[发明专利]用于控制电池的冷却或加热的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119(a)，本申请要求在2012年9月7日提交的韩国专利申请第10-2012-0099405号的优先权，其全部内容引入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及用于改进环境友好型车辆等的电池的输出性能的系统和方法，并且具体地，本发明涉及用于控制电池的冷却和/或加热的系统和方法，其配置成更可靠精确地控制温度。

背景技术

一些电池制作成使用多个电池单元的一个模块形式，该多个电池单元各自具有薄板结构。根据车辆的性能(例如车辆需要多少动力)，多个模块通常串联连接以构成电池组。包括多个模块的这些电池组通常由外壳、罩等围绕以保护模块免受外部元件影响。

当通过化学反应对这样的电池组充电或放电时，在电池单元内产生热。电池的充电或放电功率根据电池单元的温度而变化。因此，重要的是，电池单元的温度保持在适当的范围内，使得电池在其内部温度为例如约20℃至40℃的情况下工作。

相应地，特别是产生大量热的具有高电压电池的车辆，例如电动车，应该同时设置有当电池变得太热时冷却高电压电池的冷却系统和当内部温度太冷时温热电池的电池加热系统。

然而，根据现有技术，仅通过从车辆内部抽吸的空气冷却电池，因此，在电池温度可能变得太冷的冬天，目前没有用于加热这些模块的方法或装置。

进一步地，车辆内部的空气温度是不可靠的，因为其可受数种变量的影响，例如空气调节器的操作、乘客的数量、打开的窗或门、外部温度等。因此，不能保证提供到电池的空气处于有效冷却电池的适当温度。即，室内空气的温度可能太热或太冷，而不能适当地冷却或加热电池，由此导致电池过热或低效工作。

此外，当电池低于某个温度(即0℃)工作时，从电池单元供应的电压降低。结果，可能变得不能供应起动车辆所需的动力。此外，在低温条件下，现有技术存在问题，即不能顺利地对电池充电。因此，为确保电池的性能，通过加热和冷却而使电池单元的温度最佳化的系统很重要，因此需要与使用室内空气的常规空气调节相比更可靠的控制方法和装置。

上面所提供的作为本发明相关技术的说明仅用于帮助理解本发明的背景，并不应该被解释为包括在本领域技术人员已知的相关技术内。

发明内容

本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题。本发明的目的是提供用于控制电池的冷却或加热的系统和方法，其配置成更可靠精确地控制施加到电池模块的空气的温度。

为实现该目的，本发明提供用于控制电池的冷却和加热的系统，包括：电池，具有气密封结构以防止外部空气的通过；压力传感器，设置在电池上以测量电池的内部压力；气候控制系统，配置成冷却和加热供应到电池外壳的空气；以及控制器，配置成基于压力传感器的测量结果，根据电池的内部压力是正压力还是负压力来确定对电池进行加热还是冷却。此外，控制器还配置成根据所测量的正压力或负压力的水平来控制由气候控制系统供应的空气的量和空气的温度。

该系统还可包括将电池的内部与电池外壳的外部连接的连通通道/管道，以及设置在连通通道内以打开和关闭电池外壳内部与电池外壳外部之间的通道的开关阀。更具体地，控制器配置成当电池的正压力或负压力高于预定的阈值时打开和关闭该开关阀。

该系统还可包括溢流阀，其安装在连通通道处，以在开关阀打开时使大气压力和电池的内部压力相等。

控制器可控制气候控制系统在电池的内部压力为正压力时提供冷却空气，并且控制气候控制系统在电池的内部压力为负压力时提供温热空气。

控制器还可根据测量的压力计算电池的内部压力或温度，并且当电池的内部压力或温度达到稳定的范围(例如分别低于或高于正压力阈值或负压力阈值)时，可停止冷却或加热电池外壳。

同时，使用控制系统控制电池的冷却或加热的方法包括：通过控制器，根据电池的内部压力是正压力还是负压力来确定和选择是冷却还是加热电池外壳；以及通过气候控制系统和控制器，根据电池的内部压力即正压力或负压力，调节冷却或加热强度。

上述方法还可包括通过测量电池外壳内的正压力或负压力来计算电池的内部压力或温度；以及当电池的内部压力或温度在稳定范围内时终止冷却或加热电池。