[發明專利]用于對電池組進行熱調節的方法和系統

有效

• 申請號: 201680086265.5
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN109311410B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 尼克拉斯·萊格達爾
• 申請（專利權）人: 沃爾沃卡車集團
• 主分類號: B60L58/26
• 分類號: B60L58/26;B60L58/27;B60L58/22;B60L53/14;H01M10/625;H01M10/615;H01M10/613
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陸弋;安翔

本發明涉及一種用于對電池組(4)進行熱調節的方法，其中所述電池組(1)包括多個電池單體(4a、4b、4c…)并且形成電存儲系統(15)的一部分，所述方法包括執行準備運行功能的步驟，用于優化所述電池組(4)在使用期間的性能。此外，所述方法包括以下步驟：計算電池組(4)要達到的設定點溫度(T_S)，以便在預定時間段(t)期間提供足夠的性能水平而無需進一步的熱調節；以及對所述電池組(4)進行熱調節以達到所述設定點溫度(T_S)。本發明還涉及一種用于這種熱調節的裝置。

技術領域

本發明涉及一種用于對電池組進行熱調節的方法，其中所述電池組包括多個電池單體并且形成電存儲系統的一部分。該方法包括執行準備運行功能(ready-to-runfunction)的步驟，用于優化所述電池組在使用期間的性能。

本發明還涉及一種用于對電池組進行熱調節的裝置，所述裝置包括電池組，所述電池組包括多個電池單體并且形成電存儲系統的一部分。該裝置被構造成用于執行準備運行功能，以便優化所述電池組在使用期間的性能。

本發明可應用于重型車輛，例如卡車、公共汽車和建筑設備。盡管將針對公共汽車來描述本發明，但本發明不限于該特定車輛，而是也可用在其它車輛中。

背景技術

在車輛領域中，關于與用替代動力源(即，用作傳統內燃機的替代品的動力源)推進車輛，得到了穩定發展。特別地，電動操作的車輛已經成為一種很有前景的替代方案。

根據當今的技術，可以僅通過電機來操作車輛，或者通過包括電機和內燃機的裝置來操作車輛。后一種替代方案通常被稱為混合動力車輛(HEV)，并且例如能夠以如下方式使用：在市區外行駛時使用內燃機來操作車輛，而在市區內或在需要限制有害污染物(例如一氧化碳和氮氧化物)排放的環境中可以使用電機。另一種類型的車輛是所謂的插電式混合動力車輛(PHEV)，其被布置成使得外部電源可以用于對電池組充電，所述電池組用于為車輛中的電機供電。可以使用電網電力來實現該充電過程。

電動操作的車輛中涉及的技術與電能存儲系統的發展密切相關，包括用于車輛的與電池相關的技術。由電機操作的車輛通常由可再充電的電能存儲系統供電，該可再充電的電能存儲系統即具有可再充電電池單體的電池組，能夠如上所述地通過外部電源對該電池組充電。這是在已經通過合適的連接器元件將能量存儲系統和外部電源電連接之后進行的。電池組與控制電路一起形成能量存儲系統，該能量存儲系統被構造成用于向電機提供電力。

在汽車領域中，能量存儲系統通常包括具有大量電池單體的電池組。電池組可以例如是鋰離子型的。在使用600V鋰離子電池組的情況下，那么，將例如需要大約200個串聯連接的電池單體以實現期望的電壓來操作車輛。車輛的可用行駛里程取決于某些參數，例如電池組的荷電狀態(SOC)。荷電狀態是用于管理電動車輛中的可用能量的重要參數。

已知的是，包括上述類型的電池組的能量存儲系統的電力輸出和性能取決于電池組的溫度。例如，在插電式混合動力車輛中使用的電池組必須在包括極低溫度和極高溫度的苛刻條件下操作，例如在-20攝氏度到+40攝氏度之間的區間內。這意味著這種電池組的性能可能根據操作期間的實際溫度而顯著變化。例如，如果電池組具有非常低的溫度，則可以預料到這種車輛的里程將顯著降低。

除了用于電動車輛的能量存儲系統具有取決于電池組溫度的性能這一已知事實之外，顯然通常希望提供一種被構造成在需要時提供最佳性能的電池組。

因此，在考慮電池具有溫度依賴性這一重要事實的同時，優化電池組的性能始終是非常重要的。通常可以通過給電池組充電以及通過優化電池組的溫度來提高性能。另一方面，如果對電池組充電過多，則這可能對電池組和與能量存儲系統相關聯的電子部件的壽命和功能有害。

用于電動車輛的熱調節系統是先前已知的。專利文獻US 2015/306974教導了一種系統，該系統被構造成用于在所述電池組的充電期間對電池組進行熱調節。