[发明专利]用于电池自加热的结构

说明书

公开了用于电池自加热的结构。电池组包括一个或多个电池。该方法包括以下步骤：确定电池的期望温升速率，基于期望温升速率确定期望电池电流，以及基于期望电池电流和电池组配置确定期望电池组电流。该方法还包括使用控制器来控制电流产生装置以向电池组提供期望的电池组电流，其中该电流产生装置产生交流电。

技术领域

本发明总体上涉及用于可再充电能量存储系统(RESS)的热管理系统，如车辆中的电池组。

背景技术

可以使用电池组等RESS来存储大量能量以向车辆提供推进力的机动车辆。这些车辆可包括例如插电式混合动力电动车辆，具有用于电池充电的发电机的内燃机的电动车辆以及电池电动车辆。为了使电池组的充电容量和寿命最大化，期望提供一种电池热管理系统，以在较宽的环境温度范围内将电池组的温度维持在期望的范围内。

电池在低电池温度下的不受控制的运行，特别是对锂离子电池化学物质的充电，可能会导致锂镀层或电池损坏，这最终会导致后续运行期间性能降低或寿命降低。在低环境温度下控制电池温度的传统方法包括对流加热，对流加热可使用电加热元件来加热提供给电池外壳的流体(液体或空气)，进而升高外壳内电池的温度。

虽然当前电池温度控制系统达到其预期目的，但需要一种新的并改进的在低环境温度下控制电池温度的系统和方法。

发明内容

根据若干方面，公开了一种在冷环境温度下预处理电池组的方法，其中电池组包括一个或多个电池。该方法包括以下步骤：确定电池的期望温升速率，基于期望温升速率确定期望电池电流，基于期望电池电流和电池组配置确定期望电池组电流。该方法还包括使用控制器来控制电流产生装置以向电池组提供期望的电池组电流，其中电流产生装置产生交流电。

在本发明的另一方面，基于电池的交流电(AC)阻抗确定期望电池电流。

在本发明的另一方面，基于电池的温度和电池的充电状态确定电池的AC阻抗。

在本发明的另一方面，电流产生装置包括升压-降压转换器，该升压-降压转换器包括多个开关。

在本发明的另一方面，控制器控制多个开关中的每个开关的接通或断开状态。

在本发明的另一方面，电流产生装置包括与电池组电连接的逆变器，该逆变器具有与电动机内的绕组电连接的多个开关，控制多个开关中的每个开关的接通或断开状态以对电池组产生期望电池组电流。

在本发明的另一方面，电池组包括第一子组和第二子组，并且电流产生装置是与第一子组和第二子组皆电连接的直流电/交流电(DC/DC)转换器。

在本发明的另一方面，传送至所述第一子组的电池组电流的相位与传送至第二子组的电池组电流的相位相反。

在本发明的另一方面，电池组与电网可连接以进行DC充电，第一子组与第二子组并联以向负载提供DC电流。多个开关可控制到第一配置，在该第一配置中，第一子组与第二子组并联以用于从电网进行DC充电，并且多个开关可控制到第二配置，在该第二而配置中，第一子组与第二子串联以用于从电网进行DC充电。在本发明的另一方面，电池组与电网可连接以进行DC充电，第一子组与第二子组串联以向负载提供DC电流，并且第一子组与第二子组串联以从电网进行DC充电。

在本发明的另一方面，电流产生装置包括与超级电容电连接的DC/DC转换器。

在本发明的另一方面，电流产生装置包括与电感器串联的开关。

在本发明的另一方面，以基于电池的温度和电池充电状态确定的频率产生交流电。

在本发明的另一方面，该频率在10Hz与1000Hz之间。

在本发明的另一方面，电池组配置为向电动车内的牵引电机提供动力。