[發明專利]電池升溫系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201810607865.2
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN109273802B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 金達;尹信赫
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/635
• 分類號: H01M10/635;H01M10/615;G05D23/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

本發明提供一種電池升溫系統及其控制方法。電池升溫系統包括操作附接至電池模塊的加熱器的電源。加熱器配置為增大電池溫度，并且安裝在加熱器與電源之間的電路上的可變電阻器基于電阻值的調整狀態調整加熱器的加熱值。安裝在加熱器與電源之間的電路上的加熱器繼電器打開與關閉電路以選擇性地打開/關閉加熱器。第一傳感器傳感電池溫度并且第二傳感器傳感加熱器溫度。控制器基于第一傳感器傳感的溫度信息而輸出控制信號以操作加熱器繼電器來選擇性地打開/關閉加熱器并輸出控制信號以調整可變電阻器的可變電阻值。

本申請是分案申請，其母案申請的申請號為2014102230667，申請日為2014年5月23日，發明名稱為“電池升溫系統及其控制方法”。

技術領域

本發明涉及電池升溫系統極其控制方法，并且更具體地，涉及這樣一種電池升溫系統極其控制方法，其更有效地執行加熱控制以縮短電池升溫時間同時縮短低溫條件中電池升溫時間。

背景技術

作為新一代二次電池的鋰聚合物電池(LiPB)已被用作諸如電動車輛和混合動力車輛的環保型車輛中的電池。鋰聚合物電池(LiPB)是使用具有優異的離子導電性的固體電解質的二次電池。在液體電解質電池中，電解液很可能會泄露并且電解液中使用的有機溶劑是可燃材料，而諸如鋰聚合物電池的固體電解質電池的優勢在于該電池不具有(例如，最小)泄露電解液以及爆炸風險的可能性、具有低內阻以及高能量密度，并不會使電池的使用期限減小而不需充足電和完全放電,因為該電池不具有記憶作用。

然而，在基本低溫區域中，由于充電狀態(SOC)降低，電池的內阻迅速增大，使得放電輸出降低。因為車輛的行駛條件是通過基于電池溫度和SOC的輸出而不是通過基于車輛行駛狀態中電池的SOC限制輸出來確定，因此需要將基本低溫狀態中的電池增大至適當溫度(例如，行駛狀態的預定溫度)以確保基本低溫時車輛的電源性能。

當電池在基本低溫狀態下充電時，正極和負極的過電壓的升高不是對稱增大的，從而與室溫下充電相比，充電容量可能降低并且負極電壓可能降低至基本低電壓。具體地，電池中類金屬的鋰減少，并且當該情況在基本時間段內重復時，電池的性能可能會惡化并且可能出現內部短路。

為了有效地使用鋰聚合物電池(LiPB)，并且確保LiPB的安全性以及耐用期限，需要適當地管理電池的使用溫度。然而，當加熱器快速地施加熱以增大電池溫度時，可能會存在起火、爆炸等的風險，并且因此，存在這樣的一種需求，系統需基于電池的溫度和外部條件有效地控制加熱器的溫度。

作為當前電池升溫系統，之前已經開發了通過用正溫度系數(PTC)加熱器來加熱流通于電池組的流體來增大電池溫度的方法，通過使用圍繞電池模塊的毯狀加熱器加熱電池周圍的空氣的方法等等。

電池升溫系統的主要性能取決于短升溫時間以快速地改善低溫時電池的輸出以及安全保證以防止風險，諸如，防止在任何情況下發生火災。為了縮短電池升溫時間，需要減少電源的阻抗以增大加熱器的加熱值，并且確保電池的安全性，需要增大電源的阻抗以減少加熱器的加熱值。

然而，根據相關技術，當加熱器的加熱值無條件地增大時，在非正常情況下電池中可能會發生火，并且具體地，由于加熱器的熱變形可能會出現火星并且由于可燃氣體的泄露可能會出現電池的著火等等由于過度的電池升溫引起的問題，這可能會導致整個車輛的風險。當僅考慮到電池升溫時間的縮短而增大加熱器的加熱值時，由于升溫系統的故障期間的連續加熱難以確保電池的安全性。

發明內容

本發明提供這樣一種電池升溫系統及其控制方法，其可更有效地執行加熱控制以縮短電池升溫時間同時減少低溫條件下的電池升溫時間。此外，本發明提供這樣一種電池升溫系統及其控制方法，其通過防止電池溫度過度升高并防止加熱器過熱確保電池的耐用性以及加熱器的熱變形。