JP2021002992A - 電池パック加熱システムの制御システム、方法、及び電池パック加熱管理システム - Google Patents
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Abstract
Description
電池管理システムは、電池パックの状態パラメータを取得し、電池パックの状態パラメータが予め設定された加熱条件を満たすと判定されると、車両コントローラに加熱要求情報を送信することと、モータコントローラは、モータが非作動状態にあると判定されると、車両コントローラにモータが非作動状態にある旨のフィードバック情報を送信することと、車両コントローラは、加熱要求情報及びフィードバック情報に応答して、モータコントローラに第1の制御信号を送信することと、モータコントローラは、第1の制御信号に応答して、目標上ブリッジアームスイッチモジュール及び目標下ブリッジアームスイッチモジュールを周期的にオン/オフするように制御し、電池パックを加熱することとを含む。
電池パック加熱システムは、電池パックに接続されたインバータと、インバータに接続されたモータとを含む。
ここで、Iは有効電流、Dは駆動信号デューティ比、fは駆動信号周波数、U1は電池パックP1の両端の電圧、Lは固定子インダクタンスのインダクタンス値を示す。
Claims (20)
- 電池パックの状態パラメータを取得し、前記電池パックの状態パラメータが予め設定された加熱条件を満たすと判定されると、車両コントローラに加熱要求情報を送信する電池管理システムと、
電池パック加熱システムのモータが非作動状態にあると判定されると、前記モータが非作動状態にある旨のフィードバック情報を前記車両コントローラに送信し、又、第1の制御信号に応答して、目標上ブリッジアームスイッチモジュール及び目標下ブリッジアームスイッチモジュールを周期的にオン/オフするように制御し、前記電池パックを加熱するモータコントローラと、
前記加熱要求情報及び前記フィードバック情報に応答して、前記モータコントローラに前記第1の制御信号を送信する前記車両コントローラと、を備え、
前記目標上ブリッジアームスイッチモジュールは、前記電池パック加熱システムのインバータの3相ブリッジアームのいずれか1つブリッジアームの上ブリッジアームスイッチモジュールであり、前記目標下ブリッジアームスイッチモジュールは、前記3相ブリッジアームのうち、前記目標上ブリッジアームスイッチモジュールが位置するブリッジアームを除くいずれか1つブリッジアームの下ブリッジアームスイッチモジュールであることを特徴とする電池パック加熱システムの制御システム。 - 前記車両コントローラは、
前記加熱要求情報及び前記フィードバック情報に応答して、前記電池パックを予備加熱する提示情報を送信し、
入力されたトリガ操作に応答して、前記モータコントローラに前記第1の制御信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の電池パック加熱システムの制御システム。 - 前記モータコントローラは、更にインバータの温度及びモータの温度を取得し、又、前記インバータの温度及び前記モータの温度のうち少なくとも一方が予め設定された過熱条件を満たすと判定されると、前記インバータの全てのスイッチモジュールをオフ状態にするように制御し、過熱情報を前記車両コントローラに報告することを特徴とする請求項1に記載の電池パック加熱システムの制御システム。
- 前記電池管理システムは、更に温度、充電状態、及び絶縁抵抗値のうちの少なくとも1つを含む前記電池パックの目標状態パラメータを取得し、前記目標状態パラメータが対応するパラメータ安全範囲を超えた場合、前記車両コントローラに前記加熱停止要求を送信し、
前記車両コントローラは、更に加熱停止要求に応答して、前記モータコントローラに停止信号を送信し、
前記モータコントローラは、更に前記停止信号を受信して、前記インバータの全てのスイッチモジュールをオフ状態にするように制御することを特徴とする請求項1に記載の電池パック加熱システムの制御システム。 - 前記車両コントローラは、更に前記電池管理システムに電池管理システムが加熱運転モードに入るよう指示するための第2の制御信号を送信し、
前記電池管理システムは、更に前記第2の制御信号に応答して、インバータの両端に並列に接続されたサポートコンデンサを予備充電するように制御し、又、前記サポートコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、前記サポートコンデンサの予備充電を停止し、前記車両コントローラに予備充電完了情報を送信することを特徴とする請求項1又は4に記載の電池パック加熱システムの制御システム。 - 前記モータコントローラは、更に前記停止信号を受信し、インバータの両端に並列に接続されたサポートコンデンサの両端の電圧を安全電圧範囲に戻すことを特徴とする請求項1に記載の電池パック加熱システムの制御システム。
- 前記モータコントローラは、更に前記電池パック加熱システムの電流パラメータを取得し、前記電流パラメータが予め設定された所望の電流閾値区間を超えると、電流異常情報を前記車両コントローラに報告し、前記予め設定された所望の電流閾値区間に基づいて、駆動信号の所望の周波数及び所望のデューティ比を算出し、前記駆動信号の周波数及びデューティ比を前記所望の周波数及び前記所望のデューティ比に調整し、
前記駆動信号は、目標上ブリッジアームスイッチモジュール及び目標下ブリッジアームスイッチモジュールを周期的にオン/オフするように駆動し、前記電流パラメータは、前記電池パックと前記インバータとの間の母線電流、及びモータにおける各エネルギ蓄積モジュールと各前記エネルギ蓄積モジュールに対応するブリッジアームとの間の相電流のうちの1つ以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の電池パック加熱システムの制御システム。 - 前記電池管理システムは、更に前記電池パックのリアルタイムの昇温レートを取得し、前記電池パックのリアルタイムの昇温レートが予め設定された所望の昇温レート区間を超えたと判定されると、昇温異常情報を前記車両コントローラに報告し、
前記車両コントローラは、更に昇温異常情報を前記モータコントローラに転送し、
前記モータコントローラは、更に前記昇温異常情報に応答して、前記予め設定された所望の昇温レート区間に基づいて、駆動信号の所望の周波数及び所望のデューティ比を算出し、前記駆動信号の周波数及びデューティ比を前記所望の周波数及び前記所望のデューティ比に調整し、
前記駆動信号は、前記目標上ブリッジアームスイッチモジュール及び前記目標下ブリッジアームスイッチモジュールを周期的にオン/オフするように駆動することを特徴とする請求項1に記載の電池パック加熱システムの制御システム。 - 前記状態パラメータは、温度及び/又は充電状態を含み、
前記状態パラメータが温度を含む場合、前記予め設定された加熱条件は、前記温度が予想温度閾値よりも低いことを含み、
前記状態パラメータが充電状態を含む場合、前記予め設定された加熱条件は、前記充電状態が、今回の加熱によって消費されると予想される充電状態を表す充電状態閾値よりも高いことを含むことを特徴とする請求項1に記載の電池パック加熱システムの制御システム。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の電池パック加熱システムの制御システムに適用される電池パック加熱システムの制御方法であって、
前記電池管理システムは、前記電池パックの状態パラメータを取得し、前記電池パックの状態パラメータが予め設定された加熱条件を満たすと判定されると、前記車両コントローラに加熱要求情報を送信することと、
前記モータコントローラは、前記モータが非作動状態にあると判定されると、前記車両コントローラにモータが非作動状態にある旨のフィードバック情報を送信することと、
前記車両コントローラは、前記加熱要求情報及び前記フィードバック情報に応答して、前記モータコントローラに第1の制御信号を送信することと、
前記モータコントローラは、前記第1の制御信号に応答して、前記目標上ブリッジアームスイッチモジュール及び前記目標下ブリッジアームスイッチモジュールを周期的にオン/オフするように制御し、前記電池パックを加熱することとを含むことを特徴とする電池パック加熱システムの制御方法。 - 前記車両コントローラは、前記加熱要求情報及び前記フィードバック情報に応答して、前記モータコントローラに第1の制御信号を送信することは、
前記車両コントローラは、前記加熱要求情報及び前記フィードバック情報に応答して、前記電池パックを予備加熱する提示情報を送信することと、
前記車両コントローラは、入力された電池パックのトリガ操作に応答して、前記モータコントローラに前記第1の制御信号を送信することとを含むことを特徴とする請求項10に記載の電池パック加熱システムの制御方法。 - 前記モータコントローラは、前記インバータの温度及び前記モータの温度を取得することと、
前記モータコントローラは、前記インバータの温度と前記モータの温度のうち少なくとも一方が予め設定された過熱条件を満たすと判定されると、前記インバータの全てのスイッチモジュールをオフ状態にするように制御し、過熱情報を前記車両コントローラに報告することを更に含むことを特徴とする請求項10に記載の電池パック加熱システムの制御方法。 - 前記電池管理システムは、温度、充電状態、及び絶縁抵抗値のうちの少なくとも1つを含む前記電池パックの目標状態パラメータを取得し、前記目標状態パラメータが対応するパラメータ安全範囲を超えた場合、前記車両コントローラに加熱停止要求を送信することと、
前記車両コントローラは、前記加熱停止要求に応答して、前記モータコントローラに停止信号を送信することと、
前記モータコントローラは、前記停止信号を受信して、前記インバータの全てのスイッチモジュールをオフ状態にするように制御することとを更に含むことを特徴とする請求項10に記載の電池パック加熱システムの制御方法。 - 前記車両コントローラは、前記加熱要求情報及び前記フィードバック情報に応答して、前記モータコントローラに第1の制御信号を送信する前、
前記車両コントローラは、前記電池管理システムに電池管理システムが加熱運転モードに入るよう指示するための第2の制御信号を送信することと、
前記電池管理システムは、前記第2の制御信号に応答して、インバータの両端に並列に接続されたサポートコンデンサを予備充電するように制御することと、
前記電池管理システムは、前記サポートコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、前記サポートコンデンサの予備充電を停止し、前記車両コントローラに予備充電完了情報を送信することを更に含むことを特徴とする請求項10又は13に記載の電池パック加熱システムの制御方法。 - 前記モータコントローラは、前記停止信号を受信し、インバータの両端に並列に接続されたサポートコンデンサの両端の電圧を安全電圧範囲に戻すことを更に含むことを特徴とする請求項10に記載の電池パック加熱システムの制御方法。
- 前記モータコントローラは、前記電池パック加熱システムの電流パラメータを取得し、前記電流パラメータが予め設定された所望の電流閾値区間を超えると、電流異常情報を前記車両コントローラに報告し、前記予め設定された所望の電流閾値区間に基づいて、駆動信号の所望の周波数及び所望のデューティ比を算出し、前記駆動信号の周波数及びデューティ比を前記所望の周波数及び前記所望のデューティ比に調整することを更に含み、
前記駆動信号は、目標上ブリッジアームスイッチモジュール及び目標下ブリッジアームスイッチモジュールを周期的にオン/オフするように駆動し、前記電流パラメータは、前記電池パックと前記インバータとの間の母線電流、及びモータにおける各エネルギ蓄積モジュールと各前記エネルギ蓄積モジュールに対応するブリッジアームとの間の相電流のうちの1つ以上を含むことを特徴とする請求項10に記載の電池パック加熱システムの制御方法。 - 前記電池管理システムは、前記電池パックのリアルタイムの昇温レートを取得し、前記電池パックのリアルタイムの昇温レートが予め設定された所望の昇温レート区間を超えたと判定されると、昇温異常情報を前記車両コントローラに報告することと、
前記車両コントローラは、温昇異常情報を前記モータコントローラに転送することと、
前記モータコントローラは、前記昇温異常情報に応答して、前記予め設定された所望の昇温レート区間に基づいて、駆動信号の所望の周波数及び所望のデューティ比を算出し、前記駆動信号の周波数及びデューティ比を前記所望の周波数及び前記所望のデューティ比に調整することとを更に含み、
前記駆動信号は、前記目標上ブリッジアームスイッチモジュール及び前記目標下ブリッジアームスイッチモジュールを周期的にオン/オフするように駆動することを特徴とする請求項10に記載の電池パック加熱システムの制御方法。 - 前記状態パラメータは、温度及び/又は充電状態を含み、
前記状態パラメータが温度を含む場合、前記予め設定された加熱条件は、前記温度が予想温度閾値よりも低いことを含み、
前記状態パラメータが充電状態を含む場合、前記予め設定された加熱条件は、前記充電状態が、今回の加熱によって消費されると予想される充電状態を表す充電状態閾値よりも高いことを含むことを特徴とする請求項10に記載の電池パック加熱システムの制御方法。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の電池パック加熱システムの制御システムと電池パック加熱システムとを備え、
前記電池パック加熱システムは、電池パックに接続されたインバータと、前記インバータに接続された前記モータとを含むことを特徴とする電池パック加熱管理システム。 - 前記インバータは、3相ブリッジアームを含み、前記3相ブリッジアームの各相ブリッジアームは、それぞれ上ブリッジアーム及び下ブリッジアームを有し、前記上ブリッジアームにはスイッチモジュールが設けられ、前記下ブリッジアームにはスイッチモジュールが設けられており、前記スイッチモジュールは、ダイオードを有し、
前記上ブリッジアームの前記スイッチモジュールに対し、前記ダイオードのアノードは、前記上ブリッジアームと前記下ブリッジアームとの接続点に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記上ブリッジアームと前記電池パックの正極との間に位置しており、
前記下ブリッジアームの前記スイッチモジュールに対し、前記ダイオードのアノードは、前記下ブリッジアームと前記電池パックの負極との間に位置し、前記ダイオードのカソードは、前記上ブリッジアームと前記下ブリッジアームとの接続点に接続されていることを特徴とする請求項19に記載の電池パック加熱管理システム。
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