[发明专利]用于对电池组进行热调节的方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于对电池组(4)进行热调节的方法，其中所述电池组(1)包括多个电池单体(4a、4b、4c…)并且形成电存储系统(15)的一部分，所述方法包括执行准备运行功能的步骤，用于优化所述电池组(4)在使用期间的性能。此外，所述方法包括以下步骤：计算电池组(4)要达到的设定点温度(T_S)，以便在预定时间段(t)期间提供足够的性能水平而无需进一步的热调节；以及对所述电池组(4)进行热调节以达到所述设定点温度(T_S)。本发明还涉及一种用于这种热调节的装置。

技术领域

本发明涉及一种用于对电池组进行热调节的方法，其中所述电池组包括多个电池单体并且形成电存储系统的一部分。该方法包括执行准备运行功能(ready-to-runfunction)的步骤，用于优化所述电池组在使用期间的性能。

本发明还涉及一种用于对电池组进行热调节的装置，所述装置包括电池组，所述电池组包括多个电池单体并且形成电存储系统的一部分。该装置被构造成用于执行准备运行功能，以便优化所述电池组在使用期间的性能。

本发明可应用于重型车辆，例如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将针对公共汽车来描述本发明，但本发明不限于该特定车辆，而是也可用在其它车辆中。

背景技术

在车辆领域中，关于与用替代动力源(即，用作传统内燃机的替代品的动力源)推进车辆，得到了稳定发展。特别地，电动操作的车辆已经成为一种很有前景的替代方案。

根据当今的技术，可以仅通过电机来操作车辆，或者通过包括电机和内燃机的装置来操作车辆。后一种替代方案通常被称为混合动力车辆(HEV)，并且例如能够以如下方式使用：在市区外行驶时使用内燃机来操作车辆，而在市区内或在需要限制有害污染物(例如一氧化碳和氮氧化物)排放的环境中可以使用电机。另一种类型的车辆是所谓的插电式混合动力车辆(PHEV)，其被布置成使得外部电源可以用于对电池组充电，所述电池组用于为车辆中的电机供电。可以使用电网电力来实现该充电过程。

电动操作的车辆中涉及的技术与电能存储系统的发展密切相关，包括用于车辆的与电池相关的技术。由电机操作的车辆通常由可再充电的电能存储系统供电，该可再充电的电能存储系统即具有可再充电电池单体的电池组，能够如上所述地通过外部电源对该电池组充电。这是在已经通过合适的连接器元件将能量存储系统和外部电源电连接之后进行的。电池组与控制电路一起形成能量存储系统，该能量存储系统被构造成用于向电机提供电力。

在汽车领域中，能量存储系统通常包括具有大量电池单体的电池组。电池组可以例如是锂离子型的。在使用600V锂离子电池组的情况下，那么，将例如需要大约200个串联连接的电池单体以实现期望的电压来操作车辆。车辆的可用行驶里程取决于某些参数，例如电池组的荷电状态(SOC)。荷电状态是用于管理电动车辆中的可用能量的重要参数。

已知的是，包括上述类型的电池组的能量存储系统的电力输出和性能取决于电池组的温度。例如，在插电式混合动力车辆中使用的电池组必须在包括极低温度和极高温度的苛刻条件下操作，例如在-20摄氏度到+40摄氏度之间的区间内。这意味着这种电池组的性能可能根据操作期间的实际温度而显著变化。例如，如果电池组具有非常低的温度，则可以预料到这种车辆的里程将显著降低。

除了用于电动车辆的能量存储系统具有取决于电池组温度的性能这一已知事实之外，显然通常希望提供一种被构造成在需要时提供最佳性能的电池组。

因此，在考虑电池具有温度依赖性这一重要事实的同时，优化电池组的性能始终是非常重要的。通常可以通过给电池组充电以及通过优化电池组的温度来提高性能。另一方面，如果对电池组充电过多，则这可能对电池组和与能量存储系统相关联的电子部件的寿命和功能有害。

用于电动车辆的热调节系统是先前已知的。专利文献US 2015/306974教导了一种系统，该系统被构造成用于在所述电池组的充电期间对电池组进行热调节。