充电装置、方法、动力电池和车辆与流程

本技术涉及充电领域，具体而言，涉及一种充电装置、方法、动力电池和车辆。

背景技术：

1、作为电动汽车运行过程中的唯一能量来源，动力电池被称为电动汽车的“心脏”。随着电动汽车的快速发展，电池技术的发展越来越受到电动汽车行业的重视。电池充电技术现在已经来到4c的充电倍率、高电压平台的阶段，由于电压、电流等条件的限制，导致用户使用不同充电桩充电效率不同，无法为用户提供良好的充电体验。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种充电装置、方法、动力电池和车辆，用以解决充电时间过长问题，以减少用户等待时间。

2、第一方面，本发明提供一种充电装置，所述充电装置包括阶梯式充电控制装置、充电接口和第一电压传感器、第二电压传感器、电流传感器；

3、所述阶梯式充电控制装置的输入端与所述充电接口电性连接，所述阶梯式充电控制装置的输出端用于与电池包电性连接，并形成第二充电回路；

4、所述充电接口与用于与电池包电性连接并形成第一充电回路，其中，所述第二充电回路向所述电池包提供的充电电压与所述第一充电回路向所述电池包提供的充电电压不相同；

5、所述第一电压传感器用于检测所述电池包的实时电压，并用于将第一电压检测信号发送至电池管理系统；

6、所述第二电压传感器用于检测所述阶梯式充电控制装置的输出端的实时电压，并用于将第二电压检测信号发送至所述电池管理系统。

7、所述电流传感器用于检测所述电池包的实时充电电流，并将电流检测信号发送至所述电池管理系统。

8、本技术的充电装置可基于阶梯式充电控制装置形成的第二充电回路和基于充电接口形成的第一充电回路对电池包进行充电，其中，所述第二充电回路向所述电池包提供的充电电压与所述第一充电回路向所述电池包提供的充电电压不相同。进一步地，通过第一电压传感器、第二电压传感器、电流传感器的检测信号，可便于在第二充电回路和第一充电回路中采用充电效率更高即充电时间更短的充电回路，从而解决充电时间过长问题，以减少用户等待时间。

9、在可选的实施方式中，所述充电装置还包括第一充电继电器和第二充电继电器，所述第一充电继电器和所述第二充电继电器与所述第二充电回路电性连接。

10、本可选的实施方式通过第一充电继电器和第二充电继电器，可控制第二充电回路的状态。

11、在可选的实施方式中，所述充电装置还包括第三充电继电器和第四充电继电器，所述第三充电继电器和所述第四充电继电器与所述第一充电回路电性连接。

12、本可选的实施方式通过第三充电继电器和第四充电继电器可控制第一充电回路的状态。

13、在可选的实施方式中，所述阶梯式充电控制装置通过固定件固定于所述电池包的外侧。

14、本可选的实施方式通过固定件将阶梯式充电控制装置固定于所述电池包的外侧，可避免电池包工作中产生的热量与阶梯式充电控制装置工作中产生的热量互相影响，进而可降低热失控的概率。

15、在可选的实施方式中，所述充电装置还包括第一热传感器，所述第一热传感器用于检测阶梯式充电控制装置的温度，并用于将第一温度检测信号发送至电池管理系统。

16、本可选的方式通过第一热传感器可检测阶梯式充电控制装置的温度，从而使得电池管理系统能够根据第一热传感器的检测数值判断阶梯式充电控制装置的温度是否超过阈值。

17、在可选的实施方式中，所述充电装置还包括第二热传感器，所述第二热传感器用于电池包的温度，并用于将第二温度检测信号发送至所述电池管理系统。

18、本可选的实施方式通过第二热传感器可检测电池包的温度，从而使电池管理系统能够根据第二热传感器的检测结果判断电池包的温度是否超过阈值。

19、第二方面，本发明提供一种充电方法，所述方法应用于如前述实施方式任一项所述的充电装置，所述方法包括：

20、获取第一电压检测值、充电桩电压上限、电池充电截止电压和第二电压检测值、充电路径的实时电流值、soc状态、标称容量和标称电压，其中，所述第一电压检测值为第一电压传感器的检测值，所述第二电压检测值为第二电压传感器的检测值，所述充电路径的实时电流值为所述电流传感器的检测值；

21、基于所述充电路径的实时电流值、所述标称容量、所述soc状态、所述标称电压、所述第一电压检测值和所述电池充电截止电压，计算得到第一充电时间；

22、基于所述标称电压、所述标称容量、所述soc状态、所述第二电压检测值、所述充电路径的实时电流值、所述第一电压检测值和所述电池充电截止电压，计算得到第二充电时间；

23、对比所述第一充电时间和所述第二充电时间，其中，当所述第一充电时间小于所述第二充电时间时，控制第二充电回路处于开路状态且控制第一充电回路处于通路状态，当所述第一充电时间大于等于所述第二充电时间时，控制所述第二充电回路处于通路状态且控制所述第一充电回路处于开路状态。

24、本技术第二方面的方法通过获取第一电压检测值、充电桩电压上限、电池充电截止电压和第二电压检测值、充电路径的实时电流值、soc状态、标称容量和标称电压，进而能够基于所述充电路径的实时电流值、所述标称容量、所述soc状态、所述标称电压、所述第一电压检测值和所述电池充电截止电压，计算得到第一充电时间，进而能够基于所述标称电压、所述标称容量、所述soc状态、所述第二电压检测值、所述充电路径的实时电流值、所述第一电压检测值和所述电池充电截止电压，计算得到第二充电时间，进而能够对比所述第一充电时间和所述第二充电时间，其中，当所述第一充电时间小于所述第二充电时间时，控制第二充电回路处于开路状态且控制第一充电回路处于通路状态，当所述第一充电时间大于等于所述第二充电时间时，控制所述第二充电回路处于通路状态且控制所述第一充电回路处于开路状态，最终实现在第二充电回路和第一充电回路中选择充电效率更高的充电回路对电池包进行充电，从而提高充电效率。

25、在可选的实施方式中，在对比所述第一充电时间和所述第二充电时间之前，所述方法还包括：

26、获取行车状态、插枪状态；

27、基于所述行车状态、所述插枪状态和所述soc状态判断是否满足第一充电条件，其中，当不满足所述第一充电条件时，终止对所述电池包进行充电。

28、本可选的实施方式通过获取行车状态、插枪状态，进而能够基于所述行车状态、所述插枪状态和所述soc状态判断是否满足第一充电条件，从而在不满足所述第一充电条件时，终止对电池包进行充电。

29、在可选的实施方式中，在所述对比所述第一充电时间和所述第二充电时间之前，所述基于所述行车状态、所述插枪状态和所述soc状态判断是否满足充电条件之后，所述方法还包括：

30、获取第一温度检测值和第二温度检测值，其中，所述第一温度检测值为所述第一热传感器的检测值，所述第二温度检测值为所述第二热传感器的检测值；

31、基于所述第一温度检测值和所述第二温度检测值判断是否满足第二充电条件。

32、本可选的实施方式通过获取第一温度检测值和第二温度检测值，能够基于所述第一温度检测值和所述第二温度检测值判断是否满足第二充电条件，从而在不满足所述第二充电条件时，终止对电池包进行充电。

33、在可选的实施方式中，在所述获取第一温度检测值和第二温度检测值之后，所述基于所述第一温度检测值和所述第二温度检测值判断是否满足第二充电条件之前，所述方法还包括：

34、基于卡尔曼滤波算法处理所述第一温度检测值和所述第二温度检测值。

35、本可选的实施方式能够基于卡尔曼滤波算法处理所述第一温度检测值和所述第二温度检测值，进而可提高第一温度检测值和所述第二温度检测值的数据精确度。

36、在可选的实施方式中，所述基于所述充电路径的实时电流值、所述标称容量、所述soc状态、所述标称电压、所述第一电压检测值和所述电池充电截止电压，计算得到第一充电时间，包括：

37、基于所述电池充电截止电压、所述第一电压检测值和所述soc状态计算得到电池包实时电压；

38、基于所述标称电压、所述标称容量、所述soc状态、所述电池包实时电压和所述充电路径的实时电流值计算得到所述第一充电时间。

39、本可选的实施方式基于所述电池充电截止电压、所述第一电压检测值和所述soc状态能够计算得到电池包实时电压，进而能够基于所述标称电压、所述标称容量、所述soc状态、所述电池包实时电压和所述充电路径的实时电流值计算得到所述第一充电时间。

40、在可选的实施方式中，所述基于所述电池充电截止电压、所述第一电压检测值和所述soc状态计算得到电池包实时电压对应的计算式为:

41、u＝α1*u1+α2*soc*u3；

42、其中，u表示所述电池包实时电压，u1表示所述第一电压检测值，u3表示所述电池充电截止电压，soc表示所述soc状态，α1和α2均为加权系数；

43、以及，所述基于所述标称电压、所述标称容量、所述soc状态、所述电池包实时电压和所述充电路径的实时电流值计算得到所述第一充电时间对应的计算式为：

44、t1＝u5*a*(1-soc)/(u*i1)；

45、其中，t1表示所述第一充电时间，u5表示所述标称电压，a表示所述标称容量，soc表示所述soc状态，i1表示所述充电路径的实时电流值、u表示所述电池包实时电压。

46、本可选的实施方式通过上述计算式能够准确计算电池包实时电压和第一充电时间。

47、在可选的实施方式中，所述基于所述标称电压、所述标称容量、所述soc状态、所述第二电压检测值、所述充电路径的实时电流值、所述第一电压检测值和所述电池充电截止电压，计算得到第二充电时间对应的计算式为：

48、t2＝u5*a*(1-soc)/(α3*u4*i1+α4*u*i1)；

49、其中，t2表示所述第二充电时间，u5表示所述标称电压，a表示所述标称容量，soc表示所述soc状态，u4表示所述第二电压检测值，i1表示所述充电路径的实时电流值，u表示所述电池包实时电压，所述电池包实时电压基于第一电压检测值计算得到，具体计算式为u＝α1*u1+α2*soc*u3，α3和α4均表示加权系数。

50、本可选的实施方式通过上述计算式能够准确计算第二充电时间。

51、在可选的实施方式中，所述控制第二充电回路处于开路状态且控制第一充电回路处于通路状态的具体方式为：

52、控制第一充电继电器和第二充电继电器断开且控制第三充电继电器和第四充电继电器闭合；

53、以及，所述控制所述第二充电回路处于通路状态且控制所述第一充电回路处于开路状态的具体方式为：

54、控制所述第一充电继电器和所述第二充电继电器闭合且控制所述第三充电继电器和所述第四充电继电器断开。

55、本可选的实施方式通过控制所述第一充电继电器和所述第二充电继电器的状态、以及控制所述第三充电继电器和所述第四充电继电器的状态，能够控制第二充电回路和第一充电回路的状态。

56、第三方面，本发明提供一种动力电池，包括电池管理系统和如前述实施方式任一项所述的充电装置，其中，所述电池管理系统用于执行如前述实施方式任一项所述的充电方法。

57、由于本技术第三方面的动力电池包括用于执行如前述实施方式任一项所述的充电方法的电池管理系统和如前述实施方式任一项所述的充电装置，因此其具有前述方法和充电装置所具备的优点，即至少能够提高充电效率。

58、第四方面，本发明提供一种车辆，所述车辆包括如前述实施方式所述的动力电池。

59、由于本技术第四方面的车辆包括前述动力电池，因此其具有前述动力电池所具备的优点，即至少能够提高充电效率。