[go: up one dir, main page]

CN105190987B - 电池预热系统和使用其的电池预热方法 - Google Patents

电池预热系统和使用其的电池预热方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105190987B
CN105190987B CN201480025885.9A CN201480025885A CN105190987B CN 105190987 B CN105190987 B CN 105190987B CN 201480025885 A CN201480025885 A CN 201480025885A CN 105190987 B CN105190987 B CN 105190987B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
temperature
enabling signal
signal
balance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480025885.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105190987A (zh
Inventor
金成钟
安谆昊
李重宰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chemical Co Ltd filed Critical LG Chemical Co Ltd
Publication of CN105190987A publication Critical patent/CN105190987A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105190987B publication Critical patent/CN105190987B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0025—Sequential battery discharge in systems with a plurality of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0019—Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

根据本发明所述的电池预热系统，其包括：温度测量单元，其用于测量与车辆的启动机连接的电池组的温度；电池状态检查部分，其用于检查构成电池组的多个电池模块各自的充电状态；控制单元，其用于通过参考由温度测量单元所测量的温度来输出强制放电启动信号，以及通过参考多个电池模块各自的充电状态来输出平衡启动信号；强制放电回路单元，其根据强制放电启动信号而使多个电池模块的部分电池模块强制放电；以及平衡单元，其根据平衡启动信号而对电池模块各自的充电量进行平衡。

Description

电池预热系统和使用其的电池预热方法
技术领域
本发明涉及一种电池预热系统和使用其的电池预热方法，更具体而言，涉及一种使用由电池放电而产生的热的电池预热系统、及使用所述电池预热系统的电池预热方法。
本申请要求于2013年5月8日在韩国提交的韩国专利申请第10-2013-0052098号的优先权，其公开内容以全文引用的方式明确纳入本申请。
本申请要求于2014年5月8日在韩国提交的韩国专利申请第10-2014-0055109号的优先权，其公开内容以全文引用的方式明确纳入本申请。
背景技术
近来，提高耗油效率和降低CO2排放对汽车产业来说是一个硕大的课题。在这方面，汽车制造商一直在努力通过使用具有比常规铅蓄电池更高的输出力和更高的充电效率的锂离子二次电池而提高耗油效率。
然而，这种锂离子二次电池具有的缺点在于，当气温下降至一定水平时，输出特性急剧劣化，并且锂离子二次电池的这种缺点是需要被克服的问题，以提高车辆的低温启动性。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述问题而提出的，本发明涉及一种通过使用电池自身的发热来显著改进车辆的低温启动性，同时不会使现有的车辆用供电系统发生很大变化。
然而，本发明所要达成的技术课题不限于上述内容，并且本领域普通技术人员从下文详细的描述中更好地理解如上所述中没有提及的其他技术课题。
解决课题的方法
为了实现上述目的，本发明的电池预热系统包括：电池状态测量单元，其用于测量构成车辆的电池组的每个电池模块的充电状态(SOC)；控制单元，其用于任选地输出强制放电启动信号和平衡(balancing)启动信号；强制放电回路单元，其根据所述强制放电启动信号使多个电池模块中的至少一个电池模块强制放电；以及平衡单元，其根据响应平衡启动信号对每个电池模块的充电量进行平衡。
电池预热系统还可包括用于测量电池组的温度的温度测量单元，并且当通过温度测量单元所测量的温度低于设定的第一基准温度时，控制单元可输出强制放电启动信号。
强制放电回路单元可包括在多个电池模块的至少一个的两端连接的强制放电开关。
强制放电开关可根据强制放电启动信号进行开关的接通(on)操作。
当根据所输出的强制放电启动信号而使得部分电池模块的放电量达到所设定的基准放电量或电池组的温度达到所设定的第二基准温度时，控制单元可输出强制放电终止信号。
强制放电开关根据强制放电终止信号可进行开关的断开(off)操作。
当通过强制放电回路单元来使部分电池模块放电而使多个电池模块相互之间的SOC差大于或等于第一基准量时，控制单元可输出平衡启动信号。
平衡单元可包括在多个电池模块各自的两端连接的平衡开关。
平衡开关根据平衡启动信号可进行开关的接通(on)操作。
当根据所输出的平衡启动信号而使多个电池模块相互之间的SOC差小于所设定的第二基准量时，控制单元可输出平衡终止信号。
平衡开关根据平衡终止信号可进行开关的断开(off)操作。
电池状态测量单元可包括用于测量电池模块的电压的电压传感器。
电池状态测量单元还可包括SOC计算单元，所述SOC计算单元使用包括由电压传感器所感应的电压值的信息来计算电池模块的SOC。
控制单元可使用包括由电压传感器所感应的电压值的信息来计算电池模块的SOC。
为了实现上述目的，本发明的车辆用供电系统可包括上述电池预热系统和与所述电池预热系统连接的电池组。
为了实现上述目的，本发明的车辆可包括上述车辆用供电系统、和从电池组接收用于启动所需的电力的启动机。
为了实现上述目的，本发明的预热电池的方法可包括：将电池组的温度和第一基准温度进行比较的步骤；当电池组的温度低于第一基准温度时，输出强制放电启动信号的步骤；当根据强制放电启动信号而使构成电池组的多个电池模块相互之间的SOC差大于或等于所设定的第一基准量时，输出平衡启动信号的步骤。
预热电池的方法还可包括：当根据输出的强制放电启动信号而使电池组的温度达到第二基准温度或部分电池模块的放电量达到所设定的基准放电量时，输出强制放电终止信号的步骤。
预热电池的方法还可包括：当根据平衡启动信号而使多个电池模块相互之间的SOC差小于所设定的第二基准量时，输出平衡终止信号的步骤。
为了实现上述目的，本发明的电池预热方法是对具有多个电池模块的电池组进行预热的方法，其可包括：查询构成电池组的每个电池模块的充电状态(SOC)的步骤；基于所测量的每个电池模块的SOC，判断在电池模块之间是否存在充电不平衡的步骤；在电池模块之间存在充电不平衡的情况下，输出平衡启动信号以对电池模块之间的SOC进行平衡的步骤；在电池模块之间不存在充电不平衡的情况下，首先输出用于在电池模块之间诱导充电不平衡的信号，然后输出平衡启动信号以对电池模块之间的SOC进行平衡的步骤。
输出用于诱导充电不平衡的信号的步骤可以是，输出强制放电启动信号以使构成电池组的至少一个电池模块强制放电的步骤。
输出用于诱导充电不平衡的信号的步骤可以是，向构成电池组的至少一个电池模块输出强制充电启动信号的步骤。
输出用于诱导充电不平衡的信号的步骤可以是，通过输出强制充电启动信号以使构成电池组的至少一个电池模块强制充电的步骤。
电池预热方法还可包括将电池组的温度与第一基准温度进行比较的步骤，并且当电池组的温度低于第一基准温度时，可以输出平衡启动信号或用于诱导充电不平衡的信号。
电池预热方法还可包括：测量电池组的温度的步骤；当电池组的温度达到第二基准温度时，输出平衡终止信号的步骤。
电池预热方法还可包括：当电池模块之间的充电量差达到基准量时，输出强制放电终止信号的步骤。
电池预热方法还可包括：当根据平衡启动信号而使得多个电池模块之间的SOC差小于基准量时，输出平衡终止信号的步骤。
发明的效果
根据本发明，可通过使用电池自身的发热来显著改善车辆的低温启动性，同时不会使现有的车辆用供电系统发生很大的变化。
附图说明
附图示出本发明连同上述发明的优选实施方案，并用于提供对本发明的技术精神的进一步理解，因此，本发明不应理解为限于附图。
图1为示出示例性实施方案的电池预热系统的框图。
图2为示出与示例性实施方案的电池预热系统连接的电池组的图。
图3为示出在示例性实施方案的电池预热系统中使用的强制放电回路单元的图。
图4为示出在示例性实施方案的电池预热系统中使用的电池组和强制放电回路单元的组合的图。
图5为示出示例性实施方案的预热电池的方法的流程图。
图6为示出另一示例性实施方案的预热电池的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方案。在进行描述之前，应理解在说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应理解为限于常规和字典含义，而应理解为在发明者适当地定义术语以用于最好解释的原则的基础上，基于对应于本发明的技术方面的含义和概念。因此，本文提供的描述仅为仅用于说明目的的优选实施例，而不旨在限制本发明的范围，因此应理解在不偏离本发明的精神和范围的条件下，可对其作出其他等同物和修改。
将参照图1至4说明示例性实施方案的电池预热系统10。
图1为示出示例性实施方案的电池预热系统的框图，图2为示出与示例性实施方案的电池预热系统连接的电池组的图。以及图3为示出在示例性实施方案的电池预热系统中使用的强制放电回路单元的图，图4为示出在示例性实施方案的电池预热系统中使用的电池组和强制放电回路单元的组合的图。
首先，参照图1，示例性实施方案的电池预热系统10包括温度测量单元11、电池状态测量单元12、控制单元13、强制放电回路单元14和平衡单元15。
温度测量单元11用于测量与车辆的启动机S连接的电池组P的温度，并且与电池组P的特定位置连接而感应温度。该温度感应是为了在温度下降至一定水平(例如，低于0℃)时，能够通过监测由输出特性劣化的锂离子二次电池组成的电池组P的温度来确定对电池组P的预热启动时间而进行的。同时，电池组P例如可通过使多个电池模块M(参见图2)以串联方式连接来实施，其中每个电池模块包括以并联方式连接的多个锂离子二次电池单元(未示出)。
与通过温度测量单元11来感应的温度相关的信息被传输至控制单元13，并且可被用作用于测量电池组P的充电状态(SOC)的资料，以及用作用于确定是否运行强制放电回路单元13的资料。
电池状态测量单元12测量组成电池组P的多个电池模块M(参见图2)各自的SOC，并且与所测量的SOC相关的信息可被用于确定后述的控制单元13输出平衡启动信号的时间。
电池状态测量单元12是包括用于测量电池模块M各自的电压的电压传感器(未示出)的概念。包括由电池状态测量单元12所测量的电压值的信息，可被用作用于由控制单元13所计算的电池模块M的SOC的资料。
然而，该SOC的计算，可直接在电池状态测量单元12中进行而不是在控制单元13中进行。在这种情况下，电池状态测量单元12还可包括SOC计算单元(未示出)，所述SOC计算单元使用包括由电压传感器所测量的电压值的信息来计算电池模块M各自的SOC。此外，为了实现SOC的正确计算，SOC计算单元还可使用与由温度测量单元11所测量的温度相关的信息。
控制单元13通过参考由温度测量单元11所测量的温度来输出强制放电启动信号，由此使多个电池模块M中的部分电池模块M放电，并且通过参考多个电池模块M各自的充电状态、即SOC来输出平衡启动信号，由此使电池模块M相互之间的SOC变得均匀。
更具体而言，当由温度测量单元11所测量的电池组P的温度低于所设定的第一基准温度时，所述控制单元13为了实现电池组P的预热而输出对部分电池模块M的强制放电启动信号。
这种用于输出强制放电启动信号的第一基准温度可以根据电池的规格(例如，电池的种类、容量等)、电池所被使用的环境(例如，相关地区的年平均气温等)等适当地进行确定，可以以0℃、或-5℃等进行多种多样的设定。
此外，若在输出强制放电启动信号之后经过一定时间，则控制单元13输出强制放电终止信号而终止强制放电，并且用于输出强制放电终止信号的时间例如可以根据电池组P的温度或电池模块M的放电量而确定。
即，在随着对电池组P的预热进行而使得电池组P的温度达到所设定的第二基准温度的情况、或电池模块M的放电量达到所设定的基准放电量的情况下，控制单元13判断为预热已结束或对电池模块M之间的充电量不平衡的引导已结束，由此输出强制放电终止信号。在本文中，第二基准温度设为具有比上述第一基准温度更高的值。
当基于电池组P的温度而输出强制放电终止信号时，该基准温度(第二基准温度)可根据电池的规格和使用环境等而适当地设定，例如可比前述第一基准温度约高2℃或约3℃。
类似地，当基于电池模块的放电量输出强制放电终止信号时，该基准放电量也可根据电池的规格和使用环境等而适当地设定。即，即使放电量相等，电池组温度增加的程度也可根据电池的规格和使用环境而不同，因此可以考虑这种情况而设定基准放电量。
另一方面，基准温度(特别是第一基准温度)和基准放电量之间的关系例如可通过预设的查找表(lok-up table)反映。即，所设定的第一基准温度越低，用于诱导电池模块M之间的充电量的不平衡的强制放电量越高。例如，当第一基准温度为-5℃且使应用的电池组运行良好的最小温度相当于0℃时，所需的放电量相当于约SOC 20％，并且当第一基准温度设为更低的温度时，基准放电量应设定为高于20％的量。
当充电状态不平衡由强制放电所诱导，由此多个电池模块M之间的充电状态(即SOC)差大于或等于所设定的第一基准量时，控制单元13输出平衡启动信号以降低电池模块M之间的SOC差，并且随着平衡的进行，当SOC差小于第二基准量时，控制单元13输出平衡终止信号。
例如，如果第一基准量相当于SOC20％且第二基准量相当于SOC 10％，则在充电状态不平衡的程度达到SOC 20％时，平衡启动，并且随着平衡的进行，如果充电状态不平衡的程度降低至SOC 10％时，平衡可能会终止。
在本文中，电池模块M相互之间的SOC差大于或等于第一基准量可意味着：在表示最大SOC的电池模块M与表示最小SOC的电池模块M之间的SOC差大于或等于第一基准量的情况；任意指定的两个电池模块之间的SOC差大于或等于第一基准量的情况；或所有电池模块的SOC差的标准偏差大于或等于第一基准量的情况等，并且可根据需要进行各种设定，对第二基准量亦如此。
并且在这种情况下，第一基准量优选设定为具有小于或等于前述基准放电量的值。这将通过因部分电池模块M的强制放电而进行的平衡使得其他电池模块M放电。
同样，小于第二基准量的电池模块M之间的SOC差可意味着表现最大SOC的电池模块M与表现最小SOC的电池模块M之间的SOC差小于第二基准量。然而，这仅用于说明，并且本发明不限于此。
即，测量SOC的均一性以确定是否启动或终止平衡可通过多种方法进行，并且例如，SOC的均一性可基于多个电池模块M的平均SOC与每个电池模块M的SOC的差而确定。
参照图3和4，强制放电回路单元14包括与部分电池模块M的两端连接的强制放电开关14a，并且还可包括在强制放电时用于防止过电流流动的放电电阻器14b。尽管本发明的附图(图4)示出强制放电回路单元14仅与一个电池模块M连接，但本发明不限于此。
强制放电开关14a根据由控制单元13所输出的强制放电启动信号而进行开关的接通(on)操作，由此降低部分电池模块M的SOC，并且根据强制放电终止信号，进行开关的断开(off)操作而停止放电。如上所述，这种对部分电池模块M的强制放电，持续到直至所述电池模块M的SOC降低量达到所设定的基准放电量为止或直至电池组P的温度达到所设定的第二基准温度为止。
对于通过强制放电回路单元14来使部分电池模块M强制放电而言，诱导电池模块M相互之间的SOC不平衡，并由此进行平衡，从而使所有的多个电池模块M预热。
当多个电池模块M之间的SOC差大于或等于所设定的基准量时，平衡单元15通过强制放电来使SOC均匀。
例如，这种平衡可以以通过使充电量比其他电池模块M更高的电池模块M放电来降低SOC的方式进行。为了以这种方式进行平衡，可以以类似于上述强制放电回路单元14的放电回路的形式实施平衡单元15。即，平衡单元15可包括在每个电池模块M之间连接的平衡开关(未示出)，所述平衡开关根据平衡启动信号和平衡终止信号而进行开关的接通(on)/断开(off)操作，并且还可包括在放电时用于防止发生过电流的电阻器(未示出)。
如上所述，当电池模块M相互之间的SOC差大于或等于第一基准量时，平衡开关可进行开关的接通(on)操作，并且当随着平衡的进行而使得电池模块M相互之间的SOC差小于第二基准量时，平衡开关可进行开关的断开(off)操作。
如上所述，当电池组P的温度下降至基准温度时，示例性实施方案的电池预热系统10强制性地使部分电池模块M放电，并由此诱导平衡，从而可以使电池组P预热。因此，通过使电池预热系统10与电池组P结合而实施的车辆用供电系统可通过电池组P的预热来向车辆的启动机P提供足够的电力，因此车辆可确保优异的低温启动性。
现将参照图5来描述示例性实施方案的预热电池的方法。
图5为示出示例性实施方案的预热电池的方法的流程图。
参照图5，示例性实施方案的电池预热方法为使用上述的电池预热系统10来预热电池组P的方法，并且该预热方法包括温度比较步骤、强制放电启动信号输出步骤和平衡启动信号输出步骤。
温度比较步骤是，将由温度测量单元11所测量的电池组P的温度与所设定的基准温度进行比较的步骤。
强制放电启动信号输出步骤是，将电池组P的测量温度与基准温度进行比较，其结果，当电池组P的测量温度低于所设定的第一基准温度时，输出强制放电启动信号以使部分电池模块M放电的步骤。
当输出强制放电启动信号时，强制放电回路单元14的强制放电开关14a进行开关的接通(on)操作，从而使电池模块M的SOC降低至所设定的基准放电量的程度。
平衡启动信号输出步骤是，通过根据强制放电启动信号而降低部分电池模块M的SOC，由此使电池模块M相互之间的SOC差大于或等于所设定的第一基准量的情况下，输出平衡启动信号以使电池模块M相互之间的SOC变得均匀的步骤。
当输出该平衡启动信号时，平衡回路单元15进行平衡以使电池模块M相互之间的SOC变得均匀。
同时，预热电池的方法还可包括：当所进行的放电大于或等于所设定的基准放电量时，输出强制放电终止信号的步骤；和当电池模块M相互之间的SOC差小于所设定的第二基准量时，输出平衡终止信号的步骤，从而在合适的时点终止强制放电和平衡。
如上所述，示例性实施方案的预热电池的方法在一定条件下使部分电池模块M强制放电，由此诱导对电池组P的平衡操作，从而预热电池组P，据此，车辆可具有优异的低温启动性。
现将参照图6描述示例性实施方案的电池预热方法。图6为示出示例性实施方案的预热电池的方法的流程图。
参照图6，示例性实施方案的电池预热方法涉及使用上述的电池预热系统10来预热电池组P的方法，并且该预热方法包括对构成电池组的每个电池模块测量SOC的步骤、和判断在电池模块之间是否存在充电不平衡的步骤。
如果在电池模块之间存在充电不平衡，则该方法包括输出平衡启动信号以平衡电池模块之间的SOC的步骤。如果在电池模块之间不存在充电不平衡，则该方法包括：输出用于在电池模块之间诱导充电不平衡的信号的步骤；以及之后输出平衡启动信号以进行电池模块之间的SOC平衡的步骤。
对构成电池组的每个电池模块测量SOC的步骤相当于，使用电池状态测量单元12来测量每个电池模块M的SOC的步骤。
判断在电池模块之间是否存在充电不平衡的步骤相当于，通过控制单元13比较每个电池模块M的SOC，以确定在电池模块M之间是否存在充电不平衡的步骤。
如果存在充电不平衡，则为了使电池模块M之间的SOC变得均匀，输出用于进行电池模块M之间的SOC平衡的平衡启动信号。当输出该平衡启动信号时，为了使电池模块M之间的SOC变得均匀，平衡回路单元15进行平衡。
如果不存在充电不平衡，则通过控制单元15来输出用于诱导充电不平衡的信号，然后输出平衡启动信号。用于诱导充电不平衡的信号相当于，对构成电池组P的至少一个电池模块M进行强制放电的强制放电启动信号。当输出强制放电启动信号时，用于一个或多个电池模块M的强制放电回路14的强制放电开关14a进行开关的接通(on)操作，从而使一个或多个电池模块的SOC降低。
应理解：作为用于诱导充电不平衡的替代方法还存在有，包括输出强制充电启动信号，由此使构成电池组P的至少一个电池模块M强制放电。在一些情况下，为了进行充电不平衡，也可优选地，对一个以上电池模块M进行强制放电，并且对一个以上电池模块M进行强制充电。
如上所述，当通过充电至少对部分电池模块M进行强制充电来诱导充电状态的不平衡时，为了使电池模块充电，例如可使用从电池预热系统10的外部供应电力的另行的充电器。
如上所述，一旦诱导充电不平衡，可输出平衡启动信号。
同时，预热电池组的方法，还可包括当充电不平衡达到基准放电量时，输出终止信号以停止诱导充电不平衡的步骤，当电池模块M之间的SOC差小于基准量时，可进行输出平衡终止信号的步骤，从而可以在合适的时点终止强制放电和平衡。
或者，如果进行测量电池组的温度的步骤，则当电池组的温度达到基准温度时，也可进行平衡终止信号的输出，以代替平衡终止信号的输出根据电池模块的充电量而实现的情况。
同时，在本发明的说明书中，图1所示的各个构成要素应理解为在逻辑上而不是物理上加以区分的构成要素。
即，由于本发明的每个构成要素相当于用于实现本发明技术构思的逻辑性构成要素，因此即使各个构成要素被集成或分开，只要能够实现基于本发明的逻辑构成的功能，可以解释为所述构成要输落入本发明的范围内。而且只要是实现相同或类似的功能的构成要素，就应解释为与其名称的一致与否地落入本法明的范围内是理所当然的。
在上文中，已通过具体实施方案和附图说明了本发明，但本发明不限于此，并且应理解在本发明的技术构思和所附的权利要求书的等同范围内，本领域普通技术人员可作出各种改变和修改。

Claims (27)

1.一种电池预热系统，其包括：
电池状态测量单元，其用于测量构成车辆的电池组的每个电池模块的充电状态；
控制单元，其用于任选地输出强制放电启动信号和平衡启动信号，其中，在电池模块之间不存在充电不平衡的情况下，首先输出用于在电池模块之间诱导充电不平衡的信号，然后输出所述平衡启动信号；
强制放电回路单元，其根据所述强制放电启动信号使多个电池模块中的至少一个电池模块强制放电；以及
平衡单元，其通过对除了根据所述强制放电启动信号而放电的电池模块之外的其他电池模块进行放电，而根据所述平衡启动信号对每个所述电池模块的充电量进行平衡。
2.根据权利要求1所述的电池预热系统，其特征在于：
所述电池预热系统还包括用于测量电池组的温度的温度测量单元，
其中，所述控制单元在由温度测量单元所测量的温度低于第一基准温度的情况下输出所述强制放电启动信号。
3.根据权利要求2所述的电池预热系统，其特征在于：
所述强制放电回路单元包括在多个所述电池模块的至少一个的两端连接的强制放电开关。
4.根据权利要求3所述的电池预热系统，其特征在于：
所述强制放电开关根据强制放电启动信号进行开关接通操作。
5.根据权利要求4所述的电池预热系统，其特征在于：
所述控制单元在根据所输出的所述强制放电启动信号而使得部分电池模块的放电量达到所设定的基准放电量、或电池组的温度达到所设定的第二基准温度的情况下，输出强制放电终止信号。
6.根据权利要求5所述的电池预热系统，其特征在于：
所述强制放电开关根据所述强制放电终止信号进行开关断开操作。
7.根据权利要求1所述的电池预热系统，其特征在于：
所述控制单元在随着通过所述强制放电回路单元来使部分电池模块放电而使多个电池模块相互之间的充电状态差大于或等于第一基准量的情况下，输出所述平衡启动信号。
8.根据权利要求7所述的电池预热系统，其特征在于：
所述平衡单元包括在所述多个电池模块各自的两端连接的平衡开关。
9.根据权利要求8所述的电池预热系统，其特征在于：
所述平衡开关根据所述平衡启动信号进行开关接通操作。
10.根据权利要求9所述的电池预热系统，其特征在于：
所述控制单元在根据所输出的所述平衡启动信号而使多个电池模块相互之间的充电状态差小于所设定的第二基准量的情况下，输出平衡终止信号。
11.根据权利要求10所述的电池预热系统，其特征在于：
所述平衡开关根据平衡终止信号进行开关断开操作。
12.根据权利要求1所述的电池预热系统，其特征在于：
所述电池状态测量单元包括用于测量所述电池模块的电压的电压传感器。
13.根据权利要求12所述的电池预热系统，其特征在于：
所述电池状态测量单元还包括SOC计算单元，所述SOC计算单元使用包括由电压传感器所感应的电压值的信息来计算电池模块的SOC。
14.根据权利要求12所述的电池预热系统，其特征在于：
所述控制单元使用包括由电压传感器所感应的电压值的信息来计算电池模块的SOC。
15.一种车辆用供电系统，其包括：
权利要求1至14中任一项所述的电池预热系统；以及
与所述电池预热系统连接的电池组。
16.一种车辆，其包括：
权利要求15所述的车辆用供电系统；以及
启动机，其从电池组接收启动所需的电力。
17.一种电池预热方法，其包括：
将电池组的温度与所设定的第一基准温度进行比较的步骤；
在所述电池组的温度低于所述第一基准温度的情况下，输出强制放电启动信号的步骤；在根据强制放电启动信号而使构成电池组的多个电池模块相互之间的充电状态差大于或等于所设定的第一基准量的情况下，输出平衡启动信号的步骤，其中根据所述平衡启动信号对除了根据所述强制放电启动信号而放电的电池模块之外的其他电池模块进行放电；以及
在根据强制放电启动信号而使构成电池组的多个电池模块相互之间的充电状态差小于所述第一基准量的情况下，首先输出用于在电池模块之间诱导充电不平衡的信号，然后输出所述平衡启动信号的步骤。
18.根据权利要求17所述的电池预热方法，所述电池预热方法还包括：
在根据所输出的强制放电启动信号而使电池组的温度达到第二基准温度、或部分电池模块的放电量达到所设定的基准放电量的情况下，输出强制放电终止信号的步骤。
19.根据权利要求18所述的电池预热方法，所述电池预热方法还包括：
在根据平衡启动信号而使多个电池模块相互之间的充电状态差小于第二基准量的情况下，输出平衡终止信号的步骤。
20.一种电池预热方法，其为对具有多个电池模块的电池组进行预热的方法，所述电池预热方法包括：
查询构成电池组的每个电池模块的SOC的步骤；
基于所测量的每个电池模块的SOC，判断在电池模块之间是否存在充电不平衡的步骤；
在电池模块之间存在充电不平衡的情况下，输出平衡启动信号以对电池模块之间的SOC进行平衡的步骤；以及
在电池模块之间不存在充电不平衡的情况下，首先输出用于在电池模块之间诱导充电不平衡的信号，然后输出平衡启动信号以对电池模块之间的SOC进行平衡。
21.根据权利要求20所述的电池预热方法，其特征在于：
所述输出用于诱导充电不平衡的信号的步骤为，通过输出强制放电启动信号来使构成电池组的至少一个电池模块强制放电的步骤。
22.根据权利要求21所述的电池预热方法，其特征在于：
输出用于诱导充电不平衡的信号的步骤为，向构成电池组的一个或多个电池模块输出强制充电启动信号的步骤。
23.根据权利要求20所述的电池预热方法，其特征在于：
输出用于诱导充电不平衡的信号的步骤为，通过输出强制充电启动信号来使构成电池组的至少一个电池模块强制充电的步骤。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的电池预热方法，其特征在于：
所述电池预热方法还包括将电池组的温度与第一基准温度进行比较的步骤，
其中，平衡启动信号或用于诱导充电不平衡的信号，在电池组的温度低于第一基准温度的情况下输出。
25.根据权利要求20至23中任一项所述的电池预热方法，其特征在于，所述电池预热方法还包括：
测量电池组的温度的步骤；以及
在所述电池组的温度达到第二基准温度的情况下，输出平衡终止信号的步骤。
26.根据权利要求20至23中任一项所述的电池预热方法，其特征在于：
所述电池预热方法还包括，在电池模块之间的充电量差达到基准量的情况下，输出强制放电终止信号的步骤。
27.根据权利要求20至23中任一项所述的电池预热方法，其特征在于：
所述电池预热方法还包括，在根据平衡启动信号而使多个电池模块之间的SOC差小于基准量的情况下，输出平衡终止信号的步骤。
CN201480025885.9A 2013-05-08 2014-05-08 电池预热系统和使用其的电池预热方法 Active CN105190987B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0052098 2013-05-08
KR20130052098 2013-05-08
KR10-2014-0055109 2014-05-08
KR1020140055109A KR20140133472A (ko) 2013-05-08 2014-05-08 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법
PCT/KR2014/004113 WO2014182097A1 (ko) 2013-05-08 2014-05-08 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105190987A CN105190987A (zh) 2015-12-23
CN105190987B true CN105190987B (zh) 2018-06-22

Family

ID=52454098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480025885.9A Active CN105190987B (zh) 2013-05-08 2014-05-08 电池预热系统和使用其的电池预热方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9461495B2 (zh)
EP (1) EP2978065B1 (zh)
JP (1) JP6124271B2 (zh)
KR (2) KR20140133472A (zh)
CN (1) CN105190987B (zh)
WO (1) WO2014182097A1 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101694023B1 (ko) * 2015-06-30 2017-01-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 엔진 제어 장치 및 방법
JP6532401B2 (ja) * 2015-12-28 2019-06-19 株式会社日立製作所 蓄電システムおよび蓄電システムの制御方法
WO2017176462A1 (en) 2016-04-03 2017-10-12 Brammo, Inc. Battery pack and method of manufacture
CN106058972A (zh) * 2016-06-13 2016-10-26 北京奇虎科技有限公司 组合电池充电方法及装置
WO2018001746A1 (en) * 2016-06-29 2018-01-04 Philip Morris Products S.A. Battery powered aerosol-generating device comprising a temperature dependent battery pre-heating
KR102695515B1 (ko) * 2016-10-05 2024-08-14 삼성전자주식회사 배터리 온도 제어 방법, 배터리 관리 장치 및 시스템
JP7056005B2 (ja) * 2017-03-31 2022-04-19 株式会社豊田中央研究所 電源装置
DE102017210747A1 (de) * 2017-06-27 2018-12-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Vorwärmen einer Batterie eines elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs sowie Ladevorrichtung
KR102236384B1 (ko) 2017-10-27 2021-04-05 주식회사 엘지화학 배터리 밸런싱을 위한 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩
KR102375845B1 (ko) 2017-11-24 2022-03-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 장치 및 배터리 온도 조절방법
JP7112483B2 (ja) * 2018-03-08 2022-08-03 三洋電機株式会社 管理装置、蓄電システム
DE102018213261A1 (de) * 2018-08-08 2020-02-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems und Elektrofahrzeugs
CN109256607B (zh) * 2018-09-29 2020-05-22 清华大学 一种电池组分组交流预热方法
KR102443667B1 (ko) * 2018-10-26 2022-09-14 주식회사 엘지에너지솔루션 밸런싱 장치, 및 그것을 포함하는 배터리 관리 시스템과 배터리팩
CN110970688B (zh) 2018-11-30 2020-12-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池加热系统和方法
CN110970689B (zh) 2018-11-30 2020-12-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池加热系统和方法
JP2023535728A (ja) * 2020-07-21 2023-08-21 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム デュアル電池加熱装置を有するエアロゾル発生器
EP4169767A1 (en) * 2021-08-31 2023-04-26 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery heating method, battery-heating system and powered apparatus
JP7610545B2 (ja) 2022-03-16 2025-01-08 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 二次電池システム、二次電池システムの制御装置、制御方法およびプログラム
CN114824580B (zh) * 2022-05-09 2024-06-14 浙江吉利控股集团有限公司 动力电池加热控制方法、系统、车辆和存储介质

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003032901A (ja) * 2001-07-13 2003-01-31 Nissan Motor Co Ltd 電池暖機装置
JP2004362949A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Sony Corp 電池装置、電池加温方法、及び電動アシスト自転車
KR100680854B1 (ko) 2004-12-01 2007-02-08 김금수 배터리 셀 발란싱 기능을 가진 충·방전 제어장치 및 이를이용한 최적의 배터리 모듈 사용조건의 설정방법
JP4929597B2 (ja) * 2005-01-31 2012-05-09 トヨタ自動車株式会社 電池モジュールの暖機装置
KR100570726B1 (ko) * 2005-07-22 2006-04-12 주식회사 린포스 온도보상한 내환경성이 우수한 초저온 슈퍼전지팩
KR100912350B1 (ko) 2006-07-27 2009-08-14 주식회사 엘지화학 배터리 장치의 가열방법 및 장치
JP5386075B2 (ja) * 2007-09-28 2014-01-15 株式会社日立製作所 多直列電池制御システム
JP5314872B2 (ja) * 2007-10-01 2013-10-16 株式会社オハラ 発熱機構を備える二次電池
JP4530078B2 (ja) * 2008-06-04 2010-08-25 トヨタ自動車株式会社 蓄電制御装置及び車両
WO2011145250A1 (ja) * 2010-05-17 2011-11-24 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池システムおよび電池パック
KR101217129B1 (ko) * 2011-04-07 2012-12-31 티에스 주식회사 셀 독립 충전방식의 배터리 관리 시스템
US9209630B2 (en) * 2011-05-20 2015-12-08 Ford Global Technologies, Llc Active battery cell balancing methods with variable duration discharge
JP2013030394A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Sanyo Electric Co Ltd 蓄電池の充電装置
KR101281066B1 (ko) * 2011-10-18 2013-07-09 송영길 전기자동차용 하이브리드 배터리 시스템
JP2013200966A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Jm Energy Corp 蓄電セル温度調整回路及び当該蓄電セル温度調整回路を備えた蓄電装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150008887A1 (en) 2015-01-08
WO2014182097A1 (ko) 2014-11-13
KR101866015B1 (ko) 2018-06-08
EP2978065A1 (en) 2016-01-27
EP2978065A4 (en) 2016-08-31
KR20140133472A (ko) 2014-11-19
JP2016524786A (ja) 2016-08-18
EP2978065B1 (en) 2018-01-10
US9461495B2 (en) 2016-10-04
JP6124271B2 (ja) 2017-05-10
CN105190987A (zh) 2015-12-23
KR20160045048A (ko) 2016-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105190987B (zh) 电池预热系统和使用其的电池预热方法
CN105009354A (zh) 电池预热系统和利用其的电池预热方法
CN106972206B (zh) 电池控制系统和电池组
JP7072607B2 (ja) デューティ制御を用いた効果的なバッテリセルのバランシング方法及びシステム
JP5421632B2 (ja) 電池パック
CN106029432B (zh) 蓄电系统
JP7199021B2 (ja) 管理装置、蓄電システム
JP5497319B2 (ja) 電池組立装置、及び電池組立方法
KR101073277B1 (ko) 하이브리드 전기 자동차용 배터리 팩의 셀 밸런싱 방법 및이를 위한 장치
CN105162206B (zh) 充电电池的充电控制方法
KR101682457B1 (ko) 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법
CN108879006A (zh) 电池组加热控制策略
CN114597548A (zh) 一种电池系统的加热控制方法、装置及存储介质
JP5379534B2 (ja) 電力供給装置及び方法
KR20150028070A (ko) 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법
JPH11317246A (ja) 着脱式電池パックの電池管理装置
CN103545874B (zh) 一种锂电池组的均衡方法
JP2012200113A (ja) 電池パック及び充電システム
JP3989979B2 (ja) 二次電池のテスター
KR20150025429A (ko) 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법
KR20140132891A (ko) 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211220

Address after: Seoul, South Kerean

Patentee after: LG Energy Solution

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: LG CHEM, Ltd.