[发明专利]用于液冷式混合动力车电池组的增强型混合动力车预充电加热器诊断检测系统

说明书

技术领域

本发明总的涉及用于检测用来加热车辆电池的加热器的可能故障的检测系统，更特别地，涉及用于确定车辆上电池电路中的加热器是否无法用来加热液冷式电池的冷却流体、但是可用作车辆软起动的预充电电阻器的检测系统。

背景技术

电动车正变得越来越流行。这些车辆包括混合动力车（例如组合了电池和主动力源（如内燃机、燃料电池系统等）的增程电动车（EREV））和纯电动车（例如电池电动车（BEV））。所有这些类型的电动车都利用包括多个电池单元的高电压电池。这些电池可为不同的电池类型，例如锂离子电池、镍金属氢化物电池、铅酸电池等。用于电动车的典型高电压电池可包括提供约400伏功率的196个电池单元。该电池可包括单独的电池模块，其中每个电池模块都可包括一定数量的电池单元，例如12个单元。各电池单元可电串联连接，或者一系列单元电并联连接，其中模块中的多个单元串联连接，并且每个模块都并行电连接至其它模块。不同的车辆设计包括不同的电池设计，其利用用于特定应用的各种权衡和优点。

电动车中的高电压电池通过电池接触器有选择地电连接至车辆高电压总线。当车辆停止时，接触器断开，电池从高电压总线断开。当车辆开启时，接触器闭合，电池电压被联接至高电压总线。

几个其它高电压部件电连接至高电压总线，包括牵引电机逆变器模块（TPIM），该模块将DC高电压总线信号变换为适于用于车辆中AC驱进电机的AC信号。联接至高电压总线的TPIM及其它模块和电路通常包括跨接高电压总线的正线和负线的较大电容器，其过滤掉总线电压噪声，否则可能对模块的性能具有不利的影响。然而，由于电池接触器闭合并且电池电压联接至高电压总线线路，所以这些电容器作为总线线路之间的短路，直到电容器有充电机会为止，这通常只有几毫秒。由于高电压，这有限时间的短路对系统中的许多电气部件有不利影响，包括电容器本身及接触器，这限制了它们的寿命。

为了消除或减小系统起动时由短路引起的电流峰值，已知在电池电路中提供预充电电阻器作为当几个电容器充电时限制电流的负载。换句话说，在车辆起动期间闭合主总线接触器之前，预充电电阻器给车辆高电压总线预充电，以避免高浪涌电流峰值，否则高浪涌电流峰值会损坏高电压电容器。在一个特定设计中，负电池接触器在起动时闭合，预充电电阻器跨接在正的总线接触器两端，该总线接触器保持打开直到完成预充电功能为止。

行业内熟知，高温不利于车辆电池，并且车辆行驶操作期间放电时，大部分类型的电池组产生热量。还已知，锂离子电池组的寿命是由电池组的温度和电量状态决定的，其中如果电池组处于高电量状态时出现高温，那么高温不利于电池组的寿命。因此，电动车可利用热管理系统将电池组温度保持在已知可延长电池组寿命的特定温度。电池热管理系统通常包括冷却系统，冷却流体通过该冷却系统流动，以从电池汲取热量的某种方式环绕电池被引导。在冷却流体内的某处通常设置加热冷却流体的电加热器，以便在冷操作情形期间将电池的温度升高到最佳温度，以拥有更好的性能。

于2010年8月10日提交的、题为“Combined Heating and Pre-charging Function and Hardware for Propulsion Batteries”的、转让给本申请的受让人的美国专利申请序列No. 12/853,695公开了一种利用电阻元件加热车辆上液冷式电池的冷却流体的电池电路，其中电阻器也用作起动车辆的预充电电阻器，其通过参考包含于本文。

使用单个电阻器用于电池加热功能和预充电功能存在着缺陷，如果电阻器损坏或以其它方式故障，那么因为其无法执行预充电功能，所以车辆无法起动。例如，如果车辆上的液体冷却系统破裂或以其它方式泄漏，那么冷却流体排出，随后加热电阻器被接通，由于电阻器未在冷却流体中，其温度会上升至损坏的水平，电阻器很可能会故障。在这种情形下，电池可能以其他方式操作，但是在较低的性能。但是，由于预充电功能不能运行，所以车辆无法起动，可能导致走路回家的情况。

发明内容