一种蓄电池组和包含该蓄电池组的混合动力车辆的制作方法_2

文档序号:9633225阅读:来源:国知局
池组的混合动力车辆。
[0031]实施例还提供了通过使用这样的单个系统装置来减少制作成本和通过减少连接至IJ各种电路和传感器的线来降低车辆成本和重量的蓄电池组,以及包括这样的蓄电池组的混合动力车辆。
[0032]在一个实施例中,蓄电池组包括:主蓄电池,其包括多个蓄电池单元;电力转换单元,其配置为改变从主蓄电池输出的电压电平;主继电器单元,其布置在所述主蓄电池和所述电力转换单元之间;所述主继电器单元切换所述主蓄电池和所述电力转换单元之间的连接;和控制单元,其配置为监视所述主蓄电池的状态,和控制电力转换单元的操作,其中,所述控制单元包括用于测量主蓄电池的电压、电流和温度值的单元和输出用于控制所述电力转换单元的操作的栅极信号的单元。
[0033]在另一个实施例中,混合动力车辆包括:主蓄电池;逆变器,其配置为操作为发电机或对由车辆的电动机产生的再生制动能量进行收集和能量转换以便主蓄电池根据车辆的驱动状态来充电;电力转换单元,其配置为提供电力给作为各电负载中的高容量负载元件的连接到主蓄电池和所述逆变器的第一电负载;子蓄电池,其连接到电力转换单元,并配置为提供电力给作为在各电负载中的标准容量负载元件的第二电负载;控制单元,其配置为监视主蓄电池的状态和控制电力转换单元的操作;和安装在所述主蓄电池和电力转换单元之间的主继电器单元,其配置为根据控制单元的控制,选择性地连接主电池到电力转换单元,其中为了对安装在第一电负载或逆变器中的电容进行预充电,所述控制单元控制电力转换单元以便将所述子蓄电池的电力提供给所述电容。
[0034]—个或更多实施例的详情将在附图和下文中阐明。根据说明书、附图和权利要求,其他特征将变得显而易见。
【附图说明】
[0035]图1和2为显示传统混合动力车辆的框图。
[0036]图3为显示传统预充电继电器的框图。
[0037]图4为显示根据实施例的蓄电池组的配置的框图。
[0038]图5为显示包含在根据实施例的蓄电池组中的控制单元的详细配置的框图。
[0039]图6为执行根据实施例的蓄电池组中的预充电操作的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0040]将做出对本发明的实施例详细参考,其示例显示在附图中。
[0041]图4为根据实施例的蓄电池组的配置的框图。
[0042]蓄电池组100包括:主蓄电池110,其包括多个蓄电池单元;主继电器单元130,其用于控制主蓄电池110的连接;控制单元200,其用于检查蓄电池的状态信息和控制蓄电池的充电/放电;和电力转换单元120,其用于改变DC电压的电平。
[0043]每个主蓄电池110的一端、控制单元200和电力转换单元120接地。电力转换单兀120与地之间可分尚。
[0044]电力转换单元120连接到子蓄电池和12V电负载71。
[0045]控制单元200执行传统BMS、BDU和用于控制作为单个单元的DC-DC转换器的转换器控制单元的操作,检查蓄电池的状态信息,和控制蓄电池的充电/放电。
[0046]控制单元200控制电力转换单元的120的操作以便对包含在用于对电能进行能量转换的逆变器30中的电容进行预充电,从而使得该能量被用作车辆的和连接到蓄电池组100的高压电负载70的电源。而且,控制单元200控制主继电器单元的操作。控制单元200的配置和操作将参考附图进行描述。
[0047]电力转换单元120作为DC-DC转换器的电力单元来根据从控制单元200传送的栅极信号将DC电压升压为高压,或者将DC电压降低为低压。
[0048]主继电器单元130用来控制主蓄电池110与电力转换单元120、48V电负载70和逆变器30的连接,并且包括切换电路。根据相关技术,主继电器单元需要用来执行预充电功能的阻抗和继电器,而根据某一实施例,主继电器单元130不需要用于预充电功能的阻抗和继电器,因为所需的预充电操作可以根据电力转换单元120的操作来执行。
[0049]主蓄电池110为高压48V蓄电池,并且具有多个蓄电池单元串联的结构。
[0050]特别地,根据某一实施例,诸如BMS、服]等的主蓄电池的元件,以及用于控制DC-DC转换器的转换器微计算机集成在一起,以便可以由单个控制单元200执行车辆蓄电池的监视和管理控制。
[0051 ] 控制单元200的配置将参考图5来描述。
[0052]图5为显示包含在根据实施例的蓄电池组的控制单元的详细配置的框图。
[0053]如上所述,参考图5,蓄电池组100包含主蓄电池110、通过继电器电路可选择地连接到主蓄电池100的电力转换单元120、和用于监视或控制主蓄电池110和电力转换单元120的操作的控制单元200。
[0054]另外,控制单元200整体管理/控制用于对主蓄电池110执行状态监视和控制的各种传感器和控制单元所需的监视电路,以及DC-DC转换器的转换器控制单元所需的各种传感器和监视电路。
[0055]详细地,控制单元200包括电池平衡单元220、电池感测管理单元230、输入/输出感测单元240、作为保护电路的保护单元250、温度感测单元260、通信单元270、和控制前述元件的主控制单元210。
[0056]控制单元200进一步包括用于根据主控制单元210的控制来控制PWM占空比的PWM控制器291、和用于根据PWM控制器291输出的PWM占空比来输出栅极信号的栅极驱动器292,但是在一个实施例中没必要包含所有这些元件。
[0057]栅极信号从控制单元200输出,更特别地,从栅极驱动器292输出以传送到电力转换单元120,并且电力转换单元120作为根据栅极信号增加或降低DC电压的电力单元。
[0058]包含在控制单元200中的电池平衡单元210用来降低主蓄电池220的蓄电池单元之间的电压偏差,以便提高蓄电池的性能和使用寿命。假如在蓄电池单元存在电压偏差时使用主蓄电池,那么某些蓄电池单元在另一个电压范围具有不同的效果,其导致特定的蓄电池单元的老化,从而影响整个蓄电池组的寿命。因此,有必要进行电池平衡来降低蓄电池单元之间的电压偏差。
[0059]包含在控制单元200中的电池感测管理单元230,其为电池感测的特定用途集成电路(ASIC),其接收每个蓄电池单元的电压值、电流值和温度值,将接收到的模拟数据转换为数字数据,然后传送该数字数据到主控制单元210。
[0060]包含在控制单元200中的输入/输出感测单元240用来感测主蓄电池110的输入
/输出电压/电流和温度。
[0061]基于输入/输出感测单元240测量的值,保护单元250确定是否产生过电压、是否产生过电流、是否生成低电压和是否超过保护温度范围,并且阻止过电压或过电流输入到车辆系统的电路,以便保护车辆系统的电路,或当产生低电压时,传输相关信息给使用者。
[0062]包含在控制单元200中的温度感测单元260使用温度检测单元测量蓄电池组的温度。通信单元270用来发送/接收数据以便在车辆的EOT或另一个元件与主控制单元210之间执行CAN或LIN通信。
[0063]包含在控制单元200中的控制电力单元280用来提供操作电池平衡单元220、电池感测管理单元230、输入/输出感测单元240、保护单元250、温度感测单元260、通信单元270、主控制单元210、PWM控
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