KR20230109695A - 배터리 가열 장치 및 그 제어 방법, 제어 회로 및 파워 장치 - Google Patents

배터리 가열 장치 및 그 제어 방법, 제어 회로 및 파워 장치 Download PDF

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KR20230109695A
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샤오지앤 황
시앤시 판
즈민 단
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Abstract

본 출원의 실시예는 배터리 가열 장치 및 그 제어 방법, 제어 회로 및 파워 장치를 제공한다. 상기 배터리 가열 장치는, 제1 브릿지암, 제2 브릿지암 및 에너지 저장 소자를 포함하는 가열 모듈; 및, 상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 배터리가 상기 제2 배터리를 충전하는 회로를 형성하거나, 및/또는, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 배터리가 상기 제1 배터리를 충전하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 가열하는 제어 모듈을 포함한다. 상기 배터리 가열 장치는 동시에 두 개의 배터리를 가열하여, 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

배터리 가열 장치 및 그 제어 방법, 제어 회로 및 파워 장치
본 출원은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 특히는 배터리 가열 장치, 배터리 가열 장치의 제어 방법, 배터리 가열 장치의 제어 회로 및 파워 장치에 관한 것이다.
에너지 밀도가 높고 순환 충전이 가능하며 안전하고 친환경적인 등 장점을 구비하기에 파워 배터리는 신재생에너지 자동차, 전자 제품, 에너지 저장 등 분야에 광범위하게 사용된다.
그러나 저온 환경에서 파워 배터리의 사용은 일정한 제한을 받을 수 있다. 구체적으로, 파워 배터리는 저온 환경에서 방전 용량이 심각하게 쇠퇴되고 배터리는 저온 환경에서 충전이 불가할 수 있다.
따라서, 파워 배터리를 정상적으로 사용하기 위해, 저온 환경에서 파워 배터리를 가열할 필요가 있다. 파워 배터리의 가열 효율을 어떻게 향상시킬 것인가는 시급히 해결해야 할 과제이다.
본 출원의 실시예는 배터리 가열 장치, 배터리 가열 장치의 제어 방법, 배터리 가열 장치의 제어 회로 및 파워 장치를 제공하여, 파워 배터리의 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 양태에 따르면, 배터리 가열 장치를 제공하는 바, 상기 배터리 가열 장치는 파워 배터리에 연결되어, 상기 파워 배터리를 가열하고, 상기 파워 배터리는 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하며, 상기 배터리 가열 장치는,
제1 브릿지암, 제2 브릿지암 및 에너지 저장 소자를 포함하는 가열 모듈; 및,
상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 배터리가 상기 제2 배터리를 충전하는 회로를 형성하거나, 및/또는, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 배터리가 상기 제1 배터리를 충전하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 가열하는 제어 모듈을 포함한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 배터리 가열 장치는 동시에 두 개의 배터리를 가열하고, 상기 배터리 가열 장치는 두 개의 브릿지암 및 에너지 저장 소자를 포함하고, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리는 직렬 연결되며, 두 개의 브릿지암을 제어하는 것을 통해, 그중의 하나의 배터리가 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자 및 상기 배터리가 다른 하나의 배터리를 충전하는 회로를 형성함으로써, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리가 동시에 가열되어 비교적 높은 가열 효율을 구비한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 브릿지암의 제1 단은 상기 제1 배터리의 제1 단에 연결되고, 상기 제2 브릿지암의 제1 단은 상기 제2 배터리의 제1 단에 연결되며, 상기 제1 브릿지암의 제2 단, 상기 제2 브릿지암의 제2 단, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 서로 연결되고, 여기서, 상기 제1 브릿지암은 제1 서브 브릿지암 및 제2 서브 브릿지암을 포함하며, 상기 제2 브릿지암은 제3 서브 브릿지암 및 제4 서브 브릿지암을 포함하고; 상기 제1 배터리의 제1 단 및 상기 제2 배터리의 제1 단은 양극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 음극이고; 또는, 상기 제1 배터리의 제1 단 및 상기 제2 배터리의 제1 단은 음극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 양극이다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제2 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제2 단에 연결된다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제어 모듈은 구체적으로,
상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제4 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고; 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 하며; 및/또는,
상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며; 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제1 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제1 단에 연결된다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제어 모듈은 구체적으로,
상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제3 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고; 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제4 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 하며; 및/또는,
상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며; 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 한다.
상기 실시예에서, 합리적인 제어 시퀀스를 설계하는 것을 통해, 각 서브 브릿지암의 도통 및 차단을 제어함으로써, 제1 배터리가 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자 및 제1 배터리가 제2 배터리를 충전하는 회로를 형성하거나, 및/또는 제2 배터리가 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자 및 제2 배터리가 상기 제1 배터리를 충전하는 회로를 형성한다. 방전 회로 및 충전 회로는 교대로 전환되어, 제1 배터리와 제2 배터리 사이에서 반복적으로 충전 및 방전이 수행되도록 하며, 충전 및 방전 과정에서 제1 배터리 및 제2 배터리에 대한 가열을 구현한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 서브 브릿지암은 제1 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제2 서브 브릿지암은 제2 스위칭 튜브를 포함하며, 상기 제3 서브 브릿지암은 제3 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제4 서브 브릿지암은 제4 스위칭 튜브를 포함한다. 여기서, 상기 제어 회로는 상기 제1 스위칭 튜브, 상기 제2 스위칭 튜브, 상기 제3 스위칭 튜브 및 상기 제4 스위칭 튜브를 제어하는 것을 통해, 각각 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암의 도통 및 차단을 구현한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 배터리의 제1 단과 상기 제2 배터리의 제1 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되거나, 또는, 상기 제1 배터리의 제2 단과 상기 제2 배터리의 제2 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되고, 상기 제어 모듈은 또한, 상기 상태 전환 스위치가 턴오프되도록 제어하여, 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 사이가 직렬 연결되도록 한다.
상기 실시예에서, 두 개의 배터리 사이에는 상태 전환 스위치가 더 연결되고, 제1 배터리와 제2 배터리 사이의 연결 관계는 상태 전환 스위치를 통해 전환될 수 있다. 제1 배터리 및 제2 배터리를 가열할 경우, 상태 전환 스위치가 턴오프되도록 제어하여, 제1 배터리와 제2 배터리 사이가 직렬 연결되도록 할 수 있다. 다른 상황에서, 예를 들어 제1 배터리 및 제2 배터리가 파워 시스템에 전력을 공급할 경우, 상태 전환 스위치가 턴온되도록 제어하여, 제1 배터리와 제2 배터리 사이가 병렬 연결되도록 할 수 있다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 소자는 인덕턴스를 포함하거나; 또는, 상기 에너지 저장 소자는 직렬 연결된 인덕턴스 및 제1 커패시턴스를 포함한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 배터리의 양단에 제2 커패시턴스가 병렬 연결되고, 상기 제2 배터리의 양단에 제3 커패시턴스가 병렬 연결된다. 상기 제2 커패시턴스 및 상기 제3 커패시턴스는 전압 안정화 등 기능을 구현하여, 파워 배터리의 전압 안정성을 향상시킬 수 있다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리는 또한 모터의 구동 회로에 연결되어, 상기 구동 회로에 전원을 제공한다.
제2 양태에 따르면, 배터리 가열 장치의 제어 방법을 제공하는 바, 상기 배터리 가열 장치는 파워 배터리에 연결되어, 상기 파워 배터리를 가열하고, 상기 배터리 가열 장치는 제1 브릿지암, 제2 브릿지암 및 에너지 저장 소자를 포함하며, 상기 파워 배터리는 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하며, 상기 제어 방법은,
상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 배터리가 상기 제2 배터리를 충전하는 회로를 형성하거나, 및/또는, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 배터리가 상기 제1 배터리를 충전하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 가열하는 단계를 포함한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 동시에 두 개의 배터리를 가열하고, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리는 직렬 연결되며, 합리적인 제어 시퀀스를 설계하는 것을 통해, 배터리 가열 장치 중의 두 개의 브릿지암을 제어하고, 그중의 하나의 배터리가 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자 및 상기 배터리가 다른 하나의 배터리를 충전하는 회로를 형성함으로써, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리가 동시에 가열되어 비교적 높은 가열 효율을 구비한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 브릿지암의 제1 단은 상기 제1 배터리의 제1 단에 연결되고, 상기 제2 브릿지암의 제1 단은 상기 제2 배터리의 제1 단에 연결되며, 상기 제1 브릿지암의 제2 단, 상기 제2 브릿지암의 제2 단, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 서로 연결되고, 여기서, 상기 제1 브릿지암은 제1 서브 브릿지암 및 제2 서브 브릿지암을 포함하며, 상기 제2 브릿지암은 제3 서브 브릿지암 및 제4 서브 브릿지암을 포함하고; 상기 제1 배터리의 제1 단 및 상기 제2 배터리의 제1 단은 양극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 음극이고; 또는, 상기 제1 배터리의 제1 단 및 상기 제2 배터리의 제1 단은 음극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 양극이다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제2 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제2 단에 연결된다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하는 상기 단계는, 가열 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 가열 요청 메시지에 따라 제1 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제1 제어 신호는,
상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제4 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고; 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 하며; 및/또는,
상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며; 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제1 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제1 단에 연결된다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하는 상기 단계는, 가열 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 가열 요청 메시지에 따라, 제3 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제3 제어 신호는,
상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제3 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고; 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제4 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 하며; 및/또는,
상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며; 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 한다.
상기 실시예에서, 합리적인 제어 시퀀스를 설계하는 것을 통해, 각 서브 브릿지암의 도통 및 차단을 제어함으로써, 제1 배터리가 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자 및 제1 배터리가 제2 배터리를 충전하는 회로를 형성하거나, 및/또는 제2 배터리가 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자 및 제2 배터리가 상기 제1 배터리를 충전하는 회로를 형성한다. 방전 회로 및 충전 회로는 교대로 전환되어, 제1 배터리와 제2 배터리 사이에서 반복적으로 충전 및 방전이 수행되도록 하며, 충전 및 방전 과정에서 제1 배터리 및 제2 배터리에 대한 가열을 구현한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제어 방법은, 가열 정지 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 가열 정지 메시지에 따라, 제2 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 상기 제2 제어 신호는 상기 배터리 가열 장치가 상기 파워 배터리에 대한 가열을 정지하도록 제어하기 위한 것이다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 서브 브릿지암은 제1 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제2 서브 브릿지암은 제2 스위칭 튜브를 포함하며, 상기 제3 서브 브릿지암은 제3 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제4 서브 브릿지암은 제4 스위칭 튜브를 포함한다. 여기서, 상기 제1 스위칭 튜브, 상기 제2 스위칭 튜브, 상기 제3 스위칭 튜브 및 상기 제4 스위칭 튜브를 제어하는 것을 통해, 각각 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암의 도통 및 차단을 구현한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 배터리의 제1 단과 상기 제2 배터리의 제1 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되거나, 또는, 상기 제1 배터리의 제2 단과 상기 제2 배터리의 제2 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되고, 상기 제어 방법은 또한, 상기 상태 전환 스위치가 턴오프되도록 제어하여, 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 사이가 직렬 연결되도록 한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 소자는 인덕턴스를 포함하거나; 또는, 상기 에너지 저장 소자는 직렬 연결된 인덕턴스 및 제1 커패시턴스를 포함한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 배터리의 양단에 제2 커패시턴스가 병렬 연결되고, 상기 제2 배터리의 양단에 제3 커패시턴스가 병렬 연결된다. 상기 제2 커패시턴스 및 상기 제3 커패시턴스는 전압 안정화 등 기능을 구현하여, 파워 배터리의 전압 안정성을 향상시킬 수 있다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리는 또한 모터의 구동 회로에 연결되어, 상기 구동 회로에 전원을 제공한다.
제3 양태에 따르면, 배터리 가열 장치의 제어 회로를 제공하는 바, 상기 제2 양태 또는 제2 양태에 따른 임의의 가능한 실시 형태의 방법을 수행하기 위한 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제4 양태에 따르면, 파워 장치를 제공하는 바, 상기 파워 장치는, 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 파워 배터리; 상기 파워 배터리에 연결되고, 상기 파워 배터리를 가열하는 상기 제1 양태 또는 제1 양태에 따른 임의의 가능한 실시 형태의 배터리 가열 장치; 및 모터를 포함하되, 상기 모터의 구동 회로는 상기 구동 회로에 전원을 제공하기 위한 상기 파워 배터리에 연결된다.
상기 기술적 해결수단에 기반하면, 배터리 가열 장치는 동시에 두 개의 배터리를 가열하고, 상기 배터리 가열 장치는 두 개의 브릿지암 및 에너지 저장 소자를 포함하고, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리는 직렬 연결되며, 두 개의 브릿지암을 제어하는 것을 통해, 그중의 하나의 배터리가 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자 및 상기 배터리가 다른 하나의 배터리를 충전하는 회로를 형성함으로써, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리가 동시에 가열되어 비교적 높은 가열 효율을 구비한다.
본 출원의 실시예에 따른 기술적 해결수단을 더 명확하게 설명하기 위하여, 아래에서는 본 출원의 실시예에 사용되어야 할 도면들을 간단하게 소개하기로 하며, 하기 설명에서의 도면들은 단지 본 출원의 일부 실시예들인 것으로, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서, 창조적 노동을 하지 않는다는 전제하에, 이러한 도면들에 의해 기타 도면들을 더 얻을 수 있음은 자명한 것이다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 가열 장치의 응용 장면의 모식도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 가열 장치의 예시적인 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 가열 장치의 일 가능한 실시 형태의 모식도이다.
도 4는 도 2에 도시된 배터리 가열 장치의 다른 일 가능한 실시 형태의 모식도이다.
도 5는 도 2에 도시된 배터리 가열 장치의 다른 일 가능한 실시 형태의 모식도이다.
도 6은 도 2에 도시된 배터리 가열 장치의 다른 일 가능한 실시 형태의 모식도이다.
도 7은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 가열 장치의 제어 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 가열 장치의 제어 회로의 예시적인 블록도이다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 파워 장치의 예시적인 블록도이다.
이하 첨부 도면 및 실시예에 결부하여 본 출원의 실시 형태를 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 이하 실시예의 상세한 설명 및 첨부 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하고자 하는 것이나, 본 출원의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니며, 다시 말해서, 본 출원은 설명한 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 설명에서, 달리 명시되지 않는 한, “복수”의 의미는 둘 이상임에 유의해야 한다. 용어 “위”, “아래”, “왼쪽”, “오른쪽”, “내부” 또는 “외부” 등으로 표시된 방향 또는 위치 관계는 단지 본 발명을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것이며, 언급된 장치 또는 소자가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 작동해야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니며, 따라서 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한 “제1”, “제2”, “제3” 등의 용어는 설명의 목적으로만 사용되며 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 이해되어서는 안 된다. “수직”은 엄격한 의미의 수직이 아니라 오차 허용 범위 내의 수직이다. “평행”은 엄격한 의미의 평형이 아니라 오류 허용 범위 내의 평형이다.
이하 설명에서 언급되는 방위 용어는 모두 도면에서 보여주는 방향이고, 본 출원의 구체적인 구조를 한정하고자 하는 것이 아니다. 더 설명해야 할 부분으로는, 본 출원의 설명에 있어서, 달리 명시적으로 지정되고 한정되지 않는 한, 용어 “장착”, “서로 연결”, “연결”은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어, 고정 연결일 수 있고, 탈착 가능한 연결일 수도 있거나, 일체로 연결되며; 직접적으로 연결될 수 있고, 중간 매체를 통해 간접적으로 연결될 수도 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원에서의 상술한 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
시대의 발전과 더불어, 신재생에너지 자동차는 그 친환경적이고 소음이 낮으며 사용 비용이 낮은 등 장점으로 인해, 거대한 시장 전망을 가지며 에너지를 절약하고 오염 물질의 배출을 효과적으로 줄일 수 있어 사회의 발전과 진보에 유리하다.
파워 배터리의 전기적 화학 특성으로 인해, 저온 환경에서, 파워 배터리의 충전 및 방전 에너지는 크게 제한되어, 겨울철 고객의 사용 체험감에 심각한 영향을 미친다. 따라서, 파워 배터리를 정상적으로 사용하기 위해, 저온 환경에서 파워 배터리를 가열할 필요가 있다.
본 출원의 실시예의 파워 배터리는 리튬 이온 배터리, 리튬 금속 배터리, 연산 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 니켈 수소 배터리, 리튬-황 배터리, 리튬 공기 배터리 또는 나트륨 이온 배터리 등일 수 있으나, 여기서 한정하지 않는다. 규모에 대해 말하자면, 본 출원의 실시예의 파워 배터리는 배터리 셀일 수 있고, 배터리 모듈 또는 배터리 팩일 수도 있으며, 여기서 한정하지 않는다. 응용 장면에 대해 말하자면, 상기 파워 배터리는 자동차, 선박 등 파워 장치 내에 응용될 수 있다. 예를 들어, 파워 자동차에 응용되어 파워 자동차의 모터에 전력을 공급함으로써, 전기 자동차의 파워소스로 사용될 수 있다. 상기 파워 배터리는 전기 자동차 중의 다른 전기 소자에 전력을 공급할 수도 있는 바, 예를 들어 차량용 에어컨, 차량용 플레이어 등에 전력을 공급한다.
설명의 편의를 위해, 아래 파워 배터리를 신재생에너지 자동차(즉 파워 자동차, 또는 전기 자동차로 칭함)에 응용하는 것을 예로 들어, 본 출원의 해결수단을 설명하도록 한다.
파워 배터리가 복수 개의 배터리를 포함할 경우, 종래 기술에서, 통상적으로 각 하나의 배터리를 순차적으로 가열하거나, 복수 개의 배터리를 병렬 연결한 후 동시에 가열하는 방식을 사용한다. 그러나 상기 첫 번째 방식에서는 가열 시간이 연장되고, 두 번째 방식은 가열에 필요한 전류가 분로되도록 하며, 두 가지 방식은 모두 가열 효율이 낮아 사용자 체험감에 영향을 미친다.
이를 위해, 본 출원에서는 더블 분기 회로 배터리 가열의 해결수단을 제공하는 바, 두 개의 배터리가 직렬 연결되도록 합리하게 제어하는 것을 통해, 두 개의 배터리를 동시에 가열시키며, 가열을 위한 전류가 분로되지 않기에, 배터리 가열의 효율을 향상시킨다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 가열 장치의 응용 장면의 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 가열 장치(110)는 파워 배터리(120)에 연결되고, 배터리 가열 장치(110)는 파워 배터리(120)를 가열한다. 파워 배터리(120)는 N개의 배터리를 포함하고, N은 2보다 크거나 같은 양의 정수이며, 예를 들어 도 1에 도시된 제1 배터리, 제2 배터리, ……, 제N 배터리 등이다. 본 출원의 실시예의 배터리 가열 장치(110)는 매번 동시에 그중의 두 개의 배터리를 가열할 수 있다. 다시 말하면, N개의 배터리를 여러 그룹으로 나누고, 각 그룹은 두 개의 배터리이며, 배터리 가열 장치(110)는 매번 그중의 한 그룹의 배터리를 가열할 수 있다. 본 출원의 실시예는 N개의 배터리를 어떻게 그룹으로 나누는지를 한정하지 않으며, 각 그룹 배터리를 가열하는 순서도 한정하지 않는다. 아래, 제1 배터리 및 제2 배터리를 예로 들어, 배터리 가열 장치(110)가 어떻게 동시에 제1 배터리 및 제2 배터리를 가열하는지를 설명한다.
이외에, 파워 배터리(120)는 파워 시스템에 연결될 수도 있으며, 파워 시스템은 모터 등을 포함한다. 파워 배터리(120)는 모터의 구동 회로에 연결되어, 모터의 구동 회로에 전원을 제공함으로써, 상기 파워 배터리(120)가 장착된 파워 자동차가 주행하도록 할 수 있다.
일 실시 형태에서, 파워 배터리(120)의 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)은 파워 배터리(120)의예를 들어 배터리 온도, 하전 상태(State of Charge, SOC), 전압 신호, 전류 신호 등 상태 정보를 수집하고, 상기 상태 정보에 따라 파워 배터리(120)가 가열이 필요한지 여부를 결정한다. 파워 배터리(120)를 가열해야 하는 것이 결정될 경우, BMS는 차량 제어기(Vehicle Control Unit, VCU)에 가열 요청을 송신할 수 있다. VCU는 BMS에 의해 송신된 가열 요청에 따라, 배터리 가열 장치(110)가 파워 배터리(120)에 대한 가열을 가동할지 여부를 결정한다.
예를 들어, VCU가 BMS에 의해 송신된 가열 요청을 수신한 후, 파워 배터리(120)의 SOC에 따라, 배터리 가열 장치(110)를 이용하여 파워 배터리(120)를 가열할지 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 파워 배터리(120)의 전기량이 충분할 경우, 즉 SOC가 비교적 높을 경우, 예컨대 하나의 임계 값보다 높을 경우, 배터리 가열 장치(110)를 이용하여 파워 배터리(120)를 가열할 수 있다.
또 예를 들어, 파워 배터리(120)의 전기량이 부족할 경우, 즉 SOC가 비교적 낮을 경우, 예컨대 하나의 임계 값보다 낮을 경우, 배터리 가열 소모를 감소하기 위해, 배터리 가열 장치(110)를 이용하지 않고 파워 배터리를 가열할 수도 있다. 모터 콘트롤러, 예를 들어 마이크로 프로그램 콘트롤러(Microprogrammed Control Unit, MCU)는 모터의 전압 및 전류 등 정보에 따라, 모터 상태를 결정하고, VCU에 송신할 수 있다. 따라서, 모터가 이때 정상적인 작동 상태이면, 모터 작동 소모에 의해 생성된 열량을 이용하여 파워 배터리(120)를 가열 또는 보온할 수 있는 바, 예를 들면 주행시 모터 작동 소모에 의해 생성되는 열량을 이용하여 파워 배터리(120)의 냉각액을 가열함으로써, 상기 냉각액으로 파워 배터리(120)를 가열 또는 보온한다.
또는, 파워 배터리(120)의 SOC가 비교적 낮을 경우, 배터리 가열 장치(110)를 가동시켜 파워 배터리(120)를 가열하고, 배터리 가열 장치(110)의 가열 주기의 길이를 조절하거나, 또는, 배터리 가열 장치(110)의 가열 빈도를 조절할 수 있다.
본 출원은 배터리 가열 장치(110)의 사용 장면을 한정하지 않으며, 본 출원의 실시예에 따른 배터리 가열 장치(110)는 임의의 필요한 상황에서, 파워 배터리(120)를 가열할 수 있다.
배터리 가열 장치(110)가 파워 배터리(120)를 가열하는 과정에서, 파워 배터리(120)의 BMS는 파워 배터리(120)의 온도에 이상이 존재하는지 여부를 모티터링할 수도 있다. 파워 배터리(120)의 온도에 이상이 존재할 경우, BMS는 VCU에 온도 이상 정보를 송신할 수 있고, VCU는 배터리 가열 장치(110)가 파워 배터리(120)에 대한 가열을 정지하도록 제어한다. 이때, 모터 작동 소모에 의해 생성된 열량을 이용하여 파워 배터리(120)를 가열하거나 보온할 수 있는 바, 예를 들면 모터 작동 소모에 의해 생성된 열량을 이용하여 파워 배터리(120)의 냉각액을 가열함으로써, 냉각액으로 파워 배터리(120)를 가열 또는 보온할 수 있다.
배터리 가열 장치(110)가 파워 배터리(120)를 가열하는 과정에서, 파워 배터리(120)의 온도가 이미 요구를 만족하면, VCU는 배터리 가열 장치(110)가 파워 배터리(120)에 대한 가열을 정지하도록 제어할 수 있다. 이때, 모터 작동 소모에 의해 생성된 열량을 이용하여 파워 배터리(120)를 보온할 수 있는 바, 예를 들어 모터 작동 소모에 의해 생성된 열량을 이용하여 파워 배터리(120)의 냉각액을 가열하여, 냉각액으로 파워 배터리(120)를 보온한다.
아래, 도 2 내지 도 4를 참고하여, 본 출원의 실시예에 따른 배터리 가열 장치(110)가 파워 배터리(120)를 가열하는 해결수단을 설명한다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 가열 장치(110)의 예시적인 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 가열 장치(110)는 가열 모듈(1110) 및 제어 모듈(1120)을 포함한다. 파워 배터리(120)는 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 포함한다. 배터리 가열 장치(110)는 동시에 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 가열할 수 있다.
여기서, 가열 모듈(1110)은 제1 브릿지암(1111), 제2 브릿지암(1112) 및 에너지 저장 소자(1113)를 포함한다. 에너지 저장 소자(1113)는 예를 들면 인덕턴스(L), 또는 함께 직렬 연결된 인덕턴스(L) 및 제1 커패시턴스일 수 있다.
제1 배터리(121)의 양단에는 예를 들면 제2 커패시턴스(C1)가 병렬 연결될 수도 있고, 제2 배터리(122)의 양단에는 예를 들면 제3 커패시턴스(C2)가 병렬 연결될 수도 있다. 상기 제2 커패시턴스(C1) 및 상기 제3 커패시턴스(C2)는 전압 안정화 등 기능을 구현하여, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)의 전압 파동을 감소하여, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)의 전압 안정성을 향상시킬 수 있다. 이로써, 주행 과정에서, 모터 콘트롤러가 배터리 전압 샘플링 정밀도에 대한 요구를 감소할 수 있다.
제어 모듈(1120)은, 제1 브릿지암(1111) 및 제2 브릿지암(1112)을 제어하여, 제1 배터리(121)가 에너지 저장 소자(1113)로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자(1113) 및 제1 배터리(121)가 제2 배터리(122)를 충전하는 회로를 형성하여, 방전 및 충전의 과정에서 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 가열하며; 및/또는, 제1 브릿지암(1111) 및 제2 브릿지암(1112)을 제어하여, 제2 배터리(122)가 에너지 저장 소자(1113)로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자(1113) 및 제2 배터리(122)가 제1 배터리(121)를 충전하는 회로를 형성하여, 방전 및 충전의 과정에서 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 가열한다.
제어 모듈(1120)은 VCU일 수 있고, VCU와 서로 독립된 제어 모듈일 수도 있는 바, 예를 들어 배터리 가열 장치(110)에 대해 특별히 설치된 제어 모듈일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
볼 수 있다시피, 배터리 가열 장치(110)는 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 가열할 경우, 제어 모듈(1120)이 가열 모듈(1110) 중의 제1 브릿지암(1111) 및 제2 브릿지암(1112)을 제어해야 하며, 제1 브릿지암(1111) 및 제2 브릿지암(1112)의 도통 또는 차단을 제어하여, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122) 중의 하나의 배터리가 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 배터리 및 에너지 저장 소자가 그중의 다른 한 배터리를 충전하는 회로를 형성한다. 방전 회로 및 충전 회로는 교대로 전환되어, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리 내부에 모두 전류의 유동이 존재하므로, 배터리의 온도가 상승될 수 있으며, 두 개의 배터리에 대한 동시적인 가열을 구현하여 비교적 높은 가열 효율을 갖게 된다.
일 실시 형태에서, 제1 브릿지암(1111)의 제1 단(E11)은 제1 배터리(121)의 제1 단에 연결되고, 제2 브릿지암(1112)의 제1 단(E21)은 제2 배터리(122)의 제1 단에 연결되며, 제1 브릿지암(1111)의 제2 단(E12), 제2 브릿지암(1112)의 제2 단(E22), 제1 배터리(121)의 제2 단은 제2 배터리(122)의 제2 단에 연결된다. 여기서, 제1 브릿지암(1111)은 제1 서브 브릿지암(1101) 및 제2 서브 브릿지암(1102)을 포함하고, 제2 브릿지암(1112)은 제3 서브 브릿지암(1103) 및 제4 서브 브릿지암(1104)을 포함한다.
여기서, 제1 배터리(121)의 제1 단은 제1 배터리(121)의 양극이고, 제1 배터리(121)의 제2 단은 제1 배터리(121)의 음극이다. 제2 배터리(122)의 제1 단은 제2 배터리(122)의 양극이고, 제2 배터리(122)의 제2 단은 제2 배터리(122)의 음극이다.
또는, 제1 배터리(121)의 제1 단은 제1 배터리(121)의 음극이고, 제1 배터리(121)의 제2 단은 제1 배터리(121)의 양극이다. 제2 배터리(122)의 제1 단은 제2 배터리(122)의 음극이고, 제2 배터리(122)의 제2 단은 제2 배터리(122)의 양극이다.
나아가, 제1 배터리(121)의 제1 단(E11)과 제2 배터리(122)의 제1 단(E21) 사이에는 상태 전환 스위치가 연결되거나, 또는, 제1 배터리(121)의 제2 단(E12)과 제2 배터리(122)의 제2 단(E22) 사이에는 상태 전환 스위치가 연결된다. 예를 들어 도 3 내지 도 6에 도시된 스위칭 튜브 V15이다. 제어 모듈(1120)은 또한 상기 상태 전환 스위치가 턴오프되도록 제어하여, 제1 배터리(121) 및 2 배터리(122) 사이가 직렬 연결되도록 한다.
제1 배터리(121)와 2 배터리(122) 사이의 연결 관계는 상태 전환 스위치를 통해 전환될 수 있다. 제1 배터리 및 제2 배터리를 가열해야 할 경우, 상태 전환 스위치가 턴오프되도록 제어하여, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122) 사이가 직렬 연결되도록 한다. 다른 상황에서, 예를 들어 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)가 파워 시스템 등에 대해 전력을 공급할 경우, 상태 전환 스위치가 턴온되도록 제어하여, 제1 배터리와 제2 배터리 사이가 병렬 연결되도록 할 수 있다.
여기서 상기 직렬 연결은 제1 배터리(121)의 양극 및 제2 배터리(122)의 양극이 서로 연결되고, 제1 배터리(121)의 음극 및 제2 배터리(122)의 음극이 서로 연결되는 것을 가리킨다. 이로써, 전류가 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122) 사이에서의 상호적인 유동을 구현하였고, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122) 사이의 에너지 교환을 구현하였다.
본 출원의 에너지 저장 소자(1113)는 제1 브릿지암(1111)과 제2 브릿지암(1112) 사이에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 소자(1113)의 일단은 제1 서브 브릿지암(1101)과 제2 서브 브릿지암(1102) 사이에 연결되고, 에너지 저장 소자(1113)의 타단은 제3 서브 브릿지암(1103)과 제4 서브 브릿지암(1104) 사이에 연결된다.
또 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 소자(1113)의 일단은 제1 브릿지암(1111)의 제2 단(E12)에 연결되고, 에너지 저장 소자(1113)의 타단은 제2 브릿지암(1112)의 제2 단(E22) 사이에 연결된다.
또 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 소자(1113)의 일단은 제1 브릿지암(1111)의 제1 단(E11)에 연결되고, 에너지 저장 소자(1113)의 타단은 제2 브릿지암(1112)의 제1 단(E21) 사이에 연결된다.
일 실시 형태에서, 도 3 내지 도 5에 도시된 가열 모듈(1110)에 대해, 직렬 연결된 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 가열할 경우, 제어 모듈(1120)은 제1 서브 브릿지암(1101) 및 제4 서브 브릿지암(1104)이 동시에 도통되도록 제어하고, 제1 배터리(121), 제1 서브 브릿지암(1101), 에너지 저장 소자(1113) 및 제4 서브 브릿지암(1104)을 포함하는 회로를 형성하여, 제1 배터리(121)가 에너지 저장 소자(1113)로 방전되도록 하며; 제1 서브 브릿지암(1101) 및 제3 서브 브릿지암(1103)이 동시에 도통되도록 제어하고, 제1 배터리(121), 제1 서브 브릿지암(1101), 에너지 저장 소자(L), 제3 서브 브릿지암(1103) 및 제2 배터리(122)를 포함하는 회로를 형성하여, 제1 배터리(121) 및 에너지 저장 소자(1113)가 제2 배터리(122)를 충전하도록 한다.
또는, 도 3 내지 도 5에 도시된 가열 모듈(1110)에 대해, 직렬 연결된 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 가열할 경우, 제어 모듈(1120)은 제2 서브 브릿지암(1102) 및 제3 서브 브릿지암(1103)이 동시에 도통되도록 제어하고, 제2 배터리(122), 제3 서브 브릿지암(1103), 에너지 저장 소자(1113) 및 제2 서브 브릿지암(1102)을 포함하는 회로를 형성하여, 제2 배터리(122)가 에너지 저장 소자(1113)로 방전되도록 할 수도 있고; 제1 서브 브릿지암(1101) 및 제3 서브 브릿지암(1103)이 동시에 도통되도록 제어하고, 제2 배터리(122), 제3 서브 브릿지암(1103), 에너지 저장 소자(1113), 제1 서브 브릿지암(1101) 및 제1 배터리(121)를 포함하는 회로를 형성하여, 제2 배터리(122) 및 에너지 저장 소자(1113)가 제1 배터리(121)를 충전하도록 한다.
아래, 도 3 내지 도 5를 참고하여, 제1 배터리(121)의 제1 단이 제1 배터리(121)의 양극이며, 제1 배터리(121)의 제2 단이 제1 배터리(121)의 음극이고, 제2 배터리(122)의 제1 단이 제2 배터리(122)의 양극이며, 제2 배터리(122)의 제2 단이 제2 배터리(122)의 음극이고, 에너지 저장 소자(1113)가 인덕턴스(L)인 것을 예로 들어, 배터리 가열 과정을 상세하게 설명한다.
일 실시 형태에서, 도 3 내지 도 5에 도시된 가열 모듈(1110)과 같이, 제1 서브 브릿지암(1101)은 제1 스위칭 튜브(V11)를 포함하고, 제2 서브 브릿지암(1102)은 제2 스위칭 튜브(V12)를 포함하며, 제3 서브 브릿지암(1103)은 제3 스위칭 튜브(V13)를 포함하고, 제4 서브 브릿지암(1104)은 제4 스위칭 튜브(V14)를 포함한다. 여기서, 제어 회로(1120)는 제1 스위칭 튜브(V11), 제2 스위칭 튜브(V12), 제3 스위칭 튜브(V13) 및 제4 스위칭 튜브(V14)를 제어하는 것을 통해, 각각 제1 서브 브릿지암(1101), 제2 서브 브릿지암(1102), 제3 서브 브릿지암(1103) 및 제4 서브 브릿지암(1104)의 도통을 구현한다.
구체적으로 말하자면, 일 실시 형태에서, 도 3 내지 도 5에 도시된 가열 모듈(1110)에 대해, 각각의 주기는 제1 단계 및 제2 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 단계에서, 제1 스위칭 튜브(V11) 및 제4 스위칭 튜브(V14)는 턴온되고, 제2 스위칭 튜브(V12) 및 제3 스위칭 튜브(V13)는 턴오프되어, 제1 배터리(121), 제1 스위칭 튜브(V11), 인덕턴스(L) 및 제4 스위칭 튜브(V14)를 포함하는 회로를 형성하며, 상기 회로는 제1 배터리(121) 방전 및 인덕턴스(L) 에너지 저장을 위한 것이고, 제1 배터리(121)가 인덕턴스(L)로 방전되는 경로는 아래와 같다. 제1 배터리(121)의 양극→V11→L→V14→제1 배터리(121)의 음극; 제2 단계에서, 제1 스위칭 튜브(V11) 및 제3 스위칭 튜브(V13)는 턴온되고, 제2 스위칭 튜브(V12) 및 제4 스위칭 튜브(V14)는 턴오프되어, 제1 배터리(121), 제1 스위칭 튜브(V11), 인덕턴스(L), 제3 스위칭 튜브(V13) 및 제2 배터리(122)를 포함하는 회로를 형성하며, 상기 회로는 제1 배터리(121) 및 인덕턴스(L)가 제2 배터리(122)를 충전하기 위한 것이고, 충전 경로는 아래와 같다. 제1 배터리(121)의 양극→V11→L→V13→제2 배터리(122)의 양극→제2 배터리(122)의 음극→제1 배터리(121)의 음극. 또한, 상기 상태의 불변을 유지하기 위해, 제3 스위칭 튜브(V13) 및 제4 스위칭 튜브(V14)의 반복적인 전환을 제어하는 것을 통해, 제2 배터리(122)의 충전 시간을 제어할 수 있다.
나아가, 각각의 주기는 제1 단계 및 제2 단계를 포함하는 것 외에도, 제3 단계 및 제4 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제3 단계에서, 제2 스위칭 튜브(V12) 및 제3 스위칭 튜브(V13)는 턴온되고, 제1 스위칭 튜브(V11) 및 제4 스위칭 튜브(V14)는 턴오프되어, 제2 배터리(122), 제3 스위칭 튜브(V13), 인덕턴스(L) 및 제2 스위칭 튜브(V12)를 포함하는 회로를 형성하며, 상기 회로는 제2 배터리(122) 방전 및 인덕턴스(L) 에너지 저장을 위한 것이고, 제2 배터리(122)가 인덕턴스(L)로 방전되는 경로는 아래와 같다. 제2 배터리(122)의 양극→V13→L→V12→제2 배터리(122)의 음극; 제4 단계에서, 제1 스위칭 튜브(V11) 및 제3 스위칭 튜브(V13)는 턴온되고, 제2 스위칭 튜브(V12) 및 제4 스위칭 튜브(V14)는 턴오프되어, 제2 배터리(122), 제3 스위칭 튜브(V13), 인덕턴스(L), 제1 스위칭 튜브(V11) 및 제1 배터리(121)를 포함하는 회로를 형성하며, 상기 회로는 제2 배터리(122) 및 인덕턴스(L)가 제1 배터리(121)를 충전하기 위한 것이고, 충전 경로는 아래와 같다. 제2 배터리(122)의 양극→V13→L→V11→제1 배터리(121)의 양극→제1 배터리(121)의 음극→제2 배터리(122)의 음극. 또한, 상기 상태의 불변을 유지하기 위해, 제1 스위칭 튜브(V11) 및 제2 스위칭 튜브(V12)의 반복적인 전환을 제어하는 것을 통해, 제1 배터리(121)의 충전 시간을 제어할 수 있다.
유사하게, 다른 한 실시 형태에서, 도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 가열 모듈(1110)에 대해, 직렬 연결된 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 가열할 경우, 제1 단계에서, 제어 모듈(1120)은 제2 서브 브릿지암(1102) 및 제3 서브 브릿지암(1103)이 동시에 도통되도록 제어하고, 제1 배터리(121), 제2 서브 브릿지암(1102), 에너지 저장 소자(1113) 및 제3 서브 브릿지암(1103)을 포함하는 회로를 형성하여, 제1 배터리(121)가 에너지 저장 소자(1113)로 방전되도록 할 수 있고; 제2 단계에서, 제2 서브 브릿지암(1102) 및 제4 서브 브릿지암(1104)이 동시에 도통되도록 제어하고, 제1 배터리(121), 제2 서브 브릿지암(1102), 에너지 저장 소자(L), 제4 서브 브릿지암(1104) 및 제2 배터리(122)를 포함하는 회로를 형성하여, 제1 배터리(121) 및 에너지 저장 소자(1113)가 제2 배터리(122)를 충전하도록 할 수있고; 제3 단계에서, 제어 모듈(1120)은 또한 제1 서브 브릿지암(1101) 및 제4 서브 브릿지암(1104)이 동시에 도통되도록 제어하고, 제2 배터리(122), 제4 서브 브릿지암(1104), 에너지 저장 소자(1113) 및 제1 서브 브릿지암(1101)을 포함하는 회로를 형성하여, 제2 배터리(122)가 에너지 저장 소자(1113)로 방전되도록 할 수도 있으며; 제4 단계에서, 제2 서브 브릿지암(1102) 및 제4 서브 브릿지암(1104)이 동시에 도통되도록 제어하고, 제2 배터리(122), 제4 서브 브릿지암(1104), 에너지 저장 소자(1113), 제2 서브 브릿지암(1102) 및 제1 배터리(121)를 포함하는 회로를 형성하여, 제2 배터리(122) 및 에너지 저장 소자(1113)가 제1 배터리(121)를 충전하도록 한다. 여기서, 제어 모듈(1120)은 각 서브 브릿지암 상의 스위칭 튜브를 제어하는 것을 통해, 각 서브 브릿지암의 도통 및 차단을 구현할 수 있다.
볼 수 있다시피, 가열 모듈(1110)의 구체적인 회로 구조에 대해, 합리적인 제어 시퀀스를 설계하는 것을 통해, 도 3 내지 도 6에 도시된 가열 모듈(1110) 중 각 서브 브릿지암의 도통 및 차단을 제어하여, 그중의 하나의 배터리가 에너지 저장 소자(1113)로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자(1113) 및 상기 배터리가 다른 한 배터리를 충전하는 회로를 형성하고, 방전 회로 및 충전 회로는 교대로 전환되어, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리가 동시에 가열되어 비교적 높은 가열 효율을 구비한다.
이해해야 할 것은, 도 3에 도시된 가열 모듈(1110)은 단지 예시적인 것으로, 각 서브 브릿지암은 또한 다른 실시 형태를 구비할 수도 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 더 바람직한 실시 형태와 같이, 제1 서브 브릿지암(1101)은 제1 스위칭 튜브(V11), 및 제1 스위칭 튜브(V11)와 병렬 연결되는 제1 플라이 휠 다이오드(D11)를 포함할 수 있고; 제2 서브 브릿지암(1102)은 제2 스위칭 튜브(V12), 및 제2 스위칭 튜브(V12)와 병렬 연결되는 제2 플라이 휠 다이오드(D12)를 포함할 수 있으며; 제3 서브 브릿지암(1103)은 제3 스위칭 튜브(V13), 및 제3 스위칭 튜브(V13)와 병렬 연결되는 제3 플라이 휠 다이오드(D13)를 포함할 수 있고; 제4 서브 브릿지암(1104)은 제4 스위칭 튜브(V14), 및 제4 스위칭 튜브(V14)와 병렬 연결되는 제4 플라이 휠 다이오드(D14)를 포함할 수 있다.
플라이 휠 다이오드는 통상적으로 인덕턴스 사용과 결합된다. 인덕턴스의 전류에 돌발적인 변화가 발생할 경우, 인덕턴스 양단의 전압에는 돌변이 발생하여 전기 회로 중의 다른 소자가 파손될 수 있다. 플라이 휠 다이오드에 결합될 경우, 인덕턴스의 전류는 비교적 평온하게 변화되어, 전압이 돌변하는 것을 방지하여 회로의 안전성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어 말하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 가열 주기의 제1 단계에서 제2 단계에 진입할 경우, 즉 제3 스위칭 튜브(V13) 및 제4 스위칭 튜브(V14)가 전환될 경우, 전환 지연이 존재하므로, 전류는 제1 단계 중 제1 배터리(121)가 인덕턴스(L)로 방전되는 경로에서 잠시 머무를 수 있는데, 이때, 제4 플라이 휠 다이오드(D14)는 상기 전류를 완화시켜, 전압의 돌변을 방지하여 회로의 안전성을 향상시킬 수 있다.
이해해야 할 것은, 일부 상황에서, 제1 스위칭 튜브(V11) 및 이와 병렬 연결되는 제1 플라이 휠 다이오드, 제2 스위칭 튜브(V12) 및 이와 병렬 연결되는 제2 플라이 휠 다이오드(D12), 제3 스위칭 튜브(V13) 및 이와 병렬 연결되는 제3 플라이 휠 다이오드, 제4 스위칭 튜브(V14) 및 이와 병렬 연결되는 제4 플라이 휠 다이오드(D14)은 모두 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Translator, IGBT)로 칭할 수 있다.
유사하게, 도 5 및 도 6에 도시된 가열 모듈(1110)에 대해, 각각의 서브 브릿지암은 스위칭 튜브 및 상기 스위칭 튜브와 병렬 연결되는 플라이 휠 다이오드를 포함할 수도 있으며, 본 출원은 더 도시하지 않는다.
본 출원의 실시예는 각 서브 브릿지암의 구체적인 형식을 한정하지 않고, 각 서브 브릿지암이 플라이 휠 다이오드를 포함하지 않는 경우에도 여전히 배터리 가열 모듈(1110)의 기능을 구현할 수 있다.
본 출원의 실시예에서 상기의 “연결” 또는 “서로 연결”은 직접적인 연결일 수 있거나 다른 소자를 통한 간접적인 연결일 수도 있으며 본 출원은 이를 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예는 배터리 가열 장치의 제어 방법을 더 제공한다. 여기서, 배터리 가열 장치의 구조는 상기 도 1 내지 도 6에 대한 구체적인 설명을 참조할 수 있으며 여기서 더 설명하지 않는다. 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리 가열 장치의 제어 방법(700)은 하기의 단계 중의 일부 또는 전부를 포함한다.
단계 710에서, 상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 배터리가 상기 제2 배터리를 충전하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 가열한다. 및/또는,
단계 720에서, 상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 배터리가 상기 제1 배터리를 충전하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 가열한다.
상기 기술적 해결수단에 기반하면, 동시에 두 개의 배터리를 가열하여, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리는 직렬 연결되며, 합리적인 제어 시퀀스를 설계하는 것을 통해, 배터리 가열 장치 중의 두 개의 브릿지암을 제어하고, 그중의 하나의 배터리가 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 에너지 저장 소자 및 상기 배터리가 다른 하나의 배터리를 충전하는 회로를 형성함으로써, 방전 및 충전 과정에서 두 개의 배터리가 동시에 가열되어 비교적 높은 가열 효율을 구비한다.
일 실시 형태에서, 상기 제1 브릿지암의 제1 단은 상기 제1 배터리의 제1 단에 연결되고, 상기 제2 브릿지암의 제1 단은 상기 제2 배터리의 제1 단에 연결되며, 상기 제1 브릿지암의 제2 단, 상기 제2 브릿지암의 제2 단, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 서로 연결되고, 여기서, 상기 제1 브릿지암은 제1 서브 브릿지암 및 제2 서브 브릿지암을 포함하며, 상기 제2 브릿지암은 제3 서브 브릿지암 및 제4 서브 브릿지암을 포함하고; 상기 제1 배터리의 제1 단 및 상기 제2 배터리의 제1 단은 양극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 음극이고; 또는, 상기 제1 배터리의 제1 단 및 상기 제2 배터리의 제1 단은 음극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 양극이다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제2 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제2 단에 연결된다.
일 가능한 실시 형태에서, 단계 710에서, 상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하는 상기 단계는, 가열 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 가열 요청 메시지에 따라 제1 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제1 제어 신호는, 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제4 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고; 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 한다.
일 가능한 실시 형태에서, 단계 720에서, 상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하는 상기 단계는, 가열 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 가열 요청 메시지에 따라 제1 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제1 제어 신호는, 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며; 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는, 상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제1 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제1 단에 연결된다.
일 가능한 실시 형태에서, 단계 710에서, 상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하는 상기 단계는, 가열 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 가열 요청 메시지에 따라, 제3 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제3 제어 신호는, 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제3 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고; 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제4 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 한다.
일 가능한 실시 형태에서, 단계 720에서, 상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하는 상기 단계는, 가열 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 가열 요청 메시지에 따라, 제3 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제3 제어 신호는, 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며; 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 한다.
일 가능한 실시 형태에서, 상기 제어 방법은, 가열 정지 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 가열 정지 메시지에 따라, 제2 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 상기 제2 제어 신호는 상기 배터리 가열 장치가 상기 파워 배터리에 대한 가열을 정지하도록 제어하기 위한 것이다.
일 실시 형태에서, 상기 제1 서브 브릿지암은 제1 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제2 서브 브릿지암은 제2 스위칭 튜브를 포함하며, 상기 제3 서브 브릿지암은 제3 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제4 서브 브릿지암은 제4 스위칭 튜브를 포함한다. 여기서, 상기 제1 스위칭 튜브, 상기 제2 스위칭 튜브, 상기 제3 스위칭 튜브 및 상기 제4 스위칭 튜브를 제어하는 것을 통해, 각각 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암의 도통 및 차단을 구현한다.
일 실시 형태에서, 상기 제1 배터리의 제1 단과 상기 제2 배터리의 제1 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되거나, 또는, 상기 제1 배터리의 제2 단과 상기 제2 배터리의 제2 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되고, 상기 제어 방법은 또한, 상기 상태 전환 스위치가 턴오프되도록 제어하여, 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 사이가 직렬 연결되도록 한다.
일 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 소자는 인덕턴스를 포함하거나; 또는, 상기 에너지 저장 소자는 직렬 연결된 인덕턴스 및 제1 커패시턴스를 포함한다.
일 실시 형태에서, 상기 제1 배터리의 양단에 제2 커패시턴스가 병렬 연결되고, 상기 제2 배터리의 양단에 제3 커패시턴스가 병렬 연결된다.
일 실시 형태에서, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리는 또한 모터의 구동 회로에 연결되어, 상기 구동 회로에 전원을 제공한다.
이해해야 할 것은, 방법 실시예 중 각 브릿지암의 구체적인 제어 및 발생되는 유익한 효과는 상기 장치 실시예의 상응한 설명을 참조 가능하며 간결함을 위해 여기서 더 설명하지 않는다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 가열 장치의 제어 회로(800)의 예시적인 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 회로(800)는 프로세서(820)를 포함하고, 선택 가능하게, 상기 제어 회로(800)는 메모리(810)를 더 포함하며, 여기서, 메모리(810)는 명령을 저장하기 위한 것이고, 프로세서(820)는 상기 명령을 판독하고 상기 명령에 기반하여 상기 본 출원의 각 실시예의 방법을 수행하기 위한 것이다.
프로세서(820)는 예를 들어 상기 임의의 하나의 배터리 가열 장치의 제어 모듈에 대응될 수 있다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 파워 장치(900)의 예시적인 블록도이다. 파워 장치(900)는, 파워 배터리(120); 파워 배터리(120)에 연결되어, 파워 배터리(120)를 가열하는 상기 임의의 실시예의 배터리 가열 장치(110); 및 구동 회로(131)가 상기 구동 회로(131)에 전원을 제공하기 위한 파워 배터리(120)에 연결되는 모터(130)를 포함한다.
파워 장치(900)는 예를 들어 파워 자동차일 수 있다.
본 출원의 실시예에서는 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한 판독 가능 저장 매체를 더 제공하고, 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 본 출원 각 실시예의 방법을 수행하기 위한 것이다.
당업자는 본문에 개시된 실시예에 설명된 각 구현예의 유닛 및 알고리즘 단계에 결부하여, 전자 하드웨어, 또는 컴퓨터 소프트웨어 및 전자 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 인식할 수 있다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는 지의 여부는 기술적 해결수단의 특정 응용 및 설계의 제약 조건에 의해 결정된다. 전문 기술자는 각 특정된 응용에 대해 상이한 방법을 사용하여 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현은 본 출원의 범위를 벗어난 것으로 간주하지 않는다.
당업자는 설명의 편의 및 간결함을 위해 상기 설명된 시스템, 장치 및 유닛의 구체적인 작업 과정은 상기 방법 실시예의 대응 과정을 참조가능함을 명확히 이해하고 있으며, 여기서 더 설명하지 않는다.
본 출원에 제공된 몇 개의 실시예에서, 게시된 시스템, 장치 및 방법은 다른 방식을 통해 구현될 수 있음을 반드시 이해해야 한다. 예를 들어, 상기 설명된 장치 실시예는 단지 예시적인 것으로, 예를 들어, 상기 유닛의 구획은 단지 논리적 기능의 구획으로, 실제 구현될 시 별도의 구획 방식이 존재할 수 있는 바, 예를 들어 복수 개의 유닛 또는 부재는 결합될 수 있거나 또는 다른 하나의 시스템에 집적될 수 있거나, 일부 특징은 생략 가능하거나 수행하지 않을 수 있다. 또한, 표시되거나 논의되는 상호간의 커플링 또는 직접적인 커플링 또는 통신 연결은 일부 인터페이스를 통해 구현될 수 있고, 장치 또는 유닛의 간접적인 커플링 또는 통신 연결은 전기적, 기계적 또는 다른 형식일 수 있다.
분리 부재로 설명된 상기 유닛은 물리적으로 분리되거나 분리되지 않을 것일 수 있고, 유닛으로 표시된 부재는 물리적 유닛일 수 있거나, 물리적 유닛이 아닐 수 있으며, 하나의 장소에 위치하거나, 다수의 네트워크 유닛에 분포될 수 있다. 실제 수요에 따라 그중의 일부 또는 전부의 유닛을 선택하여 본 실시예의 해결수단의 목적을 구현할 수 있다.

Claims (23)

  1. 배터리 가열 장치로서, 파워 배터리에 연결되어, 상기 파워 배터리를 가열하고, 상기 파워 배터리는 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하며, 상기 배터리 가열 장치는,
    제1 브릿지암, 제2 브릿지암 및 에너지 저장 소자를 포함하는 가열 모듈; 및,
    상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 배터리가 상기 제2 배터리를 충전하는 회로를 형성하거나, 및/또는, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 배터리가 상기 제1 배터리를 충전하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 가열하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 브릿지암의 제1 단은 상기 제1 배터리의 제1 단에 연결되고, 상기 제2 브릿지암의 제1 단은 상기 제2 배터리의 제1 단에 연결되며, 상기 제1 브릿지암의 제2 단, 상기 제2 브릿지암의 제2 단, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 서로 연결되고, 상기 제1 브릿지암은 제1 서브 브릿지암 및 제2 서브 브릿지암을 포함하며, 상기 제2 브릿지암은 제3 서브 브릿지암 및 제4 서브 브릿지암을 포함하고;
    상기 제1 배터리의 제1 단은 상기 제1 배터리의 양극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단은 상기 제1 배터리의 음극이고, 상기 제2 배터리의 제1 단은 상기 제2 배터리의 양극이며, 상기 제2 배터리의 제2 단은 상기 제2 배터리의 음극이고; 또는, 상기 제1 배터리의 제1 단은 상기 제1 배터리의 음극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단은 상기 제1 배터리의 양극이고, 상기 제2 배터리의 제1 단은 상기 제2 배터리의 음극이며, 상기 제2 배터리의 제2 단은 상기 제2 배터리의 양극인 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는,
    상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제2 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제2 단에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 구체적으로,
    상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제4 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고;
    상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 하며;
    및/또는,
    상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며;
    상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는,
    상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제1 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제1 단에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 구체적으로,
    상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제3 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고;
    상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제4 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 하며;
    및/또는,
    상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며;
    상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 서브 브릿지암은 제1 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제2 서브 브릿지암은 제2 스위칭 튜브를 포함하며, 상기 제3 서브 브릿지암은 제3 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제4 서브 브릿지암은 제4 스위칭 튜브를 포함하며,
    상기 제어 회로는 상기 제1 스위칭 튜브, 상기 제2 스위칭 튜브, 상기 제3 스위칭 튜브 및 상기 제4 스위칭 튜브를 제어하는 것을 통해, 각각 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암의 도통 및 차단을 구현하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 제1 단과 상기 제2 배터리의 제1 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되거나, 또는, 상기 제1 배터리의 제2 단과 상기 제2 배터리의 제2 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되고, 상기 제어 모듈은 또한,
    상기 상태 전환 스위치가 턴오프되도록 제어하여, 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 사이가 직렬 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 소자는 인덕턴스를 포함하거나; 또는,
    상기 에너지 저장 소자는 직렬 연결된 인덕턴스 및 제1 커패시턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 양단에 제2 커패시턴스가 병렬 연결되고, 상기 제2 배터리의 양단에 제3 커패시턴스가 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치.
  11. 배터리 가열 장치의 제어 방법으로서,
    상기 배터리 가열 장치는 파워 배터리에 연결되어, 상기 파워 배터리를 가열하고, 상기 배터리 가열 장치는 제1 브릿지암, 제2 브릿지암 및 에너지 저장 소자를 포함하며, 상기 파워 배터리는 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하고, 상기 제어 방법은,
    상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 배터리가 상기 제2 배터리를 충전하는 회로를 형성하거나, 및/또는, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되는 회로, 및 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 배터리가 상기 제1 배터리를 충전하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 브릿지암의 제1 단은 상기 제1 배터리의 제1 단에 연결되고, 상기 제2 브릿지암의 제1 단은 상기 제2 배터리의 제1 단에 연결되며, 상기 제1 브릿지암의 제2 단, 상기 제2 브릿지암의 제2 단, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 서로 연결되고, 상기 제1 브릿지암은 제1 서브 브릿지암 및 제2 서브 브릿지암을 포함하며, 상기 제2 브릿지암은 제3 서브 브릿지암 및 제4 서브 브릿지암을 포함하고;
    상기 제1 배터리의 제1 단 및 상기 제2 배터리의 제1 단은 양극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 음극이고; 또는, 상기 제1 배터리의 제1 단 및 상기 제2 배터리의 제1 단은 음극이며, 상기 제1 배터리의 제2 단 및 상기 제2 배터리의 제2 단은 양극인 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는,
    상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제2 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제2 단에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하는 상기 단계는,
    가열 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 가열 요청 메시지에 따라 제1 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제1 제어 신호는,
    상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제4 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고;
    상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 하며;
    및/또는,
    상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제2 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며;
    상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제3 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 서브 브릿지암과 상기 제2 서브 브릿지암 사이에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제3 서브 브릿지암과 상기 제4 서브 브릿지암 사이에 연결되거나; 또는,
    상기 에너지 저장 소자의 제1 단은 상기 제1 브릿지암의 제1 단에 연결되고, 상기 에너지 저장 소자의 제2 단은 상기 제2 브릿지암의 제1 단에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 브릿지암 및 상기 제2 브릿지암을 제어하는 상기 단계는,
    가열 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 가열 요청 메시지에 따라, 제3 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제3 제어 신호는,
    상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제3 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제3 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하고;
    상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제1 배터리, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제4 서브 브릿지암 및 상기 제2 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제1 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제2 배터리를 충전하도록 하며;
    및/또는,
    상기 제1 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자 및 상기 제1 서브 브릿지암을 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리가 상기 에너지 저장 소자로 방전되도록 하며;
    상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암이 동시에 도통되도록 제어하고, 상기 제2 배터리, 상기 제4 서브 브릿지암, 상기 에너지 저장 소자, 상기 제2 서브 브릿지암 및 상기 제1 배터리를 포함하는 회로를 형성하여, 상기 제2 배터리 및 상기 에너지 저장 소자가 상기 제1 배터리를 충전하도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  17. 제14항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제어 방법은,
    가열 정지 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 가열 정지 메시지에 따라, 제2 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 상기 제2 제어 신호는 상기 배터리 가열 장치가 상기 파워 배터리에 대한 가열을 정지하도록 제어하기 위한 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 서브 브릿지암은 제1 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제2 서브 브릿지암은 제2 스위칭 튜브를 포함하며, 상기 제3 서브 브릿지암은 제3 스위칭 튜브를 포함하고, 상기 제4 서브 브릿지암은 제4 스위칭 튜브를 포함하며,
    여기서, 상기 제1 스위칭 튜브, 상기 제2 스위칭 튜브, 상기 제3 스위칭 튜브 및 상기 제4 스위칭 튜브를 제어하는 것을 통해, 각각 상기 제1 서브 브릿지암, 상기 제2 서브 브릿지암, 상기 제3 서브 브릿지암 및 상기 제4 서브 브릿지암의 도통 및 차단을 구현하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  19. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 제1 단과 상기 제2 배터리의 제1 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되거나, 또는, 상기 제1 배터리의 제2 단과 상기 제2 배터리의 제2 단 사이에 상태 전환 스위치가 연결되고, 상기 제어 방법은 또한,
    상기 상태 전환 스위치가 턴오프되도록 제어하여, 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 사이가 직렬 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  20. 제11항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 소자는 인덕턴스를 포함하거나; 또는,
    상기 에너지 저장 소자는 직렬 연결된 인덕턴스 및 제1 커패시턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  21. 제11항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 양단에 제2 커패시턴스가 병렬 연결되고, 상기 제2 배터리의 양단에 제3 커패시턴스가 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  22. 제11항 내지 제21항에 있어서,
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리는 또한 모터의 구동 회로에 연결되어, 상기 구동 회로에 전원을 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 가열 장치의 제어 방법.
  23. 파워 장치로서,
    제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 파워 배터리;
    상기 파워 배터리에 연결되어, 상기 파워 배터리를 가열하는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 가열 장치; 및,
    모터를 포함하되, 상기 모터의 구동 회로는 상기 구동 회로에 전원을 제공하기 위한 상기 파워 배터리에 연결되는 것을 특징으로 하는 파워 장치.
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