[发明专利]用于管理电池的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过根据车辆运行期间电池的状态最优地管理电池温度，来在维持车辆性能和电池的耐久性的同时管理电池的系统和方法。背景技术

近来开发的环境型车辆（例如混合动力车、电动车、和燃料电池车）使用高电压电池作为能量供给装置。然而，高电压电池的寿命在高温下会减少、并且可用能量的量值在低温下会迅速下降。通常，本领域已知的是，高电压电池的工作效率温度是大约20℃至30℃。

用于冷却电池的现有方法在高温下执行冷却，并且用于升高电池温度的现有方法是使用内部冷却空气来执行的。然而，当升高电池温度时内部空气冷却负载会增加，由此限制电池的控制。换句话说，当内部冷却器不工作时，难以进行用于电池的空气冷却，并且当内部温度较高时，内部空气在许多情形中无法使用。因此，在使用内部空气冷却或加热电池方面存在着各种问题，并且有必要使用不同类型的热源来冷却和加热电池。

因此，尽管近来的开发实践使用热电装置来冷却和加热电池，但是车辆的燃料效率被降低，这是因为必须向所述装置供应来自电池的比功率（specific power），并且当电池耗尽时难以利用这样的装置来控制电池的温度。

上面作为本发明的相关技术提供的说明只是为了帮助理解本发明的背景，并且不应认为上述说明被包含在本领域技术人员已知的相关技术中。

发明内容

本发明提供了一种用于管理电池的系统（例如，电池管理系统“BMS”），其包括：第一冷却通道，其使冷却剂循环通过散热器和多个电气装置；第二冷却通道，其与第一冷却通道并联连接，并且当电池被过冷却和过加热时使冷却剂循环通过加热和冷却电池的热电装置；截止阀，其在冷却通道上的分叉点处控制冷却通道的打开和关闭；冷却剂泵，其控制冷却剂的循环；以及控制器，其控制截止阀和冷却剂泵，使得当电池被过冷却时冷却剂循环通过电气装置和热电装置，并且使得当电池被过加热时冷却剂循环通过散热器和热电装置。换句话说，使用冷却剂来循环通过系统以便当确定电池的充电状态（“SOC”）时加热或冷却电池。

当电池和电力电子装置被过加热时，控制器使冷却剂循环通过散热器、电力电子装置、和热电装置。

热电装置可以配备有朝向电池布置的风扇，并且当热电装置出现故障时控制器可以控制冷却剂泵和风扇以最大水平操作。

散热器可以配备有冷却风扇，并且当电池被过加热并且热电装置出现故障时，控制器可以控制冷却泵和冷却风扇以最大水平操作。

系统还可以包括与第一冷却通道或第二冷却通道连接并经过电池充电器的第三冷却通道，其中当充电器不工作时，控制器可以控制冷却剂不循环通过充电器。

此外，本发明提供了一种管理电池的方法，其包括：由控制器检查电池的温度；当电池被过冷却时，由控制器控制截止阀以使冷却剂循环通过多个电力电子装置和一热电装置；以及当电池被过加热时，控制截止阀以使冷却剂循环通过散热器和热电装置。另外，当电池和电力电子装置被过加热时，控制截止阀以使冷却剂循环通过电力电子装置和热电装置。

该方法还可以包括：响应于热电装置出现故障，以最大水平控制风扇和冷却剂泵，其中风扇朝向电池布置在热电装置中。当热电装置出现故障时，控制器可以以最大水平控制风扇、冷却剂泵、散热器中的冷却风扇。此外，当热电装置出现故障时，控制器可以以最大水平控制风扇，并且当冷却剂的温度低于电池的温度时，控制器可以以最大水平控制冷却剂泵。

此外，本发明提供了一种管理电池的方法，其包括：由控制器控制连接散热器、多个电力电子装置、以及加热和冷却电池的热电装置的冷却通道，其中当电池被过冷却时，冷却剂由控制器控制以循环通过电力电子装置和热电装置，并且当电池被过加热时冷却剂被控制以循环通过散热器和热电装置。

附图说明

现在将参考通过附图示出的本发明的示例性实施例来详细描述本发明的上述及其它特征、目的和优点，其中附图将在下文中仅通过例证的方式给出，并且因此并非对本发明进行限制，其中：

图1至3是示出根据本发明的示例性实施例的用于管理电池的系统的操作的示例图；

图4和5是示出根据本发明的示例性实施例的用于管理电池的系统的示例图；

图6是示出根据本发明的示例性实施例的管理电池的方法的示例性流程图。

应理解的是，附图不一定要依比例，而是呈现出说明本发明的基本原理的各种示例性特征的稍微简化的表示。本文中公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地由期望的特定应用和使用环境来确定。