行之知识产权综合服务平台

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车快换电池的充电装置。

背景技术

电动汽车的充电途径主要包括车载充电和电池快换充电两种方法。其中，车载充电采 用快充和慢充两种方式，快充方式由于充电功率大，电池发热大，缩短电池的循环寿命； 慢充方法充电时间比较长。如果采用换电技术的充电方法，可实现对电池的集中充电维护， 集中充电电池放置在恒温环境下，采用小电流充电，充电过程中可实现对电池的维护保养， 延长电池的循环寿命。

相关技术中的快换电池集中充电技术采用快换电池组并联充电方式，但是，由于电池 组之间存在差异，充电过程中可能导致单体过充的故障。因此，电池快换充电技术仍需改 进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新 型的目的在于提出一种用于电动汽车快换电池的充电装置，该充电装置，可以通过电池管 理器对快换电池的充电过程进行控制，该充电装置仅对一组快换电池进行充电控制，大大 提升了充电的安全性，延长了电池的循环寿命。

为了实现上述目的，本实用新型提出的用于电动汽车快换电池的充电装置，包括：直 流充电机；充电台架，所述充电台架用于放置所述快换电池；设置在所述充电台架上的快 换接插件，所述快换接插件用于建立所述直流充电机与所述快换电池之间的高压连接以通 过所述直流充电机对所述快换电池进行充电，并且所述快换接插件还用于建立所述直流充 电机与所述快换电池的电池管理器之间的通讯连接以通过所述电池管理器对所述快换电池 的充电过程进行控制。

根据本实用新型实施例的用于电动汽车快换电池的充电装置，通过快换接插件建立直 流充电机与快换电池之间的高压连接以对快换电池进行充电，并通过快换接插件建立直流 充电机与快换电池的电池管理器之间的通讯连接，从而可以通过电池管理器对快换电池的 充电过程进行控制，该充电装置仅对一组快换电池进行充电控制，大大提升了充电的安全 性，延长了电池的循环寿命。

在本实用新型中，所述快换接插件具体包括高压接口、通讯接口和低压接口，其中， 所述直流充电机通过所述低压接口输出低压供电电源至所述电池管理器以给所述电池管理 器供电。

在本实用新型中，所述充电台架上还设置有电池导轨，所述快换电池通过所述电池导 轨安装在所述充电台架上。

在本实用新型中，所述直流充电机和所述电池管理器上电并完成自检后，所述电池管 理器在检测到充电连接确认信号时通过与所述直流充电机进行通讯以将充电截止电压、充 电电流和所述快换电池的状态信息发送至所述直流充电机，所述电池管理器并控制所述快 换电池的负端继电器闭合，所述直流充电机根据所述充电截止电压和充电电流为所述快换 电池进行充电。

在本实用新型中，其中，所述状态信息包括所述快换电池的剩余电量、所述快换电池 的温度。

在本实用新型中，在所述快换电池的充电过程中，所述电池管理器还监测所述快换电 池的最高单体电压，并在所述最高单体电压大于预设电压阈值时，所述电池管理器将断开 充电请求命令发送至所述直流充电机，以使所述直流充电机停止对所述快换电池充电。

在本实用新型中，所述直流充电机和所述电池管理器之间采用CAN通讯协议。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的用于电动汽车快换电池的充电装置的结构示意 图；

图2是根据本实用新型一个实施例的直流充电机和充电台架之间的接口的示意图；

图3是根据本实用新型一个具体实施例的充电站中多个充电装置的示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的用于电动汽车快换电池的充电方法的流程图；

图5是根据本实用新型一个具体实施例的用于电动汽车快换电池的充电方法的流程 图。

附图标记：

直流充电机10、充电台架20、快换接插件30和电池导轨40。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限 制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的用于电动汽车快换电池的充电装置。

图1是根据本实用新型一个实施例的用于电动汽车快换电池的充电装置的结构示意 图。如图1所示，本实用新型实施例的用于电动汽车快换电池的充电装置，包括：直流充 电机10、充电台架20和快换接插件30。

其中，充电台架20用于放置快换电池。

在本实用新型的一个实施例中，充电台架20上还设置有电池导轨40，快换电池通过 电池导轨40安装在充电台架20上。

快换接插件30设置在充电台架20上，快换接插件30用于建立直流充电机10与快换 电池之间的高压连接以通过直流充电机10对快换电池进行充电，并且快换接插件30还用 于建立直流充电机10与快换电池的电池管理器之间的通讯连接以通过电池管理器对快换 电池的充电过程进行控制。

具体地，快换接插件30建立了直流充电机10与快换电池的电池管理器之间的通讯连 接，那么直流充电机10和电池管理器之间就可以进行信息交互，以实现智能安全充电。

在本实用新型的一个实施例中，快换接插件30具体包括高压接口、通讯接口和低压接 口，其中，直流充电机10通过低压接口输出低压供电电源至电池管理器以给电池管理器供 电。

具体地，直流充电机10上电后，为电池管理器提供12V电源，以给电池管理器供 电。

另外，直流充电机10还将唤醒信号发送至电池管理器，以将其唤醒。

在本实用新型的一个实施例中，直流充电机10和电池管理器上电并完成自检后，电池 管理器在检测到充电连接确认信号时通过与直流充电机10进行通讯以将充电截止电压、充 电电流和快换电池的状态信息发送至直流充电机10，电池管理器并控制快换电池的负端继 电器闭合，直流充电机10根据充电截止电压和充电电流为快换电池进行充电。

具体地，快换电池在充电台架20上安装到位后，直流充电机10上电，并进行自检， 直流电机为电池管理器提供12V电源，以给电池管理器供电，电池管理器上电并进行自检， 如果无故障，当电池管理器检测到充电连接确认信号时，与直流充电机10进行通讯，以将 充电截止电压、充电电流和快换电池的状态信息发送至直流充电机10，电池管理器还控制 快换电池的负端继电器闭合。直流充电机10接收到电池管理器发送的信息后，根据充电截 止电压和充电电流控制充电电流和电压，以对快换电池进行充电。

更具体地，充电开始时，直流充电机10对快换电池进行恒流充电，当快换电池的电压 达到充电截止电压时，直流充电机10对快换电池进行恒压充电，随着充电的进行，充电电 流会降低，当电流下降到预设值时，就认为是电量已充满，直流充电机10则结束对快换电 池的充电。

在本实用新型的一个实施例中，其中，状态信息包括快换电池的剩余电量、快换电池 的温度。

在本实用新型的另一个实施例中，还可以直接由直流充电机10通过硬线连接控制快换 电池的负端继电器闭合。

在本实用新型的一个实施例中，在快换电池的充电过程中，电池管理器还监测快换电 池的最高单体电压，并在最高单体电压大于预设电压阈值时，电池管理器将断开充电请求 命令发送至直流充电机10，以使直流充电机10停止对快换电池充电。

具体地，在直流充电机10对快换电池的充电过程中，电池管理器实时监测充电连接确 认信号，一旦发现充电连接确认信号断开，电池管理器则向直流充电机10请求断开充电。

更具体地，在充电过程中，电池管理器还监测快换电池的最高单体电压，如果充电连 接确认信号未断开、但快换电池的最高单体电压大于预设电压阈值，电池管理器便将断开 充电请求命令发送至直流充电机10，以请求直流充电机10停止充电以保证充电安全。如 果所检测到的最高单体电压不大于预设电压阈值，则继续监测充电连接确认信号和最高单 体电压。

在本实用新型的一个实施例中，直流充电机10和电池管理器之间采用CAN通讯协议。 其中CAN通讯协议满足GBT27930电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通 信协议。

图3是根据本实用新型一个实施例的充电站中多个充电装置的示意图。如图3所示， 充电站中可以设置多个本实用新型提出的充电装置，每台充电装置管理一组快换电池组， 通过与快换电池组的电池管理器进行通讯，实现了智能安全充电。

本实用新型实施例的用于电动汽车快换电池的充电装置，通过快换接插件建立直流充 电机与快换电池之间的高压连接以对快换电池进行充电，并通过快换接插件建立直流充电 机与快换电池的电池管理器之间的通讯连接，从而可以通过电池管理器对快换电池的充电 过程进行控制，该充电装置仅对一组快换电池进行充电控制，大大提升了充电的安全性， 延长了电池的循环寿命。

其中，本实用新型实施例中的低压电气接口需要满足快充接口的定义要求，充电台架 20与直接充电机10通过快换接插件30连接，充电台架20可以与任何符合国标的直流充 电机连接，不仅可以降低充电机开发的成本，而且提供了直流充电机的使用用途，不仅可 用于电池搭载在整车上直流快充，而且可以用于安装在充电台架20的电池的充电。

为了实现上述实施例，本实用新型还提出了一种用于电动汽车快换电池的充电方法。

图4是根据本实用新型一个是实施例的用于电动汽车快换电池的充电方法的流程图。 其中，用于电动汽车快换电池的充电装置包括直流充电机、充电台架和设置在充电台架上 的快换接插件，如图4所示，本实用新型实施例的用于电动汽车快换电池的充电方法，包 括以下步骤：

S1，将快换电池放置在充电台架上。

在本实用新型的一个实施例中，充电台架上还设置有电池导轨，快换电池通过电池导 轨安装在充电台架上。

S2，通过快换接插件建立直流充电机与快换电池之间的高压连接以通过直流充电机对 快换电池进行充电。

S3，通过快换接插件建立直流充电机与快换电池的电池管理器之间的通讯连接以通过 电池管理器对快换电池的充电过程进行控制。

在本实用新型的一个实施例中，直流充电机和电池管理器之间采用CAN通讯协议。

在本实用新型的一个实施例中，还包括：直流充电机输出低压供电电源至电池管理器 以给电池管理器供电。

具体地，直流充电机上电后，为电池管理器提供12V电源，以给电池管理器供电。 另外，直流充电机还将唤醒信号发送至电池管理器，以将其唤醒。

在本实用新型的一个实施例中，通过快换接插件建立直流充电机与快换电池之间的高 压连接以通过直流充电机对快换电池进行充电，具体包括：直流充电机和电池管理器上电 并完成自检后，电池管理器在检测到充电连接确认信号时通过与直流充电机进行通讯以将 充电截止电压、充电电流和快换电池的状态信息发送至直流充电机，电池管理器并控制快 换电池的负端继电器闭合；直流充电机根据充电截止电压和充电电流为快换电池进行充电。

在本实用新型的一个实施例中，其中，状态信息包括快换电池的剩余电量、快换电池 的温度。

具体地，直流充电机和电池管理器上电并完成自检后，如果无故障，电池管理器在检 测到充电连接确认信号时，与直流充电机进行通讯，以将充电截止电压、充电电流和快换 电池的状态信息发送至直流充电机，电池管理器还控制快换电池的负端继电器闭合。直流 充电机接收到电池管理器发送的信息后，根据充电截止电压和充电电流控制充电电流和电 压，以对快换电池进行充电。

更具体地，充电开始时，直流充电机对快换电池进行恒流充电，当快换电池的电压达 到充电截止电压时，直流充电机对快换电池进行恒压充电，随着充电的进行，充电电流会 降低，当电流下降到预设值时，就认为是电量已充满，直流充电机则结束对快换电池的充 电。

在本实用新型的一个实施例中，还包括：在快换电池的充电过程中，电池管理器还监 测快换电池的最高单体电压，并在最高单体电压大于预设电压阈值时，电池管理器将断开 充电请求命令发送至直流充电机，以使直流充电机停止对快换电池充电。

具体地，在直流充电机对快换电池的充电过程中，电池管理器实时监测充电连接确认 信号，一旦发现充电连接确认信号断开，电池管理器则向直流充电机请求断开充电。

更具体地，在充电过程中，电池管理器还监测快换电池的最高单体电压，如果充电连 接确认信号未断开、但快换电池的最高单体电压大于预设电压阈值，电池管理器便将断开 充电请求命令发送至直流充电机，以请求直流充电机停止充电，以保证充电安全。如果所 检测到的最高单体电压不大于预设电压阈值，则继续监测充电连接确认信号和最高单体电 压。

图5是根据本实用新型一个具体实施例的用于电动汽车快换电池的充电方法的流程 图。如图5所示，该充电方法，包括以下步骤：

S101，将快换电池安装在充电台架上。

S102，直流充电机上电并自检。

其中，直流充电机上电后，为电池管理器提供12V电源。

S103，电池管理器上电并自检，与直流充电机通讯，以将充电截止电压、充电电流和 快换电池的状态信息发送给直流充电机，并控制快换电池的负端继电器闭合。

S104，判断电池管理器、直流充电机在自检后是否无故障。如果没有故障，则执行S105。

S105，直流充电机启动，开始充电，其中，直流充电机根据充电截止电压和充电电流 控制充电电流和电压。

S106，在充电过程中，电池管理器判断充电连接确认信号是否断开。如果否，执行S107， 如果是，执行S108。

S107，电池管理器监测快换电池的最高单体电压，并判断最高单体电压是否大于预设 电压阈值。如果是，执行S108，如果否，返回执行S106。

S108，电池管理器将断开充电请求命令发送至直流充电机，以结束充电。

本实用新型实施例的用于电动汽车快换电池的充电方法，直流充电机通过快换接插件 建立与快换电池之间的高压连接以对快换电池进行充电，并通过快换接插件建立与快换电 池的电池管理器之间的通讯连接，从而可以通过电池管理器对快换电池的充电过程进行控 制，该充电方法使一台充电装置仅对一组快换电池进行充电控制，大大提升了充电的安全 性，延长了电池的循环寿命。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽 度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系 为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指 示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理 解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例 如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固 定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以 是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的 普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下” 可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且， 第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方 或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、 “下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特 征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者 特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性 表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点 可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下， 本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特 征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可 以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。