[发明专利]单元故障模式并联旁通电路的蓄电池故障容错结构

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于并联连接蓄电池模块或单元的可控旁通电路，且更具体地涉及能够旁通较大蓄电池系统的一部分的被连接蓄电池单元或模块且控制放电和充电电流的控制电路。

背景技术

电动车辆变得日益流行。这些车辆包括将蓄电池与主功率源（例如，内燃机、燃料电池系统等）结合的混合动力车辆（例如扩展里程电动车辆（EREV））和纯电动车辆（例如，蓄电池电动车辆（BEV））。所有这些类型的电动车辆都采用包括多个蓄电池单元的高电压蓄电池。这些蓄电池可以是不同蓄电池类型，例如锂离子、镍金属氢化物、铅酸等。用于电动车辆的典型高电压蓄电池系统可包括大数量的蓄电池单元或模块以满足车辆功率和能量要求。蓄电池系统可以包括独立蓄电池模块，其中，每个蓄电池模块可包括一定数量的蓄电池单元，例如12个单元。独立蓄电池单元可以串联电联接，或者串联的单元可以并联电联接，其中，模块中的多个单元串联连接且每个模块与其它模块并联电联接。不同车辆设计包括不同蓄电池设计，针对特定应用采用各种折衷和优势。

由于多种原因，例如内部短路、容量丧失、高电阻、高温等，蓄电池中的蓄电池单元可以发生故障或者可能以其它方式性能受限制。车辆蓄电池组通常包括各种传感器和其它诊断装置，其可以确定蓄电池性能是否受限制、正在发生故障或者可能在近来发生故障。由于蓄电池单元可串联电联接，因而串联中的一个单元的故障可能防止串联中的其它单元的使用，且可导致车辆关闭。因而，在重大蓄电池故障发生之前，蓄电池可以从电路断开，且可以提供指示这种故障的警示灯。

取决于蓄电池类型，这种故障可导致步行回家状况（walk-home condition），其中，车辆需要被拖行且不能驾驶。将期望提供蓄电池的独立单元能够被切换出电路从而可避免步行回家状况和其它情形的电路。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种用于蓄电池系统的旁通电路，所述蓄电池系统由多个单元或模块构成，所述旁通电路将单元或模块从所述电路断开或者控制至所述单元或模块或来自于所述单元或模块的电流。如果系统中的单元或模块发生故障或者可能发生故障，那么旁通电路能够将所述单元或模块从并联电联接的其它单元或模块断开。如果单元或模块具有受限性能，那么旁通电路能够调节至所述单元或模块或来自于所述单元或模块的电流，以防止其发生故障或者减慢其故障速率。

方案1. 一种蓄电池电路，包括并联电联接的多个蓄电池模块，每个蓄电池模块包括串联电联接的多个蓄电池单元，每个蓄电池模块还包括控制装置，所述控制装置能操作响应于蓄电池单元故障或可能故障而将蓄电池模块从其它蓄电池模块断开。

方案2. 根据方案1所述的电路，其中，控制电路是开关。

方案3. 根据方案2所述的电路，其中，所述开关是固态开关。

方案4. 根据方案2所述的电路，其中，所述开关是继电器。

方案5. 根据方案2所述的电路，其中，所述开关是机械断路器。

方案6. 根据方案1所述的电路，其中，所述控制装置包括电路部件，所述电路部件控制放电电流从该模块流动和充电电流流向该模块的时间。

方案7. 根据方案6所述的电路，其中，所述控制装置包括：逻辑电路；具有第一开关的第一电流路径；和具有第二开关的第二电流路径，其中，第一电流路径允许电流流入该模块，第二电流路径允许电流流出该模块，且其中，当该模块充电时，逻辑电路断开第二开关且控制第一开关的断开和闭合，其中，第一开关闭合的时间基于该模块的荷电状态范围与蓄电池电路中的较高性能模块的荷电状态范围相比，且其中，当该模块放电时，逻辑电路断开第一开关且控制第二开关的断开和闭合，其中，第二开关闭合的时间也基于该模块的荷电状态范围与蓄电池电路中的较高性能模块的荷电状态范围相比。

方案8. 根据方案1所述的电路，其中，所述蓄电池单元是锂离子蓄电池单元。

方案9. 根据方案1所述的电路，其中，蓄电池是车辆蓄电池。

方案10. 根据方案9所述的电路，其中，所述车辆是混合动力车辆。

方案11. 一种蓄电池电路，包括并联电联接的多个蓄电池模块，每个蓄电池模块包括串联电联接的多个蓄电池单元，每个蓄电池模块还包括控制装置，所述控制装置包括电路部件，所述电路部件控制放电电流从该模块流动和充电电流流向该模块的时间，其中，所述电路部件能操作将蓄电池模块从其它蓄电池模块断开。