對預(yù)計在充電站再充電的牽引電池進行預(yù)冷的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及冷卻電動車輛的牽引電池。
【背景技術(shù)】
[0002]電動車輛包括牽引電池和電動馬達。馬達將來自電池的電能轉(zhuǎn)換成用于車輛推進的馬達扭矩。
[0003]可利用來自電網(wǎng)的能量對純電動車輛(BEV)或插電式混合動力電動車輛(PHEV)的牽引電池進行再充電。電池再充電可以以各種速率來進行。例如，“DC快速充電”是使用高電壓和高電流以減少充電時間并從而相對較快地充滿電池的再充電過程。也可以通過感應(yīng)充電或通過其它的方法，利用正常線路電流對電池再充電。
[0004]不論采用什么方法，再充電都產(chǎn)生會使電池溫度升高的熱。因此，會期望對預(yù)計再充電的電池進行預(yù)冷以將電池溫度保持在期望的限制內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施例中，提供了一種用于諸如插電式混合動力電動車輛(PHEV)和純電動車輛(BEV)的電動車輛的方法。所述方法包括:當指示車輛正在被驅(qū)動至充電站時，對車輛的牽引電池進行預(yù)冷?？梢愿鶕?jù)車輛和充電站之間的距離來調(diào)節(jié)所述預(yù)冷。也可以根據(jù)再充電速率、與預(yù)定的最大電池溫度閾值有關(guān)的電池溫度和/或電池的荷電狀態(tài)來調(diào)節(jié)所述預(yù)冷。
[0006]在實施例中，提供了一種用于電動車輛的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括電池冷卻系統(tǒng)和控制器。所述電池冷卻系統(tǒng)被配置為冷卻車輛的牽引電池。所述控制器被配置為當指示車輛正在被驅(qū)動至充電站時，控制電池冷卻系統(tǒng)對牽引電池進行預(yù)冷。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器還被配置為:根據(jù)車輛和充電站之間的距離，調(diào)節(jié)所述預(yù)冷。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器還被配置為:接收來自車輛使用者和導(dǎo)航系統(tǒng)中的至少一個的距離。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器還被配置為:接收來自車輛使用者和導(dǎo)航系統(tǒng)中的至少一個的指示。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器還被配置為:根據(jù)再充電的速率，調(diào)節(jié)所述預(yù)冷。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器還被配置為:根據(jù)牽引電池的周圍的環(huán)境溫度、與預(yù)定的最大電池溫度有關(guān)的電池溫度以及電池荷電狀態(tài)中的至少一個，調(diào)節(jié)所述預(yù)冷。
[0012]在實施例中，提供一種車輛，所述車輛具有牽引電池和電池冷卻系統(tǒng)。所述電池冷卻系統(tǒng)被配置為當指示車輛正在被驅(qū)動至充電站時，對牽引電池進行預(yù)冷。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述電池冷卻系統(tǒng)還被配置為:根據(jù)車輛和充電站之間的距離，調(diào)節(jié)所述預(yù)冷。
【附圖說明】
[0014]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電動車輛的框圖；
[0015]圖2A和2B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的流程圖，流程圖分別描述了在車輛正在被驅(qū)動，預(yù)計在充電站處對車輛的牽引電池再充電時，對該牽引電池進行預(yù)冷的操作。
【具體實施方式】
[0016]在此公開了本發(fā)明的詳細實施例；然而，應(yīng)理解的是，公開的實施例僅為本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以采用各種和替代的形式。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征，以顯示特定組件的細節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種形式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0017]現(xiàn)在參照圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電動車輛10的框圖。在該實施例中，車輛10是無內(nèi)燃發(fā)動機的純電動車輛(BEV)。在其它實施例中，車輛10可以是包括內(nèi)燃發(fā)動機的混合動力電動車輛。
[0018]車輛10包括牽引電池12和電動馬達14。例如，電池12是鋰離子電池組。馬達14將來自電池12的電能轉(zhuǎn)換成用于車輛推進的馬達扭矩。電池12通過連接在電池和馬達之間的逆變器(未示出)而將電能供應(yīng)至馬達14。電池12放電，以將電能供應(yīng)至馬達14。馬達14向車輛動力傳動系提供馬達扭矩，以驅(qū)動車輛10的一個或更多個車輪16，從而推進車輛。
[0019]可以利用來自充電站18處的外部電網(wǎng)的電能來對電池12再充電。充電站18將來自電網(wǎng)的電能提供至電池12，以對電池再充電。在針對一個或更多個行車事件驅(qū)動車輛10而使得電池已放電之后，電池12將會被再充電。再充電事件包括車輛操作員將車輛10駕駛到充電站18并將車輛停在充電站處。然后，電池12被插入到(即，連接到)充電站12中以被再充電。
[0020]在該實施例中，在再充電過程期間，充電站18向電池12提供高強度(highamperage)的電流。例如，充電站18是使用高電壓(例如，400V-500V)和高電流(例如，100A-300A)對電池12充電的“DC快速充電”充電站。充電站18能夠通過使用高電壓和高電流而相對較快地對電池12充電。DC快速充電是如由SAE J1772限定的3級充電過程。在其它實施例中，充電站可以提供更高強度的電流來對電池12充電。在其它實施例中，在再充電過程期間，充電站18向電池12提供相對較低強度的電流。例如，在這些其它實施例中，充電站18被配置為提供如由SAE J1772限定的I級或2級充電過程。
[0021 ] 當電池正在運行時(諸如在放電期間和在充電期間)，電池12的溫度應(yīng)該被保持在或保留在給定的溫度范圍內(nèi)。溫度范圍取決于電池12的類型和/或特性。具體地，電池12的溫度不應(yīng)超過最大運行溫度。
[0022]通常，電池12的溫度取決于環(huán)境溫度(即，電池周圍的溫度)和電池正在放電的速率或充電的速率。下面觀察到的情況是在所有的其它條件都相等的情況下得到的。在高的環(huán)境溫度(例如，炎熱的夏天)下的電池12的溫度將高于在低的環(huán)境溫度(例如，寒冷的冬夜)下的電池12的溫度。與輕型行駛狀況(light driving condit1n)相比，當在重型行駛狀況期間電池12更快地放電時，電池12的溫度將會更高，從而產(chǎn)生更多的熱。在電池由高電流充電(使電池快速地變熱)時的電池12的溫度將會高于在電池由較低電流充電(使電池緩慢地變熱)時的電池12的溫度。
[0023]車輛10還包括被配置為冷卻電池12的車載電池冷卻系統(tǒng)20。冷卻系統(tǒng)20運行為冷卻電池12或從電池12移除熱，以降低或保持電池溫度低于最大溫度。例如，冷卻系統(tǒng)20向電池12輸送變冷的冷卻劑，并使變熱的冷卻劑返回到冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)20可通過換熱器(例如，散熱器)將熱消散到外部環(huán)境或者車輛10的內(nèi)部。
[0024]當車輛10在彳丁進時，冷卻系統(tǒng)20的效率是最佳的。所述效率為最佳是因為通過換熱器而增加的氣流。因此，與在車輛停在充電站18處時相反，當車輛10被驅(qū)動時，冷卻系統(tǒng)20具有更強的冷卻能力。因而，當車輛10在某些高的環(huán)境溫度下被驅(qū)動時，冷卻系統(tǒng)20可以充分地冷卻電池12，反之，當車輛在同樣的高的環(huán)境溫度下停在充電站處時，冷卻系統(tǒng)可能不具有足夠的冷卻能力。
[0025]當冷卻系統(tǒng)20運行同時車輛10正在充電站18處充電時，冷卻系統(tǒng)接收來自充電站18的電能用于其運行。另一方面，當冷卻系統(tǒng)20運行同時車輛10正在被驅(qū)動時，電池12向冷卻系統(tǒng)供應(yīng)電能，以驅(qū)動冷卻系統(tǒng)的運行。因此，當車輛10正在被驅(qū)動時，電池12除了放電用于推進車輛，還放電用于驅(qū)動冷卻系統(tǒng)20。因此，這種從電池12放出的用于冷卻系統(tǒng)20的電能將不可用于車輛推進。
[0026]車輛10還包括電池溫度傳感器22、環(huán)境溫度傳感器24和電池荷電狀態(tài)(SOC)傳感器26。電池溫度傳感器22物理地連接到電池以檢測電池的溫度。環(huán)境溫度傳感器24被配置為檢測周圍環(huán)境的溫度。電池荷電狀態(tài)(SOC)傳感器26是被配置為檢測電池的SOC的處理器或類似物。電池SOC傳感器26可以訪問電池12的合適的輸入信息，以用于檢測電池SOC。
[0027]車輛10還包括與冷卻系統(tǒng)20和傳感器22、24、26通信的控制器28?？刂破?8被配置為控制冷卻系統(tǒng)20冷卻電池12，以降低或保持電池溫度低于最大溫度?？刂破?8基于電池溫度、環(huán)境溫度、最大運行溫度和/或電池SOC來控制冷卻系統(tǒng)20。
[0028]此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，控制器28還被配置為:當車輛10正在被驅(qū)動，預(yù)計在充電站18對電池進行再充電時，控制冷卻系統(tǒng)20對電池12進行預(yù)冷。在車輛10正在被驅(qū)動時，控制器28利用冷卻系統(tǒng)20對電池12進行預(yù)冷，其中，冷卻系統(tǒng)20具有由于通過換熱器增加的氣流而導(dǎo)致的額外的冷卻能力。因此，當車輛10正在被驅(qū)動時，冷卻系統(tǒng)20可以具有額外的冷卻能力，從而即使在高的環(huán)境溫度下也能對電池12進行預(yù)冷?？刂破?8控制冷卻系統(tǒng)20對電池12進行預(yù)冷以降低電池溫度使其遠低于最大溫度，其中，所述電池溫度在預(yù)冷操作開始時就應(yīng)該已經(jīng)低于最大溫度。事實上，所述預(yù)冷操作是為了擴大電池12的溫度和最大溫度之間的溫差。
[0029]在充電站18處的再充電過程之前，對電池12進行預(yù)冷以擴大電池溫度和最大溫度之間的溫差是令人滿意的。之所以是令人滿意的是因為在再充電期間電池12變熱。具體地，在使用相對較高的電流的再充電過程(諸如DC快速充電)期間，電池12迅速變熱。當車輛10停在充電站18時，考慮到當車輛停車時冷卻系統(tǒng)也不能運行，這種增加量的熱可能對于冷卻系統(tǒng)20來說太多而難以處