[发明专利]用于新能源汽车的高压充电系统及方法

说明书

本申请提供一种用于新能源汽车的高压充电系统及方法。本申请中通过通讯检测单元获得当前充电桩的充电电压而相应的通过开关驱动单元输出驱动信号，利用驱动信号控制JFET开关阵列中各开关元件，通过各开关元件的通断状态而相应切换电池组阵列中各组电池包之间连接线路的串、并联状态，将各组电池包连接为匹配于当前充电桩充电电压的若干充电包组，对各充电包组进行充电。由于本发明可以动态地通过调节各充电包组中电池包的数量，因而可以匹配于高压充电桩实现高压充电，也可匹配于其他充电电压的充电桩，保证充电效率和安全性。

技术领域

本申请涉及新能源汽车领域，具体而言涉及一种用于新能源汽车的高压充电系统及方法。

背景技术

新能源汽车采用电动机作为驱动装置，由车载可充电蓄电池提供能量，具有零排放、高效率、安静、运行平稳等优势。

新能源汽车，由于其电机运行功率大，因此需要将各电池单元串联或并联为电池包，才能提供电机运行所需的电压和电流。电池包电能耗尽后，需要将车辆连接至充电桩，利用充电桩的充电枪对新能源汽车的电池包设备进行充电。现有充电桩通常因车辆厂商和匹配车辆型号的不同而具有不同充电电压和输出功率。当充电桩的充电电压与车辆电池包的额定充电电压不匹配时，会严重影响电池包充电效率，也会对电池包的使用寿命带来一定影响。

目前，市面上常见的充电桩，其标准电压输出通常为400V、750V、1000V等几个规格；而市面上常见新能源汽车的电压范围规格很多。一般乘用车的电池电压相对较低，大多为300V-400V，而大型电动客车的的电池电压相对较高，无法直接适用于低电压的充电设施。此外充电桩与电池充电不匹配时，还会因电压损耗而在一定程度上降低电能转换效率，浪费电力资源，并可能对电网带来不可预期的冲击损耗。

使用者通常选择充电桩进行充电时，通常较难准确自行预判充电桩的输出信号是否与其车辆完全匹配。对于普及率不高的新能源汽车品牌，由于配套充电桩数量较少，客户通常只能选择其他车型的充电桩进行充电，易对车辆电池系统造成损坏。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，提供一种用于新能源汽车的高压充电系统及方法，本申请通过JFET开关阵列实现对不同充电信号的匹配，能够有效保护车辆电池包，并提高充电时的电能转化效率。本申请具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种用于新能源汽车的高压充电系统，其包括：

充电接口，其连接外部充电桩，用于接收电能；

通讯检测单元，其连接充电接口，用于与外部充电桩交互识别信号，通过识别信号或通过采集充电接口的工作电压和/或工作电流，获取匹配于当前充电桩的充电电压；

开关驱动单元，其连接所述充电接口、通讯检测单元以及JFET开关阵列，用于根据当前充电桩的充电电压输出驱动信号以切换JFET开关阵列中各开关元件的通断状态；

所述JFET开关阵列与新能源汽车的电池组阵列电连接，用于根据开关驱动单元的电信号相应切换电池组阵列中各组电池包之间连接线路的串、并联状态，将各组电池包连接为匹配于当前充电桩充电电压的若干充电包组，对各充电包组进行充电。

可选的，如上任一所述的用于新能源汽车的高压充电系统，其中，所述电池组阵列包括：

绝缘外壳，其顶部设置有开口；

若干组电池包，其在所述绝缘外壳内排列为N行M列的矩阵，每一组电池包均分别包括相互串联连接的若干个电池单元，每一组电池包中连接电池单元正极的正极端子和连接电池单元负极的负极端子分别通过电池连接线延伸至电池组阵列的顶端，在绝缘外壳的顶部开口内形成与JFET开关阵列相匹配的电路接口；

绝缘外壳内还在各组电池包之间分别设置有绝缘隔板，电池组阵列由绝缘外壳封闭，各绝缘隔板分别与绝缘外壳的内壁固定连接。