[發明專利]一種用于平衡機動車輛中蓄電池的系統

有效

• 申請號: 201010500104.0
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102035050A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 斯蒂文·F·查利安;王瑾
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;B60L11/18
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧;李娜娜

技術領域

本發明涉及一種用于平衡機動車輛中蓄電池的系統。

背景技術

電動車輛(EV)、混合動力電動車輛(HEV)、和燃料電池車輛(FCV)通常包括高壓蓄電池。在運轉時，蓄電池提供電能以運轉車輛中的多個組件，例如用于驅動車輛驅動輪的電動馬達。蓄電池通常包括多個可存儲電荷的蓄電單元。這些蓄電單元中的每一個均具有荷電狀態(state?of?charge，SOC)。然而，蓄電池中的一些蓄電單元可能比蓄電池中的其它蓄電單元具有更高的SOC。在這種情況下，稱蓄電池為失衡。當蓄電池變得失衡時，可能需要或必須平衡或重新平衡蓄電池。

發明內容

本發明提供了一種平衡機動車輛中蓄電池的系統和方法，其中蓄電池為包括多個蓄電單元的類型。該系統包括熱電裝置和控制器。

熱電裝置適用于接收熱能并將熱能轉化為電能。熱電裝置可適用于從電池、車輛發動機、車輛驅動橋或其組合接收熱能。另外，熱電裝置可適用于從電池接收電能并將電能轉化為熱能以加熱至少一部分電池。

控制器被配置為用于確定電池中要充電的蓄電單元子組合。該子組合不包括所有蓄電單元。基于各個蓄電單元中的荷電量確定子組合。例如，控制器可基于哪些蓄電單元的荷電量低于預定荷電量來確定子組合。控制器可接收一個或多個指示各個蓄電單元中荷電量的電信號并處理這些信號以確定子組合。

控制器配置用于將電能分配至子組合中的各個蓄電單元以盡力平衡車輛中的電池。系統可包括開關陣列。控制器可控制開關陣列以將電能從熱電裝置分配至子組合中的各個蓄電單元。

在至少一個實施例中，控制器基于子組合中各個蓄電單元中的荷電量將電能分配至子組合中的各個蓄電單元。例如，在控制器將電能分配至具有較多荷電量的蓄電單元之前，控制器可將電能分配至具有較少荷電量的蓄電單元。在另一示例中，當電池中至少一個蓄電單元的荷電量超過預定荷電量時，控制器可將電能從電池分配至熱電裝置。

在至少一個實施例中，控制器確定至少一個蓄電單元的所需荷電狀態并將電能從熱電裝置分配至這一個蓄電單元直至達到這一個蓄電單元的所需荷電狀態。這一個蓄電單元可在控制器將電能分配至電池中的另一蓄電單元之前達到所需荷電狀態。

在至少一個實施例中，控制器基于各個蓄電單元中的荷電量確定電池的平衡狀態并基于平衡狀態將電能從熱電裝置分配至蓄電單元。當平衡狀態指示電池中的蓄電單元充電不均衡時，控制器可將電能分配至電池。

控制器可確定電池中至少兩個蓄電單元之間的荷電差。另外，控制器可基于荷電差將電能從熱電裝置分配至電池中的蓄電單元。

將電能分配至子組合中的各個蓄電單元基本上使蓄電單元中的荷電量相等。控制器可在車輛駕駛循環(drive?cycle)之后將電能分配至子組合中的各個蓄電單元。另外，當電池基本上均衡時，控制器可以以總體上一致的方式將電能分配至電池中的各個蓄電單元。

根據本發明，還提供了一種平衡具有多個蓄電單元的蓄電池的系統，該系統包含：適用于接收熱能并將熱能轉換為電能的熱電裝置；以及控制器，配置用于基于各個蓄電單元中的荷電量確定蓄電池中要被充電的蓄電單元的子組合并將電能分配至子組合中的蓄電單元，以便平衡蓄電池。

根據本發明，還提供了一種平衡機動車輛中蓄電池的方法，包括將熱能轉換為電能、確定電池中要接收電能的蓄電單元的子組合并將電能分配至子組合中的各個蓄電單元，以便平衡車輛中的電池。基于各個蓄電單元中的荷電量來確定該子組合。可從電池、發動機、驅動橋、或其組合接收熱能。

附圖說明

圖1顯示了具有蓄電池和用于平衡蓄電池的系統的機動車輛的示意圖。

圖2顯示了包括熱電裝置、DC/DC轉換器和控制器的用于平衡蓄電池的系統的示意圖。

圖3顯示了平衡蓄電池的方法的流程圖。

具體實施方式

本發明實施例總體上提供了一種用于平衡機動車輛中蓄電池的系統和方法。本說明書以綜合方式描述了該系統及其運轉方法，從而有助于理解本發明的各個方面。

參考圖1，系統10總體上設置用于平衡機動車輛14(下文中稱為車輛)的蓄電池12(下文中稱為電池)。圖1的系統10顯示為與并行/串行混合動力電動車輛(PSHEV)的動力系相結合。然而，系統10可與車輛14相分離、處于車輛14外部、或與適合包含電池12的其它類型機動車輛(例如串聯混合動力電動車輛(SHEV)、并聯混合動力電動車輛(PHEV)、電動車輛(EV)、插電式混合動力電動車輛、燃料電池電動車輛(FCEV)及混合動力燃料電池電動車輛)相結合。