充电平衡系统和方法技术方案

提供一种充电平衡系统和方法。一种电力系统可执行车辆的充电平衡。所述电力系统可包括电池，电池包括多个模块，每个模块包括电池单元和相关电阻式电路。所述系统还可包括至少一个控制器，该至少一个控制器被配置为响应于电池单元达到阈值电压和/或SOC，激活电池单元的相关电阻式电路，并减小施加到电池的充电电流，以防止电池单元获得额外充电。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及使用单元平衡电路的电池的充电平衡。
技术介绍
包括电池电动(BEV)、插电式混合电动(PHEV)和传统混合电动(HEV)的电气化车辆(electrified vehicle)采用高电压牵引电池来存储能量。牵引电池包括至少一个串联串中的多个电池单元，从而牵引电池电压是串联的电池单元的电压之和。在一些情况下，电池的一些电池单元相比于其他电池单元可被充电至更大的电压电平。由于牵引电池可从连接到所述至少一个串联串的电流源被充电，因此电池的充电电平可受被充电最多的电池单元的充电电平的限制以避免过充电。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种车辆充电平衡电力系统。所述车辆充电平衡电力系统可包括:电池，包括多个模块，其中，每个模块包括电池单元和相关电阻式电路。所述电力系统还可包括:至少一个控制器，被配置为响应于电池单元达到阈值电压，激活电池单元的相关电阻式电路，并减小施加到电池的充电电流，以防止电池单元获得额外充电。根据本专利技术，提供一种用于执行车辆的充电平衡的方法。所述方法可包括:监视电池的充电状态，其中，电池包括多个模块，每个模块包括电池单元和相关电阻式电路。所述方法还可包括:响应于电池单元达到阈值电压，激活电池单元的相关电阻式电路，并减小施加到电池的充电电流，以防止电池单元获得额外充电。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括:命令将充电电流提供给电池的可调节的电源减小施加到电池的充电电流。根据本专利技术的一个实施例，所述可调节的电源包括车载太阳能面板、车载发电机、非车载太阳能面板或非车载充电装置。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括:响应于电池的电池单元被平衡并且电池被完全充电，停止施加充电电流到电池。根据本专利技术的一个实施例，所述相关电阻式电路包括预定义的电阻，并且所述方法还包括:将施加到电池的充电电流减小到小于阈值电压除以所述预定义的电阻，从而允许电池的达到阈值电压的电池单元的放电以及电池的至少一个其他电池单元的充电。根据本专利技术的一个实施例，所述相关电阻式电路包括预定义的电阻，并且所述方法还包括:将施加到电池的充电电流减小到阈值电压除以所述预定义的电阻，从而允许电池的达到阈值电压的电池单元既不充电也不放电并允许电池的至少一个其他电池单元的充电。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括:将阈值电压设置为标称充电的电池单元电压或小于标称充电的电池单元电压的值，以允许从再生制动吸收能量。根据本专利技术，提供一种车辆。所述车辆可包括:电机，被配置为产生车辆的动力。所述车辆还可包括电池，电池包括多个模块，每个模块包括被配置为存储电机的能量的电池单元以及相关电阻式电路。所述车辆还可包括至少一个控制器，该至少一个控制器被配置为响应于电池单元达到阈值电压，激活电池单元的相关电阻式电路，并减小施加到电池的充电电流，以防止电池单元获得额外充电。根据本专利技术的一个实施例，所述车辆还包括:可调节的电源，被配置为将充电电流提供给电池，其中，所述至少一个控制器还被配置为命令所述电源减小施加到电池的充电电流。根据本专利技术的一个实施例，所述可调节的电源包括车载太阳能面板、车载发电机、用于从非车载太阳能面板接收电力的接口或者用于从非车载充电装置接收电力的接口。根据本专利技术的一个实施例，所述至少一个控制器还被配置为响应于电池的电池单元被平衡并且电池被完全充电，停止施加充电电流到电池。根据本专利技术的一个实施例，所述相关电阻式电路包括预定义的电阻，其中，所述至少一个控制器还被配置为将施加到电池的充电电流减小到小于阈值电压除以所述预定义的电阻，从而允许电池的达到阈值电压的电池单元的放电以及电池的至少一个其他电池单元的充电。所述相关电阻式电路包括预定义的电阻，其中，所述至少一个控制器还被配置为将施加到电池的充电电流减小到阈值电压除以所述预定义的电阻，从而允许电池的达到阈值电压的电池单元既不充电也不放电并允许电池的至少一个其他电池单元的充电。【附图说明】图1示出混合电动车辆的示意图；图2示出具有多个电池单元、监视电路和电力电子装置中所包括的电池能量控制模块的示例性电池；图3示出具有激活的充电平衡电路的图2的电池的示例性的详细部分；图4示出用于利用在牵引电池外部的可配置电源提供具有额外电荷管理功能的充电平衡系统的示例性处理。【具体实施方式】如需要的，在此公开本专利技术的具体实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅是本专利技术的示例，本专利技术可以以各种替代形式实现。附图不必按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的特定的结构和功能的细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员不同地采用本专利技术的代表性基础。牵引电池或其他电池的各个电池单元可按不同的速率充电和放电。可使用专用集成电路(ASIC)监视牵引电池的各个电池单元电压以及全牵引电池电压。ASIC还可包括能够通过固定的电阻负载(例如，每单元一个)对一个或多个电池单元同时放电的电路。电池能量控制模块(BECM)可被配置为从ASIC接收电池单元状态信息，并计算诸如牵引电池的充电状态(SOC)、充电功率限制(CPL)和放电功率限制(DPL)的信息。由于牵引电池的瞬时性能受限于极端(最高/最低SOC)电池单元，因此BECM可被配置为利用从ASIC接收的信息维持对于牵引电池中的每个电池单元的一致SOC。作为一种可能性，BECM可被配置为命令ASIC以耗尽方式对牵引电池的选择的电池单元执行充电平衡，以将选择的电池单元选择性地向下放电至最低充电电池单元的SOC。改进的充电平衡系统可利用牵引电池外部的可配置电源来提供具有额外充电管理策略的BECM。使用可配置电源，BECM可被配置为将电力提供给电池，同时还命令ASIC选择将通过相关电阻负载连接的电池的电池单元，从而允许不同电平的充电或放电被应用于电池的不同电池单元。这些额外充电管理策略可包括最大限度耗尽策略、最大限度添加策略或耗尽、添加和电荷中性策略的组合。除了最大限度耗尽充电策略和最大限度添加充电策略之外，BECM还可允许有限耗尽策略和有限添加策略的选择性应用。作为一个示例，响应于电池单元达到阈值电压，BECM可被配置为命令ASIC激活该电池单元的相关电阻电路并通过可配置电源减小施加到电池的充电电流，以防止该电池单元获得额外充电，但是允许电池的其他电池单元继续以较慢的速率充电。电源可被实现为低电流、可控电流源。作为一些非限制可能性，外部电源可被实现为具有可控DC/DC转换器的车载太阳能面板、车载发电机、具有可控DC/DC转换器的非车载太阳能面板和AC插电式充电装置中的一个或多个。通过使用ASIC的充电平衡电路结合对外部电源的控制，BECM可实现将利用车辆的牵引电池进行使用的若干新的充电和电荷平衡选项。参照图1，示出了根据本公开的实施例的混合电动车辆(HEV) 10的示意图。应注意，所公开的技术可应用于其他混合车辆配置，这里示出的HEVlO仅是示例性的。图1示出各组件之间的代表性关系。车辆内各组件的物理布置和方位可以变化。HEV 10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动变速器(transmiss1n) 16的发动机14，传动装置16可被称为模块化混合变速器(MHT)。如下面将进一步详细描述的，变速器16包括诸如电动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆充电平衡电力系统，包括：电池，包括多个模块，每个模块包括电池单元和相关电阻式电路；至少一个控制器，被配置为响应于电池单元达到阈值电压，激活电池单元的相关电阻式电路，并减小施加到电池的充电电流，以防止电池单元获得额外充电。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·爱德华·洛夫特斯，法扎尔·阿拉曼·塞伊德，迈克尔·斯坎博，文卡塔帕斯·拉主·纳拉帕，沙雷斯·斯坎特·柯扎雷卡尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US