[发明专利]用于双向电流控制的电池系统和方法

说明书

一种电池系统，所述电池系统可以包括联接至电气系统的能量存储部件。所述电池系统还可以包括第一半导体开关设备和第二半导体开关设备。所述第一半导体开关设备和所述第二半导体开关设备各自选择性地将所述能量存储部件联接至所述电气系统。另外地，所述电池系统可以包括与所述第一半导体开关设备并联联接的第一二极管以及与所述第二半导体开关设备并联联接的第二二极管。进一步，所述电池系统可以包括电池管理系统，所述电池管理系统控制所述第一半导体开关设备和所述第二半导体开关设备的操作以便选择性地将所述能量存储部件联接至所述电气系统。所述电池管理系统可以基于所述能量存储部件的输出电流测量值选择性地将所述能量存储部件联接至所述电气系统。

交叉引用

本申请要求于2015年7月2日提交的题为“智能双向电流控制(SMART BI-DIRECTIONAL CURRENT CONTROL)”的美国临时申请序列号62/188,330和于2016年6月22日提交的题为“用于双向电流控制的电池系统和方法(BATTERY SYSTEMS AND METHODS FORBI-DIRECTIONAL CURRENT CONTROL)”的美国申请序列号15/189,741的优先权和权益，并且所述两个申请的全部内容出于所有目的通过引用结合于此。

背景技术

本披露总体上涉及电池系统领域，并且更具体地涉及控制流向和流自车辆环境以及其他能量存储/消耗应用中所使用的电池系统的电流。

本章节旨在向读者介绍可能涉及本披露各个方面的各领域方面，所述各领域方面将在以下进行描述。本讨论被认为有助于向读者提供背景信息以促进对于本披露各个方面的更好理解。因此，应当理解的是，这些陈述将从这个角度被解读，而不是作为现有技术的承认。

使用为车辆提供全部或部分动力的一个或多个电池系统的车辆可以被称为xEV，其中，术语“xEV”在本文限定为包括以下车辆的全部或其任意变化或组合，所述车辆使用电力用于其车辆动力的全部或一部分。例如，xVE包括利用电力作为全部动力的电动车辆(EV)。如本领域技术人员将理解的，混合动力车辆(HEV)(也被认为是xEV)结合了内燃机推进系统和电池供电电力推进系统，诸如48伏特(V)或130V系统。术语HEV可以包括混合动力车辆的任何变体。例如，全混合动力系统(FHEV)可以使用一个或多个电动机、只使用内燃机、或使用以上两种来向车辆提供动力或其他电力。相比而言，当车辆空载时轻度混合动力系统(MHEV)禁用内燃机并且利用电池系统来继续为空调单元、无线电设备、或其他电子器件供电、以及当期望推进时重启引擎。轻度混合动力系统还可以在例如加速期间采用某等级的动力协助来对内燃机进行补充。轻度混合动力通常是96V至130V并且通过皮带或曲柄集成起动机发电机来恢复制动能量。进一步，微混合动力车辆(mHEV)也使用与轻度混合动力类似的“停止-起动(Stop-Start)”系统，但是mHEV的微混合动力系统可以或可以不向内燃机提供动力协助并且以低于60V的电压运作。出于本讨论的目的，应当注意的是mHEV通常不技术上使用直接提供至曲柄的电力或用于车辆动力的任何部分的传输，但是mHEV可以仍然被认为是xEV因为其在车辆空载且内燃机禁用时不使用电力来补充车辆的能源需求并且通过集成起动机发动机来恢复制动能量。另外，插电式电动车辆(PEV)是可以从外部电源(诸如墙壁插座)充电的任何车辆，并且存储在可再充电电池组中的能量驱动或贡献从而驱动车轮。PEV是EV的子类，所述EV包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力车辆(PHEV)、以及混合动力车辆与常规内燃机车辆的电动车辆转换。

与仅使用内燃机和传统电气系统的更传统的燃气车辆相比，上述xEV可以提供许多优点，所述xEV通常是由铅酸电池供电的12V系统。例如，与传统内燃机车辆相比，xEV可以产生更少的不想要的排放物并且可以展现更高的燃油效率，并且，在一些情况中，这种xEV可以完全消除对汽油的使用，如某些类型的EV或PEV的例子。

随着技术不断发展，需要提供用于这种车辆的改进的电源，特别是电池模块。例如，由xEV所使用的电力可以被存储在锂离子电池和/或铅酸电池中。因此，这可以有益于改进对电池系统操作的控制，例如用于管理锂离子电池和铅酸电池与车辆电气系统的联接和解除联接。