電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池系統(tǒng)，包括:利用來自外部電源的電力充電的電池；以及用于通過從外部電源接收電力而使電池升溫的加熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]在公布號為2012-191782 (JP 2012-191782 A)的日本專利申請中，向電池供應(yīng)連接至外部電源的充電器的電力(充電電力)，以對電池充電。此外，來自充電器的電力被供給加熱器，以在加熱器中生成熱量，從而使電池升溫。
[0003]當(dāng)來自充電器的電力被供應(yīng)至加熱器和電池時(shí)，在切斷加熱器的電力供應(yīng)的情況下，應(yīng)當(dāng)供應(yīng)至加熱器的電力被供應(yīng)至電池。即使在在此狀態(tài)下企圖減小電池的充電電力的情形中，從切斷到加熱器的電力供應(yīng)至電池的充電電力減小的時(shí)刻的一段時(shí)間內(nèi)，電池的充電電力會臨時(shí)增加。根據(jù)電池的S0C，由于充電電力，電池的電壓值可能臨時(shí)增加至高于上限電壓值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種電池系統(tǒng)，即使在切斷對加熱器的電力供應(yīng)后，電池系統(tǒng)也將抑制電池的充電電力的增加。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的電池系統(tǒng)，具有:電池，其充電或放電；溫度傳感器，用于檢測所述電池的溫度；加熱器，用于加熱所述電池；充電器，用于將來自外部電源的電力供應(yīng)至所述電池和所述加熱器；繼電器，其設(shè)在來自所述充電器的電力被供應(yīng)至所述電池所經(jīng)過的通路中；以及控制器，用于控制所述充電器和所述繼電器的操作。在所述電池的SOC等于或高于一閾值、且所述電池的溫度低于一預(yù)定溫度的情形中，所述控制器將來自所述充電器的預(yù)定電力供應(yīng)至所述加熱器，并關(guān)閉所述繼電器，以便不將來自所述充電器的電力供應(yīng)至所述電池。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的上述方面，在所述電池的SOC等于或高于所述閾值、且所述電池的溫度低于所述預(yù)定溫度的情形中，來自充電器的電力沒有供應(yīng)至電池而僅供應(yīng)至加熱器。于是，當(dāng)停止加熱器的電力供應(yīng)時(shí)，要被供應(yīng)至加熱器的電力僅僅被供應(yīng)至電池。因此，與電力被供應(yīng)至電池和加熱器相比，電池的充電電力的增加可以被抑制。當(dāng)電池的SOC等于或大于所述閾值時(shí)，電池的電壓值達(dá)到上限電壓值。然而，電池的電壓值可以通過抑制電池的充電電力的增加而被抑制不高于上限電壓值。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電池系統(tǒng)，包括:電池，其配置為被充電或放電；溫度傳感器，其配置為檢測所述電池的溫度；加熱器，其配置為加熱所述電池；充電器，其配置為將來自外部電源的電力供應(yīng)給所述電池和所述加熱器；控制器，其配置為控制所述充電器的操作。在所述電池的SOC等于或高于一閾值、且所述電池的溫度等于或高于一預(yù)定溫度的情形中，所述控制器不將來自所述充電器的電力供應(yīng)至所述加熱器，而是將來自所述充電器的預(yù)定電力供應(yīng)至所述電池。在所述電池的SOC等于或高于所述閾值、且所述電池的溫度低于所述預(yù)定溫度的情形中，所述控制器將從所述充電器供應(yīng)至所述電池和所述加熱器的電力的總值設(shè)定為等于或小于所述預(yù)定電力。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的上述方面，當(dāng)所述電力被從所述充電器供應(yīng)至所述電池和所述加熱器時(shí)，供應(yīng)至所述電池和所述加熱器的所述電力的總值被設(shè)定為等于或小于所述預(yù)定電力。因此，當(dāng)停止加熱器的電力供應(yīng)時(shí)，所述預(yù)定電力僅被供應(yīng)至電池。在所述電池的SOC等于或高于所述閾值、且所述電力沒有被供應(yīng)至加熱器的情形中，所述預(yù)定電力即是被供應(yīng)至電池的電力。因此，即使在加熱器的電力供應(yīng)被停止且所述預(yù)定電力被供應(yīng)至所述電池的情形中，所述電池的充電電力可以被抑制不過度增加，并且電池的電壓值可以被抑制而不高于上限電壓值。
[0009]在所述電池的SOC等于或高于所述閾值的情形中，所述控制器通過將來自所述充電器的電力供應(yīng)至所述電池而進(jìn)行恒流恒壓充電。此外，在所述電池的SOC低于所述閾值的情形中，所述控制器通過將來自所述充電器的電力供應(yīng)至所述電池而進(jìn)行恒流充電。當(dāng)進(jìn)行恒流恒壓充電時(shí)，所述電池的電壓值傾向于高于上限電壓值。因此，在所述電池的溫度低于所述預(yù)定溫度且進(jìn)行所述恒流恒壓充電的情形中，從所述充電器供應(yīng)至所述電池和所述加熱器的所述電力的總值被設(shè)定為等于或小于所述預(yù)定電力。這樣，所述電池的電壓值可以被抑制而不高于上限電壓值。
[0010]在所述電池的SOC等于或高于所述閾值、且所述電池的溫度低于所述預(yù)定溫度的情形中，在從所述充電器供應(yīng)至所述電池的電力在低于所述預(yù)定電力的范圍內(nèi)逐漸減小的同時(shí)，所述控制器進(jìn)行恒流充電。其后，所述控制器可以進(jìn)行恒流恒壓充電。當(dāng)所述恒流充電和所述恒流恒壓充電按描述進(jìn)行時(shí)，所述控制器將從所述充電器供應(yīng)至所述電池和所述加熱器的電力的總值設(shè)定為等于或小于所述預(yù)定電力的恒定值。
[0011]當(dāng)所述電池的SOC等于或大于所述閾值時(shí)，所述電池的SOC可能由于所述電池的充電而增加，并且所述電池的電壓值可能達(dá)到上限電壓值。因此，在從所述充電器供應(yīng)至所述電池的電力逐步減小的同時(shí)，進(jìn)行所述恒流充電。其后，進(jìn)行所述恒流恒壓充電。因此，所述電池的SOC可能逐步增加。
[0012]此時(shí)，從所述充電器供應(yīng)至所述電池和所述加熱器的電力的總值被設(shè)定為等于或小于所述預(yù)定電力。這樣，即使當(dāng)加熱器的電力供應(yīng)被停止，僅有等于或小于所述預(yù)定電力的電力被供應(yīng)至所述電池。因此，所述電池的電壓值可以被抑制而不高于上限電壓值。此夕卜，由于供應(yīng)至所述電池和所述加熱器的電力的總值被設(shè)定為恒定值，通過多次逐步減小供應(yīng)至所述電池的電力，供應(yīng)至所述加熱器的電力將會增加。因此，可以很容易地通過使用加熱器來加熱電池。
【附圖說明】
[0013]本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義將參考附圖在下文中進(jìn)行描述，圖中相同標(biāo)號表示相同元素，其中:
圖1為展示本發(fā)明的電池系統(tǒng)的配置的圖；
圖2為展示本發(fā)明的加熱器發(fā)熱異常狀態(tài)的測定過程的流程圖；
圖3為展示本發(fā)明的充電器輸出電力的減少過程的流程圖；
圖4為展示本發(fā)明的實(shí)施例1的外部充電過程的流程圖； 圖5為展示本發(fā)明的實(shí)施例1的主電池的SOC的變化和充電電力的變化的示意圖，其中加熱器處于無電力在其中流動的狀態(tài)；
圖6為展示本發(fā)明的實(shí)施例1的主電池的SOC的變化、充電電力和供應(yīng)至加熱器的電力的變化的示意圖，其中加熱器處于有電力在其中流動的狀態(tài)；
圖7為展示在要被供應(yīng)至本發(fā)明的加熱器的電力被供應(yīng)至主電池的時(shí)刻、主電池的電壓值的變化的示意圖；
圖8為展示本發(fā)明的實(shí)施例2的外部充電過程的流程圖；
圖9為展示在加熱器處于有電力流經(jīng)其中的狀態(tài)中的時(shí)刻、本發(fā)明的實(shí)施例2的主電池的SOC的變化、充電電力變化和供應(yīng)至加熱器的電力的變化的示意圖；
圖10為展示本發(fā)明的實(shí)施例3的外部充電過程的流程圖；
圖11為展示本發(fā)明的實(shí)施例3的上述外部充電過程的流程圖；
圖12為展示在加熱器處于有電力流經(jīng)其中的狀態(tài)中的時(shí)刻、本發(fā)明的實(shí)施例3的主電池的SOC的變化、充電電力變化和供應(yīng)至加熱器的電力的變化的示意圖；
圖13為展示本發(fā)明的實(shí)施例3的修正實(shí)例的上述外部充電過程的流程圖；
圖14為展示在加熱器處于有電力流經(jīng)其中的狀態(tài)中的時(shí)刻、本發(fā)明的實(shí)施例3的修正實(shí)例的主電池的SOC的變化、充電電力變化和供應(yīng)至加熱器的電力的變化的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下文將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描述。
[0015]【實(shí)施例1】
圖1為本實(shí)施例的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1所示的電池系統(tǒng)安裝在車輛上。
[0016]主電池10具有多個(gè)串聯(lián)連接的單元電池11。作為單元電池11，可以使用例如鎳氫電池或鋰離子電池等二次電池。主電池10可能包含多個(gè)并聯(lián)連接的單元電池11。
[0017]圖1所示的電池系統(tǒng)由E⑶(電子控制單元)50來控制。此處所述E⑶50配置為包括電池E⑶51、電源管理E⑶(PM-E⑶)52以及充電E⑶53。所述E⑶50相當(dāng)于本發(fā)明的控制器。
[0018]電壓傳感器21檢測所述主電池10的電壓值VB并將檢測結(jié)果輸出到電池E⑶51。電流傳感器22檢測所述主電池10的電流值IB并將檢測結(jié)果輸出到電池ECU51。此處，在所述主電池10放電時(shí)電流值IB設(shè)定為正值，在所述主電池10充電時(shí)電流值IB設(shè)定為負(fù)值。
[0019]溫度傳感器23檢測所述主電池10的溫度(即電池溫度)TB并將檢測結(jié)果輸出至電池E⑶51。溫度傳感器24檢測加熱器35的溫度(S卩加熱器溫度)TH并將檢測結(jié)果輸出至電池E⑶51，其中加熱器溫度TH將在下文描述。
[0020]正電極線PL與所述主電池10的正電極終端相連，負(fù)電極線NL與所述主電池10的負(fù)電極終端相連。所述主電池10通過所述正電極線PL和負(fù)電極線NL與電動發(fā)電機(jī)(MG)31相連。所述電動發(fā)電機(jī)31從所述主電池10處接收電力來產(chǎn)生動能從而使車輛行駛。換言之，車輛通過傳遞電動發(fā)電機(jī)31產(chǎn)生的動能來驅(qū)動車輪從而行進(jìn)。此外，所述電動發(fā)電機(jī)31能夠?qū)④囕v制動過程中產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換成電力，并將上述電力輸出至所述主電池10。
[0021]此處，可以在所述主電池10和所述電動發(fā)電機(jī)31之間的電流通路上設(shè)置逆變器。所述逆變器可以將所述主電池10輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電并將所述交流電輸出至所述電動發(fā)電機(jī)31。此外，所述逆變器可以將所述電動發(fā)電機(jī)31產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電并將所述直流電輸出至所述主電池10。
[0022]在所述主電池10和所述逆變器之間的電流通路上還可以設(shè)置增壓電路。所述增壓電路可以對所述主電池10的輸出電壓增壓并將已增壓的電力輸出至所述逆變器。此外，所述增壓電路可以對所述逆變器的輸出電壓降壓并將已降壓的電力輸出至所述主電池10。
[0023]所述正電極線PL設(shè)置有系統(tǒng)主繼電器SMR-B，所述負(fù)電極線NL設(shè)置有系統(tǒng)主繼電器SMR-G。每個(gè)系統(tǒng)主繼電器SMR-B、SMR-G通過接收來自電源管理ECU (PM-ECU) 52的控制信號在開和關(guān)之間切換。所述系統(tǒng)主繼電器SMR-B、SMR-G相當(dāng)于本發(fā)明的繼電器。
[0024]所述PM-E⑶52與所述電池E⑶51通信。所述PM-E⑶52和所述電池E⑶51通過接收來自輔助電池34的電力來運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0025]當(dāng)所述主電池10和所述電動發(fā)電機(jī)31連接時(shí)，所述系統(tǒng)主繼電器SMR-B、SMR-G被打開。另一方面，當(dāng)所述主電池10和所述電動發(fā)電機(jī)31斷開連接時(shí)，所述系統(tǒng)主繼電器SMR-B、SMR-G 被關(guān)閉。
[0026]位于所述系統(tǒng)主繼電器SMR-B和所述電動發(fā)電機(jī)31之間的正電極線PL以及位于所述系統(tǒng)主繼電器SMR-G和所述電動發(fā)電機(jī)31之間的負(fù)電極線NL連接有直流/直流轉(zhuǎn)換器32。輔助機(jī)器33、輔助電池34以及所述加熱器35均連接至所述直流/直流轉(zhuǎn)換器32。當(dāng)所述電池系統(tǒng)處于激活狀態(tài)，所述直流/直流轉(zhuǎn)換器32對所述主電池10的輸出電壓降壓并將已降壓的電力供應(yīng)至輔助機(jī)器33及輔助電池34。這樣，所述輔助機(jī)器33可以運(yùn)轉(zhuǎn)，并且所述輔助電池34可以被充電。所述直流/直流轉(zhuǎn)換器32的操作由所述PM-E⑶52控制。
[0027]所述加熱器35用于對所述電池10加熱。加熱器繼電器36安裝在位于所述直流/直流轉(zhuǎn)換器32和所述加熱器35之間的電流通路上，并且所述加熱器繼電器通過接收來自所述電池ECU51的控制信號在開和關(guān)之間切換。當(dāng)所述加熱器繼電器36打開時(shí)，預(yù)定電力從所述直流/直流轉(zhuǎn)換器32被供應(yīng)至所述加熱器35，因此所述加熱器35可以產(chǎn)生熱量。所述加熱器35產(chǎn)生的熱量被傳輸至所述主電池10，所述主電池10就這樣被加熱。
[0028]位于所述系統(tǒng)主繼電器SMR-B和所述電動發(fā)電機(jī)31之間的正電極線PL連接有充電線路CHL-B，并且充電線路CHL-B設(shè)置有充電繼電器CHR-B。位于所述系統(tǒng)主繼電器SMR-G和所述電動發(fā)電機(jī)31之間的負(fù)電極線NL連接有充電線路CHL-G，并且充電線路CHL-G設(shè)置有充電繼電器CHR-G。每個(gè)所述充電繼電器CHR-B、CHR-G通過接收來自