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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-09
(45)【発行日】2024-07-18
(54)【発明の名称】電池のエネルギー処理装置及び方法、並びに車両
(51)【国際特許分類】
H02M 3/155 20060101AFI20240710BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20240710BHJP
【ＦＩ】
H02M3/155 W
H02J7/00 A
H02J7/00 P
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2022573424
(86)(22)【出願日】2020-11-19
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-28
(86)【国際出願番号】 CN2020130178
(87)【国際公開番号】W WO2021238103
(87)【国際公開日】2021-12-02
【審査請求日】2023-01-27
(31)【優先権主張番号】202010476447.1
(32)【優先日】2020-05-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】510177809
【氏名又は名称】ビーワイディー カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100169904
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100132698
【弁理士】
【氏名又は名称】川分 康博
(72)【発明者】
【氏名】王俊▲龍▼
(72)【発明者】
【氏名】▲労▼黎明
(72)【発明者】
【氏名】王亮
(72)【発明者】
【氏名】薛▲鵬▼▲輝▼
(72)【発明者】
【氏名】▲陳▼明文
【審査官】安池 一貴
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０８０６２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０９３６０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２８６０７１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００８－０６００４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０７１７１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１８７９１９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ３／１５５
Ｈ０２Ｊ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池のエネルギー処理装置であって、第１端子が前記電池の正極に接続された第１インダクタと、
第１端子が前記電池の正極に接続された第２インダクタと、
中間点が前記第１インダクタの第２端子に接続された第１相ブリッジアームと、
中間点が前記第２インダクタの第２端子に接続された第２相ブリッジアームであって、前記第１相ブリッジアームの第１端子と前記第２相ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、前記第１相ブリッジアームの第２端子と前記第２相ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、前記第２バス端子が前記電池の負極に接続される、第２相ブリッジアームと、
第１端子が前記第１バス端子に接続され、第２端子が前記第２バス端子に接続されたエネルギー貯蔵素子と、
第１端子が前記電池の正極に接続され、第２端子が前記エネルギー貯蔵素子の第１端子に接続された第１スイッチモジュールと、
第１端子が前記第１相ブリッジアームの中間点に接続され、第２端子がモータの第１相巻線に接続された第２スイッチモジュールと、
第１端子が前記第２相ブリッジアームの中間点に接続され、第２端子が前記モータの第２相巻線に接続された第３スイッチモジュールと、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池に前記第１インダクタと前記第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するように構成されたコントローラであって、前記第１インダクタ及び前記第２インダクタが異なる動作状態にある、コントローラと、を含み、
前記電池は、車載電池であり、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームは、車両のモータコントローラにおけるブリッジアームであり、前記エネルギー貯蔵素子は、バスキャパシタであり、
前記コントローラは、オフにするように前記第１スイッチモジュール、前記第２スイッチモジュール及び前記第３スイッチモジュールを制御することにより、前記電池への加熱を実現するように構成されることを特徴とする、電池のエネルギー処理装置。
【請求項2】
前記動作状態は、エネルギー貯蔵状態、フリーホイール状態及び非動作状態を含み、前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池と前記エネルギー貯蔵素子に前記第１インダクタと前記第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子から前記第１インダクタに放電して、前記電池への加熱を実現するように構成され、前記第１インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第２インダクタが非動作状態にあることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池及び前記エネルギー貯蔵素子のうちの一方から前記第２インダクタに放電し、他方が前記第１インダクタにより充電され、前記電池への加熱を実現するように構成され、前記第２インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第１インダクタがフリーホイール状態にあることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項5】
前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子を前記第２インダクタにより充電し、前記電池への加熱を実現するように構成され、前記第２インダクタがフリーホイール状態にあり、前記第１インダクタが非動作状態にあることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項6】
前記電池は、車載電池であり、前記第１インダクタ及び前記第２インダクタは、車両の電圧変換器におけるインダクタであり、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームは、前記電圧変換器におけるブリッジアームであり、前記エネルギー貯蔵素子は、バスキャパシタであることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項7】
第１端子が前記電池の正極に接続され、第２端子がそれぞれ前記第１インダクタの第１端子と前記第２インダクタの第１端子に接続された第４スイッチモジュールをさらに含み、前記コントローラは、さらに、オフにするように前記第４スイッチモジュールを制御し、オンにするように前記第１スイッチモジュール、前記第２スイッチモジュール及び前記第３スイッチモジュールを制御することにより、前記電池の前記モータへの駆動を実現するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項8】
前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池と前記エネルギー貯蔵素子を前記第１インダクタと前記第２インダクタにより周期的に充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するように構成され、前記第１インダクタと前記第２インダクタが異なる動作状態にあることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項9】
電池のエネルギー処理方法であって、電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第１インダクタと前記第２インダクタが異なる動作状態にあり、
前記第１インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第２インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第１相ブリッジアームの中間点が前記第１インダクタの第２端子に接続され、前記第２相ブリッジアームの中間点が前記第２インダクタの第２端子に接続され、前記第１相ブリッジアームの第１端子と前記第２相ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、前記第１相ブリッジアームの第２端子と前記第２相ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、前記第２バス端子が前記電池の負極に接続され、エネルギー貯蔵素子の第１端子が前記第１バス端子に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第２端子が前記第２バス端子に接続される、ステップを含み、
第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池とエネルギー貯蔵素子を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行うステップは、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記電池から前記第１インダクタに対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、前記電池が前記第２インダクタに対して充電を行い、前記第１インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第２インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第２インダクタにより前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタにより前記電池に対して充電を行い、前記第２インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第１インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、を含むことを特徴とする、電池のエネルギー処理方法。
【請求項10】
前記動作状態は、エネルギー貯蔵状態、フリーホイール状態及び非動作状態を含み、前記電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップは、前記電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池と前記エネルギー貯蔵素子を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップを含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池とエネルギー貯蔵素子を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子から前記第１インダクタに放電して、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第１インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第２インダクタが非動作状態にあるステップ、
又は、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池及び前記エネルギー貯蔵素子のうちの一方から前記第２インダクタに放電し、他方を前記第１インダクタにより充電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第２インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第１インダクタがフリーホイール状態にあるステップ、
又は、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子を前記第２インダクタにより充電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第２インダクタがフリーホイール状態にあり、前記第１インダクタが非動作状態にあるステップを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
電池のエネルギー処理方法であって、
電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第１インダクタと前記第２インダクタが異なる動作状態にあり、
前記第１インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第２インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第１相ブリッジアームの中間点が前記第１インダクタの第２端子に接続され、前記第２相ブリッジアームの中間点が前記第２インダクタの第２端子に接続され、前記第１相ブリッジアームの第１端子と前記第２相ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、前記第１相ブリッジアームの第２端子と前記第２相ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、前記第２バス端子が前記電池の負極に接続され、エネルギー貯蔵素子の第１端子が前記第１バス端子に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第２端子が前記第２バス端子に接続される、ステップを含み、
第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池とエネルギー貯蔵素子を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行うステップは、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記電池が前記第１インダクタに対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、前記電池が前記第２インダクタに対して充電を行い、前記第１インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第２インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタにより前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第２インダクタにより前記電池に対して充電を行い、前記第１インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第２インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、を含むことを特徴とする、電池のエネルギー処理方法。
【請求項13】
電池のエネルギー処理方法であって、
電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第１インダクタと前記第２インダクタが異なる動作状態にあり、
前記第１インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第２インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第１相ブリッジアームの中間点が前記第１インダクタの第２端子に接続され、前記第２相ブリッジアームの中間点が前記第２インダクタの第２端子に接続され、前記第１相ブリッジアームの第１端子と前記第２相ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、前記第１相ブリッジアームの第２端子と前記第２相ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、前記第２バス端子が前記電池の負極に接続され、エネルギー貯蔵素子の第１端子が前記第１バス端子に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第２端子が前記第２バス端子に接続される、ステップを含み、
前記動作状態は、エネルギー貯蔵状態、フリーホイール状態及び非動作状態を含み、
前記電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップは、前記電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池と前記エネルギー貯蔵素子を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップを含み、
前記第１インダクタと前記第２インダクタのうちの一方がエネルギー貯蔵状態にあり、他方がフリーホイール状態にある段階において、動作するようにインダクタのフリーホイールを行うブリッジアームを制御した後、所定の時間を遅延して、動作するようにインダクタのエネルギー貯蔵を行うブリッジアームを制御することを特徴とする、電池のエネルギー処理方法。
【請求項14】
加熱期間において、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームにおけるスイッチング周波数又はデューティ比を調整することにより、前記電池を流れる電流値が最適な電流値に達することを特徴とする、請求項９～１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記加熱期間において、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームのデューティ比を調整することにより、前記電池を流れる電流値が最適な電流値に達するステップは、前記加熱期間において、前記電池を流れる電流と前記最適な電流値との比較結果及び前記第１相ブリッジアームと前記第２相ブリッジアームの現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比に基づいて、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を調整することにより、前記電池を流れる電流値が前記最適な電流値に達するステップを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記加熱期間において、前記電池を流れる電流と前記最適な電流値との比較結果及び前記第１相ブリッジアームと前記第２相ブリッジアームの現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比に基づいて、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を調整することにより、前記電池を流れる電流値が前記最適な電流値に達するステップは、前記電池の充電又は放電期間において、前記電池を流れる電流が前記最適な電流値より小さい場合、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より大きいように前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御するステップと、前記電池を流れる電流が前記最適な電流値より大きい場合、前記電池を流れる電流値が前記最適な電流値に達するまで、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より小さいように前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
電池と、請求項１～８のいずれか一項に記載の電池のエネルギー処理装置とを含むことを特徴とする、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本願は、ビーワイディーカンパニーリミテッドが２０２０年５月２９日に提出した、発明の名称が「電池のエネルギー処理装置及び方法、並びに車両」である中国特許出願第「２０２０１０４７６４４７．１」号の優先権を主張するものである。
本願は、ビーワイディーカンパニーリミテッドが２０２０年５月２９日に提出した、発明の名称が「電池のエネルギー処理装置及び方法、並びに車両」である中国特許出願第「２０２０１０４７６４４７．１」号の優先権を主張するものである。
【0002】
本開示は、車両制御の分野に関し、具体的には、電池のエネルギー処理装置及び方法、並びに車両に関する。
【背景技術】
【0003】
現在の石油エネルギー不足を解決しかつ都市の空気汚染を軽減するために、電動車両産業の発展は、切迫している。動力電池は、電動車両のコア動力部品として、その充放電性能が電動車両の運転性能及びユーザ体験を直接的に決定する。動力電池は、低温環境下で、その放電能力が大幅に低下し、電動車両の航続距離に大きな影響を与え、動力電池の低温環境下での充電性能及び充電時間を保証することもできない。動力電池が適切な温度範囲内で動作することを保証して、その充放電性能及びその耐用年数を保証するために、必要な場合に動力電池を加熱する必要がある。
【0004】
車載大電力電子装置には、常に深刻な電磁干渉が発生するため、新エネルギー車両の電磁両立の問題がますます顕著になる。動力電池を加熱する関連技術において、多くの場合に、回路トポロジーが複雑であり、電磁干渉が深刻であるという欠陥が存在する。
【発明の概要】
【0005】
本開示は、電磁両立性に優れた電池のエネルギー処理装置及び方法、並びに車両を提供することを目的とする。
【0006】
上記目的を達成するために、本開示は、電池のエネルギー処理装置を提供する。前記装置は、
第１端子が前記電池の正極に接続された第１インダクタと、
第１端子が前記電池の正極に接続された第２インダクタと、
中間点が前記第１インダクタの第２端子に接続された第１相ブリッジアームと、
中間点が前記第２インダクタの第２端子に接続された第２相ブリッジアームであって、前記第１相ブリッジアームの第１端子と前記第２相ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、前記第１相ブリッジアームの第２端子と前記第２相ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、前記第２バス端子が前記電池の負極に接続される、第２相ブリッジアームと、
第１端子が前記第１バス端子に接続され、第２端子が前記第２バス端子に接続されたエネルギー貯蔵素子と、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池に前記第１インダクタと前記第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するように構成されたコントローラであって、前記第１インダクタ及び前記第２インダクタが異なる動作状態にある、コントローラと、を含む。
第１端子が前記電池の正極に接続された第１インダクタと、
第１端子が前記電池の正極に接続された第２インダクタと、
中間点が前記第１インダクタの第２端子に接続された第１相ブリッジアームと、
中間点が前記第２インダクタの第２端子に接続された第２相ブリッジアームであって、前記第１相ブリッジアームの第１端子と前記第２相ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、前記第１相ブリッジアームの第２端子と前記第２相ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、前記第２バス端子が前記電池の負極に接続される、第２相ブリッジアームと、
第１端子が前記第１バス端子に接続され、第２端子が前記第２バス端子に接続されたエネルギー貯蔵素子と、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池に前記第１インダクタと前記第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するように構成されたコントローラであって、前記第１インダクタ及び前記第２インダクタが異なる動作状態にある、コントローラと、を含む。
【0007】
好ましくは、前記動作状態は、エネルギー貯蔵状態、フリーホイール状態及び非動作状態を含み、前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタと前記第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するように構成される。
【0008】
好ましくは、前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタに放電して、前記電池への加熱を実現するように構成され、前記第１インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第２インダクタが非動作状態にある。
【0009】
好ましくは、前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池及び前記エネルギー貯蔵素子のうちの一方が前記第２インダクタに放電し、他方が前記第１インダクタにより充電され、前記電池への加熱を実現するように構成され、前記第２インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第１インダクタがフリーホイール状態にある。
【0010】
好ましくは、前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子を前記第２インダクタにより充電を行って、前記電池への加熱を実現するように構成され、前記第２インダクタがフリーホイール状態にあり、前記第１インダクタが非動作状態にある。
【0011】
好ましくは、前記電池は、車載電池であり、前記第１インダクタ及び前記第２インダクタは、車両の電圧変換器におけるインダクタであり、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームは、前記電圧変換器におけるブリッジアームであり、前記エネルギー貯蔵素子は、バスキャパシタである。
【0012】
好ましくは、前記電池は、車載電池であり、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームは、車両のモータコントローラにおけるブリッジアームであり、前記エネルギー貯蔵素子は、バスキャパシタである。
【0013】
好ましくは、前記装置は、
第１端子が前記電池の正極に接続され、第２端子が前記エネルギー貯蔵素子の第１端子に接続された第１スイッチモジュールと、
第１端子が前記第１相ブリッジアームの中間点に接続され、第２端子がモータの第１相巻線に接続された第２スイッチモジュールと、
第１端子が前記第２相ブリッジアームの中間点に接続され、第２端子が前記モータの第２相巻線に接続された第３スイッチモジュールと、をさらに含み、
前記コントローラは、オフにするように前記第１スイッチモジュール、前記第２スイッチモジュール及び前記第３スイッチモジュールを制御することにより、前記電池への加熱を実現するように構成される。
第１端子が前記電池の正極に接続され、第２端子が前記エネルギー貯蔵素子の第１端子に接続された第１スイッチモジュールと、
第１端子が前記第１相ブリッジアームの中間点に接続され、第２端子がモータの第１相巻線に接続された第２スイッチモジュールと、
第１端子が前記第２相ブリッジアームの中間点に接続され、第２端子が前記モータの第２相巻線に接続された第３スイッチモジュールと、をさらに含み、
前記コントローラは、オフにするように前記第１スイッチモジュール、前記第２スイッチモジュール及び前記第３スイッチモジュールを制御することにより、前記電池への加熱を実現するように構成される。
【0014】
好ましくは、前記装置は、第１端子が前記電池の正極に接続され、第２端子がそれぞれ前記第１インダクタの第１端子と前記第２インダクタの第１端子に接続された第４スイッチモジュールをさらに含み、
前記コントローラは、さらに、オフにするように前記第４スイッチモジュールを制御し、オンにするように前記第１スイッチモジュール、前記第２スイッチモジュール及び前記第３スイッチモジュールを制御することにより、前記電池の前記モータへの駆動を実現するように構成される。
前記コントローラは、さらに、オフにするように前記第４スイッチモジュールを制御し、オンにするように前記第１スイッチモジュール、前記第２スイッチモジュール及び前記第３スイッチモジュールを制御することにより、前記電池の前記モータへの駆動を実現するように構成される。
【0015】
好ましくは、前記コントローラは、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタと前記第２インダクタにより充電と放電を繰り返し行って、前記電池への加熱を実現するように構成され、前記第１インダクタと前記第２インダクタが異なる動作状態にある。
【0016】
さらに、本開示に係る電池のエネルギー処理方法は、
前記電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第１インダクタと前記第２インダクタが異なる動作状態にあり、
前記第１インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第２インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第１相ブリッジアームの中間点が前記第１インダクタの第２端子に接続され、前記第２相ブリッジアームの中間点が前記第２インダクタの第２端子に接続され、前記第１相ブリッジアームの第１端子と前記第２相ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、前記第１相ブリッジアームの第２端子と前記第２相ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、前記第２バス端子が前記電池の負極に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第１端子が前記第１バス端子に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第２端子が前記第２バス端子に接続される、ステップを含む。
前記電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第１インダクタと前記第２インダクタが異なる動作状態にあり、
前記第１インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第２インダクタの第１端子が前記電池の正極に接続され、前記第１相ブリッジアームの中間点が前記第１インダクタの第２端子に接続され、前記第２相ブリッジアームの中間点が前記第２インダクタの第２端子に接続され、前記第１相ブリッジアームの第１端子と前記第２相ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、前記第１相ブリッジアームの第２端子と前記第２相ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、前記第２バス端子が前記電池の負極に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第１端子が前記第１バス端子に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第２端子が前記第２バス端子に接続される、ステップを含む。
【0017】
好ましくは、前記動作状態は、エネルギー貯蔵状態、フリーホイール状態及び非動作状態を含む。
【0018】
前記電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップは、前記電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池と前記エネルギー貯蔵素子が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップを含む。
【0019】
好ましくは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池とエネルギー貯蔵素子を第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、前記電池への加熱を実現するステップは、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタに放電して、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第１インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第２インダクタが非動作状態にあるステップ、
又は、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池及び前記エネルギー貯蔵素子のうちの一方が前記第２インダクタに放電し、他方が前記第１インダクタにより充電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第２インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第１インダクタがフリーホイール状態にあるステップ、
又は、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子が前記第２インダクタにより充電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第２インダクタがフリーホイール状態にあり、前記第１インダクタが非動作状態にあるステップを含む。
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタに放電して、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第１インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第２インダクタが非動作状態にあるステップ、
又は、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池及び前記エネルギー貯蔵素子のうちの一方が前記第２インダクタに放電し、他方が前記第１インダクタにより充電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第２インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、前記第１インダクタがフリーホイール状態にあるステップ、
又は、
前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池又は前記エネルギー貯蔵素子が前記第２インダクタにより充電を行って、前記電池への加熱を実現するステップであって、前記第２インダクタがフリーホイール状態にあり、前記第１インダクタが非動作状態にあるステップを含む。
【0020】
好ましくは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池とエネルギー貯蔵素子が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行うステップは、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記電池から前記第１インダクタに対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、前記電池が前記第２インダクタに対して充電を行い、前記第１インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第２インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第２インダクタにより前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタにより前記電池に対して充電を行い、前記第２インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第１インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、を含む。
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記電池から前記第１インダクタに対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、前記電池が前記第２インダクタに対して充電を行い、前記第１インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第２インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第２インダクタにより前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタにより前記電池に対して充電を行い、前記第２インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第１インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、を含む。
【0021】
好ましくは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、前記電池とエネルギー貯蔵素子が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行うステップは、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記電池が前記第１インダクタに対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、前記電池が前記第２インダクタに対して充電を行い、前記第１インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第２インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタにより前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第２インダクタにより前記電池に対して充電を行い、前記第１インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第２インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、を含む。
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記電池が前記第１インダクタに対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、前記電池が前記第２インダクタに対して充電を行い、前記第１インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第２インダクタが前記エネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム、前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第１インダクタにより前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御することにより、前記エネルギー貯蔵素子が前記第２インダクタにより前記電池に対して充電を行い、前記第１インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、
オンにするように前記第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように前記第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム、前記第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、前記第２インダクタが前記電池に対して充電を行うステップと、を含む。
【0022】
好ましくは、前記第１インダクタと前記第２インダクタのうちの一方がエネルギー貯蔵状態にあり、他方がフリーホイール状態にある段階において、動作するようにインダクタのフリーホイールを行うブリッジアームを制御した後、所定の時間を遅延して、動作するようにインダクタのエネルギー貯蔵を行うブリッジアームを制御する。
【0023】
好ましくは、前記加熱期間において、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームにおけるスイッチング周波数又はデューティ比を調整することにより、前記電池を流れる電流値が最適な電流値に達する。
【0024】
好ましくは、前記加熱期間において、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームのデューティ比を調整することにより、前記電池を流れる電流値が最適な電流値に達するステップは、
前記加熱期間において、前記電池を流れる電流と前記最適な電流値との比較結果及び前記第１相ブリッジアームと前記第２相ブリッジアームの現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比に基づいて、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を調整することにより、前記電池を流れる電流値が前記最適な電流値に達するステップを含む。
前記加熱期間において、前記電池を流れる電流と前記最適な電流値との比較結果及び前記第１相ブリッジアームと前記第２相ブリッジアームの現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比に基づいて、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を調整することにより、前記電池を流れる電流値が前記最適な電流値に達するステップを含む。
【0025】
好ましくは、前記加熱期間において、前記電池を流れる電流と前記最適な電流値との比較結果及び前記第１相ブリッジアームと前記第２相ブリッジアームの現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比に基づいて、前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を調整することにより、前記電池を流れる電流値が前記最適な電流値に達するステップは、
前記電池の充電又は放電期間において、前記電池を流れる電流が前記最適な電流値より小さい場合、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より大きいように前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御するステップと、前記電池を流れる電流が前記最適な電流値より大きい場合、前記電池を流れる電流値が前記最適な電流値に達するまで、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より小さいように前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御する。
前記電池の充電又は放電期間において、前記電池を流れる電流が前記最適な電流値より小さい場合、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より大きいように前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御するステップと、前記電池を流れる電流が前記最適な電流値より大きい場合、前記電池を流れる電流値が前記最適な電流値に達するまで、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より小さいように前記第１相ブリッジアーム及び前記第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御する。
【0026】
本開示は、電池と、本開示の提供する上記電池のエネルギー処理装置とを含む車両をさらに提供する。
【0027】
上記技術手段により、電池とエネルギー貯蔵素子は、第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行うことにより、電池への加熱を実現する。かつ、電池加熱期間において、第１インダクタと第２インダクタは、異なる動作状態にある。１つのインダクタを用いるか又は同じ動作状態にある複数のインダクタを用いる電池加熱制御方式と比較し、本解決手段における２つのインダクタを交互に制御する方式は、同じ電流を出力する場合に、回路におけるリップル電流が小さいため、電池のエネルギー処理装置の電磁両立性を顕著に向上させる。
【0028】
本開示の他の特徴及び利点については、以下の具体的な実施形態において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0029】
図面は、本開示の更なる理解を提供し、明細書の一部を構成するものであり、以下の具体的な実施形態と共に本開示を説明するものであるが、本開示を限定するものではない。
【0030】
【図1】例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理装置の構造ブロック図である。
【図2】例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理装置における回路構造概略図である。
【図3a】～
【図3f】それぞれ例示的な実施例に係る１つの電流周期における６つの段階の電流方向概略図である。
【図4a】～
【図4c】それぞれ別の例示的な実施例に係る１つの電流周期における後の３つの段階の電流方向概略図である。
【図5】別の例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理装置における回路構造概略図である。
【図6a】例示的な実施例に係る１つのインダクタを利用して加熱する場合に回路における電流の経時変化の曲線図である。
【図6b】例示的な実施例に係る本解決手段における２つのインダクタを利用して加熱する場合に回路における電流の経時変化の曲線図である。
【図7】例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理方法のフローチャートである。
【図8】別の例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理方法のフローチャートである。
【図9】例示的な実施例に係る車両の構造ブロック図である。
【図10】別の例示的な実施例に係る車両の構造ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、図面を参照しながら、本開示の具体的な実施形態を詳細に説明する。ここで記述した具体的な実施形態は、本開示を説明し解釈するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではないことを理解されたい。
【0032】
図１は、例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理装置の構造ブロック図である。該電池のエネルギー処理装置は、第１インダクタＬ１と、第２インダクタＬ２と、第１相ブリッジアーム１０と、第２相ブリッジアーム２０と、エネルギー貯蔵素子３０と、コントローラ４０と、を含んでもよい。
【0033】
第１インダクタＬ１の第１端子（左端）は、電池の正極（＋）に接続され、第２インダクタＬ２の第１端子（左端）は、電池の正極に接続され、第１相ブリッジアーム１０の中間点Ａは、第１インダクタＬ１の第２端子（右端）に接続され、第２相ブリッジアーム２０の中間点Ｂは、第２インダクタＬ２の第２端子（右端）に接続される。第１相ブリッジアーム１０の第１端子１０ａと第２相ブリッジアーム２０の第１端子２０ａは、共通接続されて第１バス端子を形成し、第１相ブリッジアーム１０の第２端子１０ｂと第２相ブリッジアーム２０の第２端子２０ｂは、共通接続されて第２バス端子を形成し、第２バス端子は、電池の負極（－）に接続される。
【0034】
【0035】
コントローラ４０は、それぞれ第１相ブリッジアーム１０と、第２相ブリッジアーム２０に接続され、第１相ブリッジアーム１０及び第２相ブリッジアーム２０を制御することにより、電池が第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２により充電と放電を行って、電池への加熱を実現するように構成される。第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２は、異なる動作状態にある。
【0036】
図２は、例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理装置における回路構造概略図である。図２に示すように、第１相ブリッジアーム１０は、上ブリッジアームＳ１及び下ブリッジアームＳ２を含み、第２相ブリッジアーム２０は、上ブリッジアームＳ３及び下ブリッジアームＳ４を含む。図２において、各ブリッジアームは、並列接続されたトランジスタ及びダイオードを例示的に含む。トランジスタは、さらに、他のスイッチトランジスタ、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）、金属－酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＭＯＳＦＥＴ）などで代替することができる。図２において、エネルギー貯蔵素子３０は、例示的にキャパシタの形式で示され、さらにインダクタなどの他のタイプのエネルギー貯蔵素子であってもよい。
【0037】
第１インダクタＬ１の第１端子Ｌ１ａは、電池の正極（＋）に接続され、第２インダクタＬ２の第１端子Ｌ２ａは、電池の正極に接続され、第１相ブリッジアーム１０の中間点Ａは、第１インダクタＬ１の第２端子Ｌ１ｂに接続され、第２相ブリッジアーム２０の中間点Ｂは、第２インダクタＬ２の第２端子Ｌ２ｂに接続される。第１相ブリッジアーム１０の第１端子１０ａと第２相ブリッジアーム２０の第１端子２０ａは、共通接続されて第１バス端子を形成し、第１相ブリッジアーム１０の第２端子１０ｂと第２相ブリッジアーム２０の第２端子２０ｂは、共通接続されて第２バス端子を形成し、第２バス端子は、電池の負極（－）に接続される。
【0038】
本解決手段において、第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２は、電池加熱の過程において、常に異なる動作状態にあり、実際に２つの異なるインダクタとして使用される。本解決手段における２つのインダクタを交互に（異なる動作状態）制御する方式は、一定の程度で互いに補い、互いに制約する作用を果たすことができ、回路におけるリップル電流が小さく、電磁両立性が高く、電池の発熱は、電池が充電又は放電を行う場合、電池を流れる電流により電池の内部抵抗を発熱させることによるものであり、電池が内から外へ昇温するため、電池の加熱効率が高い。
【0039】
図２に示す回路構造図では、電池加熱期間において、異なる電流の流れ方向による複数の段階を設定することができ、それに応じて、２つのインダクタの動作状態は、エネルギー貯蔵状態、フリーホイール状態及び非動作状態を含んでもよい。エネルギー貯蔵状態にある場合、インダクタ自体が充電を行い、インダクタ両端の電圧が大きくなり、フリーホイール状態にある場合、インダクタ自体が放電を行い、インダクタ両端の電圧が小さくなり、非動作状態にある場合、インダクタ自体が充電及び放電を行わず、インダクタ両端の電圧が変化しない。
【0040】
上記異なる動作状態に基づいて、具体的には、２つのインダクタをそれぞれエネルギー貯蔵、フリーホイール及び非動作の３種の状態のうちの２種の状態にさせ、好ましい状態の多様化は、設定可能な電流の流れ方向ポリシーを多様化させるだけでなく、試験の方式で様々なポリシーを比較し、リップル電流が相対的に小さく、より優れた電流の流れ方向ポリシーを選択することができる。
【0041】
さらに別の実施例において、コントローラ４０は、第１相ブリッジアーム１０及び第２相ブリッジアーム２０を制御することにより、電池とエネルギー貯蔵素子３０が第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２により充電と放電を行って、電池への加熱を実現するように構成される。
【0042】
電池とエネルギー貯蔵素子３０が充電と放電を行うことは、電池充電、エネルギー貯蔵素子３０放電の過程、及び／又は、電池放電、エネルギー貯蔵素子３０充電の過程を含んでもよい。
【0043】
例えば、図３ａ～図３ｆは、それぞれ例示的な実施例に係る１つの電流周期における６つの段階の電流方向概略図である。該実施例の１つの電流周期において、コントローラは、それぞれ６つの段階で以下の６つのステップを実行するように第１相ブリッジアームと第２相ブリッジアームを制御してもよい。
【0044】
ステップ１では、オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２を制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１、第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３及び下ブリッジアームＳ４を制御することにより、電池が第１インダクタＬ１に対して充電を行う。図３ａに示すように、電流は、電池の正極から流出し、第１インダクタＬ１、第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２を流れて電池の負極に戻る。
【0045】
ステップ２では、オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４を制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３を制御することにより、電池が第２インダクタＬ２に対して充電を行い、第１インダクタＬ１がエネルギー貯蔵素子３０に対して充電を行う。図３ｂに示すように、電流は、電池の正極から流出し、一部が第１インダクタＬ１、第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１、エネルギー貯蔵素子３０を流れて電池の負極に戻り、他の一部が第２インダクタＬ２、第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４を流れて電池の負極に戻る。
【0046】
ステップ３では、オンにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３を制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４、第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１及び下ブリッジアームＳ２を制御することにより、第２インダクタＬ２がエネルギー貯蔵素子３０に対して充電を行う。図３ｃに示すように、電流は、電池の正極から流出し、第２インダクタＬ２、第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３、エネルギー貯蔵素子３０を流れて電池の負極に戻る。
【0047】
ステップ４では、オンにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３を制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４、第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１及び下ブリッジアームＳ２を制御することにより、エネルギー貯蔵素子３０が第２インダクタＬ２により電池に対して充電を行う。図３ｄに示すように、電流は、電池の負極から流出し、エネルギー貯蔵素子３０、第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３、第２インダクタＬ２を流れて電池の正極に戻る。
【0048】
ステップ５では、オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４を制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３を制御することにより、エネルギー貯蔵素子３０が第１インダクタＬ１により電池に対して充電を行い、第２インダクタＬ２が電池に対して充電を行う。図３ｅに示すように、電流は、電池の負極から流出し、一部がエネルギー貯蔵素子３０、第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１、第１インダクタＬ１を流れて電池の正極に戻り、他の一部が第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４、第２インダクタＬ２を流れて電池の正極に戻る。
【0049】
ステップ６では、オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２を制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１、第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３及び下ブリッジアームＳ４を制御することにより、第１インダクタＬ１が電池に対して充電を行う。図３ｆに示すように、電流は、電池の負極から流出し、第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２、第１インダクタＬ１を流れて電池の正極に戻る。
【0050】
該実施例において、上記第３段階から第４段階への切り替えは、ブリッジアームの動作を制御する必要がなく、エネルギー貯蔵素子３０に対して充電を行った後にエネルギー貯蔵素子３０が自動的に放電することにより、状態が切り替えられる。このように、電流周期には同じ数のステップを有する場合、コントローラの制御動作を減少させ、コントローラの制御フローを簡略化し、電池の加熱をより確実にする。
【0051】
別の実施例において、コントローラも、それぞれ６つの段階で６つのステップを実行するように制御する。該実施例の１つの電流周期において、前の３つの段階は、前の実施例における前の３つの段階（図３ａ～図３ｃ）と同じであってもよい。図４ａ～図４ｃは、それぞれ別の例示的な実施例に係る１つの電流周期における後の３つの段階の電流方向概略図である。
【0052】
第４段階において、オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１を制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２、第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３及び下ブリッジアームＳ４を制御することにより、エネルギー貯蔵素子３０が第１インダクタＬ１により電池に対して充電を行う。図４ａに示すように、電流は、電池の負極から流出し、エネルギー貯蔵素子３０、第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１、第１インダクタＬ１を流れて電池の正極に戻る。
【0053】
第５段階において、オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３を制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４を制御することにより、エネルギー貯蔵素子３０が第２インダクタＬ２により電池に対して充電を行い、第１インダクタＬ１が電池に対して充電を行う。図４ｂに示すように、電流は、電池の負極から流出し、一部がエネルギー貯蔵素子３０、第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３、第２インダクタＬ２を流れて電池の正極に戻り、他の一部が第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２、第１インダクタＬ１を流れて電池の正極に戻る。
【0054】
第６段階において、オンにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４を制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３、第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１及び下ブリッジアームＳ２を制御することにより、第２インダクタＬ２が電池に対して充電を行う。図４ｃに示すように、電流は、第２インダクタＬ２から流出し、電池、第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４を流れて第２インダクタＬ２に戻る。
【0055】
前の実施例（図３ａ～図３ｆ）と比較し、該実施例（図３ａ～図３ｃ、図４ａ～図４ｃ）において、電流周期には同じ数のステップを有し、コントローラが各ステップを能動的に制御することにより、電位エネルギーが大きくなり、電池加熱の効率が高くなる。
【0056】
本開示の解決手段において、第１インダクタと第２インダクタの状態は、いくつかの異なる組み合わせを有してもよい。図３ａ～図３ｃ、図４ａ～図４ｃを１つの電流周期とする実施例を例とし、１つの電流周期における６つの段階は、３種の組み合わせを含んでもよい。
【0057】
第１種の組み合わせは、第１インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、第２インダクタが非動作状態にあり、図３ａ及び図４ａの段階を含むことである。コントローラは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池又はエネルギー貯蔵素子３０が第１インダクタＬ１に放電して、電池への加熱を実現するように構成される。図３ａの段階において、電池は、第１インダクタＬ１に放電し、図４ａの段階において、エネルギー貯蔵素子３０は、第１インダクタＬ１に放電する。
【0058】
このような組み合わせにおいて、１つのインダクタのみを用いてエネルギーを貯蔵する。他のインダクタが動作しないため、一定の程度で電池を流れる電流が大きすぎないように制限することにより、発生した電流リップルが小さい。
【0059】
第２種の組み合わせは、第２インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、第１インダクタがフリーホイール状態にあり、図３ｂ及び図４ｂの段階を含むことである。コントローラは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池及びエネルギー貯蔵素子３０のうちの一方が第２インダクタＬ２に放電し、他方が第１インダクタＬ１により充電を行って、電池への加熱を実現するように構成される。
【0060】
図３ｂの段階において、電池は、第２インダクタＬ２に放電し、エネルギー貯蔵素子３０は、第１インダクタＬ１により充電を行い、図４ｂの段階において、エネルギー貯蔵素子３０は、第２インダクタＬ２に放電し、電池は、第１インダクタＬ１により充電を行う。
【0061】
このような組み合わせにおいて、１つのインダクタがエネルギーを貯蔵し、もう１つのインダクタがフリーホイーリングし、２つのインダクタが同時に動作するが、両者は、交互相補的な傾向があるため、大きな電流リップルの発生を回避するとともに、加熱効率を向上させる。
【0062】
第３種の組み合わせは、第２インダクタがフリーホイール状態にあり、第１インダクタが非動作状態にあり、図３ｃ及び図４ｃの段階を含むことである。コントローラは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池又はエネルギー貯蔵素子が第２インダクタにより充電を行って、電池への加熱を実現するように構成される。図３ｃの段階において、エネルギー貯蔵素子は、第２インダクタにより充電を行い、図４ｃの段階において、電池は、第２インダクタにより充電を行う。
【0063】
このような組み合わせにおいて、１つのインダクタのみを用いてフリーホイーリングする。他のインダクタが動作しないため、一定の程度で電池を流れる電流が大きすぎないように制限することにより、発生した電流リップルが小さい。
【0064】
図２における回路構造は、電池加熱専用の回路として設置されてもよく、電池と同じ装置内にある関連デバイス内の回路を多重化してもよい。例えば、電池は、車載電池であり、第１インダクタ及び第２インダクタは、車両の電圧変換器におけるインダクタであり、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームは、電圧変換器におけるブリッジアームであり、エネルギー貯蔵素子は、バスキャパシタである。電圧変換器は、昇圧直流（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ、ＤＣ）モジュールであってもよい。また、例えば、電池は、車載電池であり、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームは、車両のモータコントローラにおけるブリッジアームであり、エネルギー貯蔵素子は、バスキャパシタである。
【0065】
このように、類似する回路構造を有するデバイスについて、該デバイスが動作しない場合にその回路を多重化すると、ハードウェアの配置を節約し、回路接続を減少させ、かつ空間を節約し、デバイスの体積を増大させず、デバイスの小型化に役立ち、車両の従来の構造を変更せず、電池加熱を実現し、解決手段のコストが低い。
【0066】
他のデバイスにおける回路を多重化すると、回路にスイッチモジュールを設置し、スイッチモジュールのオンオフを制御することにより、多重化回路の機能を切り替えるという目的を達成することができる。図５は、別の例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理装置における回路構造概略図である。図５の実施例において、電池は、車載電池であり、多重化されたのは、車両のモータコントローラにおける回路であり、図２を基に、該電池のエネルギー処理装置は、第１スイッチモジュールＫ１、第２スイッチモジュールＫ２及び第３スイッチモジュールＫ３をさらに含んでもよい。
【0067】
第１スイッチモジュールＫ１の第１端子（図５におけるＫ１の左端）は、電池の正極に接続され、第１スイッチモジュールＫ１の第２端子（図５におけるＫ１の右端）は、エネルギー貯蔵素子３０の第１端子（図５におけるエネルギー貯蔵素子３０の上端）に接続される。
【0068】
第２スイッチモジュールＫ２の第１端子（図５におけるＫ２の左端）は、第１相ブリッジアーム１０の中間点に接続され、第２スイッチモジュールＫ２の第２端子（図５におけるＫ２の右端）は、モータＧの第１相巻線（図示せず）に接続される。
【0069】
第３スイッチモジュールＫ３の第１端子（図５におけるＫ３の左端）は、第２相ブリッジアーム２０の中間点に接続され、第３スイッチモジュールＫ３の第２端子（図５におけるＫ３の右端）は、モータＧの第２相巻線（図示せず）に接続される。
【0070】
該実施例において、コントローラは、オフにするように第１スイッチモジュールＫ１、第２スイッチモジュールＫ２及び第３スイッチモジュールＫ３を制御することにより、電池への加熱を実現するように構成される。Ｋ１、Ｋ２及びＫ３がオフになると、第１相ブリッジアーム１０及び第２相ブリッジアーム２０のモータへの制御をオフにし、電池加熱用に変換し、回路設計及び制御ポリシーは、いずれも簡単であり、電池加熱用の機能に迅速に変換することができ、信頼性が高い。
【0071】
図５に示すように、該装置は、第４スイッチモジュールＫ４をさらに含んでもよい。第４スイッチモジュールＫ４の第１端子（図５におけるＫ４の左端）は、電池の正極に接続され、第４スイッチモジュールＫ４の第２端子（図５におけるＫ４の右端）は、それぞれ第１インダクタＬ１の第１端子（図５におけるＬ１の左端）と第２インダクタＬ２の第１端子（図５におけるＬ２の左端）に接続される。
【0072】
該実施例において、コントローラは、さらに、オフにするように第４スイッチモジュールＫ４を制御し、オンにするように第１スイッチモジュールＫ１、第２スイッチモジュールＫ２及び第３スイッチモジュールＫ３を制御することにより、電池のモータへの駆動を実現するように構成される。キャパシタＣは、バスキャパシタである。図５から分かるように、Ｋ４がオフになり、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３がオンになると、線路において第１インダクタＬ１及び第２インダクタＬ２がオフになり、３相ブリッジアームによりモータＧへの制御を実現することができ、すなわち線路がモータコントローラとして機能するように変換され、該切り替え回路の設計及び制御ポリシーは、いずれも簡単であり、モータを駆動する機能に迅速に変換することができ、信頼性が高い。
【0073】
上記実施例において、１つの電流周期におけるブリッジアーム動作、電流の流れ方向及び充放電状態を説明した。さらに別の実施例において、コントローラは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池及びエネルギー貯蔵素子が第１インダクタ及び第２インダクタにより充電及び放電を繰り返し行って、電池への加熱を実現するように構成されてもよい。第１インダクタと第２インダクタは、異なる動作状態にある。すなわち、電池加熱を停止する条件に達するまで、上記電流周期を繰り返し実行してもよい。電池加熱を停止する条件は、例えば、電池温度が所定の温度閾値に達することであってもよい。
【0074】
該実施例において、所定のステップを繰り返し実行することにより、電池に対して充電を連続的に行うという目的を達成するとともに、制御ポリシーが簡単であり、誤りが発生しにくく、信頼性が高い。
【0075】
図６ａは、例示的な実施例に係る１つのインダクタを利用して加熱する場合に回路における電流の経時変化の曲線図である。図６ｂは、例示的な実施例に係る本解決手段における２つのインダクタを利用して加熱する場合に回路における電流の経時変化の曲線図である。横座標は、時間であり、縦座標は、回路における電流であり、すなわち動力電池を流れる電流である。図６ａ及び図６ｂに示すように、１つのインダクタのみを用いて加熱する場合、曲線における電流のリップルが大きく、２つのインダクタを用いて加熱する場合、曲線における電流リップルは、単一のインダクタの場合に比べて明らかに減少する。これから分かるように、本開示の解決手段を利用して電池を加熱する時に、同じ電流を出力する場合に、回路におけるリップル電流が小さいため、電池のエネルギー処理装置の電磁両立性を顕著に向上させる。
【0076】
本開示は、さらに、電池のエネルギー処理方法を提供する。図７は、例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理方法のフローチャートである。図７に示すように、該方法は、電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、電池への加熱を実現するステップＳ７１を含んでもよい。第１インダクタと第２インダクタは、異なる動作状態にある。
【0077】
第１インダクタの第１端子は、電池の正極に接続され、第２インダクタの第１端子は、電池の正極に接続され、第１相ブリッジアームの中間点は、第１インダクタの第２端子に接続され、第２相ブリッジアームの中間点は、第２インダクタの第２端子に接続され、第１相ブリッジアームの第１端子と第２相ブリッジアームの第１端子は、共通接続されて第１バス端子を形成し、第１相ブリッジアームの第２端子と第２相ブリッジアームの第２端子は、共通接続されて第２バス端子を形成し、第２バス端子は、電池の負極に接続され、エネルギー貯蔵素子の第１端子は、第１バス端子に接続され、エネルギー貯蔵素子の第２端子は、第２バス端子に接続される。
【0078】
本解決手段において、第１インダクタと第２インダクタは、電池加熱の過程において、常に異なる動作状態にあり、実際に２つの異なるインダクタとして使用される。１つのインダクタを用いるか又は同じ動作状態にある複数のインダクタを用いる電池加熱制御方式と比較し、本解決手段における２つのインダクタを交互に（異なる動作状態）制御する方式は、一定の程度で互いに補い、互いに制約する作用を果たすことができ、同じ電流を出力する場合に、回路におけるリップル電流が小さいことにより、電池のエネルギー処理装置の電磁両立性を顕著に向上させる。
【0079】
好ましくは、２つのインダクタの動作状態は、エネルギー貯蔵状態、フリーホイール状態及び非動作状態を含んでもよい。電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、電池への加熱を実現するステップ（ステップＳ７１）は、電池を加熱する必要があると判定すると、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池とエネルギー貯蔵素子が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、電池への加熱を実現するステップを含んでもよい。
【0080】
上記異なる動作状態に基づいて、具体的には、２つのインダクタをそれぞれエネルギー貯蔵、フリーホイール及び非動作の３種の状態のうちの２種の状態にさせ、好ましい状態の多様化は、設定可能な電流の流れ方向ポリシーを多様化させるだけでなく、試験の方式で様々なポリシーを比較し、リップル電流が相対的に小さく、より優れた電流の流れ方向ポリシーを選択することができる。
【0081】
好ましくは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池とエネルギー貯蔵素子が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行って、電池への加熱を実現するステップは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池又はエネルギー貯蔵素子が第１インダクタに放電して、電池への加熱を実現するステップであって、第１インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、第２インダクタが非動作状態にあるステップ、
又は、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池及びエネルギー貯蔵素子のうちの一方が第２インダクタに放電し、他方が第１インダクタにより充電を行って、電池への加熱を実現するステップであって、第２インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、第１インダクタがフリーホイール状態にあるステップ、
又は、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池又はエネルギー貯蔵素子が第２インダクタにより充電を行って、電池への加熱を実現するステップであって、第２インダクタがフリーホイール状態にあり、第１インダクタが非動作状態にあるステップを含んでもよい。
又は、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池及びエネルギー貯蔵素子のうちの一方が第２インダクタに放電し、他方が第１インダクタにより充電を行って、電池への加熱を実現するステップであって、第２インダクタがエネルギー貯蔵状態にあり、第１インダクタがフリーホイール状態にあるステップ、
又は、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池又はエネルギー貯蔵素子が第２インダクタにより充電を行って、電池への加熱を実現するステップであって、第２インダクタがフリーホイール状態にあり、第１インダクタが非動作状態にあるステップを含んでもよい。
【0082】
１つのインダクタが動作し、もう１つのインダクタが動作しない場合、一定の程度で電池を流れる電流が大きすぎないように制限することにより、発生した電流リップルが小さい。１つのインダクタがエネルギーを貯蔵し、もう１つのインダクタがフリーホイーリングする場合、２つのインダクタが同時に動作するが、両者は、交互相補的な傾向があるため、大きな電流リップルの発生を回避するとともに、加熱効率を向上させる。
【0083】
好ましくは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池とエネルギー貯蔵素子が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行うステップは、
オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、電池が第１インダクタに対して充電を行うステップ１と、
オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、電池が第２インダクタに対して充電を行い、第１インダクタがエネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップ２と、
オンにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、第２インダクタがエネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップ３と、
オンにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、エネルギー貯蔵素子が第２インダクタにより電池に対して充電を行うステップ４と、
オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、エネルギー貯蔵素子が第１インダクタにより電池に対して充電を行い、第２インダクタが電池に対して充電を行うステップ５と、
オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、第１インダクタが電池に対して充電を行うステップ６と、を含んでもよい。
オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、電池が第１インダクタに対して充電を行うステップ１と、
オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、電池が第２インダクタに対して充電を行い、第１インダクタがエネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップ２と、
オンにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、第２インダクタがエネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップ３と、
オンにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、エネルギー貯蔵素子が第２インダクタにより電池に対して充電を行うステップ４と、
オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、エネルギー貯蔵素子が第１インダクタにより電池に対して充電を行い、第２インダクタが電池に対して充電を行うステップ５と、
オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、第１インダクタが電池に対して充電を行うステップ６と、を含んでもよい。
【0084】
該実施例において、上記第３段階から第４段階への切り替えは、ブリッジアームの動作を制御する必要がなく、エネルギー貯蔵素子３０に対して充電を行った後にエネルギー貯蔵素子３０が自動的に放電することにより、状態が切り替えられる。このように、電流周期には同じ数のステップを有する場合、コントローラの制御動作を減少させ、コントローラの制御フローを簡略化し、電池の加熱をより確実にする。
【0085】
好ましくは、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームを制御することにより、電池とエネルギー貯蔵素子が第１インダクタと第２インダクタにより充電と放電を行うステップは、
オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、電池が第１インダクタに対して充電を行うステップ１と、
オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、電池が第２インダクタに対して充電を行い、第１インダクタがエネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップ２と、
オンにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、第２インダクタがエネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップ３と、
オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム、第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、エネルギー貯蔵素子が第１インダクタにより電池に対して充電を行うステップ４と、
オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御することにより、エネルギー貯蔵素子が第２インダクタにより電池に対して充電を行い、第１インダクタが電池に対して充電を行うステップ５と、
オンにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム、第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、第２インダクタが電池に対して充電を行うステップ６と、を含んでもよい。
オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム、第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、電池が第１インダクタに対して充電を行うステップ１と、
オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御することにより、電池が第２インダクタに対して充電を行い、第１インダクタがエネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップ２と、
オンにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアーム、第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、第２インダクタがエネルギー貯蔵素子に対して充電を行うステップ３と、
オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム、第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、エネルギー貯蔵素子が第１インダクタにより電池に対して充電を行うステップ４と、
オンにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの上ブリッジアームを制御し、オフにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御することにより、エネルギー貯蔵素子が第２インダクタにより電池に対して充電を行い、第１インダクタが電池に対して充電を行うステップ５と、
オンにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアームを制御し、オフにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアーム、第１相ブリッジアームの上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを制御することにより、第２インダクタが電池に対して充電を行うステップ６と、を含んでもよい。
【0086】
該実施例において、コントローラが各ステップを能動的に制御することにより、電位エネルギーが大きくなり、電池加熱の効率が高くなる。
【0087】
上記実施例における方法について、各ステップが操作を実行する具体的な方式は、該装置に関連する実施例において詳細に説明されており、ここで詳細に説明しない。
【0088】
さらに別の実施例において、第１インダクタと第２インダクタのうちの一方がエネルギー貯蔵状態にあり、他方がフリーホイール状態にある段階において、動作するようにインダクタのフリーホイールを行うブリッジアームを制御した後、所定の時間を遅延して、動作するようにインダクタのエネルギー貯蔵を行うブリッジアームを制御する。
【0089】
所定の時間は、ブリッジアームにおけるスイッチトランジスタのスイッチング周期に基づいて設定されてもよく、例えば、所定の時間は、ブリッジアームにおけるスイッチトランジスタの半周期であってもよい。
【0090】
例えば、図３ｂの段階において、オフにするように第１インダクタＬ１のフリーホイールを行う第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２を制御し、オンにするように第２インダクタＬ２のエネルギー貯蔵を行う第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４を制御する必要がある。まず、オフにするように第１相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ２を制御し、オフにした後、ブリッジアームスイッチトランジスタの半周期を経過し、次に、オンにするように第２相ブリッジアームの下ブリッジアームＳ４を制御する。
【0091】
また、例えば、図３ｅの段階において、オンにするように第１インダクタＬ１のエネルギー貯蔵を行う第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１を制御し、オフにするように第２インダクタＬ２のフリーホイールを行う第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３を制御する必要がある。まず、オフにするように第２相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ３を制御し、オフにした後、ブリッジアームスイッチトランジスタの半周期を経過し、次に、オンにするように第１相ブリッジアームの上ブリッジアームＳ１を制御する。
【0092】
上記遅延操作により、ブリッジアームを交互にオンオフにすることにより、インダクタがフリーホイールを一定の時間開始した後、もう１つのインダクタがエネルギー貯蔵を開始し、このように電流衝撃を低減することができ、電荷がゆっくりと移動することができ、これは、インダクタ自体の充放電特性に合致し、装置の耐用年数を延長することに役立つ。
【0093】
さらに別の実施例において、加熱期間において、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームにおけるスイッチング周波数又はデューティ比を調整することにより、電池を流れる電流値が最適な電流値に達してもよい。
【0094】
最適な電流値は、電池及び回路特性を総合的に考慮する、電池を流れる理想的な電流値である。第１相ブリッジアームと第２相ブリッジアームが電圧変換器におけるブリッジアームであれば、最適な電流値は、電池に許容される最大電流値と電圧変換器に許容される最大電流値の両者のうちの小さい値であってもよい。
【0095】
電池に許容される最大電流値は、電池ＳＯＣ、温度、交番周波数、電圧、単一の周期での充放電容量などの要因に関連する。電圧変換器に許可された最大電流値は、主にＩＧＢＴモジュールチップのジャンクション温度、インダクタコイルセンサの温度に制限され、メッセージにより収集された現在のＩＧＢＴチップの温度と、インダクタコイルセンサにより収集された現在の温度と、ＩＧＢＴチップ及びインダクタコイルセンサのトルク制限温度とに基づいて、ルックアップテーブルの方式により電圧変換器に許可された最大電流を得ることができる。
【0096】
具体的には、最適な電流値は、以下の式により得ることができる。
【0097】
Ｉ（ｆ）＝ｍｉｎ（Ｉ＿ｍａｘ１，Ｉ＿ｍａｘ２）
Ｉ＿ｍａｘ１＝Ｃ＊ｆ
Ｉ＿ｍａｘ２＝（Ｕ＿ｍａｘ－ＯＣＶ）／（Ｒ＿ａｃ（ｆ））
ここで、Ｉ（ｆ）は、最適な電流値であり、Ｉ＿ｍａｘ１は、電池に許容される最大電流値であり、Ｉ＿ｍａｘ２は、電圧変換器に許容される最大電流値であり、ｍｉｎは、最小値を求めることであり、Ｃは、１つのサイクルにおけるパルス充放電が超えてはならない容量であり、ｆは、電池の交番周波数であり、Ｕ＿ｍａｘは、電池の最大電圧であり、ＯＣＶは、開放電圧であり、Ｒ＿ａｃ（ｆ）は、電池の交流内部抵抗がｆに伴って変化する関数である。
Ｉ＿ｍａｘ１＝Ｃ＊ｆ
Ｉ＿ｍａｘ２＝（Ｕ＿ｍａｘ－ＯＣＶ）／（Ｒ＿ａｃ（ｆ））
ここで、Ｉ（ｆ）は、最適な電流値であり、Ｉ＿ｍａｘ１は、電池に許容される最大電流値であり、Ｉ＿ｍａｘ２は、電圧変換器に許容される最大電流値であり、ｍｉｎは、最小値を求めることであり、Ｃは、１つのサイクルにおけるパルス充放電が超えてはならない容量であり、ｆは、電池の交番周波数であり、Ｕ＿ｍａｘは、電池の最大電圧であり、ＯＣＶは、開放電圧であり、Ｒ＿ａｃ（ｆ）は、電池の交流内部抵抗がｆに伴って変化する関数である。
【0098】
該実施例において、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームにおけるスイッチング周波数又はデューティ比を調整することにより、電池を流れる電流値が最適な電流値に達することは、簡単な方法を利用することにより、電池加熱の効率が徐々に最大化に達し、制御しやすくかつ信頼性が高い。
【0099】
さらに別の実施例において、加熱期間において、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームのデューティ比を調整することにより、電池を流れる電流値が最適な電流値に達するステップは、
加熱期間において、電池を流れる電流と最適な電流値との比較結果及び第１相ブリッジアームと第２相ブリッジアームの現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比に基づいて、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を調整することにより、電池を流れる電流値が最適な電流値に達するステップを含んでもよい。
加熱期間において、電池を流れる電流と最適な電流値との比較結果及び第１相ブリッジアームと第２相ブリッジアームの現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比に基づいて、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を調整することにより、電池を流れる電流値が最適な電流値に達するステップを含んでもよい。
【0100】
すなわち、第１相ブリッジアームと第２相ブリッジアームの各キャリア周波数周期におけるデューティ比は、いずれも前のキャリア周波数周期におけるデューティ比の状況に応じて調整されて、最適なデューティ比（最適な電流値に対応）に徐々に達する。このように、デューティ比調整の頻度が高いことにより、最適なデューティ比及び最適な電流値に迅速に達することができ、電池加熱の効率を迅速に向上させる。
【0101】
さらに別の実施例において、加熱期間において、電池を流れる電流と最適な電流値との比較結果及び第１相ブリッジアームと第２相ブリッジアームの現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比に基づいて、第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を調整することにより、電池を流れる電流値が最適な電流値に達するステップは、
電池の充電又は放電期間において、電池を流れる電流が最適な電流値より小さい場合、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より大きいように第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御するステップと、電池を流れる電流が最適な電流値より大きい場合、電池を流れる電流値が最適な電流値に達するまで、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より小さいように第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御するステップと、を含んでもよい。
電池の充電又は放電期間において、電池を流れる電流が最適な電流値より小さい場合、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より大きいように第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御するステップと、電池を流れる電流が最適な電流値より大きい場合、電池を流れる電流値が最適な電流値に達するまで、現在のキャリア周波数周期におけるデューティ比より小さいように第１相ブリッジアーム及び第２相ブリッジアームの次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を制御するステップと、を含んでもよい。
【0102】
すなわち、デューティ比の閉ループ制御により、回路における電流を、最終的に最適な電流値にする（又は加熱停止条件を満たすため、最適な電流値に達する前に加熱を停止する）。具体的には、初期のデューティ比を予め決定し、デューティ比調整のステップサイズを予め決定し、デューティ比の閉ループ制御過程において、初期のデューティ比及びステップサイズを利用して次のキャリア周波数周期におけるデューティ比を調整してもよい。このように、電池のエネルギー処理装置の安全を保証するだけでなく、加熱効率を向上させ、加熱時間を短縮することができる。
【0103】
図８は、例示的な実施例に係る電池のエネルギー処理方法のフローチャートである。図８に示すように、電池自己加熱前に、電池管理システムは、電池温度Ｔを収集してもよく、温度Ｔが設定された温度値Ｔｍｉｎより小さいと、電池ＳＯＣを収集し、収集されたＳＯＣが設定されたＳＯＣｍｉｎより大きいと判定すると、加熱を開始する。又は、収集されたＳＯＣ＜ＳＯＣｍｉｎである場合、加熱しない。サンプリング温度Ｔ及びサンプリングＳＯＣが、同時に要件、すなわちＴ＜Ｔｍｉｎ、かつサンプリングＳＯＣ＞ＳＯＣｍｉｎを満たす場合のみ、電池自己加熱プログラムを起動することができる。例えば、Ｔｍｉｎは、零下１０℃であってもよく、ＳＯＣｍｉｎは、１０％であってもよい。また、セル間の最大温度差を考慮すると、収集された電池温度は、複数の監視点の平均値であってもよい。
【0104】
電池自己加熱プログラムを起動した後、電流の流れ方向を先に判定してもよい。電池がエネルギー貯蔵素子に対して充電を行うと、電流が０より大きく、Ｓ２、Ｓ４を制御して電池の放電を制御し、エネルギー貯蔵素子が電池に対して充電を行うと、電池の電流が０より小さく、Ｓ１、Ｓ３を制御して充電する電流を制御する。
【0105】
加熱プログラムを起動した後、電圧変換器のＩＧＢＴスイッチング周波数及び電池の交番キャリア周波数が決定された場合、初期のデューティ比をＤ０に設定する。電流が０より大きい場合、電池は、エネルギー貯蔵素子に対して充電を行い、オンにするようにＳ２を制御し、デューティ比がＤ０であり、半周期遅延した後、オンにするようにＳ４を制御し、デューティ比がＤ０である。同時に、この時の回路上の現在の電流値を収集し、現在の電流値が最適な電流値より小さい場合、次のキャリア周波数周期において、Ｓ２をオンにし、デューティ比がＤ０＋ΔＴであり、半周期遅延した後、Ｓ４をオンにし、デューティ比がＤ０＋ΔＴである。現在の電流値が最適な電流値より大きい場合、次のキャリア周波数周期において、オンにするようにＳ２を制御し、デューティ比がＤ０－ΔＴであり、半周期遅延した後、オンにするようにＳ４を制御し、デューティ比がＤ０－ΔＴである。デューティ比を調整した後、電池温度Ｔを再収集し、電池温度Ｔが設定された温度値Ｔｍｉｎに達するか否かを判定する必要がある。電池の電流が０より小さい場合、Ｓ１と、Ｓ３を制御する方法は、類似する。
【0106】
【0107】
図１０は、別の例示的な実施例に係る車両の構造ブロック図である。該実施例において、車両は、ハイブリッド車両である。図１０に示すように、該車両は、電池１００、電圧変換器３００、バスキャパシタ３０、駆動モータＧ１、駆動モータ制御ブリッジアーム４００、発電機Ｇ２、及び発電機制御ブリッジアーム５００を含んでもよい。上記電池のエネルギー処理装置２００は、電圧変換器３００及びバスキャパシタ３０を含む。電圧変換器３００は、第１インダクタＬ１と、第２インダクタＬ２と、２相ブリッジアームとを含む。電圧変換器３００における２相ブリッジアームの第１バス端子も駆動モータ制御ブリッジアーム４００と発電機制御ブリッジアーム５００の第１バス端子であり、電圧変換器３００における２相ブリッジアームの第２バス端子も駆動モータ制御ブリッジアーム４００と発電機制御ブリッジアーム５００の第２バス端子である。
【0108】
以上、図面を参照しながら、本開示の好ましい実施形態を詳細に説明したが、本開示は、上記実施形態における具体的な内容に限定されるものではなく、本開示の技術的概念の範囲内に、本開示の技術手段に対して複数の簡単な変更を行うことができ、これらの簡単な変更は、いずれも本開示の保護範囲内にある。
【0109】
なお、上記具体的な実施形態に説明された各具体的な技術的特徴は、矛盾しない場合に、任意の適当な方式で組み合わせることができる。不要な重複を回避するために、本開示は、可能なあらゆる組み合わせ方式を別途に説明しない。
【0110】
また、本開示の様々な実施形態は、任意に組み合わせることができ、本開示の構想から逸脱しない限り、本開示に開示されている内容と見なすべきである。
【図1】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図3d】
【図3e】
【図3f】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図5】
【図6a】
【図6b】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】