[发明专利]用于混合动力电池热系统的加热器和泵性能诊断

说明书

技术领域

本发明涉及用于加热或冷却混合动力电池组的热系统的泵和加热器的性能诊断。

背景技术

一些车辆至少部分时间使用取自高压直流电(DC)电池组的电能来推进。电池组通过功率变换器给一个或多个多相电牵引马达供给能量。混合动力电动车辆选择地单独或与牵引马达（一个或多个）结合使用内燃发动机，作为变速器的输入扭矩源，而增程型电动车辆仅在需要时使用较小的发动机，并仅用于为发电机提供功率。电池电动车辆先使用小型气体发动机，并且替代地使用存储的电能或再生制动动能量来操作。所有的三种车辆构造都可单独地以电力来操作，该模式被称为电动车辆(EV)模式。

在所有的上述车辆实施例中，高压DC电池组用于交替地存储并传送驱动牵引马达（一个或多个）所需的大量电能。电池组在操作中产生热量，该电池组可包括多个电池模块，多个电池模块每一个容纳多个圆柱状或扁平状/平板状的电池芯。有效地消散产生的热量对优化车辆性能是必要的。因此，热系统与电池组结合使用以将一定体积的适当的冷却流体循环通过电池组和任何关联的电力电子装置。

发明内容

本文公开了一种系统，包括电池组、热传递流体、加热器、泵以及温度传感器，该泵将流体循环通过加热器至电池组。温度传感器位于流体回路中，例如在加热器和电池组之间或其他地方，并且测量流体的温度。

控制器响应于接收的启动信号(例如在系统用作车辆的一部分时为点火信号)来选择性地开启泵，并且之后在泵保持开启时计算流体的温度梯度的绝对值。如果温度梯度的绝对值超出校准的速率，则控制器记录通过泵诊断编码。然后，仅在通过控制逻辑请求加热或计算的温度梯度的绝对值未超过校准的速率时，控制器执行加热器诊断。加热器诊断的执行包括关闭泵；循环开启和关闭加热器，以产生一部分加热的流体；以及监测来自温度传感器的足够的温度上升的温度信号。

本发明还公开了一种用于诊断上述系统的方法。该方法包括测量流体的温度，通过控制器接收启动信号，以及响应于接收的启动信号来开启泵。该方法还包括在泵保持开启时使用温度信号计算冷却剂的温度梯度的绝对值，以及然后如果计算的温度梯度的绝对值超过校准的速率时，记录通过泵诊断编码。即，实际的温度梯度可能为负值。在这种情况下，温度梯度必须小于校准的速率。使用绝对值用于所需的比较允许使用单个校准的速率。

另外，该方法包括在计算温度梯度的绝对值之后，仅在请求电池加热或在计算的温度梯度的绝对值未超过校准的速率时，执行加热器诊断，包括关闭泵；循环开启和关闭加热器；以及监测如上面说明的校准的温度升高的温度信号。

当参考附图时，从以下对用于实现本发明的最佳方式的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点变得显而易见。

附图说明

图1为具有高压电池组、用于加热或冷却电池组的热系统以及诊断热系统的泵和加热器性能的控制器的车辆的示意图；

图2为可用在图1示出的车辆上的示例性热系统的示意图；

图3为描述用于诊断图2示出的热系统的泵和加热器的示例方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，示例性车辆10示意性地示出在图1中，该车辆10具有高压电牵引马达12、变速器14以及一组驱动车轮16。车辆10还包括可再充电电池组18，其通过热系统20来冷却，下文参考图2更详细地描述该热系统20的示例。热系统20将热传递流体(箭头22)，例如冷却剂或气体，循环通过电池组18，以在电池组18的操作期间给电池组18提供热量或消散来自电池组18的热量。虽然为了更简明而未在图1中示出，但是同样的热系统20还可用于将流体(箭头22)循环通过用于控制牵引马达12的多个电力电子装置，例如牵引功率变换器模块(TPIM)26，辅助功率模块/DC-DC变换器(未示出)等。

控制器30，其功能在下文中参照图3详细描述其功能，通过通信总线15，例如本领域已知类型的控制器局域网(CAN)总线，与热系统20的多个部件通信。为了以高能效方式达到车载诊断要求，控制器30执行实现为方法100的指令，以诊断热系统20的主要部件的性能，该主要部件包括如图2所示的加热器28和泵50。通过提供图2的泵50的诊断，而无需以传统方式始终使用加热器28，本诊断方法可预期用作传统诊断方法的高能效替代方式。因此，本方法的使用可提供一定的能量节省，同时还降低对加热器28的不必要使用。