[发明专利]用于电池热管理的虚拟单元

说明书

本发明涉及用于电池热管理的虚拟单元。公开了一种用于电池热管理的虚拟单元的系统、方法及装置。所公开的方法包括使用至少一个温度传感器感测电池组中的至少一个电池单元的温度。该方法进一步包括使用至少一个电流传感器感测电池组内的至少一个电流。而且，该方法包括使用电池热管理系统(BTMS)控制器确定电池组中的任一电池单元的温度是否超过温度限制(T_Limit)。进一步，该方法包括使用BTMS控制器激活至少一个虚拟单元，从而为电池组中超过温度限制的至少一个电池单元提供电流或者吸收电流。

技术领域

本发明涉及电池热管理，特别涉及用于电池热管理的虚拟单元。

背景技术

来自电池的热产生直接与其承载的电流有关。电流越大，所产生的热就越多。在实践中，存在这样的可能性：可能从电池产生巨大的热量，其超出外部电池热管理系统显著降低的能力。这种高热产生的原因可能来自于：(1)由过度的负载需求或者负载故障引起的极高的电流，(2)电池内部故障，和/或(3)充电/放电电路失效。此外，如果热管理系统失效或者不能快速地将热传输出去，则热可能在电池内迅速积累，由此造成非常高的电池温度。

传统的电池热管理系统提供一种通过外部主动的或者被动的冷却系统将热从电池传输出去的手段。对于先进的高能量密度电池(例如，锂型电池)，在故障或者连续滥用状况的情况下，常规的电池热管理系统经常是不够的。当前，常规的方法对控制来自电池内的热产生无能为力。

因此，需要一种改进的电池热管理系统，其能够控制来自电池内的热产生，使得电池的温度总是保持在安全限制内，而不需要妥协于正常的负载需求。

发明内容

本公开涉及一种用于电池热管理的虚拟单元的方法、系统和装置。在一个或多个实施例中，用于热电池管理的方法包括使用至少一个温度传感器感测电池组中的至少一个电池单元的温度。该方法进一步包括使用至少一个电流传感器感测电池组内的至少一个电流。而且，该方法包括使用电池热管理系统(BTMS)控制器确定电池组中的任一电池单元的温度是否超过温度限制(T_Limit)。进一步，该方法包括使用BTMS控制器激活至少一个虚拟单元，从而为电池组中超过温度限制的至少一个电池单元提供电流或者吸收电流。

在一个或多个实施例中，电池单元按层布置在电池组中。在某些实施例中，电池单元在每一层中并联连接。在至少一个实施例中，这些层串联连接。在某些实施例中，每个虚拟单元连接到一层电池单元。

在至少一个实施例中，该方法进一步包括通过至少一个温度传感器将至少一个温度信号发送到BTMS控制器，其中至少一个温度信号包括与至少一个电池单元的温度有关的信息。

在一个或多个实施例中，至少一个电流传感器包括电池组电流传感器和/或至少一个虚拟单元电流传感器。在某些实施例中，该方法进一步包括通过电池组电流传感器将至少一个电流信号发送到BTMS控制器，其中至少一个电流信号包括与电池组的电流(I₀)有关的信息。在至少一个实施例中，该方法进一步包括通过至少一个虚拟单元电流传感器将至少一个电流信号发送到BTMS控制器，其中至少一个电流信号包括关于与至少一个虚拟单元电流传感器关联的一层电池单元的电流的信息。

在至少一个实施例中，至少一个虚拟单元是直流/直流(DC/DC)转换器和/或交流/直流(AC/DC)转换器。在某些实施例中，DC/DC转换器是双向DC/DC转换器。在至少一个实施例中，AC/DC转换器是双向AC/DC转换器。在一个或多个实施例中，DC/DC转换器的输入连接到电池组的端子或者DC源的端子。在至少一个实施例中，AC/DC转换器的输入连接到AC源的端子。