[发明专利]电动车辆电池组冷却系统和使用电动车辆电池组冷却系统的电动车辆电池组系统冷却方法

说明书

提供了：能够在快速充电时使用的电动车辆电池组冷却系统；和使用该冷却系统的电动车辆电池组系统冷却方法。根据本发明的电动车辆电池组冷却系统包括：电池组；水冷却型冷却装置；安设在水冷却型冷却装置的制冷剂管道之间的热电元件模块；用于检测将被供应到电池组的充电电流的强度的电流传感器；和控制单元，用于根据充电电流的强度确定充电C速率，并且当充电C速率是预设阈值或者更高时驱动热电元件模块。

技术领域

本公开涉及一种用于电动车辆的电池组冷却系统和一种使用该电池组冷却系统的冷却方法，更具体地，本公开涉及一种可以防止电池温度在快速充电期间升高的、用于电动车辆的电池组冷却系统和一种通过使用该电池组冷却系统对用于电动车辆的电池组系统进行冷却的方法。本申请要求2018年7月10日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0080099的优先权，其公开通过引用并入本文。

背景技术

近来，随着对诸如笔记本计算机和移动电话此类便携式电子产品的需求快速地增加，并且对电动推车、电动轮椅和电动自行车的需求增加，正在积极地研究能够重复充电和放电的高性能二次电池。而且，近来，随着碳能逐渐地耗尽并且对环境的兴趣增加，全世界对诸如插电式电动车辆(PEV)和插电式混合电动车辆(PHEV)此类电动车辆(EV)的需求增加。

相应地，越来越多的注意力和研究集中在作为电动车辆的关键构件的电池组上，并且迫切需要研发用于对电池快速充电的快速充电技术。特别地，尤其对于未设置另外能源的PEV而言，快速充电也是非常重要的性能。

对电池充电的过程包括向电池供应电流以积累电荷和能量，这个过程必须仔细地控制。通常，过度的充电速率或者充电电压可能使电池的性能永久地劣化，并且最终造成完全故障或者意外问题，诸如腐蚀性化学品发生泄漏或者发生爆炸。

“C”、即C速率被用作充电速率和放电速率的单位。例如，1C意味着在1小时内将完全充电电池的容量耗尽的放电速度和在1小时内将电池的容量充满的充电速度，并且还意味着此时的电流密度。近来，随着电子装置的功能多样化，所述装置在预定时间内使用的所需电流也大大地增加。相应地，还要求被用作能源的电池具有高得多的性能。大多数现有移动电话要求1/2C，但是在将来，因为这些特征更进一步增强，所以可能要求对应于1C的性能。目前，笔记本电池、用于电动车辆的电池组等要求类似的充电C速率和高得多的放电C速率。

在车辆市场中，对充电时间的需求正在增加，从而要求更高的充电C速率以满足这个要求。因此，优选的是，鉴于快速充电而使得充电C速率为1C或者更高。然而，在对电动车辆充电时，如果利用强电压和电流对电池进行无条件地充电，则电池的内部结构可能受到破坏，从而降低耐久性和输出。因此，要求更多的关注。例如，在利用高充电电流密度快速充电期间，Li在负电极处未被嵌入而是析出，由此造成Li镀覆现象。另外，如果以高电流连续地对电池进行充电，则不同于通常充电过程，可以在电池内产生大量的热，并且由于电池的电阻，每个电极可以进入过电压状态。

通常，用于电动车辆的电池组的充电由设置在电池组中的电池管理系统(BMS)进行控制。BMS需要通过选择适当的控制变量来用于短时间地控制快速充电。与电池组的疲劳寿命最相关的控制变量可能是电池温度。取决于电池的温度，充电电流可能受限，并且电池的疲劳寿命可能改变。例如，在充电开始之后，BMS检测电池SOC(荷电状态)和温度，并且执行充电直至SOC达到目标SOC。然而，如果电池温度是阈值温度或者更高，则BMS可以暂时地停止充电，以冷却电池，并且仅当电池温度低于阈值温度时，BMS才将电池充电至目标SOC。

在如上传统方法中，当电池温度升高到高于设定阈值温度时，可以停止充电，如果当应用传统冷却方法时冷却不足，则充电不可避免地被延迟。因此，快速充电还要求不同于通常充电过程的冷却方法。