[发明专利]用于控制电池组输出的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年6月10日提交的、名称为“Robust Limit Battery Fuse”的第61/185,763号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引证结合在此，以实现所有意图和目的。

技术领域

本发明涉及控制电池组的输出。在一个实施例中，电池组为车辆提供电源。

背景技术

在由于各种约束条件从而可限制电流量的情况下，电池组可在运行期间产生电流或吸收电流。为了将电池组控制在电池组限制(battery pack limit)内，电池组可将电池组的产生和/或吸收能力转移给外部控制器以便与电池组通信的外部负载或源可调整负载或源的运行，从而适应电池组限制。另外，可通过硬件施加电池组电流吸收和/或产生的限制。例如，熔丝可设置在电池单元和外部负载或源之间，以限制流入或流出电池组的电流。因此，电池组的退化可通过硬件和软件的结合来限制。然而，为替代熔断的熔丝而接入电池组可能是不方便的。而且，在电池组之外的负载或源可能没有在退化期期间或者非稳态运行期间精确遵循期望的电池限制的能力。进一步地，电流限制施加的程度可能取决于运行条件，包括持续过流条件的持续期间和电流在规定的限制之上的程度。

发明内容

发明人在此进一步认识到上述问题并且已开发出各种方法去处理它们。在一种方法中，用于控制电池组输出的方法包括：断开接触器，该接触器在与电池组的跟踪变量相关的累计变量或参数超过门限量时，将所述电池组电连接到所述电池组外部的电路，所述累计变量或参数在所述电池组的跟踪变量大于门限量时被进行累计。

通过在电池组的电流的累计量超过门限电平时，断开将电池组连接到在该电池组外部的电路的接触器(contractor)，可以在不必访问电池组从而替代熔丝的情况下，减少电池组的退化的可能性。具体而言，可控制接触器以响应电流传感器的输出。例如，在电池运行在规定的限制内时的期间，可控制接触器以响应各种需求来操作车辆。然而，如果进入或离开电池的电流超过电流的门限量，则可对超过门限的电流的量进行累计。在累计电流的值超过门限值时，可断开接触器。这样，可在不必依赖硬件熔丝或外部控制器的情况下控制流入或流出电池组的电流。进一步地，该方法使过流运行的程度与该条件的持续期间关联起来，因为在断开接触器之前，可允许在长持续期间内电流稍微超过限制，反之在断开接触器之前，可仅允许在短持续时间内电流显著超过限制。这样，可以利用过流运行的程度和持续期间之间的相互关系。这类方法可减少不必要的接触器断开，从而减少驾驶操作中的干扰。由于一些应用可更倾向于长时间但较低的过流条件，而另一些应用可更倾向于短时间但较高的过流条件，上述方法适应这些条件和它们的各种结合。

本发明可提供几个方面的优点。具体而言，本发明的方法可在不必替换硬件或依赖外部系统的情况下减少电池组的退化。进一步地，本发明提供了对电池组退化保护措施的额外测量。更进一步地，在不必改变硬件或软件的情况下可为不同能力的电池组调整门限电流的电平。更进一步地，门限电流的电平可随着电池的温度、充电电平、或使用寿命而动态改变。

在单独或者结合附图来看的以下详细描述中，本发明的上述优点和其他优点，以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供上述总结是为了以简化的形式引入在说明书中进一步描述的一组概念。这不旨在确定要求保护的主题的关键或基本特征，本发明的保护范围仅通过附在说明书中后面的权利要求来限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述说明的缺点或本发明的任何一部分的实施。

附图说明

图1示出了电池组或电池组件的爆炸示意图；

图2示出了示例性的电池模块的示意图；

图3示出了示例性的电池单元堆叠的爆炸示意图；

图4示出了用于控制电池组输出的电路示意图；

图5示出了用于控制电池组输出的方法的流程图。

具体实施方式

本说明书涉及对电池组的输出进行控制。在一个实施例中，电池单元(如图2-3中示出的)可组合成如图1所示的电池组。来自图1-3中的电池单元的电能可通过如图4示出的接触器选择性地输送到电池组外部的负载。在由图5的方法示例的一实施例中，当进入或离开电池组的电流超过门限电平或门限量时，图4的系统的电池组输出与负载或源断开连接。