[發明專利]一種蓄電池組和包含該蓄電池組的混合動力車輛

在審

• 申請號: 201510542887.1
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105391108A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 張宰熏
• 申請（專利權）人: LS產電株式會社
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;B60R16/033
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;鄧玉婷

技術領域

本發明涉及一種在混合動力車輛中使用的作為能量存儲設備的蓄電池組，尤其涉及包括高容量48V電池的蓄電池組。

背景技術

總得來說，具有使用汽油或柴油作為主要燃料的內燃機導致諸如空氣污染的污染。因此，近來作出許多努力來發展電動車輛或混合動力車輛來減少污染。

電動車輛使用由電池輸出的電能操作的電池發動機。這樣的電動車輛使用蓄電池組，在蓄電池組中多個可重復充電的二次電池排列成單個蓄電池組作為主要電源，并且不會產生廢氣并且產生的噪聲非常小。

混合動力車輛使用至少兩種電源，例如，內置發動機和由電池操作的致動器。復合式混合動力車輛當前正在發展。這樣的復合式混合動力車輛使用內燃機和通過持續提供氫氣和氧氣和包含化學反應來獲取電能的燃料電池，或使用蓄電池和燃料電池。

包含在這樣的電動車輛或混合動力車輛的電池供電設備是用來提供能量給相關電子設備和致動器的電源，其包括多個蓄電池。通過使用多蓄電池組而不是單體蓄電池組可以應用高壓或增加容量。

在混合動力車輛中，諸如遠程信息處理、ISG、電機驅動方向盤等的電負載需要從12V電池獲取更多電力，但是傳統的12V電池系統不能滿足這樣增長的電力需求。為了克服這樣的限制，提出了一種實施低功耗的混合動力系統的48V系統作為替代，并且執行研究來發展48V額定電負載來代替消耗過多電力的電負載。

例如，48V系統用于諸如帶式起動發電機(BSG，beltedstartergenerator)、空調、電機驅動方向盤等的高負載，并且12V系統用于諸如音頻、顯示器、燈等的電負載。

圖1和2為顯示了傳統混合電力車輛的配置的框圖，和圖3顯示了傳統預充電繼電器的框圖。

參考圖1，傳統混合動力車輛的電池系統包括通過皮帶輪11傳輸電力到電動機10或將在電動機10中生成的電力轉換為電能的電動發電機20，以及逆變器30，其用于提供電能給電動發電機20或將從電動發電機20傳送的能量轉換為電能以將電能轉移到主蓄電池組40。

電動發電機20對應于安裝在電動機和變速器之間的IGS以控制電動機的點火的開啟/關閉和驅動所需的啟動轉矩，操作為在車輛正常運行下的發電機，和在驅動制動器時收集可再生的制動能量。

另外，傳統的電池系統包括子蓄電池60和用于增加或降低主蓄電池組40和子蓄電池60之間電壓的DC-DC轉換器50。

詳細地，如圖2所示，主蓄電池組40包括電池管理系統(BMS，batterymanagementsystem)41，其作為主蓄電池控制單元，用來感測車輛的電池狀態和控制電池的操作。

BMS41感測車輛系統的電池狀態信息，控制對電池進行充電/放電的電路并包括控制供電單元、多個感測單元、主微計算機和備份微計算機。

例如，BMS41具有用來測量包括在主蓄電池43中的每個蓄電池單元的電壓以均衡蓄電池單元之間的電壓的電池平衡電路，和用于測量蓄電池單元和蓄電池組40的溫度的溫度傳感器。

另外，BMS41具有用來測量輸入/輸出電壓和電流的感測電路；諸如CAN、LIN等用于車輛內通信的通信模塊；和用于監視系統的每個位置的溫度和執行電池平衡的ASIC。

另外，BMS41包括用于控制電路和傳感器的主微計算機；在諸如主計算機失敗等緊急情況下使用的或用于處理輔助操作的備份微計算機(DSP)；和用于從12V輔助電池生成提供給每個電路和傳感器的控制電力的切換模式電力系統(SMPS，switchingmodepowersystem)。

如上所述，為了使用電能作為車輛的能源，提供多個電路和傳感器以及用于管理這些電路和傳感器的微計算機來對這些元件進行穩定操作和保護。

BMS41控制與用來在車輛系統和主蓄電池42之間切換連接的主繼電器對應的電池切斷開關單元(BDU，batterydisconnectunit)42。BDU42將參考圖3進行更詳細描述。

根據現有技術，DC-DC轉換器50物理地與主蓄電池組40分離，并且布置于主蓄電池組40和子蓄電池60之間。DC-DC轉換器50包括轉換器電力單元51和轉換器控制單元52。

轉換器電力單元51包括用于根據從轉換器控制單元52傳送的柵極信號來增加或降低DC電壓的電路。

如上述BMS，轉換器控制單元52包括用于包含在其中的多個電路和傳感器的穩定操作和保護的微計算機。