[发明专利]一种具有碳纤维加热器的充电装置及充电方法

权利要求书

1.一种具有碳纤维加热器的充电装置，包括充电罩盖(1)、充电管理器(2)、碳纤维加热器、充电电极开关和温度传感器；其特征在于：充电管理器(2)、碳纤维加热器、充电电极开关和温度传感器都设置在充电罩盖(1)上；碳纤维加热器、充电电极开关和温度传感器连接充电管理器(2)，充电管理器(2)连接电源；

待充电电池组包括换热底座(3)、换热罩盖(4)和多个充电电池；换热底座(3)内部呈网格型，充电电池摆放在网格内，且同一排的充电电池并联，同一列的充电电池串联，保证不同列充电电池的电压相同；换热罩盖(4)的形状与换热底座(3)相同但开口方向相反，使得换热底座(3)和换热罩盖(4)扣合时，恰好将充电电池容纳在其中；换热底座(3)和换热罩盖(4)可以分离，充电电池和换热底座(3)固定连接，充电电池和换热罩盖(4)可拆卸的连接；其中充电电池的正极和负极都在和换热罩盖(4)相连接的一端，换热罩盖(4)完成电池的串并联连接；

充电罩盖(1)的形状和换热罩盖(4)相同，使得取下换热罩盖(4)安装上充电罩盖(1)就可以进行充电；

充电罩盖(1)内设置碳纤维加热器和充电电极开关，使得充电罩盖(1)具有加热和充电功能；碳纤维加热器、充电电极开关的个数为多个，且其设置方式使得充电罩盖(1)扣合在换热底座(3)上时可以对每一列单独加热且充电罩盖(1)可以对每一列电池单独充电；

温度传感器的个数为多个，分别设置在充电罩盖(1)内对应每一列电池的位置上，用于检测每一列充电电池的温度。

2.根据权利要求1所述的具有碳纤维加热器的充电装置，其特征在于：

换热底座(3)、换热罩盖(4)由碳纤维材料制成，质量轻，且碳纤维的导热方向与每一列电池延伸的方向相垂直，使得不同列之间的电池具有良好的温度交换。

3.根据权利要求1所述的具有碳纤维加热器的充电装置，其特征在于：

充电管理器(2)内设置有温度阈值，温度阈值包括最低温度阈值T1和最高温度阈值T2；当某一列电池的温度低于最低温度阈值或者高于最高温度阈值时，充电管理器(2)控制对应的充电电极开关关闭，停止对应列电池的充电。

4.根据权利要求1所述的具有碳纤维加热器的充电装置，其特征在于：换热罩盖(4)内设置有供电电极，用于保证电池组向外界供电。

5.一种利用权利要求1-4任一项的具有碳纤维加热器的充电装置进行充电的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、当电池组需要充电时，取下电池组的换热罩盖(4)，安装上充电罩盖(1)，并启动充电管理器(2)的开关，开始充电流程；

步骤二、充电管理器(2)开始对电池组各列的电池进行温度检测，判断温度是否位于T1和T2之间；由于充电前电池处于均匀状态，因此整个电池组的电池的温度相同；如果温度高于T2，则等待电池组温度降低至T2以下，且大于T1时对全部列的电池直接充电，直到电池充满；

如果温度位于T1和T2之间，则直接对全部列的电池直接充电，直到电池充满；如果温度低于T1，则执行步骤三；

步骤三、充电管理器(2)实时检测电池组中心一列的电池的温度，并启动中间一列电池组对应的碳纤维加热器进行加热，直到中间一列的电池温度位于T1和T2之间之后，充电管理器(2)开始对该列的电池进行充电；

充电过程中由于中间列的电池会发热，热量由导热底座向四周传递，从而使得周围的电池温度上升；

充电管理器(2)实时检测周围电池的温度，如果温度位于T1和T2之间之后，充电管理器(2)开始对对应列的电池进行充电，该列的电池的发热继续传递给其他周围电池；

步骤四、如果某一列电池已经充满80％电后，其相邻的列的电池温度仍然不满足位于T1和T2之间，则启动相邻温度低的列的碳纤维加热器进行辅助加热，使得对应列的温度位于T1和T2之间之后，充电管理器(2)开始对对应列的电池进行充电，直到全部列的电池都充满。

6.根据权利要求5所述的充电方法，其特征在于：

在步骤二中对全部列的电池直接充电时，如果电池组的平均温度低于T1和T2的中间温度，则直接充电；如果电池组的平均温度高于T1和T2的中间温度，则采用奇数列和偶数列间歇充电的方式，奇数列先充电，待奇数列电量提高10％以后，奇数列暂停充电，偶数列开始充电，待偶数列电量提高10％以后，偶数列暂停充电，奇数列开始充电，以此类推，直到全部充满。