[發明專利]自動碰撞電池放電方法

有效

• 申請號: 201210426020.6
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103085669A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: T.F.麥克金托什;G.E.雷斯勒
• 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: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;H01M10/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;楊楷

技術領域

本發明大體涉及一種用于在碰撞或其它車輛受損事件之后對高電壓車輛電池放電的系統和方法，并且更具體地，涉及一種用于在碰撞或其它車輛受損事件之后對鋰離子車輛電池放電的系統和方法，包括使用單體平衡電阻器來使電池中的單體電壓耗散。

背景技術

電動車輛變得越來越普遍。這些車輛包括：合并電池和諸如內燃機、燃料電池系統等的主功率源的混合車輛，諸如增程型電動車輛（EREV）；以及純電動車輛，諸如電池電動車輛（BEV）。所有這些類型的電動車輛利用包括多個電池單體（cell）的高電壓電池。這些電池可以是不同的電池類型，諸如鋰離子、鎳金屬氫化物、鉛酸等。用于電動車輛的典型的高壓電池系統可包括用以提供車輛功率和能量要求的幾個電池單體或模塊，其中每個電池模塊可包括一定數量的電池單體，諸如十二個單體。不同的車輛設計包括利用各種用于具體應用的權衡和優勢的不同的電池設計。

在車輛碰撞或其它車輛受損事件期間，對各種車輛部件等的重新布置和/或損壞可導致發生不想要的電連接以及各種流體從車輛排出。因為可存儲在車輛電池中的電功率，這些事情可能導致潛在危險的情形，諸如使車輛部件起電、化學性危險、火災危險等。

有時在電路中利用故障隔離檢測系統來提供故障檢測。電動車輛是一種通常利用故障隔離檢測系統來防止人受到系統傷害的電氣系統。

為了提供電氣故障隔離，一些車輛設有電池斷開單元（BDU），該BDU在碰撞事件之后通過打開電池接觸器而將電池功率從車輛自動地斷開或移除。另外，利用將電池分離成兩個部分的設備的手動服務斷開（MSD）在本領域中是已知的，其中受過訓練的響應者響應于車輛碰撞可能移除MSD以隔離電池。然而，這些已知的隔離技術不從電池移除電荷，僅抑制它。

如上所提及的，用于車輛的高壓電池通常包括幾個串聯地電聯接的電池單體。作為諸如內部單體電阻、電連接、電池老化等的許多因素的結果，電池中單體的電荷狀態（SOC）在電池的運行期間可隨時間漂離。電池管理系統可被設置用以監測每個電池單體的電荷狀態以及電池的溫度，以及基于最大充電單體和最小充電單體的電荷狀態來控制電池可被充電和放電的程度。如果具有最低電荷狀態的單體下降到低于某個最小電荷狀態，則電池不能用于提供功率，因為該單體可能受損，并且電池不能過充電超過對于具有最大電荷狀態的單體來說的某個最大電荷狀態，因為該單體可變得過熱和受損。因此，即使其它單體可具有適當的或大量的電荷狀態，具有低電荷狀態的單體也會阻礙電池被使用。

在本領域中提供如下單體平衡系統是已知的：該單體平衡系統試圖控制高壓車輛電池內單體的充電和放電，使得它們在任何給定的時間點具有約相同的水平的電荷。在一種已知的單體平衡電路中，單體平衡電阻器被設置成與電池單體并聯，從而允許單體被電耗散到期望的水平，使得電荷匹配其它電池單體。

發明內容

根據本發明的教義，公開了一種用于在車輛受損事件之后對車輛電池放電的系統和方法。該方法包括：確定該車輛已經陷入車輛受損事件中，然后基于該事件的嚴重程度將電池中的單體放電到預定的單體電壓。電池單體可以由已經存在于車輛電池中用于單體平衡目的的電阻器或由已經被添加用于單體放電目的的電阻器放電。單體的電壓當它們被耗散時受到監測，并且一旦單體的具體電壓已經達到期望的電壓，則打開開關以使電阻器從單體斷開?？商娲兀瑔误w電壓不被監測，但是被被動地放電到零伏。在一個實施例中，取決于事件嚴重程度，預定的單體電壓是三個獨立的電壓，包括：針對低嚴重程度事件的單體的最小工作電壓；針對中等嚴重程度事件的單體的0%SOC；以及針對嚴重事件的單體的零電壓。

本發明還提供如下方案：

1.?一種用于使車輛上的電池放電的方法，所述電池包括多個電池單體，每個電池單體包括放電電路，所述方法包括：

確定所述車輛已經陷入車輛受損事件中；以及

如果車輛受損事件被檢測到，則通過為每個單體接通所述放電電路來對每個電池單體放電，以將所述單體放電到預定的單體電荷狀態水平。

2.?根據方案1所述的方法，其特征在于，對每個電池單體放電包括：監測每個電池單體的電壓，并且當每個電池單體達到所述預定的單體電荷狀態水平時，獨立地停止對每個電池單體的放電。

3.?根據方案1所述的方法，其特征在于，其還包括：確定所述車輛受損事件的嚴重程度，其中對每個電池單體放電包括：取決于所述車輛受損事件的嚴重程度，將所述電池單體放電到不同的預定電壓水平。