[发明专利]双重功能蓄电池系统与方法

说明书

一种用于支持车辆(10)的双重电功能的能量存储系统(100)，包括能量存储单元(400)，其具有串联连接的多个能量存储模块(418、420、424)，多个感测单元，其用于感测多个能量存储模块的电荷状态，以及一对主电压端(404、405)。串联连接的多个能量存储模块(418、420、424)在车辆(10)的开启状态过程中可跨一对主电压端(404、405)连接，以第一电压水平提供能量存储电能，以支持车辆(10)的主电功能。能量存储系统(100)进一步配置成在车辆(10)的熄火状态过程中选择多个能量存储模块(418、420、424)的子集，以跨一对次电压端(415、416)连接，使用开关网络(BMS 104)以第二电压水平提供能量存储电能。

本申请是申请日为2013年12月20日、国际申请号为PCT/US2013/077037、国家申请号为201380063933.9、发明名称为“双重功能蓄电池系统与方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请

本申请在35U.S.C.119(e)之下要求了2012年12月28日申请的序列号为61/746,818，标题为“双重功能蓄电池系统设计”的临时专利申请以及2012年3月15日申请的序列号为61/800,103，标题为“双重功能蓄电池系统设计”的临时专利申请的权益，上述两篇文献通过引用合并在此。

技术领域

本发明通常涉及电池与电池模块领域。尤其，本发明涉及蓄电池电池单元，其可以用于车辆环境，以及其他能量存储/消耗应用。

背景技术

本部分旨在向读者介绍可能与本发明的各个方面相关的技术的各个方面，其在以下说明和/或要求保护。相信本论述有利于向读者提供背景信息，以便于更好的理解本发明的各个方面。因此，应该理解的是，这些说明应从这个角度阅读，而不是作为对现有技术的承认。

使用用于支持驱动、启停、和/或再生制动功能的一个或多个电池系统的车辆可以称之为xEV，其中，此处将术语“xEV”定义为包括所有以下说明的电动汽车，或其任意变形或组合。

将“启停车辆”定义为当车辆停止时，可以禁用内燃机，并且使用电池(能量存储)系统继续向包括娱乐系统、导航、灯光、或其他电子设备的车载电器消耗设备提供电能以及当需要驱动时使用电池(能量存储)系统重新启动发动机的车辆。再生制动或电力驱动的缺少将“启停车辆”与其他形式的xEV相区别。

如本领域技术人员应该知道的是，混合动力电动汽车(HEVs)结合了内燃机(ICE)驱动系统与电池供电的电力驱动系统，例如48V、130V、或300V系统。术语HEV可以包括混合动力电动汽车的任意变形，例如再生制动、电力驱动、以及启停的特征均包括在其中。

特定类型的xEV为微混汽车(“mHEV”或“micro-HEV”)。微混汽车典型地以低电压运行，该电压定义成在60V以下。微混汽车典型地提供启停，并且通过它们使用的再生制动而将它们与“启停汽车”相区别。再生制动功率通常可以在从2kW至12kW峰值内，尽管也可以为其他值。微混汽车还为车辆提供一定程度的电力驱动。如果可用的话，驱动量将通常不足以提供车辆的全部原动力。

全混系统(FHEVs)与中混系统(Mild-HEVs)可以使用一个或多个电机、仅使用ICE、或两种同时使用为车辆提供原动力与其他电力。FHEV典型地为高压(60V)，并且通常在200V与400V之间。中混汽车典型地在60V与200V之间运行。根据车辆的尺寸，中混可以提供10-20kW之间的再生制动或驱动，而FHEV提供15-100kW的再生制动或驱动。中混系统还可以在例如加速过程中施加一定级别的动力辅助，以补充ICE，而FHEV可以经常使用电机作为短期内唯一驱动源，并且相比于中混，其通常使用电机作为更重要的驱动源。