[發明專利]用于控制電池狀況的系統

有效

• 申請號: 201280025885.X
• 申請日: 2012-01-30
• 公開（公告）號: CN103563161B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: E.阿爾姆奎斯特;M.克拉奇;J.布拉斯科
• 申請（專利權）人: 大陸汽車系統公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/46;H01M10/48;H01M10/615;H01M10/625;G01R31/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 謝攀,劉春元

技術領域

本發明大體上涉及用于控制電池狀況的系統。

背景技術

通常網絡接入設備（諸如，與車輛遠程信息處理（telematics）系統關聯的設備）會需要在緊急的情況下操作。無論車輛動力系統是否起作用或甚至被連接，該功能可能是必要的。因此，通常為這些網絡接入設備提供備用電池。

然而，當電池的溫度接近或低于0°C時，用于供應足夠電力的電池有效性降低。較低的溫度提高了電池的輸出阻抗，當負載電流增加時，這在電池單元和負載之間引起增加的電壓降。依賴于電池化學，這種影響可能更加顯著。

該增長的阻抗的影響是隨著周圍溫度降低而減少可用呼叫時間。對于ECALL應用，客戶期望在-20°C維持呼叫達11分鐘或在-30°C維持呼叫達5分鐘的能力。

發明內容

對該問題的一個解決方案是要提高電池的大小和/或容量。這種方案的主要缺陷主要是高成本和較大的封裝大小。對于汽車ECALL應用來說，具有較小的封裝大小和較低成本是明顯有利的。

為了使用最小和最低成本的電池技術來在汽車或戶外環境中預期的溫度提供需要的呼叫時間，理想的情況是將電池組的溫度維持在最小操作閾值之上。在周圍的溫度低到-40°C的情況下，該閾值通常在-20°C和+10°C之間。通過將加熱元件放置得靠近電池箱能夠實現將電池組的溫度在周圍的溫度之上提高20°C到30°C。

電池組能夠包括某種類型的溫度傳感器，所述溫度傳感器安裝在靠近電池單元并且甚至可以熱耦合到電池單元。該溫度傳感器能夠被用于控制備用電池的充電和放電循環何時可以發生。同一個傳感器可以被用于控制加熱元件，以便將電池單元溫度維持在接近期望的操作點，所述操作點通常大于0°C。

在許多應用中，尤其在車輛中，期望確定電池的有效壽命終結。這通常通過測量電池單元的輸出阻抗來實現。一種用于測量輸出阻抗的技術是測量電池無載情況下的電壓改變并且還測量當連接負載時的電壓改變。通過測量開路電壓以及負載下的電壓并且了解負載阻抗，能夠計算電池的輸出阻抗。

在所述系統中，用于執行該診斷功能的負載也可以被用作加熱元件。加熱元件由柔性襯底上的蝕刻跡線組成，以使得加熱元件的形狀能夠成型（contour）以匹配被加熱的電池單元的形狀。該技術應該在整個電池單元的全體積上提供均勻的加熱。這可以與用于加熱車輛中的鉛酸電池的加熱墊類似。

對于ECALL應用，下面的情況是可能的：在車輛已經運行之后的某一短時間段內，可能發生觸發呼叫的事件。在該情況下，加熱元件能夠從作為輔電源的車輛交流發電機供電，以使得能夠達到備用電池的最大容量。作為功率路徑管理的部分，開關用于將加熱元件連接到輔電源或電池組。

還存在使用案例，其中車輛被存儲在寒冷的環境中一段時間，可能過夜。如果只在當點火開關處于RUN（運行）位置時激活加熱器，那么在備用電池被暖得足以完成呼叫之前會存在延遲。為了在啟動車輛之前使備用電池變暖，可以使用計時器來在某個預設時間開啟加熱器。該計時器可以基于存儲的操作簡檔而被設置成類似于鬧鐘在每天固定的時間觸發。更成熟的技術可以包括基于用戶習慣使加熱時間自適應。在該情況下，算法可以被用于了解車輛每天啟動的最可能的時間并且在該預測的時間之前的時間激活加熱器，以使得加熱器具有足夠的時間來在車輛的預期啟動之前加熱電池。當然，用戶可以選擇禁用該特征，如果他們關注對車輛電池進行放電的話。

本構思的應用可以用于需要使用備用電池的任何遠程信息處理產品中，所述備用電池用于在車輛電池斷開連接的情況下進行呼叫。在其中調制解調器被用作用于提供遠程放置的電動發電機組的診斷和操作情況的數據端口的應用中也存在可能的使用。另一個可能的應用可以是在部署在戶外的系統中，所述系統通常由主電力線供電，而還需要電池備用系統。

在所述的系統中，用于加熱備用電池的功率來自輔電源。特別地，這可以是車輛或固定物中的發動機，其中用于加熱元件的電流從交流發電機或從主電力線用通過變壓器和充電器供應的電流來供應。

參考附加于并形成本說明書一部分的權利要求和附圖，在回顧下述描述之后，本發明的另外的目標、特征和優勢對本領域技術人員將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是包括遠程信息處理控制器和網絡接入設備的系統的示意圖；

圖2是在機動車輛內實現的具有遠程信息處理控制器和網絡接入設備的系統的示意圖；

圖3是用于控制電池狀況的電路的示意圖；

圖4是圖示由電池提供的呼叫持續時間相對于周圍溫度的曲線圖；以及