[发明专利]电池充电装置和安装此装置的电动汽车

说明书

本发明涉及一种连接电负载的电池充电装置，尤其涉及能够快速充电同时又减小尺寸的电池充电装置，还涉及安装此装置的电动汽车。

在技术上众所周知，电池在很短的间隔里被反复充电和间歇(resting)，就能实现用大电流快速充电，而不会使电池承受大的负担。

美国专利No.5,003,244公开“用于多个电池充电的电池充电器”，其中多个电池充电器分配给多个电池予以充电，为了使过充保护有效，各个电池组的每个充电电压保持一致。

用上面提到的脉冲式充电法可以缩短总的充电时间，因为允许大电流流过电池。但是，因为存在充电间歇，所以必须有一个瞬时大电流来补偿这个间歇时间。相应地，为了实现这种脉冲式充电法，能够供给大电流的电池充电器和允许流过这样大电流的电路是必不可少的。这使得这种脉冲式充电法存在一个问题：充电电路的尺寸增大，这是因为随着电流增大，电池充电器和电路的尺寸和重量也同时增大。

本发明的一个目的是提供一种电池充电装置，它能够快速充电而不增大相关的充电电路的尺寸。    

本发明的另一个目的是提供一种安装了电池充电装置的汽车，它能够快速充电而不增大相关的充电电路的尺寸。

根据本发明，能够达到上述目的的电池充电装置包括：用于多个串联电池组的电池充电装置，该多个电池组的串联是经一个电负载串联的，该电池充电装置包括：

多个电池充电单元，每一个都连接到用于对其充电的所述多个电池组之一；

其特征在于，该电池充电装置进一步包括：一个公共的电池充电控制单元，控制所述多个电池充电单元，实现一个充电周期，该充电周期具有以分时方式的一系列充电模式、短暂放电模式和间歇模式，从而使在所述多个电池组的充电周期的每一时刻，至少所述多个电池组的任一个是处于间歇模式。

图1是根据本发明的电池充电装置和安装此装置的电动汽车的一个实施例图。

图2是图1中，时变信号发生器24的示范性输出的概图。

图3A和3B是从图2所示的信号发生器输出的时变信号的波形图。

图4A到4E是根据本发明的示范性电池充电电流的波形图。

图5A和5B是根据本发明和传统装置的电池充电电流的比较的波形图。

图6是根据本发明的安装了电池充电装置的电动汽车和燃料电池的另一个实施例图。

图7是根据本发明的安装了电池充电装置的电动汽车和发动机发电机(engine generator)的另一个实施例图。

下文将参照附图解说根据本发明的一个实施例，它应用在用于驱动电动汽车的电池充电装置上。

图1是根据本发明的电动汽车和电池充电系统的概要图。

附图中，数字10代表电动汽车，它包括用于驱动车轮的马达11，驱动马达11的逆变器12，用作逆变器12的驱动电源的多个电池组13，用于给电池组13充电的电池充电单元14，变压器15，它在把所加电压提高后供电给电池充电单元14，以及一个外部交流电源16，用于给变压器15提供最初的电流。

电池充电单元14由下述电路组成：转换电路17，它的每一个由一个充电控制装置(将在后面解释)控制，执行连接或切断变压器15的操作，整流电路18，充电电压控制电路19，每个这样的电路控制相应电池组13的充电电压，以及放电电压控制电路20。编号21是电流传感器，编号22是电压探测装置，编号23-a，23-b，23-c和23-d是充电控制装置，编号24是一个时变信号发生器，编号25是一个变频装置。

电动汽车10由马达11的动力驱动。来自各个电池组13的直流电经逆变器12转换成马达11可用的动力。在本实施例中，每个电池组13由多个电池串联而成，使用了4个电池组13，但是，电池组13的数量并不限制在4个，这些电池组13的连接也不限制于图示的串联方式。

在电池充电操作中，来自外部交流电源16的交流电被变压器15转换到适于给各个电池组13充电的电压。变压器15采用常见的变压器，有一对初级端子和多对次级端子。经变压器15转换后的电能由电池充电单元14控制成适于给各个电池组13充电的电压、电流，此后便对电池充电。变压器15和电池充电单元14由转换开关电路17连通或切断。从变压器15输出的交流电被各个整流器电路18整流，被各个充电电压控制电路19转变到适于充电的电压，用于对各个电池组13充电。