具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不用于限定本发明的保护范围。

应理解，在本文中，表述“第一”、“第二”等仅用于描述性目的，而不应理解为指示或暗示相对重要性，也不应理解为隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地表示包括至少一个该特征。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于混合动力车辆的动力电池系统100的控制方法的流程图。在此，混合动力车辆尤其是插电式混合动力车辆，该插电式混合动力车辆的电池容量较大并且可以通过外部电源充电，还能够仅通过电动机以纯电动模式驱动车辆行驶。但也可以考虑，所述混合动力车辆是不插电的混合动力车辆，其主要动力源为发动机并且电动机作为辅助动力起作用。

如图1所示，所述控制方法至少包括以下步骤：

S1：检测所述混合动力车辆的行驶速度和行驶模式；

S2：根据所述行驶速度和所述行驶模式调节动力电池系统的至少两个电池子系统之间的串并联连接状态。

在此，混合动力车辆的行驶速度与输出扭矩相关。通常，在行驶速度低时，需要的输出扭矩大，此时车辆主要通过电动机驱动，而当行驶速度超过速度阈值之后，需要的扭矩逐渐减小，此时车辆主要通过发动机驱动。因此，在车辆起步、尤其是弹射起步和低速行驶时需要电动机的大输出扭矩。

示例性地，混合动力车辆的行驶模式从以下模式中选择出：纯电动模式，运动模式，低速模式，普通模式，行驶充电模式，驻车充电模式。在本发明的框架下，“纯电动模式”应理解为，车辆仅通过电动机以动力电池系统的电能驱动，在纯电动模式中发动机不启动；“运动模式”应理解为，变速器延迟换挡时间，即在发动机更高的转速时换挡，由此获得发动机的更高的扭矩输出和车辆的更快的动态响应、例如加速响应，在混合动力车辆的运动模式中，车辆通过发动机和电动机共同驱动并且需要大扭矩来保持高性能状态，为了减小发动机的油耗，电动机可以承担较大分量的输出扭矩，该运动模式通常对应于车辆的S挡位；“低速模式”应理解为，变速器换挡受限制并且只能在抵挡内工作，由此限制车辆的行驶速度并且提高输出扭矩，在混合动力车辆的低速模式中，车辆通过发动机和电动机共同驱动并且提供大输出扭矩，为了减小发动机的油耗，电动机可以承担较大分量的输出扭矩，该低速模式通常用于斜度较大的斜坡，由此也被称为爬坡模式，该低速模式通常对应于车辆的L挡；“普通模式”应理解为，不限制变速器的挡位，并且根据行驶速度分配发动机和电动机承担的扭矩分量，例如在行驶速度低于预定值时主要由电动机驱动车辆，并且在行驶速度高于预定值时主要由发动机驱动车辆，该普通模式通常对应于车辆的D挡。当然，还可以考虑另外的本领域技术人员认为有意义的行驶模式。

在此，根据行驶速度和行驶模式能够相应地评估出电动机的输出扭矩。例如当行驶速度低于预定值时、如在车辆起步时，需要电动机的大输出扭矩。尤其地，在车辆弹射起步时，需要极大的扭矩来提高车辆的起步加速度，在这种情况下电动机的输出扭矩明显较大。此外，当混合动力车辆处于运动模式或低速模式时，同样需要电动机的大输出扭矩。而当车辆高速行驶并且处于纯电动模式或普通模式时，仅需要电动机的相对较小的输出扭矩。

在此，混合动力车辆的电动机的输出扭矩取决于动力电池系统经由总正极和总负极供应给电动机的电流，而电压对于输出扭矩的影响比较小。这意味着，为了获得电动机的大输出扭矩，动力电池系统需要提供大的放电电流。

示例性地，当行驶速度低于预定值时和/或当行驶模式为运动模式或低速模式时，使动力电池系统的至少两个电池子系统并联连接，由此形成电池子系统的并联回路。电动机所需的大电流在所述至少两个电池子系统的并联回路中分流，各个电池子系统承担部分的电流输出任务，在这种情况下流经每个单体电芯的电流减小至例如一半，从而降低单体电芯的极化效应并且减小单体电芯的发热量，以避免过快达到电芯的限制条件。此外，在这种情况下电动机能够承担较大分量的输出扭矩，发动机要承担的输出扭矩相应减小，由此降低了混合动力车辆的油耗。

示例性地，当行驶速度大于等于预定值时并且当行驶模式为纯电动模式或普通模式时，使动力电池系统的至少两个电池子系统串联连接，由此形成电池子系统的串联回路。在这种情况下对于电动机的输出扭矩需求较小，由此仅需要动力电池系统的小的输出电流。通过电池子系统的串联连接能够形成较高的电压平台，从而具有较高的能量传递效率，电池的能量经由各种转换加载到电动机上的功率损失较小。因此，车辆的高压系统的传输线缆可以缩小半径，从而在节省成本的同时降低整车质量，提高能耗表现。

示例性地，当混合动力车辆处于行驶充电模式或驻车充电模式中时，使动力电池系统的所述至少两个电池子系统串联连接。在行驶充电模式中，电动机作为发电机起作用并且发动机驱动该发电机给动力电池系统充电。行驶充电模式可以手动地或自动地进入。通过电池子系统的串联连接能够形成较高的电压平台，在相同的充电功率下，高压充电可以降低对电流的需求并且提高充电效率。

示例性地，附加地检测动力电池系统的荷电水平，当所述荷电水平低于电量阈值时混合动力车辆自动进入行驶充电模式，所述电量阈值可以预先设定。在此，所述电量阈值例如为5％。当然也可以考虑另外的本领域技术人员认为有意义的数值。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于混合动力车辆的动力电池系统100的线路图。

如图2所示，动力电池系统100包括两个电池子系统，即第一电池子系统11和第二电池子系统12。当然也可以考虑更多个、例如三个或四个电池子系统。在此，每个电池子系统具有多个串联的单体电芯，所述单体电芯例如构造为磷酸铁锂单体电芯并且具有3.2V的标称电压。示例性地，第一电池子系统11和第二电池子系统12具有相同数量的、例如100个彼此串联的单体电芯并且具有相同的电压、例如320V。

如图2所示，在第一电池子系统11和第二电池子系统12之间布置有多个继电器21、22、23，通过这些继电器的打开和闭合可以相应地控制第一电池子系统11和第二电池子系统12的串并联连接状态。具体地，第一电池子系统11的负极通过第一继电器21与第二电池子系统12的正极连接，第一电池子系统11的负极通过第二继电器22与第二电池子系统12的负极连接，第一电池子系统11的正极通过第三继电器23与第二电池子系统12的正极连接。此外，第一电池子系统11的正极与动力电池系统100的总正极31连接，而第二电池子系统12的负极与动力电池系统100的总负极32连接，在总正极31和总负极32之间形成动力电池系统100的端电压。当第一继电器21闭合并且第二继电器22和第三继电器23打开时，第一电池子系统11和第二电池子系统12串联连接并且动力电池系统100的端电压为两个电池子系统的和，例如640V，由此提供高电压平台；而当第一继电器21打开并且第二继电器22和第三继电器23闭合时，第一电池子系统11和第二电池子系统12并联连接并且动力电池系统100的端电压等于第一电池子系统11和第二电池子系统12的输出电压，例如320V，流经总正极31和总负极32的电流在这两个电池子系统中分流，其中，流经各个单体电芯的电流为动力电池系统100的输出电流的一半。在此，总正极31和总负极32连接至混合动力车辆的电动机或高电压负载并相应地提供电能。

如图2所示，动力电池系统100具有控制器40，所述控制器根据车辆的行驶速度和行驶模式来控制这些继电器21、22、23的打开和闭合并且由此调设第一电池子系统11和第二电池子系统12的串并联连接状态。在此，控制器40具有计算机程序产品，其包括计算器程序指令，其中，当所述计算机程序指令被一个或多于一个处理器执行时，所述处理器能够执行根据本发明所述的控制方法。

如图2所示，动力电池系统100具有行驶速度检测装置50，所述行驶速度检测装置用于检测混合动力车辆的行驶速度或接收关于行驶速度的信号并且将所述行驶速度发送给控制器40。

如图2所示，动力电池系统100还具有行驶模式检测装置60，所述行驶模式检测装置用于检测混合动力车辆的行驶模式或接收关于行驶模式的信息并且将所述行驶模式发送给控制器40。

如图2所示，动力电池系统100还示例性地具有电量检测装置70，该电量检测装置用于检测动力电池系统100的荷电水平并且将所述荷电水平发送给控制器40。

示例性地，控制器40、行驶速度检测装50、行驶模式检测装置60和电量检测装置70均集成到动力电池系统100的电池管理模块80中，所述电池管理模块配置成用于监控动力电池系统100整体和电池子系统以及各个单体电芯的状态。

前面对于实施方式的阐释仅在所述示例的框架下描述本发明。当然，只要在技术上有意义，实施方式的各个特征能够自由地相互组合，而不偏离本发明的框架。

对于本领域的技术人员而言，本发明的其它优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。