专利名称：车用快速充电电池、用于该电池的快速充电系统及实现方法
技术领域：
本发明涉及电动车用充电电池及用于该电池的充电系统及实现方法，尤其涉及一种电动车用快速充电电池及用于该电池的充电系统及实现方法。
背景技术：
电动车电池电容量的扩充通常是以增大电池体积和增加电池总体成本为代价的， 如果不扩充电池电容量，而使电池充电速度得到明显提升，或者达到瞬时充电的效果，则意味着从另一个角度上解决了电动车扩充电容量的问题。
为了实现电动车快速或者瞬时充电的目的，在先技术公开号为CN102163860A中国专利“一种采用超级电容构成的快速充电系统”提供了一种采用超级电容构成的快速充电系统，使大电流和大功率的瞬态充电过程给电网造成的影响最小，同时实现了功率优化配比，从而真正实现了满负荷功率过程充电。但该发明仅在解决对电网造成的影响上产生了显著效果，而并没有减少快速充电过程对电动车动力电池本身造成的损害性影响。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于满足快速充电需要的快速充电电池，通过在电池本身的构成部件中使用超级电容电池作为充电单元，使得该快速充电电池既可以大电流瞬时吸取外部电量，又可以小电流慢充转储给主要的储电单元，通过快速充电多次的充电方式来解决电池电容量不够大的问题。
本发明的技术方案是这样实现的
车用快速充电电池，包括超级电容电池和普通充电电池两个部分，其特征在于所述超级电容电池部分构成充电单元，在快速充电时外部电源仅向该单元充电；所述普通充电电池部分构成储电单元，对超级电容电池中快速充入的电量进行二次储存；所述超级电容电池的正负极通过稳流电路与普通充电电池的正负极相连接形成充放电回路，用于将超级电容电池中的电量向普通充电电池中进行转储。
较佳的，所述普通充电电池为锂离子充电电池。
车用快速充电电池充电系统，其特征在于包括，
车用快速充电电池，用于接收和储存外部电量；
馈电部分，通过电缆与外部电源正负极相连接，用于向权利要求1所述充电单元提供外部电量；
受电部分，通过电缆与权利要求1所述充电单元中超级电容电池的正负极相连接，用于接受和传送从馈电部分供给充电单元的外部电量；
寻问识别部分，用于探测有无车辆驶入充电区及对车辆身份进行鉴别；
应答及身份鉴权部分，用于应答寻问和提供车辆身份标识信息；
电路控制部分，用于启动或切断外部电源的供电；
外部电源，由市电或可再生能源电源和至少两个交替使用的大型超级电容电池构成，用于向车用快速充电电池的充电单元充电。
用上述充电系统对上述快速充电电池进行充电的实现方法，包括如下步骤
A.先由市电或可再生电源向外部电源的两个超级电容电池依次进行充电；
B.当车辆需要充电时，司机将车辆驶入充电区。
C.寻问识别部分通过射频信号向设置于车身顶部或底部的应答器发出寻问信号， 应答器将车辆身份信号反馈给寻问识别部分，当判断该身份信号为有效时，电路控制部分接通外部电源，充电系统启动，开始给车用快速充电电池的充电单元进行充电；
D.当充电单元，即超级电容电池部分充满电后，快速充电过程完毕，电路控制部分切断外部电源的供电；
E.受电部分与馈电部分脱离连接，车辆启动驶离充电区；
F.车辆正常行进过程中由超级电容电池部分通过稳流电路向普通充电电池部分进行电量转储。
本发明的有益效果在于
1.能实现车用动力电池的快速充电，在不扩充动力电池电容量的情况下，可通过快速充电多次的充电方式来解决电池电容量不够大的问题。
2.通过在电池本身的构成部件中使用超级电容电池作为充电单元，使得该快速充电电池既可以大电流瞬时吸取外部电量，又可以小电流慢充转储给主要的储电单元，从而避免快速充电对主要储电单元电池性能的损害。
本发明附图2幅。
附图1是本发明快速充电电池工作原理示意图。
附图2是快速充电系统工作流程图。
其中，1、超级电容电池，11、大电流，2、普通充电电池，21、小电流具体实施方式
本发明车用快速充电电池，包括超级电容电池和普通充电电池两个部分，其特征在于所述超级电容电池部分构成充电单元，在快速充电时外部电源仅向该单元充电；所述普通充电电池部分构成储电单元，对超级电容电池中快速充入的电量进行二次储存；所述超级电容电池的正负极通过稳流电路与普通充电电池的正负极相连接形成充放电回路， 用于将超级电容电池中的电量向普通充电电池中进行转储。其中所述普通充电电池为锂离子充电电池。
如附图1快速充电电池工作原理示意图所示，大电流11先行向超级电容电池1进行快速瞬时充电，超级电容电池瞬时快速充完电后即可与外部电源断开，然后在车辆行驶的过程中再通过稳流电路以小电流21慢速将超级电容电池中的电量转储给普通充电电池 2，通过这种快速充电多次的充电方式，使电动车能间接解决了电池电容量不够大的问题。
快速充电系统的第一实施例
以市内公交车为例，馈电部分为一对馈电轨，由两条平行的金属导轨构成，通过电线杆以0. 5-lm的间隔距离平行设置于高空，两条金属导轨分别通过电缆与外部电源正负极相连接；
受电部分为一对受电刷，由一对刷头和一对中空刷杆构成，两刷头的间距等于馈电轨双轨间的平行距离，两刷头分别经两中空刷杆中的导线与车用快速充电电池充电单元中的超级电容电池的正负极相连接，用于接受和传送从馈电轨供给充电单元的外部电量；
寻问识别部分，埋于路面下车辆充电区驶入一端，寻问识别部分主要用于探测有无车辆驶入及对车辆身份进行鉴别；
应答及身份鉴权部分，设置于车身底部，用于应答寻问和提供车辆身份标识信息；
电路控制部分，用于启动或切断外部电源的供电；
外部电源，由市电或可再生能源电源和至少两个交替使用的超大型超级电容电池构成，用于向车用快速充电电池的充电单元充电。
快速充电系统的第二实施例
以普通小轿车为例，馈电部分为一对馈电棒，由两根可上下伸缩金属棒构成，以 0. 2-0. 5m的间隔距离设置于公路停车道的路面上，两根金属棒主体埋于路面之下，需要时可向上伸出，在路面之下分别通过电缆与外部电源正负极相连接；
受电部分为一对受电板，由两块长方形金属板构成，两块金属板中心的间距等于两根馈电棒的间距，两块金属板通过导线与车用快速充电电池充电单元中的超级电容电池的正负极相连接，用于接受和传送从馈电棒供给充电单元的外部电量；
寻问识别部分，埋于路面下两根馈电棒连线中点位置，寻问识别部分主要用于探测有无车辆驶入及对车辆身份进行鉴别；
应答及身份鉴权部分，设置于车身底盘上两块金属板中心连线之间，用于应答寻问和提供车辆身份标识信息；
电路控制部分，用于启动或切断外部电源的供电；
外部电源，由市电或可再生能源电源和至少两个交替使用的超级电容电池构成， 用于向车用快速充电电池的充电单元充电。
如附图2所示，上述充电系统对上述快速充电电池进行充电的实现方法，包括如下步骤
A.先由市电或可再生电源向外部电源的两个超级电容电池依次进行充电；
B.当车辆需要充电时，司机将车辆驶入充电区。
C.寻问识别部分通过射频信号向设置于车身底盘上的应答器发出寻问信号，应答器将车辆身份信号反馈给寻问识别部分，当判断该身份信号为有效时，电路控制部分接通外部电源，充电系统启动，开始给车用快速充电电池的充电单元进行充电；
D.当充电单元，即超级电容电池部分充满电后，快速充电过程完毕，电路控制部分切断外部电源的供电；
E.受电部分与馈电部分脱离连接，车辆启动驶离充电区；
F.车辆正常行进过程中由超级电容电池部分通过稳流电路向普通充电电池部分进行电量转储。
其中步骤A中外部电源由两个超大型超级电容电池构成，由市电或可再生电源先向该两个超大型超级电容电池小电流充电，这样做的目的是于，不将快速充电电池直接与市电连接，以免对电网造成影响。而用预先准备好的超大型超级电容电池向快速充电电池中小型超级电容电池充电更易实现大电流的瞬时充电。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此。 任何由超级电容电池和普通充电电池构成的快速充电电池的设计均应属于本发明所阐明快速充电电池技术构思的保护范围，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变的设计，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明所述的快速充电电池和充电系统尤其适宜于电动公交车的使用，但市内运行的出租车也会同样适用。
权利要求
1.车用快速充电电池，包括超级电容电池和普通充电电池两个部分，其特征在于所述超级电容电池部分构成充电单元，在快速充电时外部电源仅向该单元充电；所述普通充电电池部分构成储电单元，对超级电容电池中快速充入的电量进行二次储存；所述超级电容电池的正负极通过稳流电路与普通充电电池的正负极相连接形成充放电回路，用于将超级电容电池中的电量向普通充电电池中进行转储。
2.根据权利要求1所述的车用快速充电电池，其特征在于所述普通充电电池为锂离子充电电池。
3.车用快速充电电池充电系统，其特征在于包括，权利要求1所述的车用快速充电电池，用于接收和储存外部电量；馈电部分，通过电缆与外部电源正负极相连接，用于向权利要求1所述充电单元提供外部电量；受电部分，通过电缆与权利要求1所述充电单元中超级电容电池的正负极相连接，用于接受和传送从馈电部分供给充电单元的外部电量；寻问识别部分，用于探测有无车辆驶入充电区及对车辆身份进行鉴别；应答及身份鉴权部分，用于应答寻问和提供车辆身份标识信息；电路控制部分，用于启动或切断外部电源的供电；外部电源，由市电或可再生能源电源和至少两个交替使用的大型超级电容电池构成， 用于向车用快速充电电池的充电单元充电。
4.用权利要求3所述充电系统对要求权利1所述快速充电电池进行充电的实现方法， 包括如下步骤A.先由市电或可再生电源向外部电源的两个超级电容电池依次进行充电；B.当车辆需要充电时，司机将车辆驶入充电区；C.寻问识别部分通过射频信号向设置于车身底部的应答器发出寻问信号，应答器将车辆身份信号反馈给寻问识别部分，当判断该身份信号为有效时，电路控制部分接通外部电源，充电系统启动，开始给车用快速充电电池的充电单元进行充电；D.当充电单元，即超级电容电池部分充满电后，快速充电过程完毕，电路控制部分切断外部电源的供电；E.受电部分与馈电部分脱离连接，车辆启动驶离充电区；F.车辆正常行进过程中由超级电容电池部分通过稳流电路向普通充电电池部分进行电量转储。
全文摘要
本发明公开了一种电动车用快速充电电池及用于该电池的充电系统及实现方法，所述车用快充电池，包括超级电容电池和普通充电电池两个部分，所述超级电容电池部分构成充电单元，在快速充电时外部电源仅向该单元充电；所述普通充电电池部分构成储电单元，对超级电容电池中快速充入的电量进行二次储存；所述超级电容电池的正负极通过稳流电路与普通充电电池的正负极相连接形成充放电回路，用于将超级电容电池中的电量向普通充电电池中进行转储。通过在电池本身的构成部件中使用超级电容电池作为充电单元，使得该快速充电电池既可以大电流瞬时吸取外部电量，又可以小电流慢充转储给主要的储电单元，从而避免快速充电对主要储电单元电池性能的损害。
文档编号H02J7/00GK102545341SQ20121002705
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者张应刚 申请人:张应刚