电池加热系统技术方案

使用基于半桥的准谐振电路来执行电池的AC电流加热。AC电流加热。AC电流加热。

【技术实现步骤摘要】
电池加热系统


[0001]本公开涉及对诸如电动车辆中存在的诸如锂化学推进电池这样的高压电池进行加热。

技术介绍

[0002]锂电池由于其高能量密度而在许多应用(包括推进系统)中可能是优选的。锂电池在低温下的放电性能通常比铅酸或镍金属氢化物电池好得多，但在低温下的放电性能仍然显著低于在较高温度下的电池性能能力。低温充电受到阳极电镀情况的限制，这可能导致性能下降、容量损失、内部短路和不可逆损坏。因此，在锂电池达到一定温度之前，锂电池的充电仍然非常有限，并且放电性能降低。在零下温度下尤其如此。已经提出了各种预热锂电池的方法，包括使用内部电阻的放电电流自加热、加热/冷却板和PTC装置等并入电池结构中。

技术实现思路

[0003]在一个示范性实施例中，一种用于电池的加热设备可包含具有相应第一端子和第二端子的第一固态开关及具有相应第一端子和第二端子的第二固态开关，其中所述第一固态开关的所述第二端子可在第一节点处联接到所述第二固态开关的所述第一端子。所述设备可进一步包含所述电池的正极端子与所述第一节点之间的联接路径，其中所述第一节点与所述电池之间具有电感，所述电池的负极端子在第二节点处联接到所述第二固态开关的所述第二端子，所述第二节点与所述第一固态开关的在第三节点处的所述第一端子之间的电容，以及控制器，其反复进行以下操作：闭合所述第二开关并断开所述第一开关并经过第一持续时间，随后断开所述第二开关并闭合所述第一开关并经过第二持续时间。
[0004]除了本文描述的一个或多个特征之外，电感可以包括电池的固有电感。
[0005]除了本文描述的一个或多个特征之外，所述第一固态开关和所述第二固态开关可以使逆变器的一个支路联接在正DC干线与负DC干线之间。
[0006]除了本文描述的一个或多个特征之外，电容可以包括联接在正DC干线和负DC干线之间的电容器。
[0007]除了本文描述的一个或多个特征之外，逆变器可以是半桥逆变器。
[0008]除了本文描述的一个或多个特征之外，逆变器可以是H桥逆变器。
[0009]除了本文描述的一个或多个特征之外，逆变器可以是多相逆变器。
[0010]除了本文描述的一个或多个特征之外，控制器可以是逆变器控制器。
[0011]除了本文描述的一个或多个特征之外，闭合开关发生在零电压条件下。
[0012]在另一示例性实施例中，用于电池的加热设备可以包括具有正端子和负端子的电池、具有多相电机和多相功率逆变器的电推进系统，逆变器包括联接在正DC干线和负DC干线之间的多个相支路，每个相支路具有相应的上开关和下开关以及它们之间的相应相极。每个相极可以联接到多相电机的相应相绕组。加热设备还包括联接在正DC干线和负DC干线
之间的电容器，以及电池的正端子和相支路中的一个的对应相极之间的联接路径，其中对应相极和电池之间具有电感。电池的负极端子可以联接到负DC干线，并且电池的正极端子可以与正DC干线断开联接。所述装置还包括控制器，其操作所述多个相支路中的所述一个的下开关，该下开关与所述多个相支路中的所述一个的上开关互补，其中当所述上开关在第一持续时间内处于断开状态时，所述下开关处于闭合状态，并且当所述上开关在第二持续时间内处于闭合状态时，所述下开关处于断开状态。
[0013]除了本文描述的一个或多个特征之外，电感可以包括电池的固有电感。
[0014]除了本文描述的一个或多个特征之外，加热设备还可以包括电池的正极端子与对应的多个相支路的相应相极之间的多个联接路径，其中相应的相极与电池之间具有相应的电感，并且控制器操作与所述多个相支路的所述多个下开关，所述多个下开关与所述多个相支路的所述多个上开关互补。其中当所述多个上开关在所述第一持续时间内处于断开状态时，所述多个下开关处于闭合状态，并且当所述多个上开关在所述第二持续时间内处于闭合状态时，所述多个下开关处于断开状态。
[0015]除了本文描述的一个或多个特征之外，闭合上开关和下开关可以在零电压条件下发生。
[0016]除了本文描述的一个或多个特征之外，闭合上开关和下开关发生在零电压条件下。
[0017]除了本文描述的一个或多个特征之外，加热设备可以包括用于感测通过电池的电流的电流传感器，并且控制器可以响应于通过电池的电流和电流设定点来控制第一持续时间。
[0018]除了本文描述的一个或多个特征之外，电流传感器可以是与相支路中的一个相对应的相绕组电流传感器。
[0019]除了本文描述的一个或多个特征之外，控制器可以是逆变器控制器。
[0020]在又一示例性实施例中，用于电池的加热装置可以包括具有电感、电容和固态半桥的准谐振电路，以及使电路在第一配置与第二配置之间交替的控制器，在第一配置中，电感直接联接在电池两端，在第二配置中，电感和电容串联联接在电池两端。
[0021]除了本文描述的一个或多个特征之外，固态半桥可以是逆变器的一个支路。
[0022]除了本文描述的一个或多个特征之外，电感可以包括电池的固有电感。
[0023]当结合附图时，根据以下详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。
附图说明
[0024]其他特征、优点和细节仅通过示例的方式出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中：
[0025]图1示出了根据一个或多个实施例的实现通过电池的AC电流的准谐振电路；
[0026]图2图示了根据一个或多个实施例的准谐振电路的操作；
[0027]图3示出了根据一个或多个实施例的包括多相逆变器的汽车推进系统；
[0028]图4示出了根据一个或多个实施例的包括多相逆变器的汽车推进系统；以及
[0029]图5示出了根据一个或多个实施例的实现通过电池的AC电流的准谐振电路。
具体实施方式
[0030]以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。如本文所使用的，控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、电子控制单元、处理器和类似术语意指专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元(优选微处理器)和相关联的存储器和存储装置(只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、硬盘驱动器等)或执行一个或多个软件或固件程序或例程的微控制器中的一个或多个中的任何一个或各种组合。输入/输出电路和设备(I/O)以及适当的信号调节和缓冲电路、高速时钟、模数(A/D)和数模(D/A)电路以及提供所描述的功能的其他部件。控制模块可以包括各种通信接口，包括点对点或离散线以及到网络的有线或无线接口，所述网络包括广域网和局域网、车辆控制器局域网以及工厂内和服务相关网络。如本公开中阐述的控制模块的功能可以在若干联网控制模块之间的分布式控制架构中执行。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似术语意指包括校准、数据结构和查找表的任何控制器可执行指令集。控制模块具有被执行以提供所描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池的加热设备，包括：第一固态开关，其具有相应的第一端子和第二端子；第二固态开关，其具有相应的第一端子和第二端子；所述第一固态开关的所述第二端子在第一节点处联接到所述第二固态开关的所述第一端子；所述电池的正极端子与所述第一节点之间的联接路径，其中所述第一节点与所述电池之间具有电感；所述电池的负极端子，其在第二节点处联接到所述第二固态开关的所述第二端子；所述第二节点与所述第一固态开关的在第三节点处的所述第一端子之间的电容；以及控制器，其反复进行以下操作：闭合所述第二开关并断开所述第一开关并经过第一持续时间，然后断开所述第二开关并闭合所述第一开关并经过第二持续时间。2.根据权利要求1所述的加热设备，其中所述电感包括所述电池的固有电感。3.根据权利要求1所述的加热设备，其中所述第一固态开关和所述第二固态开关包括联接在正DC干线与负DC干线之间的逆变器的一个支路。4.根据权利要求3所述的加热装置，其中，所述逆变器包括多相逆变器。5.一种用于电池的加热设备，包括：电池，所述电池具有正极端子和负极端子；电推进系统，所述电推进系统包括多相电机和多相功率逆变器，所述多相功率逆变器包括联接在正DC干线和负DC干线之间的多个相支路，每个相支路包括相应的上开关和下开关以及在它们之间的相应相极，其中每个相极联接到所述多相电机的相应相绕组；电容器，所述电容器联接在所述正DC干线和所述负DC干线之间；在所述电池的所述正极端子与所述多个相支路中的一个的对应相极之间的联接路径，在对应相极与所述电池之间具有电感...

【专利技术属性】
技术研发人员：CS纳莫杜里，NS希多尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：