限制高壓電池功率的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體涉及車輛電氣領(lǐng)域，更具體地涉及一種限制高壓電池功率的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力汽車(HEV)，插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)或再生能源汽車(REV)中的高壓裝置例如高壓電池等，是對(duì)安全性要求非常高的裝置。
[0003]汽車中的高壓裝置，尤其是高壓電池，都包括高壓斷開系統(tǒng)，它是關(guān)鍵性的安全設(shè)備，一般包括接觸器、保險(xiǎn)絲、斷開裝置等等。通常這些接觸器具有有限的電接觸電阻，該電接觸電阻由接觸參數(shù)諸如彼此嚙合的接觸表面的微結(jié)構(gòu)和宏觀表面拋光、按壓接觸力、接觸材料、溫度、化學(xué)接觸表面特性(即氧化層)以及流經(jīng)這一接觸表面的電流等等來(lái)限定。當(dāng)電流流經(jīng)接觸表面時(shí)，接觸器內(nèi)部接觸電阻會(huì)產(chǎn)生熱損失。接觸器內(nèi)部接觸電阻在其壽命內(nèi)隨著組件的老化影響和用戶配置文件而改變。這些老化效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致接觸電阻的增加。因此，對(duì)于給定的電流負(fù)荷概況，老化將導(dǎo)致接觸溫度升高并最終導(dǎo)致接觸器溫度升高。
[0004]取決于其具體設(shè)計(jì)，所有接觸器都具有最大可能環(huán)境操作溫度和最大可能接觸操作溫度。在壽命起始(BOL)時(shí)，由于接觸構(gòu)件的機(jī)械性能和接觸表面的物理性能都是最優(yōu)的，因此接觸電阻通常處于最低值。而在操作和使用過(guò)程中，接觸器將在電流負(fù)載和不同溫度下多次關(guān)閉和打開。由于接觸構(gòu)件的機(jī)械性能和接觸表面的物理性能的改變，接觸電阻也將不斷增加。隨接觸器壽命不斷增加，這一接觸電阻最終會(huì)達(dá)到制造商預(yù)先設(shè)定的某個(gè)較高的值，而達(dá)到或超過(guò)這一較高電阻值就相當(dāng)于是達(dá)到了接觸器的壽命終點(diǎn)(EOL)。
[0005]接觸器的制造商已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了累計(jì)的使用應(yīng)力和接觸電阻的增加之間的相關(guān)性。這種相關(guān)性可以是轉(zhuǎn)換事件的簡(jiǎn)單集求和并累計(jì)所謂的“損傷計(jì)數(shù)”。如果這一損傷計(jì)數(shù)超過(guò)某個(gè)值，那么接觸器達(dá)到EOL并且物理和功能參數(shù)將變化至低于設(shè)計(jì)參數(shù)。然而，通常情況下，初始的BOL的接觸電阻和EOL接觸電阻之間具有多達(dá)10倍的因數(shù)，這對(duì)于任何給定的行車荷載周期都具有巨大影響，與接觸器內(nèi)部產(chǎn)生的熱損失的增加同一量級(jí)，因?yàn)闊釗p失(除了部分抵消之外)與接觸電阻的增加成正比。為了避免對(duì)接觸器的過(guò)度設(shè)計(jì)，用戶配置文件必須在現(xiàn)實(shí)的周期和假設(shè)用戶使用最壞情況(即可能的長(zhǎng)期濫用)以及生產(chǎn)成本之間做出妥協(xié)。然而，即使對(duì)接觸器的設(shè)計(jì)充分考慮到所有這些因素，組件不可預(yù)測(cè)的損壞仍然可以導(dǎo)致接觸電阻急劇增加并且隨后產(chǎn)生過(guò)熱的繼發(fā)效應(yīng)，從而擴(kuò)大損壞或喪失功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明，以便提供一種限制高壓電池功率的方法，以克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種限制高壓電池功率的方法，所述高壓電池包括接觸器，所述方法包括:
[0008]a.用損傷計(jì)數(shù)器對(duì)所述接觸器在電負(fù)載下的接觸進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲得所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值；
[0009]b.建立用于所述接觸器的熱模型，所述熱模型用以將所述計(jì)數(shù)值作為輸入值計(jì)算通過(guò)所述接觸器的最大允許電流；
[0010]C.利用所述熱模型計(jì)算通過(guò)所述接觸器的最大允許電流；以及
[0011]d.使通過(guò)所述接觸器的電流低于所述最大允許電流。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述方法中利用所述熱模型計(jì)算通過(guò)所述接觸器的最大允許電流包括:
[0013]預(yù)設(shè)所述接觸器的最大允許工作溫度；
[0014]根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算所述接觸器的接觸電阻；
[0015]根據(jù)所述最大允許工作溫度以及所述接觸電阻，計(jì)算所述接觸器的最大允許電流。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述方法中根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算所述接觸器的接觸電阻包括:
[0017]由所述計(jì)數(shù)值以及起始?jí)勖慕佑|電阻、終點(diǎn)壽命的接觸電阻和損傷計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值中的至少一個(gè)值計(jì)算所述接觸器的接觸電阻。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述方法中利用所述熱模型計(jì)算通過(guò)所述接觸器的最大允許電流包括:
[0019]由所述計(jì)數(shù)值以及起始?jí)勖淖畲笤试S電流、所述損傷計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值和可調(diào)常數(shù)中的至少一個(gè)值計(jì)算所述最大允許電流。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述方法中在所述高壓電池充電時(shí)，所述方法用于限制所述高壓電池的輸入功率。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述方法中所述高壓電池通過(guò)再生制動(dòng)充電。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述方法中在所述高壓電池放電時(shí)，所述方法用于限制所述高壓電池的輸出功率。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述方法中所述損傷計(jì)數(shù)器將所述計(jì)數(shù)值返回所述高壓電池的管理系統(tǒng)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述方法在步驟b和c之間還包括步驟e.監(jiān)測(cè)所述計(jì)數(shù)值是否大于等于預(yù)先設(shè)定的值，如果是則進(jìn)行步驟C，否則返回步驟a繼續(xù)計(jì)數(shù)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種限制高壓電池功率的裝置，所述高壓電池包括接觸器，所述裝置包括:
[0026]損傷計(jì)數(shù)器，用于對(duì)所述接觸器在電負(fù)載下的接觸進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲得計(jì)數(shù)值；
[0027]模型建立單元，用于建立所述接觸器的熱模型，所述熱模型用以將所述計(jì)數(shù)值作為輸入值計(jì)算通過(guò)所述接觸器的最大允許電流；
[0028]計(jì)算單元，用于利用所述熱模型計(jì)算通過(guò)所述接觸器的最大允許電流；和
[0029]電流限制單元，用于使通過(guò)所述接觸器的電流低于所述最大允許電流從而限制所述高壓電池的功率。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述裝置中所述計(jì)算單元利用所述熱模型計(jì)算通過(guò)所述接觸器的最大允許電流包括:
[0031]預(yù)設(shè)所述接觸器的最大允許工作溫度；
[0032]根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算所述接觸器的接觸電阻；
[0033]根據(jù)所述最大允許工作溫度以及所述接觸電阻，計(jì)算所述接觸器的最大允許電流。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述裝置中所述計(jì)算單元根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算所述接觸器的接觸電阻包括:
[0035]由所述計(jì)數(shù)值以及起始?jí)勖慕佑|電阻、終點(diǎn)壽命的接觸電阻和損傷計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值中的至少一個(gè)值計(jì)算所述接觸器的接觸電阻。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述裝置中所述計(jì)算單元利用所述熱模型計(jì)算通過(guò)所述接觸器的最大允許電流包括:
[0037]由所述計(jì)數(shù)值以及起始?jí)勖淖畲笤试S電流、所述損傷計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值和可調(diào)常數(shù)中的至少一個(gè)值計(jì)算所述最大允許電流。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述裝置中所述損傷計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值與所述接觸器工作時(shí)的最大負(fù)載或平均負(fù)載相關(guān)聯(lián)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，在所述高壓電池充電時(shí)，所述裝置用于限制所述高壓電池的輸入功率。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述高壓電池通過(guò)再生制動(dòng)充電。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方