电池应力释放系统技术方案

一种用于车辆的充电系统包括电池充电路径、电流限制元件和电容器。电流限制元件沿着电池充电路径串联布置，并且相对于电容器并联布置。在浪涌事件期间，电流限制元件被配置为最初限制电池与负载之间的电流流动，从而增加电容器用于满足负载的电流需求的速率和量。因此，电流限制元件允许电池以不危害其运行情况的方式逐渐增加其对负载的电流供应。一旦达到稳态充电水平，电流限制元件就能够降低其对电流流动的电阻，并且电池能够安全地接管为负载的主要电流源。的主要电流源。的主要电流源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池应力释放系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年4月27日提交的美国临时专利申请No.63/016,084的优先权和申请日权益，其全部公开通过引用其全部内容而并入本文。

技术介绍

[0003]快速充电(charge)和放电事件不利地影响电池的运行情况，特别是当在以高功率负载使用电池期间发生快速充电和放电事件时。这种浪涌(inrush)事件例如可以由于来自负载的突然需求(举例来说，如在电池与负载之间初始建立电接触时)或者由于在再充电期间电流突然流向电池而发生。
[0004]在给定运行期间主电池的高功率需求以及电池频繁接触浪涌事件(例如，EV的加速、再生制动等)的情况下，电池应力对于电动车辆(EV)可能是特别关注的。降低的电池性能和容量可以导致降低的车辆性能，最终导致早期和潜在的昂贵电池更换。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一个实施方式，一种用于车辆的充电系统包括电池充电路径、电流限制元件和电容器充电路径。电池充电路径包括用于电连接至电池的第一端和用于电连接至负载的第二端。电流限制元件沿着电池充电路径串联布置。电容器充电路径包括第一端和第二端，该第一端包括用于电连接至电容器的输入端子，该第二端在电流限制元件与电池充电路径的第二端之间的位置处电联接至电池充电路径。在第一操作阶段期间，电流限制元件被配置为向电池充电路径的第一端与电池充电路径的第二端之间的电流流动提供第一程度的电阻。在第二操作阶段期间，电流限制元件被配置为向电池充电路径的第一端与电池充电路径的第二端之间的电流流动提供小于第一程度的电阻的第二程度的电阻。
[0006]电阻的变化可选地在不将外部控制输入信号施加到电流限制元件的情况下实现。例如，电流限制元件包括热敏元件，例如负温度系数热敏电阻。
[0007]根据本公开的另一实施方式，一种用于车辆的电池熔断器端子包括可相对于电池外部固定的壳体。电池附接元件和电流限制元件由壳体支承。第一导电元件在电池附接元件与电流限制元件之间延伸并且将电池附接元件电联接至电流限制元件。电池熔断器端子还包括第一电连接器，该第一电连接器被配置成接合外部装置的电源端子。第二导电元件在电流限制元件与第一电连接器之间延伸并且电联接电流限制元件和第一电连接器。被配置成接合联接至电容器的端子的第二电连接器电联接至第二导电连接器元件，使得第二电连接器与第一电连接器并联布置。
[0008]在第一操作阶段期间，电流限制元件向电池的端子与第一电连接器之间的电流流动提供第一程度的电阻。在第二操作阶段期间，电流限制元件向电池的端子与第一电连接器之间的电流流动提供第二程度的电阻。由电流限制元件提供的电阻的变化可选地在不将外部控制输入信号施加到电流限制元件的情况下实现。电流限制元件可选地包括负温度系数电阻器。第一导电元件和电池附接元件可选地是经由熔线连接的。
[0009]根据本公开的另一实施方式，一种用于对负载进行充电的方法包括：使来自电池的电流流过位于负载处的电流限制元件，并且使电流从电容器流向负载，所述电容器与电流限制元件并联地定位。在第一阶段期间，电流限制元件由第一电阻限定。在第二阶段期间，电流限制元件由小于第一电阻的第二电阻限定。电流限制元件的电阻的变化可选地是在不将外部控制输入信号施加到所述电流限制元件的情况下实现的。例如，电流限制元件可以包括热敏元件。
[0010]来自电池的电流流动可选地用于在第二阶段期间对电容器充电。在第一阶段期间，从电容器到负载的电流流动的量大于从电池到负载的电流流动的量。从电池到负载的电流流动的速率随时间增加。根据各种实施方式，在第一阶段期间，电流限制元件基本上防止电池与负载之间的电流流动。在第二阶段期间，电流限制元件可选地基本上不限制电池与负载之间的电流流动。
[0011]电流限制元件响应于电流限制元件的核心温度的变化而可选地从由第一电阻限定转变为由第二电阻限定。例如，电流限制的电阻的变化是响应于电流限制元件的核心温度超过阈值温度范围的。电流限制元件可以包括负温度系数热敏电阻。
[0012]本
技术实现思路
仅仅是例示性的，而非以任何方式进行限制。结合附图，在本文所阐述的详细描述中，本文所描述的装置或过程的其它方面、专利技术特征以及优点将变得显而易见，其中，相同的标号指的是相同的要素。
附图说明
[0013]通过参照结合附图的详细描述，本公开的各种目的、方面、特征以及优点将变得更加显而易见且更好理解，其中，贯穿全文，相同的标号标识对应的要素。在附图中，相同的标号通常指示相同的、功能上类似的和/或结构上类似的要素。
[0014]图1是根据一个实施方式的充电系统的图。
[0015]图2是例示根据一个实施方式的热敏元件的电阻值相对于温度的示例曲线图。
[0016]图3是根据一个实施方式的比较来自正充电系统(charging system)和充电系统(charge system)的组件的电流流动的示例曲线图。
[0017]图4是根据一个实施方式的利用充电系统的高功率车辆系统的电路图。
[0018]图5例示了根据一个实施方式的并入充电系统的电池熔断器端子。
[0019]图6例示了根据一个实施方式的并入充电系统的电力组系统。
具体实施方式
[0020]总体上参考附图，示出并描述了根据各种实施方式的用于减轻电池应力的混合充电系统100。如图1所示，充电系统100包括并联布置的电池102和电容器106。电池充电路径103将电池连接到负载108，并且电容器充电路径105将电容器106连接到负载108以及电池102。
[0021]电容器的内阻通常相对较低，这允许电容器快速响应浪涌事件。因此，充电系统100的电容器106与电池102的串联布置允许电容器106在浪涌事件期间(例如，当在充电系统100与负载108之间初始建立电接触时)提供电流，从而允许电池102随着负载108达到稳态充电水平而逐渐增加电流。一旦达到稳态充电水平，电池102接管为负载108的主要电流
源。
[0022]由电池102和电容器106单独(individually)提供的电流流向负载108的速率取决于电池充电路径103的有效电阻与电容器106的有效电阻之间的差。在仅由电容器和电池组成的电路中，电池充电路径的有效电阻将对应于电池的内阻，并且电容器的有效电阻将对应于电容器的内阻。因此，如果电池的内阻与电容器的内阻之间的差较小，电池仍可以在浪涌事件期间向负载提供电流的显著部分(例如，约一半)。取决于负载的功率需要，在浪涌事件期间对来自电池的电流流动的这种减小可能不足以保护电池免受损坏。
[0023]与电池形成对比，电容器在经受浪涌电流时出现最小的磨损和降级。因此，如图1所示，充电系统100另外包括电流限制元件104，其相对于电容器106的有效电阻而增加电池充电路径103的有效电阻。如下面参照图3所述，在浪涌事件期间，电流限制元件104因此增加了电容器106用于满足负载108的电流需求的速率和量，并由此限制了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于车辆的充电系统，所述充电系统包括：电池充电路径，所述电池充电路径具有用于电连接至电池的第一端和用于电连接至负载的第二端；电流限制元件，所述电流限制元件沿着所述电池充电路径串联布置；以及电容器充电路径，所述电容器充电路径具有第一端和第二端，所述电池充电路径的所述第一端包括用于电连接至电容器的输入端子，所述电池充电路径的所述第二端在所述电流限制元件与所述电池充电路径的所述第二端之间的位置处电联接至所述电池充电路径；其中，在第一操作阶段期间，所述电流限制元件被配置为向所述电池充电路径的所述第一端与所述电池充电路径的所述第二端之间的电流流动提供第一程度的电阻，并且在第二操作阶段期间，所述电流限制元件被配置为向所述电池充电路径的所述第一端与所述电池充电路径的所述第二端之间的电流流动提供小于所述第一程度的电阻的第二程度的电阻。2.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述电阻的变化是在不将外部控制输入信号施加到所述电流限制元件的情况下实现的。3.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述电流限制元件包括热敏元件。4.根据权利要求3所述的充电系统，其中，所述电流限制元件包括负温度系数热敏电阻。5.一种用于车辆的电池熔断器端子，所述电池熔断器端子包括：壳体，所述壳体能够相对于电池外部固定；电池附接元件，所述电池附接元件由所述壳体支承；电流限制元件，所述电流限制元件由所述壳体支承；第一导电元件，所述第一导电元件在所述电池附接元件与所述电流限制元件之间延伸并且将所述电池附接元件电联接至所述电流限制元件；第一电连接器，所述第一电连接器被配置为接合外部装置的电源端子；第二导电元件，所述第二导电元件在所述电流限制元件与所述第一电连接器之间延伸并且电联接所述电流限制元件和所述第一电连接器；以及第二电连接器，所述第二电连接器被配置为接合被联接至电容器的端子，所述第二电连接器电联接至所述第二导电连接器元件，使得所述第二电连接器与所述第一电连接器并联布置。6.根据权利要求5所述的电池熔断器端子，其中，在第一操作阶段期间，所述电流限制元件被配置为向所述电池的所述端子与所述第一电连接器之间的电流流动提供第一程度的电阻，并且在第二操作阶段期间，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴源源，K，
申请(专利权)人：亚萨基北美有限公司，
类型：发明
国别省市：