专利名称：建立蓄电池充电网络的方法
技术领域：
本发明一般涉及用于对大型蓄电池组进行充电的灵活蓄电池充电器。更具体地，本发明涉及使其能够与以下蓄电池一起工作的可堆叠蓄电池充电器:所述蓄电池对充电条件敏感，因此它们需要持续通信且需要大量功率以迅速充电。
背景技术：
高压蓄电池系统(诸如，作为个别电池的组成的蓄电池组)是若干重要应用(诸如，电动车辆驱动器和大型能量存储系统)的关键元件。“电池”可以意味着由最基本单元(即，正极板、负极板和电解质)构成的单个电化学电池。然而，这里使用的术语不限于此，而是可以包括一组电池，该组电池可以包括作为蓄电池组的组件的单个单元以及对最新蓄电池化学物质(即，锂和锂组合)的使用。蓄电池或蓄电池组是单元或个别电池的串联或并联连接。实现对高压蓄电池应用的广泛市场接受需要用于对高压蓄电池组进行充电的经济上可行的系统。解决该需求需要开发一种可以在高输出电压下供应受控充电电流的高功率密度充电系统。然而，实现这种系统需要克服与高输出电压相关的特定实际问题。原理上，蓄电池充电器是具有可控电压、电流和功率界限的电源。蓄电池充电器与传统电源的区别是满足蓄电池组的独特要求的能力。典型地，蓄电池充电器具有两个任务要完成。第一个且最重要的任务是尽可能快地恢复容量，而第二个任务是通过补偿自放电和环境温度变化来维持容量。这些任务通常通过以预置方式(即，使用充电算法)控制充电器的输出电压、电流和功率而完成。两个最普通的充电算法是恒定电压充电和恒定电流充电。在恒定电压充电中，蓄电池串上的电压被保持恒定，其中蓄电池的状态确定充电电流电平。充电过程通常在达到特定时间界限之后终止。恒定电压充电在浮动模式应用中最普遍。相比之下，恒定电流充电保持充电电流恒定。该方法通常用在循环应用中，由于其在相对短的时间内对蓄电池再充电。存在使用一连串的恒定电流充电和恒定电压充电以优化蓄电池充电接受的、两种基本方法的许多变型。然而，这些变型需要具有电压和电流调节能力的受控充电器。此外，充电器被限制于其设计电压、电流和功率界限。充电器还被限制于其输入限制，这意味着充电器仅可以向蓄电池串供应从比如具有20安界限的标准120伏插座的电源提供给该充电器的功率的子集。因此，期望的是具有以下充电器:该充电器能够提高其提供更多功率以满足蓄电池串的充电要求的能力，使得蓄电池串的充电可以更快速地进行而不会过充电，该过充电可能严重损坏蓄电池。
发明内容
尽管为了语法流畅而用功能说明来描述了或将描述设备和方法，但是要明确理解，除非在35 USC 112下明确阐述，权利要求不要被解释为必须以任何方式受到“装置”或“步骤”限制的构造的限制，而是要给予在等效物的司法原则下由权利要求提供的定义的意义和等效物的全部范围，以及在35 USC 112下明确阐述权利要求的情况下要给予35 USC112下的全部法定等效物。本发明具体解决并减轻了与现有技术相关联的上述缺陷。根据本发明的优选方面，该方法开发了如下蓄电池充电器网络:其能够将可用充电器添加到充电网络中以满足充电要求并在一些情况下通过经由充电网络实现给蓄电池串的更大电压、电流和功率而提高其中对蓄电池串完全充电的速度。根据一方面，本发明包括一种用于经由充电器网络对蓄电池串进行充电的方法，其中所述网络包括至少一个充电器、至少一个蓄电池串、以及在充电器之间通信的至少一个装置。可以将附加资源(比如蓄电池管理系统)添加至网络以提高功能。在本发明的一个实施例中，使得两个充电器能够经由通信协议彼此通信，并且这两个充电器独立连接至与电网相接的电源(比如壁装插座)。在该实施例中，充电器被智能编程为使得充电器可以彼此通信以及与附加资源(比如蓄电池管理系统)通信。一旦建立了以下通信就实现本发明的另一方面，在该通信中充电器可以被智能配置为使得一个蓄电池充电器被标识为主设备(master),第二蓄电池充电器被标识为从设备(slave)。
现在可以通过转至作为在权利要求中限定的本发明的所示示例而提出的优选实施例的以下详细描述，更好地理解本发明及其各个实施例。明确理解，权利要求所限定的本发明可以比下面描述的所示实施例更宽。图1表示没有充电器网络的充电系统的物理连接。图2表示本发明的充电器网络的图。图3是表示其中实际上建立充电器网络的逻辑过程的流程图。
具体实施例方式在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以进行许多变更和修改。因此，必须理解，仅出于示例的目的阐述了所示实施例，并且所示的实施例不应被视为限制由所附权利要求限定的本发明。例如，尽管下面以特定组合阐述了权利要求的元素的事实，但是必须明确理解，本发明包括更少、更多或不同的元素的其他组合，即使在这些组合中最初并未要求保护这些元素，这里还公开了这些元素。本说明书中用于描述本发明及其各个实施例的词语不仅要在其普通定义的含义的意义上理解，而且要通过本说明书中的特殊定义而包括超出普通定义的含义范围的结构、材料或动作。因此，如果在本说明书的上下文中元素可以被理解为包括多于一个含义，则该元素在权利要求中的使用必须被理解为通用于说明书以及词语本身所支持的所有可能含义。因此，所附权利要求的词语或元素的定义不仅包括字面上阐述的元素的组合，而且包括用于以实质上相同的方式执行实质上相同的功能以获得实质上相同的结果的所有等效结构、材料或动作。因此在这种意义上，预期的是:可以对下面权利要求中的任一个元素进行两个或更多个元素的等效替换，或者可以利用单个元素替换权利要求中的两个或更多个元素。尽管元素可能以上描述为以特定组合进行行动并且甚至最初要求保护如此，但是要明确理解，在一些情况下可以从要求保护的组合中去掉该组合中的一个或多个元素并且要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。本领域的普通技术人员所考虑的对要求保护的主题的现在已知或稍后设计的非实质改变被明确预期为等效地处于权利要求的范围内。因此，对本领域的普通技术人员现在或稍后已知的明显替换被限定在所限定的元素的范围内。因此，下面结合附图阐述的详细描述意在作为本发明的当前优选实施例的描述，而不意在表示其中可以构造或利用本发明的唯一形式。该描述阐述了用于结合所示的实施例构造并操作本发明的功能和步骤序列。然而要理解，可以通过还意在包含于本发明的精神内的不同实施例来实现相同或等效功能。因此，权利要求要被理解为包括以上具体示意和描述的内容、概念上等效的内容、可以明显替换的内容以及还包括实质上合并本发明的实质思想的内容。本发明在图1和2中示意，图1和2示出了本发明的当前优选实施例。这些图表示本发明并假定进行了物理连接以建立至少一个充电器、至少一个蓄电池组和至少一个电源的物理网络并且所有这些是公认的且可用的。图1表示充电系统，其中充电器被物理连接成使得它们可以进行充电但缺少在充电器网络中所需的通信装置。图2中的图表示本发明的充电器网络，其中充电器网络通过实现通信装置来建立。更具体地，充电器网络包括充电器I (120)和充电器2 (130)，其中充电器I和充电器2利用可以经由通信装置(140)进行通信的微处理器和软件来智能配置。此外，充电器
1(120)和充电器2 (130)借助于物理连接(180)而物理连接至电源(110)，使得充电器I(120)和充电器2 (130)能够从电源接收功率。在该图中表示了充电器I (120)和充电器
2(130)连接至相同电源(110)，但是实际上充电器I (120)和充电器2 (130)将单独地连接至电源(110 )以使得它们可以从电源抽取尽可能多的功率并且不限于一种连接或连接类型的约束。充电器I (120)和充电器2 (130)还通过通信装置(190)逻辑连接至电源，使得如果充电器网络连接至作为智能电网的电源，则充电器网络能够进行通信，这是由于智能电网被配置为使得其能够经由通信装置(190)与其他电子设备(比如充电器网络(100))进行通信。充电器I (120)和充电器2 (130)还通过物理连接(170)和(175)而物理连接至蓄电池组(160)，使得充电器I和充电器2可以给蓄电池组(160)供应功率。存在另外可以通过通常被称作(BMS) (180)的蓄电池管理系统而连接至蓄电池组(160)的通信装置(150)。蓄电池管理系统被设计为监视蓄电池组和蓄电池组中的每个电池的充电。这在对蓄电池组进行充电时尤其重要,这是由于充电器未被配置为知道蓄电池组中的每个电池的条件,因此个别电池在这个电池比蓄电池组中的其他电池具有更小容量的情况下可能损坏并因此在对整个组进行充电时可能易受过充电影响。该通信装置允许充电器I (120)和充电器2 (130)能够与BMS (180)进行通信。BMS通常充当蓄电池组的标识装置。例如，BMS将具有蓄电池组的蓄电池类型、蓄电池容量、蓄电池电压、蓄电池电流和总体健康状况并且甚至可能针对蓄电池组中的每个电池具有这种信息。
图3表示其中借助于充电器1、充电器2、BMS和电源来建立充电器网络的逻辑过程，其中充电器1、充电器2、BMS和电源全都包括用于对数据进行通信和处理的微处理器。每一个还可以包括存储装置和计算机。在图1中被标识为(300)的逻辑过程假定物理存在充电器1、充电器2、BMS和电源。在过程(300 )中，借助于施加功率来对充电器I通电(310 )。然后，充电器I执行自检以确保充电器不是正在经历已预定为对蓄电池组的充电有害的故障。然后，充电器I识别其物理连接至网络并且逻辑上试图在这种网络上进行通信(330)。然后，充电器I将其自身设置为充电器网络中的主设备(340)。然后，借助于施加功率来对充电器2通电(350)，并且充电器2执行自检(360)以确保充电器不是正在经历已预定为对蓄电池组的充电有害的故障。然后，充电器2识别其物理连接至网络并且逻辑上试图在这种网络(370)上进行通信。该通信导致与已经被标识为主设备的充电器I进行通信，因此充电器2被设置为从设备。这种设置可以由主设备执行。一旦建立了充电器网络，充电器I和充电器2然后就能够给蓄电池组提供功率，使得蓄电池组可以具有经由充电器网络被两个充电器(充电器I和充电器2)充电的优点。
权利要求
1.一种借助于包括以下步骤的过程来建立充电器网络的方法:对充电器通电；所述充电器执行自检；所述充电器经由通信装置与网络进行通信；所述充电器将其自身设置为主设备；其中所述充电器能够给蓄电池组提供功率。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统包括:命令模块使得用户能够将数据源和储存库逻辑连接。
3.一种借助于包括以下步骤的过程来建立充电器网络的方法:对充电器通电；所述充电器执行自检；所述充电器经由通信装置与网络进行通信；所述充电器将其自身设置为主设备；对附加充电器通电；所述附加充电器执行自检；所述附加充电器经由通信装置在网络上与所述充电器进行通信；所述充电器将所述附加充电器设置为从设备；其中所述充电器和所述附加充电器能够给蓄电池组提供功率。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述系统包括:命令模块使得用户能够将数据源和储存库逻辑连接。
5.一种借助于包括以下步骤的过程来建立充电器网络的方法:对充电器通电；所述充电器执行自检；所述充电器经由通信装置与网络进行通信；所述充电器将其自身设置为主设备；对附加充电器通电；所述附加充电器执行自检；所述附加充电器经由通信装置在网络上与所述充电器进行通信；所述充电器将所述附加充电器设置为从设备；所述充电器与蓄电池管理系统进行通信；其中所述充电器和所述附加充电器能够给蓄电池组提供功率。
全文摘要
本发明涉及建立蓄电池充电网络的方法。实现一种数据管理系统，使得用户可以选择数据源节点、储存库和数据路径，针对每一个选择策略并且分发策略以由管理系统管理。
文档编号H02J7/00GK103178562SQ20111043704
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者M.卡迪 申请人:电流通路公司