车辆12进行供电。电动车辆12还可以包括用于对电池组24的能量存储装置(例如，电池单元)定期充电的充电系统30。充电系统30可以连接到外部电源(未示出)，用于接收电力和给能量存储设备分配电力。例如，在一个非限制性实施例中，充电系统30包括位于电动车辆12上的充电端口32。充电端口32适于从外部电源选择性地接收电力，例如从连接到外部电源的电源线缆接收电力，然后将电力分配给电池组24，以便对能量存储装置进行充电。充电系统30还可以配备有用于将从外部电源接收的交流电力转换为直流电力的功率电子器件，该直流电力用于为电池组24的能量存储装置充电。充电系统30还可以适应于来自外部电源的一个或多个常规电压源(例如，110伏特、220伏特等)。图1所示的动力传动系统10是高度示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池系统，包含：壳体；在所述壳体内的电池阵列；绕开所述电池阵列的第一线路路径；和电连接到所述电池阵列的第二线路路径。

【技术特征摘要】
2016.06.28 US 15/195,0421.一种电池系统，包含：壳体；在所述壳体内的电池阵列；绕开所述电池阵列的第一线路路径；和电连接到所述电池阵列的第二线路路径。2.根据权利要求1所述的电池系统，包含第三线路路径，所述第三线路路径在所述电池阵列与所述电池系统的电源线缆之间延伸。3.根据以上任意权利要求所述的电池系统，其中所述第一线路路径建立用于传输对电动车辆的电池组充电的交流电力的直达路径，所述第二线路路径建立用于传输对所述电池阵列充电的直流电力的直达路径，并且所述第三线路路径建立用于传输对所述电池组充电的直流电力的直达路径。4.根据以上任意权利要求所述的电池系统，包含变压器/转换器，所述变压器/转换器配置为将来自电网电源的交流电力转换为用于对所述电池阵列的多个电池单元进行充电的直流电力。5.根据以上任意权利要求所述的电池系统，包含置位开关，所述置位开关具有从所述电池系统的多个充电操作模式中进行选择的可移动的致动器，并且可选择地，其中所述多个充电操作模式包括交流充电操作模式、直流快速充电操作模式和组合交流/直流充电操作模式。6.根据以上任意权利要求所述的电池系统，包含设置在所述第一线路路径中的第一接触器和设置在所述第二线路路径中的第二接触器。7.根据以上任意权利要求所述的电池系统，包含配置为控制所述电池系统操作的控制器，并且其中所述控制器可选择地配置为选择性地命令将直流...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·雷登，约翰·保罗·吉博，肯德里克·J·泰勒，赵宇玲，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US