[發明專利]用于推進蓄電池的組合加熱及預充電功能和硬件

有效

• 申請號: 201110228250.7
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102377215A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: M.雷施曼;P.安德烈斯
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;傅永霄

技術領域

本發明總體上涉及一種用于電動車輛的蓄電池電路，并且更具體地，涉及一種用于電動車輛的使用既提供預充電功能又提供蓄電池加熱功能的單電阻器的蓄電池電路。

背景技術

電動車輛正變得越來越流行。這些車輛包括混合動力車輛，例如增程電動車輛（EREV），其兼有蓄電池和主動力源，例如內燃機、燃料電池系統等，以及純電動的車輛，例如蓄電池電動車輛（BEV）。所有這些類型的電動車輛都采用高壓蓄電池，其包括多個蓄電池單格電池。這些蓄電池可以是不同的蓄電池類型，例如鋰離子、鎳金屬氫化物、鉛酸等。用于電動車輛的典型高壓蓄電池可以包括196個蓄電池單格電池，其提供大約400伏的電力。該蓄電池可以包括多個單獨的蓄電池模塊，其中每個蓄電池模塊可以包括一定數量的蓄電池單格電池，例如12個單格電池。單獨的蓄電池單格電池可以串聯地電聯接，或一系列單格電池可以并聯地電聯接，其中在模塊中的許多單格電池串聯連接，并且每個模塊與其他模塊并聯聯接。不同的車輛設計包括不同的蓄電池設計，該蓄電池設計采用用于特定應用的各種折中和優點。

在電動車輛中的高壓蓄電池由蓄電池觸頭選擇性地聯接到車輛的高壓總線。當車輛熄火時，觸頭斷開，并且蓄電池從高壓總線斷開。當車輛點火時，觸頭閉合，并且蓄電池聯接到高壓總線。

多個其他高壓部件電聯接到高壓總線，包括牽引馬達逆變器模塊（TPIM），其將DC高壓總線信號逆變為適于在車輛中的AC推進馬達的AC信號。TPIM和聯接到高壓總線的其他模塊以及電路通常包括橫跨高壓總線的正和負線聯接的相對較大電容器，其過濾了總線電壓噪音，否則該噪音會對模塊的性能有降低作用。然而，當蓄電池觸頭正在被閉合并且蓄電池電壓被聯接到高壓總線時，這些電容器充當橫跨這些總線的線的直接短路，直到電容器已經有機會充電，其大體上僅幾個微秒。作為高壓的結果，這個有限時間的直接短路對在系統中的許多電部件有退化作用，包括電容器本身和觸頭，其限制了它們的壽命。

為了消除或減少在系統啟動時來自直接短路的這個電流尖峰，已知的是在蓄電池電路中提供預充電電阻器，其作為負載工作以在若干電容器正在被充電時限制電流。換句話說，在車輛啟動期間，在閉合主總線觸頭之前，預充電電阻器對車輛的高壓總線預充電，以便避免高起動電流尖峰，不然該電流尖峰會損壞高壓電容器。在一個具體設計中，在啟動時閉合負蓄電池觸頭，并且預充電電阻器被橫跨總線正線觸頭地聯接，總線正線觸頭保持斷開直到完成預充電功能。

在工業中公知的是，高溫對車輛蓄電池是有害的，并且當在車輛驅動操作期間被放電時，大多數類型的蓄電池組產生熱量。還已知的是，鋰離子蓄電池組的壽命是蓄電池組的溫度和充電狀態的函數，其中高溫會有害于蓄電池組的壽命，如果那些溫度發生在蓄電池組處于高的充電狀態時。因此，電動車輛通常采用熱量管理系統來將蓄電池組溫度維持在某個水平，其對于延長蓄電池組壽命是已知的。蓄電池熱量管理系統通常包括提供在冷卻流體中的電加熱器，其在冷操作條件期間加熱冷卻流體以升高蓄電池的溫度到最佳溫度以實現更好的性能。

發明內容

根據本發明的教導，公開了一種用于電動車輛的蓄電池電路，其采用既在系統啟動時提供預充電功能又在需要時提供蓄電池加熱的單個電阻器。該蓄電池電路包括電聯接到蓄電池的正端子的高壓總線正線和電聯接到蓄電池負端子的高壓總線負線。電阻器的第一端電聯接到高壓總線正線，電阻器的第二端電聯接到高壓總線負線，第一開關電聯接在電阻器的第二端與高壓總線正線之間，并且第二開關電聯接在電阻器的第二端與高壓總線負線之間。當第一開關閉合以及第二開關斷開時提供預充電操作，并且當第二開關閉合以及第一開關斷開時，提供加熱功能。

結合附圖，根據下面的描述以及從屬權利要求，本發明的附加特征將將變得顯而易見。

本發明還提供了如下方案：

方案1.?一種蓄電池電路，包括：

包括正端子和負端子的蓄電池；

電聯接到蓄電池正端子的高壓總線正線；

電聯接到蓄電池負端子的高壓總線負線；

包括電聯接到高壓總線正線的第一端和電聯接到高壓總線負線的第二端的電阻器；

電聯接在電阻器的第二端與高壓總線正線之間的第一開關；以及

電聯接在電阻器的第二端與高壓總線負線之間的第二開關，所述電阻器單獨地既提供預充電操作又提供加熱操作用于加熱蓄電池，其中電阻器是電加熱器的一部分，閉合所述第一開關以及斷開第二開關來提供預充電操作，并且閉合所述第二開關以及斷開第一開關來提供加熱操作。