[发明专利]用于引起电池温度上升的系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于快速引起混合动力车或电动汽车的电池温度上升的系统，并且更具体地涉及用于在确保电池的安全性的同时快速引起电池温度上升的系统和用于在将从电池向电动机施加的电功率的电压保持在以期望速度驱动车辆或汽车所需的值的同时快速引起电池温度上升的系统。

背景技术

一种安装在混合动力车或电动汽车上的电压转换设备快速增加了可再充电二次电池的温度。这种设备例如在日本专利首次公布第JP2005-312160号中公开。

在该公布的这种设备中，一种温度传感器检测直流(dc)电源的温度。当电源温度低于参考值时，该设备对电源执行温度增加控制。更具体地，控制单元控制升压转换器来重复执行电压增加操作和电压下降操作。在电压增加操作中，通过电源的电阻器将电功率从电源向电容器发送。在电压下降操作中，通过电阻器将电功率从电容器向电源发送。因此，由电阻器所加热的电源的温度增加。当电源温度超过参考值时，停止温度增加控制，并且控制单元控制升压转换器来执行正常操作。在该正常操作中，执行电压增加操作、电压下降操作或增加操作和下降操作的重复。在电容器中蓄积的电功率的电压被施加给电动机作为以期望速度驱动电动机所需的驱动电压。

然而，当使用可再充电电池(比如锂离子可再充电电池等)作为直流电源时，电池的内部电阻在大气温度例如低于冰点的低温时间段期间增加。因此，当在重复执行电压上升和下降操作期间大电流以低频率流过电池时，电池电压的变化增大。在此情况下，电池电压有时超过其上限或者变得低于其下限。因此，难以快速地增加电池温度同时保证电池的安全性(电压转换设备的第一缺陷)。

例如，在锂离子可再充电电池的情况下，当电池被过充电以致超过电池电压的上限时，有时电池的电解溶液在电池的正电极附近被氧化，有时正电极的晶体结构被毁坏或损坏，而且有时锂沉积在电池的负电极上。相比而言，当电池被过放电以致变得低于电池电压的下限时，组成负电极的铜有时被电解液溶解掉。同样地，除了锂离子可再充电电池之外的任何可再充电电池在过充电或过放电时也被损坏。

此外，从电容器向电动机施加的驱动电压是可改变的。当车辆或汽车的发动机开始驱动时或者当操作电动机以使车辆或汽车高速行驶时，该驱动电压有时增加到最大值，比如650V。在这种情形下，当执行温度增加控制时，电容器的电压在电压下降操作期间相当大地减小到低于所需的驱动电压，并且不足以驱动电动机的低于驱动电压的电压被不期望地施加到电动机。因此，难以在电动机中生成启动车辆或汽车的行驶或者使车辆或汽车以期望的速度行驶所需的驱动转矩(电压转换设备的第二缺陷)。

发明内容

因此，期望提供一种用于快速引起电池温度上升同时确保电池的安全性的系统。

还期望提供一种用于快速引起电池温度上升同时向电动机施加驱动电动机所需的电压的系统。

根据本公开的第一方面，通过提供以下引起电池温度上升的系统来实现第一目的，该系统包括：可再充电电池、蓄电器、电压转换单元、以及控制单元。可再充电电池保持电功率。蓄电器蓄积从电池接收到的电功率。电压转换单元执行电池与蓄电器之间的电功率的电压转换。控制单元接收电池的电池温度，并且控制转换单元在所接收到的电池温度低于参考值时，增加电池温度同时交替地将电功率从蓄电器向电池转移以及从电池向蓄电器转移。此外，控制单元接收电池的电池电压，并且控制转换单元在每次所接收到的电池电压达到电池上限或电池下限时改变电功率在电池与蓄电器之间的转移方向。

通过系统的这种结构，控制单元控制转换单元在每次电池电压达到电池上限时将电功率从蓄电器向电池转移改变为电功率从电池向蓄电器转移，并且在每次电池电压达到电池下限时将电功率从电池向蓄电器转移改变为电功率从蓄电器向电池转移。因此，控制单元控制转换单元在从电池上限到电池下限的范围内改变电池电压。

因此，本系统可以防止电池被过充电或过放电，从而防止电池被损坏或毁坏，并且可以确保电池的安全性。

此外，因为控制单元控制转换单元交替地将电功率从蓄电器向电池转移以及将电功率从电池向蓄电器转移，所以电流流过电池使得在电池中产热。因此，当电池温度低于参考值时，系统可以快速地引起电池温度上升。