[發(fā)明專利]用于液冷式混合動力車電池組的增強(qiáng)型混合動力車預(yù)充電加熱器診斷檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310026731.9
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103213512A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.J.納穆;R.K.斯蒂爾;M.E.巴頓
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;傅永霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總的涉及用于檢測用來加熱車輛電池的加熱器的可能故障的檢測系統(tǒng)，更特別地，涉及用于確定車輛上電池電路中的加熱器是否無法用來加熱液冷式電池的冷卻流體、但是可用作車輛軟起動的預(yù)充電電阻器的檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電動車正變得越來越流行。這些車輛包括混合動力車（例如組合了電池和主動力源（如內(nèi)燃機(jī)、燃料電池系統(tǒng)等）的增程電動車（EREV））和純電動車（例如電池電動車（BEV））。所有這些類型的電動車都利用包括多個電池單元的高電壓電池。這些電池可為不同的電池類型，例如鋰離子電池、鎳金屬氫化物電池、鉛酸電池等。用于電動車的典型高電壓電池可包括提供約400伏功率的196個電池單元。該電池可包括單獨(dú)的電池模塊，其中每個電池模塊都可包括一定數(shù)量的電池單元，例如12個單元。各電池單元可電串聯(lián)連接，或者一系列單元電并聯(lián)連接，其中模塊中的多個單元串聯(lián)連接，并且每個模塊都并行電連接至其它模塊。不同的車輛設(shè)計(jì)包括不同的電池設(shè)計(jì)，其利用用于特定應(yīng)用的各種權(quán)衡和優(yōu)點(diǎn)。

電動車中的高電壓電池通過電池接觸器有選擇地電連接至車輛高電壓總線。當(dāng)車輛停止時，接觸器斷開，電池從高電壓總線斷開。當(dāng)車輛開啟時，接觸器閉合，電池電壓被聯(lián)接至高電壓總線。

幾個其它高電壓部件電連接至高電壓總線，包括牽引電機(jī)逆變器模塊（TPIM），該模塊將DC高電壓總線信號變換為適于用于車輛中AC驅(qū)進(jìn)電機(jī)的AC信號。聯(lián)接至高電壓總線的TPIM及其它模塊和電路通常包括跨接高電壓總線的正線和負(fù)線的較大電容器，其過濾掉總線電壓噪聲，否則可能對模塊的性能具有不利的影響。然而，由于電池接觸器閉合并且電池電壓聯(lián)接至高電壓總線線路，所以這些電容器作為總線線路之間的短路，直到電容器有充電機(jī)會為止，這通常只有幾毫秒。由于高電壓，這有限時間的短路對系統(tǒng)中的許多電氣部件有不利影響，包括電容器本身及接觸器，這限制了它們的壽命。

為了消除或減小系統(tǒng)起動時由短路引起的電流峰值，已知在電池電路中提供預(yù)充電電阻器作為當(dāng)幾個電容器充電時限制電流的負(fù)載。換句話說，在車輛起動期間閉合主總線接觸器之前，預(yù)充電電阻器給車輛高電壓總線預(yù)充電，以避免高浪涌電流峰值，否則高浪涌電流峰值會損壞高電壓電容器。在一個特定設(shè)計(jì)中，負(fù)電池接觸器在起動時閉合，預(yù)充電電阻器跨接在正的總線接觸器兩端，該總線接觸器保持打開直到完成預(yù)充電功能為止。

行業(yè)內(nèi)熟知，高溫不利于車輛電池，并且車輛行駛操作期間放電時，大部分類型的電池組產(chǎn)生熱量。還已知，鋰離子電池組的壽命是由電池組的溫度和電量狀態(tài)決定的，其中如果電池組處于高電量狀態(tài)時出現(xiàn)高溫，那么高溫不利于電池組的壽命。因此，電動車可利用熱管理系統(tǒng)將電池組溫度保持在已知可延長電池組壽命的特定溫度。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)通常包括冷卻系統(tǒng)，冷卻流體通過該冷卻系統(tǒng)流動，以從電池汲取熱量的某種方式環(huán)繞電池被引導(dǎo)。在冷卻流體內(nèi)的某處通常設(shè)置加熱冷卻流體的電加熱器，以便在冷操作情形期間將電池的溫度升高到最佳溫度，以擁有更好的性能。

于2010年8月10日提交的、題為“Combined?Heating?and?Pre-charging?Function?and?Hardware?for?Propulsion?Batteries”的、轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人的美國專利申請序列No.?12/853,695公開了一種利用電阻元件加熱車輛上液冷式電池的冷卻流體的電池電路，其中電阻器也用作起動車輛的預(yù)充電電阻器，其通過參考包含于本文。

使用單個電阻器用于電池加熱功能和預(yù)充電功能存在著缺陷，如果電阻器損壞或以其它方式故障，那么因?yàn)槠錈o法執(zhí)行預(yù)充電功能，所以車輛無法起動。例如，如果車輛上的液體冷卻系統(tǒng)破裂或以其它方式泄漏，那么冷卻流體排出，隨后加熱電阻器被接通，由于電阻器未在冷卻流體中，其溫度會上升至損壞的水平，電阻器很可能會故障。在這種情形下，電池可能以其他方式操作，但是在較低的性能。但是，由于預(yù)充電功能不能運(yùn)行，所以車輛無法起動，可能導(dǎo)致走路回家的情況。

發(fā)明內(nèi)容