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特表2024-500452電池加熱装置及びその制御方法、制御回路と動力装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-09
(54)【発明の名称】電池加熱装置及びその制御方法、制御回路と動力装置
(51)【国際特許分類】
   H01M 10/637 20140101AFI20231226BHJP
   H02J 7/02 20160101ALI20231226BHJP
   H01M 10/615 20140101ALI20231226BHJP
   H01M 10/667 20140101ALI20231226BHJP
   H01M 10/625 20140101ALI20231226BHJP
【FI】
H01M10/637
H02J7/02 H
H01M10/615
H01M10/667
H01M10/625
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023537696
(86)(22)【出願日】2021-09-06
(85)【翻訳文提出日】2023-06-20
(86)【国際出願番号】 CN2021116736
(87)【国際公開番号】W WO2023029048
(87)【国際公開日】2023-03-09
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513196256
【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Contemporary Amperex Technology Co., Limited
【住所又は居所原語表記】No.2,Xingang Road,Zhangwan Town,Jiaocheng District,Ningde City,Fujian Province,P.R.China 352100
(74)【代理人】
【識別番号】100159329
【弁理士】
【氏名又は名称】三縄 隆
(72)【発明者】
【氏名】黄 孝▲鍵▼
(72)【発明者】
【氏名】潘 先喜
(72)【発明者】
【氏名】但 志▲敏▼
【テーマコード(参考)】
5G503
5H031
【Fターム(参考)】
5G503AA04
5G503BA04
5G503BB01
5G503CB11
5G503GB03
5H031AA09
5H031HH06
(57)【要約】
本出願の実施例は、電池加熱装置及びその制御方法、制御回路と動力装置を提供する。前記電池加熱装置は、第1のブリッジアーム、第2のブリッジアームとエネルギー貯蔵素子を含む加熱モジュールと、前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御し、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第1の電池が前記第2の電池に充電する回路を形成し、及び/又は、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成することによって、前記第1の電池と前記第2の電池を加熱するための制御モジュールとを含む。該電池加熱装置は、二つの電池を同時に加熱することができ、加熱効率を向上させる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池加熱装置であって、動力電池に連結され、第1の電池と第2の電池を含む前記動力電池を加熱するために用いられ、
第1のブリッジアーム、第2のブリッジアームとエネルギー貯蔵素子を含む加熱モジュールと、
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御し、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第1の電池が前記第2の電池に充電する回路を形成し、及び/又は、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成することによって、前記第1の電池と前記第2の電池を加熱するための制御モジュールとを含む、ことを特徴とする電池加熱装置。
【請求項2】
前記第1のブリッジアームの第1の端は、前記第1の電池の第1の端に連結され、前記第2のブリッジアームの第1の端は、前記第2の電池の第1の端に連結され、前記第1のブリッジアームの第2の端、前記第2のブリッジアームの第2の端、前記第1の電池の第2の端は、前記第2の電池の第2の端に連結され、ここで、前記第1のブリッジアームは、第1のサブブリッジアームと第2のサブブリッジアームを含み、前記第2のブリッジアームは、第3のサブブリッジアームと第4のサブブリッジアームを含み、
前記第1の電池の第1の端は、前記第1の電池の正極であり、前記第1の電池の第2の端は、前記第1の電池の負極であり、前記第2の電池の第1の端は、前記第2の電池の正極であり、前記第2の電池の第2の端は、前記第2の電池の負極であり、又は、前記第1の電池の第1の端は、前記第1の電池の負極であり、前記第1の電池の第2の端は、前記第1の電池の正極であり、前記第2の電池の第1の端は、前記第2の電池の負極であり、前記第2の電池の第2の端は、前記第2の電池の正極である、ことを特徴とする請求項1に記載の電池加熱装置。
【請求項3】
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第2の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第2の端に接続される、ことを特徴とする請求項2に記載の電池加熱装置。
【請求項4】
前記制御モジュールは、具体的には、
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第4のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第3のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、
及び/又は、
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第2のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第1のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる、ことを特徴とする請求項3に記載の電池加熱装置。
【請求項5】
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第1の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第1の端に接続される、ことを特徴とする請求項2に記載の電池加熱装置。
【請求項6】
前記制御モジュールは、具体的には、
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第3のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第4のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、
及び/又は、
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第1のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第2のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる、ことを特徴とする請求項5に記載の電池加熱装置。
【請求項7】
前記第1のサブブリッジアームは、第1のスイッチトランジスタを含み、前記第2のサブブリッジアームは、第2のスイッチトランジスタを含み、前記第3のサブブリッジアームは、第3のスイッチトランジスタを含み、前記第4のサブブリッジアームは、第4のスイッチトランジスタを含み、
ここで、前記制御回路は、前記第1のスイッチトランジスタ、前記第2のスイッチトランジスタ、前記第3のスイッチトランジスタと前記第4のスイッチトランジスタを制御することによって、前記第1のサブブリッジアーム、前記第2のサブブリッジアーム、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームの導通と切断をそれぞれ実現する、ことを特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の電池加熱装置。
【請求項8】
前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、又は、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、前記制御モジュールはさらに、
前記第1の電池と前記第2の電池が直列接続されるように、前記状態切り替えスイッチの切断を制御するために用いられる、ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の電池加熱装置。
【請求項9】
前記エネルギー貯蔵素子は、インダクタを含み、又は、
前記エネルギー貯蔵素子は、直列接続されたインダクタと第1のコンデンサを含む、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の電池加熱装置。
【請求項10】
前記第1の電池の両端には第2のコンデンサが並列接続され、前記第2の電池の両端には第3のコンデンサが並列接続される、ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の電池加熱装置。
【請求項11】
電池加熱装置の制御方法であって、前記電池加熱装置は、動力電池に連結され、前記動力電池を加熱するために用いられ、前記電池加熱装置は、第1のブリッジアーム、第2のブリッジアームとエネルギー貯蔵素子を含み、前記動力電池は、第1の電池と第2の電池を含み、前記制御方法は、
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御し、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第1の電池が前記第2の電池に充電する回路を形成し、及び/又は、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成することによって、前記第1の電池と前記第2の電池を加熱することを含む、ことを特徴とする電池加熱装置の制御方法。
【請求項12】
前記第1のブリッジアームの第1の端は、前記第1の電池の第1の端に連結され、前記第2のブリッジアームの第1の端は、前記第2の電池の第1の端に連結され、前記第1のブリッジアームの第2の端、前記第2のブリッジアームの第2の端、前記第1の電池の第2の端は、前記第2の電池の第2の端に連結され、ここで、前記第1のブリッジアームは、第1のサブブリッジアームと第2のサブブリッジアームを含み、前記第2のブリッジアームは、第3のサブブリッジアームと第4のサブブリッジアームを含み、
前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は正極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は負極であり、又は、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は負極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は正極である、ことを特徴とする請求項11に記載の制御方法。
【請求項13】
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第2の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第2の端に接続される、ことを特徴とする請求項12に記載の制御方法。
【請求項14】
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、
加熱要求メッセージを受信することと、
前記加熱要求メッセージに基づいて、第1の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第1の制御信号は、
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第4のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第3のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、
及び/又は、
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第2のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第1のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる、ことを特徴とする請求項13に記載の制御方法。
【請求項15】
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第1の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第1の端に接続される、ことを特徴とする請求項12に記載の制御方法。
【請求項16】
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、
加熱要求メッセージを受信することと、
前記加熱要求メッセージに基づいて、第3の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第3の制御信号は、
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第3のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第4のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、
及び/又は、
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第1のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第2のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる、ことを特徴とする請求項15に記載の制御方法。
【請求項17】
前記制御方法は、
加熱停止メッセージを受信することと、
前記加熱停止メッセージに基づいて、第2の制御信号を生成することとをさらに含み、ここで、前記第2の制御信号は、前記動力電池の加熱を停止するように前記電池加熱装置を制御するために用いられる、ことを特徴とする請求項14又は16に記載の制御方法。
【請求項18】
前記第1のサブブリッジアームは、第1のスイッチトランジスタを含み、前記第2のサブブリッジアームは、第2のスイッチトランジスタを含み、前記第3のサブブリッジアームは、第3のスイッチトランジスタを含み、前記第4のサブブリッジアームは、第4のスイッチトランジスタを含み、
ここで、前記第1のスイッチトランジスタ、前記第2のスイッチトランジスタ、前記第3のスイッチトランジスタと前記第4のスイッチトランジスタを制御することによって、前記第1のサブブリッジアーム、前記第2のサブブリッジアーム、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームの導通と切断をそれぞれ実現する、ことを特徴とする請求項12から17のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項19】
前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、又は、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、前記制御方法はさらに、
前記第1の電池と前記第2の電池が直列接続されるように、前記状態切り替えスイッチの切断を制御するために用いられる、ことを特徴とする請求項11から18のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項20】
前記エネルギー貯蔵素子は、インダクタを含み、又は、
前記エネルギー貯蔵素子は、直列接続されたインダクタと第1のコンデンサを含む、ことを特徴とする請求項11から19のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項21】
前記第1の電池の両端には第2のコンデンサが並列接続され、前記第2の電池の両端には第3のコンデンサが並列接続される、ことを特徴とする請求項11から20のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項22】
前記第1の電池と前記第2の電池はさらに、モータの駆動回路に連結され、前記駆動回路に電源を提供するために用いられる、ことを特徴とする請求項11から21のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項23】
動力装置であって、
第1の電池と第2の電池を含む動力電池と、
前記動力電池に連結され、前記動力電池を加熱するための請求項1から10のいずれか1項に記載の電池加熱装置と、
モータであって、前記モータの駆動回路が前記動力電池に連結され、前記動力電池が前記駆動回路に電源を提供するために用いられるモータとを含む、ことを特徴とする動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、電池技術分野に関し、特に、電池加熱装置、電池加熱装置の制御方法、電池加熱装置の制御回路と動力装置に関する。
【背景技術】
【0002】
エネルギー密度が高く、繰り返し充電可能であり、安全且つ環境にやさしいなどの利点を有するため、動力電池は、新エネルギー自動車、家電製品、エネルギー貯蔵システムなどの分野に広く応用されている。
【0003】
しかしながら、低温環境では、動力電池の使用は、ある程度制限されている。具体的には、動力電池は、低温環境での放電容量がひどく減衰し、また電池は、低温環境で充電できない。そのため、動力電池の正常な使用を可能にするために、低温環境で動力電池を加熱する必要がある。動力電池の加熱効率をどのように向上させるかは、早急な解決が待たれる問題となる。
【発明の概要】
【0004】
本出願の実施例は、動力電池の加熱効率を向上させることができる電池加熱装置、電池加熱装置の制御方法、電池加熱装置の制御回路と動力装置を提供する。
【0005】
第1の態様によれば、電池加熱装置を提供し、該電池加熱装置は、動力電池に連結され、第1の電池と第2の電池を含む前記動力電池を加熱するために用いられ、前記電池加熱装置は、
【0006】
第1のブリッジアーム、第2のブリッジアームとエネルギー貯蔵素子を含む加熱モジュールと、
【0007】
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御し、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第1の電池が前記第2の電池に充電する回路を形成し、及び/又は、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成することによって、前記第1の電池と前記第2の電池を加熱するための制御モジュールとを含む。
【0008】
本出願の実施例では、電池加熱装置は、二つの電池を同時に加熱することができ、該電池加熱装置は、二つのブリッジアームとエネルギー貯蔵素子を含み、充放電中に二つの電池が直列接続され、二つのブリッジアームを制御し、そのうちの一つの電池がエネルギー貯蔵素子に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子と該電池がもう一つの電池に充電する回路を形成することによって、充放電中に二つの電池を同時に加熱し、高い加熱効率を有する。
【0009】
一つの可能な実現方式では、前記第1のブリッジアームの第1の端は、前記第1の電池の第1の端に連結され、前記第2のブリッジアームの第1の端は、前記第2の電池の第1の端に連結され、前記第1のブリッジアームの第2の端、前記第2のブリッジアームの第2の端、前記第1の電池の第2の端は、前記第2の電池の第2の端に連結され、ここで、前記第1のブリッジアームは、第1のサブブリッジアームと第2のサブブリッジアームを含み、前記第2のブリッジアームは、第3のサブブリッジアームと第4のサブブリッジアームを含み、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は正極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は負極であり、又は、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は負極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は正極である。
【0010】
一つの可能な実現方式では、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第2の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第2の端に接続される。
【0011】
一つの可能な実現方式では、前記制御モジュールは、具体的には、
【0012】
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第4のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第3のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、及び/又は、
【0013】
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第2のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第1のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる。
【0014】
一つの可能な実現方式では、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第1の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第1の端に接続される。
【0015】
一つの可能な実現方式では、前記制御モジュールは、具体的には、
【0016】
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第3のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第4のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、及び/又は、
【0017】
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第1のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第2のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる。
【0018】
上記実施例では、合理的な制御シーケンスを設計し、各サブブリッジアームの導通と切断を制御することによって、第1の電池がエネルギー貯蔵素子に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子と第1の電池が第2の電池に充電する回路を形成し、及び/又は第2の電池がエネルギー貯蔵素子に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子と第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成する。放電回路と充電回路を交互に切り替えることによって、第1の電池と第2の電池との間は、繰り返し充放電し、充放電中に第1の電池と第2の電池の加熱を実現する。
【0019】
一つの可能な実現方式では、前記第1のサブブリッジアームは、第1のスイッチトランジスタを含み、前記第2のサブブリッジアームは、第2のスイッチトランジスタを含み、前記第3のサブブリッジアームは、第3のスイッチトランジスタを含み、前記第4のサブブリッジアームは、第4のスイッチトランジスタを含む。ここで、前記制御回路は、前記第1のスイッチトランジスタ、前記第2のスイッチトランジスタ、前記第3のスイッチトランジスタと前記第4のスイッチトランジスタを制御することによって、前記第1のサブブリッジアーム、前記第2のサブブリッジアーム、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームの導通と切断をそれぞれ実現する。
【0020】
一つの可能な実現方式では、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、又は、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、前記制御モジュールはさらに、前記第1の電池と前記第2の電池が直列接続されるように、前記状態切り替えスイッチの切断を制御するために用いられる。
【0021】
該実施例では、二つの電池の間には状態切り替えスイッチがさらに接続され、第1の電池と第2の電池との間の接続関係は、状態切り替えスイッチによって切り替えられてもよい。第1の電池と第2の電池を加熱する時、第1の電池と第2の電池が直列接続されるように、状態切り替えスイッチの切断を制御してもよい。他の状況では、例えば、第1の電池と第2の電池が動力システムに給電する時、第1の電池と第2の電池が並列接続されるように、状態切り替えスイッチの投入を制御してもよい。
【0022】
一つの可能な実現方式では、前記エネルギー貯蔵素子は、インダクタを含み、又は、前記エネルギー貯蔵素子は、直列接続されたインダクタと第1のコンデンサを含む。
【0023】
一つの可能な実現方式では、前記第1の電池の両端には第2のコンデンサが並列接続され、前記第2の電池の両端には第3のコンデンサが並列接続される。該第2のコンデンサと該第3のコンデンサは、電圧を安定させるなどの機能を実現することができ、動力電池の電圧安定性を向上させる。
【0024】
一つの可能な実現方式では、前記第1の電池と前記第2の電池はさらに、モータの駆動回路に連結され、前記駆動回路に電源を提供するために用いられる。
【0025】
第2の態様によれば、電池加熱装置の制御方法を提供し、前記電池加熱装置は、動力電池に連結され、前記動力電池を加熱するために用いられ、前記電池加熱装置は、第1のブリッジアーム、第2のブリッジアームとエネルギー貯蔵素子を含み、前記動力電池は、第1の電池と第2の電池を含み、前記制御方法は、
【0026】
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御し、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第1の電池が前記第2の電池に充電する回路を形成し、及び/又は、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成することによって、前記第1の電池と前記第2の電池を加熱することを含む。
【0027】
本出願の実施例では、二つの電池を同時に加熱することができ、充放電中に二つの電池が直列接続され、合理的な制御シーケンスを設計し、電池加熱装置における二つのブリッジアームを制御し、そのうちの一つの電池がエネルギー貯蔵素子に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子と該電池がもう一つの電池に充電する回路を形成することによって、充放電中に二つの電池を同時に加熱し、高い加熱効率を有する。
【0028】
一つの可能な実現方式では、前記第1のブリッジアームの第1の端は、前記第1の電池の第1の端に連結され、前記第2のブリッジアームの第1の端は、前記第2の電池の第1の端に連結され、前記第1のブリッジアームの第2の端、前記第2のブリッジアームの第2の端、前記第1の電池の第2の端は、前記第2の電池の第2の端に連結され、ここで、前記第1のブリッジアームは、第1のサブブリッジアームと第2のサブブリッジアームを含み、前記第2のブリッジアームは、第3のサブブリッジアームと第4のサブブリッジアームを含み、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は正極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は負極であり、又は、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は負極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は正極である。
【0029】
一つの可能な実現方式では、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第2の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第2の端に接続される。
【0030】
一つの可能な実現方式では、前記の、前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、加熱要求メッセージを受信することと、前記加熱要求メッセージに基づいて、第1の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第1の制御信号は、
【0031】
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第4のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第3のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、及び/又は、
【0032】
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第2のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第1のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる。
【0033】
一つの可能な実現方式では、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第1の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第1の端に接続される。
【0034】
一つの可能な実現方式では、前記の、前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、加熱要求メッセージを受信することと、前記加熱要求メッセージに基づいて、第3の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第3の制御信号は、
【0035】
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第3のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第4のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、及び/又は、
【0036】
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第1のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第2のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる。
【0037】
上記実施例では、合理的な制御シーケンスを設計し、各サブブリッジアームの導通と切断を制御することによって、第1の電池がエネルギー貯蔵素子に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子と第1の電池が第2の電池に充電する回路を形成し、及び/又は第2の電池がエネルギー貯蔵素子に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子と第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成する。放電回路と充電回路を交互に切り替えることによって、第1の電池と第2の電池との間は、繰り返し充放電し、充放電中に第1の電池と第2の電池の加熱を実現する。
【0038】
一つの可能な実現方式では、前記制御方法は、加熱停止メッセージを受信することと、前記加熱停止メッセージに基づいて、第2の制御信号を生成することとをさらに含み、ここで、前記第2の制御信号は、前記動力電池の加熱を停止するように前記電池加熱装置を制御するために用いられる。
【0039】
一つの可能な実現方式では、前記第1のサブブリッジアームは、第1のスイッチトランジスタを含み、前記第2のサブブリッジアームは、第2のスイッチトランジスタを含み、前記第3のサブブリッジアームは、第3のスイッチトランジスタを含み、前記第4のサブブリッジアームは、第4のスイッチトランジスタを含む。ここで、前記第1のスイッチトランジスタ、前記第2のスイッチトランジスタ、前記第3のスイッチトランジスタと前記第4のスイッチトランジスタを制御することによって、前記第1のサブブリッジアーム、前記第2のサブブリッジアーム、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームの導通と切断をそれぞれ実現する。
【0040】
一つの可能な実現方式では、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、又は、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、前記制御方法はさらに、前記第1の電池と前記第2の電池が直列接続されるように、前記状態切り替えスイッチの切断を制御するために用いられる。
【0041】
一つの可能な実現方式では、前記エネルギー貯蔵素子は、インダクタを含み、又は、前記エネルギー貯蔵素子は、直列接続されたインダクタと第1のコンデンサを含む。
【0042】
一つの可能な実現方式では、前記第1の電池の両端には第2のコンデンサが並列接続され、前記第2の電池の両端には第3のコンデンサが並列接続される。該第2のコンデンサと該第3のコンデンサは、電圧を安定させるなどの機能を実現することができ、動力電池の電圧安定性を向上させる。
【0043】
一つの可能な実現方式では、前記第1の電池と前記第2の電池はさらに、モータの駆動回路に連結され、前記駆動回路に電源を提供するために用いられる。
【0044】
第3の態様によれば、電池加熱装置の制御回路を提供し、該電池加熱装置の制御回路は、上記第2の態様又は第2の態様の任意の可能な実現方式における方法を実行するためのプロセッサを含むことを特徴とする。
【0045】
第4の態様によれば、動力装置を提供し、該動力装置は、第1の電池と第2の電池を含む動力電池と、前記動力電池に連結され、前記動力電池を加熱するための上記第1の態様又は第1の態様の任意の可能な実現方式における電池加熱装置と、モータであって、前記モータの駆動回路が前記動力電池に連結され、前記動力電池が前記駆動回路に電源を提供するために用いられるモータとを含む。
【0046】
上記技術案によれば、電池加熱装置は、二つの電池を同時に加熱することができ、該電池加熱装置は、二つのブリッジアームとエネルギー貯蔵素子を含み、充放電中に二つの電池が直列接続され、二つのブリッジアームを制御し、そのうちの一つの電池がエネルギー貯蔵素子に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子と該電池がもう一つの電池に充電する回路を形成することによって、充放電中に二つの電池を同時に加熱し、高い加熱効率を有する。
【図面の簡単な説明】
【0047】
本出願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下では、本出願の実施例で使用する必要がある図面を簡単に説明するが、明らかなことに、以下に説明する図面は、本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとっては、創造的な労力を支払うことなく、図面に基づいて他の図面を入手することができる。
図1】本出願の実施例の電池加熱装置の応用シナリオの概略図である。
図2】本出願の実施例の電池加熱装置の概略的ブロック図である。
図3図2に示す電池加熱装置に基づく一つの可能な実現方式の概略図である。
図4図2に示す電池加熱装置に基づく別の可能な実現方式の概略図である。
図5図2に示す電池加熱装置に基づく別の可能な実現方式の概略図である。
図6図2に示す電池加熱装置に基づく別の可能な実現方式の概略図である。
図7】本出願の実施例の電池加熱装置の制御方法の概略的フローチャートである。
図8】本出願の実施例の電池加熱装置の制御回路の概略的ブロック図である。
図9】本出願の実施例の動力装置の概略的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0048】
以下、図面と実施例を参照して本出願の実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例の詳細な説明と図面は、本出願の原理を例示的に説明するために使用されるが、本出願の範囲を限定するために使用されるべきではなく、即ち本出願は、説明された実施例に限定されない。
【0049】
本出願の記述において、指摘すべきこととして、特に説明されていない限り、「複数」は、二つ以上を意味し、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などの用語により示される方位又は位置関係は、示された装置又は素子が特定の方位を有しなければならず、特定の方位で構成及び操作されなければならないことを示したり、暗示したりするのではなく、本出願を容易に説明し、説明を簡略化するためのものに過ぎず、本出願の限定として理解されるべきではない。なお、「第1」、「第2」、「第3」などの用語は、説明のみを目的として使用されており、相対的な重要性を示したり、暗示したりするものとして理解されるべきではない。「垂直」は、厳密な意味での垂直ではないが、誤差の許容範囲内である。「平行」は、厳密な意味での平行ではないが、誤差の許容範囲内である。
【0050】
以下の説明に現れる方位詞は、いずれも図に示されている方向であり、本出願の特定の構造を限定するものではない。本出願の記述において、さらに説明すべきこととして、明確に指定及び限定されていない限り、「取り付け」、「連結」、「接続」という用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、着脱可能な接続、又は一体的な接続であってもよく、直接連結されることであってもよく、中間媒体を介して間接的に連結されることであってもよい。当業者にとって、本出願における上記用語の特定の意味は、特定の状況に従って理解することができる。
【0051】
時代の発展に伴い、新エネルギー自動車は、その環境にやさしく、音が低く、使用コストが低いなどの利点によって、巨大な市場展望を有するとともに、省エネと汚染物質の排出削減を効果的に促進することができ、社会の発展と進歩に有利である。
【0052】
動力電池の電気化学特性によって、低温環境では、動力電池の充放電能力が大きく制限され、冬に車を運転する顧客の体験が厳しく影響される。そのため、動力電池の正常な使用を可能にするために、低温環境で動力電池を加熱する必要がある。
【0053】
本出願の実施例における動力電池は、リチウムイオン電池、リチウム金属電池、鉛酸電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池又はナトリウムイオン電池などであってもよく、ここで限定しない。規模から見ると、本出願の実施例における動力電池は、電池セルであってもよく、電池モジュール又は電池パックであってもよく、ここで限定しない。応用シナリオから見ると、該動力電池は、自動車、汽船などの動力装置に応用されてもよい。例えば、動力自動車のモータに給電し、電気自動車の動力源とするように、動力自動車に応用されてもよい。該動力電池はさらに、電気自動車における他の電力消費デバイス、例えば、車内エアコン、車載プレーヤーなどに給電してもよい。
【0054】
説明の便宜上、以下では、動力電池が新エネルギー自動車(即ち動力自動車、又は電気自動車と呼ばれる)に応用されることを例にして、本出願の方案を説明する。
【0055】
動力電池が複数の電池を含む場合、従来の技術では、一般的には、各電池を順次加熱する方式、又は複数の電池を並列接続した後に同時に加熱する方式を使用する。しかしながら、上記第1の方式は、加熱の時間を延長し、第2の方式によって、加熱用の電流が分流され、二つの方式は、いずれも加熱効率を低下させ、ユーザ体験に影響を与える。
【0056】
そのため、本出願は、二つの分岐回路によって電池を加熱する方案を提供し、二つの電池が直列接続されるように合理的に制御することによって、二つの電池の同時加熱を実現し、加熱用の電流が分流されないため、電池の加熱効率を向上させる。
【0057】
図1は、本出願の実施例の電池加熱装置の応用シナリオの概略図を示す。図1に示すように、電池加熱装置110は、動力電池120に接続され、電池加熱装置110は、動力電池120を加熱するために用いられる。動力電池120は、N個の電池を含み、Nは、2以上の正の整数であり、例えば図1に示す第1の電池、第2の電池、……、第Nの電池などである。本出願の実施例における電池加熱装置110は、一度にそのうちの二つの電池を同時に加熱することができる。つまり、N個の電池が複数組に分けられてもよく、各組は二つの電池であり、電池加熱装置110は、一度にそのうちの一組の電池を加熱する。本出願の実施例は、どのようにN個の電池を組み分けするかを限定せず、各組の電池の加熱順序も限定しない。以下では、第1の電池と第2の電池を例にして、電池加熱装置110がどのように第1の電池と第2の電池を同時に加熱するかを説明する。
【0058】
なお、動力電池120はさらに、動力システムに接続されてもよく、動力システムは、モータなどを含む。動力電池120は、モータの駆動回路に接続されてもよく、モータの駆動回路に電源を提供することによって、該動力電池120を搭載した動力自動車が走行するために用いられる。
【0059】
一つの実現方式では、動力電池120の電池管理システム(Battery Management System、BMS)は、動力電池120の状態情報、例えば、電池温度、荷電状態(State of Charge、SOC)、電圧信号、電流信号などを収集し、該状態情報に基づいて動力電池120を加熱する必要があるかどうかを決定する。動力電池120を加熱する必要があると決定する場合、BMSは、車両制御装置(Vehicle Control Unit、VCU)に加熱要求を送信してもよい。VCUは、BMSから送信された加熱要求に基づいて、電池加熱装置110を起動させて動力電池120を加熱するかどうかを決定する。
【0060】
例えば、VCUは、BMSから送信された加熱要求を受信すると、動力電池120のSOCに基づいて、電池加熱装置110を利用して動力電池120を加熱するかどうかを決定してもよい。ここで、動力電池120の電力量が十分であり、即ちSOCが高く、例えばある閾値よりも高い場合、電池加熱装置110で動力電池120を加熱してもよい。
【0061】
さらに例えば、動力電池120の電力量が足りなく、即ちSOCが低く、例えばある閾値よりも低い場合、電池加熱による消費を低減するために、電池加熱装置110で動力電池を加熱しなくてもよい。モータ制御装置、例えばマイクロプログラム制御装置(Microprogrammed Control Unit、MCU)は、モータの電圧と電流などの情報に基づいて、モータの状態を決定し、VCUに送信してもよい。そのため、モータがこの時に正常作動状態にある場合、モータの作動消費による発熱量を利用して動力電池120を加熱又は保温してもよく、例えば、車両走行時のモータの作動消費による発熱量を利用して動力電池120の冷却液を加熱し、それによって、該冷却液は、動力電池120を加熱又は保温する。
【0062】
又は、動力電池120のSOCが低い場合、電池加熱装置110を起動させて動力電池120を加熱するとともに、電池加熱装置110の加熱周期の長さを調整してもよく、言い換えれば、電池加熱装置110の加熱頻度を調整してもよい。
【0063】
本出願は、電池加熱装置110の使用シナリオを限定せず、本出願の実施例の電池加熱装置110は、必要に応じて動力電池120を加熱するために用いられてもよい。
【0064】
電池加熱装置110が動力電池120を加熱する過程において、動力電池120のBMSはさらに、動力電池120の温度に異常があるかどうかを監視してもよい。動力電池120の温度に異常がある場合、BMSは、VCUに温度異常情報を送信してもよく、すると、VCUは、動力電池120の加熱を停止するように電池加熱装置110を制御する。この時、モータの作動消費による発熱量を利用して動力電池120を加熱又は保温してもよく、例えば、モータの作動消費による発熱量を利用して動力電池120の冷却液を加熱し、それによって、冷却液は、動力電池120を加熱又は保温する。
【0065】
電池加熱装置110が動力電池120を加熱する過程において、動力電池120の温度が要求を満たす場合、VCUは、動力電池120の加熱を停止するように電池加熱装置110を制御してもよい。この時、モータの作動消費による発熱量を利用して動力電池120を保温してもよく、例えば、モータの作動消費による発熱量を利用して動力電池120の冷却液を加熱し、それによって、冷却液は、動力電池120を保温する。
【0066】
以下では、図2から図4を参照して、本出願の実施例の電池加熱装置110が動力電池120を加熱する方案を説明する。
【0067】
図2は、本出願の実施例の電池加熱装置110の概略的ブロック図である。図2に示すように、電池加熱装置110は、加熱モジュール1110と制御モジュール1120を含む。動力電池120は、第1の電池121と第2の電池122を含む。電池加熱装置110は、第1の電池121と第2の電池122を同時に加熱することができる。
【0068】
ここで、加熱モジュール1110は、第1のブリッジアーム1111、第2のブリッジアーム1112とエネルギー貯蔵素子1113を含む。エネルギー貯蔵素子1113は、例えば、インダクタLであってもよく、又は直列接続されたインダクタLと第1のコンデンサであってもよい。
【0069】
第1の電池121の両端には、例えば、第2のコンデンサC1が並列接続されてもよく、第2の電池122の両端には、例えば、第3のコンデンサC2が並列接続されてもよい。該第2のコンデンサC1と該第3のコンデンサC2は、電圧を安定させるなどの機能を実現することができ、第1の電池121と第2の電池122の電圧変動を減少させ、第1の電池121と第2の電池122の電圧安定性を向上させる。このように、車両走行過程において、電池電圧へのモータ制御装置のサンプリング精度要求を低下させることができる。
【0070】
制御モジュール1120は、第1のブリッジアーム1111と第2のブリッジアーム1112を制御して、第1の電池121がエネルギー貯蔵素子1113に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子1113と第1の電池121が第2の電池122に充電する回路を形成することによって、充放電中に第1の電池121と第2の電池122を加熱し、及び/又は、第1のブリッジアーム1111と第2のブリッジアーム1112を制御して、第2の電池122がエネルギー貯蔵素子1113に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子1113と第2の電池122が第1の電池121に充電する回路を形成することによって、充放電中に第1の電池121と第2の電池122を加熱するために用いられる。
【0071】
制御モジュール1120は、VCUであってもよく、VCUと相対的に独立した制御モジュール、例えば、電池加熱装置110のために特別に設置された制御モジュールであってもよく、本出願の実施例は、それを限定しない。
【0072】
これで分かるように、電池加熱装置110が第1の電池121と第2の電池122を加熱する時、制御モジュール1120は、加熱モジュール1110における第1のブリッジアーム1111と第2のブリッジアーム1112を制御する必要があり、第1のブリッジアーム1111と第2のブリッジアーム1112の導通又は切断を制御することによって、第1の電池121と第2の電池122とのうちの一つの電池がエネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び該電池とエネルギー貯蔵素子がもう一つの電池に充電する回路を形成する。放電回路と充電回路を交互に切り替えると、充放電中に二つの電池の内部に電流が流れているため、電池の温度を上昇させ、二つの電池の同時加熱を実現し、且つ高い加熱効率を有する。
【0073】
一つの実現方式では、第1のブリッジアーム1111の第1の端E11は、第1の電池121の第1の端に連結され、第2のブリッジアーム1112の第1の端E21は、第2の電池122の第1の端に連結され、第1のブリッジアーム1111の第2の端E12、第2のブリッジアーム1112の第2の端E22、第1の電池121の第2の端は、第2の電池122の第2の端に連結される。ここで、第1のブリッジアーム1111は、第1のサブブリッジアーム1101と第2のサブブリッジアーム1102を含み、第2のブリッジアーム1112は、第3のサブブリッジアーム1103と第4のサブブリッジアーム1104を含む。
【0074】
ここで、第1の電池121の第1の端は、第1の電池121の正極であり、第1の電池121の第2の端は、第1の電池121の負極である。第2の電池122の第1の端は、第2の電池122の正極であり、第2の電池122の第2の端は、第2の電池122の負極である。
【0075】
又は、第1の電池121の第1の端は、第1の電池121の負極であり、第1の電池121の第2の端は、第1の電池121の正極である。第2の電池122の第1の端は、第2の電池122の負極であり、第2の電池122の第2の端は、第2の電池122の正極である。
【0076】
さらに、第1の電池121の第1の端E11と第2の電池122の第1の端E21との間には状態切り替えスイッチが接続され、又は、第1の電池121の第2の端E12と第2の電池122の第2の端E22との間には状態切り替えスイッチが接続される。例えば、図3から図6に示すスイッチトランジスタV15である。制御モジュール1120はさらに、第1の電池121と2の電池122が直列接続されるように、該状態切り替えスイッチの切断を制御するために用いられる。
【0077】
第1の電池121と2の電池122との間の接続関係は、状態切り替えスイッチによって切り替えられてもよい。第1の電池と第2の電池を加熱する必要がある時、第1の電池121と第2の電池122が直列接続されるように、状態切り替えスイッチの切断を制御してもよい。他の状況では、例えば、第1の電池121と第2の電池122が動力システムに給電する時、第1の電池と第2の電池が並列接続されるように、状態切り替えスイッチの投入を制御してもよい。
【0078】
ここで記載された直列接続は、第1の電池121の正極が第2の電池122の正極に連結され、第1の電池121の負極が第2の電池122の負極に連結されることを意味してもよい。このように、電流が第1の電池121と第2の電池122との間で相互に流れることを実現し、第1の電池121と第2の電池122との間のエネルギー交換を実現する。
【0079】
本出願のエネルギー貯蔵素子1113は、第1のブリッジアーム1111と第2のブリッジアーム1112との間に接続されてもよい。例えば、図3図4に示すように、エネルギー貯蔵素子1113の一端は、第1のサブブリッジアーム1101と第2のサブブリッジアーム1102との間に接続され、エネルギー貯蔵素子1113の他端は、第3のサブブリッジアーム1103と第4のサブブリッジアーム1104との間に接続される。
【0080】
さらに例えば、図5に示すように、エネルギー貯蔵素子1113の一端は、第1のブリッジアーム1111の第2の端E12に接続され、エネルギー貯蔵素子1113の他端は、第2のブリッジアーム1112の第2の端E22に接続される。
【0081】
さらに例えば、図6に示すように、エネルギー貯蔵素子1113の一端は、第1のブリッジアーム1111の第1の端E11に接続され、エネルギー貯蔵素子1113の他端は、第2のブリッジアーム1112の第1の端E21に接続される。
【0082】
一つの実現方式では、図3から図5に示す加熱モジュール1110について、直列接続された第1の電池121と第2の電池122を加熱する時、制御モジュール1120は、第1のサブブリッジアーム1101と第4のサブブリッジアーム1104を同時に導通するように制御し、第1の電池121、第1のサブブリッジアーム1101、エネルギー貯蔵素子1113と第4のサブブリッジアーム1104を含む、第1の電池121がエネルギー貯蔵素子1113に放電するための回路を形成し、また、第1のサブブリッジアーム1101と第3のサブブリッジアーム1103を同時に導通するように制御し、第1の電池121、第1のサブブリッジアーム1101、エネルギー貯蔵素子L、第3のサブブリッジアーム1103と第2の電池122を含む、第1の電池121とエネルギー貯蔵素子1113が第2の電池122に充電するための回路を形成してもよい。
【0083】
又は、図3から図5に示す加熱モジュール1110について、直列接続された第1の電池121と第2の電池122を加熱する時、制御モジュール1120は、第2のサブブリッジアーム1102と第3のサブブリッジアーム1103を同時に導通するように制御し、第2の電池122、第3のサブブリッジアーム1103、エネルギー貯蔵素子1113と第2のサブブリッジアーム1102を含む、第2の電池122がエネルギー貯蔵素子1113に放電するための回路を形成し、また、第1のサブブリッジアーム1101と第3のサブブリッジアーム1103を同時に導通するように制御し、第2の電池122、第3のサブブリッジアーム1103、エネルギー貯蔵素子1113、第1のサブブリッジアーム1101と第1の電池121を含む、第2の電池122とエネルギー貯蔵素子1113が第1の電池121に充電するための回路を形成してもよい。
【0084】
以下では、図3から図5を参照し、且つ第1の電池121の第1の端が第1の電池121の正極であり、第1の電池121の第2の端が第1の電池121の負極であり、第2の電池122の第1の端が第2の電池122の正極であり、第2の電池122の第2の端が第2の電池122の負極であり、且つエネルギー貯蔵素子1113がインダクタLであることを例にして、電池の加熱過程を詳細に説明する。
【0085】
一つの実現方式では、図3から図5に示す加熱モジュール1110について、第1のサブブリッジアーム1101は、第1のスイッチトランジスタV11を含み、第2のサブブリッジアーム1102は、第2のスイッチトランジスタV12を含み、第3のサブブリッジアーム1103は、第3のスイッチトランジスタV13を含み、第4のサブブリッジアーム1104は、第4のスイッチトランジスタV14を含む。ここで、制御回路1120は、第1のスイッチトランジスタV11、第2のスイッチトランジスタV12、第3のスイッチトランジスタV13と第4のスイッチトランジスタV14を制御することによって、第1のサブブリッジアーム1101、第2のサブブリッジアーム1102、第3のサブブリッジアーム1103と第4のサブブリッジアーム1104の導通をそれぞれ実現する。
【0086】
具体的には、一つの実現方式では、図3から図5に示す加熱モジュール1110について、各加熱周期は、第1の段階と第2の段階を含んでもよい。ここで、第1の段階では、第1のスイッチトランジスタV11と第4のスイッチトランジスタV14が投入され、第2のスイッチトランジスタV12と第3のスイッチトランジスタV13が切断されることによって、第1の電池121、第1のスイッチトランジスタV11、インダクタLと第4のスイッチトランジスタV14を含む回路が形成され、該回路は、第1の電池121による放電とインダクタLによるエネルギー貯蔵に用いられ、第1の電池121からインダクタLへの放電経路は、第1の電池121の正極→V11→L→V14→第1の電池121の負極であり、第2の段階では、第1のスイッチトランジスタV11と第3のスイッチトランジスタV13が投入され、第2のスイッチトランジスタV12と第4のスイッチトランジスタV14が切断されることによって、第1の電池121、第1のスイッチトランジスタV11、インダクタL、第3のスイッチトランジスタV13と第2の電池122を含む回路が形成され、該回路は、第1の電池121とインダクタLが第2の電池122に充電するために用いられ、充電経路は、第1の電池121の正極→V11→L→V13→第2の電池122の正極→第2の電池122の負極→第1の電池121の負極である。そして、該状態をそのまま維持するために、第3のスイッチトランジスタV13と第4のスイッチトランジスタV14の繰り返し切り替えを制御することによって、第2の電池122に充電する時間を制御することができる。
【0087】
さらに、各加熱周期は、第1の段階と第2の段階に加えて、第3の段階と第4の段階をさらに含んでもよい。ここで、第3の段階では、第2のスイッチトランジスタV12と第3のスイッチトランジスタV13が投入され、第1のスイッチトランジスタV11と第4のスイッチトランジスタV14が切断されることによって、第2の電池122、第3のスイッチトランジスタV13、インダクタLと第2のスイッチトランジスタV12を含む回路が形成され、該回路は、第2の電池122による放電とインダクタLによるエネルギー貯蔵に用いられ、第2の電池122からインダクタLへの放電経路は、第2の電池122の正極→V13→L→V12→第2の電池122の負極であり、第4の段階では、第1のスイッチトランジスタV11と第3のスイッチトランジスタV13が投入され、第2のスイッチトランジスタV12と第4のスイッチトランジスタV14が切断されることによって、第2の電池122、第3のスイッチトランジスタV13、インダクタL、第1のスイッチトランジスタV11と第1の電池121を含む回路が形成され、該回路は、第2の電池122とインダクタLが第1の電池121に充電するために用いられ、充電経路は、第2の電池122の正極→V13→L→V11→第1の電池121の正極→第1の電池121の負極→第2の電池122の負極である。そして、該状態をそのまま維持するために、第1のスイッチトランジスタV11と第2のスイッチトランジスタV12の繰り返し切り替えを制御することによって、第1の電池121に充電する時間を制御することができる。
【0088】
同様に、別の実現方式では、図3図4図6に示す加熱モジュール1110について、直列接続された第1の電池121と第2の電池122を加熱する時、第1の段階では、制御モジュール1120は、第2のサブブリッジアーム1102と第3のサブブリッジアーム1103を同時に導通するように制御し、第1の電池121、第2のサブブリッジアーム1102、エネルギー貯蔵素子1113と第3のサブブリッジアーム1103を含む、第1の電池121がエネルギー貯蔵素子1113に放電するための回路を形成し、第2の段階では、第2のサブブリッジアーム1102と第4のサブブリッジアーム1104を同時に導通するように制御し、第1の電池121、第2のサブブリッジアーム1102、エネルギー貯蔵素子L、第4のサブブリッジアーム1104と第2の電池122を含む、第1の電池121とエネルギー貯蔵素子1113が第2の電池122に充電するための回路を形成し、第3の段階では、モジュール1120は、第1のサブブリッジアーム1101と第4のサブブリッジアーム1104を同時に導通するように制御し、第2の電池122、第4のサブブリッジアーム1104、エネルギー貯蔵素子1113と第1のサブブリッジアーム1101を含む、第2の電池122がエネルギー貯蔵素子1113に放電するための回路を形成し、第4の段階では、第2のサブブリッジアーム1102と第4のサブブリッジアーム1104を同時に導通するように制御し、第2の電池122、第4のサブブリッジアーム1104、エネルギー貯蔵素子1113、第2のサブブリッジアーム1102と第1の電池121を含む、第2の電池122とエネルギー貯蔵素子1113が第1の電池121に充電するための回路を形成してもよい。ここで、制御モジュール1120は、各サブブリッジアーム上のスイッチトランジスタを制御することによって、各サブブリッジアームの導通と切断を実現することができる。
【0089】
これで分かるように、加熱モジュール1110の具体的な回路構造について、合理的な制御シーケンスを設計し、図3から図6に示す加熱モジュール1110における各サブブリッジアームの導通と切断を制御し、そのうちの一つの電池がエネルギー貯蔵素子1113に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子1113と該電池がもう一つの電池に充電する回路を形成し、放電回路と充電回路を交互に切り替えることによって、充放電中に二つの電池を同時に加熱し、高い加熱効率を有する。
【0090】
理解すべきこととして、図3に示す加熱モジュール1110は概略的なものだけであり、各サブブリッジアームは、他の実現方式を有してもよい。例えば、図4に示すより好ましい実現方式では、第1のサブブリッジアーム1101は、第1のスイッチトランジスタV11、及び第1のスイッチトランジスタV11に並列接続された第1のフリーホイールダイオードD11を含んでもよく、第2のサブブリッジアーム1102は、第2のスイッチトランジスタV12、及び第2のスイッチトランジスタV12に並列接続された第2のフリーホイールダイオードD12を含んでもよく、第3のサブブリッジアーム1103は、第3のスイッチトランジスタV13、及び第3のスイッチトランジスタV13に並列接続された第3のフリーホイールダイオードD13を含んでもよく、第4のサブブリッジアーム1104は、第4のスイッチトランジスタV14、及び第4のスイッチトランジスタV14に並列接続された第4のフリーホイールダイオードD14を含んでもよい。
【0091】
フリーホイールダイオードは、一般的にはインダクタに合わせて使用される。インダクタの電流が急に変化する時、インダクタの両端の電圧は急に変化し、電気回路における他の素子を損傷させる可能性がある。フリーホイールダイオードに合わせる時、インダクタの電流は、緩いやかに変化することができ、電圧が急に変化することを回避し、回路の安全性を向上させる。
【0092】
例えば、図4に示すように、一つの加熱周期の第1の段階から第2の段階に入る時、即ち、第3のスイッチトランジスタV13と第4のスイッチトランジスタV14が切り替えられる時、切り替え遅延があるため、電流は、第1の段階における第1の電池121からインダクタLへの放電経路に短期間残る可能性があり、この時、第4のフリーホイールダイオードD14は、該電流をバッファし、電圧が急に変化することを回避し、回路の安全性を向上させることができる。
【0093】
理解すべきこととして、いくつかの状況で、第1のスイッチトランジスタV11及びそれに並列接続された第1のフリーホイールダイオード、第2のスイッチトランジスタV12及びそれに並列接続された第2のフリーホイールダイオードD12、第3のスイッチトランジスタV13及びそれに並列接続された第3のフリーホイールダイオード、第4のスイッチトランジスタV14及びそれに並列接続された第4のフリーホイールダイオードD14は、いずれも絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Translator、IGBT)と呼ばれてもよい。
【0094】
同様に、図5図6に示す加熱モジュール1110について、各サブブリッジアームは、スイッチトランジスタ及び該スイッチトランジスタに並列接続されたフリーホイールダイオードを含んでもよく、本出願はこれ以上示さない。
【0095】
本出願の実施例は、各サブブリッジアームの具体的な形式を限定せず、各サブブリッジアームがフリーホイールダイオードを含まない場合にも、電池加熱モジュール1110の機能を実現することができる。
【0096】
本出願の実施例に記載の「接続」又は「連結」は、直接接続、又は他の素子を介した間接接続であってもよく、本出願は、それらを限定しない。
【0097】
本出願の実施例は、電池加熱装置の制御方法をさらに提供する。ここで、電池加熱装置の構造は、上記の図1から図6に対する具体的な説明を参照すればよく、ここではこれ以上説明しない。図7に示すように、電池加熱装置の制御方法700は、以下のステップの一部又は全部を含む。
【0098】
ステップ710では、前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御し、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第1の電池が前記第2の電池に充電する回路を形成することによって、前記第1の電池と前記第2の電池を加熱する。及び/又は、
【0099】
ステップ720では、前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御し、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成することによって、前記第1の電池と前記第2の電池を加熱する。
【0100】
上記技術案に基づいて、二つの電池を同時に加熱することができ、充放電中に二つの電池が直列接続され、合理的な制御シーケンスを設計し、電池加熱装置における二つのブリッジアームを制御し、そのうちの一つの電池がエネルギー貯蔵素子に放電する回路、及びエネルギー貯蔵素子と該電池がもう一つの電池に充電する回路を形成することによって、充放電中に二つの電池を同時に加熱し、高い加熱効率を有する。
【0101】
一つの実現方式では、前記第1のブリッジアームの第1の端は、前記第1の電池の第1の端に連結され、前記第2のブリッジアームの第1の端は、前記第2の電池の第1の端に連結され、前記第1のブリッジアームの第2の端、前記第2のブリッジアームの第2の端、前記第1の電池の第2の端は、前記第2の電池の第2の端に連結され、ここで、前記第1のブリッジアームは、第1のサブブリッジアームと第2のサブブリッジアームを含み、前記第2のブリッジアームは、第3のサブブリッジアームと第4のサブブリッジアームを含み、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は正極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は負極であり、又は、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は負極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は正極である。
【0102】
一つの可能な実現方式では、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第2の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第2の端に接続される。
【0103】
一つの可能な実現方式では、ステップ710で、前記の、前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、加熱要求メッセージを受信することと、前記加熱要求メッセージに基づいて、第1の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第1の制御信号は、前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第4のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第3のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成するために用いられる。
【0104】
一つの可能な実現方式では、ステップ720で、前記の、前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、加熱要求メッセージを受信することと、前記加熱要求メッセージに基づいて、第1の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第1の制御信号は、前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第2のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第1のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる。
【0105】
一つの可能な実現方式では、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第1の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第1の端に接続される。
【0106】
一つの可能な実現方式では、ステップ710で、前記の、前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、加熱要求メッセージを受信することと、前記加熱要求メッセージに基づいて、第3の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第3の制御信号は、前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第3のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第4のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成するために用いられる。
【0107】
一つの可能な実現方式では、ステップ720で、前記の、前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、加熱要求メッセージを受信することと、前記加熱要求メッセージに基づいて、第3の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第3の制御信号は、前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第1のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第2のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる。
【0108】
一つの可能な実現方式では、前記制御方法は、加熱停止メッセージを受信することと、前記加熱停止メッセージに基づいて、第2の制御信号を生成することとをさらに含み、ここで、前記第2の制御信号は、前記動力電池の加熱を停止するように前記電池加熱装置を制御するために用いられる。
【0109】
一つの実現方式では、前記第1のサブブリッジアームは、第1のスイッチトランジスタを含み、前記第2のサブブリッジアームは、第2のスイッチトランジスタを含み、前記第3のサブブリッジアームは、第3のスイッチトランジスタを含み、前記第4のサブブリッジアームは、第4のスイッチトランジスタを含む。ここで、前記第1のスイッチトランジスタ、前記第2のスイッチトランジスタ、前記第3のスイッチトランジスタと前記第4のスイッチトランジスタを制御することによって、前記第1のサブブリッジアーム、前記第2のサブブリッジアーム、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームの導通と切断をそれぞれ実現する。
【0110】
一つの実現方式では、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、又は、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、前記制御方法はさらに、前記第1の電池と前記第2の電池が直列接続されるように、前記状態切り替えスイッチの切断を制御するために用いられる。
【0111】
一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵素子は、インダクタを含み、又は、前記エネルギー貯蔵素子は、直列接続されたインダクタと第1のコンデンサを含む。
【0112】
一つの実現方式では、前記第1の電池の両端には第2のコンデンサが並列接続され、前記第2の電池の両端には第3のコンデンサが並列接続される。
【0113】
一つの実現方式では、前記第1の電池と前記第2の電池はさらに、モータの駆動回路に連結され、前記駆動回路に電源を提供するために用いられる。
【0114】
理解すべきこととして、方法実施例における各ブリッジアームの具体的な制御及びもたらす有益な効果は、上記装置実施例における対応する説明を参照すればよく、簡潔さのため、ここではこれ以上説明しない。
【0115】
図8は、本出願の実施例の電池加熱装置の制御回路800の概略的ブロック図を示す。図8に示すように、制御回路800は、プロセッサ820を含み、任意選択的に、該制御回路800は、メモリ810をさらに含み、ここで、メモリ810は、命令を記憶するために用いられ、プロセッサ820は、該命令を読み取り、該命令に基づいて上記本出願の各実施例における方法を実行するために用いられる。
【0116】
プロセッサ820は、例えば、上記いずれか一つの電池加熱装置の制御モジュールに対応してもよい。
【0117】
図9は、本出願の実施例の動力装置900の概略的ブロック図を示す。動力装置900は、動力電池120と、動力電池120に連結され、動力電池120を加熱するための上記いずれか一つの実施例における電池加熱装置110と、モータ130であって、モータ130の駆動回路131が動力電池120に連結され、動力電池120が駆動回路131に電源を提供するために用いられるモータ130とを含む。
【0118】
動力装置900は、例えば、動力自動車であってもよい。
【0119】
本出願の実施例は、コンピュータプログラムを記憶するための読み取り可能な記憶媒体をさらに提供する。該コンピュータプログラムは、上記本出願の各実施例における方法を実行するためのものである。
【0120】
当業者であれば意識できるように、本明細書に開示された実施例を参照して説明された様々な例のユニット及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、又はコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。これらの機能が、ハードウェア方式で実行されるか、それともソフトウェア方式で実行されるかは、技術案の特定の応用及び設計拘束条件によるものである。当業者は、各特定の応用に対して異なる方法を使用して、説明された機能を実現することができるが、このような実現は、本出願の範囲を超えていると考えるべきではない。
【0121】
当業者が明確に理解できるように、説明の便宜及び簡潔さのために、以上に説明されたシステム、装置及びユニットの具体的な作動過程は、上記方法実施例における対応する過程を参照すればよく、ここではこれ以上説明しない。
【0122】
本出願によって提供されるいくつかの実施例では、理解すべきこととして、掲示されたシステム、装置及び方法は、他の方式によって実現されてもよい。例えば、以上に説明された装置実施例は、単に例示的なものであり、例えば、前記ユニットの区分は、単に論理的機能の区分であり、実際に実現する時、他の区分方式があってもよい。例えば、複数のユニット又はアセンブリは、組み合わせられてもよく、又は別のシステムに集積されてもよく、又はいくつかの特徴は、無視されてもよく、又は実行されなくてもよい。また、表示又は討論された相互間の結合又は直接結合又は通信接続は、いくつかのインターフェース、装置又はユニットによる間接結合又は通信接続であってもよく、電気的、機械的、又は他の形式であってもよい。
【0123】
前記分離された部品として説明されるユニットは、物理的に分離されてもよく、又は物理的に分離されなくてもよく、ユニットとして表示される部品は、物理的なユニットであってもよく、又は、物理的なユニットでなくてもよく、即ち、一つの場所に位置してもよく、又は複数のネットワークユニットに分布されてもよい。実際の必要に応じて、そのうちの一部又は全部のユニットを選択して、本実施例の方案の目的を実現することができる。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
【手続補正書】
【提出日】2023-06-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池加熱装置であって、動力電池に連結され、第1の電池と第2の電池を含む前記動力電池を加熱するために用いられ、
第1のブリッジアーム、第2のブリッジアームとエネルギー貯蔵素子を含む加熱モジュールと、
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御し、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第1の電池が前記第2の電池に充電する回路を形成し、及び/又は、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成することによって、前記第1の電池と前記第2の電池を加熱するための制御モジュールとを含む、池加熱装置。
【請求項2】
前記第1のブリッジアームの第1の端は、前記第1の電池の第1の端に連結され、前記第2のブリッジアームの第1の端は、前記第2の電池の第1の端に連結され、前記第1のブリッジアームの第2の端、前記第2のブリッジアームの第2の端、前記第1の電池の第2の端は、前記第2の電池の第2の端に連結され、ここで、前記第1のブリッジアームは、第1のサブブリッジアームと第2のサブブリッジアームを含み、前記第2のブリッジアームは、第3のサブブリッジアームと第4のサブブリッジアームを含み、
前記第1の電池の第1の端は、前記第1の電池の正極であり、前記第1の電池の第2の端は、前記第1の電池の負極であり、前記第2の電池の第1の端は、前記第2の電池の正極であり、前記第2の電池の第2の端は、前記第2の電池の負極であり、又は、前記第1の電池の第1の端は、前記第1の電池の負極であり、前記第1の電池の第2の端は、前記第1の電池の正極であり、前記第2の電池の第1の端は、前記第2の電池の負極であり、前記第2の電池の第2の端は、前記第2の電池の正極である、求項1に記載の電池加熱装置。
【請求項3】
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第2の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第2の端に接続される、求項2に記載の電池加熱装置。
【請求項4】
前記制御モジュールは、具体的には、
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第4のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第3のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、
及び/又は、
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第2のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第1のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる、求項3に記載の電池加熱装置。
【請求項5】
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第1の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第1の端に接続される、求項2に記載の電池加熱装置。
【請求項6】
前記制御モジュールは、具体的には、
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第3のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第4のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、
及び/又は、
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第1のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第2のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる、求項5に記載の電池加熱装置。
【請求項7】
前記第1のサブブリッジアームは、第1のスイッチトランジスタを含み、前記第2のサブブリッジアームは、第2のスイッチトランジスタを含み、前記第3のサブブリッジアームは、第3のスイッチトランジスタを含み、前記第4のサブブリッジアームは、第4のスイッチトランジスタを含み、
ここで、前記制御モジュールは、前記第1のスイッチトランジスタ、前記第2のスイッチトランジスタ、前記第3のスイッチトランジスタと前記第4のスイッチトランジスタを制御することによって、前記第1のサブブリッジアーム、前記第2のサブブリッジアーム、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームの導通と切断をそれぞれ実現する、求項2から6のいずれか1項に記載の電池加熱装置。
【請求項8】
前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、又は、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、前記制御モジュールはさらに、
前記第1の電池と前記第2の電池が直列接続されるように、前記状態切り替えスイッチの切断を制御するために用いられる、求項1から7のいずれか1項に記載の電池加熱装置。
【請求項9】
前記エネルギー貯蔵素子は、インダクタを含み、又は、
前記エネルギー貯蔵素子は、直列接続されたインダクタと第1のコンデンサを含む、求項1から8のいずれか1項に記載の電池加熱装置。
【請求項10】
前記第1の電池の両端には第2のコンデンサが並列接続され、前記第2の電池の両端には第3のコンデンサが並列接続される、求項1から9のいずれか1項に記載の電池加熱装置。
【請求項11】
電池加熱装置の制御方法であって、前記電池加熱装置は、動力電池に連結され、前記動力電池を加熱するために用いられ、前記電池加熱装置は、第1のブリッジアーム、第2のブリッジアームとエネルギー貯蔵素子を含み、前記動力電池は、第1の電池と第2の電池を含み、前記制御方法は、
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御し、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第1の電池が前記第2の電池に充電する回路を形成し、及び/又は、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電する回路、及び前記エネルギー貯蔵素子と前記第2の電池が前記第1の電池に充電する回路を形成することによって、前記第1の電池と前記第2の電池を加熱することを含む、池加熱装置の制御方法。
【請求項12】
前記第1のブリッジアームの第1の端は、前記第1の電池の第1の端に連結され、前記第2のブリッジアームの第1の端は、前記第2の電池の第1の端に連結され、前記第1のブリッジアームの第2の端、前記第2のブリッジアームの第2の端、前記第1の電池の第2の端は、前記第2の電池の第2の端に連結され、ここで、前記第1のブリッジアームは、第1のサブブリッジアームと第2のサブブリッジアームを含み、前記第2のブリッジアームは、第3のサブブリッジアームと第4のサブブリッジアームを含み、
前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は正極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は負極であり、又は、前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端は負極であり、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端は正極である、求項11に記載の制御方法。
【請求項13】
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第2の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第2の端に接続される、求項12に記載の制御方法。
【請求項14】
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、
加熱要求メッセージを受信することと、
前記加熱要求メッセージに基づいて、第1の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第1の制御信号は、
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第4のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第1のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第3のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、
及び/又は、
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第2のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第1のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第3のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第1のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる、求項13に記載の制御方法。
【請求項15】
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のサブブリッジアームと前記第2のサブブリッジアームとの間に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームとの間に接続され、又は、
前記エネルギー貯蔵素子の第1の端は、前記第1のブリッジアームの第1の端に接続され、前記エネルギー貯蔵素子の第2の端は、前記第2のブリッジアームの第1の端に接続される、求項12に記載の制御方法。
【請求項16】
前記第1のブリッジアームと前記第2のブリッジアームを制御することは、
加熱要求メッセージを受信することと、
前記加熱要求メッセージに基づいて、第3の制御信号を生成することとを含み、ここで、前記第3の制御信号は、
前記第2のサブブリッジアームと前記第3のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第3のサブブリッジアームを含む、前記第1の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第1の電池、前記第2のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第4のサブブリッジアームと前記第2の電池を含む、前記第1の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第2の電池に充電するための回路を形成し、
及び/又は、
前記第1のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子と前記第1のサブブリッジアームを含む、前記第2の電池が前記エネルギー貯蔵素子に放電するための回路を形成し、
前記第2のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームを同時に導通するように制御し、前記第2の電池、前記第4のサブブリッジアーム、前記エネルギー貯蔵素子、前記第2のサブブリッジアームと前記第1の電池を含む、前記第2の電池と前記エネルギー貯蔵素子が前記第1の電池に充電するための回路を形成するために用いられる、求項15に記載の制御方法。
【請求項17】
前記制御方法は、
加熱停止メッセージを受信することと、
前記加熱停止メッセージに基づいて、第2の制御信号を生成することとをさらに含み、ここで、前記第2の制御信号は、前記動力電池の加熱を停止するように前記電池加熱装置を制御するために用いられる、求項14又は16に記載の制御方法。
【請求項18】
前記第1のサブブリッジアームは、第1のスイッチトランジスタを含み、前記第2のサブブリッジアームは、第2のスイッチトランジスタを含み、前記第3のサブブリッジアームは、第3のスイッチトランジスタを含み、前記第4のサブブリッジアームは、第4のスイッチトランジスタを含み、
ここで、前記第1のスイッチトランジスタ、前記第2のスイッチトランジスタ、前記第3のスイッチトランジスタと前記第4のスイッチトランジスタを制御することによって、前記第1のサブブリッジアーム、前記第2のサブブリッジアーム、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームの導通と切断をそれぞれ実現する、求項12から17のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項19】
前記第1の電池の第1の端と前記第2の電池の第1の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、又は、前記第1の電池の第2の端と前記第2の電池の第2の端との間には状態切り替えスイッチが接続され、前記制御方法はさらに、
前記第1の電池と前記第2の電池が直列接続されるように、前記状態切り替えスイッチの切断を制御するために用いられる、求項11から18のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項20】
前記エネルギー貯蔵素子は、インダクタを含み、又は、
前記エネルギー貯蔵素子は、直列接続されたインダクタと第1のコンデンサを含む、求項11から19のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項21】
前記第1の電池の両端には第2のコンデンサが並列接続され、前記第2の電池の両端には第3のコンデンサが並列接続される、求項11から20のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項22】
前記第1の電池と前記第2の電池はさらに、モータの駆動回路に連結され、前記駆動回路に電源を提供するために用いられる、求項11から21のいずれか1項に記載の制御方法。
【請求項23】
動力装置であって、
第1の電池と第2の電池を含む動力電池と、
前記動力電池に連結され、前記動力電池を加熱するための請求項1から10のいずれか1項に記載の電池加熱装置と、
モータであって、前記モータの駆動回路が前記動力電池に連結され、前記動力電池が前記駆動回路に電源を提供するために用いられるモータとを含む、力装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0019】
一つの可能な実現方式では、前記第1のサブブリッジアームは、第1のスイッチトランジスタを含み、前記第2のサブブリッジアームは、第2のスイッチトランジスタを含み、前記第3のサブブリッジアームは、第3のスイッチトランジスタを含み、前記第4のサブブリッジアームは、第4のスイッチトランジスタを含む。ここで、前記制御モジュールは、前記第1のスイッチトランジスタ、前記第2のスイッチトランジスタ、前記第3のスイッチトランジスタと前記第4のスイッチトランジスタを制御することによって、前記第1のサブブリッジアーム、前記第2のサブブリッジアーム、前記第3のサブブリッジアームと前記第4のサブブリッジアームの導通と切断をそれぞれ実現する。

【国際調査報告】