[发明专利]用于电动车辆的双锂离子电池系统

说明书

技术领域

一个或更多个实施例涉及一种具有多个锂离子电池的电池系统。

背景技术

如这里所使用的术语“电动车辆”包括具有用于车辆驱动的电动马达的车辆，例如，电池电动车辆（BEV）、混合动力电动车辆（HEV）和插电式混合动力电动车辆（PHEV）。BEV包括电动马达，其中，用于马达的能源为通过外部电网可再充电的电池。在BEV中，电池是用于车辆驱动的能源。HEV包括内燃发动机和电动马达，其中，用于发动机的能源是燃料，用于马达的能源是电池。在HEV中，发动机是用于车辆驱动的主要能源，电池提供用于车辆驱动的补充能量（电池缓冲燃料能并以电的形式回收动能）。PHEV类似于HEV，但是PHEV具有通过外部电网可再充电的更大容量的电池。在PHEV中，电池是用于车辆驱动的主要能源，直到电池耗尽至低能量水平，此时，PHEV像HEV一样运行来进行车辆驱动。

用户对插电式混合动力车辆和电动车辆中的电池的主要顾虑在于每次充电的电动驱动里程或“里程焦虑”。然而，制造商的另外的主要顾虑包括使用/循环寿命、低温性能、安全性和成本。平衡这些顾虑的结果致使电池制造商通常对单体电池的设计进行折中，从而以减小电池的能量密度为代价来实现提高的电容量。这导致每次充电的驱动里程减小、更低的耐极端条件性和更高的单体电池成本。

发明内容

在至少一个实施例中，提供了一种为车辆提供动力的电池系统。该电池系统包括：第一锂离子电池组，具有第一总能量容量和第一功率与能量比（P/E比）；第二锂离子电池组，与第一锂离子电池组并联连接，并具有比第一总能量容量高的第二总能量容量和比第一P/E比低的第二P/E比。至少一个控制器被编程为控制第一锂离子电池组和第二锂离子电池组。

在至少一个实施例中，提供了一种操作车辆的方法。该方法包括在车辆控制器中接收与第一锂离子电池串和第二锂离子电池串的限定电压对应的信息，每个电池串具有不同的总能量容量。该方法还包括根据第一电池串和第二电池串的总功率容量控制车辆的操作。总功率容量是第一电池串功率容量和第二电池串功率容量在相同电压时的和。

在至少一个实施例中，提供了一种操作车辆的方法。该方法包括：在车辆控制器中接收与第一锂离子电池串和第二锂离子电池串的限制电压对应的信息，每个电池串具有不同的总能量容量；根据第一电池串和第二电池串的总功率容量控制车辆的操作，其中，总功率容量是第一电池串功率容量和第二电池串功率容量在相同电压时的和。

所述操作可以是第一电池串和第二电池串的放电，相同电压是与第一电池串的最小电压和第二电池串的最小电压中的较高的电压对应的电压。

所述操作可以是第一电池串和第二电池串的充电，相同电压是与第一电池串的最大电压和第二电池串的最大电压中的较低的电压对应的电压。

第一电池串和第二电池串可以在不同的荷电状态范围内操作。

荷电状态可以基于具有较高的总能量容量的电池串的荷电状态被通信至车辆显示器。

该方法还可以包括控制车辆的操作，使得超过一半的车辆的电瞬态功率需求由具有较低的总能量容量的电池串提供。

该方法还可以包括控制车辆的操作，使得超过一半的在制动过程中产生的瞬时能量被具有较低的总能量容量的电池串接收。

该方法还可以包括控制车辆的操作，使得如果一个电池串发生故障，则所述一个电池串不工作，另一个电池串向车辆提供基本上全部的推动电池功率。

附图说明

图1是根据一个或更多个实施例的具有双电池系统的车辆系统的示意图；

图2A是示出根据一个或更多个实施例的车辆需求总功率的曲线图；

图2B是示出由根据图1的双电池系统的实施例的高功率电池组提供的图2A的总功率的一部分的曲线图；

图2C是示出由根据图1的双电池系统的实施例的高能量电池组提供的图2A的总功率的一部分的曲线图；

图3是根据一个或更多个实施例的锂离子电池单体的剖视图；

图4是与图1的电池系统一起使用的控制结构的示意图；

图5示出了确定电池系统的功率容量的算法的实施例。

具体实施方式