[go: up one dir, main page]

RU2717962C1 - Способ электрической зарядки накопителя энергии - Google Patents

Способ электрической зарядки накопителя энергии Download PDF

Info

Publication number
RU2717962C1
RU2717962C1 RU2018141185A RU2018141185A RU2717962C1 RU 2717962 C1 RU2717962 C1 RU 2717962C1 RU 2018141185 A RU2018141185 A RU 2018141185A RU 2018141185 A RU2018141185 A RU 2018141185A RU 2717962 C1 RU2717962 C1 RU 2717962C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
configuration
energy storage
charging process
charging
voltage
Prior art date
Application number
RU2018141185A
Other languages
English (en)
Inventor
Томас Кристоф
Вольф-Георг РАМПФ
Original Assignee
Др. Инж. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Др. Инж. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт filed Critical Др. Инж. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт
Application granted granted Critical
Publication of RU2717962C1 publication Critical patent/RU2717962C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/62—Monitoring or controlling charging stations in response to charging parameters, e.g. current, voltage or electrical charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024—Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в возможности быстрой зарядки накопителя энергии устройством, которое не может обеспечить напряжение, необходимое для полной зарядки накопителя энергии в рабочем состоянии, и достигается тем, что способ включает следующие этапы: запуск процесса электрической зарядки накопителя энергии в первой конфигурации (S1); прерывание процесса зарядки (S4); изменение конфигурации накопителя энергии с первой конфигурации на вторую конфигурацию (S5); возобновление процесса зарядки во второй конфигурации (S6); при этом в первой конфигурации накопитель энергии выполнен с возможностью зарядки более высоким электрическим напряжением, чем во второй конфигурации, причем накопитель энергии заряжают электрической энергией из источника энергии, при этом перед прерыванием процесса зарядки включают потребитель электрического тока (S3), на который при прерывании процесса зарядки посредством источника энергии подают электрическую энергию. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу электрической зарядки накопителя энергии согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Накопители энергии, выполненные с возможностью электрической зарядки, применяют в качестве источника энергии для электроприводов, например, в механических транспортных средствах. Это могут быть, например, электрохимические накопители, которые также могут называться перезаряжаемыми батареями или аккумуляторами. Чтобы эти накопители энергии можно было электрически зарядить полностью, в некоторых случаях требуются относительно высокие напряжения, составляющие более 700 В, например 800 В.
Однако некоторые устройства для зарядки таких накопителей энергии могут обеспечить только такое максимальное напряжение, которое меньше, чем указанное напряжение, необходимое для полной зарядки (например, меньше 700 В). Следовательно, полная зарядка невозможна без дополнительных мер.
В документах DE 102009017087 A1, US 2012161698 A и US 2016214493 A раскрываются устройства, содержащие блок управления, который регулирует зарядный ток для разных условий. В документе EP 0174445 A2 раскрывается способ, в котором контролируют напряжение на полюсах накопителя энергии. Процесс зарядки прерывают в случае превышения предварительно определенных предельных величин.
С учетом этого целью настоящего изобретения является предоставление способа, с помощью которого накопитель энергии можно быстро зарядить устройством, которое не может обеспечить напряжение, необходимое для полной зарядки накопителя энергии в рабочем состоянии. Более того, необходимо предоставить устройство, подходящее для осуществления такого способа, и механическое транспортное средство, содержащее такое устройство.
Эту цель достигают с помощью способа по пункту 1 формулы изобретения, устройства по пункту 9 формулы изобретения и механического транспортного средства по пункту 10 формулы изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно способу сначала запускают процесс электрической зарядки накопителя энергии, при этом накопитель энергии находится в первой конфигурации. Затем процесс зарядки прерывают. При прерывании конфигурацию накопителя энергии изменяют с первой конфигурации на вторую конфигурацию. Затем процесс зарядки возобновляют, при этом накопитель энергии находится во второй конфигурации.
В первой конфигурации накопитель энергии выполнен с возможностью зарядки более высоким электрическим напряжением, чем во второй конфигурации. В частности, это может означать, что напряжение, необходимое для полной зарядки накопителя энергии в первой конфигурации, выше, чем напряжение, необходимое для полной зарядки накопителя энергии во второй конфигурации. Первая конфигурация представляет собой предпочтительно конфигурацию, в которой накопитель энергии используют в качестве источника энергии, эта конфигурация также может называться рабочим состоянием накопителя энергии.
Этот способ является предпочтительным, поскольку накопитель энергии во второй конфигурации могут полностью зарядить посредством устройства, которое не смогло бы полностью зарядить накопитель энергии в первой конфигурации.
Еще одно преимущество заключается в том, что процесс зарядки может осуществляться относительно быстро. Устройство, применяемое в процессе зарядки, обычно может обеспечить только ограниченный максимальный ток. Этот максимальный ток не зависит от напряжения, применяемого в процессе зарядки. В первой конфигурации процесс зарядки могут осуществлять с напряжением, которое является как можно более высоким до прерывания, так, что достигают относительно высокой мощности.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения прерывание процесса зарядки могут осуществлять, если напряжение между двумя электрическими полюсами накопителя энергии достигает первой пороговой величины напряжения или превышает ее. Первая пороговая величина напряжения может быть выбрана, например, в зависимости от напряжения, максимально достижимого для зарядки посредством устройства. Таким образом, в первой конфигурации накопителя энергии процесс зарядки могут осуществлять максимально долго, что обеспечивает высокую мощность, и в результате этого процесс зарядки занимает мало времени.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения накопитель энергии могут заряжать электрической энергией из источника энергии. Источником энергии может быть, например, устройство, вырабатывающее ток (например, энергетическая установка или генератор). Перед прерыванием процесса зарядки включают потребитель электрического тока. Например, если речь идет о накопителе энергии в механическом транспортном средстве, то указанный потребитель электрического тока может быть нагревательным устройством механического транспортного средства. При прерывании процесса зарядки на потребитель электрического тока посредством источника энергии подают электрическую энергию.
Этот вариант осуществления является особенно предпочтительным для применения способа вместе с уже известными устройствами. Указанные устройства часто не позволяют прерывать процесс зарядки. Тем не менее, если при прерывании процесса зарядки на потребитель электрического тока посредством источника энергии подают электрическую энергию, то в отношении устройства возникает состояние, словно процесс зарядки не был прерван. Устройство продолжает подавать электрическую энергию, словно процесс зарядки продолжается. Дополнительное преимущество заключается в том, что для прерывания процесса зарядки каких-либо действий со стороны пользователя не требуется.
Изменение конфигурации накопителя энергии с первой конфигурации на вторую конфигурацию без прерывания процесса зарядки часто определяется устройством, применяемым для зарядки, как сброс нагрузки. Этот обычно приводит к завершению процесса зарядки.
Согласно одному варианту осуществления изобретения процесс зарядки осуществляют посредством электрического тока. Силу тока уменьшают, если разница между первой пороговой величиной напряжения и напряжением, применяемым в процессе зарядки, меньше, чем разница между первой пороговой величиной напряжения и второй пороговой величиной напряжения. В этом случае уменьшение могут осуществлять непрерывно или поэтапно.
Например, силу тока могут снижать до величины, которая потребляется потребителем, включаемым при прерывании. В этом случае устройство, применяемое для зарядки, при прерывании процесса зарядки ничего не меняет. Обеспечиваемая энергия потребляется потребителем электрического тока, а не накопителем энергии. Уменьшение предпочтительно происходит на величину от 1 до 10 ампер.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения после возобновления процесса зарядки силу тока могут увеличить. Это увеличение могут осуществить поэтапно или непрерывно. Чем больше сила тока, тем быстрее происходит зарядка.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения силу тока могут уменьшить до величины, которая подобрана под потребитель электрического тока. Если потребитель электрического тока выполнен с возможностью, например, потребления конкретной электрической энергии, то силу тока можно уменьшить до величины, которая при умножении на напряжение в потребителе дает указанную энергию.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения накопитель энергии во второй конфигурации может содержать два модуля накопителя энергии, параллельно соединенные друг с другом с помощью электричества. Это, в частности, означает, что оба модуля накопителя энергии заряжаются параллельно друг другу и одновременно. Необходимое для этого максимальное напряжение за счет параллельного соединения уменьшается наполовину по сравнению с первой конфигурацией. Другими словами, если бы в первой конфигурации требовалось максимальное напряжение, например, в 800 В, то максимальное напряжение во второй конфигурации составило бы только 400 В.
В первой конфигурации модули накопителя энергии могут быть соединены, например, последовательно.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения после возобновления процесса зарядки потребитель электрического тока выключают. Это экономит энергию, поскольку потребитель больше не нужен для потребления тока при прерывании.
Устройство по п. 9 формулы изобретения содержит блок управления. Устройство выполнено с возможностью осуществления способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Предпочтительно блок управления выполнен с возможностью осуществления этого способа. Блок управления выполнен с возможностью обнаружения напряжения, максимально достижимого в процессе зарядки посредством устройства, и осуществления способа, если максимально достижимое напряжение меньше, чем максимальное напряжение накопителя энергии. В этом случае максимальное напряжение накопителя энергии представляет собой напряжение, необходимое для полной зарядки накопителя энергии. Максимальное напряжение накопителя энергии могло быть измерено блоком управления или же сохранено в хранилище, так что его можно считывать посредством блока управления.
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятными из следующего описания предпочтительных приведенных в качестве примера вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые графические материалы.
На фиг. 1 показана схематическая блок-схема способа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и
На фиг. 2 показана схематическая функциональная схема устройства согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Первый этап S1 способа включает запуск процесса зарядки накопителя энергии в первой конфигурации. Этап S2 включает обнаружение того, что напряжение на электрических полюсах накопителя энергии приближается к величине напряжения, максимально достижимой устройством, применяемым для процесса зарядки. При этом сила тока, выдаваемая устройством, снижается.
Этап S3 включает включение потребителя электрического тока, который потребляет электрический ток, выдаваемый устройством. Этап S4 в этом случае включает прерывание процесса зарядки, например посредством гальванической изоляции накопителя энергии от устройства. Это может осуществляться, например, посредством одного или нескольких контакторов. В этом состоянии устройство подает питание только на потребитель электрического тока.
Следовательно, для устройства нет разницы по сравнению с зарядкой накопителя энергии. Следовательно, способ можно использовать даже для устройств, которые фактически не позволяют прерывать процесс зарядки. Каких-либо действий со стороны пользователя также не требуется.
Этап S5 включает изменение конфигурации накопителя энергии с первой конфигурации на вторую конфигурацию. Во второй конфигурации два модуля накопителя энергии соединены друг с другом параллельно, при этом в первой конфигурации указанные модули соединены последовательно. В результате этого напряжение, необходимое для полной зарядки накопителя энергии, уменьшается наполовину. Таким образом, этого могут добиться даже посредством устройства, которое не могло бы достичь напряжения, необходимого для полной зарядки в первой конфигурации.
Таким образом, этап S6 включает возобновление процесса зарядки. Затем этап S7 включает выключение потребителя электрического тока, поскольку последний больше не требуется. Тогда на этапе S8 силу тока могут снова увеличить для обеспечения быстрой зарядки.
В результате зарядки накопителя энергии в первой конфигурации на этапе S1 обеспечивается более быстрая зарядка, чем если бы зарядку осуществляли исключительно во второй конфигурации.
Устройство 100 по фиг. 2 содержит блок 101 управления. Устройство 100 выполнено с возможностью осуществления способа, описанного со ссылкой на фиг. 1. Блок 101 управления выполнен с возможностью обнаружения напряжения, максимально достижимого в процессе зарядки посредством устройства 100, и осуществления способа, если максимально достижимое напряжение меньше, чем напряжение, необходимое для полной зарядки накопителя энергии в первой конфигурации.

Claims (14)

1. Способ электрической зарядки накопителя энергии, при этом способ включает следующие этапы:
- запуск процесса электрической зарядки накопителя энергии в первой конфигурации (S1);
- прерывание процесса зарядки (S4);
- изменение конфигурации накопителя энергии с первой конфигурации на вторую конфигурацию (S5);
- возобновление процесса зарядки во второй конфигурации (S6);
отличающийся тем, что в первой конфигурации накопитель энергии выполнен с возможностью зарядки более высоким электрическим напряжением, чем во второй конфигурации, причем накопитель энергии заряжают электрической энергией из источника энергии, при этом перед прерыванием процесса зарядки включают потребитель электрического тока (S3), на который при прерывании процесса зарядки посредством источника энергии подают электрическую энергию.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прерывание процесса зарядки осуществляют, если напряжение между двумя электрическими полюсами накопителя энергии достигает первой пороговой величины напряжения или превышает ее.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что процесс зарядки осуществляют посредством электрического тока, при этом силу тока (S2) уменьшают, если разница между первой пороговой величиной напряжения и напряжением меньше, чем разница между первой пороговой величиной напряжения и второй пороговой величиной напряжения.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что после возобновления процесса зарядки силу тока увеличивают (S8).
5. Способ по п. 3 или 4, отличающийся тем, что силу тока уменьшают до величины, которая подобрана под потребитель электрического тока.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что накопитель энергии во второй конфигурации содержит два модуля накопителя энергии, электрически соединенные параллельно друг с другом.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что после возобновления процесса зарядки потребитель электрического тока выключают (S7).
8. Устройство (100) для электрической зарядки накопителя энергии, содержащее блок (101) управления, при этом устройство (100) выполнено с возможностью осуществления способа по любому из пп. 1–7, и при этом блок (101) управления выполнен с возможностью обнаружения напряжения, максимально достижимого в процессе зарядки посредством устройства (100), и осуществления способа, если максимально достижимое напряжение меньше, чем максимальное напряжение накопителя энергии.
9. Механическое транспортное средство, содержащее устройство (100) по п. 8.
RU2018141185A 2018-02-27 2018-11-22 Способ электрической зарядки накопителя энергии RU2717962C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018104414.3A DE102018104414A1 (de) 2018-02-27 2018-02-27 Verfahren zur elektrischen Aufladung eines Energiespeichers
DE102018104414.3 2018-02-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717962C1 true RU2717962C1 (ru) 2020-03-27

Family

ID=67550131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018141185A RU2717962C1 (ru) 2018-02-27 2018-11-22 Способ электрической зарядки накопителя энергии

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11065975B2 (ru)
JP (1) JP6924788B2 (ru)
CN (1) CN110198059B (ru)
DE (1) DE102018104414A1 (ru)
RU (1) RU2717962C1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11358486B2 (en) * 2019-09-16 2022-06-14 GM Global Technology Operations LLC Electric powertrain with multi-pack battery system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020171397A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-21 Cellex Power Products, Inc. Hybrid energy storage device charge equalization system and method
US8525480B2 (en) * 2010-12-28 2013-09-03 Ford Global Technologies, Llc Method and system for charging a vehicle high voltage battery
RU2506603C2 (ru) * 2003-07-09 2014-02-10 Премиум Пауэр Корпорейшн Устройство для контроля и зарядки выбранной группы элементов батареи
RU2522425C2 (ru) * 2009-08-11 2014-07-10 Сони Корпорейшн Электронное устройство, способ зарядки электронного устройства, компьютерная программа, устройство контроля зарядки и способ контроля зарядки

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3429673A1 (de) 1984-08-11 1986-02-20 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zum schnelladen einer batterie
JPH0530664A (ja) 1991-07-22 1993-02-05 Toshiba Corp バツテリ充電装置
JPH08307144A (ja) * 1995-05-10 1996-11-22 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
DE69735882T2 (de) * 1996-06-19 2007-04-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Elektrische stromversorgungsvorrichtung zur erzeugung einer vielzahl von spannungen und gerät damit
JP2000059903A (ja) * 1998-08-10 2000-02-25 Ccr:Kk 回生エネルギー充電方法
JP3280321B2 (ja) * 1998-09-14 2002-05-13 富士通株式会社 機能拡張装置及び電子機器システム
US6700352B1 (en) * 1999-11-11 2004-03-02 Radiant Power Corp. Dual capacitor/battery charger
US6873133B1 (en) * 2002-09-11 2005-03-29 Medtronic Physio-Control Manufacturing Corporation Defibrillator with a reconfigurable battery module
US7573238B2 (en) * 2005-08-09 2009-08-11 Panasonic Ev Energy Co., Ltd. Voltage detection device and electric vehicle including voltage detection device
JP4640234B2 (ja) * 2006-03-31 2011-03-02 日産自動車株式会社 車両用電力供給装置
JP2008278635A (ja) 2007-04-27 2008-11-13 Mitsubishi Motors Corp 電気自動車用バッテリ充電装置及び方法
US7692404B2 (en) * 2007-09-24 2010-04-06 Harris Technology, Llc Charging control in an electric vehicle
US8525487B1 (en) * 2008-03-05 2013-09-03 Marvell International Ltd. Circuit and method for regulating discharge of a capacitor
JP5301657B2 (ja) * 2009-03-27 2013-09-25 株式会社日立製作所 蓄電装置
DE102009017087B4 (de) 2009-04-15 2018-04-05 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren zum Beladen eines Energiespeichers
US8816613B2 (en) * 2009-07-02 2014-08-26 Chong Uk Lee Reconfigurable battery
CN101707387B (zh) * 2009-11-18 2012-05-09 李维民 间歇式充电控制电路及快速充电
TWI398068B (zh) * 2010-01-22 2013-06-01 Nat Chip Implementation Ct Nat Applied Res Lab 單元化充放電之電池電源管理系統及其可程式化電池管理模組
JP2014063567A (ja) * 2011-01-26 2014-04-10 Sony Corp 電池パック及び電力消費機器
US9800150B2 (en) * 2011-10-27 2017-10-24 Infineon Technologies Ag Digital controller for switched capacitor DC-DC converter
US9413257B2 (en) * 2012-01-20 2016-08-09 The Ohio State University Enhanced flyback converter
US9891685B1 (en) * 2013-04-17 2018-02-13 Amazon Technologies, Inc. Reconfigurable backup battery unit
US9910471B1 (en) * 2013-04-17 2018-03-06 Amazon Technologies, Inc. Reconfigurable array of backup battery units
US11368029B2 (en) * 2014-03-06 2022-06-21 Koki Holdings Co., Ltd. Portable power supply
DE102014004790B4 (de) * 2014-04-02 2021-02-04 Audi Ag Verfahren zum Betrieb einer Energiespeichereinrichtung in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102014109430A1 (de) * 2014-07-07 2016-01-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Energiespeichersystem und Verfahren zum Betrieb eines Energiespeichersystems
US20160036233A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Samsung Sdi Co. Ltd. Series-parallel conversion power device
DE102014016620B4 (de) * 2014-10-24 2021-08-26 Audi Ag Verfahren zum Betrieb einer Energiespeichereinrichtung in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
KR101553063B1 (ko) * 2015-01-20 2015-09-15 주식회사 제이에스영테크 하이브리드 에너지 저장 모듈 시스템
DE102015101187A1 (de) 2015-01-28 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hochvolt-Lade-Booster und Verfahren zum Laden einer Gleichstrom-Traktionsbatterie an einer Gleichstrom-Ladesäule sowie entsprechendes Elektrofahrzeug
US10749430B2 (en) * 2015-03-13 2020-08-18 Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd. Power transmission apparatus and control method therefor, and power supply system
US9479050B1 (en) * 2015-06-26 2016-10-25 Sandisk Technologies Llc High-efficiency fractional pump
JP6520628B2 (ja) * 2015-10-09 2019-05-29 株式会社デンソー 充放電制御装置及び組電池装置
DE102015117892A1 (de) * 2015-10-21 2017-04-27 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Auf- oder Entladen einer Fahrzeugbatterie
JP6631174B2 (ja) 2015-11-06 2020-01-15 株式会社Ihi 充電制御装置
DE102016207272A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schaltbares Speichersystem für ein Fahrzeug
DE102016109074A1 (de) * 2016-05-18 2017-11-23 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zum Laden einer Fahrzeugbatterie
CN106080244B (zh) * 2016-07-12 2019-03-08 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 一种电动汽车电池箱的切换电路和电动汽车
BR112019005874A2 (pt) * 2016-09-26 2020-03-10 Electric Power Systems, LLC Sistema híbrido armazenamento de energia alta confiabilidade
DE102016122002A1 (de) * 2016-11-16 2018-05-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug und Verfahren zum Aufladen einer Energiespeicherzelle eines Fahrzeugs
GB2556914A (en) * 2016-11-25 2018-06-13 Dyson Technology Ltd Battery system
DE102016225513A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung und Betriebsverfahren für ein elektrisches Energiespeichersystem
FR3061814B1 (fr) * 2017-01-12 2020-01-24 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de stockage d'energie electrique apte a se recharger sous une premiere tension et a restituer son energie sous une deuxieme tension
DE102017206834A1 (de) * 2017-04-24 2018-10-25 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung und Ladeverfahren für ein elektrisches Energiespeichersystem
KR102478091B1 (ko) * 2017-06-13 2022-12-16 현대자동차주식회사 차량용 배터리 충전 제어 시스템 및 방법
US20190089023A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Dyson Technology Limited Energy storage system
US10770908B2 (en) * 2017-10-29 2020-09-08 Rivian Ip Holdings, Llc Configurable battery pack for series and parallel charging using switching
US11358492B2 (en) * 2018-09-04 2022-06-14 GM Global Technology Operations LLC Self-balancing switching control of dual-pack rechargeable energy storage system with series and parallel modes
JP7222687B2 (ja) * 2018-12-11 2023-02-15 株式会社Soken 充電システム、および、充電システムのプログラム
US11303145B2 (en) * 2018-12-11 2022-04-12 Denso Corporation Charging system
CN110224455B (zh) * 2019-04-08 2024-09-24 东莞新能德科技有限公司 串并联切换装置及包含串并联切换装置的电池组
DE102019111785A1 (de) * 2019-05-07 2020-11-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit einem Ladekabel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020171397A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-21 Cellex Power Products, Inc. Hybrid energy storage device charge equalization system and method
RU2506603C2 (ru) * 2003-07-09 2014-02-10 Премиум Пауэр Корпорейшн Устройство для контроля и зарядки выбранной группы элементов батареи
RU2522425C2 (ru) * 2009-08-11 2014-07-10 Сони Корпорейшн Электронное устройство, способ зарядки электронного устройства, компьютерная программа, устройство контроля зарядки и способ контроля зарядки
US8525480B2 (en) * 2010-12-28 2013-09-03 Ford Global Technologies, Llc Method and system for charging a vehicle high voltage battery

Also Published As

Publication number Publication date
CN110198059B (zh) 2023-02-28
US11065975B2 (en) 2021-07-20
CN110198059A (zh) 2019-09-03
JP6924788B2 (ja) 2021-08-25
DE102018104414A1 (de) 2019-08-29
JP2019149927A (ja) 2019-09-05
US20190263284A1 (en) 2019-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2186181B1 (en) Apparatus and method for balancing of battery cell's charge capacity
CN107894567B (zh) 电池包以及电池包接口状态的检测系统和检测方法
JP4313913B2 (ja) 電気自動車用バッテリパック充電装置及び方法
US20100066309A1 (en) Method for pulsed charging of a battery in an autonomous system comprising a supercapacitance
JP4499966B2 (ja) 二次電池の充電回路
KR20170065741A (ko) 점프 스타트를 위한 차량 전원 제어 방법 및 시스템
JP2010225332A (ja) 組電池システム及び組電池の保護装置
JPH11289676A (ja) 二次電池充放電装置用の電源装置
CN102574470A (zh) 车辆的充电系统及包含该车辆的充电系统的电动车辆
US9413037B2 (en) Cell capacity adjusting device
JP7119464B2 (ja) 車両用充電システム及び充電制御方法
CN110620406A (zh) 电池的快速充电方法、充电装置、待充电设备和充电系统
KR101989492B1 (ko) 슬립 모드의 mcu 웨이크-업 장치 및 방법
RU2717962C1 (ru) Способ электрической зарядки накопителя энергии
CN110816311B (zh) 用于运行电池组系统的方法和电动车辆
WO2013089113A1 (ja) 蓄電装置およびその充放電方法
JP2012170209A (ja) 電池システム
JP2009225516A (ja) キャパシタ充放電監視制御装置
KR100581200B1 (ko) 이차전지 충방전 장치용 전원장치
KR101509323B1 (ko) 선형 레귤레이터를 이용한 2차 전지 충전회로
JP2003169424A (ja) 二次電池の充電方法、充電装置
US20240380223A1 (en) Battery management device and method for operating same
US20240088690A1 (en) Method and system for charger adaptive voltage regulation
CN113037091B (zh) 电压变换装置
JP2023047162A (ja) 車両用電源装置