[发明专利]撞击后经内部蓄电池电子装置使蓄电池组自动放电的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于使车辆上的高电压蓄电池放电的系统和方法，且更具体地，涉及在车辆受损事件之后使高电压蓄电池放电的系统和方法，所述系统和方法使用电池单元平衡电路来使每个蓄电池电池单元自动放电，从而自动排放所述蓄电池中存储的能量。

背景技术

电动车辆日益受到欢迎。这些车辆包括：混合动力车辆，例如增程式电动车辆（EREV），所述EREV结合有蓄电池和主功率源，所述主功率源例如是内燃发动机和燃料电池系统等；以及纯电动车辆，例如蓄电池电动车辆（BEV）。这些蓄电池可以是不同类型的蓄电池，例如锂离子蓄电池、镍金属氢化物蓄电池、铅酸蓄电池等。用于电动车辆的典型高电压蓄电池系统可包括用于提供车辆功率和能量需求的数个蓄电池电池单元或模块，其中每个蓄电池模块可包括一定数量的蓄电池电池单元，例如十二个电池单元。不同的车辆设计包括不同的蓄电池设计，该蓄电池设计对于具体应用而言采用了各种协调和优势。

在车辆撞击或其他车辆受损事件期间，对各个车辆部件等的再布置和/或损坏可能导致发生不想要的电连接以及各种流体从车辆的排出。由于可存储在车辆蓄电池中的有效电功率，这些事情会导致潜在的危险情形，例如车辆部件的通电、化学危险、火灾危险等。车辆蓄电池系统的设计需要考虑这些可能的有害事件。

在电路中有时候采用故障隔离检测系统，以提供电气故障检测。电动车辆是一种电气系统，其典型地采用了故障隔离检测系统来防止人员因车辆上的高电压而受伤害。

为了提供电气故障隔离，一些车辆配置有蓄电池断开单元（BDU），在撞击事件或其他事件之后，所述BDU通过断开蓄电池接触器来从车辆自动断开或从车辆移除蓄电池功率。同样，本领域已知采用手动服务断开（MSD），所述MSD是将蓄电池分离为两个部件的装置，其中受训练的响应者响应于车辆撞击可移除MSD以隔离该蓄电池。然而，这些公知的隔离技术并不从蓄电池移除电荷，而仅是容纳电荷。

如上所述，当混合动力电动车辆经历撞击或其他类似受损事件时，车辆蓄电池或其他可再充电能量存储装置（RESS）的完整性是令人担心的，而与车辆受损程度无关。在这种事件期间可能期望使蓄电池放电。已知的蓄电池放电系统可能是昂贵的（例如数千美元），并且典型地是沉重的且需要显著的空间。一种已知的蓄电池放电系统是独立的嵌入式提前监测系统，其具有包括液冷负载组的DC/DC降压/增压变换器以及半提前控制系统。而且，市场上各种形式的能量存储装置之间的兼容性使得蓄电池放电是复杂的任务，这是因为存在各种电压、化学和电流水平。

在一种具体的电动车辆撞击事件情形中，车辆可能被严重受损或“完全报废”，其中该车辆不能被开动并且可能不值得维修，该车辆被送至废料场或其他存放场所。如上所述，如果车辆蓄电池仍保持显著的电荷，那么该电荷可能提供火灾或其他危险的潜在风险。具体地，已经显示了：在这种灾难性车辆撞击事件期间，当报废车辆在实际事故之后被存放数天以及甚至数周时，蓄电池电路中的短路可能导致潜在的火灾风险。

当车辆蓄电池是相对新的时，蓄电池中的每个电池单元典型地在大致相同的性能水平（即，最大电荷或容量）下操作。然而，当蓄电池随着时间的经过而老化时，每个电池单元与其他电池单元相比在性能方面典型地具有不同程度的劣化，其中蓄电池的性能受最差运行的电池单元的性能限制。此外，蓄电池中的蓄电池电池单元或蓄电池模块可能失效或者出于其他原因而在性能上受限制，所述原因例如是内部短路、损失容量、高阻抗、高温等。因此，电动车辆典型地包括电池平衡电路和控制算法，所述控制算法控制蓄电池的充电，使得这些蓄电池电池单元的荷电状态（SOC）保持大致相等。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种用于使高电压车辆蓄电池中的蓄电池电池单元单独地放电的系统和方法。该系统包括蓄电池控制器和电池单元平衡电路，该蓄电池控制器监测并控制每个蓄电池电池单元的荷电状态，所述电池单元平衡电路用于保持这些电池单元的电荷大致相等。该控制器从车辆撞击检测器或任何其他蓄电池受损检测系统接收表明了车辆已经处于撞击的信号，并且响应于此而指令所述电池单元平衡电路来使全部蓄电池电池单元放电。

本发明还包括以下方案：