电池组温度控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于控制电池组的温度的方法和装置，更特别地，涉及一种当充电/放电期间电池组处于极低温度状态下时，输出具有随着温度增加而增加的占空比值的PWM信号以间歇驱动热产生单元，使得电池组的温度稳定增加的用于控制电池组的温度的方法和装置。

Temperature control method and device of battery pack

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池组温度控制方法和装置
本专利技术涉及一种用于控制电池组的温度的方法和装置，更特别地，涉及一种当充电/放电期间电池组处于极低温度状态下时，输出具有随着温度增加而增加的占空比值的PWM信号以间歇驱动热产生单元，使得电池组的温度稳定增加的用于控制电池组的温度的方法和装置。
技术介绍
典型的电池组被提供为可充电/放电的二次电池。该二次电池包括多个组件(assembly)，每一个组件包括多个单元(cell)电池。而且，电池由正电极集电器、隔膜、活性材料、电解液、铝薄膜层等构成。由于电池组的充电/放电通过电化学反应进行，电池组受到环境温度条件的影响。通常，推荐在约-20℃至约50℃的温度下操作电池组，但是甚至在-20℃或更低的环境下，如冬季的山上也需要操作电池组。然而，在这种代表性的低温状态下，电池组的问题在于可用电池组容量基本随着电解液粘度增加而降低，且在充电/放电期间锂离子移动的动作减慢从而劣化了电池组的寿命、稳定性以及驱动性能。为了解决电池组的内部温度降低的上述问题，根据现有技术，已经将热产生部件简单贴附到锂离子电池组以增加电池组的内部温度，之后进行充电/放电。然而，由于使用电池组作为驱动源来驱动热产生部件，因此当在极低温度下驱动热产生部件以进行充电/放电时，由于极低温度导致的电池容量降低，在低于电池组的预设最小放电电压的情况下使用电池组。结果，电池组会发生永久损坏，导致危险情况，如爆炸和起火。为了解决该问题，尽管电池组内的电池管理系统(BMS，BatteryManagementSystem)被控制为限制在低于最小放电电压的情况下使用电池组，但是其他的问题在于，当没有足够的热量传送到整个电池组时，最小放电电压会中断热产生部件的驱动。由此，需要开发一种技术，其通过在充电/放电之前驱动热产生部件，不在低于最小放电电压的情况下使用电池组容量，因此使得旧的电池组能够被使用。[现有技术文件][专利文件][专利文件1]KR10-2016-0112073A
技术实现思路
技术问题本专利技术提供了一种用于控制电池组的温度的方法和装置，其中在极低温度下驱动的热产生部件的发热受到控制以安全且稳定地使用电池组。技术方案根据本专利技术实施例的用于控制电池组的温度的方法包括：电池组温度测量步骤，在充电/放电之前测量电池组的温度值；初始热产生单元驱动步骤，当电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值低于预设的第二参考温度值时，通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭，以便间歇性驱动热产生单元；热产生单元持续时间增加步骤，在初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后，当电池组的温度等于或者大于第二参考温度值且低于第一参考温度值时，将具有初始热产生单元驱动步骤中的第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号以开启/关闭热产生单元开关；和持续热产生单元驱动步骤，在热产生单元持续时间增加步骤之后，当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时，将具有第二占空比的PWM信号的占空比设置为100％以持续开启热产生单元开关，以便持续驱动热产生单元，其中第二占空比大于第一占空比。在初始热产生单元驱动步骤中，第一占空比可被设置成随着电池组的温度的降低而降低。热产生单元持续时间增加步骤可包括：电池组温度再测量步骤，在初始热产生单元驱动步骤之后，周期性测量被具有第一占空比的PWM信号控制开启/关闭的热产生单元所加热的电池组的温度值；电池组温度比较步骤，比较在电池组温度再测量步骤中测量的电池组的温度值和预设的第二参考温度值；和校正PWM信号输出步骤，根据电池组温度比较步骤中的比较结果，当电池组的测量温度等于或大于预设的第二参考温度值时，将PWM信号的第一占空比增加至第二占空比以输出具有第二占空比的PWM信号。在电池组温度测量步骤之后，当在电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度等于或大于预设的第二参考温度值且小于第一参考温度值时，可将PWM信号的第二占空比设置成初始驱动占空比以开启/关闭热产生单元开关。在电池组温度测量步骤之后，当在电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度等于或大于预设的第一参考温度值时，可将PWM信号的初始驱动占空比设置成100％以持续开启热产生单元开关。根据本专利技术实施例的用于控制由多个电池单元构成的电池组的温度的装置包括：热产生单元，被配置成包围电池组；热产生单元开关，被配置成开启/关闭供应至热产生单元的电流；和电池管理系统(BMS)，被配置成根据电池组的温度来输出用于控制热产生单元开关的开启/关闭的脉冲调制(PWM)信号，其中根据电池组的温度确定PWM信号的占空比。BMS可包括：电池组温度测量部分，被配置成测量电池组的温度值；温度比较部分，被配置成比较由电池组温度测量部分测量的温度值和多个预设的参考温度值；和PWM信号输出部分，被配置成根据温度比较部分中的比较结果输出具有预定占空比的每个PWM信号。当由电池组温度测量部分测量的电池组的温度小于预设的第二参考温度值时，PWM信号输出部分可输出具有预定的第一占空比的PWM信号，当由电池组温度测量部分测量的电池组的温度等于或大于预设的第二参考温度值且小于第一参考温度值时，PWM信号输出部分可输出具有比第一占空比增加更多的预定的第二占空比的校正PWM信号，使得热产生单元的驱动时间增加，当由电池组温度测量部分测量的电池组的温度等于或大于预设的第一参考温度值时，PWM信号输出部分可输出具有持续开启热产生单元开关的第三占空比的PWM信号，以持续驱动热产生单元。PWM信号输出部分可将第一占空比设置为随着电池组的温度降低而降低以输出PWM信号。BMS可进一步包括开关开启/关闭信号输出部分，其被配置成输出热产生单元开关的开启/关闭开关控制信号，所述开关开启/关闭信号输出部分可绕过PWM信号输出部分以直接控制热产生单元开关。有益效果在根据本专利技术实施例的用于控制电池组的温度的方法和装置中，可输出在极低温度下具有预定占空比的PWM信号，以根据增加的温度稳定增加占空比，从而稳定增加电池组的温度。附图说明图1是示出根据本专利技术实施例的用于控制电池组的温度的方法的流程图。图2是示出根据本专利技术实施例的用于控制电池组的温度的方法中的热产生单元持续时间增加步骤的流程图。图3是根据本专利技术实施例的用于控制电池组的温度的方法中的PWM信号图。图4是根据本专利技术实施例的用于控制电池组的温度的装置的框图。具体实施方式以下，将参考附图具体描述本专利技术的实施例。但是，本专利技术不受实施例的约束或限制。而是，提供实施例以使得本专利技术的公开内容完整且全面，并且将本专利技术的范围全部传达给本领域技术人员。术语“第一”、“第二”等可用于描述各元件但是不限制该元件。这种术语仅用于区分一个元件和其他元件。例如，在不脱离本专利技术范围的情况下，第一元件可被称作第二元件，且相似地，第二元件可被称作第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制电池组的温度的方法，所述方法包括：/n电池组温度测量步骤，在充电/放电之前测量电池组的温度值；/n初始热产生单元驱动步骤，当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时，通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭，以便间歇驱动热产生单元；/n热产生单元持续时间增加步骤，在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后，当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时，将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号，以开启/关闭所述热产生单元开关；和/n持续热产生单元驱动步骤，在所述热产生单元持续时间增加步骤之后，当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时，设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100％以持续开启所述热产生单元开关，以便持续驱动所述热产生单元，/n其中所述第二占空比大于所述第一占空比。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170613 KR 10-2017-00740841.一种用于控制电池组的温度的方法，所述方法包括：
电池组温度测量步骤，在充电/放电之前测量电池组的温度值；
初始热产生单元驱动步骤，当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度值小于预设的第二参考温度值时，通过具有预定的第一占空比的脉冲调制(PWM)信号控制热产生单元开关的开启/关闭，以便间歇驱动热产生单元；
热产生单元持续时间增加步骤，在所述初始热产生单元驱动步骤中驱动热产生单元之后，当电池组的温度等于或大于第二参考温度值且小于第一参考温度值时，将所述初始热产生单元驱动步骤中的具有第一占空比的PWM信号输出为具有第二占空比的PWM信号，以开启/关闭所述热产生单元开关；和
持续热产生单元驱动步骤，在所述热产生单元持续时间增加步骤之后，当电池组的温度等于或大于第一参考温度值时，设置具有第二占空比的PWM信号的占空比为100％以持续开启所述热产生单元开关，以便持续驱动所述热产生单元，
其中所述第二占空比大于所述第一占空比。


2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述初始热产生单元驱动步骤中，所述第一占空比被设置成随着电池组的温度降低而降低。


3.如权利要求1所述的方法，其中所述热产生单元持续时间增加步骤包括：
电池组温度再测量步骤，在所述初始热产生单元驱动步骤之后，周期性测量被具有第一占空比的PWM信号控制开启/关闭的热产生单元所加热的电池组的温度值；
电池组温度比较步骤，比较在所述电池组温度再测量步骤中测量的电池组的温度值和预设的第二参考温度值；和
校正PWM信号输出步骤，根据所述电池组温度比较步骤中的比较结果，当测量的电池组温度等于或大于预设的第二参考温度值时，将WM信号的第一占空比增加到第二占空比以输出具有第二占空比的PWM信号。


4.如权利要求1所述的方法，其中，在所述电池组温度测量步骤之后，当所述电池组温度测量步骤中测量的电池组的温度等于或大于预设的第二参考温度值且小于第一参考温度值时，将PWM信号的第二占空比设置成初始驱动占空比以开启/关闭所述热产生单元开关。
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【专利技术属性】
技术研发人员：金承焕，金东炫，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR