[發(fā)明專利]電池?zé)嵯到y(tǒng)和診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310397409.7
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103682513B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.M.斯凱爾頓
• 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: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/63;B60L11/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 賀紫秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池?zé)嵯到y(tǒng)和用于其的附隨診斷方法。

背景技術(shù)

一些車輛在至少一部分時間內(nèi)使用從高電壓DC電池組獲取的電能而被推進(jìn)。電池組經(jīng)由功率逆變器使得一個或多個多相電牽引電動機(jī)通電。混合動力電動車選擇性地使用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)作為到變速器色輸入扭矩來源，其單獨(dú)使用或與牽引電動機(jī)（一個或多個）結(jié)合使用。增程式電動車僅在需要時使用較小發(fā)動機(jī)，且單獨(dú)為發(fā)電機(jī)提供功率。電池電動車放棄使用氣體發(fā)動機(jī)，且代替地使用存儲的電能或再生的制動能量運(yùn)行。所有三種車輛構(gòu)造可經(jīng)由電力在至少一部分時間內(nèi)單獨(dú)運(yùn)行，這被稱為電動車(EV)模式。

在所有上述車輛實(shí)施例中，高電壓DC電池組用于替換地存儲和輸送大量的驅(qū)動牽引電動機(jī)（一個或多個）所需的電能。電池組可以包括多個電池模塊，其每一個含有多個柱形或平坦/扁平的電池單元。運(yùn)行中通過電池單元產(chǎn)生熱量的有效散耗對優(yōu)化總體車輛性能來說是很關(guān)鍵的。結(jié)果，電池?zé)嵯到y(tǒng)與這樣的電池組關(guān)聯(lián)使用以讓一定量的合適的熱傳遞流體循環(huán)流動通過電池組和相關(guān)的功率電子器件。相同的熱系統(tǒng)還可用于按照需要為電池組加熱。

發(fā)明內(nèi)容

本文公開的系統(tǒng)包括電池組、控制器和流動裝置，所述流動裝置讓熱傳遞流體循環(huán)流動，用于調(diào)節(jié)電池組的溫度。系統(tǒng)包括多個熱電偶或其他溫度傳感器。入口熱電偶定位在電池組的流體入口處或附近。可選的出口熱電偶可以在電池組的流體出口處或附近。其余的熱電偶全定位在電池組本身中，且由此稱為內(nèi)部熱電偶。每一個內(nèi)部熱電偶連接到電池單元中相應(yīng)的一個。在簡單的實(shí)施例中可僅使用一個內(nèi)部熱電偶。然而，在本文提供的各種例子中描述了多個內(nèi)部熱電偶，以提供改善的保真且更準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。

控制器使用記錄的電池組熱模型以診斷熱系統(tǒng)的性能，例如流動裝置的機(jī)械和/或電功能性以及管道回路的幾何和其他性質(zhì)，包括任何堵塞的管或管道。以校準(zhǔn)的間隔，在該裝置被使用時處理器從入口和內(nèi)部熱電偶（一個或多個）以及可選出口熱電偶接收溫度信號。

一種方法，包括經(jīng)由流動裝置讓熱傳遞流體循環(huán)流動通過具有多個電池單元的電池組，將入口熱電偶定位在電池組的流體入口附近，將電池組中的至少一個內(nèi)部熱電偶連接到相應(yīng)電池單元。方法還包括經(jīng)由控制器接收和處理來自入口熱電偶和至少一個內(nèi)部熱電偶的溫度信號，以由此診斷流動裝置的性能，包括使用記錄的電池組熱模型。

另一系統(tǒng)包括與流動裝置通信的處理器，所述流動裝置讓熱傳遞流體從流體入口循環(huán)流動到電池組的流體出口，以加熱或冷卻電池組。系統(tǒng)還包括存儲器，在其上記錄了電池組的熱模型和用于診斷熱系統(tǒng)的性能的指令。處理器配置為周期性地執(zhí)行指令以由此使得處理器接收和處理來自入口和內(nèi)部熱電偶（一個或多個）的溫度信號和由此診斷流動裝置的性能。

在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是車輛的示意圖，其具有高壓電池組、用于加熱或冷卻電池組的熱系統(tǒng)和診斷如本文所述的熱系統(tǒng)的性能的控制器。

圖2是圖1的控制器和熱系統(tǒng)的一部分的示意圖。

圖3是圖1所示控制器以及用于執(zhí)行用于圖2所示熱系統(tǒng)的診斷的一組熱電偶的示意圖。

圖4是用于診斷圖1所示熱系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。

圖5是用于診斷圖1所示熱系統(tǒng)的替換方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

參見附圖，其中幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同部件，示例性車輛10示意性地顯示在圖1中。車輛10包括高壓牽引電動機(jī)12、變速器14和驅(qū)動車輪組16。車輛10還包括可充電高壓電池組18，其按照需要經(jīng)由熱系統(tǒng)20被加熱或冷卻，熱系統(tǒng)的例子在后文參考圖2詳述。如下所述的，控制器30（其例子顯示在圖3）周期性地診斷熱系統(tǒng)20的性能。診斷方法的兩個示例性實(shí)施例顯示在圖4和5中，分別是方法100和200。

圖1和2的熱系統(tǒng)20讓合適的熱傳遞流體（例如通過電池組18的空氣或冷卻劑）循環(huán)流動(箭頭22)，以便在電池組運(yùn)行期間消散電池組18產(chǎn)生的熱量，或按照需要加熱電池組18。盡管在圖中出于簡便的目的未示出，但是相同的熱系統(tǒng)20可以用于讓熱傳遞流體循環(huán)流動(箭頭22)通過用于控制圖1的牽引電動機(jī)12的各種功率電子器件，例如牽引功率逆變模塊(TPIM)26、輔助功率模塊/DC-DC轉(zhuǎn)換器（未示出)等。