电动车辆及其电池组系统、给电池组系统充电的方法技术方案

本发明专利技术涉及电动车辆及其电池组系统、给电池组系统充电的方法。本发明专利技术涉及用于电动车辆的电池组系统（10），该电池组系统包括：多个电池组模块（5）；和第一加热装置（51），用于给第一组（61）电池组模块（5）直接加热，其中每个电池组模块（5）都具有至少一个电池组电池，而且其中第一组（61）电池组模块（5）在空间上在至少两侧各由其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）包围，而且其中所述电池组模块（5）在空间上布置为使得在给第一组（61）电池组模块（5）加热时和/或在给第一组（61）电池组模块（5）充电时形成的余热被传输给其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）。

Electric vehicle and battery pack system and charging method for battery pack system

【技术实现步骤摘要】
电动车辆及其电池组系统、给电池组系统充电的方法
本专利技术涉及一种用于电动车辆的电池组系统，该电池组系统包括：多个电池组模块；和第一加热装置，用于给第一组电池组模块直接加热，其中每个电池组模块都具有至少一个电池组电池。本专利技术涉及一种用于给按照本专利技术的电池组系统充电的方法。本专利技术还涉及一种电动车辆，该电动车辆包括按照本专利技术的电池组系统，该电池组系统能利用按照本专利技术的方法来运行。
技术介绍
呈现出在将来将使用越来越多电驱动机动车。在电驱动机动车、如电动车辆和混合动力车辆中，但是也包括在静止的应用中，使用可充电的电池组系统，主要为了给电驱动装置供应电能。具有锂电池组电池的电池组系统尤其适合于这种应用。锂电池组电池的特点尤其在于高能量密度、热稳定性和极其低的自放电。多个这种锂电池组电池彼此电串联以及彼此电并联并且连接成电池组模块。多个这种电池组模块彼此接线成一个电池组支路，尤其是彼此串联成一个电池组支路。多个这样构造的电池组支路彼此接线、尤其是彼此并联，而且这样构成电动车辆的电池组系统。新技术的锂电池组电池具有固体电解质并且具有比较高的能量密度。这种锂电池组电池的化学成分是高度活跃的，但是只能在某个温度范围之内，例如高于50℃、尤其是高于70℃，而且低于90℃地最优地来运行。具有这种锂电池组电池的电池组系统也被称作中温电池组（Mid-T电池组），而且在所提及的温度范围之外具有比较高的内阻。因此，中温电池组在该温度范围之外不能最优地运行。因此，这种在电动车辆中使用的电池组系统在低温下受限制。这不仅适用于电池组系统的电池组电池的充电过程而且适用于电池组系统的电池组电池的放电过程。但是，在电动车辆中使用的电池组系统应该也在低温下快速地准备好用于充电过程以及用于放电过程。文献US2012/295142A1和DE102009046567A1描述了一种电池组系统以及一种用于产生最优的温度范围来运行该电池组系统的调温方法。在此，首先在加热阶段对该电池组系统的第一模块进行加热，而且将在第一模块运行时形成的热量用于加热另一模块。从文献US2015/061605A1公知一种用于电动车辆的充电系统。该充电系统包括用于存储电能的电池组和用于给该电池组加热的加热装置。文献US2015/077057A1涉及一种用于给电池组充电的方法。在此，首先确定充电速率高的快速充电过程是否可能。如果是，则执行快速充电过程。否则，执行充电速率降低的充电过程。文献US2017/133731A1描述了一种电池组系统，该电池组系统具有两个组。在低温下，第一组提供电能，用于给第二组加热。如果第二组足够热，则第二组提供电能，用于给第一组充电。
技术实现思路
提出了一种用于电动车辆的电池组系统。在此，该电池组系统包括：多个电池组模块；和第一加热装置，用于给第一组电池组模块直接加热。这意味着：第一加热装置被设计和布置为使得从第一加热装置放出的热量直接并且几乎仅仅被传输给第一组电池组模块，由此第一组电池组模块直接被加热。每个电池组模块都具有至少一个电池组电池、优选地多个电池组电池，所述电池组电池可以彼此电串联以及彼此电并联。这些电池组电池例如是具有固体电解质的锂电池组电池。所提及的锂电池组电池只能在某个温度范围之内，例如高于50℃、尤其是高于70℃，而且低于90℃地最优地来运行。尤其是，对电池组电池的充电只在所提及的温度范围之内是最优地可能的。第一组电池组模块在空间上在至少两侧各由其它组的电池组模块包围。在此，这些电池组模块在空间上布置为使得在给第一组电池组模块加热时和/或在给第一组电池组模块充电时形成的余热被传输给其它组的电池组模块。优选地，第一组电池组模块布置在中央而在两侧各由至少一个其它组的电池组模块包围。优选地，第一组电池组模块中的电池组模块彼此串联而且构成一个电池组支路。同样，其它组的电池组模块中的电池组模块优选地分别彼此串联而且构成电池组支路。因此，该电池组系统包括多个电池组支路，所述电池组支路优选地电并联，其中每个电池组支路都包括一组电池组模块。按照本专利技术的一个有利的扩展方案，设置至少另一加热装置，用于给电池组模块加热。该另一加热装置例如可以仅仅给其它组的电池组模块直接加热。但是，该另一加热装置例如也可以给所有组的电池组模块、包括第一组电池组模块在内直接加热。该第一加热装置和该至少另一加热装置能彼此无关地被激活。优选地，还设置有至少一个冷却装置，用于使该电池组系统的电池组模块冷却。在此，该冷却装置可用于同时使所有组的电池组模块冷却。但是，该冷却装置也可用于单独地使各个组的电池组模块冷却。也提出了一种用于给按照本专利技术的电池组系统充电的方法。在此，按照本专利技术的方法包括至少一个随后提到的步骤。首先，通过第一加热装置给第一组电池组模块加热。在此，测量第一组电池组模块的组温度。紧接着，如果第一组电池组模块的组温度已经达到预先给定的最低温度，则用第一充电电流给第一组电池组模块充电。在此，也将在给第一组电池组模块加热时和/或在给第一组电池组模块充电时形成的余热传输给其它组的电池组模块。该余热尤其被传输给如下那些组的电池组模块，第一组电池组模块在空间上在至少两侧被所述那些组的电池组模块包围，即所述那些组的电池组模块紧邻第一组电池组模块布置。在此，也测量其它组的电池组模块的其它组温度。接着，如果至少一个其它组的电池组模块的组温度已经达到预先给定的最低温度，则用另一充电电流给该其它组的电池组模块充电。优选地，最迟当一组电池组模块的组温度已经达到预先给定的最高温度时，切断该组电池组模块的充电电流。必要时，当一组电池组模块的电池组电池被充满电时，这些电池组模块的充电电流已经被切断。按照本专利技术的一个有利的设计方案，在用另一充电电流来给至少一个其它组的电池组模块充电之前，该其它组的电池组模块附加地通过另一加热装置来加热。由此，其它组的电池组模块的组温度更早达到最低温度并且充电可以更早开始。可选地，如果一组电池组模块已经达到预先给定的最高温度，则该组电池组模块可以通过冷却装置来冷却。由此，该组电池组模块的组温度重新下降到最高温度之下并且可以继续充电。按照本专利技术的一个有利的设计方案，一组电池组模块的充电电流根据该组电池组模块的组温度来改变。在此，该组电池组模块的充电电流被改变为使得该组电池组模块的组温度保持在最低温度与最高温度之间，而且该组电池组模块的充电电流变化为使得在所提及的组的电池组模块中的电池组电池尽可能快地被充电。优选地，如果一组电池组模块的组温度等于最低温度，则该组电池组模块的充电电流具有最小电流值。在该组电池组模块的组温度升高时，充电电流提高。按照本专利技术的一个优选的设计方案，一组电池组模块的充电电流在该最小电流值处开始不断提高，直至该组电池组模块的组温度等于临界温度。在此，该临界温度大于最低温度而小于最高温度。优选地，一组电池组模块的充电电流被提高为使得该组电池组模块的充电电流的根据该组电池组模块的组温度的变化过程在临界温度处具有转折点。如果一组电池组模块的组温度等于临界温度，则该组电池组模块的充电电流具有阈值。如果该组电池组模块的组温度大于临界温度并且小于最高温度，则该组电池组模块的充电电流大于所提及的阈值。也提出了一种电动车辆，该电动车辆包括按照本专利技术的电池组系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于电动车辆的电池组系统（10），所述电池组系统包括：多个电池组模块（5）；和第一加热装置（51），用于给第一组（61）电池组模块（5）直接加热，其中每个电池组模块（5）都具有至少一个电池组电池（2），而且其中所述第一组（61）电池组模块（5）在空间上在至少两侧各由其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）包围，而且其中所述电池组模块（5）在空间上布置为使得在给所述第一组（61）电池组模块（5）加热时和/或在给所述第一组（61）电池组模块（5）充电时形成的余热被传输给其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）。

【技术特征摘要】
2018.01.08 DE 102018200168.51.用于电动车辆的电池组系统（10），所述电池组系统包括：多个电池组模块（5）；和第一加热装置（51），用于给第一组（61）电池组模块（5）直接加热，其中每个电池组模块（5）都具有至少一个电池组电池（2），而且其中所述第一组（61）电池组模块（5）在空间上在至少两侧各由其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）包围，而且其中所述电池组模块（5）在空间上布置为使得在给所述第一组（61）电池组模块（5）加热时和/或在给所述第一组（61）电池组模块（5）充电时形成的余热被传输给其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）。2.根据权利要求1所述的电池组系统（10），其中所述第一组（61）电池组模块（5）中的电池组模块（5）串联并且构成一个电池组支路（6）。3.用于给根据上述权利要求之一所述的电池组系统（10）充电的方法，所述方法包括如下步骤：-通过第一加热装置（51）给第一组（61）电池组模块（5）加热；-如果所述第一组（61）电池组模块（5）的组温度（T）已经达到预先给定的最低温度（Tmin），则用第一充电电流（I1）给所述第一组（61）电池组模块（5）充电；-将在给所述第一组（61）电池组模块（5）加热时和/或在给所述第一组（61）电池组模块（5）充电时形成的余热传输给其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）；-如果至少一个其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）的组温度（T）已经达到预先给定的最低温度（Tmin），则用另一充电电流（I2、I3、I4、I5）给所述其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）充电。4.根据权利要求3所述的方法，其中如果一组（61、62、63、64、65）电池组模块（5）的组温度（T）已经达到预先给定的最高温度（Tmax），则切断所述组（61、62、63、64、65）电池组模块（5）的充电电流（I1、I2、I3、I4、I5）。5.根据权利要求3至4之一所述的方法，其中在用所述另一充电电流（I2、I3、I4、I5）来给至少一个其它组（62、63、64、65）电池组模块（5）充电之前，所述其它...

【专利技术属性】
技术研发人员：W萨哈里，C沃尔，J哈格，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE