[发明专利]一种非接触式动力电池充电、加热与均衡装置

说明书

一种非接触式动力电池充电、加热与均衡装置，其利用非接触式动力电池充电装置中的交流电对动力电池进行交流激励加热，并利用非接触式动力电池充电装置中的接收线圈作为均衡拓扑结构的一部分，创新性地实现了一种三线圈均衡结构，使得无增加外部设备的情况下，同时解决了现有技术存在的技术问题，实现了电池均衡和加热无需增加设备，成本低，功率大，效果好。

技术领域

本发明涉及动力电池非接触式充电技术领域，尤其涉及一种非接触式动力电池充电加热与均衡技术。

背景技术

现有电池预热技术大多以PTC加热为主，但是PTC加热存在加热效率低，均匀性不好、安全隐患高、控制精确性差、升温速率慢等缺点。传统的液体加热方式会大幅度降低动力电池的能量密度，同时也存在加热效率低、升温速率慢等问题。近年来的最新的电池内部加热电阻的技术虽然提升了加热速率，但是也存在着管控成本过高，控制过于复杂等问题，目前现有方法还无法短时间内有效解决电池预热问题。

现有的非接触式动力电池充电装置中，主要都是将接收线圈收到的电磁能转换为交流电，再将交流电转换为直流电来给动力电池充电，功能单一。并且对于动力电池来说，普遍存在着由于使用过程中产生的容量个体差异及自放电率产生的电压差异，严重影响电池组整体的性能稳定的问题，缺乏有效的解决办法。虽然在现有的某些接触式的充电方式中采用了主动均衡和被动均衡方式来解决此问题，并以被动均衡居多，但是现有被动均衡存在功率低，整体能量利用率低、均衡电流较小，不适用于容量较大的串联式系统等缺点，而主动均衡电路也存在结构复杂、成本高昂、可靠性较差等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种非接触式动力电池充电、加热与均衡装置，其具体包括：

安装于电动载运工具的电动载运工具端和安装于充电位的供电端；电动载运工具包括但不限于：电动车辆、电动飞行器、电动船舶；

所述供电端包括发射线圈装置、外部电源和主控制器；

所述电动载运工具电动载运工具端包括第一整流滤波器、多个电池单体、接收线圈装置、均衡继电器A、均衡继电器B、均衡线圈装置、多个电池单体选择开关、充电继电器、加热继电器以及从控制器；

其中，所述发射线圈装置用于产生不同频率的交变磁场；所述接收线圈装置用于将感应到的发射线圈装置发出的不同频率的交变磁场转变为相应频率的交流电以供后续充电，在加热时则可以将不同频率的交变磁场转变为相应频率的交流电来实现；

所述多个电池单体选择开关与各电池单体一一对应进行控制；

所述多个电池单体、多个电池选择开关、第一整流滤波器、充电继电器以及接收线圈装置线圈依次串联；

所述充电继电器与所述电池单体选择开关相互配合，进行选通为特定电池单体或电池模组充电；

所述均衡器继电器A、均衡继电器B相并联并且分别连接多个电池单体选择开关；均衡器继电器A与均衡线圈装置串联，均衡继电器B与接收线圈装置串联；均衡器继电器A与电池单体选择开关配合，用于通过均衡线圈装置对特定电池单体放电；均衡器继电器B与电池单体选择开关配合，用于通过接收线圈装置对特定电池单体或部分单体的组合瞬时充电，从而实现各电池单体之间能够实时保持一致性；

所述从控制器用于控制均衡器继电器A、均衡继电器B、充电继电器的通断，以及控制多个电池单体选择开关的通断与选通；

主控制器与从控制器通信交换测得的电池单体电压、电流、温度或者更新的电池SOC或SOH信息；

所述加热继电器串联在电动载运工具电动载运工具端接收线圈装置与多个电池单体选择开关之间，用于根据从控制器的控制，与电池单体选择开关配合选通实现对特定电池单体、电池单体组合或电池模组的加热。