一种动力电池系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种动力电池系统，该系统包括电池支路、加热支路以及电池系统控制器；所述电池支路包括动力电池以及与动力电池串联的至少一个电池支路通断控制单元；所述加热支路包括加热单元以及与加热单元串联的至少一个加热支路通断控制单元；所述电池系统控制器能够控制所述电池支路通断控制单元和所述加热支路通断控制单元的通断，在预定条件下选择所述动力电池或所述动力电池之外的能量源驱动所述加热单元，对所述动力电池进行加热。
【专利说明】
一种动力电池系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及汽车新能源技术领域，具体涉及汽车的动力电池系统。
【背景技术】
[0002]当今锂电池在电动车行业得到了广泛的应用。随着电动汽车应用的逐步推广，电动汽车运行的环境也越来越复杂，在低温下进行充放电的需求也更加紧迫。由于电池自身的温度特性，导致其在低温环境下充放电功率不足，严重影响电池系统的性能。
[0003]目前，解决电池低温充电的问题最为常见的方案是，仅利用充电机作为能量源给电池系统加热，使电池系统达到能够充电的温度。但是由于种种原因，充电机作为能量源，能量源单一，且存在很多的匹配问题导致加热过程失败，最重要的是如果车辆处于运行状态无法给电池加热从而使其工作在不适宜的温度，则不能发挥电池充放电性能。并且，由于电池处于低温环境下不能回馈车辆制动能量，导致了很大的能源浪费。
[0004]另外，电池系统在加热的安全性方面也必须要充分的考虑。
[0005]考虑到上述问题，有必要设计一种能合理有效利用电池自身或充电机、回馈电机、其他车载动力系统作为能量源给电池加热的动力电池系统，使电池处于适宜的温度以获得最优化充放电功率，在解决低温环境充电困难的同时提高电池的动力性和整车经济性和电池系统的安全性。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种动力电池系统，以解决现有技术中的一个或更多个问题。
[0007]在本实用新型的一个方面，提供了一种动力电池系统，该动力电池系统包括电池支路、加热支路以及电池系统控制器；
[0008]所述电池支路包括动力电池以及与动力电池串联的至少一个电池支路通断控制单元；
[0009]所述加热支路包括加热单元以及与加热单元串联的至少一个加热支路通断控制单元；
[0010]所述电池系统控制器能够控制所述电池支路通断控制单元和所述加热支路通断控制单元的通断，在预定条件下选择所述动力电池或所述动力电池之外的能量源驱动所述加热单元，对所述动力电池进行加热。
[0011]进一步地，所述加热支路可与所述电池支路并联。
[0012]进一步地，所述动力电池系统还可包括动力电池输入输出线路和输入输出端口，所述动力电池输入输出线路上设置有电池输入输出通断控制单元，所述电池系统控制器在所述动力电池被加热时控制所述电池输入输出通断控制单元断开。
[0013]进一步地，所述至少一个加热支路通断控制单元为分别置于所述加热单元两端的第一加热支路通断控制单元和第二加热支路通断控制单元，所述第一加热支路通断控制单元和所述第二加热支路通断控制单元中的每一个为开关，优选地为高频或低频开关。优选的，高频开关可以为MOSFET或者IGBT;优选的，低频开关可以为继电器。
[0014]进一步地，所述加热支路还包括电流测量单元，该电流测量单元监测流过所述加热单元的电流并且将测量结果传送给所述电池系统控制器，所述电池系统控制器根据所述测量结果来控制所述加热支路通断控制单元。
[0015]进一步地，所述加热支路通断控制单元包括低压驱动电路，且所述加热支路还包括低压温控开关，以在加热单元或动力电池的温度超过预定值的情况下自动断开所述加热支路通断控制单元的低压驱动电路，以断开所述加热支路通断控制单元。
[0016]本实用新型的动力电池系统能够使用多种能量源(如电池自身或者充电机、回馈电机、其他车载动力系统等)给动力电池系统加热，能适应更加复杂的工况，并且在提高电池的动力性和整车经济性的同时提高了电池系统的安全性。
[0017]本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。
[0018]应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。
【附图说明】
[0019]参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，在附图中:
[0020]图1为根据本实用新型动力电池系统的一个实施例的示意图；
[0021]图2为根据本实用新型动力电池系统的另一实施例的示意图；
[0022]图3为根据本实用新型动力电池系统的另一实施例的示意图；
[0023]图4为根据本实用新型动力电池系统的另一实施例的示意图；
[0024]图5为根据本实用新型动力电池系统的另一实施例的示意图；以及
[0025]图6为根据本实用新型动力电池系统的另一实施例的示意图。
[0026]附图标记说明:
[0027]110:动力电池系统；120:加热支路通断控制单元；
[0028]130:电池系统控制器;140:加热单元；150:加热支路；
[0029]160:电池支路通断控制单元；170:电池支路；180:动力电池；
[0030]190:输出输入端口；
[0031 ]210:动力电池系统;221:加热支路通断控制单元；
[0032]231:低压温控开关;230:电池系统控制器;240:加热单元；
[0033]222:热熔断装置;250:加热支路;261:电池支路通断控制单元；
[0034]262:电池输入输出通断控制单元;270:电池支路；
[0035]280:动力电池;290:动力电池输入输出端口 ；
[0036]310:动力电池系统;321:加热支路通断控制单元；
[0037]331:低压温控开关;330:电池系统控制器;340:加热单元；
[0038]322:热熔断装置;350:加热支路;361:电池支路通断控制单元；
[0039]362:电池输入输出通断控制单元;370:电池支路；
[0040]380:动力电池;391:动力电池输入输出端口 ；
[0041 ]392:外部能量源输入端口 ；
[0042]410:动力电池系统;421:第一加热支路通断控制单元；
[0043]431:低压温控开关;430:电池系统控制器;440:加热单元；
[0044]422:热熔断装置;423:第二加热支路通断控制单元；
[0045]450:加热支路;461:电池支路通断控制单元；
[0046]462:电池输入输出通断控制单元;470:电池支路；
[0047]480:动力电池;491:动力电池输入输出端口 ；
[0048]492:外部能量源输入端口 ；
[0049]510:动力电池系统;521:第一加热支路通断控制单元；
[0050]531:低压温控开关;530:电池系统控制器;540:加热单元；
[0051 ]522:热熔断装置;523:第二加热支路通断控制单元；
[0052]524:加热支路电流测量单元;550:加热支路；
[0053]561:电池支路通断控制单元;562:电池输入输出通断控制单元；
[0054]570:电池支路;580:动力电池;591:动力电池输入输出端口；
[0055]592:外部能量源输入端口 ；
[0056]610:动力电池系统;621:第一加热支路通断控制单元；
[0057]631:低压温控开关;630:电池系统控制器;640:加热单元；
[0058]622:热熔断装置;623:第二加热支路通断控制单元；
[0059]624:加热支路电流测量单元;650:加热支路；
[0060]661:电池支路通断控制单元;662:电池输入输出通断控制单元；
[0061 ]670:电池支路;680:动力电池;690:动力电池输入输出端口。
【具体实施方式】
[0062]下面，对本实用新型的优选实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本实用新型的实施方式仅仅是示例性的，并且本实用新型的技术精神及其主要操作不限于这些实施方式。
[0063]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
[0064]在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0065]参照图1所示，本实用新型提供了一种动力电池系统110，具有低温加热功能，该动力电池系统包括:电池支路170、用于对动力电池进行加热的加热支路150以及电池系统控制器130。其中，电池支路170包括动力电池180以及与动力电池串联的电池支路通断控制单元160，动力电池180用于输出电流或接受充电电流，电池支路通断控制单元160用于断开或者连通电池支路。加热支路150包括加热单元140以及与加热单元140串联的加热支路通断控制单元120，加热单元140贴近动力电池，用于对动力电池进行加热，加热支路通断控制单元120用于断开或者连通动力电池加热支路。电池系统控制器130与电池支路170和加热支路150连接，用于控制电池支路170、加热支路150等电路中的通断控制单元(即电池支路通断控制单元160和加热支路通断控制单元120)的通断，从而在电池需要加热时选择动力电池或动力电池之外的能够提供能量的能量提供装置(能量源)驱动加热单元，对动力电池进行加热;在不需要加热时将加热支路通断控制单元120断开，以将加热支路与其他回路或者器件隔离。
[0066]在图1所示的实施例中，加热支路150与电池支路170并联，此时，加热支路的一端连接在动力电池的一端且与动力电池之间存在至少一个通断控制单元(例如为开关)，加热支路的另一端直接或者通过一个通断控制单元(例如为开关)连接到动力电池的另一端。但本实用新型并不限于此，加热支路和电池支路也可以彼此独立地形成回路，实现各自的功會K。
[0067]在本实用新型的一个实施例中，加热单元140例如可以是利用能量源加热的加热片，但本实用新型并不限于此，还可以是其他能够被加热的部件。
[0068]在加热单元140并联到电池两端时，中间隔了一个电池支路通断控制单元160，在对电池加热时电池支路通断控制单元160可将电池支路断开，这样可以防止对电池加热的时候电池被充电，同时又保留了电池对加热单元提供能量进行自加热的功能(在利用电池驱动加热单元时，电池支路通断控制单元160闭合)。
[0069]在本实用新型实施例中，电池系统控制器130可基于预定的加热条件来判断动力电池是否需要加热。在确定动力电池是否需要加热时，电池系统控制器130判断动力电池是否满足加热条件，如果不满足加热条件，则通过加热支路通断控制单元120使加热支路150断开，防止通过加热单元140对电池进行加热，从而保护动力电池和加热支路;如果满足加热条件，则通过加热支路通断控制单元接通加热支路，从而由动力电池或者动力电池之外的能够提供能量的能量源驱动加热单元对动力电池加热，或者利用多个能量源同时驱动加热单元对动力电池加热。
[0070]在利用动力电池驱动加热单元的情况下，电池系统控制器130控制电池支路通断控制单元闭合电池支路，动力电池可直接驱动加热单元。
[0071]在利用能够提供能量的其他能量源驱动加热单元的情况下，电池系统控制器130通过控制电池支路通断控制单元，使电池支路断开，以防止动力电池低温下被误充电；或者使电池支路和加热支路耦合，以使得在加热过程中动力电池仍能够输出电流或者接受充电。
[0072]在本实用新型另一优选实施例中，电池系统控制器130可对整个动力电池系统的状态进行检查:电池系统控制器130判断动力电池系统110是否存处于故障状态，如果处于故障状态，则电池系统控制器130报告故障并且断开电池支路170;如果动力电池系统110处于无故障状态，则电池系统控制器130确定动力电池是否需要加热，如果需要加热，则控制加热支路对动力电池进行加热。在加热前，电池系统控制器130可检测加热支路150是否处于故障状态。若加热支路150正常则进入加热过程，如果处于故障状态，则报告故障并且断开加热支路150。
[0073]电池系统控制器130判断动力电池系统是否存处于故障状态可以以如下方式进行:接通电池支路通断控制单元160，测定动力电池系统110是否形成回路，并测定动力电池两端的电压。电池系统控制器检测加热支路是否处于故障状态可以以如下方式进行:给加热支路150施加一个电压，测定其产生的电流是否与加热支路应该产生的电流相符合。以上的判断方式仅为示例，本实用新型并不限于此。
[0074]优选地，电池系统控制器130可通过检测动力电池的温度来确定动力电池是否满足加热条件。加热条件例如可以包括充电加热条件、动力电池保温条件和/或行车加热条件:
[0075]充电加热条件，在准备充电前或者在充电过程中，如果动力电池温度低于最低充电温度或低于最佳充电温度范围，或者用户希望对动力电池加热，则满足充电加热条件；
[0076]动力电池保温条件，在汽车停驶状态，如果动力电池温度低于最佳使用温度，或者用户希望对动力电池保温以提供最佳性能，则满足动力电池保温条件;或
[0077]行车加热条件，在汽车行驶状态，如果动力电池温度低于最佳使用温度，或者客户希望对动力电池加热以提供最佳性能，则满足行车加热条件。
[0078]由于电池系统控制器130需要检查动力电池的温度，因此本实用新型的动力电池系统110还包括温度传感器(未示出)，温度传感器将检测的温度结果传送给电池系统控制器130，由电池系统控制器130决定是否加热动力电池。
[0079]在一个实施例中，电池系统控制器130可以由单片机之类的微型处理器来实现。
[0080]在一个实施例中，动力电池之外的能够提供能量的能量提供装置(能量源)可选自:
[0081](I)外部能量源，如充电机、外部直流或交流电源、外接光伏设备或者其他可用于驱动加热单元的外部能量源;优选地，外部能量源可以为电池直流或者交流充电装置，这些外部能量源可在车辆停驶状态下提供能量，用于对动力电池进行加热；
[0082](2)回馈电机能量源，其是在车辆制动或者减速过程中，将回馈电机回收的制动和减速能量用于对动力电池加热；
[0083 ] (3)其他车载动力系统能量源，如APU、燃料电池系统、太阳能电池系统、12 V铅酸蓄电池系统或其他车载动力系统，这些车载动力系统可以在车辆行驶或者停驶状态下提供能量，用于对动力电池加热。
[0084]在利用动力电池之外的上述能量源驱动加热装置时，能量源可通过输出输入端口190来向输入装置输入能量，从而驱动并对加热装置进行加热。
[0085]相应地，对于加热支路的能量源，可以按如下方式进行加热:
[0086]如果加热能量源是外部能量源，如外部直流或交流电源、外接光伏设备或者其他可用于驱动加热单元140的外部能量源，这些外部能量源可在车辆停驶状态下提供能量用于动力电池180的加热。
[0087]在这种情况下，电池系统控制器130可控制电池支路通断控制单元160断开电池支路170;控制加热支路通断控制单元120闭合加热支路150。然后，电池系统控制器130按照需要的加热功率控制外部能量源驱动加热单元140给动力电池180加热。
[0088]如果在加热过程中出现外部能量源对电池系统控制器130需求的电流响应缓慢或者不响应的情况，为了保护包括加热单元140在内的动力电池系统110，电池系统控制器130可控制外部能量源恒压输出，输出电压为加热单元140能允许的最高电压。然后，电池系统控制器130控制加热支路通断控制单元120的通断，以调制出理想的加热需求功率。
[0089]在动力电池180充满电之后，若动力电池180的温度低于最佳使用温度，或者用户希望动力电池180保温以提供最佳性能，则给动力电池180加热或保温。电池系统控制器130控制电池支路通断控制单元160断开电池支路170;控制加热支路通断控制单元120闭合加热支路150。然后，电池系统控制器130根据需求的加热或保温功率控制外部能量源驱动加热单元140给动力电池180加热或保温。
[0090]如果加热能量源是动力电池180自身，则电池系统控制器130控制电池支路通断控制单元160闭合，然后控制加热支路通断控制单元120的通断，以调制出理想的加热需求功率，从而实现以动力电池180为加热能量源驱动加热单元140给动力电池180加热，让动力电池180处于适宜的工作温度。
[0091]如果加热能量源是回馈电机，在低温环境下，若动力电池系统不能接受整车制动回馈电流，电池系统控制器可闭合电池支路通断控制单元和加热支路通断控制单元，这样利用回馈电流可驱动加热单元对动力电池加热，同时防止电池被回馈充电，特别地，可以通过控制回馈电压不大于动力电池系统开路电压来实现。因此本实用新型可以利用回馈电机回馈的能量给动力电池加热。电池系统控制器130控制电池支路通断控制单元160闭合，电池系统控制器130请求整车控制器控制回馈电机按照需求进行回馈。同时为了保护包括加热单元140在内的动力电池系统110，在对动力电池进行低温充电的情况下，电池系统控制器130控制充电装置恒压输出，输出电压为加热单元所需的电压值；同时高频控制加热支路通断控制单元的通断，以调制出理想的所需的加热功率。
[0092]如果加热能量源是其他车载动力系统，如APU、燃料电池系统、太阳能电池系统、12V铅酸蓄电池系统或者其他车载动力系统，这些车载动力系统可以在车辆行驶或者停驶状态下，提供能量以用于动力电池180加热。动力电池在低温运行情况下不能完全的发挥其性能，电池系统控制器130控制电池支路通断控制单元160和加热支路通断控制单元120，利用所述其他车载能量源产生的电流驱动加热单元140来加热动力电池180，以获得优化的可用功率。
[0093]在一个实施例中，动力电池系统中加热支路通断控制单元为可控开关，例如可以是高频开关，也可以是低频开关。高频开关可以为MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等，低频开关可以为继电器。加热支路通断控制单元优选为MOSFET、IGBT等高频开关，可以快速的断开或闭合调制出需要的加热功率。电池系统控制器130可以根据加热需求，控制加热支路通断控制单元高频通断，从而得到所需的加热单元驱动功率。
[0094]在加热支路通断控制单元出现问题导致加热支路150无法断开时，断开电池支路通断控制单元160可使动力电池和加热支路隔离，保护动力电池180和加热支路150。电池支路通断控制单元可以放在动力电池正极侧，也可放在动力电池负极侧。优选地，将电池支路通断控制单元放在动力电池负极侧，以保障电池支路的断开可靠性。电池支路中应至少包含一个电池支路通断控制单元160，在加热支路通断控制单元120出现严重问题导致加热支路150无法断开时，可以断开该电池支路通断控制单元160实现动力电池180和加热支路150的隔离，保护动力电池180和加热支路150。
[0095]在一个实施例中，电池支路通断控制单元160可以是可控开关。
[0096]在图1中，虽然在加热支路和电池支路中仅分别示出了一个加热支路通断控制单元和电池支路通断控制单元，但完全可以设置两个以上的加热支路通断控制单元和电池支路通断控制单元来控制加热支路和电池支路的通断。
[0097]本实用新型如上结合图1所述的动力电池系统至少具有如下优点:
[0098]1、可以使用多种加热能量源给动力电池加热，能适应更加复杂的工况，并且能够很好地发挥电池充放电性能。
[0099]2、在电机不能给动力电池回馈时，电机可以用来给动力电池系统加热，从而可以提高整车的经济性。
[0100]3、由于可以采用多种加热能量源给动力电池加热，在行车过程中也能给动力电池加热，从而在低温的环境下提高了动力电池系统的动力性。
[0101]4、在充电结束之后，可以使用多种加热能量源将动力电池保温在最佳温度，在低温环境时，车辆开始启动就有良好的动力性。
[0102]5、在加热支路通断控制单元为高频开关的情况下，可以快速的断开闭合调制出需要的加热功率。
[0103]6、在利用充电机等能量源给电池加热的时候，可以通过将电池支路通断控制单元断开来防止电池被充电，保护电池的性能。
[0104]图2示出了本实用新型另一动力电池系统210的示例。如图2所示，该动力电池系统210包括:电池系统控制器230、加热单元240、加热支路通断控制单元221、加热支路250、电池支路270、动力电池280、电池支路通断控制单元261、电池输入输出通断控制单元262、低压温控开关231、热熔断装置222以及动力电池输入输出端口 290。
[0105]图2的动力电池系统210除了具有图1中示出的结构之外，与图1的主要区别在于:
[0106](I)动力电池系统210设置有热熔断装置(如热熔断器)222和低压温控开关231，可以让加热过程更加的安全。
[0107]在热失控温度超标(如超过预定值)的情况下，热熔断装置222可以自动断开加热支路250，以保护加热单元和动力电池。热熔断装置222也可以由其他温控断路装置来代替。
[0108]加热支路通断控制单元可包括低压驱动电路，或者说可由低压驱动电路来驱动，低压温控开关231可以在加热支路温度超标的情况下，自动断开加热支路通断控制单元221的低压驱动电路，以断开加热支路通断控制单元，从而断开加热支路，保护加热单元和动力电池。
[0109](2)图2所示的实施例中，动力电池系统210除了如图1那样包括加热支路通断控制单元和电池支路通断控制单元之外，还在电池的输入输出线路上设置有电池输入输出通断控制单元262。电池系统控制器230可在动力电池被加热时控制电池输入输出通断控制单元262断开。
[0110]该电池输入输出通断控制单元262在充电时或者利用动力电池驱动加热单元时断开，可以确保此时动力电池没有高压输出，车辆处于完全锁死状态。优选地，此电池输入输出通断控制单元262设置在动力电池的正极侧，其在不闭合时，车辆处于无动力状态。这可以确保在停车充电时，车辆可靠的停止，保障系统更加安全。
[0111]图2所示的实施例与图1所示的实施例相比，能够进一步保证动力电池系统更加安全。
[0112]图3示出了本实用新型另一动力电池系统310的示例。如图3所示，该动力电池系统310包括:电池系统控制器330、加热单元340、加热支路通断控制单元321、加热支路350、电池支路370、动力电池380、电池支路通断控制单元361、电池输入输出通断控制单元362、低压温控开关331、热熔断装置322、动力电池输入输出端口 391以及外部能量源(充电机)输入端口 392。
[0113]如图3所示的动力电池系统310与图2相比对外存在两个端口 391和392。一个端口为外部能量源输入端口 392，例如为充电机的输入端口，包括车载充电机和非车载充电机；另一端口为动力电池的输入输出端口 391，电池系统通过此端口 391驱动整车电机等负载，同时也可以接受回馈电机以及其他车载动力系统能量源的输入。这样的构型存在如下优占.V.
[0114]1、动力电池系统加热的需求主要在于在低温下进行充电的时候，此时利用充电机的能量进行电池系统加热时，电池系统控制器330闭合加热支路通断控制单元321，充电机输出的能量可以通过外部能量源输入端口 392输出给加热单元340以加热动力电池380;同时断开电池支路通断控制单元361，充电机不会给电池误充电，保证了电池系统的安全性；同时也断开电池输入输出通断控制单元362，动力电池输入输出端口 391无电压，电池系统对外无高压输出，整车处于锁死状态，保证了整车的安全性。
[0115]2、在加热到动力电池可以充电的温度之后，可以闭合电池支路通断控制单元361，充电机给电池充电的同时，驱动加热单元，以提高加热和充电的效率;同时还需要保证电池输入输出通断控制单元362断开，电池系统对外无高压输出，整车处于锁死状态。
[0116]3、在加热结束之后，断开加热支路通断控制单元321，充电机只给电池充电，而不驱动加热单元，以防止电池被加热至过高的温度；同时还保证电池输入输出通断控制单元362断开，电池系统对外无高压输出，整车处于锁死状态。
[0117]4、电池支路通断控制单元361、电池输入输出通断控制单元391可以是可控开关。
[0118]图4示出了本实用新型另一动力电池系统410的示例。图4中的动力电池系统410包括:电池系统控制器430、加热单元440、第一加热支路通断控制单元421、第二加热支路通断控制单元423、加热支路450、电池支路470、动力电池480、电池支路通断控制单元461、电池输入输出通断控制单元462、低压温控开关431、热熔断装置422、动力电池输入输出端口 491以及外部能量源(充电机)输入端口 492。
[0119]如图4所示，为了保证加热支路的断开可靠性，提高电池系统加热过程的安全性，同时也提高在同步加热等情况下的可操作性，加热支路450布置有两个加热支路通断控制单元，分别为第一加热支路通断控制单元421和第二加热支路通断控制单元423，其中第二加热支路通断控制单元423可以为继电器等可控开关，第一加热支路通断控制单元421可以为继电器，也可以为M0SFET、IGBT等电子可控高频开关元件。这样的构型增加了如下优点:
[0120]1、加热支路中两个加热支路通断控制单元保证了加热支路的断开可靠性，只要任意一个加热支路通断控制单元能够断开，整个加热支路450就被断开，保证系统的安全性。
[0121]2、在选择第二加热支路通断控制单元421为高频开关元件的情况下，可以在充电机加热同时充电的情况下，通过打开和关闭加热支路通断控制单元421，控制加热单元的加热功率，提高系统的加热性能。
[0122]3、在选择第二加热支路通断控制单元421为高频开关元件的情况下，可以在充电机加热情况下、充电机恒压输出的情况下，通过打开和关闭加热支路通断控制单元421，控制加热单元的加热功率。
[0123]图5示出了本实用新型另一动力电池系统510的示例。图5中的动力电池系统510包括:电池系统控制器530、加热单元540、第一加热支路通断控制单元521、第二加热支路通断控制单元523、电流测量单元524、加热支路550、电池支路570、动力电池580、电池支路通断控制单元561、电池输入输出通断控制单元562、低压温控开关531、热熔断装置522、动力电池输入输出端口 591以及外部能量源输入端口 592。
[0124]如图5所示，为了更好地监测加热支路的安全性，在加热支路550中增加了电流测量单元524，来精确获得加热支路的情况，从而可以分析加热支路的加热功率。电流测量单元524监测流过加热单元的电流并且将测量结果传送给电池系统控制器530，电池系统控制器根据测量结果来控制加热支路通断控制单元。也就是说，加热过程中，电池系统控制器530在监测到电流测量单元524测量得到的加热电流超过期望值的情况下，即可以断开加热支路通断控制单元521、523，确保加热支路的安全性。在非加热过程中，若电池系统控制器530监测到电流测量单元524测量得到的电流大于阈值，表明出现了非期望的加热，也可以即时采取措施，保证系统的安全性。在需要加热时，闭合相关通断控制单元后，若电池系统控制器530监测到电流测量单元524测量得到的电流为零，表明加热支路出现了断路故障，也可以通过电池系统控制器530即时上报故障，采取相应措施。也就是说，通过电流测量单元524，可以监测流过加热单元的电流，测量结果提供给电池系统控制器用于控制加热支路通断控制单元。
[0125]图6示出了本实用新型另一动力电池系统610的示例。图6中的动力电池系统610包括:电池系统控制器630、加热单元640、第一加热支路通断控制单元621、第二加热支路通断控制单元623、低压温控开关631、热熔断装置622、加热支路电流测量单元624、加热支路650、电池支路通断控制单元661、电池输入输出通断控制单元662、电池支路670、动力电池680以及动力电池输入输出端口 690。其中，低压温控开关631对第一加热支路通断控制单元621和第二加热支路通断控制单元623 二者进行控制。
[0126]图6、图1和图2所示的动力电池系统中，其输入输出共用相同的端口，用外部的配电箱等进行能量的分配。对于这样的构型，在加热支路650使用第一加热支路通断控制单元621、第二加热支路通断控制单元623、电流测量单元624等，也可以提高系统的安全性。
[0127]根据本实用新型如上实施方式描述的动力电池系统，能够合理有效利用电池自身、充电装置、回馈电机、其他车载动力系统等作为能量源给电池加热，最终使电池处于适宜的温度以获得最优化充放电功率，在解决低温环境充电困难的同时提高了电池的动力性和整车经济性和电池系统的安全性。
[0128]如上针对一个实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
[0129]结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
【主权项】
1.一种动力电池系统，其特征在于，所述动力电池系统包括电池支路、加热支路以及电池系统控制器； 所述电池支路包括动力电池以及与动力电池串联的至少一个电池支路通断控制单元； 所述加热支路包括加热单元以及与加热单元串联的至少一个加热支路通断控制单元； 所述电池系统控制器能够控制所述电池支路通断控制单元和所述加热支路通断控制单元的通断，在预定条件下选择所述动力电池或所述动力电池之外的能量源驱动所述加热单元，对所述动力电池进行加热。2.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，所述加热支路与所述电池支路并联。3.根据权利要求2所述的动力电池系统，其特征在于，所述动力电池系统还包括动力电池输入输出线路和电池输入输出端口，所述动力电池输入输出线路上设置有电池输入输出通断控制单元，所述电池系统控制器在所述动力电池被加热时控制所述电池输入输出通断控制单元断开。4.根据权利要求3所述的动力电池系统，其特征在于，所述动力电池系统还包括外部能量源输入端口，经由该外部能量源输入端口用外部能量源对所述动力电池进行充电和/或驱动所述加热单元。5.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，所述至少一个加热支路通断控制单元为分别置于所述加热单元两端的第一加热支路通断控制单元和第二加热支路通断控制单元，所述第一加热支路通断控制单元和所述第二加热支路通断控制单元中的每一个为尚频或低频开关。6.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，所述加热支路还包括电流测量单元，该电流测量单元监测流过所述加热单元的电流并且将测量结果传送给所述电池系统控制器，所述电池系统控制器根据所述测量结果来控制所述加热支路通断控制单元。7.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，所述加热支路还包括温控断路装置，以在所述加热单元的温度超过预定值的情况下，自动断开所述加热支路。8.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，所述加热支路通断控制单元包括低压驱动电路，且所述加热支路还包括低压温控开关，以在加热单元或动力电池的温度超过预定值的情况下自动断开所述加热支路通断控制单元的低压驱动电路，以断开所述加热支路通断控制单元。9.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，所述动力电池之外的能量源包括以下中的至少一种:回馈电机能量源、外部能量源和车载动力系统能量源； 其中，所述外部能量源包括以下中的至少一种:充电机、外部直流或交流电源和外接光伏设备。
【文档编号】B60L11/18GK205674887SQ201620581171
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日 公开号201620581171.2, CN 201620581171, CN 205674887 U, CN 205674887U, CN-U-205674887, CN201620581171, CN201620581171.2, CN205674887 U, CN205674887U
【发明人】李立国, 韩雪冰, 华剑锋, 田硕, 孟庆然, 吴雷
【申请人】北京科易动力科技有限公司