對預計在充電站再充電的牽引電池進行預冷的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及冷卻電動車輛的牽引電池。
【背景技術】
[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換成用于車輛推進的馬達扭矩。
[0003]可利用來自電網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，再充電都產生會使電池溫度升高的熱。因此，會期望對預計再充電的電池進行預冷以將電池溫度保持在期望的限制內。
【發明內容】
[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動至充電站時，對車輛的牽引電池進行預冷。可以根據車輛和充電站之間的距離來調節所述預冷。也可以根據再充電速率、與預定的最大電池溫度閾值有關的電池溫度和/或電池的荷電狀態來調節所述預冷。
[0006]在實施例中，提供了一種用于電動車輛的系統。所述系統包括電池冷卻系統和控制器。所述電池冷卻系統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動至充電站時，控制電池冷卻系統對牽引電池進行預冷。
[0007]根據本發明的一個實施例，所述控制器還被配置為:根據車輛和充電站之間的距離，調節所述預冷。
[0008]根據本發明的一個實施例，所述控制器還被配置為:接收來自車輛使用者和導航系統中的至少一個的距離。
[0009]根據本發明的一個實施例，所述控制器還被配置為:接收來自車輛使用者和導航系統中的至少一個的指示。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述控制器還被配置為:根據再充電的速率，調節所述預冷。
[0011]根據本發明的一個實施例，所述控制器還被配置為:根據牽引電池的周圍的環境溫度、與預定的最大電池溫度有關的電池溫度以及電池荷電狀態中的至少一個，調節所述預冷。
[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。所述電池冷卻系統被配置為當指示車輛正在被驅動至充電站時，對牽引電池進行預冷。
[0013]根據本發明的一個實施例，所述電池冷卻系統還被配置為:根據車輛和充電站之間的距離，調節所述預冷。
【附圖說明】
[0014]圖1示出了根據本發明的實施例的電動車輛的框圖；
[0015]圖2A和2B示出了根據本發明實施例的流程圖，流程圖分別描述了在車輛正在被驅動，預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冷的操作。
【具體實施方式】
[0016]在此公開了本發明的詳細實施例；然而，應理解的是，公開的實施例僅為本發明的示例，本發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。因此，在此所公開的具體結構和功能細節不應被解釋為限制，而僅作為用于教導本領域技術人員以各種形式使用本發明的代表性基礎。
[0017]現在參照圖1，示出了根據本發明的實施例的電動車輛10的框圖。在該實施例中，車輛10是無內燃發動機的純電動車輛(BEV)。在其它實施例中，車輛10可以是包括內燃發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)而將電能供應至馬達14。電池12放電，以將電能供應至馬達14。馬達14向車輛動力傳動系提供馬達扭矩，以驅動車輛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處的外部電網的電能來對電池12再充電。充電站18將來自電網的電能提供至電池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的溫度應該被保持在或保留在給定的溫度范圍內。溫度范圍取決于電池12的類型和/或特性。具體地，電池12的溫度不應超過最大運行溫度。
[0022]通常，電池12的溫度取決于環境溫度(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20。冷卻系統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。冷卻系統20可通過換熱器(例如，散熱器)將熱消散到外部環境或者車輛10的內部。
[0024]當車輛10在彳丁進時，冷卻系統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被驅動時，冷卻系統20具有更強的冷卻能力。因而，當車輛10在某些高的環境溫度下被驅動時，冷卻系統20可以充分地冷卻電池12，反之，當車輛在同樣的高的環境溫度下停在充電站處時，冷卻系統可能不具有足夠的冷卻能力。
[0025]當冷卻系統20運行同時車輛10正在充電站18處充電時，冷卻系統接收來自充電站18的電能用于其運行。另一方面，當冷卻系統20運行同時車輛10正在被驅動時，電池12向冷卻系統供應電能，以驅動冷卻系統的運行。因此，當車輛10正在被驅動時，電池12除了放電用于推進車輛，還放電用于驅動冷卻系統20。因此，這種從電池12放出的用于冷卻系統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、環境溫度傳感器24和電池荷電狀態(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。環境溫度傳感器24被配置為檢測周圍環境的溫度。電池荷電狀態(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20和傳感器22、24、26通信的控制器28。控制器28被配置為控制冷卻系統20冷卻電池12，以降低或保持電池溫度低于最大溫度。控制器28基于電池溫度、環境溫度、最大運行溫度和/或電池SOC來控制冷卻系統20。
[0028]此外，根據本發明的實施例，控制器28還被配置為:當車輛10正在被驅動，預計在充電站18對電池進行再充電時，控制冷卻系統20對電池12進行預冷。在車輛10正在被驅動時，控制器28利用冷卻系統20對電池12進行預冷，其中，冷卻系統20具有由于通過換熱器增加的氣流而導致的額外的冷卻能力。因此，當車輛10正在被驅動時，冷卻系統20可以具有額外的冷卻能力，從而即使在高的環境溫度下也能對電池12進行預冷。控制器28控制冷卻系統20對電池12進行預冷以降低電池溫度使其遠低于最大溫度，其中，所述電池溫度在預冷操作開始時就應該已經低于最大溫度。事實上，所述預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也不能運行，這種增加量的熱可能對于冷卻系統20來說太多而難以處