車輛電池組管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種車輛電池組管理系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：分別設(shè)置在所述電池組的正極和負(fù)極與車輛負(fù)載之間并與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接的正極開關(guān)和負(fù)極開關(guān)；設(shè)置在所述電池組和車輛負(fù)載之間的串聯(lián)地電連接的預(yù)充電電阻和預(yù)充電開關(guān)；第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的第一端連接于所述預(yù)充電電阻的第一端和所述預(yù)充電開關(guān)的第一端之間，且所述第一開關(guān)的第二端連接在所述負(fù)極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間；以及電池管理單元，用于控制閉合和/或斷開正極開關(guān)、負(fù)極開關(guān)、預(yù)充電開關(guān)和/或第一開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)由所述電池組為車輛負(fù)載預(yù)充電、由電池組向車輛負(fù)載供電或由預(yù)充電電阻將車輛負(fù)載放電。
【專利說明】車輛電池組管理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型大體涉及車輛電氣領(lǐng)域，更具體地涉及一種車輛電池組管理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在車輛中，高壓(HV)系統(tǒng)，包括電池、逆變器、馬達(dá)等，具有嚴(yán)格的安全性要求。特別是在緊急情況下，如發(fā)生事故時(shí)，快速并可靠地將高壓電源，例如電池組，從高壓系統(tǒng)的其他部分，例如車輛負(fù)載斷開，是至關(guān)重要的。此外重要的一點(diǎn)是盡可能快地將高壓系統(tǒng)的其他部分放電，以防止電荷失控地消散。例如，防止系統(tǒng)組件，如電纜，被損壞時(shí)產(chǎn)生電弧事件。此外，在車輛負(fù)載，如電動(dòng)馬達(dá)或供電逆變器單元向高壓系統(tǒng)的其他部分繼續(xù)供電的情況下，如由于事故后或失去對轉(zhuǎn)換器的控制后導(dǎo)致車輪自由旋轉(zhuǎn)的情況下，盡管高壓母線、高壓電池已經(jīng)完全斷開，但剩余能量的釋放系統(tǒng)將失效，并導(dǎo)致高壓系統(tǒng)其他部分在長時(shí)間內(nèi)在電力方面是不安全的。在這種情況下，當(dāng)車輛碰撞發(fā)生時(shí)，需要提供更快、更可靠的解決方案來斷開電池組與車輛負(fù)載或使車輛負(fù)載放電。
[0003]另一方面，車輛中使用的電池，在一定的溫度范圍內(nèi)，例如鋰電池，其內(nèi)部電阻隨著溫度的變化而顯著變化。當(dāng)溫度升高時(shí)鋰電池內(nèi)部電阻降低，鋰電池的效率隨之提高，電池能夠在更高的功率水平工作。而當(dāng)溫度非常低時(shí)，鋰電池根本不能工作。因此，當(dāng)鋰電池的溫度過低時(shí)，需要將鋰電池加熱，才能在寒冷環(huán)境中使用。通常，利用車輛的風(fēng)冷系統(tǒng)，通過使用駕駛室中的空氣作為加熱或冷卻的來源，來對鋰電池加熱。然而當(dāng)溫度非常低時(shí)，濕熱的駕駛室空氣可導(dǎo)致水蒸氣在冷的電池組部件上凝結(jié)。如果需要去除凝結(jié)，仍需要從內(nèi)部對電池組進(jìn)行加熱，需要提供額外的加熱部件以及為加熱部件提供電能的電源，使電池電路的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，增加了成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]鑒于上述問題，提出了本實(shí)用新型，以便提供一種車輛電池組管理系統(tǒng)，以克服上述問題或者至少部分地解決上述問題。
[0005]依據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種車輛電池組管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:正極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的正極和車輛負(fù)載之間，所述正極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接；負(fù)極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的負(fù)極和車輛負(fù)載之間，所述負(fù)極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接；預(yù)充電電阻和預(yù)充電開關(guān)，所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)串聯(lián)地電連接，且串聯(lián)的所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)設(shè)置在所述電池組和車輛負(fù)載之間，其中，所述預(yù)充電電阻的第一端與所述預(yù)充電開關(guān)的第一端連接，所述預(yù)充電電阻的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間，并將所述預(yù)充電開關(guān)的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述電池組的正極之間；第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的第一端連接于所述預(yù)充電電阻的第一端和所述預(yù)充電開關(guān)的第一端之間，且所述第一開關(guān)的第二端連接在所述負(fù)極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間；電池管理單元，用于斷開所述第一開關(guān)和所述正極開關(guān)、閉合所述負(fù)極開關(guān)和所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組為所述車輛負(fù)載預(yù)充電；在預(yù)充電完成后，所述電池管理單元用于閉合所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，斷開所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組向車輛負(fù)載供電；且在車輛發(fā)生事故時(shí)，所述電池管理單元用于斷開所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，并閉合所述第一開關(guān)，以由所述預(yù)充電電阻為所述車輛負(fù)載放電。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述電池管理單元還用于:在由所述電池組向車輛負(fù)載供電后，通過閉合所述第一開關(guān)對電池組加熱以及在加熱完成后斷開閉合的所述第一開關(guān)。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，其中所述電池管理單元還用于:測量所述電池組的溫度；將所測量的溫度與預(yù)先確定的溫度閾值相比較；當(dāng)所測量的溫度小于所述溫度閾值時(shí)，閉合所述第一開關(guān)；以及當(dāng)所測量的溫度等于或大于所述溫度閾值時(shí)，斷開閉合的所述第一開關(guān)，以控制所述電池組的溫度。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，其中所述電池組是串聯(lián)地電連接的多個(gè)電池單元，所述預(yù)充電電阻設(shè)置為與所述多個(gè)電池單元中的每個(gè)電池單元之間的距離相等。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，其中所述電池組由所述車輛的風(fēng)冷系統(tǒng)散熱；并且所述預(yù)充電電阻設(shè)置在所述風(fēng)冷系統(tǒng)的空氣入口處。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，其中所述電池組包括串聯(lián)地電連接的多個(gè)電池單元，所述預(yù)充電電阻是串聯(lián)地電連接的若干個(gè)預(yù)充電電阻，所述若干個(gè)預(yù)充電電阻平均分布在所述多個(gè)電池單元周圍。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，其中所述多個(gè)電池單元由所述車輛的液冷系統(tǒng)散熱；所述若干個(gè)預(yù)充電電阻緊靠所述多個(gè)電池單元。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述系統(tǒng)還包括:若干個(gè)第二開關(guān)，所述若干個(gè)第二開關(guān)中的每一個(gè)分別與所述若干個(gè)預(yù)充電電阻中的每個(gè)預(yù)充電電阻并聯(lián)地電連接；并且所述電池管理單元還用于:閉合所述第一開關(guān)；分別閉合或斷開若干個(gè)所述第二開關(guān)中的每一個(gè)，以控制所述多個(gè)電池單元中的每一個(gè)的溫度。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，其中所述電池管理單元用于:在車輛發(fā)生事故時(shí)，接收車輛控制單元或安全氣囊控制單元的事故信號；響應(yīng)于所述事故信號，斷開所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，并閉合所述第一開關(guān)以由所述預(yù)充電電阻為所述車輛負(fù)載放電。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述電池管理單元還用于:在車輛發(fā)生事故時(shí)，當(dāng)所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)無法斷開時(shí)，斷開所述預(yù)充電開關(guān)且閉合所述第一開關(guān)，由所述預(yù)充電電阻消耗所述電池組的能量。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，其中在所述預(yù)充電電阻外設(shè)置有金屬殼。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述系統(tǒng)還包括:所述預(yù)充電電阻設(shè)置為棱柱狀、圓柱狀或片狀。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種車輛電池組管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:正極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的正極和所述車輛負(fù)載之間，所述正極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接；負(fù)極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的負(fù)極和所述車輛負(fù)載之間，所述負(fù)極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接；預(yù)充電電阻和預(yù)充電開關(guān)，所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)串聯(lián)地電連接，并且串聯(lián)的所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)設(shè)置在所述電池組和車輛負(fù)載之間，其中，所述預(yù)充電電阻的第一端與所述預(yù)充電開關(guān)的第一端連接，所述預(yù)充電電阻的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間，并將所述預(yù)充電開關(guān)的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述電池組的正極之間；第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的第一端連接于在所述預(yù)充電電阻的第一端和所述預(yù)充電開關(guān)的第一端之間且將所述第一開關(guān)的第二端連接在所述負(fù)極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間；電池管理單元，用于斷開所述第一開關(guān)和所述正極開關(guān)、閉合所述負(fù)極開關(guān)和所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組為所述車輛負(fù)載預(yù)充電；在預(yù)充電完成后，所述電池管理單元用于閉合所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，斷開所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組向車輛負(fù)載供電；且在車輛發(fā)生事故時(shí)檢測所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)是否無法斷開；當(dāng)所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)無法斷開時(shí)，所述電池管理單元用于閉合所述第一開關(guān)，由所述預(yù)充電電阻消耗所述電池組的倉tfi。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述電池管理單元用于:在車輛發(fā)生事故時(shí)，接收車輛控制單元或安全氣囊控制單元的事故信號；響應(yīng)于所述事故信號，檢測所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)是否無法斷開。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，其中所述電池管理單元還用于:在由所述電池組向車輛負(fù)載供電后，通過閉合所述第一開關(guān)對電池組加熱以及在加熱完成后斷開閉合的所述第一開關(guān)。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，其中所述電池管理單元還用于:測量所述電池組的溫度；將所測量的溫度與預(yù)先確定的溫度閾值相比較；當(dāng)所測量的溫度小于所述溫度閾值時(shí)，閉合所述第一開關(guān)；以及當(dāng)所測量的溫度等于或大于所述溫度閾值時(shí)，斷開閉合的所述第一開關(guān)，以控制所述電池組的溫度。
[0021]總之，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供的車輛電池組管理系統(tǒng)，提供了一種快速、可靠和安全的方案，不僅能夠有效避免電池電路中的瞬間電流尖峰，延長各部件的使用壽命，還能將電池從車輛負(fù)載斷開，并有效地將車輛負(fù)載中的剩余電荷放電；即使電池組與車輛負(fù)載無法斷開，也能通過電阻將車輛負(fù)載放電，這種方案有效且可靠；能夠控制車輛電池組的溫度，分別控制電池組各區(qū)域周圍的熱量，對每個(gè)電池單元分別調(diào)整溫度，同時(shí)能夠根據(jù)需要控制電池組升溫的速度，使熱量平均分布，以使所有的電池單元加熱具有相同的溫度；能夠?qū)﹄姵仉娐饭ぷ鲿r(shí)產(chǎn)生的大量局部熱量進(jìn)行管理；使用通電后自身能產(chǎn)生熱量的電阻作為加熱元件，不需要設(shè)置為加熱器件供電的額外的電源，簡化了電池電路的結(jié)構(gòu)，降低了成本；此外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供的車輛電池組管理系統(tǒng)既適用于使用風(fēng)冷系統(tǒng)的車輛，也適用于使用液冷系統(tǒng)的車輛。
[0022]上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本實(shí)用新型的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0024]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施方式中用于控制電池組的溫度的裝置的示意圖；
[0025]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施方式中電池組中多個(gè)電池單元與若干個(gè)第一電阻的不意圖；以及
[0026]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施方式的系統(tǒng)100中各開關(guān)閉合或斷開時(shí)車輛負(fù)載的電壓以及電池組的溫度變化的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)想出盡管沒有在本說明書中明確描述或者記載、但是實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型并且包含在本實(shí)用新型精神、原理與范圍內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)。本說明書中引述的所有例子與條件性語言都是出于說明和教導(dǎo)的目的，以幫助讀者理解發(fā)明人對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的原理與概念，并且應(yīng)該被理解為不限于這些具體引述的例子與條件。此外，為了更清楚地說明，省略了對于已知裝置和電路的詳細(xì)描述，以不混淆本實(shí)用新型的描述。應(yīng)理解，除非特別說明，此處描述的各實(shí)施方式中的特征可以互相組合。
[0028]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本實(shí)用新型的示例性的實(shí)施方式中所列舉的各部件的數(shù)量僅是為了說明的目的，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本實(shí)用新型的限制。本實(shí)用新型中各部件可以具有其他的數(shù)量，而不偏離本實(shí)用新型的范圍。
[0029]在本說明書中，每個(gè)單元的功能可以通過使用專用硬件、或者能夠與適當(dāng)?shù)能浖嘟Y(jié)合來執(zhí)行處理的硬件來實(shí)現(xiàn)。這樣的硬件或?qū)Ｓ糜布梢园▽Ｓ眉呻娐?ASIC)、各種其它電路、各種處理器等。當(dāng)由處理器實(shí)現(xiàn)時(shí)，該功能可以由單個(gè)專用處理器、單個(gè)共享處理器、或者多個(gè)獨(dú)立的處理器(其中某些可能被共享)來提供。另外，處理器不應(yīng)該被理解為專指能夠執(zhí)行軟件的硬件，而是可以隱含地包括、而不限于數(shù)字信號處理器(DSP)硬件、用來存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、以及非易失存儲(chǔ)設(shè)備。
[0030]實(shí)施方式一
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種車輛電池組管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:正極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的正極和車輛負(fù)載之間，所述正極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接；負(fù)極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的負(fù)極和車輛負(fù)載之間，所述負(fù)極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接；預(yù)充電電阻和預(yù)充電開關(guān)，所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)串聯(lián)地電連接，且串聯(lián)的所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)設(shè)置在所述電池組和車輛負(fù)載之間，其中，所述預(yù)充電電阻的第一端與所述預(yù)充電開關(guān)的第一端連接，所述預(yù)充電電阻的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間，并將所述預(yù)充電開關(guān)的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述電池組的正極之間；第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的第一端連接于所述預(yù)充電電阻的第一端和所述預(yù)充電開關(guān)的第一端之間，且所述第一開關(guān)的第二端連接在所述負(fù)極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間；電池管理單元，用于斷開所述第一開關(guān)和所述正極開關(guān)、閉合所述負(fù)極開關(guān)和所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組為所述車輛負(fù)載預(yù)充電；在預(yù)充電完成后，所述電池管理單元用于閉合所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，斷開所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組向車輛負(fù)載供電；且在車輛發(fā)生事故時(shí)，所述電池管理單元用于斷開所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，并閉合所述第一開關(guān)，以由所述預(yù)充電電阻為所述車輛負(fù)載放電。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，電池組，如鋰電池組，是對車輛的高壓系統(tǒng)的其他部分，如逆變器或馬達(dá)，供電的電源。
[0033]圖1示出了本實(shí)用新型的一非限制性且示例性的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解，圖1中所表示的每個(gè)單元的連接關(guān)系僅為示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以采用其它的連接關(guān)系，只要在這樣的連接關(guān)系下每個(gè)單元也能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型的功能即可。
[0034]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式的車輛電池組管理系統(tǒng)100包括正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130。正極開關(guān)120設(shè)置在所述電池組110的正極和所述車輛負(fù)載101之間，所述正極開關(guān)120與所述電池組110和所述車輛負(fù)載101串聯(lián)地電連接。負(fù)極開關(guān)130設(shè)置在所述電池組110的負(fù)極和所述車輛負(fù)載101之間，所述負(fù)極開關(guān)130與所述電池組110和所述車輛負(fù)載101串聯(lián)地電連接。
[0035]系統(tǒng)100還包括預(yù)充電電阻140和預(yù)充電開關(guān)150，所述預(yù)充電電阻140和所述預(yù)充電開關(guān)150串聯(lián)地電連接，并且串聯(lián)的所述預(yù)充電電阻140和所述預(yù)充電開關(guān)150設(shè)置在所述電池組110和車輛負(fù)載101之間，其中，所述預(yù)充電電阻140的第一端與所述預(yù)充電開關(guān)150的第一端連接，所述預(yù)充電電阻140的第二端連接于所述正極開關(guān)120和所述車輛負(fù)載101之間，并將所述預(yù)充電開關(guān)150的第二端連接于所述正極開關(guān)120和所述電池組110的正極之間。
[0036]系統(tǒng)100還包括第一開關(guān)160，所述第一開關(guān)160的第一端連接于所述預(yù)充電電阻140的第一端和所述預(yù)充電開關(guān)150的第一端之間，且所述第一開關(guān)160的第二端連接在所述負(fù)極開關(guān)130和所述車輛負(fù)載101之間。
[0037]系統(tǒng)100還包括電池管理單元170，用于斷開所述第一開關(guān)160和所述正極開關(guān)120、閉合所述負(fù)極開關(guān)130和所述預(yù)充電開關(guān)150，以由所述電池組110為所述車輛負(fù)載101預(yù)充電。當(dāng)正極開關(guān)120、負(fù)極開關(guān)130和第一開關(guān)160均斷開，整個(gè)電池電路中沒有電流。若不經(jīng)過預(yù)充電過程，而將電池組110直接設(shè)置為對車輛負(fù)載的正常供電狀態(tài)，需同時(shí)閉合正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130，此時(shí)會(huì)在電路中產(chǎn)生一個(gè)瞬間電流尖峰，嚴(yán)重影響電池電路中各元件的使用壽命。因此，在閉合正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130以由電池組110向車輛負(fù)載101供電之前，電池管理單元170先斷開所述第一開關(guān)160和所述正極開關(guān)120，使電路處于斷電狀態(tài)；然后，電池管理單元170閉合預(yù)充電開關(guān)150和負(fù)極開關(guān)130，此時(shí)，預(yù)充電電阻140與電池組110和負(fù)載101串聯(lián)連接，由預(yù)充電電阻140充當(dāng)一部分負(fù)載，從而避免瞬間電流尖峰，延長電池電路中各元件的使用壽命。在預(yù)充電完成后，所述電池管理單元170用于閉合所述正極開關(guān)120和所述負(fù)極開關(guān)130，斷開所述預(yù)充電開關(guān)150，以由所述電池組110向車輛負(fù)載101供電，此時(shí)預(yù)充電電阻140中沒有電流。在車輛發(fā)生事故時(shí)，所述電池管理單元170用于斷開所述正極開關(guān)120和所述負(fù)極開關(guān)130，以使電池組110與車輛負(fù)載101之間斷電，并閉合所述第一開關(guān)160，此時(shí)預(yù)充電電阻140與車輛負(fù)載101串聯(lián)連接，通過預(yù)充電電阻140為所述車輛負(fù)載101放電。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，所述電池管理單元170還用于:在由所述電池組110向車輛負(fù)載101供電后，通過閉合所述第一開關(guān)160對電池組110加熱以及在加熱完成后斷開閉合的所述第一開關(guān)160。在由所述電池組110向車輛負(fù)載101供電后，正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130均閉合；當(dāng)閉合第一開關(guān)160時(shí)，預(yù)充電電阻140通電產(chǎn)生熱量從而加熱電池組110 ;在加熱完成后，斷開第一開關(guān)160時(shí)，預(yù)充電電阻140中沒有電流，不再產(chǎn)生熱量，從而維持電池組的溫度或使電池組的溫度經(jīng)散熱逐漸降低。這種方式使用通電后自身能產(chǎn)生熱量的電阻作為加熱元件，不需要設(shè)置為加熱器件供電的額外的電源，簡化了電池電路的結(jié)構(gòu)，降低了成本。
[0039]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，所述電池管理單元170還用于:測量所述電池組的溫度；將所測量的溫度與預(yù)先確定的溫度閾值相比較；當(dāng)所測量的溫度小于所述溫度閾值時(shí)，閉合所述第一開關(guān)；以及當(dāng)所測量的溫度等于或大于所述溫度閾值時(shí)，斷開閉合的所述第一開關(guān)，以控制所述電池組的溫度。如圖1所示，電池管理單元170閉合正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130以由電池組110向車輛負(fù)載供電；電池管理單元170測量電池組110的溫度T ;將所測量的電池組的溫度T與預(yù)先確定的溫度閾值Ttl相比較，可選地，預(yù)先確定的溫度閾值Ttl可以是電池組工作效率最高時(shí)的溫度?？蛇x地，所述檢測到的電池組的溫度T可以是由一個(gè)溫度傳感器直接測得的溫度，也可以是一組溫度傳感器檢測到的溫度的平均值或按照其他算法得出的電池組溫度。當(dāng)所測量的溫度T小于溫度閾值Ttl,電池管理單元170閉合第一開關(guān)160，則第一開關(guān)160將預(yù)充電電阻140與電池組110并聯(lián)地電連接，預(yù)充電電阻140通電后產(chǎn)生熱量，從而加熱電池組110。當(dāng)所測量的溫度T等于或大于溫度閾值Ttl,電池管理單元170斷開閉合的第一開關(guān)160，則預(yù)充電電阻140中沒有電流，不再產(chǎn)生熱量，從而將電池組110的溫度T維持在溫度閾值Ttl或使電池組110的溫度T經(jīng)散熱逐漸降低到溫度閾值I。這種方式使用通電后自身能產(chǎn)生熱量的電阻作為加熱元件，不需要設(shè)置為加熱器件供電的額外的電源，簡化了電池電路的結(jié)構(gòu)，降低了成本。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，所述電池組110是串聯(lián)地電連接的多個(gè)電池單元,所述預(yù)充電電阻140設(shè)置為與所述多個(gè)電池單元中的每個(gè)電池單元之間的距離相等?？蛇x地，電池組可包括多個(gè)電池單元，這些電池單元可以以各種組合串聯(lián)和/或并聯(lián)連接，以提供需要的電壓和能量。例如，電池組可包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池單元，每個(gè)電池單元還可包括多個(gè)串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的電池。為了包裝、安裝、安全管理和控制等目的，這些電池單元可以設(shè)置為獨(dú)立的模塊。例如，對于一個(gè)具有96個(gè)串聯(lián)連接的電池的電池組，可將電池組設(shè)置為12個(gè)串聯(lián)連接的電池單元，每個(gè)電池單元可設(shè)置為獨(dú)立的模塊，每個(gè)模塊包括8個(gè)串聯(lián)連接的電池。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本實(shí)用新型的示例性的實(shí)施方式中所列舉的各部件的數(shù)量僅是為了說明的目的，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本實(shí)用新型的限制。本實(shí)用新型中各部件可以具有其他的數(shù)量，而不偏離本實(shí)用新型的范圍?？蛇x地，可將多個(gè)電池單元均勻分布在以預(yù)充電電阻140為圓心的圓周上。可選地，可將多個(gè)電池單元均勻分布在以預(yù)充電電阻140為球心的球面上。這種方式使得預(yù)充電電阻對電池組中的各電池單元均勻地加熱。
[0041]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，所述電池組110由所述車輛的風(fēng)冷系統(tǒng)散熱；并且所述預(yù)充電電阻140設(shè)置在所述風(fēng)冷系統(tǒng)的空氣入口處。車輛的風(fēng)冷系統(tǒng)使用駕駛室中的空氣作為加熱或冷卻的來源，來對電池組110加熱或散熱。通過將預(yù)充電電阻140設(shè)置在所述風(fēng)冷系統(tǒng)的空氣入口處，使得駕駛室中的空氣在經(jīng)過空氣入口處時(shí)，被設(shè)置在所述風(fēng)冷系統(tǒng)的空氣入口的預(yù)充電電阻140加熱，加熱后的空氣快速到達(dá)并包圍電池組110，對電池組110加熱。這種方式，能夠?qū)崃扛斓貍鬟f到電池組，并增加了電池組參與熱傳遞的接觸面積，從而使電池組更快地升溫。
[0042]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，所述電池組包括串聯(lián)地電連接的多個(gè)電池單元，所述預(yù)充電電阻是串聯(lián)地電連接的若干個(gè)預(yù)充電電阻，所述若干個(gè)預(yù)充電電阻平均分布在所述多個(gè)電池單元周圍，以能夠更均勻地控制電池組的溫度。可選地，電池單元的數(shù)量可以等于預(yù)充電電阻的數(shù)量，也可以不等于預(yù)充電電阻的數(shù)量?？蛇x地，如圖2所示，電池組110可包括多個(gè)，如9個(gè)串聯(lián)地電連接的電池單元111-119，預(yù)充電電阻140是若干個(gè)，如四個(gè)串聯(lián)地電連接的預(yù)充電電阻141-144，這四個(gè)預(yù)充電電阻141-144可被配置為平均分布在電池組，即電池單元111-119周圍?？蛇x地，該電池組可具有其他數(shù)量的電池單元?？蛇x地，預(yù)充電電阻也可以是其他數(shù)量的預(yù)充電電阻。圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式中電池組中多個(gè)電池單元與若干個(gè)預(yù)充電電阻的示意圖。如圖2所示，當(dāng)電池組中的電池單元111-119沿一直線依次等距地排列時(shí)，預(yù)充電電阻141可設(shè)置在電池單元112處，預(yù)充電電阻142設(shè)置在電池單元114處，預(yù)充電電阻143設(shè)置在電池單元116處，預(yù)充電電阻144設(shè)置在電池單元118處，以使電池組的各部分均勻加熱?？蛇x地，可將四個(gè)預(yù)充電電阻141-144設(shè)置為一個(gè)模塊，將9個(gè)電池單元111-119均勻分布在以該模塊為圓心的圓周上?？蛇x地，可將9個(gè)電池單元111-119設(shè)置為一個(gè)模塊，將四個(gè)預(yù)充電電阻141-144均勻分布在以該模塊為球心的球面上?？蛇x地，可將9個(gè)電池單元111-119設(shè)置為一個(gè)模塊，將四個(gè)預(yù)充電電阻141-144均勻分布在以該模塊為圓心的圓周上?？蛇x地，預(yù)充電電阻可緊靠電池組設(shè)置，也可設(shè)置為距離電池組一段距離。
[0043]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，所述多個(gè)電池單元由所述車輛的液冷系統(tǒng)散熱；所述若干個(gè)預(yù)充電電阻緊靠所述多個(gè)電池單元，以使熱量可從預(yù)充電電阻直接傳遞到電池組，從而將電池組的各部分均勻加熱。如圖2所示，系統(tǒng)100的電池組包括9個(gè)電池單元111-119，且4個(gè)預(yù)充電電阻141-144平均分布在電池單元111-119周圍。當(dāng)電池組由所述車輛的液冷系統(tǒng)散熱時(shí)，預(yù)充電電阻141設(shè)置為緊靠電池單元112，預(yù)充電電阻142設(shè)置為緊靠電池單元114，預(yù)充電電阻143設(shè)置為緊靠電池單元116，預(yù)充電電阻144設(shè)置為緊靠電池單元118，以使熱量可從預(yù)充電電阻直接傳遞到電池組，從而將電池組的各部分均勻加熱?？蛇x地，可將四個(gè)預(yù)充電電阻141-144設(shè)置為一個(gè)模塊，將9個(gè)電池單元111-119緊靠該模塊均勻分布?？蛇x地，可將9個(gè)電池單元111-119設(shè)置為一個(gè)模塊，將四個(gè)預(yù)充電電阻141-144緊靠該模塊均勻分布。
[0044]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，系統(tǒng)100還包括:若干個(gè)第二開關(guān)，所述若干個(gè)第二開關(guān)中的每一個(gè)分別與所述若干個(gè)預(yù)充電電阻中的每個(gè)預(yù)充電電阻并聯(lián)地電連接；并且所述電池管理單元還用于:閉合所述第一開關(guān)；分別閉合或斷開若干個(gè)所述第二開關(guān)中的每一個(gè)，以控制所述多個(gè)電池單元中的每一個(gè)的溫度。
[0045]如圖2所示,所述電池組110包括串聯(lián)的一組電池單元,例如包括串聯(lián)的9個(gè)電池單元111-119的一組電池單元，以及串聯(lián)的若干個(gè)預(yù)充電電阻,例如4個(gè)預(yù)充電電阻141-144。系統(tǒng)100還包括若干個(gè)第二開關(guān)，例如4個(gè)第二開關(guān)181-184，每個(gè)第二開關(guān)分別與一個(gè)預(yù)充電電阻并聯(lián)地電連接，例如第二開關(guān)181與預(yù)充電電阻141并聯(lián)地電連接，第二開關(guān)182與預(yù)充電電阻142并聯(lián)地電連接，第二開關(guān)183與預(yù)充電電阻143并聯(lián)地電連接，且第二開關(guān)184與預(yù)充電電阻144并聯(lián)地電連接。電池管理單元170還用于:閉合正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130，以由電池組對車輛負(fù)載供電，并閉合第一開關(guān)160，以使與其串聯(lián)的預(yù)充電電阻141-144通電；分別閉合或斷開若干個(gè)所述第二開關(guān)181-184中的每一個(gè)，分別使與其并聯(lián)的預(yù)充電電阻141-144短路或正常工作，以分別控制所述多個(gè)電池單元中的每一個(gè)的溫度。例如，閉合正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130，并閉合第一開關(guān)160后，電池管理單元170可閉合第二開關(guān)182，使與其并聯(lián)的預(yù)充電電阻142短路而不產(chǎn)生熱量；同時(shí)斷開第二開關(guān)181、183和184，使與其并聯(lián)的預(yù)充電電阻141、143和144正常工作而產(chǎn)生熱量，從而加熱設(shè)置在預(yù)充電電阻141、143和144附近的多個(gè)電池單元?？蛇x地，電池管理單元170可以同時(shí)閉合多個(gè)第二開關(guān)，斷開其他第二開關(guān)?？蛇x地，電池管理單元170可以在多個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)依次閉合多個(gè)第二開關(guān)，每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)只閉合一個(gè)第二開關(guān)，斷開其他第二開關(guān)。
[0046]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，可選地，所述電池管理單元160與車輛控制單元或安全氣囊控制單元通信連接。所述電池管理單元170用于:在車輛發(fā)生事故時(shí)，接收車輛控制單元或安全氣囊控制單元的事故信號；響應(yīng)于所述事故信號，斷開所述正極開關(guān)120和所述負(fù)極開關(guān)130，并閉合所述第一開關(guān)160，以由所述預(yù)充電電阻140為所述車輛負(fù)載放電。
[0047]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，其中所述電池管理單元170還用于:在車輛發(fā)生事故時(shí)，當(dāng)所述正極開關(guān)120和所述負(fù)極開關(guān)130無法斷開時(shí)，斷開所述預(yù)充電開關(guān)150且閉合所述第一開關(guān)160，由所述預(yù)充電電阻消耗所述電池組110的能量。當(dāng)正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130失效、無法斷開時(shí)，電池管理單元170斷開預(yù)充電開關(guān)150且閉合所述第一開關(guān)160，使預(yù)充電電阻140與電池組110和車輛負(fù)載101電連接，通過預(yù)充電電阻140消耗電池組110的能量。檢測正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130是否無法斷開可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的任何方式，例如通過檢測電池組溫度或者檢測電路電流等來實(shí)現(xiàn)。
[0048]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，其中，在所述預(yù)充電電阻140外設(shè)置有金屬殼，以更快速、有效地放熱。
[0049]根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，所述預(yù)充電電阻140設(shè)置為棱柱狀、圓柱狀或片狀。
[0050]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的系統(tǒng)100中各開關(guān)閉合或斷開時(shí)車輛負(fù)載的電壓以及電池組的溫度變化的曲線圖。
[0051]如圖3所示，在時(shí)間間隔h中，電池管理單元170斷開正極開關(guān)120、負(fù)極開關(guān)130、預(yù)充電開關(guān)150和第一開關(guān)160。此時(shí)，電池組110并沒有向車輛負(fù)載供電，預(yù)充電電阻140中沒有電流、并未加熱電池組，車輛負(fù)載的電壓為0，電池組的溫度T等于環(huán)境溫度并低于溫度閾值Ttlt5可選地，當(dāng)車輛發(fā)生事故時(shí)，電池管理單元170斷開正極開關(guān)120、負(fù)極開關(guān)130、預(yù)充電開關(guān)150，并閉合第一開關(guān)160，以由預(yù)充電電阻140將車輛負(fù)載101放電。
[0052]在時(shí)間間隔t2中，為了避免同時(shí)閉合正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130而導(dǎo)致在電路中產(chǎn)生瞬間電流尖峰，電池管理單元170使第一開關(guān)160和正極開關(guān)120仍保持?jǐn)嚅_，此時(shí)電路處于斷電狀態(tài)；然后，電池管理單元170閉合預(yù)充電開關(guān)150和負(fù)極開關(guān)130，此時(shí)，預(yù)充電電阻140與電池組110和車輛負(fù)載101串聯(lián)連接，預(yù)充電電阻140充當(dāng)一部分負(fù)載，由電池組110向車輛負(fù)載101供電，車輛負(fù)載的電壓V緩慢上升，從而避免瞬間電流尖峰。當(dāng)車輛負(fù)載的電壓V達(dá)到正常工作電壓Vtl時(shí)，閉合正極開關(guān)120，隨后斷開預(yù)充電開關(guān)150，此時(shí)預(yù)充電電阻140中無電流，電池組110處于向車輛負(fù)載101的正常供電狀態(tài)。在時(shí)間間隔t2中，第一開關(guān)160 —直保持?jǐn)嚅_，未加熱電池組，電池組的溫度T仍等于環(huán)境溫度并低于溫度閾值Ttl。
[0053]在時(shí)間間隔t3中，電池管理單元170使正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130保持閉合，電池組110處于向車輛負(fù)載101的正常供電狀態(tài)；預(yù)充電開關(guān)150保持?jǐn)嚅_，此時(shí)預(yù)充電電阻140中無電流；車輛負(fù)載的電壓V保持在正常工作電壓Vc^在時(shí)間間隔t3中，第一開關(guān)160一直保持?jǐn)嚅_，預(yù)充電電阻140中沒有電流、并未加熱電池組，電池組的溫度T仍等于環(huán)境溫度并低于溫度閾值T。。
[0054]在時(shí)間間隔t4中，電池管理單元170使正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130保持閉合，電池組110處于向車輛負(fù)載101的正常供電狀態(tài)；預(yù)充電開關(guān)150保持?jǐn)嚅_；車輛負(fù)載的電壓V保持在正常工作電壓\。當(dāng)電池管理單元170檢測到電池組的溫度T小于溫度閾值Ttl,閉合第一開關(guān)160，預(yù)充電電阻140中有電流且產(chǎn)生熱量，并加熱電池組110，電池組的溫度T增加至溫度閾值T。。
[0055]在時(shí)間間隔t5中，電池管理單元170使正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130保持閉合，電池組110處于向車輛負(fù)載101的正常供電狀態(tài)；預(yù)充電開關(guān)150保持?jǐn)嚅_；車輛負(fù)載的電壓V保持在正常工作電壓Vc^當(dāng)電池管理單元170檢測到電池組的溫度T等于或大于溫度閾值Ttl，斷開第一開關(guān)160，預(yù)充電電阻140中沒有電流且不再產(chǎn)生熱量，電池組的溫度T保持在溫度閾值Ttl或經(jīng)散熱逐漸降低至溫度閾值T。。
[0056]在時(shí)間間隔丨6中，例如車輛發(fā)生事故時(shí)，電池管理單元170斷開所述正極開關(guān)120和所述負(fù)極開關(guān)130，以使電池組110與車輛負(fù)載101之間斷電，并閉合所述第一開關(guān)160，此時(shí)預(yù)充電電阻140與車輛負(fù)載101串聯(lián)連接，通過預(yù)充電電阻140為所述車輛負(fù)載101放電，使車輛負(fù)載101的電壓快速降低為O。此時(shí)，預(yù)充電電阻140有電流且產(chǎn)生熱量，并短暫加熱電池組110，因放電時(shí)間很短，故電池組的溫度T上升并不明顯。
[0057]放電完全后，在時(shí)間間隔t7中，電池管理單元170斷開正極開關(guān)120、負(fù)極開關(guān)130、第一開關(guān)160和預(yù)充電開關(guān)150。此時(shí)，電池組110沒有向車輛負(fù)載供電，預(yù)充電電阻140中沒有電流、并未加熱電池組，車輛負(fù)載的電壓為0，電池組的溫度T逐漸下降至環(huán)境溫度?？蛇x地，電池管理單元170可以一直閉合第一開關(guān)160，直到對電池組進(jìn)行預(yù)充電。
[0058]總之，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供的車輛電池組管理系統(tǒng)，提供了一種快速、可靠和安全的方案，不僅能夠有效避免電池電路中的瞬間電流尖峰，延長各部件的使用壽命，還能將電池從車輛負(fù)載斷開，并有效地將車輛負(fù)載中的剩余電荷放電；即使電池組與車輛負(fù)載無法斷開，也能通過電阻將車輛負(fù)載放電，這種方案有效且可靠；能夠控制車輛電池組的溫度，分別控制電池組各區(qū)域周圍的熱量，對每個(gè)電池單元分別調(diào)整溫度，同時(shí)能夠根據(jù)需要控制電池組升溫的速度，使熱量平均分布，以使所有的電池單元加熱具有相同的溫度；能夠?qū)﹄姵仉娐饭ぷ鲿r(shí)產(chǎn)生的大量局部熱量進(jìn)行管理；使用通電后自身能產(chǎn)生熱量的電阻作為加熱元件，不需要設(shè)置為加熱器件供電的額外的電源，簡化了電池電路的結(jié)構(gòu)，降低了成本；此外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供的車輛電池組管理系統(tǒng)既適用于使用風(fēng)冷系統(tǒng)的車輛，也適用于使用液冷系統(tǒng)的車輛。
[0059]實(shí)施方式二
[0060]根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種車輛電池組管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:正極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的正極和所述車輛負(fù)載之間，所述正極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接；負(fù)極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的負(fù)極和所述車輛負(fù)載之間，所述負(fù)極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接；預(yù)充電電阻和預(yù)充電開關(guān)，所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)串聯(lián)地電連接，并且串聯(lián)的所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)設(shè)置在所述電池組和車輛負(fù)載之間，其中，所述預(yù)充電電阻的第一端與所述預(yù)充電開關(guān)的第一端連接，所述預(yù)充電電阻的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間，并將所述預(yù)充電開關(guān)的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述電池組的正極之間；第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的第一端連接于在所述預(yù)充電電阻的第一端和所述預(yù)充電開關(guān)的第一端之間且將所述第一開關(guān)的第二端連接在所述負(fù)極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間；電池管理單元，用于斷開所述第一開關(guān)和所述正極開關(guān)、閉合所述負(fù)極開關(guān)和所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組為所述車輛負(fù)載預(yù)充電；在預(yù)充電完成后，所述電池管理單元用于閉合所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，斷開所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組向車輛負(fù)載供電；且在車輛發(fā)生事故時(shí)檢測所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)是否無法斷開；當(dāng)所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)無法斷開時(shí)，所述電池管理單元用于閉合所述第一開關(guān)，由所述預(yù)充電電阻消耗所述電池組的能量。
[0061]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，電池組，如鋰電池組，是對車輛的高壓系統(tǒng)的其他部分，如逆變器或馬達(dá)，供電的電源。
[0062]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式的車輛電池組管理系統(tǒng)100包括正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130。正極開關(guān)120設(shè)置在所述電池組110的正極和所述車輛負(fù)載101之間，所述正極開關(guān)120與所述電池組110和所述車輛負(fù)載101串聯(lián)地電連接。負(fù)極開關(guān)130設(shè)置在所述電池組110的負(fù)極和所述車輛負(fù)載101之間，所述負(fù)極開關(guān)130與所述電池組110和所述車輛負(fù)載101串聯(lián)地電連接。
[0063]系統(tǒng)100還包括預(yù)充電電阻140和預(yù)充電開關(guān)150，所述預(yù)充電電阻140和所述預(yù)充電開關(guān)150串聯(lián)地電連接，并且串聯(lián)的所述預(yù)充電電阻140和所述預(yù)充電開關(guān)150設(shè)置在所述電池組110和車輛負(fù)載101之間，其中，所述預(yù)充電電阻140的第一端與所述預(yù)充電開關(guān)150的第一端連接，所述預(yù)充電電阻140的第二端連接于所述正極開關(guān)120和所述車輛負(fù)載101之間，并將所述預(yù)充電開關(guān)150的第二端連接于所述正極開關(guān)120和所述電池組110的正極之間。
[0064]系統(tǒng)100還包括第一開關(guān)160，所述第一開關(guān)160的第一端連接于所述預(yù)充電電阻140的第一端和所述預(yù)充電開關(guān)150的第一端之間，且所述第一開關(guān)160的第二端連接在所述負(fù)極開關(guān)130和所述車輛負(fù)載101之間。
[0065]系統(tǒng)100還包括電池管理單元170，用于斷開所述第一開關(guān)160和所述正極開關(guān)120、閉合所述負(fù)極開關(guān)130和所述預(yù)充電開關(guān)150，以由所述電池組110為所述車輛負(fù)載101預(yù)充電。當(dāng)正極開關(guān)120、負(fù)極開關(guān)130和第一開關(guān)160均斷開，整個(gè)電池電路中沒有電流。若不經(jīng)過預(yù)充電過程，而將電池組直接設(shè)置為對車輛負(fù)載的正常供電狀態(tài)，需同時(shí)閉合正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130，此時(shí)會(huì)在電路中產(chǎn)生一個(gè)瞬間電流尖峰，嚴(yán)重影響電池電路中各元件的使用壽命。因此，在閉合正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130以由電池組110向車輛負(fù)載101供電之前，電池管理單元170先斷開所述第一開關(guān)160和所述正極開關(guān)120，使電路處于斷電狀態(tài)；然后，電池管理單元170閉合預(yù)充電開關(guān)150和負(fù)極開關(guān)130，此時(shí)，預(yù)充電電阻140與電池組110和負(fù)載101串聯(lián)連接，由預(yù)充電電阻140充當(dāng)一部分負(fù)載，從而避免瞬間電流尖峰，延長電池電路中各元件的使用壽命。在預(yù)充電完成后，所述電池管理單元170用于閉合所述正極開關(guān)120和所述負(fù)極開關(guān)130，斷開所述預(yù)充電開關(guān)150，以由所述電池組110向車輛負(fù)載101供電，此時(shí)預(yù)充電電阻140中沒有電流。在車輛發(fā)生事故時(shí)，所述電池管理單元170還適于:在車輛發(fā)生事故時(shí)檢測所述正極開關(guān)120和所述負(fù)極開關(guān)130是否斷開；當(dāng)正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130失效、無法斷開時(shí)，電池管理單元170閉合所述第一開關(guān)160，使預(yù)充電電阻140與電池組110和車輛負(fù)載101電連接，通過預(yù)充電電阻140消耗電池組110的能量。
[0066]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，所述電池管理單元170用于:在車輛發(fā)生事故時(shí)，接收車輛控制單元或安全氣囊控制單元的事故信號；響應(yīng)于所述事故信號，檢測所述正極開關(guān)120和所述負(fù)極開關(guān)130是否無法斷開?？蛇x地，電池管理單元170與車輛控制單元或安全氣囊控制單元通信連接。
[0067]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，所述電池管理單元170還用于:在由所述電池組向車輛負(fù)載供電后，通過閉合所述第一開關(guān)對電池組加熱以及在加熱完成后斷開閉合的所述第一開關(guān)。在由所述電池組I1向車輛負(fù)載101供電后，正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130均閉合；電池管理單兀170閉合第一開關(guān)160,預(yù)充電電阻140通電產(chǎn)生熱量從而加熱電池組110 ;在加熱完成后，電池管理單元170斷開第一開關(guān)160，預(yù)充電電阻140中沒有電流，不再產(chǎn)生熱量，從而維持電池組的溫度或使電池組的溫度經(jīng)散熱逐漸降低。這種方式使用通電后自身能產(chǎn)生熱量的電阻作為加熱元件，不需要設(shè)置為加熱器件供電的額外的電源，簡化了電池電路的結(jié)構(gòu)，降低了成本。
[0068]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，所述電池管理單元170還用于:測量所述電池組的溫度；將所測量的溫度與預(yù)先確定的溫度閾值相比較；當(dāng)所測量的溫度小于所述溫度閾值時(shí)，閉合所述第一開關(guān)；以及當(dāng)所測量的溫度等于或大于所述溫度閾值時(shí)，斷開閉合的所述第一開關(guān)，以控制所述電池組的溫度。如圖1所示，電池管理單元170閉合正極開關(guān)120和負(fù)極開關(guān)130以由電池組110向車輛負(fù)載供電；電池管理單元170測量電池組110的溫度T ;將所測量的電池組的溫度T與預(yù)先確定的溫度閾值Ttl相比較，可選地，預(yù)先確定的溫度閾值Ttl可以是電池組工作效率最高時(shí)的溫度?？蛇x地，所述檢測到的電池組的溫度T可以是由一個(gè)溫度傳感器直接測得的溫度，也可以是一組溫度傳感器檢測到的溫度的平均值或按照其他算法得出的電池組溫度。當(dāng)所測量的溫度T小于溫度閾值Ttl,電池管理單元170閉合第一開關(guān)160，則第一開關(guān)160將預(yù)充電電阻140與電池組110并聯(lián)地電連接，預(yù)充電電阻140通電后產(chǎn)生熱量，從而加熱電池組110。當(dāng)所測量的溫度T等于或大于溫度閾值T0,電池管理單元170斷開閉合的第一開關(guān)160，則預(yù)充電電阻140中沒有電流，不再產(chǎn)生熱量，從而將電池組110的溫度T維持在溫度閾值Ttl或使電池組110的溫度T經(jīng)散熱逐漸降低到溫度閾值I。這種方式使用通電后自身能產(chǎn)生熱量的電阻作為加熱元件，不需要設(shè)置為加熱器件供電的額外的電源，簡化了電池電路的結(jié)構(gòu)，降低了成本。
[0069]對實(shí)施方式一中的車輛電池組管理系統(tǒng)的上述描述也可應(yīng)用于根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式二中的車輛電池組管理系統(tǒng)，為了簡要的目的，在此不再贅述。
[0070]總之，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供的車輛電池組管理系統(tǒng)，提供了一種快速、可靠和安全的方案，不僅能夠有效避免電池電路中的瞬間電流尖峰，延長各部件的使用壽命，還能將電池從車輛負(fù)載斷開，并有效地將車輛負(fù)載中的剩余電荷放電；即使電池組與車輛負(fù)載無法斷開，也能通過電阻將車輛負(fù)載放電，這種方案有效且可靠；能夠控制車輛電池組的溫度，分別控制電池組各區(qū)域周圍的熱量，同時(shí)能夠根據(jù)需要控制電池組升溫的速度，能夠?qū)﹄姵仉娐饭ぷ鲿r(shí)產(chǎn)生的大量局部熱量進(jìn)行管理；使用通電后自身能產(chǎn)生熱量的電阻作為加熱元件，不需要設(shè)置為加熱器件供電的額外的電源，簡化了電池電路的結(jié)構(gòu)，降低了成本。
[0071]在本說明書中，說明了大量的具體細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的實(shí)施方式可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在一些實(shí)施方式中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不使讀者混淆對本說明書的原理的理解。
[0072]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以對各實(shí)施方式中的裝置中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變，并且把它們設(shè)置在與該實(shí)施方式不同的一個(gè)或多個(gè)裝置中。除了特征或處理相互排斥的情況之外，可以采用任何組合，對本說明書中公開的任何裝置的所有模塊進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書中公開的每個(gè)特征都可以由提供相同、等同或相似目的替代特征來代替。
[0073]應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行說明而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可設(shè)計(jì)出各種替代實(shí)施方式。在權(quán)利要求書中，特征的排序并不意味著特征的任何特定順序。在權(quán)利要求書中，不應(yīng)將位于括號內(nèi)的任何參考標(biāo)記理解成對權(quán)利要求的限制。術(shù)語“包括”或“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的模塊或步驟。位于模塊或步驟之前的術(shù)語“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的模塊或步驟。術(shù)語“第一”、“第二”、以及“第三”等的使用不表示任何順序，可將這些術(shù)語解釋為名稱。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 正極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的正極和車輛負(fù)載之間，所述正極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接； 負(fù)極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的負(fù)極和車輛負(fù)載之間，所述負(fù)極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接； 預(yù)充電電阻和預(yù)充電開關(guān)，所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)串聯(lián)地電連接，且串聯(lián)的所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)設(shè)置在所述電池組和車輛負(fù)載之間，其中，所述預(yù)充電電阻的第一端與所述預(yù)充電開關(guān)的第一端連接，所述預(yù)充電電阻的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間，并將所述預(yù)充電開關(guān)的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述電池組的正極之間； 第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的第一端連接于所述預(yù)充電電阻的第一端和所述預(yù)充電開關(guān)的第一端之間，且所述第一開關(guān)的第二端連接在所述負(fù)極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間； 電池管理單元，用于斷開所述第一開關(guān)和所述正極開關(guān)、閉合所述負(fù)極開關(guān)和所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組為所述車輛負(fù)載預(yù)充電；在預(yù)充電完成后，所述電池管理單元用于閉合所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，斷開所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組向車輛負(fù)載供電；且在車輛發(fā)生事故時(shí)，所述電池管理單元用于斷開所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，并閉合所述第一開關(guān)，以由所述預(yù)充電電阻為所述車輛負(fù)載放電。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池管理單元還用于: 在由所述電池組向車輛負(fù)載供電后，通過閉合所述第一開關(guān)對電池組加熱以及在加熱完成后斷開閉合的所述第一開關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述電池管理單元還用于: 測量所述電池組的溫度； 將所測量的溫度與預(yù)先確定的溫度閾值相比較； 當(dāng)所測量的溫度小于所述溫度閾值時(shí)，閉合所述第一開關(guān)；以及當(dāng)所測量的溫度等于或大于所述溫度閾值時(shí)，斷開閉合的所述第一開關(guān)，以控制所述電池組的溫度。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述電池組是串聯(lián)地電連接的多個(gè)電池單元，所述預(yù)充電電阻設(shè)置為與所述多個(gè)電池單元中的每個(gè)電池單元之間的距離相等。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述電池組由所述車輛的風(fēng)冷系統(tǒng)散熱；并且所述預(yù)充電電阻設(shè)置在所述風(fēng)冷系統(tǒng)的空氣入口處。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述電池組包括串聯(lián)地電連接的多個(gè)電池單元，所述預(yù)充電電阻是串聯(lián)地電連接的若干個(gè)預(yù)充電電阻，所述若干個(gè)預(yù)充電電阻平均分布在所述多個(gè)電池單元周圍。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)電池單元由所述車輛的液冷系統(tǒng)散熱；所述若干個(gè)預(yù)充電電阻緊靠所述多個(gè)電池單元。
8.如權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng),還包括: 若干個(gè)第二開關(guān)，所述若干個(gè)第二開關(guān)中的每一個(gè)分別與所述若干個(gè)預(yù)充電電阻中的每個(gè)預(yù)充電電阻并聯(lián)地電連接；并且所述電池管理單元還用于: 閉合所述第一開關(guān)； 分別閉合或斷開若干個(gè)所述第二開關(guān)中的每一個(gè)，以控制所述多個(gè)電池單元中的每一個(gè)的溫度。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池管理單元用于: 在車輛發(fā)生事故時(shí)，接收車輛控制單元或安全氣囊控制單元的事故信號； 響應(yīng)于所述事故信號，斷開所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，并閉合所述第一開關(guān)以由所述預(yù)充電電阻為所述車輛負(fù)載放電。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池管理單元還用于: 在車輛發(fā)生事故時(shí)，當(dāng)所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)無法斷開時(shí)，斷開所述預(yù)充電開關(guān)且閉合所述第一開關(guān)，由所述預(yù)充電電阻消耗所述電池組的能量。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中 在所述預(yù)充電電阻外設(shè)置有金屬殼。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 所述預(yù)充電電阻設(shè)置為棱柱狀、圓柱狀或片狀。
13.一種車輛電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 正極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的正極和所述車輛負(fù)載之間，所述正極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接； 負(fù)極開關(guān)，設(shè)置在所述電池組的負(fù)極和所述車輛負(fù)載之間，所述負(fù)極開關(guān)與所述電池組和所述車輛負(fù)載串聯(lián)地電連接； 預(yù)充電電阻和預(yù)充電開關(guān)，所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)串聯(lián)地電連接，并且串聯(lián)的所述預(yù)充電電阻和所述預(yù)充電開關(guān)設(shè)置在所述電池組和車輛負(fù)載之間，其中，所述預(yù)充電電阻的第一端與所述預(yù)充電開關(guān)的第一端連接，所述預(yù)充電電阻的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間，并將所述預(yù)充電開關(guān)的第二端連接于所述正極開關(guān)和所述電池組的正極之間； 第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的第一端連接于所述預(yù)充電電阻的第一端和所述預(yù)充電開關(guān)的第一端之間且將所述第一開關(guān)的第二端連接在所述負(fù)極開關(guān)和所述車輛負(fù)載之間； 電池管理單元，用于斷開所述第一開關(guān)和所述正極開關(guān)、閉合所述負(fù)極開關(guān)和所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組為所述車輛負(fù)載預(yù)充電；在預(yù)充電完成后，所述電池管理單元用于閉合所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)，斷開所述預(yù)充電開關(guān)，以由所述電池組向車輛負(fù)載供電；且在車輛發(fā)生事故時(shí)檢測所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)是否無法斷開；當(dāng)所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)無法斷開時(shí)，所述電池管理單元用于閉合所述第一開關(guān)，由所述預(yù)充電電阻消耗所述電池組的能量。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述電池管理單元用于: 在車輛發(fā)生事故時(shí)，接收車輛控制單元或安全氣囊控制單元的事故信號； 響應(yīng)于所述事故信號，檢測所述正極開關(guān)和所述負(fù)極開關(guān)是否無法斷開。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述電池管理單元還用于: 在由所述電池組向車輛負(fù)載供電后，通過閉合所述第一開關(guān)對電池組加熱以及在加熱完成后斷開閉合的所述第一開關(guān)。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述電池管理單元還用于: 測量所述電池組的溫度； 將所測量的溫度與預(yù)先確定的溫度閾值相比較； 當(dāng)所測量的溫度小于所述溫度閾值時(shí)，閉合所述第一開關(guān)；以及當(dāng)所測量的溫度等于或大于所述溫度閾值時(shí)，斷開閉合的所述第一開關(guān)，以控制所述電池組的溫度。
【文檔編號】H01M10/48GK204011596SQ201420396731
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】彥斯·貝肯, 羅伯特·丁力, 胡壯豐 申請人:觀致汽車有限公司