[发明专利]一种动力电池系统以及用于该系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车新能源技术领域，具体涉及汽车的动力电池系统以及用于该系统的控制方法。

背景技术

当今锂电池在电动车行业得到了广泛的应用。随着电动汽车应用的逐步推广，电动汽车运行的环境也越来越复杂，在低温下进行充放电的需求也更加紧迫。由于电池自身的温度特性，导致其在低温环境下充放电功率不足，严重影响电池系统的性能。

目前，解决电池低温充电的问题最为常见的方案是，仅利用充电机作为能量源给电池系统加热，使电池系统达到能够充电的温度。但是由于种种原因，充电机作为能量源，能量源单一，且存在很多的匹配问题导致加热过程失败，最重要的是如果车辆处于运行状态无法给电池加热从而使其工作在不适宜的温度，则不能发挥电池充放电性能。并且，由于电池处于低温环境下不能回馈车辆制动能量，导致了很大的能源浪费。

另外，电池系统在加热的安全性方面也必须要充分的考虑。

考虑到上述问题，有必要设计一种能合理有效利用电池自身或充电机、回馈电机、其他车载动力系统作为能量源给电池加热的动力电池系统，使电池处于适宜的温度以获得最优化充放电功率，在解决低温环境充电困难的同时提高电池的动力性和整车经济性和电池系统的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力电池系统以及用于该系统的控制方法，以解决现有技术中的一个或更多个问题。

在本发明的一个方面，提供了一种动力电池系统，该动力电池系统包括电池支路、加热支路以及电池系统控制器；

所述电池支路包括动力电池以及与动力电池串联的至少一个电池支路通断控制单元；

所述加热支路包括加热单元以及与加热单元串联的至少一个加热支路通断控制单元；

所述电池系统控制器能够控制所述电池支路通断控制单元和所述加热支路通断控制单元的通断，在预定条件下选择所述动力电池或所述动力电池之外的能量源驱动所述加热单元，对所述动力电池进行加热。

进一步地，所述加热支路可与所述电池支路并联。

进一步地，所述动力电池系统还可包括动力电池输入输出线路和输入输出端口，所述动力电池输入输出线路上设置有电池输入输出通断控制单元，所述电池系统控制器在所述动力电池被加热时控制所述电池输入输出通断控制单元断开。

进一步地，所述至少一个加热支路通断控制单元为分别置于所述加热单元两端的第一加热支路通断控制单元和第二加热支路通断控制单元，所述第一加热支路通断控制单元和所述第二加热支路通断控制单元中的每一个为开关，优选地为高频或低频开关。优选的，高频开关可以为MOSFET或者IGBT；优选的，低频开关可以为继电器。

进一步地，所述加热支路还包括电流测量单元，该电流测量单元监测流过所述加热单元的电流并且将测量结果传送给所述电池系统控制器，所述电池系统控制器根据所述测量结果来控制所述加热支路通断控制单元。

进一步地，所述加热支路通断控制单元包括低压驱动电路，且所述加热支路还包括低压温控开关，以在加热单元或动力电池的温度超过预定值的情况下自动断开所述加热支路通断控制单元的低压驱动电路，以断开所述加热支路通断控制单元。

本发明还提出了一种用于前述动力电池系统的控制方法，该方法包括如下步骤：

确定所述动力电池是否满足加热条件；

加热步骤，在满足加热条件的情况下，闭合所述加热支路通断控制单元，并闭合或断开所述电池支路通断控制单元，来选择所述动力电池 或所述动力电池之外的能量源驱动所述加热单元，对所述动力电池进行加热。

优选地，所述方法还可包括：确定所述电池支路和所述加热支路是否存在故障；所述加热步骤在确定所述电池支路和所述加热支路不存在故障的情况下执行。

优选地，在利用所述动力电池驱动所述加热单元时，控制所述动力电池的输入输出端口没有高压输出。

优选地，在利用所述动力电池之外的能量源对电池进行加热到预定温度时，闭合所述电池支路通断控制单元，利用该能量源对电池进行充电，并且控制所述动力电池的输入输出端口没有高压输出。

优选地，在所述加热单元的加热过程中，根据流经所述加热单元的电流、所述加热单元的温度或所述动力电池的温度来控制所述加热支路的通断。

本发明的动力电池系统能够使用多种能量源(如电池自身或者充电机、回馈电机、其他车载动力系统等)给动力电池系统加热，能适应更加复杂的工况，并且在提高电池的动力性和整车经济性的同时提高了电池系统的安全性。