[实用新型]一种电动汽车动力电池快速充电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动力电池的快速充电技术，尤其涉及一种动力电池快速充电系统。

背景技术

电动汽车拥有着节能环保、低排放等方面的优势，已成为现代汽车行业中最有发展前景的一个领域。电动汽车的快速发展，也给电动汽车动力电池充电装置带来了更高要求，具体为：充电快速性，电池无损伤性，充电安全可靠性。如今电动汽车充电市场上充电系统缺点可以归纳为以下几类：1、充电方法采用恒流恒压三阶段充电方法或正负脉冲充电。在充电前期，电池可接受大电流充电，而充电后期，电池极化现象严重，充电缓慢，三阶段充电方式不能解决充电后期电池极化现象，而脉冲充电在前期存在停充浪费了充电时间。2、去极化电路拓扑结构上，一般在电池两端串联电阻，利用电阻放电来消除电池极化现象，不仅浪费能量同时也对整个充电系统的散热提出了更高的要求，增加了成本也影响了安全性。3、充电结束判断一般采用定时或者电流零增量等综合方法，这些方法都是在采样电压后才做出停充判断，这实际上已经对电池造成了损害，降低了电池寿命。

中国实用新型专利申请(200610028591.9)公开了一种蓄电池充电控制方法，即三元控制方法，引入充电电量、充电电压和充电电流三阶段进行全程监控，以蓄电池三个阶段的充电量是否达到预定值作为是否结束充电的唯一标准。但其并未考虑到电池的时滞性以及采样的延迟性，判断结束充电时已经存在了过充现象。

中国实用新型专利申请(201320540206.4)公开了一种电动汽车正负脉冲组合快速充电数字化电源系统，其组成包括工频交流电网、主电路、控制电路及电动汽车电池负载。该实用新型采用正负脉冲充电，消除电池充电中的极化现象，但没注意到充电初期电池极化现象不严重，同时其负脉冲电路采用电阻放电，极大的浪费了能量，降低充电效率。

实用新型内容

为解决现有快速充电技术存在的不足，本实用新型公开了一种电动汽车动力电池快速充电系统，本实用新型采用的涓流充电-大电流充电-去极化充电-浮充充电四阶段充电方法，符合充电过程中电池的物理和化学特性，可达快速充电的目的；快速充电系统的拓扑结构采用隔离式半桥DC/DC电路和去极化电路结合的新型电路拓扑结构，有效地降低了整个充电机的体积同时可回收去极化放出的能量，极大地提高了整个充电系统的效率，同时也提高了充电系统的安全性。本实用新型采用的基于灰色模型预测理论的电压终止判断，可提前预测电池下一时刻电压，可有效避免因电池时滞性或电压采样延迟导致的电池过充现象，从而提高电池寿命。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种电动汽车动力电池快速充电系统，包括故障保护模块，所述故障保护模块的输入端与工频交流输入电网及数字信号处理器的输出端相连，故障保护模块的输出端与输入整流滤波模块相连，输入整流滤波模块将工频交流整流滤波变成平滑的直流电信号，直流电信号再经过半桥逆变电路将储存的能量通过开关管的开通传输到高频变压器，高频变压器输出端接到全波整流电路，全波整流电路将高频变压器传输出的脉冲电压转换成直流电压传送至输出直流滤波电路，输出直流滤波电路将其滤成平滑直流电流入电动汽车电池负载，电动汽车电池负载与去极化模块的输入端相连，去极化模块的输出端与半桥逆变模块的输入端相连，电动汽车电池负载经过电流电压采样模块与数字信号处理器的输入端相连，数字信号处理器的输出端通过IGBT驱动模块与输入整流滤波模块及去极化模块的输入端相连。

所述输入整流滤波模块包括整流桥D0，整流桥D0输入端与工频交流输入电网相连，输出端与由电感L1和电容C1组成的LC滤波电路相连。

所述半桥逆变电路由电容C2、电容C3和开关管S1、开关管S2组成，所述开关管S1、开关管S2的两端均并联有单向二极管。

所述全波整流电路由快恢复二极管D2和D3组成。

所述输出直流滤波电路由互耦电感原边L2和滤波电容C4组成。

所述去极化模块包括耦合电感原边L2及耦合电感副边L3，耦合电感原边L2、开关管S3及电动汽车电池负载相串联，耦合电感原边L2并联有由齐纳稳压管ZD和二极管DZ组成的嵌位电路，耦合电感副端L3接入二极管D1及半桥逆变电路中的电容C2、电容C3。

一种电动汽车动力电池快速充电方法，包括以下步骤：