[發明專利]用于車輛電池組管理系統和方法

在審

• 申請號: 201410307920.8
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN105216632A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 彥斯·貝肯;羅伯特·丁力;胡壯豐
• 申請（專利權）人: 觀致汽車有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/635
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 賈媛媛;張思悅

技術領域

本發明大體涉及車輛電氣領域，更具體地涉及一種車輛電池組管理系統和方法。

背景技術

在車輛中，高壓(HV)系統，包括電池、逆變器、馬達等，具有嚴格的安全性要求。特別是在緊急情況下，如發生事故時，快速并可靠地將高壓電源，例如電池組，從高壓系統的其他部分，例如車輛負載斷開，是至關重要的。此外重要的一點是盡可能快地將高壓系統的其他部分放電，以防止電荷失控地消散。例如，防止系統組件，如電纜，被損壞時產生電弧事件。此外，在車輛負載，如電動馬達或供電逆變器單元向高壓系統的其他部分繼續供電的情況下，如由于事故后或失去對轉換器的控制后導致車輪自由旋轉的情況下，盡管高壓母線、高壓電池已經完全斷開，但剩余能量的釋放系統將失效，并導致高壓系統其他部分在長時間內在電力方面是不安全的。在這種情況下，當車輛碰撞發生時，需要提供更快、更可靠的解決方案來斷開電池組與車輛負載或使車輛負載放電。

另一方面，車輛中使用的電池，在一定的溫度范圍內，例如鋰電池，其內部電阻隨著溫度的變化而顯著變化。當溫度升高時鋰電池內部電阻降低，鋰電池的效率隨之提高，電池能夠在更高的功率水平工作。而當溫度非常低時，鋰電池根本不能工作。因此，當鋰電池的溫度過低時，需要將鋰電池加熱，才能在寒冷環境中使用。通常，利用車輛的風冷系統，通過使用駕駛室中的空氣作為加熱或冷卻的來源，來對鋰電池加熱。然而當溫度非常低時，濕熱的駕駛室空氣可導致水蒸氣在冷的電池組部件上凝結。如果需要去除凝結，仍需要從內部對電池組進行加熱，需要提供額外的加熱部件以及為加熱部件提供電能的電源，使電池電路的結構更加復雜，增加了成本。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明，以便提供一種車輛電池組管理系統和方法,以克服上述問題或者至少部分地解決上述問題。

依據本發明的第一方面，提供了一種車輛電池組管理系統，所述系統包括：正極開關，設置在所述電池組的正極和所述車輛負載之間，所述正極開關與所述電池和所述車輛負載串聯地電連接；負極開關，設置在所述電池組的負極和所述車輛負載之間，所述負極開關與所述電池組和所述車輛負載串聯地電連接；所述系統還包括：第一電阻和第一開關，所述第一電阻和所述第一開關串聯地電連接，并且串聯的所述第一電阻和所述第一開關與所述車輛負載并聯地電連接；電池管理單元，用于閉合所述正極開關和所述負極開關，并閉合或斷開所述第一開關以控制所述電池的溫度；以及在車輛發生事故時斷開所述正極開關和所述負極開關，并閉合所述第一開關以將所述車輛負載放電。

根據本發明的一實施方式，其中所述電池管理單元與車輛控制單元或安全氣囊控制單元通信連接；且所述電池管理單元還用于：在車輛發生事故時，接收車輛控制單元(ECU)或安全氣囊控制單元(ACU)發出的事故信號；以及響應于所述事故信號，斷開所述正極開關和所述負極開關，并閉合所述第一開關以將所述車輛負載放電。

根據本發明的一實施方式，其中所述電池管理單元還用于：閉合所述正極開關和所述負極開關；測量所述電池組的溫度；將所測量的溫度與預先確定的溫度閾值相比較；當所測量的溫度小于所述溫度閾值時，閉合所述第一開關；當所測量的溫度等于或大于所述溫度閾值時，斷開閉合的所述第一開關。

根據本發明的一實施方式，其中所述電池組包括多個串聯地電連接的電池單元，且每個所述電池單元與所述第一電阻之間的距離相等。

根據本發明的一實施方式，其中所述電池組由所述車輛的風冷系統散熱，且所述第一電阻設置在所述風冷系統的空氣入口處。

根據本發明的一實施方式，其中所述第一電阻是若干個串聯地電連接的第一電阻，且所述若干個第一電阻平均分布在所述電池組周圍。

根據本發明的一實施方式，其中所述電池組由所述車輛的液冷系統散熱，且所述若干個第一電阻緊靠所述電池組。

根據本發明的一實施方式，其中所述電池組包括多個串聯地電連接的電池單元，所述的系統還包括：若干個第二開關，所述若干個第二開關的每一個分別與所述若干個第一電阻中的每一個并聯地電連接；并且所述電池管理單元還用于：閉合所述正極開關和所述負極開關，并閉合所述第一開關；分別閉合或斷開若干個所述第二開關中的每一個，以分別控制所述多個電池單元中的每一個的溫度。

根據本發明的一實施方式，其中所述電池管理單元還用于：當所述正極開關和所述負極開關無法斷開時，閉合所述第一開關，由所述第一電阻消耗所述電池組的能量。

根據本發明的一實施方式，所述系統還包括設置在所述第一電阻外的金屬殼。