[发明专利]蓄电池热系统控制策略

说明书

技术领域

本发明总体涉及电动车辆蓄电池组热量管理，以及，更加特别地，涉及一种用于管理电动车辆蓄电池组中的温度的方法和系统，其允许蓄电池组在高电荷状态和/或高剩余使用寿命时比蓄电池组在低电荷状态和/或低剩余使用寿命时运行在更低的温度，从而减少了花费在蓄电池组加热上的能量并且最大化车辆行驶里程，同时还优化了蓄电池组的性能和耐久性。

背景技术

在今天的车辆市场中电动车辆迅速流行起来。电动车辆提供了几个令人想望的特征，例如在消费者层级上消除了局部排放和石油基燃料的使用，以及潜在地降低了运行成本。电动车辆的关键部件是蓄电池组，其可相当于大部分的车辆成本。在这些车辆中的蓄电池组通常由许多相互连接的单格电池组成，并且能够按需传递大量功率。蓄电池组性能和寿命最大化是电动车辆设计和运行中关键的要考虑的问题。

为了最大化蓄电池组的性能和耐久性，当蓄电池组在车辆运行期间被放电时蓄电池组中的温度必须维持在某一最低数值。现有电动车辆中的控制系统通常不考虑电荷状态或蓄电池组的剩余使用寿命就规定了蓄电池组中的恒定的最小温度，并且使用车载热量管理系统来确保在车辆运行期间蓄电池组温度处于或高于最小设定点数值。然而，在驾驶操作期间或之前使用热量管理系统加热蓄电池组会消耗能量，这减损了车辆的行驶里程。现在已经观察到，对于具有高电荷状态和/或剩余使用寿命的锂离子蓄电池组，如果降低该蓄电池组中的最小设定点温度，则锂离子蓄电池组的性能仍然足可满足车辆需求。此外，降低温度设定点有益于蓄电池耐久性。

在此有机会采用蓄电池组热量管理方法，其根据电荷状态和剩余使用寿命确定最小设定点温度，从而确保最优的蓄电池组性能和寿命，而且通过不花费能量来不必要地给蓄电池组加热从而最大化车辆行驶里程。此种方法可以通过提高车辆行驶里程和减少对来自电网的电能的消耗来提高用户满意度。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种用于控制电动车辆的蓄电池组中温度的方法和系统，从而维持了蓄电池组的性能和长寿命，同时最大化车辆行驶里程。控制器规定蓄电池组中最小允许温度作为蓄电池组的电荷状态和剩余使用寿命的函数。这个控制策略反映了当蓄电池组电荷状态和/或剩余使用寿命为高时锂离子蓄电池组可在更低的温度下运行且不会对蓄电池组性能或耐久性有不利的影响的根据。在车辆驾驶操作期间，计算最小允许温度，并且仅在必要时使用热量管理系统来加热蓄电池组以将它的温度升高至超过计算出来的最小数值。通过最小化使用热量管理系统加热蓄电池组，减少了能量消耗并且增加了车辆行驶里程。在充电期间采用同样的热量管理策略，其可通过避免非必要地加热蓄电池组来减少所消耗的来自电网的能量的量。

本申请也提供了下述方案：

方案1.用于蓄电池组热量管理的方法，所述方法包括：

确定蓄电池组的电荷状态并且指定最新确定的电荷状态为当前电荷状态；

确定蓄电池组的剩余使用寿命；

定义用于蓄电池组运行的最小设定点温度，其中最小设定点温度基于所要求的蓄电池组性能、蓄电池组的电荷状态、和蓄电池组的剩余使用寿命；

测量蓄电池组中的温度；和

控制蓄电池组中的温度以防止蓄电池组在温度低于最小设定点温度时被运行。

方案2.根据方案1的方法，其中定义用于蓄电池组运行的最小设定点温度包括随着蓄电池组的电荷状态的减少而提高最小设定点温度。

方案3.根据方案1的方法，其中定义用于蓄电池组运行的最小设定点温度包括随着蓄电池组的剩余使用寿命的减少而提高最小设定点温度。

方案4.根据方案1的方法，其中控制蓄电池组中的温度包括加热蓄电池组直到蓄电池组中的温度上升至当前电荷状态和剩余使用寿命处的最小设定点温度。

方案5.根据方案1的方法，其中控制蓄电池组中的温度包括控制穿过蓄电池组的流体流来加热蓄电池组。

方案6.根据方案1的方法，其中蓄电池组用在电动车辆中。

方案7.根据方案1的方法，其中蓄电池组是锂离子蓄电池组。

方案8.一种用于电动车辆中的锂离子蓄电池组的热量管理的方法，所述方法包括：

确定蓄电池组的电荷状态并且指定最新确定的电荷状态为当前电荷状态；

确定蓄电池组的剩余使用寿命；

定义用于蓄电池组运行的第一最小设定点温度，其中第一最小设定点温度基于所要求的蓄电池组性能、蓄电池组的电荷状态、和蓄电池组的剩余使用寿命；