阅读说明：本技术 管理用于生态友好车辆的电池的系统和方法 (System and method for managing battery for eco-friendly vehicle ) 是由 郑圣珍 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了管理用于生态友好车辆的电池的系统和方法。一种用于管理生态友好车辆的电池的系统可以包括：主电池；辅助电池；主电池温度管理单元,被配置为将主电池的温度维持在预定温度范围内；辅助电池充电单元,被配置为对辅助电池充电；第一测量单元,被配置为测量辅助电池的状态；第二测量单元,被配置为测量主电池的状态；以及控制器,被配置为当由第一测量单元测量的辅助电池的状态满足预定充电条件时使辅助电池充电,并且被配置为当由第二测量单元测量的主电池的温度超出预定温度范围时使主电池的温度进入预定温度范围。(The invention discloses a system and a method for managing a battery for an eco-friendly vehicle. A system for managing a battery of an eco-friendly vehicle may include: a main battery; an auxiliary battery; a main battery temperature management unit configured to maintain a temperature of the main battery within a predetermined temperature range; an auxiliary battery charging unit configured to charge an auxiliary battery; a first measurement unit configured to measure a state of the auxiliary battery; a second measurement unit configured to measure a state of the main battery; and a controller configured to charge the auxiliary battery when the state of the auxiliary battery measured by the first measurement unit satisfies a predetermined charging condition, and configured to bring the temperature of the main battery into a predetermined temperature range when the temperature of the main battery measured by the second measurement unit exceeds the predetermined temperature range.)

管理用于生态友好车辆的电池的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种管理用于生态友好车辆的电池的系统和方法，更具体地，涉及一种管理用于生态友好车辆的电池的系统和方法，该系统和方法减少了电池在低温下的输出下降的问题。

背景技术

近来，随着人们对能源效率和环境污染问题的关注日益增加，人们要求开发一种生态友好车辆，这种生态友好车辆能够基本上取代内燃机车辆。这种生态友好车辆区别于通常使用燃料电池或电力作为驱动动力源的电动车辆和使用发动机和电池用于驱动的混合动力车辆。

具体地，电动车辆和混合动力车辆设置有用于供电的电池。可充电的电池通过向安装在车辆中的电机、各种电气设备等提供电力来提供用于驱动车辆的能量。

安装在车辆中的高压电池在很大程度上受到充电中的温度的影响。具体地，当高压电池的温度在低温下(例如在冬季)降低时，电池的充电效率和充电时间也增加，因此存在难以确保驾驶员想要的输出的问题。因而需要开发一种管理电池的技术，其被配置为从而即使在低温下也确保驾驶员期望的输出。

包括在本发明的背景技术部分中的信息仅仅是为了增强对本发明的一般背景的理解，而不能被认为是承认或任何形式的暗示该信息形成本领域技术人员已知的相关技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种管理用于生态友好车辆的电池的系统和方法，该管理用于车辆的电池的系统和方法使得管理辅助电池不被放电并且即使在低温下也可以确保驾驶员期望的输出。

鉴于一方面，根据本发明的示例性实施例的用于管理生态友好车辆的电池的系统可以包括：主电池；辅助电池；主电池温度管理单元，其被配置为将主电池的温度维持在预定温度范围内；辅助电池充电单元，被配置为对辅助电池充电；第一测量单元，被配置为测量辅助电池的状态；第二测量单元，被配置为测量主电池的状态；以及控制器，被配置为当由第一测量单元测量的辅助电池的状态满足预定充电条件时使辅助电池充电，并且被配置为当由第二测量单元测量的主电池的温度超出预定温度范围时使主电池的温度进入预定温度范围。

控制器可以包括：辅助电池管理单元，其将由第一测量单元测量的辅助电池的状态与预定值进行比较，并且当该状态是预定值或更小时，通过辅助电池充电单元对辅助电池充电；以及主电池管理单元，其将由第二测量单元测量的主电池的温度与预定范围进行比较，并且当温度超出预定温度范围时，通过主电池温度管理单元使主电池的温度进入预定温度范围。

当主电池的测量温度等于或小于预定温度时，主电池管理单元可以加热主电池。

控制器可以在辅助电池管理单元对辅助电池充电之前唤醒第二测量单元以测量主电池的状态。

辅助电池的状态可以包括辅助电池的电压和充电状态(SOC)值中的一个或多个，并且主电池的状态可以包括主电池的温度、充电状态(SOC)和放电输出中的一个或多个。

该系统可以还包括冷却生态友好车辆的电气设备的电气设备冷却器；以及将电气设备冷却器和主电池温度管理单元彼此连接的连接器。

生态友好车辆的电气设备可以包括逆变器和电机。

电气设备冷却器可以包括：生态友好车辆的电气设备；热交换器，其冷却流入电气设备冷却器的冷却水；使电气设备冷却器中的冷却水循环的第一泵；储水箱，注入并储存冷却水；以及电气设备冷却管，连接热交换器、第一泵和储水箱，并且冷却水流经该电气设备冷却管。

主电池温度管理单元可以包括：第二泵，其向主电池温度管理单元供应注入储水箱中的冷却水；主电池管，其将第二泵和主电池彼此连接，并且冷却水流经主电池管；冷却水加热器，其加热主电池管中的冷却水；以及冷却模块(chiller)，其冷却主电池管中的冷却水。

鉴于另一方面，根据本发明的示例性实施例的管理用于生态友好车辆的电池的方法可以包括：测量辅助电池的状态；当所测量的状态满足预定充电条件时，对辅助电池充电预定时间；测量主电池的状态；确定测量结果是否在预定温度范围之外；以及当测量结果超出预定温度范围时，控制主电池进入预定温度范围。

根据本发明的用于管理生态友好车辆的电池的系统，当通过第一测量单元测量的辅助电池的状态满足预定充电条件时，控制器使辅助电池充电，能够防止辅助电池放电。此外，当由第二测量单元测量的主电池的温度偏离预定温度范围时，控制器通过主电池温度管理单元使主电池的温度进入预定温度范围，能够将主电池的效率保持在最佳状态。因此，即使在低温下，例如在冬季，也可以容易地确保驾驶员期望的输出。

本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点将从结合本文的附图和以下详细描述中变得明显或更具体地阐述，这些附图和以下详细描述一起用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的用于管理生态友好车辆的电池的系统的整体配置的图；以及

图2是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的管理用于生态友好车辆的电池的方法的流程图。

可以理解，附图不一定是按比例绘制的，呈现了说明本发明基本原理的各种特征的稍微简化的表示。本文包括的本发明的具体设计特征，包括例如具体尺寸、取向、位置和形状，将部分地由具体预期的应用和使用环境确定。

在附图中，在附图的几幅图中，附图标记表示本发明的相同或等效部分。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各种实施例，其示例在附图中示出并在下面描述。尽管将结合本发明的示例性实施例描述本发明，但是应当理解，本描述并不旨在将本发明限于这些示例性实施例。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施例，而且覆盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物和其他实施例。

本文将参照附图描述根据本发明的示例性实施例的用于管理生态友好车辆的电池的系统和方法。

图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的用于管理生态友好车辆的电池的系统的整体配置的图。如图1所示，根据本发明的示例性实施例的用于管理生态友好车辆的电池的系统可以包括：主电池100、辅助电池200、主电池温度管理单元300、辅助电池充电单元400、第一测量单元500、第二测量单元600和控制器900。根据本发明的示例性实施例的用于管理生态友好车辆的电池的系统和方法可以应用于使用发动机和电机两者的混合动力车辆，或电动车辆和燃料电池车辆等。

具体地，如果需要，主电池100提供用于驱动生态友好车辆的能量并保持当车辆减速或停止时由回收电源产生的电能。本发明的示例性实施例中的主电池100可以是能够通过驱动安装在车辆中的电机来提供驱动生态友好车辆所需的能量的高压电池。此外，辅助电池200向安装在车辆中的若干电气设备供电。

主电池温度管理单元300将主电池的温度维持在预定温度范围内。主电池100由于电池单元的化学特性而对温度敏感，使得充电量和放电量根据温度而增加，由此可以增加电池的效率。具体地，温度越高，在预定温度范围内充电量和放电量增加越多，使得电池的效率增加。然而，当主电池100的温度超过预定温度或低于预定温度时，主电池的充电量和放电量迅速降低，因此存在电池效率迅速降低并且不能确保驾驶员期望的输出的问题。在本发明的示例性实施例中，主电池温度管理单元300将主电池100的温度维持在预定温度范围内，能够将主电池100维持在最佳状态。

具体地，主电池温度管理单元300可以包括第二泵310、主电池管320、冷却水加热器330和冷却模块340。

第二泵310将注入储水箱840中的冷却水供应到主电池温度管理单元300。在本发明的示例性实施例中，第二泵310可以是电动水泵(EWP)。更具体地，第二泵310使已经通过冷却模块340冷却的冷却水循环通过主电池管320，由此冷却主电池100。因此，可以防止主电池100过热。此外，第二泵310使已经通过冷却水加热器330加热的冷却水循环通过主电池管320，由此主电池100被加热。因此，能够防止主电池100的温度下降到预定温度以下。

主电池管320连接第二泵310、主电池100、冷却水加热器330和冷却模块340，并且主电池管320中的冷却水可以通过第二泵310流动和循环。

冷却水加热器330加热主电池管320中的冷却水。冷却水加热器330可以由主电池管理单元720控制，如下所述，当主电池100的温度变为预定温度或更低时，主电池管理单元720加热主电池管320中的冷却水，由此主电池100的温度可以进入预定温度范围。

冷却模块340冷却主电池管320中的冷却水。具体地，冷却模块340(尽管未在附图中详细示出)可以通过使车辆中的空调的制冷剂管循环的制冷剂保持在低温，可以通过与循环通过主电池管320的冷却水交换热量来冷却冷却水，并且可以使用冷却的冷却水来冷却主电池100。

辅助电池充电单元400对辅助电池200充电。辅助电池充电单元400由下面将要描述的辅助电池管理单元710控制，当第一测量单元500测量的辅助电池200的状态满足预定充电条件时，辅助电池管理单元710能够对辅助电池200充电。根据实施例，辅助电池充电单元400可以使用主电池100的输出电力或从外部电源供应的电力来对辅助电池200充电。

第一测量单元500测量辅助电池200的状态。根据实施例，第一测量单元500可以一直测量辅助电池200的状态，或者可以在每个预定时段测量辅助电池200的状态。辅助电池200的状态可以包括辅助电池200的电压和充电状态(SOC)值中的一个或多个。根据实施例，第一测量单元500可以是能够检测辅助电池200的电压和充电状态的智能电池系统(IBS)。然而，这仅仅是示例性实施例，并且其他各种传感器可以用作第一测量单元500，只要它们可以测量辅助电池的状态。

第二测量单元600测量主电池100的状态。根据实施例，第二测量单元600可以一直测量主电池100的状态，或者可以在每个预定时段测量主电池100的状态。主电池100的状态可以包括主电池100的温度、充电状态和放电输出中的一个或多个。根据实施例，第二测量单元600可以是能够检测主电池100的温度、充电状态和放电输出的智能电池系统(IBS)。然而，这仅仅是示例性实施例，并且其他各种传感器可以用作第二测量单元600，只要它们可以测量主电池的状态。

控制器700在由第一测量单元500测量的辅助电池200的状态满足预定充电条件时使辅助电池200充电，并且在由第二测量单元600测量的主电池100的温度偏离预定温度范围时使主电池100的温度进入预定温度范围。

具体地，控制器700可以包括辅助电池管理单元710和主电池管理单元720。

辅助电池管理单元710接收关于由第一测量单元500测量的辅助电池200的状态的输入，将测量的与辅助电池200相关的状态信息与预定值进行比较，然后当状态信息是预定值或更小时，可以通过辅助电池充电单元400对辅助电池200充电。根据实施例，当由第一测量单元500测量的辅助电池200的SOC值小于预定值时，辅助电池管理单元710可以通过辅助电池充电单元400对辅助电池200充电。

主电池管理单元720将由第二测量单元600测量的主电池100的温度与预定范围进行比较，并且当温度超出预定温度范围时，可以通过主电池温度管理单元300使主电池100的温度进入预定温度范围。例如，当由第二测量单元600测量的主电池100的温度为预定温度或更低时，主电池管理单元720可以通过操作冷却水加热器330使得主电池管320中的冷却水被加热来增加主电池100的温度。此外，当由第二测量单元600测量的主电池100的温度是预定温度或更高时，主电池管理单元720可以通过操作冷却模块340使得主电池管320中的冷却水被冷却来降低主电池100的温度。

同时，控制器700可以在辅助电池管理单元710对辅助电池200充电之前唤醒第二测量单元600以测量主电池100的状态。根据实施例，控制器700可以在辅助电池管理单元710对辅助电池200充电之前30-60秒唤醒第二测量单元600以测量主电池100的状态。

另一方面，根据本发明的示例性实施例的用于管理生态友好车辆的电池的系统还可以包括用于冷却生态友好车辆的电气设备的电气设备冷却器800，以及将电气设备冷却器800和主电池温度管理单元300彼此连接的连接器900。电气设备冷却器800可以由上述控制器700控制。

具体地，电气设备冷却器800可以包括生态友好车辆的电气设备810；冷却流入电气设备冷却器800的冷却水的热交换器820；使冷却水在电气设备冷却器800中循环的第一泵830；注入并存储冷却水的储水箱840；以及连接热交换器820、第一泵830和储水箱840并且冷却水流经的电气设备冷却管850。电气设备冷却管850和主电池管320可以通过多个三通阀910等彼此连接。

具体地，根据实施例，生态友好车辆的电气设备810(其作为在生态友好车辆驱动时发热的电气设备)可以包括驱动生态友好车辆所需的电机和逆变器。此外，在本发明的电气设备中，可以包括在生态友好车辆驱动时由于发热而需要冷却的各种电气设备。例如，电气设备810可以包括混合起动发电机(HSG)、混合动力控制单元(HPCU)、油泵单元(OPU)等。

热交换器820可以安装在车辆的前部并且冷却流经电气设备冷却器的冷却管850的冷却水。根据实施例，热交换器820可以是散热器。具体地，热交换器820可以通过与车辆行驶时流入内部的外部空气进行热交换来冷却流经电气设备冷却管850的冷却水。

第一泵830使冷却水在电气设备冷却器800中循环。在本发明的示例性实施例中，第一泵130可以是电动水泵(EWP)。更具体地，第一泵830使已经通过热交换器820冷却的冷却水通过电气设备冷却管850循环，能够冷却包括电机和逆变器的电气设备810，使得它们不会过热。

储水箱840注入冷却水并且保持冷却水，并且注入的冷却水可以通过连接器900供应到主电池温度管理单元300。注入到储水箱840中的冷却水可以在主电池管320中产生真空状态之后供应到主电池管320。可替代地，注入到储水箱840中的冷却水可以通过驱动第二泵310而被强制供应到主电池管320。

电气设备冷却管850连接热交换器820、第一泵830和储水箱840，由此电气设备冷却管850中的冷却水可以流动并循环通过第一泵830。

根据包括上述详细结构的本发明的用于管理生态友好车辆的电池的系统，当由第一测量单元测量的辅助电池的状态满足预定充电条件时，控制器使得辅助电池充电，能够防止辅助电池放电。此外，当由第二测量单元测量的主电池的温度偏离预定温度范围时，控制器通过主电池温度管理单元使主电池的温度进入预定温度范围，能够将主电池的效率保持在最佳状态。因此，即使在低温下，例如在冬季，也可以容易地确保驾驶员期望的输出。

图2是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的管理用于生态友好车辆的电池的方法的流程图。如图2所示，该方法可以包括：测量辅助电池的状态S100；当测量状态满足预定充电条件时，对辅助电池充电预定时间S200；测量主电池的状态S300；确定测量结果是否在预定温度范围之外S400；以及当测量结果超出预定温度范围时，控制主电池进入预定温度范围S500。根据本发明的示例性实施例的用于管理生态友好车辆电池的方法的详细步骤中的技术特征与上述用于管理生态友好车辆电池的系统中的技术特征相同，因此不提供其详细说明。

为了便于解释和准确定义所附权利要求。术语“较高”、“较低”、“内”、“外”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背部”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“里面”、“外面”、“内”、“外”，“外”、“向前”和“向后”用于参考位置描述示例性实施例的特征。图中所示的这些特征。还应当理解，术语“连接”或其派生词是指直接连接和间接连接。

为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的特定示例性实施例的上述描述。它们并不旨在穷举或将本发明限于所公开的精确形式，并且显然根据上述教导可以进行许多修改和变化。选择和描述示例性实施例以解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够制造和利用本发明的各种示例性实施例及其各种替换和修改。本发明的范围由所附权利要求及其等同物来限定。