ES3015308T3

ES3015308T3 - Heating system, heating method and apparatus, and electrical device

Info

Publication number: ES3015308T3
Application number: ES22747234T
Authority: ES
Inventors: Xinwei Chen; Zhimin Dan; Chengyong Liu; Wei Zhang; Yizhen Hou; Xian Huang
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Hong Kong Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Hong Kong Ltd
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2022-04-27
Publication date: 2025-04-30
Anticipated expiration: 2042-04-27
Also published as: KR102521442B1; JP7430810B2; CN115832525A; EP4184664A4; KR20230047948A; US11876160B2; HUE070684T2; US20230146978A1; EP4184664A1; JP2023544071A; EP4184664B1; CN115832525B; WO2023050790A1; DK4184664T3

Abstract

La presente solicitud proporciona un sistema de calefacción, un método y aparato de calefacción, y un dispositivo eléctrico. El sistema de calefacción comprende un primer extremo de entrada, un segundo extremo de entrada, un primer paquete de baterías, un segundo paquete de baterías, un primer interruptor, un segundo interruptor y una unidad de control. El primer y el segundo extremo de entrada se utilizan para conectarse a una fuente de alimentación externa. El primer interruptor se conecta entre un primer extremo del primer paquete de baterías y un primer extremo del segundo paquete de baterías; un segundo extremo del primer paquete de baterías se conecta a un segundo extremo del segundo paquete de baterías; el segundo interruptor se conecta entre el primer extremo de entrada y el primer extremo del segundo paquete de baterías; el segundo extremo de entrada se conecta al primer extremo del primer paquete de baterías; la unidad de control se conecta al primer interruptor y al segundo interruptor; y la unidad de control se utiliza para controlar el encendido y apagado del primer interruptor y del segundo interruptor, para calentar el primer y el segundo paquete de baterías mediante la fuente de alimentación de entrada. Gracias a este modo, la necesidad de una fuente de alimentación de calefacción es baja y la practicidad es buena. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de calentamiento, método y aparato de calentamiento y dispositivo eléctrico

[0001]Esta solicitud reivindica prioridad frente a la solicitud de patente china n.° 202111144655.2, presentada el 28 de septiembre de 2021 y titulada"HEATING SYSTEM, HEATING METHOD AND APPARATUS, AND ELECTRIC DEVICE".

CAMPO TÉCNICO

[0002]Esta solicitud hace referencia al campo de las tecnologías de baterías y, en particular, a un sistema de calentamiento, un método y aparato de calentamiento y a un dispositivo eléctrico.

ANTECEDENTES

[0003]Debido a los problemas energéticos y medioambientales cada vez más graves, al decidido apoyo de China a las nuevas energías y a la creciente madurez de las tecnologías de baterías, los vehículos eléctricos se han convertido en una nueva dirección para el desarrollo futuro de la industria automotriz. El kilometraje de resistencia de los vehículos eléctricos se ha convertido en un factor importante que afecta a la popularización de los vehículos eléctricos. Como componente clave, las baterías son la principal fuente de energía de los vehículos eléctricos y una calidad estable y fiable de las baterías es crucial.

[0004]No obstante, en un entorno de baja temperatura, la utilización de las baterías está limitada. De manera específica, en un entorno de baja temperatura, la capacidad de descarga de las baterías se deteriorará en gran medida y las baterías no se pueden cargar. Por lo tanto, para una utilización normal, las baterías se deben calentar en un entorno de baja temperatura.

[0005]No obstante, en las tecnologías relacionadas, las baterías se pueden calentar habitualmente utilizando solo una fuente de alimentación particular, lo que no es práctico.

[0006]A partir del documento US 2021/0135308 A1 existe constancia de un sistema de calentamiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 de la presente invención. El documento KR 20140075078 A divulga un sistema y un método para calentar un módulo de batería utilizando la energía almacenada en el módulo de batería.

COMPENDIO

[0007]Esta solicitud pretende proporcionar un sistema de calentamiento de acuerdo con la reivindicación 1, un método de calentamiento de acuerdo con la reivindicación 7 y un dispositivo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 10, para mejorar la practicabilidad mediante la reducción de un requisito en una fuente de alimentación de calentamiento.

[0008]Para lograr el objetivo anterior, de acuerdo con un primer aspecto, esta solicitud proporciona un sistema de calentamiento, donde el sistema de calentamiento incluye un primer extremo de entrada, un segundo extremo de entrada, un primer módulo de batería, un segundo módulo de batería, un primer interruptor, un segundo interruptor y una unidad de control, y el primer extremo de entrada y el segundo extremo de entrada están configurados para conectarse con una fuente de alimentación de entrada externa. El primer conmutador está conectado entre un primer terminal del primer módulo de batería y un primer terminal del segundo módulo de batería, un segundo terminal del primer módulo de batería está conectado con un segundo terminal del segundo módulo de batería, el segundo conmutador está conectado entre el primer extremo de entrada y el primer terminal del segundo módulo de batería, y el segundo extremo de entrada está conectado con el primer terminal del primer módulo de batería. El primer terminal del primer módulo de batería y el primer terminal del segundo módulo de batería tienen una misma polaridad, y el segundo terminal del primer módulo de batería y el segundo terminal del segundo módulo de batería tienen una misma polaridad. La unidad de control está conectada con el primer conmutador y al segundo conmutador, y la unidad de control está configurada para controlar la activación o la desactivación del primer conmutador y el segundo conmutador, para calentar el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería a través de la fuente de alimentación de entrada.

[0009]El primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden conectar de manera inversa durante la carga del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería mediante el control de la activación o la desactivación del primer conmutador y el segundo conmutador. En este caso, se cancelan entre sí una tensión entre los dos terminales del primer módulo de batería y una tensión entre los dos terminales del segundo módulo de batería, es decir, una tensión global en el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería es 0 o cercana a 0. Por lo tanto, en este caso, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden calentar a través de una fuente de alimentación o una red eléctrica de baja tensión, lo que significa que es bajo un requisito para la fuente de alimentación de entrada. Por lo tanto, el sistema de calentamiento se puede aplicar a diversos escenarios de aplicación, lo que es más práctico. Además, en comparación con soluciones que utilizan fuentes de alimentación particulares en tecnologías relacionadas, esta aplicación es más fácil de implementar y menos costosa. Además, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden calentar al mismo tiempo, lo que ayuda a mejorar la eficiencia del calentamiento.

[0010]De una manera opcional, el primer terminal del segundo módulo de batería está conectado con un primer terminal de una carga a través de un primer conmutador principal, y el segundo terminal del segundo módulo de batería está conectado con un segundo terminal de la carga a través de un segundo conmutador principal. El primer conmutador principal es el segundo conmutador.

[0011]El primer conmutador principal y el segundo conmutador principal se disponen habitualmente entre un módulo de batería y una carga para controlar la ganancia de energía o la pérdida de energía de la carga. Es decir, cuando el sistema de calentamiento está conectado con la carga, el primer conmutador principal se puede utilizar como un segundo conmutador, lo que ahorra la utilización del segundo conmutador y ahorra costes.

[0012]De una manera opcional, una tensión entre los dos terminales del primer módulo de batería es igual a una tensión entre los dos terminales del segundo módulo de batería.

[0013]La tensión del primer módulo de batería se establece para que sea igual a la tensión del segundo módulo de batería, de modo que se cancelen entre sí la tensión entre los dos terminales del primer módulo de batería y la tensión entre los dos terminales del segundo módulo de batería, es decir, de modo que sea 0 una tensión global en el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, después de que se conecten de manera inversa el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería. En este caso, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden calentar a través de una fuente de alimentación o una red eléctrica de baja tensión, lo que reduce un requisito para la fuente de alimentación de entrada. Por lo tanto, el sistema de calentamiento se puede aplicar a diversos escenarios de aplicación, lo que es más práctico.

[0014]De una manera opcional, cada uno del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería comprende N bloques de baterías. Los N bloques de baterías del primer módulo de batería están conectados en paralelo y los N bloques de baterías del segundo módulo de batería están conectados en paralelo.

[0015]Cuando todos los bloques de baterías están conectados en paralelo en el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, la tensión del primer módulo de batería es una tensión de un bloque de baterías y la tensión del segundo módulo de batería es una tensión de un bloque de baterías. Como resultado, cuando las tensiones de los bloques de baterías se establecen para que sean iguales o casi iguales, las tensiones globales del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería pueden ser 0 o cercanas a 0 durante el calentamiento del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, lo que reduce de este modo un requisito de la fuente de alimentación de entrada y mejora su funcionalidad.

[0016]De una manera opcional, la unidad de control está configurada específicamente para: controlar la desactivación del primer conmutador y controlar la activación o desactivación, utilizando una señal de control con un ciclo de trabajo, del segundo conmutador, para calentar el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería a través de la fuente de alimentación de entrada. La señal de control con un ciclo de trabajo se utiliza para hacer que un valor eficaz de una corriente de salida de la fuente de alimentación de entrada sea menor que un valor eficaz de un primer umbral de corriente.

[0017]Cuando se desactiva el primer conmutador y se activa y desactiva el segundo conmutador con un ciclo de trabajo preestablecido, las corrientes fluyen tanto a través del primer módulo de batería como del segundo módulo de batería, se genera calor y se eleva la temperatura dentro del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería debido a la resistencia interna del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, se implementa de este modo un proceso de calentamiento. Además, controlar las corrientes que fluyen a través del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería para que sean menores que el valor eficaz del primer umbral de corriente puede proporcionar protección al primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, lo que reduce de este modo los riesgos de una posible combustión y explosión del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, y ayuda a extender la vida útil del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería.

[0018]De una manera opcional, después de que se calienten el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería a través de la fuente de alimentación de entrada, la unidad de control se configura además de modo que: si tanto una temperatura del primer módulo de batería como una temperatura del segundo módulo de batería son mayores que, o iguales a, un primer umbral de temperatura, controle la desactivación del segundo conmutador y controle la activación del primer conmutador después de que el segundo conmutador se mantenga desactivado durante un período de tiempo predeterminado.

[0019]Durante el calentamiento del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, es necesario detectar en tiempo real la temperatura del primer módulo de batería y la temperatura del segundo módulo de batería. El calentamiento se completa cuando la temperatura del primer módulo de batería y la temperatura del segundo módulo de batería alcanzan el primer umbral de temperatura. En este caso, se debe controlar la desactivación del segundo conmutador para que se desconecte de la fuente de alimentación de entrada. Dentro del periodo de tiempo predeterminado en el que el segundo conmutador se mantiene desactivado, se reduce una diferencia de tensión entre el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería de modo que sea menor que un primer umbral de diferencia de tensión. El primer conmutador se controla para que se active después del período de tiempo predeterminado dentro del cual se mantiene desactivado el segundo conmutador. De esta forma, se puede reducir una posible corriente de bucle para proteger los componentes eléctricos en el sistema de calentamiento, lo que ayuda a mejorar la estabilidad de funcionamiento del sistema de calentamiento.

[0020]De acuerdo con un segundo aspecto, esta solicitud proporciona un método de calentamiento, aplicado a un sistema de calentamiento, donde el sistema de calentamiento incluye un primer módulo de batería, un segundo módulo de batería, un primer conmutador, un segundo conmutador, un primer extremo de entrada y un segundo extremo de entrada, donde el primer extremo de entrada y el segundo extremo de entrada están configurados para conectarse con una fuente de alimentación de entrada externa. El primer conmutador está conectado entre un primer terminal del primer módulo de batería y un primer terminal del segundo módulo de batería, un segundo terminal del primer módulo de batería está conectado con un segundo terminal del segundo módulo de batería, el segundo conmutador está conectado entre el primer extremo de entrada y el primer terminal del segundo módulo de batería, y el segundo extremo de entrada está conectado con el primer terminal del primer módulo de batería. El primer terminal del primer módulo de batería y el primer terminal del segundo módulo de batería tienen una misma polaridad, y el segundo terminal del primer módulo de batería y el segundo terminal del segundo módulo de batería tienen una misma polaridad. El método incluye: si se recibe una señal de solicitud de calentamiento, controlar los estados activado/desactivado del primer conmutador y el segundo conmutador para calentar el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, donde el estado activado/desactivado incluye activado o desactivado.

[0021]El calentamiento se realiza solo después de recibir una señal de solicitud de calentamiento, lo cual puede reducir una probabilidad de calentamiento accidental y ayudar a proteger el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería de modo que se extienda la vida útil del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería. A continuación, se controlan los estados activado/desactivado del primer conmutador y el segundo conmutador, de modo que el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se puedan conectar de manera inversa durante la carga del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería. En este caso, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden calentar a través de una fuente de alimentación o una red eléctrica de baja tensión, de modo que el sistema de calentamiento se pueda aplicar en diversos escenarios de aplicación, lo cual es más práctico. Además, en comparación con soluciones que utilizan fuentes de alimentación particulares en tecnologías relacionadas, esta aplicación es más fácil de implementar y menos costosa. Además, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden calentar al mismo tiempo, lo que ayuda a mejorar la eficiencia del calentamiento.

[0022]De una manera opcional, el control de los estados activado/desactivado del primer conmutador y el segundo conmutador para calentar el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería incluyen: controlar la desactivación del primer conmutador y controlar la activación o desactivación, utilizando una señal de control con un ciclo de trabajo, del segundo conmutador, para calentar el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería. La señal de control con un ciclo de trabajo se utiliza para hacer que un valor eficaz de una corriente de salida de la fuente de alimentación de entrada sea menor que un valor eficaz de un primer umbral de corriente.

[0023]Cuando se desactiva el primer conmutador y se activa y desactiva el segundo conmutador en el ciclo de trabajo, las corrientes fluyen tanto a través del primer módulo de batería como del segundo módulo de batería, y se genera calor y se eleva la temperatura dentro del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería debido a la resistencia interna del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, se implementa de este modo el proceso de calentamiento. Además, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden proteger controlando los valores eficaces de las corrientes que fluyen a través del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería para que sean menores que un valor eficaz de un primer umbral de corriente, lo que reduce de este modo los riesgos de combustión y explosión del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, y ayuda a extender la vida útil del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería.

[0024]De una manera opcional, después de que se calienten el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, el método incluye además: si tanto una temperatura del primer módulo de batería como una temperatura del segundo módulo de batería son mayores que, o iguales a, un primer umbral de temperatura, controlar la desactivación del segundo conmutador y controlar la activación del primer conmutador después de que el segundo conmutador se mantenga desactivado durante un período de tiempo predeterminado.

[0025]Durante el calentamiento del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, es necesario detectar en tiempo real la temperatura del primer módulo de batería y la temperatura del segundo módulo de batería. El calentamiento se completa cuando la temperatura del primer módulo de batería y la temperatura del segundo módulo de batería alcanzan el primer umbral de temperatura. En este caso, se debe controlar la desactivación del segundo conmutador para que se desconecte de la fuente de alimentación de entrada. Dentro del periodo de tiempo predeterminado en el que el segundo conmutador se mantiene desactivado, se reduce una diferencia de tensión entre el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería de modo que sea menor que un primer umbral de diferencia de tensión. El primer conmutador se controla para que se active después de que el segundo conmutador se mantenga desactivado durante el período de tiempo predeterminado. De esta forma, se puede reducir una posible corriente de bucle para proteger los componentes eléctricos en el sistema de calentamiento, lo que ayuda a mejorar la estabilidad de funcionamiento del sistema de calentamiento.

[0026]De acuerdo con un tercer aspecto, esta solicitud proporciona un dispositivo eléctrico que incluye el sistema de calentamiento anterior.

[0027]De una manera opcional, el dispositivo eléctrico es un vehículo eléctrico.

[0028]Los efectos beneficiosos de las realizaciones de esta solicitud son los siguientes: En el sistema de calentamiento proporcionado por esta solicitud, el primer conmutador se dispone entre el primer terminal del primer módulo de batería y el primer terminal del segundo módulo de batería, y el segundo conmutador se dispone entre el primer extremo de entrada y el primer terminal del segundo módulo de batería. Se controla la activación o desactivación del primer conmutador y el segundo conmutador, de modo que el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se puedan conectar de manera inversa durante la carga del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería. En este caso, se cancelan entre sí la tensión entre los dos terminales del primer módulo de batería y la tensión entre los dos terminales del segundo módulo de batería, y se puede implementar el proceso de calentamiento para el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería a través de una fuente de alimentación o una red eléctrica de baja tensión, lo que permite que el sistema de calentamiento se aplique en diversos escenarios de aplicación, lo cual es más práctico. Además, en comparación con soluciones que utilizan fuentes de alimentación particulares en tecnologías relacionadas, esta aplicación es más fácil de implementar y menos costosa. Además, el primer conmutador y el segundo conmutador se pueden calentar al mismo tiempo, lo que ayuda a mejorar la eficiencia del calentamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0029]Una persona con conocimiento ordinario en la técnica puede sobreentender con claridad otras ventajas y beneficios mediante la lectura de la descripción detallada de las realizaciones preferidas dada a continuación. Los dibujos anexos pretenden simplemente ilustrar las implementaciones preferidas y no pretenden limitar esta solicitud. Además, en todos los dibujos anexos, las mismas piezas se indican con los mismos símbolos anexos. En los dibujos anexos:

la figura 1 es un diagrama estructural esquemático de un vehículo divulgado en una realización de esta solicitud;

la figura 2 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de calentamiento divulgado en una realización de esta solicitud;

la figura 3 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de calentamiento divulgado en otra realización de esta solicitud;

la figura 4 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de calentamiento divulgado en otra realización más de esta solicitud;

la figura 5 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de calentamiento divulgado en otra realización adicional de esta solicitud;

la figura 6 es un diagrama de flujo de un método de calentamiento divulgado en una realización de esta solicitud;

la figura 7 es un diagrama esquemático de una implementación del paso 61 ilustrado en la figura 6 divulgado en una realización de esta solicitud;

la figura 8 es un diagrama de flujo de los pasos del método realizados después de que se calienten un primer módulo de batería y un segundo módulo de batería tal como se divulga en una realización de esta solicitud; la figura 9 es un diagrama estructural esquemático de una curva de calentamiento divulgada en una realización de esta solicitud;

la figura 10 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de calentamiento divulgado en una realización de esta solicitud; y

la figura 11 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de gestión de baterías divulgado en otra realización de esta solicitud.

[0030]En los dibujos adjuntos, las figuras no se dibujan a escala.

DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES

[0031]A continuación se describen con detalle las realizaciones de las soluciones técnicas en esta solicitud haciendo referencia a los dibujos anexos. Las siguientes realizaciones se utilizan simplemente para describir las soluciones técnicas en esta solicitud de manera más explícita y, por lo tanto, se utilizan simplemente como ejemplos y no constituyen una limitación del alcance de protección de esta solicitud.

[0032]A menos que se defina lo contrario, todos los términos técnicos y científicos utilizados en la presente tendrán los mismos significados que los que sobreentienden habitualmente los expertos en la técnica a la que pertenece la presente solicitud. Los términos utilizados en la presente pretenden simplemente describir las realizaciones específicas, aunque no pretenden constituir ninguna limitación de esta solicitud. Los términos "incluye", "comprende" y "que tiene" y cualquier otra variación de estos en la memoria descriptiva, las reivindicaciones y la descripción breve anterior de los dibujos de esta solicitud pretenden abarcar una inclusión no excluyente.

[0033]En la descripción de las realizaciones de esta solicitud, los términos "primero", "segundo" y similares pretenden simplemente distinguir entre objetos diferentes, y no se debe sobreentender como una indicación o implicación de importancia relativa o una indicación implícita del número, secuencia específica o relación dominante-subordinado de las características técnicas indicadas. En las descripciones de esta solicitud, "una pluralidad de" significa al menos dos, a menos que se indique específicamente lo contrario.

[0034]El término "realización" descrito en la presente significa que se pueden incorporar características, estructuras o rasgos específicos en combinación con las descripciones de las realizaciones en al menos una realización de esta solicitud. La palabra "realización" en diversas posiciones en la memoria descriptiva no hace referencia necesariamente a una misma realización, o a una realización independiente o alternativa que excluya otras realizaciones. Los expertos en la técnica sobreentenderán de manera explícita e implícita que las realizaciones descritas en la presente se pueden combinar con otras realizaciones.

[0035]En las descripciones de las realizaciones de esta solicitud, el término "y/o" en esta solicitud describe únicamente una relación de asociación para describir objetos asociados y representa que pueden existir tres relaciones. Por ejemplo, A y/o B puede representar los siguientes tres casos: Solo A, tanto A como B y solo B. Además, un carácter "/" en esta memoria descriptiva indica en general una relación "o" entre objetos asociados contextualmente.

[0036]En las descripciones de las realizaciones de esta solicitud, la expresión "una pluralidad de" significa dos (inclusive) o más. De manera similar, "una pluralidad de grupos" significa dos (inclusive) o más grupos, y "una pluralidad de piezas" significa dos (inclusive) o más piezas.

[0037]En las descripciones de las realizaciones de esta solicitud, las orientaciones o relaciones posicionales indicadas por los términos técnicos "centro", "vertical", "transversal", "longitud", "ancho", "grosor", "de arriba", "de abajo", "delantero", "trasero", "izquierda", "derecha", "perpendicular", "horizontal", "superior", "inferior", "interior", "exterior", "en sentido horario", "en sentido antihorario", "axial", "radial", "circunferencial" y similares se basan en las orientaciones o relaciones posicionales que se muestran en los dibujos anexos, pretenden simplemente facilitar las descripciones de las realizaciones de esta solicitud y simplificar las descripciones, no pretenden indicar o implicar que los aparatos o componentes mencionados en esta solicitud deben tener orientaciones específicas, o estar construidos y funcionar con una orientación específica y, por lo tanto, no se deben interpretar como una limitación de esta solicitud.

[0038]En las descripciones de las realizaciones de esta solicitud, a menos que se especifique y defina de manera explícita lo contrario, los términos técnicos "instalación", "enlace", "conexión" y "fijar" se deben sobreentender en un sentido amplio. Por ejemplo, los términos pueden ser una conexión fija, una conexión desmontable o una conexión integrada; o pueden ser una conexión mecánica o una conexión eléctrica; o pueden ser una conexión directa o una conexión indirecta a través de un medio intermedio; o pueden ser una conexión interna entre dos componentes o una relación interactiva entre dos componentes. Las personas con conocimiento ordinario en la técnica pueden comprender los significados específicos de estos términos en esta solicitud basándose en situaciones específicas.

[0039]En los últimos años, la industria de vehículos de nueva energía ha experimentado un crecimiento explosivo. Las baterías son el núcleo de los vehículos eléctricos y también una representación integrada de las tecnologías de ingeniería de automoción e ingeniería eléctrica.

[0040]Debido a las características electroquímicas de las baterías de los vehículos eléctricos, la capacidad de carga y descarga de las baterías de los vehículos eléctricos es muy limitada en entornos de baja temperatura, lo que afecta en gran medida a la experiencia del usuario de los vehículos en invierno. Por lo tanto, para una utilización normal, las baterías de los vehículos eléctricos se deben calentar en los entornos de baja temperatura.

[0041]Durante la implementación de esta solicitud, los inventores de esta solicitud han descubierto que: en la actualidad, un esquema de calentamiento habitual es utilizar una fuente de alimentación de alta tensión externa para hacer que una batería conmute rápidamente entre carga y descarga, y después de que una corriente de calentamiento fluya a través de la batería, se genera calor y se eleva la temperatura dentro de la batería debido a la resistencia interna de la batería, lo que implementa de este modo un proceso de calentamiento.

[0042]No obstante, debido a que también existe una tensión entre dos extremos de la batería, es necesaria una fuente de alimentación de alta tensión con una tensión bastante alta para cargar la batería. Dicho de otro modo, se necesita una fuente de alimentación particular para completar el proceso de calentamiento de la batería. Dicho de otro modo, este esquema se aplica únicamente en escenarios de aplicación específicos, lo que no es práctico.

[0043]Basándose en esto, los inventores diseñaron un sistema de calentamiento que puede calentar la batería basándose en un requisito reducido para la fuente de alimentación de calentamiento, por ejemplo, mediante la utilización de una fuente de alimentación o una red eléctrica de baja tensión como fuente de alimentación de calentamiento. Por lo tanto, el sistema de calentamiento se puede aplicar a diversos escenarios de aplicación, lo que es más práctico.

[0044]La batería en las realizaciones de esta solicitud puede ser una batería en estado sólido, una batería de iones de litio, una batería de metal de litio, una batería de plomo-ácido, una batería de níquel-cadmio, una batería de níquelhidruro metálico, una batería de litio-azufre, una batería de litio-aire, una batería de iones de sodio o similares. Esto no está limitado en la presente. En términos de escala, la batería en esta realización de esta solicitud puede ser una celda de batería, o puede ser un módulo de batería o un bloque de baterías. Esto no está limitado en la presente. En términos de escenarios de aplicación, la batería se puede utilizar en aparatos de potencia tales como un automóvil y un barco. Por ejemplo, la batería se puede utilizar en un vehículo eléctrico para alimentar un motor del vehículo eléctrico como fuente de alimentación para el vehículo eléctrico. La batería también puede alimentar otros componentes eléctricos en el vehículo eléctrico, tal como alimentar un aire acondicionado de un coche, un reproductor de un coche y similares.

[0045]Una realización de esta solicitud proporciona un dispositivo eléctrico que incluye el sistema de calentamiento en las realizaciones de esta solicitud. El dispositivo eléctrico puede incluir, aunque sin carácter limitante, un teléfono móvil, una tableta, un portátil, un juguete eléctrico, una herramienta eléctrica, un ciclomotor eléctrico, un vehículo eléctrico, un barco, una nave espacial o similares. El juguete eléctrico puede incluir un juguete eléctrico fijo o móvil, tal como una consola de videojuegos, un juguete de vehículo eléctrico, un juguete de barco eléctrico y un juguete de avión eléctrico. La nave espacial puede incluir un avión, un cohete, un transbordador espacial, una astronave y similares.

[0046]Para facilitar la descripción, el dispositivo eléctrico que es un vehículo 10 en una realización de esta solicitud se utiliza como ejemplo para describir las siguientes realizaciones.

[0047]Haciendo referencia a la figura 1, la figura 1 es un diagrama estructural esquemático de un vehículo de acuerdo con algunas realizaciones de esta solicitud. El vehículo puede ser un vehículo alimentado por combustible, un vehículo a gas o un vehículo de nueva energía. El vehículo de nueva energía puede ser un vehículo eléctrico de batería, un vehículo eléctrico híbrido, un vehículo eléctrico de autonomía extendida o similares. En el interior del vehículo se dispone de un conector 11 y un sistema de calentamiento de acuerdo con una cualquiera de las realizaciones de esta solicitud. El conector 11 se utiliza para conectar una fuente de alimentación de entrada, donde la fuente de alimentación de entrada puede ser una fuente de alimentación o una red eléctrica de baja tensión, o similares. La fuente de alimentación de entrada se transmite al sistema de calentamiento para calentar un bloque de baterías 12 en el sistema de calentamiento a través de la fuente de alimentación de entrada.

[0048]El sistema de calentamiento incluye 2K bloques de baterías 12, donde K bloques de baterías 12 en los 2K bloques de baterías 12 están conectados en paralelo y el resto de los K bloques de baterías 12 están conectados en paralelo, siendo K un número entero positivo. El bloque de baterías 12 se puede disponer en la parte inferior, delantera o trasera del vehículo. El bloque de baterías 12 incluye al menos una celda de batería, donde la celda de batería está configurada para que se cargue o descargue, y se puede recargar repetidamente de una manera reciclable. El bloque de baterías 12 puede estar configurado para alimentar el vehículo 10. Por ejemplo, el bloque de baterías 12 se puede utilizar como una fuente de alimentación de funcionamiento del vehículo 10.

[0049]En algunas realizaciones de esta solicitud, el bloque de baterías 12 se puede utilizar no solo como fuente de alimentación de funcionamiento del vehículo 10, sino también como fuente de alimentación de accionamiento del vehículo 10, sustituyendo en parte o en su totalidad el combustible fósil o el gas natural para proporcionar una potencia de accionamiento al vehículo 10.

[0050]Esta solicitud no limita los escenarios de aplicación del sistema de calentamiento, y el sistema de calentamiento en esta realización de esta solicitud puede implementar el calentamiento del bloque de baterías 12 cuando sea necesario.

[0051]Tal como se muestra en la figura 2, un sistema de calentamiento 100 en esta realización de esta solicitud incluye un primer extremo de entrada 101, un segundo extremo de entrada 102, un primer módulo de batería 103, un segundo módulo de batería 104, un primer conmutador 105, un segundo conmutador 106 y una unidad de control 107. El primer extremo de entrada 101 y el segundo extremo de entrada 102 están configurados para conectarse con una fuente de alimentación de entrada externa 200. El primer conmutador 105 está conectado entre un primer terminal del primer módulo de batería 103 y un primer terminal del segundo módulo de batería 104, un segundo terminal del primer módulo de batería 103 está conectado con un segundo terminal del segundo módulo de batería 104, el segundo conmutador 106 está conectado entre el primer extremo de entrada 101 y el primer terminal del segundo módulo de batería 104, el segundo extremo de entrada 102 está conectado con el primer terminal del primer módulo de batería 103 y la unidad de control 107 está conectada con el primer conmutador 105 y el segundo conmutador 106. Cada uno del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 incluye al menos una celda de batería.

[0052]El primer terminal del primer módulo de batería 103 y el primer terminal del segundo módulo de batería 104 tienen una misma polaridad, y el segundo terminal del primer módulo de batería 103 y el segundo terminal del segundo módulo de batería 104 tienen una misma polaridad. De manera específica, si el primer terminal del primer módulo de batería 103 es un electrodo positivo y el segundo terminal del primer módulo de batería 103 es un electrodo negativo, el primer terminal del segundo módulo de batería 104 es un electrodo positivo y el segundo terminal del segundo módulo de batería 104 es un electrodo negativo. Por el contrario, si el primer terminal del primer módulo de batería 103 es un electrodo negativo y el segundo terminal del primer módulo de batería 103 es un electrodo positivo, el primer terminal del segundo módulo de batería 104 es un electrodo negativo y el segundo terminal del segundo módulo de batería 104 es un electrodo positivo.

[0053]Haciendo referencia a la figura 2 y la figura 3, "+" indica un electrodo positivo y "-" indica un electrodo negativo. Por ejemplo, en la figura 2, el primer terminal del primer módulo de batería 103 es un electrodo positivo, el segundo terminal del primer módulo de batería 103 es un electrodo negativo, el primer terminal del segundo módulo de batería 104 es un electrodo positivo y el segundo terminal del segundo módulo de batería 104 es un electrodo negativo. Por ejemplo, en la figura 3, si el primer terminal del primer módulo de batería 103 es un electrodo negativo, el segundo terminal del primer módulo de batería 103 es un electrodo positivo, el primer terminal del segundo módulo de batería 104 es un electrodo negativo y el segundo terminal del segundo módulo de batería 104 es un electrodo positivo.

[0054]El sistema de calentamiento que se muestra en la figura 2 se utiliza como ejemplo para la siguiente descripción. El principio de funcionamiento del sistema de calentamiento que se muestra en la figura 3 es el mismo que el del sistema de calentamiento que se muestra en la figura 2 y los detalles no se repiten en la presente.

[0055]En la figura 2, el primer conmutador 105 y el segundo conmutador 106 están controlados por la unidad de control 107, es decir, la unidad de control 107 puede emitir una señal de control para controlar la activación o desactivación del primer conmutador 105, y para controlar la activación o desactivación del segundo conmutador 106, de manera que se calienten el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 a través de la fuente de alimentación de entrada 200.

[0056]De manera específica, cuando se desactiva el primer conmutador 105 y se cierra el segundo conmutador 106, la fuente de alimentación de entrada 200, el primer extremo de entrada 101, el segundo conmutador 106, el segundo módulo de batería 104, el primer módulo de batería 103 y el segundo extremo de entrada 102 forman un bucle. La fuente de alimentación de entrada 200 genera una corriente, y la corriente fluye a través del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104. Debido a la resistencia interna del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104, el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 se calientan debido al calor generado por la corriente que fluye a través del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104.

[0057]A continuación, cuando se activa el primer conmutador 105 y se desactiva el segundo conmutador 106, se desconecta el bucle entre la fuente de alimentación de entrada 200, el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104, la corriente en el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 se reduce a 0 y finaliza el proceso de calentamiento del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 a través de la fuente de alimentación de entrada 200. En este caso, se completa el calentamiento del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104, y el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 se pueden utilizar como una fuente de alimentación para alimentar una carga.

[0058]En esta realización, durante el calentamiento del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104, el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 están conectados de manera inversa, de modo que se cancelen entre sí la tensión entre los dos terminales del primer módulo de batería 103 y la tensión entre los dos terminales del segundo módulo de batería 104. Dicho de otro modo, la tensión global del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 es 0 o cercana a 0. En este caso, el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 en su conjunto se pueden equiparar a una resistencia. De esta manera, el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 se pueden calentar a través de una fuente de alimentación o una red eléctrica de baja tensión, en lugar de utilizar una fuente de alimentación particular tal como en la técnica relacionada Esto muestra que el sistema de calentamiento 100 tiene un requisito menor para la fuente de alimentación de entrada 200. Por lo tanto, el sistema de calentamiento 100 se puede aplicar a diversos escenarios de aplicación, lo que es más práctico. Además, también se reducen las dificultades de implementación y los costes. Además, el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 se pueden calentar al mismo tiempo, lo que ayuda a mejorar la eficiencia del calentamiento.

[0059]En una realización, una tensión entre los dos terminales del primer módulo de batería 103 es igual a una tensión entre los dos terminales del segundo módulo de batería 104.

[0060]La tensión del primer módulo de batería 103 se establece para que sea igual a la tensión del segundo módulo de batería 104, de modo que se cancelen entre sí la tensión entre los dos terminales del primer módulo de batería 103 y la tensión entre los dos terminales del segundo módulo de batería 104, es decir, de modo que sea 0 una tensión global en el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104, después de que se conecten de manera inversa el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104. En este caso, el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 se pueden calentar a través de una fuente de alimentación o una red eléctrica de baja tensión, lo que reduce un requisito para la fuente de alimentación de entrada. Por lo tanto, el sistema de calentamiento se puede aplicar a diversos escenarios de aplicación, lo que es más práctico.

[0061]Cabe destacar que cada conmutador (tal como el primer conmutador 105 y el segundo conmutador 106) en esta realización de esta solicitud puede ser cualquier componente electrónico que pueda hacer la función de conmutador, tal como un transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor MOSFET, un transistor bipolar de puerta aislada IGBT, un rectificador controlado de silicio SCR, un tiristor de apagado de puerta GTO, un transistor gigante GTR o cualquier conmutador de uso común, tal como un contactor, un relé, un conmutador de retardo de tiempo, un conmutador fotoeléctrico, un conmutador táctil, un conmutador de proximidad o diversas combinaciones de los conmutadores anteriores.

[0062]En una realización, tal como se muestra en la figura 4, el primer terminal del segundo módulo de batería 104 está conectado con un primer terminal de una carga 300 a través de un primer conmutador principal 400, y el segundo terminal del segundo módulo de batería 104 está conectado con un segundo terminal de la carga 300 a través de un segundo conmutador principal 500. En esta realización, el primer conmutador principal 400 se puede utilizar como el segundo conmutador 106 que se muestra en la figura 2 o la figura 3, es decir, el primer conmutador principal 400 puede hacer la función de segundo conmutador 106. A partir de las realizaciones anteriores se puede aprender que el segundo conmutador 106 está conectado entre el primer extremo de entrada 101 y el primer terminal del segundo módulo de batería 104, y el primer conmutador principal 400 también debe estar conectado entre el primer extremo de entrada 101 y el primer terminal del segundo módulo de batería 104.

[0063]Se debe sobreentender que en esta realización, si el primer terminal del primer módulo de batería 103 y el primer terminal del segundo módulo de batería 104 son ambos electrodos positivos, y el segundo terminal del primer módulo de batería 103 y el segundo terminal del segundo módulo de batería 104 son ambos electrodos negativos, el primer conmutador principal 400 debe estar conectado con un electrodo positivo de la carga. Si el primer terminal del primer módulo de batería 103 y el primer terminal del segundo módulo de batería 104 son ambos electrodos negativos, y el segundo terminal del primer módulo de batería 103 y el segundo terminal del segundo módulo de batería 104 son ambos electrodos positivos, el primer conmutador principal 400 debe estar conectado con un electrodo negativo de la carga.

[0064]Cuando el sistema de calentamiento 100 está conectado con la carga 300, normalmente se proporcionan un primer conmutador principal 400 y un segundo conmutador principal 500 entre el sistema de calentamiento 100 y la carga 300 para controlar la ganancia de potencia o la pérdida de potencia de la carga 300. A continuación, el primer conmutador principal 400 se puede utilizar como un segundo conmutador 106 en la realización anterior para evitar la utilización del segundo conmutador 106, lo que reduce de este modo los costes del sistema de calentamiento 100.

[0065]En una realización, el sistema de calentamiento 100 se puede aplicar a un vehículo de nueva energía. Se proporciona una batería (que se corresponde con el primer módulo de batería 103 y con el segundo módulo de batería 104 en las realizaciones anteriores) en el vehículo de nueva energía, se proporciona un conmutador positivo principal entre el electrodo positivo de la batería y el electrodo positivo de la carga y se proporciona un conmutador negativo principal entre el electrodo negativo de la batería y el electrodo negativo de la carga. En esta realización, el conmutador positivo principal se puede corresponder con el primer conmutador principal 400 en la realización anterior y el conmutador negativo principal se corresponde con el segundo conmutador principal 500 en la realización anterior. Como alternativa, el conmutador negativo principal se puede corresponder con el primer conmutador principal 400 en la realización anterior y el conmutador positivo principal se corresponde con el segundo conmutador principal 500 en la realización anterior. De esta manera, el conmutador positivo principal o el conmutador negativo principal que equipa el vehículo de nueva energía se puede utilizar como segundo conmutador 106 para reducir los costes.

[0066]Cabe destacar que la estructura de hardware del sistema de calentamiento 100 que se muestra en la figura 2, figura 3, o la figura 4 es solo un ejemplo, y el sistema de calentamiento 100 puede tener más o menos componentes que aquellos mostrados en las figuras, puede combinar dos o más componentes o puede tener configuraciones de componentes diferentes, y los diversos componentes que se muestran en las figuras se pueden implementar en el hardware, software o en una combinación de hardware y software que incluye uno o más circuitos integrados de aplicación específica y/o de procesamiento de señales.

[0067]Por ejemplo, en una realización, haciendo referencia a la figura 2 y la figura 5, cada uno del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 incluye N bloques de baterías, y uno cualquiera de los bloques de baterías incluye al menos una celda de batería, siendo N un número entero positivo. El primer módulo de batería 103 incluye el bloque de baterías A1, el bloque de baterías A2, ... y el bloque de baterías AN, y el segundo módulo de baterías 104 incluye el bloque de baterías B1, el bloque de baterías B2, ... y el bloque de baterías BN.

[0068]De manera específica, el bloque de baterías A1, el bloque de baterías A2, ... y el bloque de baterías AN están conectados en paralelo, y el bloque de baterías B1, el bloque de baterías B2, ... y el bloque de baterías BN están conectados en paralelo. En este caso, una tensión entre dos extremos del primer módulo de batería 103 es una tensión entre dos extremos de uno cualquiera del bloque de baterías A1, el bloque de baterías A2, ... y el bloque de baterías AN, y una tensión entre dos extremos del segundo módulo de batería 104 es una tensión entre dos extremos de uno cualquiera del bloque de baterías B1, el bloque de baterías B2, ... y el bloque de baterías BN. Por lo tanto, la tensión de cada bloque de baterías se establece para que sea igual o casi igual, una tensión global del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 puede ser 0 o cercana a 0 durante el calentamiento del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104, lo que reduce de este modo un requisito de la fuente de alimentación de entrada y mejora su funcionalidad.

[0069]Por ejemplo, en otra realización, el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 son dos conjuntos de módulos de celda de batería de una misma tensión dentro de un bloque de baterías, donde cada conjunto de módulos puede incluir una pluralidad de módulos conectados en serie o en paralelo. Por ejemplo, en otra realización más, el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 pueden ser, como alternativa, dos conjuntos de celdas de batería de una misma tensión, donde cada conjunto de celdas de batería puede incluir una pluralidad de celdas de batería conectadas en serie o en paralelo.

[0070]En una realización, haciendo referencia aún a la figura 5, la unidad de control 107 está configurada de manera específica para controlar la desactivación del primer conmutador 105 y controlar la activación o desactivación, mediante la utilización de una señal de control con un ciclo de trabajo, del segundo conmutador 106, para calentar el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 a través de la fuente de alimentación de entrada 200.

[0071]Un estado inicial del primer conmutador 105 es activado y un estado inicial del segundo conmutador 106 es desactivado. El ciclo de trabajo es un ciclo de trabajo preestablecido, el ciclo de trabajo se puede determinar mediante un valor eficaz de un primer umbral de corriente y el valor eficaz del primer umbral de corriente es un valor eficaz preestablecido de una corriente. En una implementación, el valor eficaz del primer umbral de corriente se puede corresponder con un valor eficaz máximo de una corriente que se puede alcanzar durante el calentamiento del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104. A continuación, se obtiene el ciclo de trabajo correspondiente basándose en el valor eficaz del primer umbral de corriente y se registra como un ciclo de trabajo máximo. En esta realización, establecer el ciclo de trabajo para que sea menor que el ciclo de trabajo máximo puede reducir los riesgos de que se dañen el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 debido a una corriente excesivamente grande, lo que protege de este modo el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 y ayuda a extender la vida útil del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104.

[0072]Resumiendo, la señal de control con un ciclo de trabajo se puede utilizar para hacer que el valor eficaz de la corriente de salida de la fuente de alimentación de entrada 200 (es decir, la corriente que fluye a través del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104) sea menor que el valor eficaz del primer umbral de corriente, de manera que se proteja el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104.

[0073]Se puede sobreentender que en una realización, el valor eficaz del primer umbral de corriente puede ser un valor eficaz de la corriente preestablecida por los usuarios basándose en aplicaciones reales. Por ejemplo, en la aplicación real, el primer umbral de corriente se puede determinar en combinación con un valor eficaz máximo de una corriente que puede fluir a través de cada componente eléctrico en el sistema de calentamiento, de manera que se proporcione protección a cada componente eléctrico. En otra realización, la unidad de control 107 puede establecer automáticamente el valor eficaz de la corriente basándose en un tipo o material de la batería, lo cual no está limitado en las realizaciones de esta solicitud.

[0074]En una realización, después de que se calienten el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 a través de la fuente de alimentación de entrada 200, la unidad de control 107 se configura además de modo que: si tanto una temperatura del primer módulo de batería 103 como una temperatura del segundo módulo de batería 104 son mayores que, o iguales a, un primer umbral de temperatura, controle la desactivación del segundo conmutador 106 y controle la activación del primer conmutador 105 después de que el segundo conmutador 106 se mantenga desactivado durante un período de tiempo predeterminado.

[0075]El primer umbral de temperatura puede ser un valor de temperatura preestablecido por un usuario o un valor de temperatura establecido automáticamente por la unidad de control 107 basándose en un tipo o material de la batería, lo cual no está limitado en las realizaciones de esta solicitud.

[0076]Durante el calentamiento del primer módulo de batería 103 y del segundo módulo de batería 104 es necesario detectar en tiempo real la temperatura del primer módulo de batería 103 y la temperatura del segundo módulo de batería 104, para reducir la probabilidad de dañar el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 debido a una temperatura excesivamente alta. El calentamiento se completa cuando la temperatura del primer módulo de batería 103 y la temperatura del segundo módulo de batería 104 alcanzan el primer umbral de temperatura. En este caso, en primer lugar se controla la desactivación del segundo conmutador 106 para que se desconecte de la fuente de alimentación de entrada 200.

[0077]Dentro del periodo de tiempo predeterminado en el que el segundo conmutador 106 se mantiene desactivado, se puede reducir una diferencia de tensión entre el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 de modo que sea menor que un primer umbral de diferencia de tensión. A continuación, se controla el primer conmutador 105 para que se active después de que el segundo conmutador 106 se mantenga desactivado durante el período de tiempo predeterminado. De esta manera, se completa el calentamiento del primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104, y el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 se pueden utilizar como una fuente de alimentación para proporcionar una tensión de trabajo a la carga. Se puede establecer un período de tiempo predeterminado basándose en un escenario de aplicación específico. Esto no está limitado en las realizaciones de esta solicitud. Por ejemplo, en una realización, se puede establecer el periodo de tiempo predeterminado en 10 minutos.

[0078]El primer umbral de diferencia de tensión se puede establecer basándose en el material o tipo de la batería y/o en el escenario de aplicación específico, lo cual no está limitado en las realizaciones de esta solicitud. Por ejemplo, en una realización, cuando una corriente de bucle entre el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 afecta a los componentes eléctricos en el sistema de calentamiento, se establece una diferencia de tensión, que se corresponde con la corriente de bucle, entre el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104, como el primer umbral de diferencia de tensión. En esta realización, la diferencia de tensión entre el primer módulo de batería 103 y el segundo módulo de batería 104 se reduce para que sea menor que el primer umbral de diferencia de tensión, de modo que una posible corriente de bucle no tenga efecto o tenga un efecto leve en los componentes eléctricos, de manera que se protejan los componentes eléctricos en el sistema de calentamiento y se mejore la estabilidad de funcionamiento del sistema de calentamiento.

[0079]Haciendo referencia a la figura 6, la figura 6 es un diagrama de flujo de un método de calentamiento de acuerdo con una realización de esta solicitud. Para la estructura del sistema de calentamiento se puede hacer referencia a las descripciones de la figura 2 a la figura 5 y los detalles no se repiten en la presente. El método de calentamiento incluye los siguientes pasos.

[0080]Paso 61: Si se recibe una señal de solicitud de calentamiento, controlar los estados activado/desactivado de un primer conmutador y un segundo conmutador para calentar un primer módulo de batería y un segundo módulo de batería.

[0081]El estado de activado/desactivado incluye activado o desactivado.

[0082]En una realización, la señal de solicitud de calentamiento puede ser una señal definida por el usuario, es decir, un usuario envía una señal de solicitud de calentamiento utilizando un botón o similar. En otra realización, la señal de solicitud de calentamiento puede ser, como alternativa, una señal de solicitud de calentamiento que una unidad de control emite de manera activa cuando la unidad de control detecta que el primer módulo de batería o el segundo módulo de batería tiene una temperatura baja y necesita calentarse. Además, el calentamiento se realiza solo después de recibir una señal de solicitud de calentamiento, lo cual puede reducir una probabilidad de calentamiento accidental y ayudar a proteger el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería de modo que se extienda la vida útil del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería. En una implementación, si el sistema de calentamiento está instalado en un vehículo eléctrico, después de recibir la señal de solicitud de calentamiento, el sistema de calentamiento puede comprobar en primer lugar los estados de corriente de un primer conmutador principal, un segundo conmutador principal y de una fuente de alimentación de entrada, y tras determinar que se han desactivado el primer conmutador principal y el segundo conmutador principal y se ha conectado el sistema de calentamiento con la fuente de alimentación de entrada, realizar el proceso de calentamiento del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería.

[0083]Durante el calentamiento del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería están conectados de manera inversa, y se cancelan entre sí una tensión entre dos extremos del primer módulo de batería y una tensión entre dos extremos del segundo módulo de batería. Es decir, una tensión global del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería es 0 o cercana a 0. En este caso, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería en su conjunto se pueden equiparar a una resistencia. De esta manera, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden calentar a través de una fuente de alimentación o una red eléctrica de baja tensión, en lugar de utilizar una fuente de alimentación particular tal como en la técnica relacionada. Esto muestra que el sistema de calentamiento tiene un requisito menor para la fuente de alimentación de entrada. Por lo tanto, el sistema de calentamiento se puede aplicar a diversos escenarios de aplicación, lo que es más práctico. También se reducen las dificultades de implementación y los costes. Además, el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden calentar al mismo tiempo, lo cual también ayuda a mejorar la eficiencia del calentamiento.

[0084]En una realización, tal como se muestra en la figura 7, el control de los estados activado/desactivado de un primer conmutador y un segundo conmutador para calentar un primer módulo de batería y un segundo módulo de batería en el paso 61 incluye el siguiente paso.

[0085]Paso 71: Controlar la desactivación del primer conmutador y controlar la activación y desactivación, mediante la utilización de una señal de control con un ciclo de trabajo, del segundo conmutador, para calentar el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería.

[0086]Un estado inicial del primer conmutador es activado y un estado inicial del segundo conmutador es desactivado. El ciclo de trabajo es un ciclo de trabajo preestablecido, el ciclo de trabajo se puede determinar mediante un valor eficaz de un primer umbral de corriente y el valor eficaz del primer umbral de corriente es un valor eficaz preestablecido de una corriente.

[0087]En una implementación, el valor eficaz del primer umbral de corriente se puede corresponder con un valor eficaz máximo de una corriente que se puede alcanzar durante el calentamiento del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería. Se puede obtener el ciclo de trabajo correspondiente basándose en el valor eficaz del primer umbral de corriente y se registra como un ciclo de trabajo máximo. En la aplicación real, establecer el ciclo de trabajo para que sea menor que el ciclo de trabajo máximo puede reducir los riesgos de que se dañen el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería debido a una corriente excesivamente grande, lo que protege de este modo el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería y ayuda a extender la vida útil del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería.

[0088]Resumiendo, en esta realización, la señal de control con el ciclo de trabajo se puede utilizar para hacer que un valor eficaz de una corriente de salida de la fuente de alimentación de entrada (es decir, una corriente que fluye a través del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería) sea menor que el valor eficaz del primer umbral de corriente, de manera que se reduzcan los riesgos de que se dañen el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería.

[0089]En una realización, tal como se muestra en la figura 8, después de calentar el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería en el paso 61 o el paso 71, el método de calentamiento incluye además el siguiente paso.

[0090]Paso 81: Si tanto una temperatura del primer módulo de batería como una temperatura del segundo módulo de batería son mayores que, o iguales a, un primer umbral de temperatura, controlar la desactivación del segundo conmutador y controlar la activación del primer conmutador después de que el segundo conmutador se mantenga desactivado durante un período de tiempo predeterminado.

[0091]Durante el calentamiento del primer módulo de batería y del segundo módulo de batería es necesario detectar en tiempo real la temperatura del primer módulo de batería y la temperatura del segundo módulo de batería, para reducir la probabilidad de dañar el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería debido a una temperatura excesivamente alta. El calentamiento se completa cuando la temperatura del primer módulo de batería y la temperatura del segundo módulo de batería alcanzan el primer umbral de temperatura. En este caso, en primer lugar se controla la desactivación del segundo conmutador para que se desconecte de la fuente de alimentación de entrada y detenga el calentamiento.

[0092]A continuación, dentro del periodo de tiempo predeterminado en el que el segundo conmutador se mantiene desactivado, se puede reducir una diferencia de tensión entre el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería de modo que sea menor que un primer umbral de diferencia de tensión. El primer conmutador se controla para que se active después de que el segundo conmutador se mantenga desactivado durante el período de tiempo predeterminado. De esta manera, se completa el calentamiento del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería, y el primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se pueden utilizar como una fuente de alimentación para proporcionar una tensión de trabajo a una carga.

[0093]En una realización, haciendo referencia a la figura 9, la figura 9 muestra los cambios de temperatura del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería durante el proceso de calentamiento del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería mediante la utilización del método de calentamiento que se proporciona en la solicitud. El primer módulo de batería y el segundo módulo de batería están compuestos por el mismo número de celdas de batería del mismo tipo, de modo que una curva de cambio de temperatura del primer módulo de batería es la misma que la del segundo módulo de batería. Es decir, en la figura 9, la curva L1 puede ser la curva de cambio de temperatura del primer módulo de batería o la curva de cambio de temperatura del segundo módulo de batería. En la figura 9, una coordenada horizontal representa el tiempo en minutos (min); y una coordenada vertical representa la temperatura en grados Celsius (°C).

[0094]El primer módulo de batería se utiliza como ejemplo para la descripción. Tal como se muestra en la figura 9, una temperatura inicial del primer módulo de batería es de aproximadamente 29 °C. En el minuto 0.5, se controla la desactivación del primer conmutador y se controla la activación o desactivación del segundo conmutador utilizando una señal de control con un ciclo de trabajo. La fuente de alimentación de entrada envía una corriente al primer módulo de batería para calentar el primer módulo de batería a través de su resistencia interna y comienza a elevarse la temperatura del primer módulo de batería. Además, debido a que una elevación de temperatura provocará que disminuya la resistencia interna del primer módulo de batería, la velocidad de la elevación de temperatura tiende a ser estacionaria, es decir, la pendiente de la curva L1 muestra una tendencia de disminución gradual. Aproximadamente a los 12 minutos, la temperatura del primer módulo de batería es mayor que, o igual a, un primer umbral de temperatura, se controla la desactivación del segundo conmutador de modo que se desconecte de la fuente de alimentación de entrada y se detenga el calentamiento del primer módulo de batería, y disminuye de nuevo la temperatura del primer módulo de batería.

[0095]En esta realización, el proceso de calentamiento del primer módulo de batería y el segundo módulo de batería se puede implementar mediante la utilización del método de calentamiento proporcionado en la realización de esta solicitud. Además, la fuente de alimentación de entrada puede ser una fuente de alimentación de baja tensión o una fuente de alimentación de corriente alterna, tal como una red eléctrica, y se puede utilizar en diversos escenarios de aplicación, lo que es más práctico.

[0096]En una realización, el sistema de calentamiento se utiliza en un vehículo eléctrico y el primer módulo de batería, el segundo módulo de batería y el primer conmutador forman un bloque de baterías. El bloque de baterías incluye además un sistema de gestión de baterías (BMS), y el vehículo eléctrico incluye además una unidad de control de vehículo (VCU), lo que significa que la unidad de control en las realizaciones anteriores incluye el BMS y la VCU.

[0097]En esta implementación, el BMS puede recopilar información de estado del bloque de baterías, tal como la temperatura, el estado de carga (SOC), la señal de tensión y la señal de corriente de la batería y determinar, basándose en la información de estado, si es necesario calentar el bloque de baterías. Cuando se determina que es necesario calentar el bloque de baterías, el BMS puede enviar una señal de solicitud de calentamiento a la VCU. La VCU determina, basándose en la señal de solicitud de calentamiento enviada por el BMS, si se enciende el sistema de calentamiento para calentar el bloque de baterías.

[0098]Si la VCU determina el encendido del sistema de calentamiento para calentar el bloque de baterías, el BMS controla la desactivación del primer conmutador y la VCU controla la activación y desactivación del segundo conmutador en un ciclo de trabajo preestablecido para calentar el bloque de baterías.

[0099]Durante el calentamiento del bloque de baterías, si la temperatura del primer módulo de baterías y la temperatura del segundo módulo de baterías en el bloque de baterías ya satisfacen un requisito, la VCU puede controlar la desactivación del segundo conmutador y enviar una señal de detención de calentamiento al BMS, de modo que el BMS controle la activación del primer conmutador. Dicho de otro modo, la VCU controla el sistema de calentamiento para que detenga el calentamiento del bloque de baterías.

[0100]Además, el BMS del bloque de baterías también puede controlar la temperatura del bloque de baterías durante el calentamiento del bloque de baterías. Cuando la temperatura del bloque de baterías 12 es anómala, el BMS puede enviar la información de anomalía de temperatura a la VCU y la VCU controla el sistema de calentamiento para detener el proceso de calentamiento del bloque de baterías.

[0101]La figura 10 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de calentamiento de acuerdo con una realización de esta solicitud. El aparato de calentamiento 1000 se aplica a un sistema de calentamiento. Para la estructura del sistema de calentamiento se puede hacer referencia a las descripciones de la figura 2 a la figura 5 y los detalles no se repiten en la presente. El aparato de calentamiento 1000 incluye una unidad de conmutación del estado activado/desactivado 1001.

[0102]La unidad de conmutación del estado activado/desactivado 1001 está configurada para: si se recibe una señal de solicitud de calentamiento, controlar los estados activado/desactivado de un primer conmutador y un segundo conmutador con el fin de calentar un primer módulo de batería y un segundo módulo de batería, donde el estado activado/desactivado incluye activado o desactivado.

[0103]El producto anterior que puede ejecutar el método proporcionado en la realización de esta solicitud, que se muestra en la figura 6, tiene unos módulos funcionales correspondientes para ejecutar el método y logra los mismos efectos beneficiosos. Para los detalles técnicos que no se describen de manera minuciosa en esta realización, se puede hacer referencia al método proporcionado en las realizaciones de esta solicitud.

[0104]La figura 11 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de gestión de baterías de acuerdo con una realización de esta solicitud. Tal como se muestra en la figura 11, el sistema de gestión de baterías 1100 incluye uno o más procesadores 1101 y una memoria 1102. A modo de ejemplo, en la figura 11 se utiliza un procesador 1101.

[0105]El procesador 1101 y la memoria 1102 se pueden conectar utilizando un bus o de otras maneras y, a modo de ejemplo, en la figura 11 se utiliza una conexión de bus.

[0106]La memoria 1102, tal como un medio de almacenamiento legible por ordenador no volátil, se puede utilizar para almacenar programas de software no volátiles, programas ejecutables por ordenador no volátiles y módulos, tales como las instrucciones/módulos de programa correspondientes al método de calentamiento en las realizaciones de esta solicitud (tal como la unidad descrita en la figura 10). Al ejecutar los programas, las instrucciones y los módulos de software no volátiles almacenados en la memoria 1102, el procesador 1101 ejecuta diversas aplicaciones funcionales y un procesamiento de datos en el aparato de calentamiento, es decir, implementa el método de calentamiento de las realizaciones del método anterior y las funciones de las unidades en la realización del aparato anterior.

[0107]La memoria 1102 puede incluir una memoria de acceso aleatorio de alta velocidad y puede incluir además una memoria no volátil, por ejemplo, al menos un dispositivo de almacenamiento en disco, un dispositivo de memoria flash u otros dispositivos de almacenamiento en estado sólido no volátiles. En algunas realizaciones, la memoria 1102 puede incluir opcionalmente una memoria que esté situada de manera remota con respecto al procesador 1101, y la memoria remota se puede conectar con el procesador 1101 por medio de una red. Algunos ejemplos de red incluyen, aunque sin carácter limitante, Internet, una intranet corporativa, una red de área local, una red de comunicaciones móviles y una de sus combinaciones.

[0108]Las instrucciones/los módulos de programa se almacenan en la memoria 1102. Cuando las instrucciones/los módulos de programa son ejecutados por el o los procesadores 1101, se lleva a cabo el método de calentamiento en una cualquiera de las realizaciones del método, por ejemplo, se llevan a cabo los pasos que se muestran en la figura 6, la figura 7 y la figura 8, o también se pueden implementar las funciones de las unidades en la figura 10.

[0109]Una realización de esta solicitud proporciona además un dispositivo eléctrico, que incluye el sistema de calentamiento de acuerdo con una cualquiera de las realizaciones anteriores.

[0110]En una realización, el dispositivo eléctrico es un vehículo eléctrico.

[0111]Una realización de esta solicitud proporciona además un medio de almacenamiento informático no volátil, donde el medio de almacenamiento informático no volátil almacena instrucciones ejecutables por ordenador, y cuando las instrucciones ejecutables por ordenador son ejecutadas por uno o más procesadores, el o los procesadores pueden realizar el método de calentamiento de acuerdo con una cualquiera de las realizaciones del método anterior. Por ejemplo, se llevan a cabo los pasos que se muestran en la figura 6, la figura 7 y la figura 8 y también se pueden implementar las funciones de las unidades en la figura 10.

[0112]Las realizaciones del aparato o dispositivo anterior son simplemente ejemplos. Las unidades del módulo descritas como componentes separados pueden estar separadas o no físicamente. Las partes mostradas como módulos o unidades pueden ser o no unidades físicas y se pueden encontrar en un sitio o se pueden distribuir en una pluralidad de módulos o unidades de red. Algunos o todos los módulos se pueden seleccionar de acuerdo con un requisito real para lograr los objetivos de las soluciones en las realizaciones.

[0113]Basándose en las descripciones anteriores de las implementaciones, un experto en la técnica puede comprender claramente que cada implementación se puede implementar mediante la utilización de software en combinación con una plataforma de hardware universal o únicamente mediante la utilización de hardware. Basándose en dicha comprensión, las soluciones técnicas esencialmente, o las partes que hacen contribuciones a la técnica relacionada, o parte de las soluciones técnicas, se pueden incorporar en forma de un producto de software, y el producto de software se puede almacenar en un medio de almacenamiento legible por ordenador, tal como una ROM/RAM, un disco magnético o un disco óptico, e incluye diversas instrucciones para dar instrucciones a un dispositivo informático (que puede ser un ordenador personal, un servidor, un dispositivo de red o similares) para que realice los métodos descritos en las realizaciones o en algunas partes de las realizaciones.

[0114]Aunque esta solicitud se ha descrito haciendo referencia a las realizaciones preferidas, se pueden realizar diversas modificaciones a esta solicitud sin alejarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. En particular, siempre que no haya ningún conflicto estructural, las diversas características técnicas mencionadas en las realizaciones se pueden combinar de cualquier manera. La presente solicitud no se limita a las realizaciones específicas divulgadas en esta memoria descriptiva, sino que incluye todas las soluciones técnicas que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1.Un sistema de calentamiento (100) que comprende un primer extremo de entrada (101) y un segundo extremo de entrada (102), en donde el primer extremo de entrada (101) y el segundo extremo de entrada (102) están configurados para conectarse con una fuente de alimentación de entrada externa (200);

un primer módulo de batería (103), un segundo módulo de batería (104), un primer conmutador (105) y un segundo conmutador (106), y una unidad de control (107), en donde la unidad de control (107) está conectada con el primer conmutador (105) y con el segundo conmutador (106),

caracterizado por que

el primer conmutador (105) está conectado entre un primer terminal del primer módulo de batería (103) y un primer terminal del segundo módulo de batería (104), un segundo terminal del primer módulo de batería (103) está conectado con un segundo terminal del segundo módulo de batería (104), el segundo conmutador (106) está conectado entre el primer extremo de entrada (101) y el primer terminal del segundo módulo de batería (104), y el segundo extremo de entrada (102) está conectado con el primer terminal del primer módulo de batería (103), en donde el primer terminal del primer módulo de batería (103) y el primer terminal del segundo módulo de batería (104) tienen una misma polaridad, y el segundo terminal del primer módulo de batería (103) y el segundo terminal del segundo módulo de batería (104) tienen una misma polaridad; y la unidad de control (107) está configurada de modo que controle la activación o desactivación del primer conmutador (105) y el segundo conmutador (106), para calentar el primer módulo de batería (103) y el segundo módulo de batería (104) a través de la fuente de alimentación de entrada (200).

2.El sistema de calentamiento (100) de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizado por queel primer terminal del segundo módulo de batería (104) está conectado con un primer terminal de una carga (300) a través de un primer conmutador principal (400), y el segundo terminal del segundo módulo de batería (104) está conectado con un segundo terminal de la carga (300) a través de un segundo conmutador principal (500); y

el primer conmutador principal (400) es el segundo conmutador (106).

3.El sistema de calentamiento (100) de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizado por que

una tensión entre los dos terminales del primer módulo de batería (103) es igual a una tensión entre los dos terminales del segundo módulo de batería (104).

4.El sistema de calentamiento (100) de acuerdo con la reivindicación 3,caracterizado por que

cada uno del primer módulo de batería (103) y el segundo módulo de batería (105) comprende N bloques de baterías, en donde N es un número entero positivo; y

los N bloques de baterías del primer módulo de batería (103) están conectados en paralelo y los N bloques de baterías del segundo módulo de batería (104) están conectados en paralelo.

5.El sistema de calentamiento (100) de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizado por quela unidad de control (107) está configurada de manera específica para:

controlar la desactivación del primer conmutador (105) y controlar la activación o desactivación, mediante la utilización de una señal de control con un ciclo de trabajo, del segundo conmutador (106), para calentar el primer módulo de batería (103) y el segundo módulo de batería (104) a través de la fuente de alimentación de entrada (200);

en donde la señal de control con un ciclo de trabajo se utiliza para hacer que un valor eficaz de una corriente de salida de la fuente de alimentación de entrada sea menor que un valor eficaz de un primer umbral de corriente.

6.El sistema de calentamiento (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizado por quedespués de que se calienten el primer módulo de batería (103) y el segundo módulo de batería (104) a través de la fuente de alimentación de entrada (200), la unidad de control (107) está configurada además para:

si tanto una temperatura del primer módulo de batería (103) como una temperatura del segundo módulo de batería (104) son mayores que, o iguales a, un primer umbral de temperatura, controlar la desactivación del segundo conmutador (106) y controlar la activación del primer conmutador (105) después de que el segundo conmutador (106) se mantenga desactivado durante un periodo de tiempo predeterminado.

7.Un método de calentamiento, aplicado a un sistema de calentamiento (100), en donde el sistema de calentamiento comprende un primer módulo de batería (103), un segundo módulo de batería (104), un primer conmutador (105), un segundo conmutador (106), un primer extremo de entrada (101) y un segundo extremo de entrada (102), en donde el primer extremo de entrada (101) y el segundo extremo de entrada (102) están configurados para conectarse con una fuente de alimentación de entrada externa (200);

el primer conmutador (105) está conectado entre un primer terminal del primer módulo de batería (103) y un primer terminal del segundo módulo de batería (104), un segundo terminal del primer módulo de batería (103) está conectado con un segundo terminal del segundo módulo de batería (104), el segundo conmutador (106) está conectado entre el primer extremo de entrada (101) y el primer terminal del segundo módulo de batería (104), y el segundo extremo de entrada (102) está conectado con el primer terminal del primer módulo de batería (103), en donde el primer terminal del primer módulo de batería (103) y el primer terminal del segundo módulo de batería (104) tienen una misma polaridad, y el segundo terminal del primer módulo de batería (103) y el segundo terminal del segundo módulo de batería (104) tienen una misma polaridad; y

el método comprende:

si se recibe una señal de solicitud de calentamiento, controlar los estados activado/desactivado del primer conmutador (105) y el segundo conmutador (106) para calentar el primer módulo de batería (103) y el segundo módulo de batería (104), en donde el estado activado/desactivado comprende activado o desactivado.

8.El método de calentamiento de acuerdo con la reivindicación 7,caracterizado por queel control de los estados activado/desactivado del primer conmutador (105) y el segundo conmutador (106) para calentar el primer módulo de batería (103) y el segundo módulo de batería (104) comprende:

controlar la desactivación del primer conmutador (105) y controlar la activación o desactivación, mediante la utilización de una señal de control con un ciclo de trabajo, del segundo conmutador (106), para calentar el primer módulo de batería (103) y el segundo módulo de batería (104);

en donde la señal de control con un ciclo de trabajo se utiliza para hacer que un valor eficaz de una corriente de salida de la fuente de alimentación de entrada (200) sea menor que un valor eficaz de un primer umbral de corriente.

9.El método de acuerdo con la reivindicación 7 u 8,caracterizado por quedespués de calentar el primer módulo de batería (103) y el segundo módulo de batería (104), el método comprende, además:

10.Un dispositivo eléctrico,caracterizado porcomprender el sistema de calentamiento (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.