По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании китайской патентной заявки 201210160417.5, поданной 22 мая 2012 г. в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности КНР. Все содержание указанной заявки включается в материалы настоящей заявки путем отсылки.
Область техники
Объектами настоящего изобретения являются силовая установка, в частности силовая установка электромобиля, электромобиль с такой силовой установкой и способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля.
Предшествующий уровень техники
С развитием технологий в число видов транспорта входят транспортные средства, использующие новые виды энергии, в частности электромобили. Эксплуатационные требования, особенно требования удобства для пользователя транспортным средством, все возрастают, и, соответственно, транспортное средство должно отвечать различным условиям работы. Но в настоящее время большинство электромобилей не может удовлетворять этим требованиям. Особенно зимой, когда температура довольно низка, характеристики батареи, в частности ее емкость или способность разряжаться, могут падать вплоть до невозможности использования аккумулятора. Рабочая температура аккумулятора, особенно литий-ионного аккумулятора, обычно лежит в пределах от -20°С до 55°С, и аккумулятор не может заряжаться при низкой температуре. В условиях низких температур у аккумулятора в электромобиле могут возникнуть следующие проблемы:
(1) Ионы лития могут легко осаждаться на катоде и терять активность при низких температурах. Поэтому, если аккумулятор электромобиля обычно используют при низких температурах, срок службы аккумулятора может уменьшиться, что, соответственно, снижает безопасность эксплуатации.
(2) Когда литий-ионный аккумулятор заряжают при низкой температуре, ионы лития могут легко осаждаться и разряжаться на катоде, понижая, таким образом, емкость аккумулятора. Более того, при длительном использовании отложения лития нарастают, что приводит к возможной опасности возникновения внутреннего короткого замыкания.
(3) Способность разряжаться у аккумулятора при низкой температуре ограничивается.
Все перечисленные выше проблемы неблагоприятны для эксплуатации электромобиля, который использует энергию, не загрязняющую окружающую среду.
Способ обогрева аккумуляторной батареи является очень важной технологической операцией для обслуживания электромобиля. Способ обогрева аккумуляторной батареи и рабочие характеристики обогревателя аккумулятора непосредственно влияют на удобство, стабильность работы и безопасность транспортного средства. Для обогрева аккумуляторов предложено много способов, но из-за недостаточной управляемости эти способы не нашли широкого применения на транспорте. Например, батарею аккумуляторов снабжают рукавом из теплоизолирующего материала, или для обогрева применяют инфракрасную пленку, а для сохранения тепла используют теплоизолирующую манжету, или согревающую обертку на поверхности аккумулятора. Такие способы применяют только для неподвижных аккумуляторов. Более того, использование внешнего источника энергии для обогрева аккумулятора не подходит для находящегося в движении транспортного средства. Поэтому упомянутые способы не нашли широкого применения для электромобилей.
Краткое описание изобретения
Первым объектом предлагаемого изобретения является силовая установка электромобиля. Силовая установка содержит аккумуляторную батарею и соединенный с ней обогреватель аккумуляторов, выполняющий функцию обогрева аккумуляторной батареи при ее зарядке и разрядке. Обогреватель аккумуляторов содержит блоку регулирования выходной мощности, выполняющий функцию регулирования тепловой мощности обогревателя аккумуляторов путем регулировки тока зарядки и/или тока разрядки; устройство управления аккумулятором, соединенное с аккумуляторной батареей и обогревателем аккумуляторов соответственно, управляющее блоком регулирования выходной мощности для регулирования тепловой мощности обогревателя аккумуляторов при обогреве аккумуляторной батареи в зависимости от ее температуры, если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пороговая величина заряда при стоянке. В состав силовой установки также входит электрическая распределительная коробка, выполняющая функцию распределения выходного напряжения аккумуляторной батареи; двигатель; контроллер двигателя, соединенный, соответственно, с двигателем и электрической распределительной коробкой, содержащий первый входной терминал, второй входной терминал и пуско-зарядный конденсатор, подсоединенный между первым и вторым входными терминалами, выполняющий функцию подачи энергии двигателю согласно управляющей команде и напряжению, распределяемому электрической распределительной коробкой; а также разграничительный индуктор, подсоединенный между аккумуляторной батареей и электрической распределительной коробкой, в котором индуктивность разграничительного индуктора соответствует емкости пуско-зарядного конденсатора.
С силовой установкой электромобиля согласно предлагаемому изобретению, при использовании в электромобиле больших токов разрядки аккумуляторной батареи, внутренний резистор батареи может нагреваться сам по себе и обогревать посредством этого аккумуляторную батарею. В отсутствие внешнего источника энергии электричество для обогрева полностью поставляется аккумуляторной батареей. Режим обогрева для аккумуляторной батареи может осуществляться с помощью устройства управления аккумуляторами и обогревателя аккумуляторов, которые могут серьезно уменьшить ограничения на использование электромобиля при низких температурах, удовлетворяя, таким образом, требованиям к движению и зарядке при низких температурах. Более того, силовая установка обогревает батарею аккумуляторов непосредственно, и в связи с этим могут быть достигнуты более высокий тепловой кпд, более низкие затраты и удобство эксплуатации.
Другим объектом предлагаемого изобретения является электромобиль, содержащий упомянутую выше силовую установку. Электромобиль может нормально работать в холодных регионах, и аккумуляторная батарея может обогреваться при движении электромобиля, обеспечивая, таким образом, безопасное и ровное движение.
Третьим объектом предлагаемого изобретения является способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля. Способ предусматривает определение температуры и остаточного заряда аккумуляторной батареи. Если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше чем пороговая величина заряда при стоянке, регулируется тепловая мощность обогревателя аккумуляторов для нагрева аккумуляторной батареи в зависимости от ее фактической температуры. Если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева и остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем пороговая величина заряда при стоянке, - это показывает, что обогрев или зарядка аккумуляторной батареи и движение электромобиля недопустимы.
В способе обогрева батареи аккумуляторов электромобиля согласно предлагаемому изобретению, аккумуляторная батарея может обогреваться без потребления энергии от какого-либо внешнего источника. Температура аккумуляторной батареи может быть повышена до требуемой величины, после чего аккумуляторная батарея может нормально заряжаться и разряжаться. Это может заметно снизить ограничения на эксплуатацию электромобиля, поскольку будет удовлетворять требованиям к движению и зарядке при низких температурах. Более того, устанавливая тепловую мощность обогревателя аккумуляторов по фактической температуре аккумуляторной батареи, можно точнее управлять процессом обогрева и улучшить работу и повысить безопасность аккумуляторной батареи.
Краткое описание чертежей
Описание возможных вариантов предлагаемого изобретения дается в обобщенных терминах со ссылками на сопровождающие чертежи, выполненные без соблюдения масштаба.
На Фиг. 1 показана типичная схема силовой установки электромобиля.
Фиг. 2 показывает схему силовой установки электромобиля согласно изобретению.
Фиг. 3А и 3В показывают варианты принципиальной электрической схемы силовой установки электромобиля согласно изобретению.
Фиг. 4 и 5 показывают возможные схемы электрических соединений силовой установки электромобиля согласно изобретению.
Фиг. 6 показывает схему электрической распределительной коробки в силовой установке электромобиля согласно изобретению.
Фиг. 7 показывает последовательность этапов способа обогрева аккумуляторной батареи электромобиля согласно изобретению.
Фиг. 8 показывает последовательность этапов способа обогрева аккумуляторной батареи электромобиля в другом варианте предлагаемого изобретения.
Другие возможные варианты выполнения этапов способа обогрева аккумуляторной батареи электромобиля согласно изобретению представлены на Фиг. 9-11.
Подробное описание изобретения
Детали изобретения будут раскрыты при описании конструктивных вариантов, проиллюстрированных на прилагаемых чертежах. Специалистам понятно, что заявленное изобретение может быть воплощено во многих разных формах, которые не должны рассматриваться как ограничивающие данное изобретение.
В описании соотносительные термины «продольный», «боковой», «нижний», «верхний», «передний», «задний», «правый», «левый», «горизонтальный», «вертикальный», «над», «под», «верх», «низ», «внутренний», «наружный», а также производные от них (например, «горизонтально», «вниз», «вверх» и т.д.) следует понимать как относящиеся к ориентации только при демонстрации на чертежах и пояснениях к ним. Соотносительные термины даются для удобства описания и не требуют, чтобы предлагаемое устройство было бы сконструировано или работало именно в такой ориентации.
В описании термины, относящиеся к прикреплению, сцеплению и т.п., такие как "соединенный" и "взаимосвязанный", относятся к связям, которые скрепляют или соединяют элементы между собой механическим или электрическим соединением, как напрямую, так и через промежуточные элементы, если иное не оговорено специально. Тот или иной смысл приведенных выше фраз и терминов будет понятен специалистам в каждом конкретном случае.
На Фиг. 1 и Фиг. 2 в нескольких вариантах предлагаемого изобретения силовая установка электромобиля включает: аккумуляторную батарею 101, обогреватель 102 аккумуляторов, устройство 103 управления аккумуляторами, электрическую распределительную коробку 104, двигатель 105, контроллер 106 двигателя и разграничительный индуктор L2. Обогреватель 102 аккумуляторов соединен с аккумуляторной батареей 101 и выполняет функцию обогрева аккумуляторной батареи 101 при ее зарядке и разрядке. Как показано на Фиг. 3А или Фиг. 3В, обогреватель 102 аккумуляторов включает блок 1021 регулирования выходной мощности, который выполняет функцию регулирования тепловой мощности обогревателя 102 аккумуляторов путем регулирования тока разрядки и/или тока зарядки. Устройство 103 управления аккумуляторами соединено с обогревателем 102 аккумуляторов посредством CAN шины 107 и соединено с аккумуляторной батареей 101 посредством проверочного кабеля 108 для замера температуры и напряжения каждого аккумулятора и выходного тока аккумуляторной батареи 101. Кроме того, устройство 103 управления аккумуляторами выполняет функцию оценки текущего состояния электромобиля, для расчета температуры и остаточного заряда аккумуляторной батареи 101, и посылает по CAN шине 107 управляющие сигналы соответствующим электрическим устройствам, приводя их в действие. В частности, устройство 103 управления аккумуляторами управляет включением блока 1021 регулирования выходной мощности для подбора тепловой мощности обогревателя 102 аккумуляторов для обогрева аккумуляторной батареи 101 в зависимости от температуры аккумуляторной батареи 101, когда температура аккумуляторной батареи 101 ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем пороговая величина заряда при стоянке. Электрическая распределительная коробка 104 является высоковольтным устройством для включения и выключения больших токов. Выходное напряжение аккумуляторной батареи 101, распределяется устройством 103 управления аккумуляторами путем отправки управляющего сигнала на электрическую распределительную коробку 104. Контроллер 106 двигателя соединен с двигателем 105 и электрической распределительной коробкой 104 соответственно и включает первый входной терминал, второй входной терминал и пуско-зарядный конденсатор С2, подсоединенный между первым и вторым входными терминалами. Контроллер 106 двигателя выполняет функцию подачи энергии двигателю 105 согласно управляющей команде и напряжению, распределяемому к контроллеру 106 двигателя электрической распределительной коробкой 104. В частности, контроллер 106 двигателя преобразует постоянный ток из аккумуляторной батареи 101 в трехфазный переменный ток, потребляемый двигателем 105, для подачи энергии двигателю 105 по внутреннему контуру контроллера 106 двигателя, и управляет двигателем 105 в соответствии с сигналами, посылаемыми устройством 103 управления аккумуляторами. Разграничительный индуктор L2 подсоединен между аккумуляторной батареей 101 и электрической распределительной коробкой 104, и индуктивность разграничительного индуктора L2 соответствует емкости пуско-зарядного конденсатора С2.
В одном из вариантов предлагаемого изобретения обогреватель 102 аккумуляторов может осуществлять самопроверку на отказ и посылать результат проверки на устройство 103 управления аккумуляторами.
Как показано на Фиг. 3А и 3В, обогреватель 102 аккумуляторов включает: первый блок 301 переключения, по крайней мере, один основной конденсатор C1, основной индуктор L1 и второй блок 302 переключения. Первый вывод, по крайней мере, одного первого блока 301 переключения соединен с одной клеммой аккумуляторной батареи 101 и разграничительным индуктором L2 соответственно. Первый вывод, по крайней мере, одного основного конденсатора C1 соединен со вторым выводом первого блока 301 переключения, а второй вывод, по крайней мере, одного основного конденсатора C1 соединен со второй клеммой аккумуляторной батареи 101. Первый вывод основного индуктора L1 соединен с узлом между первым блоком 301 переключения и, по крайней мере, одним основным конденсатором C1. Первый вывод второго блока 302 переключения соединен со вторым выводом основного индуктора L1, а второй вывод второго блока 302 переключения соединен со второй клеммой аккумуляторной батареи 101. Управляющий вывод первого блока 301 переключения и управляющий вывод второго блока 302 переключения соединены с устройством 103 управления аккумуляторами. Устройство 103 управления аккумуляторами посылает сигнал на обогрев управляющему выводу первого блока 301 переключения и управляющему выводу второго блока 302 переключения, чтобы в свою очередь переключить эти блоки на выработку тока зарядки и тока разрядки. Когда первый блок 301 переключения включен, то второй блок 302 переключения выключен, а когда второй блок 302 переключения включен, то выключен первый блок 301 переключения. Следует отметить, что в вариантах может быть один основной конденсатор C1 или несколько основных конденсаторов C1 в обогревателе 102 аккумуляторов. На Фиг. 3А-3В количество основных конденсаторов равно 4. Для большей ясности четыре основных конденсатора на Фиг. 3А обозначены как C11, C12, С13 и С14 соответственно, а четыре основных конденсатора на Фиг. 3В обозначены как C.1, С.2, С.3 и С.4 соответственно.
На Фиг. 3А-3В буквами ESR обозначен эквивалентный резистор аккумуляторной батареи 101, буквами ESL - эквивалентный индуктор аккумуляторной батареи 101, и Ε - комплекс аккумуляторов. L2 - разграничительный индуктор, выполняющий функцию разграничения контура (Part 2) и контура (Part 5) эквивалентной нагрузки двигателя. Поэтому обратное напряжение аккумуляторной батареи 101 поглощается разграничительным индуктором L2 и не может использоваться для дополнительной нагрузки. С2 - пуско-зарядный конденсатор; a R - эквивалентная нагрузка двигателя. Когда обогреватель аккумуляторов работает, его внутренний блок переключения включается или выключается с определенной последовательностью.
На Фиг. 3А-3В согласно одному из вариантов предлагаемого изобретения, блок переключения (например, первый блок 301 переключения или второй блок 302 переключения) может быть биполярным транзистором с изолированным затвором (IGBT). Когда обогреватель аккумуляторов начинает работу, внутренние элементы обогревателя аккумуляторов, такие как индуктор, конденсатор, находятся в исходном состоянии и не несут какой-либо энергии. Обогреватель аккумуляторов работает следующим образом. Когда IGBT1 включен, a IGBT2 выключен, комплекс аккумуляторов Ε заряжает основной конденсатор C1 по замкнутой цепи зарядки "E-ESR-ESL-D1-C1-E". После того, как комплекс аккумуляторов Ε заряжает основной конденсатор C1 в течение некоторого времени, напряжение основного конденсатора C1 становится равным напряжению комплекса аккумуляторов Е. Но из-за того, что в обогревателе аккумуляторов есть индуктивный элемент, основной конденсатор C1 продолжает заряжаться так, что напряжение основного конденсатора C1 становится выше, чем напряжение комплекса аккумуляторов. Когда ток зарядки равен нулю, основной конденсатор C1 начинает разряжаться через замкнутую цепь "С1-D1-ESL-ESR-E-C1" до тех пор, пока ток разрядки не станет равным нулю. Когда IGBT1 выключен, a IGBT2 включен, основной конденсатор C1 продолжает разряжаться по замкнутой цепи "C1-D2-L1-IGBT2-C1". Из-за наличия основного индуктора L1, основной конденсатор C1 продолжает разряжаться, так что напряжение основного конденсатора C1 становится меньше, чем напряжение комплекса аккумуляторов Е. Вышеописанный процесс таким образом повторяется.
На Фиг. 3А, по мере выбора соответствующего основного конденсатора C1 (С11, С12, С13 или С14), максимальное напряжение на конденсаторах С11, C12, С13 или С14 в замкнутой цепи разрядки (т.е., в замкнутой цепи обогрева) Part 2 будет меняться, и таким образом будут меняться максимальные величины прямого тока и обратного тока в замкнутой цепи обогрева. Поэтому, тепловая мощность обогревателя аккумуляторов поддается регулировке. Другими словами, чем больше емкость, тем больше тепловая мощность. Более того, изменением коэффициента заполнения (т.е., ширины импульса) выходного импульса второго блока 302 переключения будет достигаться оптимальное время действия прямой зарядки и обратной разрядки в замкнутой цепи обогрева.
В одном из вариантов предлагаемого изобретения, блок 1021 регулирования выходной мощности выполняет функцию регулирования коэффициентов заполнения выходных импульсов первого блока 301 переключения и второго блока 302 переключения согласно команде, переданной устройством 103 управления аккумуляторами. Устройство 103 управления аккумуляторами посылает CAN сигнал (команду) блоку 1021 регулирования выходной мощности обогревателя 102 аккумуляторов соответственно температуре аккумуляторной батареи 101 (т.е. комплексу аккумуляторов) чтобы заставить блок 1021 регулирования выходной мощности соединиться с соответствующим основным конденсатором C1 (например, С11, C12, С13 или С14). Одновременно, согласно соответствующему основному конденсатору C1, первый блок 301 переключения (то есть, IGBT1) и второй блок 302 переключения (то есть, IGBT2) включается или выключается разными импульсными сигналами для регулировки коэффициентов заполнения выходных импульсов первого блока 301 переключения и второго блока 302 переключения, то есть тепловая мощность обогревателя 102 аккумуляторов регулируется под требуемую мощность, поставляемую аккумуляторной батареей 101. В частности, по мере выбора соответствующего основного конденсатора C1 (например, выбран С11, C12, С13 или С14), максимальное напряжение основного конденсатора C1 в замкнутой цепи разрядки (т.е., в замкнутой цепи обогрева) Part 2 будет меняться, и таким образом будут меняться максимальные напряжения прямого и обратного токов в замкнутой цепи разрядки (т.е., в замкнутой цепи обогрева) Part 2. Поэтому тепловая мощность обогревателя 102 аккумуляторов может регулироваться. Более того, когда выбран соответствующий основной конденсатор C1 (например, С11, C12, С13 или С14), временная последовательность включения и выключения первого блока 301 переключения (IGBT1) и второго блока 302 переключения (IGBT2) должна быть изменена. Другими словами, ширина импульсов первого блока 301 переключения (IGBT1) и второго блока 302 переключения (IGBT2) меняется при выборе основного конденсатора C1 (т.е., при выборе основного конденсатора С11, C12, С13 или С14). В варианте, показанном на Фиг. 3А, емкость основного конденсатора С11 меньше, чем емкость основного конденсатора С12, емкость основного конденсатора С12 меньше емкости основного конденсатора С13, и емкость основного конденсатора С13 меньше емкости основного конденсатора С14. Так, использование разных конденсаторов с разными емкостями в качестве основного конденсатора C1 регулирует тепловую мощность обогревателя 102 аккумуляторов.
В общем, чем ниже температура аккумуляторной батареи 101, чем ниже разрядная емкость аккумуляторной батареи 101, и чем ниже напряжение аккумуляторной батареи 101, тем ниже выходная мощность. Следовательно, она сообразуется с параметрами разрядки аккумуляторной батареи для выбора разных мощностей обогрева в соответствии с температурой аккумуляторной батареи 101. Как показано на Фиг. 3А, когда температура очень низка, может быть выбран конденсатор C11 для выхода малой мощности.
На Фиг. 3В, в другом варианте предлагаемого изобретения, несколько основных конденсаторов C1 (С.1, С.2, С.3 and С.4) могут быть одинаковыми. Тепловая мощность регулируется изменением количества основных конденсаторов, соединенных с блоком 1021 регулирования выходной мощности. Иначе говоря, когда в обогревателе 102 аккумуляторов находится несколько основных конденсаторов C1, блок 1021 регулирования выходной мощности выбирает количество основных конденсаторов, соединяемых с блоком 1021 регулирования выходной мощности, согласно команде, выданной устройством 103 управления аккумуляторами.
В частном случае на Фиг. 3В, четыре конденсатора C.1, С.2, С.3 и С.4 соединены параллельно. Согласно правилам электротехники, эквивалентная емкость двух соединенных параллельно конденсаторов равна сумме емкостей этих конденсаторов. Поэтому, при условии равенства емкостей четырех конденсаторов C.1, С.2, С.3 и С.4, можно получить соотношения:
C11=C.1; С12=С.1+С.2; С13=С.1+С.2+С.3; С14=С.1+С.2+С.3+С.4.
Отсюда, С14=4×С.1; С13=3×С.1; С12=2×С.1; С11=С.1.
Изменение количества конденсаторов, соединенных с блоком 1021 регулирования выходной мощности, меняет емкость и, следовательно, тепловую мощность. В одном из вариантов блок 1021 регулирования выходной мощности может представлять собой реле, как показано на Фиг. 3А-3В.
В одном из вариантов предлагаемого изобретения разграничительный индуктор L2 может предотвращать зарядку основного конденсатора C1 от пуско-зарядного конденсатора С2 через первый блок 301 переключения, так, форма сигнала от основного конденсатора C1 может регулироваться и таким образом можно управлять характеристиками контура обогрева. Следовательно, контур может работать нормально. Разграничительный индуктор L2 может потребоваться, когда двигатель 105 и обогреватель 102 аккумуляторов работают одновременно.
Индуктивность L разграничительного индуктора L2 может быть определена по формуле 
, где Т - эквивалентная нагрузка рабочего цикла двигателя 105 и С - емкость пуско-зарядного конденсатора С2. Обогревателю 102 аккумуляторов необходимо управлять IGBT модулем и включать/выключать первый блок 301 переключения или второй блок 302 переключения. Принимая рабочую частоту первого блока 301 переключения или второго блока 302 переключения равной t, для того, чтобы уменьшить влияние обогревателя 102 аккумуляторов на контроллер 106 двигателя, можно считать, что цикл контура, состоящего из разграничительного индуктора L2 и пуско-зарядного конденсатора С2, равен Т. В одном из вариантов, Τ>10t, что соответствует проектным требованиям. Поэтому используемое здесь выражение "Т - цикл эквивалентной рабочей нагрузки двигателя 105" означает, что Τ - цикл контура, содержащего разграничительный индуктор L2 и пуско-зарядный конденсатор С2.
В одном из вариантов обогреватель 102 аккумуляторов содержит силовой коннектор, соединяющий и прикрепляющий силовой кабель 109. Силовой коннектор должен быть защищен от перекручивания. Когда обогреватель 102 аккумуляторов работает, частота тока меняется очень быстро, что приводит к очень быстрому повышению температуры магнитного материала в силовом коннекторе, в связи с чем магнитная проницаемость силового коннектора должна быть низкой. В одном из вариантов предлагаемого изобретения, обогреватель 102 аккумуляторов содержит низковольтный коннектор, который соединен и сообщается с внешними системами. Низковольтный коннектор включает CAN шину 107, соединенную с устройством 103 управления аккумуляторами, кабелем самопроверки и кабелем сигнала отказа.
На Фиг. 2 и Фиг. 4 в одном из вариантов предлагаемого изобретения, разграничительный индуктор L2 помещен в обогреватель 102 аккумуляторов. Плавкий предохранитель 401 также помещен в обогреватель 102 аккумуляторов. Как показано на Фиг. 4, обогреватель 102 аккумуляторов включает разграничительный индуктор L2, плавкий предохранитель 401 и источник энергии для обогревателя 102 аккумуляторов. Обогреватель 102 аккумуляторов включает четыре силовых разъема, два из которых соединены с аккумуляторной батареей 101 посредством силового кабеля 109, а два других соединены силовым кабелем 109 с электрической распределительной коробкой 104. В одном из вариантов предлагаемого изобретения, силовые коннекторы используются на обоих концах высоковольтного кабеля.
В одном из вариантов разграничительный индуктор L2 помещен в обогреватель 102 аккумуляторов, и когда аккумуляторную батарею 101 не требуется обогревать, обогреватель 102 аккумуляторов может быть удален, так что электрическая распределительная коробка 104 может соединяться непосредственно с аккумуляторной батареей 101. Электромобилю в жарких районах не нужны никакие обогреватели аккумуляторов, но они необходимы в зонах с холодным климатом. Поэтому, если электромобиль должен быть адаптирован к разным зонам, доработка может быть небольшой, что значительно снижает затраты.
На Фиг. 1 и Фиг. 5 в одном из вариантов предлагаемого изобретения разграничительный индуктор L2 может быть помещен в электрическую распределительную коробку 104. Независимо от того, помещен ли разграничительный индуктор L2 в обогреватель 102 аккумуляторов или в электрическую распределительную коробку 104, разграничительный индуктор L2 расположен между аккумуляторной батареей 101 и электрической распределительной коробкой 104. На Фиг. 1, электрическая распределительная коробка 104 не соединена с обогревателем 102 аккумуляторов напрямую. Аккумуляторная батарея 101 включает четыре силовых разъема, два из которых соединены с обогревателем 102 аккумуляторов посредством двух силовых кабелей 109, а два других соединены с электрической распределительной коробкой 104 двумя другими силовыми кабелями 109. В этом варианте силовая установка электромобиля содержит реле 501 с функцией выбора соединения или несоединения разграничительного индуктора L2 с контуром, как показано на Фиг. 5. Обогреватель 102 аккумуляторов соединен параллельно с электрической распределительной коробкой 104. Плавкий предохранитель 401 вмонтирован в аккумуляторную батарею 101.
Разграничительный индуктор L2 помещен в электрическую распределительную коробку 104 так, что влияние на электрическую распределительную коробку 104 со стороны обогревателя 102 аккумуляторов может быть заметно снижено. Более того, когда обогреватель 102 аккумуляторов работает, разграничительный индуктор L2 может быть соединен с контуром с помощью реле 501, и когда обогреватель 102 аккумуляторов прекращает работу, разграничительный индуктор L2 может быть отсоединен от контура с помощью реле 501.
Как показано на Фиг. 1-2 и Фиг. 3А-3В, силовая установка электромобиля может включать охлаждающий агрегат 110, выполняющий функцию охлаждения первого блока 301 переключения и второго блока 302 переключения.
Охлаждающий агрегат 110 может включать канал продувки, встроенный в обогреватель 102 аккумуляторов, и вентилятор, установленный на одном конце канала продувки. Вентилятор применяют для рассеивания тепла для обогревателя 102 аккумуляторов.
В другом варианте охлаждающий агрегат 110 может содержать канал охладителя, встроенный в обогреватель 102 аккумуляторов, причем вход и выход охладителя соответственно расположены в обогревателе 102 аккумуляторов. Эффективность рассеивания тепла и выполнение уплотнения обогревателя аккумуляторов можно улучшить, используя охлаждение обогревателя аккумуляторов.
На Фиг. 6, электрическая распределительная коробка 104 включает: первичный контактор 601 и пуско-зарядный контактор 602. Первичный контактор 601 распределяет выходное напряжение аккумуляторной батареи 101 по энергопотребляющим устройствам, в частности к двигателю 105 электромобиля. Пуско-зарядный контактор 602 соединен с первым входным терминалом 603 или вторым входным терминалом 604 контроллера 106 двигателя и выполняет функцию зарядки пуско-зарядного конденсатора С2 под контролем устройства 103 управления аккумуляторами перед тем, как контроллер 106 двигателя запустит двигатель 105.
В одном из вариантов предлагаемого изобретения, когда остаточный заряд (также называемый SOC (уровень заряда)) аккумуляторной батареи 101 больше, чем пороговая величина заряда для движения, электромобиль может переходить в режим обогрева при движении. Пороговая величина заряда для движения больше, чем пороговая величина заряда при стоянке.
Режим обогрева при движении означает, что кроме аккумуляторной батареи 101 обогреваемой обогревателем 102 аккумуляторов, в электромобиле могут одновременно работать, хотя и с ограничениями, другие потребители высоковольтного напряжения, такие как двигатель и воздушный кондиционер. Соответственно, режим обогрева при стоянке означает, что, за исключением обогревателя 102 аккумуляторов, другие потребители электроэнергии в электромобиле, такие как двигатель и воздушный кондиционер, не работают. Пороговая величина заряда при движении является первой заданной величиной остаточного заряда аккумуляторной батареи, когда электромобиль может переходить в режим обогрева при движении. Пороговая величина заряда при стоянке является второй заданной величиной остаточного заряда аккумуляторной батареи, когда электромобиль может переходить в режим обогрева при стоянке.
Устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режиме обогрева при движении, когда наступает любое из следующих условий:
температура аккумуляторной батареи выше, чем первое пороговое значение для обогрева, и ниже, чем второе пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем первая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем второе пороговое значение для обогрева, и ниже, чем третье пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем вторая пороговая величина заряда, при этом вторая пороговая величина заряда ниже, чем первая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем третье пороговое значение для обогрева, и ниже, чем четвертое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем третья пороговая величина заряда, причем третья пороговая величина заряда ниже, чем вторая пороговая величина заряда; и
температура аккумуляторной батареи выше, чем четвертое пороговое значение для обогрева, и ниже, чем пятое пороговое значение для обогрева и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем четвертая пороговая величина заряда, при этом четвертая пороговая величина заряда ниже, чем третья пороговая величина заряда.
В одном из вариантов изобретения, первое пороговое значение температуры для обогрева может составлять -30°С, второе пороговое значение для обогрева может составлять -25°С, третье пороговое значение для обогрева может составлять -20°С, четвертое пороговое значение для обогрева может составлять -15°С, пятое пороговое значение для обогрева может составлять -10°С, первая пороговая величина заряда может составлять 30% общей емкости аккумуляторной батареи 101, вторая пороговая величина заряда может составлять 27,5% общей емкости аккумуляторной батареи 101, третья пороговая величина заряда может составлять 25% общей емкости аккумуляторной батареи 101, и четвертая пороговая величина заряда может составлять 22,5% общей емкости аккумуляторной батареи 101.
Согласно одному из вариантов предлагаемого изобретения, устройство 103 управления аккумуляторами оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи 101 шестое пороговое значение, если да, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем пятая пороговая величина заряда, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режиме обогрева при движении, а если нет, то устройство 103 управления аккумуляторами оценивает превышает ли температура аккумуляторной батареи 101 седьмое пороговое значение для обогрева, если да, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем шестая пороговая величина заряда, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режиме обогрева при движении, и, если нет, устройство 103 управления аккумуляторами оценивает превышает ли температура аккумуляторной батареи 101 восьмое пороговое значение температуры, если да, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем седьмая пороговая величина заряда, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режиме обогрева при движении, и, если нет, устройство 103 управления аккумуляторами оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи 101 девятое пороговое значение температуры, если да, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем восьмая пороговая величина заряда, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режиме обогрева при движении. Шестое пороговое значение температуры выше седьмого порогового значения, седьмое пороговое значение температуры выше восьмого порогового значения, и восьмое пороговое значение температуры выше, чем девятое пороговое значение температуры. Пятая пороговая величина заряда ниже, чем шестая пороговая величина, шестая пороговая величина заряда ниже, чем седьмая, и седьмая пороговая величина ниже восьмой пороговой величины заряда.
В одном из возможных вариантов, девятое пороговое значение температуры может составлять -30°С, восьмое пороговое значение температуры может составлять -25°С, седьмое пороговое значение температуры может составлять -20°С, шестое пороговое значение температуры может составлять -15°С, восьмая пороговая величина заряда может составлять 30% общей емкости аккумуляторной батареи 101, седьмая пороговая величина заряда - 27,5% общей емкости аккумуляторной батареи 101, шестая пороговая величина - 25% общей емкости аккумуляторной батареи 101, и пятая пороговая величина заряда может составлять 22,5% общей емкости аккумуляторной батареи 101. В одном из вариантов предлагаемого изобретения, когда остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 ниже, чем пороговая величина заряда при движении и больше, чем пороговая величина заряда при стоянке, электромобиль может переходить на режим обогрева при стоянке.
Устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режим обогрева при стоянке, когда наступает любое из следующих условий:
температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем десятое пороговое значение температуры, и ниже, чем одиннадцатое пороговое значение, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем девятая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем одиннадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем двенадцатое пороговое значение, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем десятая пороговая величина заряда, когда десятая пороговая величина заряда ниже, чем девятая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем двенадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем тринадцатое пороговое значение, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем одиннадцатая пороговая величина заряда, когда одиннадцатая пороговая величина заряда ниже, чем десятая пороговая величина заряда; и
температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем тринадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем четырнадцатое, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем двенадцатая пороговая величина заряда, когда двенадцатая пороговая величина заряда ниже, чем одиннадцатая.
В одном из возможных вариантов десятое пороговое значение температуры может составлять -30°С, одиннадцатое пороговое значение температуры может составлять -25°С, двенадцатое пороговое значение температуры может составлять -20°С, тринадцатое пороговое значение температуры может составлять -15°С, четырнадцатое пороговое значение температуры может составлять -10°С, девятая пороговая величина заряда может составлять 20% общей емкости аккумуляторной батареи 101, десятая пороговая величина заряда - 17,5% общей емкости аккумуляторной батареи 101, одиннадцатая пороговая величина - 15% общей емкости аккумуляторной батареи 101, и двенадцатая пороговая величина заряда может составлять 12,5% общей емкости аккумуляторной батареи 101.
Согласно одному из вариантов предлагаемого изобретения, устройство 103 управления аккумуляторами оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи 101 пятнадцатое пороговое значение температуры, если да, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем тринадцатая пороговая величина заряда, то устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режим обогрева при стоянке, а если нет, то устройство 103 управления аккумуляторами оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи 101 шестнадцатое пороговое значение температуры, если да, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем четырнадцатая пороговая величина заряда, то устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режим обогрева при стоянке, а если нет, то устройство 103 управления аккумуляторами оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи 101 семнадцатое пороговое значение температуры, если «да» и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем пятнадцатая пороговая величина заряда, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режим обогрева при стоянке, а если нет, устройство 103 управления аккумуляторами оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи восемнадцатое пороговое значение, если да, и остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем шестнадцатая пороговая величина заряда, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режиме обогрева при стоянке. Пятнадцатое пороговое значение температуры выше, чем шестнадцатое пороговое значение, шестнадцатое пороговое значение температуры выше, чем семнадцатое, и семнадцатое пороговое значение выше восемнадцатого. Тринадцатая пороговая величина заряда ниже, чем четырнадцатая пороговая величина, четырнадцатая пороговая величина ниже пятнадцатой, а пятнадцатая пороговая величина заряда ниже, чем шестнадцатая.
В одном из возможных вариантов восемнадцатое пороговое значение температуры может составлять -30°С, семнадцатое пороговое значение может составлять -25°С, шестнадцатое пороговое значение может составлять -20°С, пятнадцатое пороговое значение может составлять -15°С, шестнадцатая пороговая величина заряда может составлять 20% от общей емкости аккумуляторной батареи 101, пятнадцатая пороговая величина - 17,5% от общей емкости аккумуляторной батареи 101, четырнадцатая - 15% от общей емкости аккумуляторной батареи 101, и тринадцатая пороговая величина может составлять 12.5% от общей емкости аккумуляторной батареи 101.
В некоторых вариантах предлагаемого изобретения, устройство 103 управления аккумуляторами может переводить обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 в режиме обогрева при движении или в режиме обогрева при стоянке согласно температуре и остаточному заряду аккумуляторной батареи 101. Точность управления устройством 103 управления аккумуляторами при этом выше, и легче выполняется контролируемая операция.
Силовая установка также может быть снабжена кнопкой обогрева, соединенной с устройством 103 управления аккумуляторами. Когда кнопка обогрева нажата, устройство 103 управления аккумуляторами посылает сигнал обогревателю 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101. Устройство 103 управления аккумуляторами далее выполняет следующие действия: после перевода обогревателя 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101, если кнопку обогрева нажимают опять, оценивает, удовлетворяет ли нажатие кнопки заданному условию (т.е., оценивают, остается ли кнопка обогрева нажатой в течение заданного времени), если да, управляют электромобилем и/или обогревателем 102 аккумуляторов в соответствии с температурой и остаточным зарядом аккумуляторной батареи 101. Так, если температура аккумуляторной батареи 101 ниже, чем девятнадцатое пороговое значение температуры, устройство 103 управления аккумуляторами указывает на запрет обогрева, движения или зарядки электромобиля; и если температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем девятнадцатое пороговое значение температуры, то устройство 103 управления аккумуляторами далее оценивает, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 семнадцатую пороговую величину заряда. В частности, если остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 ниже, чем семнадцатая пороговая величина заряда, и температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем девятнадцатое пороговое значение температуры, то устройство 103 управления аккумуляторами указывает на запрет обогрева, движения или зарядки электромобиля; и, если остаточный заряд аккумуляторной батареи 101 больше, чем семнадцатая пороговая величина заряда, а температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем девятнадцатое пороговое значение температуры, то устройство 103 управления аккумуляторами позволяет движение электромобиля с ограниченной мощностью.
В одном из вариантов предлагаемого изобретения, девятнадцатое пороговое значение температуры может составлять -20°С, а семнадцатая пороговая величина заряда может составлять 25% от общей емкости аккумуляторной батареи 101.
Устройство 103 управления аккумуляторами может выполнять функцию регулирования выходной мощности обогревателя 102 аккумуляторов соответственно фактической температуре аккумуляторной батареи 101 и обогрева аккумуляторной батареи 101 с использованием разных режимов обогрева. В частности, когда температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем третье пороговое значение температуры и ниже, чем четвертое пороговое значение температуры, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 с одной (первой) мощностью. Когда температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем четвертое пороговое значение температуры и ниже, чем пятое пороговое значение температуры, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 с другой (второй) мощностью, при этом вторая мощность ниже, чем первая мощность. Когда температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем пятое пороговое значение температуры и ниже, чем шестое пороговое значение, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 с третьей мощностью, причем третья мощность ниже, чем вторая мощность; или когда температура аккумуляторной батареи 101 выше, чем шестое пороговое значение температуры и ниже, чем седьмое пороговое значение, устройство 103 управления аккумуляторами переводит обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101 с четвертой мощностью, причем четвертая мощность ниже, чем третья мощность. В одном из вариантов предлагаемого изобретения, третье пороговое значение температуры может составлять -30°С, четвертое пороговое значение температуры может составлять -25°С, пятое пороговое значение температуры может составлять - 20°С, шестое пороговое значение температуры может составлять -15°С, и седьмое пороговое значение температуры может составлять -10°С.
В одном из вариантов предлагаемого изобретения, устройство 103 управления аккумуляторами выполняет функцию оценки, достигает ли продолжительность нагрева первого заданного времени Т1, и заставляет обогреватель 102 аккумуляторов приостановить обогрев аккумуляторной батареи 101, когда продолжительность нагрева достигает первого заданного времени. В одном из вариантов предлагаемого изобретения, после приостановки нагрева аккумуляторной батареи 101 обогревателем 102 аккумуляторов устройство 103 управления аккумуляторами далее может рассчитывать время без обогрева и переводить обогреватель 102 аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи 101, когда продолжительность приостановки обогрева достигает заданного времени Т2.
С силовой установкой электромобиля согласно предлагаемому изобретению аккумуляторная батарея может обогреваться с использованием аккумуляторной батареи для разрядки с большим током и путем нагревания внешнего резистора аккумуляторной батареи, Без какого-либо внешнего источника энергии электричество для обогрева полностью поставляется аккумуляторной батареей. Управление обогревом может проводиться для аккумуляторной батареи устройством управления аккумуляторами и обогревателем аккумуляторов. Это может значительно уменьшать ограничения на использование электромобиля при низких температурах и удовлетворять требованиям для движения и зарядки при низких температурах, то есть, аккумуляторную батарею можно обогревать при движении электромобиля с ограниченной мощностью. Более того, силовая установка электромобиля обогревает аккумуляторную батарею непосредственно, и, следовательно может достигаться более высокая эффективность обогрева, уменьшаться затраты и повышаться удобство использования.
Одним из объектов предлагаемого изобретения является устройство электромобиля. Электромобиль включает упомянутую выше силовую установку. Электромобиль может двигаться при низких окружающих температурах, если при этом обогревается аккумуляторная батарея, что обеспечивает безопасное и ровное движение.
Далее со ссылками на Фиг. 7-11 подробно описывается способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля. На Фиг. 7-11, конкретные величины (такие как, например, -10°С) являются только иллюстративными для объяснения различных пороговых значений (таких как первое пороговое значение для обогрева), но не ограничивают объем предлагаемого изобретения. Величины различных пороговых значений могут меняться в зависимости от конкретных условий, что очевидно специалистам. Более того, исполнительные команды на этапах, представленных на Фиг. 7-11, являются только примерными и иллюстративными, но не ограничивают объем предлагаемого изобретения. Исполнительная команда на выполнение этапов может меняться в зависимости от конкретных условий, что также очевидно специалистам.
На Фиг. 11 представлен способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля. Способ включает следующие этапы.
На этапе S1101, определяют температуру и остаточный заряд аккумуляторной батареи.
На этапе S1102, если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первый порог нагревания, а остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем пороговая величина заряда при стоянке, то тепловая мощность обогревателя аккумуляторов регулируется для обогрева аккумуляторной батареи в соответствии с ее температурой.
На этапе S1103, если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первый порог нагревания, и остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем пороговая величина заряда при стоянке, аккумуляторная батарея не позволяет обогрев или зарядку аккумуляторной батареи и движение электромобиля.
Согласно варианту предлагаемого изобретения, показанному на Фиг. 7, в частности, способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля может включать следующие этапы.
На этапе S701 включают питание электромобиля.
На этапе S702, определяют, не опустилась ли температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева. Если нет, переходят к этапу S703; если да, то необходимо определить заряд аккумуляторной батареи и затем переходят к этапу S704.
На этапе S703, устройство управления аккумуляторами включает первичный контактор в электрической распределительной коробке. Перед включением первичного контактора, устройство управления аккумуляторами включает пуско-зарядный контактор, и первичный контактор включают после завершения предварительной зарядки.
На этапе S704, устройство управления аккумуляторами оценивает, соответствуют ли температура и остаточный заряд аккумуляторной батареи условиям обогрева и движения. В частности, когда остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем пороговая величина заряда для движения, электромобиль может переходить в режим обогрева при движении; и когда остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем пороговая величина заряда для движения, но выше, чем пороговая величина заряда при стоянке, электромобиль может переходить в режим обогрева при стоянке. Пороговая величина заряда для движения выше, чем пороговая величина заряда при стоянке.
На этапе S705 оценивают, проходит ли обогрев в режиме обогрева для движения. Если да, то переходят к этапу S706, а если нет, то переходят к этапу S707.
На этапе S706, когда температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение температуры, устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду высветить предупреждение, что температура аккумуляторной батареи слишком низка и не позволяет обогрев или зарядку аккумуляторной батареи и движение электромобиля. Когда температура аккумуляторной батареи выше, чем первое пороговое значение температуры, и ниже, чем второе пороговое значение температуры, если остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем первая пороговая величина заряда, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи, и переходят к этапу S710; а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем первая пороговая величина заряда, переходят к этапу S709. Когда температура аккумуляторной батареи выше, чем второе пороговое значение температуры, и ниже, чем третье пороговое значение температуры, если остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем вторая пороговая величина заряда, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи, и переходят к этапу S710; а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем вторая пороговая величина заряда, переходят к этапу S709, на котором вторая пороговая величина заряда ниже, чем первая пороговая величина заряда. Когда температура аккумуляторной батареи выше, чем третье пороговое значение температуры, и ниже, чем четвертое пороговое значение температуры, если остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем третья пороговая величина заряда, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи, и переходят к этапу S710; и если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем третья пороговая величина заряда, переходят к этапу S709, на котором третья пороговая величина заряда ниже, чем вторая пороговая величина заряда. Когда температура аккумуляторной батареи выше, чем четвертое пороговое значение температуры, и ниже, чем пятое пороговое значение температуры, если остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем четвертая пороговая величина заряда, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи, и переходят к этапу S710; а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем четвертая пороговая величина заряда, переходят к этапу S709, на котором четвертая пороговая величина заряда ниже, чем третья пороговая величина заряда.
На этапе S707 обогреватель аккумуляторов обогревает аккумуляторную батарею в режиме обогрева при стоянке.
На этапе S708, когда температура аккумуляторной батареи ниже, чем десятое пороговое значение температуры устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду высветить предупреждение, что температура аккумуляторной батареи слишком низка и не позволяет обогрев или зарядку аккумуляторной батареи и движение электромобиля. Когда температура аккумуляторной батареи выше, чем десятое пороговое значение температуры, и ниже, чем одиннадцатое пороговое значение температуры, если остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем девятая пороговая величина заряда, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи, и переходят к этапу S710; а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем девятая пороговая величина заряда, переходят к этапу S709. Когда температура аккумуляторной батареи выше, чем одиннадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем двенадцатое пороговое значение температуры, если остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем десятая пороговая величина заряда, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи, и переходят к этапу S710; а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем десятая пороговая величина заряда, переходят к этапу S709, на котором десятая пороговая величина заряда ниже, чем девятая пороговая величина. Когда температура аккумуляторной батареи выше, чем двенадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем тринадцатое пороговое значение, если остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем одиннадцатая пороговая величина заряда, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи, и переходят к этапу S710; а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем одиннадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S709, на котором одиннадцатая пороговая величина заряда ниже, чем десятая пороговая величина. Когда температура аккумуляторной батареи выше, чем тринадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем четырнадцатое пороговое значение, если остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем двенадцатая пороговая величина заряда, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи, и переходят к этапу S710; а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем двенадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S709, на котором двенадцатая пороговая величина заряда ниже, чем одиннадцатая пороговая величина.
На этапе S709, устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду высветить предупреждение о том, что остаточный заряд аккумуляторной батареи слишком низок и электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S710, обогреватель аккумуляторов проводит самотестирование на наличие отказа в работе, если отказ есть, то переходят к этапу S712, а если нет, то переходят к этапу S711.
На этапе S711, обогреватель аккумуляторов обогревает аккумуляторную батарею, и во время обогрева также выполняется этап S713.
На этапе S712, электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S713, обогреватель аккумуляторов проводит самотестирование на наличие отказа в работе, если отказ есть, то переходят к этапу S715, а если нет, то переходят к этапу S714.
На этапе S714, оценивают, закончен ли обогрев. Если да, то переходят к этапу S716, а если нет, то переходят к этапу S711.
На этапе S715, обогреватель аккумуляторов прекращает обогрев аккумуляторной батареи.
На этапе S716, посылается CAN сигнал обогревателю аккумуляторов на прекращение обогрева аккумуляторной батареи.
В варианте изобретения, представленном на Фиг. 7, первое пороговое значение для обогрева может составлять -10°С, первое пороговое значение температуры может составлять -30°С, второе пороговое значение температуры может составлять -25°С, третье пороговое значение температуры может составлять -20°С, четвертое пороговое значение температуры может составлять -15°С, пятое пороговое значение температуры может составлять -10°С, первая пороговая величина заряда может составлять 30% от общей емкости аккумуляторной батареи, вторая пороговая величина заряда может составлять 27.5% от общей емкости аккумуляторной батареи, третья пороговая величина заряда может составлять 25% от общей емкости аккумуляторной батареи, четвертая пороговая величина заряда может составлять 22.5% от общей емкости аккумуляторной батареи, десятое пороговое значение температуры может составлять -30°С, одиннадцатое пороговое значение температуры может составлять -25°С, двенадцатое пороговое значение температуры может составлять -20°С, тринадцатое пороговое значение температуры может составлять -15°С, четырнадцатое пороговое значение температуры может составлять -10°С, девятая пороговая величина заряда может составлять 20% от общей емкости аккумуляторной батареи, десятая пороговая величина заряда может составлять 17.5% от общей емкости аккумуляторной батареи, одиннадцатая пороговая величина заряда может составлять 15% от общей емкости аккумуляторной батареи, и двенадцатая пороговая величина заряда может составлять 12.5% от общей емкости аккумуляторной батареи.
Согласно варианту предлагаемого изобретения, показанному на Фиг. 8, способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля может включать следующие этапы.
На этапе S801 включают питание электромобиля.
На этапе S802, определяют, не опустилась ли температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева. Если нет, переходят к этапу S803, если да, то необходимо определить заряд аккумуляторной батареи и затем переходить к этапу S804.
На этапе S803, устройство управления аккумуляторами включает первичный контактор в электрической распределительной коробке. Перед включением первичного контактора, устройство управления аккумуляторами включает пуско-зарядный контактор, и первичный контактор включают после завершения предварительной зарядки.
На этапе S804, устройство управления аккумуляторами оценивает, соответствуют ли условия обогрева и движения температуре и остаточному заряду аккумуляторной батареи. В частности, когда остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пороговая величина заряда для движения, электромобиль может переходить в режим обогрева при движении, а когда остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем пороговая величина заряда для движения, но больше, чем пороговая величина заряда при стоянке, электромобиль может переходить в режим обогрева при стоянке. Пороговая величина заряда для движения больше, чем пороговая величина заряда при стоянке.
На этапе S805 оценивают, проходит ли обогрев в режиме обогрева для движения. Если да, то переходят к этапу S806, а если нет, то переходят к этапу S807.
На этапе S806 устройство управления аккумуляторами оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи шестое пороговое значение температуры. Если да и если остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пятая пороговая величина заряда, переходят к этапу S810, а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем пятая пороговая величина заряда, переходят к этапу S809. Если нет, устройство управления аккумуляторами далее оценивает, не превышает ли температура аккумуляторной батареи седьмое пороговое значение температуры. Если да и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем шестая пороговая величина заряда, переходят к этапу S810, и если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем шестая пороговая величина заряда, переходят к этапу S809. Если нет, устройство управления аккумуляторами далее оценивает, не превышает ли температура аккумуляторной батареи восьмое пороговое значение температуры, если да и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем седьмая пороговая величина заряда, переходят к этапу S810, и если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем седьмая пороговая величина заряда, переходят к этапу S809. Если нет, устройство управления аккумуляторами оценивает, не превышает ли температура аккумуляторной батареи девятое пороговое значение температуры, если да, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем восьмая пороговая величина заряда, переходят к этапу S810, и если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем восьмая пороговая величина заряда, переходят к этапу S809. Если нет, устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду высветить предупреждение, что температура аккумуляторной батареи слишком низок и электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться. Шестое пороговое значение температуры выше, чем седьмое пороговое значение, седьмое пороговое значение выше, чем восьмое, и восьмое пороговое значение температуры выше девятого порогового значения температуры. Пятая пороговая величина заряда ниже, чем шестая пороговая величина заряда, шестая пороговая величина ниже, чем седьмая, и седьмая пороговая величина заряда ниже, чем восьмая пороговая величина.
На этапе S807, обогреватель аккумуляторов обогревает аккумуляторную батарею в режиме обогрева при стоянке.
На этапе S808, устройство управления аккумуляторами оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи пятнадцатое пороговое значение температуры. Если да и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем тринадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S810, а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем тринадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S809. Если нет, устройство управления аккумуляторами далее оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи шестнадцатое пороговое значение температуры. Если да и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем четырнадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S810, и если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем четырнадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S809. Если нет, устройство управления аккумуляторами далее оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи семнадцатое пороговое значение температуры. Если да и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пятнадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S810, и если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем пятнадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S809. Если нет, устройство управления аккумуляторами далее оценивает, превышает ли температура аккумуляторной батареи восемнадцатое пороговое значение температуры. Если да и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем шестнадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S810, а если остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем шестнадцатая пороговая величина заряда, переходят к этапу S809. Если нет, устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду высветить предупреждение, что температура аккумуляторной батареи слишком низок и электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться. Пятнадцатое пороговое значение температуры больше, чем шестнадцатое пороговое значение температуры, шестнадцатое пороговое значение температуры больше, чем семнадцатое пороговое значение температуры, и семнадцатое пороговое значение температуры больше, чем восемнадцатое пороговое значение температуры. Тринадцатая пороговая величина заряда ниже, чем четырнадцатая пороговая величина заряда, четырнадцатая пороговая величина заряда ниже, чем пятнадцатая пороговая величина заряда пятнадцатая пороговая величина заряда ниже, чем шестнадцатая пороговая величина заряда.
На этапе S809, устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду показать предупреждение о том, что остаточный заряд аккумуляторной батареи слишком низок, и электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S810 до обогрева обогреватель аккумуляторов проводит самотестирование на наличие отказа в работе, если отказ есть, то переходят к этапу S812, а если нет, то переходят к этапу S811.
На этапе S811, обогреватель аккумуляторов греет аккумуляторную батарею, и во время обогрева также выполняют этап S813.
На этапе S812, электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S813, обогреватель аккумуляторов выполняет самотестирование на наличие отказа в работе, если отказ есть, то переходят к этапу S815, а если «нет», то переходят к этапу S814.
На этапе S814 оценивают, окончен ли обогрев, если да, то переходят к этапу S816, а если нет, то переходят к этапу S811.
На этапе S815 обогреватель аккумуляторов останавливает обогрев аккумуляторной батареи.
На этапе S816, посылается CAN сигнал обогревателю аккумуляторов на прекращение обогрева аккумуляторной батареи.
В варианте, показанном на Фиг. 8, первое пороговое значение температуры для обогрева может составлять -10°С, девятое пороговое значение температуры может составлять -30°С, восьмое пороговое значение температуры может составлять -25°С, седьмое пороговое значение температуры может составлять -20°С, шестое пороговое значение температуры может составлять -15°С, восьмая пороговая величина заряда может составлять 30% от полной емкости аккумуляторной батареи, семнадцатая пороговая величина заряда может составлять 27,5% от полной емкости аккумуляторной батареи, и шестая пороговая величина заряда может составлять 25% от полной емкости аккумуляторной батареи, пятая пороговая величина заряда может составлять 22,5% общей емкости аккумуляторной батареи, восемнадцатое пороговое значение температуры может составлять -30°С, семнадцатое пороговое значение температуры может составлять -25°С, шестнадцатое пороговое значение температуры может составлять -20°С, пятнадцатое пороговое значение температуры может составлять -15°С, шестнадцатая пороговая величина заряда может составлять 20% от полной емкости аккумуляторной батареи, пятнадцатая пороговая величина заряда может составлять 17,5% от полной емкости аккумуляторной батареи, и четырнадцатая пороговая величина заряда может составлять 15% от полной емкости аккумуляторной батареи, и тринадцатая пороговая величина заряда может составлять 12,5% от полной емкости аккумуляторной батареи.
Согласно варианту предлагаемого изобретения, представленному на Фиг. 9, способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля может включать следующие этапы.
На этапе S901 включают питание электромобиля.
На этапе S902 определяют температуру и остаточный заряд аккумуляторной батареи.
На этапе S903 оценивают, остается ли температура аккумуляторной батареи ниже первого порога обогрева, если да, то переходят к этапу S905, а если нет, то переходят к этапу S904.
На этапе S904, устройство управления аккумуляторами включает пуско-зарядный контактор, и после окончания предварительной зарядки включает первичный контактор. Электромобиль движется нормально. В частности, устройство управления аккумуляторами включает пуско-зарядный контактор в электрической распределительной коробке для зарядки пуско-зарядного конденсатора и выключает пуско-зарядный контактор после окончания предварительной зарядки.
На этапе S905, устройство управления аккумуляторами рассчитывает, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи пороговую величину заряда при движении, если да, то переходят к этапу S907, а если нет, то переходят к этапу S906.
На этапе S906, устройство управления аккумуляторами считает, превосходит ли остаточный заряд аккумуляторной батареи пороговую величину заряда при стоянке, если да, то переходят к этапу S907, а если нет, то переходят к этапу S908. Пороговая величина заряда для движения больше, чем пороговая величина заряда при стоянке.
На этапе S907 пользователь подтверждает необходимость обогрева аккумуляторной батареи, если да, то переходят к этапу S909, а если нет, то переходят к этапу S910.
На этапе S908, устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду показать предупреждение о том, что остаточный заряд аккумуляторной батареи слишком низок, и электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S909, обогреватель аккумуляторов выполняет самотестирование на наличие отказа в работе, если отказ есть, то переходят к этапу S911, а если нет, то переходят к этапу S912.
На этапе S910, устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду высветить предупреждение о том, что электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S911, устройство управления аккумуляторами прекращает подачу энергии и посылает сообщение на обогреватель аккумуляторов, и на приборную панель команду высветить предупреждение о том, что выявлен отказ в работе обогревателя аккумуляторов, так что электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S912 устройство управления аккумуляторами посылает сигнал обогревателю аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи.
На этапе S913, устройство управления аккумуляторами включает пуско-зарядный контактор, и после окончания предварительной зарядки включает первичный контактор, после чего аккумуляторная батарея обогревается, при этом обогреватель аккумуляторов продолжает выполнять самотестирование. В частности, устройство управления аккумуляторами определяет текущую температуру и текущий остаточный заряд аккумуляторной батареи, рассчитывает максимальную выходную мощность аккумуляторной батареи согласно фактической температуре и фактическому остаточному заряду аккумуляторной батареи, и контролирует движение электромобиля с ограниченной мощностью относительно максимальной выходной мощности.
На этапе S914 оценивают, нажата ли кнопка обогрева и удерживается ли она нажатой в течение заданного времени. Если да, переходят к этапу S915, а если нет, то переходят к этапу S920. В этом варианте заданное время может составлять 2 секунды.
На этапе S915 оценивают, остается ли температура аккумуляторной батареи ниже, чем девятнадцатое пороговое значение температуры, если да, то переходят к этапу S916, а если нет, то переходят к этапу S917.
На этапе S916, электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S917 оценивают, не превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи семнадцатую пороговую величину заряда, если да, то переходят к этапу S918, а если нет, то переходят к этапу S919.
На этапе S918, электромобиль может двигаться с ограниченной мощностью.
На этапе S919, устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду высветить информацию о том, что пользователь останавливает обогрев, так что электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S920 проверяют наличие отказа в обогревателе аккумуляторов, если да, то переходят к этапу S921, а если «нет», то переходят к этапу S922.
На этапе S921, обогреватель аккумуляторов прекращает работу и приборная панель высвечивает предупреждение о том, что электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S922, определяют, превышает ли температура аккумуляторной батареи первый порог нагрева, если да, то переходят к этапу S925, а если нет, то переходят к этапу S923.
На этапе S923, определяют, превышает ли температура любого отдельного аккумулятора в аккумуляторной батарее второй порог нагрева, и переходят к этапу S925, если да, а если нет, то переходят к этапу S924.
На этапе S924 определяют, превышает ли время непрерывного нагрева пороговую продолжительность нагрева. Если да, то переходят к этапу S925, а если нет, то переходят к этапу S913.
На этапе S925 обогрев заканчивают, и обогреватель аккумуляторов прекращает работу.
В одном из вариантов изобретения первый порог нагрева может составлять -10°С, второй порог нагрева может составлять 20°С, девятнадцатое пороговое значение температуры может составлять -20°С, семнадцатая пороговая величина заряда может составлять 25% от общей электрической емкости батареи аккумуляторов, и пороговая продолжительность нагрева может составлять 20 минут.
В варианте изобретения, представленном на Фиг. 10, способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля может включать следующие этапы.
На этапе S1001 включают питание электромобиля.
На этапе S1002, определяют температуру и остаточный заряд аккумуляторной батареи.
На этапе S1003 оценивают, остается ли температура аккумуляторной батареи ниже, чем первый порог нагрева, если «да», то переходят к этапу S1005, а если «нет», то переходят к этапу S1004.
На этапе S1004, устройство управления аккумуляторами устройство управления аккумуляторами включает пуско-зарядный контактор, и после окончания предварительной зарядки включает первичный контактор. Электромобиль движется нормально.
На этапе S1005, устройство управления аккумуляторами определяет, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи пороговую величину заряда для движения. Если да, то переходят к этапу S1008, а если нет, то переходят к этапу S1006.
На этапе S1006, устройство управления аккумуляторами определяет, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи пороговую величину заряда при стоянке. Если да, то переходят к этапу S1008, а если нет, то переходят к этапу S1007. Пороговая величина заряда для движения больше, чем пороговая величина заряда при стоянке.
На этапе S1007, устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду высветить информацию о том, остаточный заряд аккумуляторной батареи слишком низок для того, чтобы электромобиль мог обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S1008 пользователь подтверждает необходимость обогрева аккумуляторной батареи. Если да, то переходят к этапу S1009, а если нет, то переходят к этапу S1010.
На этапе S1009, обогреватель аккумуляторов выполняет самотестирование на наличие отказа в работе. Если отказ есть, то переходят к этапу S1011, а если нет, то переходят к этапу S1012.
На этапе S1010, устройство управления аккумуляторами посылает команду на приборную панель для высвечивания информации, что электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S1011 устройство управления аккумуляторами прекращает подачу энергии и отправку сообщений обогревателю аккумуляторов, и посылает сообщение на приборную панель для высвечивания информации, что выявлен отказ в работе обогревателя аккумуляторов, так что электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S1012, устройство управления аккумуляторами посылает сигнал обогревателю аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи
На этапе S1013, устройство управления аккумуляторами включает пуско-зарядный контактор и, после окончания предварительной зарядки, включает первичный контактор, и далее аккумуляторная батарея обогревается, в то время как обогреватель аккумуляторов продолжает выполнять самотестирование. В частности, устройство управления аккумуляторами рассчитывает текущую температуру и фактический остаточный заряд аккумуляторной батареи, рассчитывает максимальную выходную мощность аккумуляторной батареи согласно текущей температуре и фактическому остаточному заряду аккумуляторной батареи, и приводит электромобиль в движение с ограниченной мощностью относительно максимальной выходной мощности.
На этапе S1014 определяют температуру аккумуляторной батареи.
На этапе S1015, когда температура аккумуляторной батареи выше, чем третий порог нагрева, и ниже, чем четвертый порог нагрева, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на нагрев аккумуляторной батареи с первой величиной мощности; когда температура аккумуляторной батареи выше, чем четвертый порог нагрева, и ниже, чем пятый порог нагрева, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на нагрев аккумуляторной батареи со второй величиной мощности, причем вторая величина мощности ниже, чем первая. Когда температура аккумуляторной батареи выше, чем пятый порог нагрева, и ниже, чем шестой порог нагрева, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на нагрев аккумуляторной батареи с третьей величиной мощности, причем третья величина мощности ниже, чем вторая; или, если температура аккумуляторной батареи выше, чем шестой порог нагрева, и ниже, чем седьмой порог нагрева, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на нагрев аккумуляторной батареи с четвертой величиной мощности, причем четвертая величина мощности ниже, чем третья.
На этапе S1016, устройство управления аккумуляторами оценивает, достигает ли время нагрева первого заданного времени Т1, если да, то переходят к этапу S1017, а если нет, то переходят к этапу S1018.
На этапе S1017, обогреватель аккумуляторов приостанавливает работу и устройство управления аккумуляторами оценивает, достигает ли время приостановки второго заданного времени Т2, если да, то переходят к этапу S1016, а если нет, то переходят к этапу S1017.
На этапе S1018, оценивает, нажата ли кнопка обогрева и удерживается ли в течение заданного времени. Если да, то переходят к этапу S1019, а если нет, то переходят к этапу S1020. В одном из вариантов заданное время может составлять 2 секунды.
На этапе S1019 устройство управления аккумуляторами посылает на приборную панель команду высветить информацию о том, что пользователь останавливает обогрев, так что электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S1020 проверяют, нет ли отказа в работе обогревателя аккумуляторов. Если да, то переходят к этапу S1021, а если нет, то переходят к этапу S1022.
На этапе S1021 обогреватель аккумуляторов прекращает работу и приборная панель высвечивает предупреждение, что электромобиль не может обогреваться, двигаться или заряжаться.
На этапе S1022, определяют, превышает ли температура аккумуляторной батареи первый порог нагрева. Если да, то переходят к этапу S1025, а если нет, то переходят к этапу S1023.
На этапе S1023, определяют, не превышает ли температура любого отдельного аккумулятора в аккумуляторной батарее второго порога нагрева. Если да, то переходят к этапу S1025, а если нет, то переходят к этапу S1024.
На этапе S1024, проверяют, не превысило ли время непрерывного нагрева пороговое время обогрева, если да, то переходят к этапу S1025, а если нет, то переходят к этапу S1013.
На этапе S1025 обогрев заканчивается, и обогреватель аккумуляторов прекращает работу.
В одном из вариантов изобретения, третий порог нагрева может составлять -30°С, четвертый порог нагрева может составлять -25°С, пятый порог нагрева может составлять - 20°С, шестой порог нагрева может составлять -15°С, седьмой порог нагрева может составлять -10°С, первый порог нагрева может составлять -10°С, второй порог нагрева может составлять 20°С, и пороговое время обогрева может составлять 20 минут.
В некоторых вариантах, когда электромобиль подключен к энергопитанию, устройство управления аккумуляторами определяет температуру аккумуляторной батареи и состояние первичного контактора. Температура аккумуляторной батареи - это средняя температура для всех отдельных аккумуляторов в батарее. Устройство управления аккумуляторами замеряет температуру каждого отдельного аккумулятора в аккумуляторной батарее через коллектор информации и рассчитывает температуру аккумуляторной батареи. Если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первая температура обогрева и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пороговая величина заряда при стоянке, пользователь нажимает и удерживает кнопку обогрева в течение 2 секунд, после чего устройство управления аккумуляторами посылает сообщение на обогреватель аккумуляторов через CAN шину, разрешая обогрев аккумуляторной батареи. Перед обогревом аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении, то есть, до запуска двигателя, устройство управления аккумуляторами посылает управляющий сигнал на электрическую распределительную коробку для включения пуско-зарядного контактора, и аккумуляторная батарея заряжает пуско-зарядный конденсатор С2. Когда напряжение пуско-зарядного конденсатора С2 становится равным с напряжением аккумуляторной батареи, двигатель можно запускать.
В одном из вариантов изобретения кнопка обогрева находится на измерительном устройстве. При условии, что температура аккумуляторной батареи ниже, чем первый порог нагрева и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пороговая величина заряда при стоянке, когда кнопка обогрева нажата, обогреватель аккумуляторов может работать. Если кнопка обогрева нажата повторно и удерживается 2 секунды, обогреватель аккумуляторов принудительно останавливает работу.
Первичный контактор размещен в электрической распределительной коробке и выполняет функцию соединения или разъединения контроллера двигателя с источником энергии. Когда остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пороговая величина заряда для движения, устройство управления аккумуляторами посылает управляющий сигнал на электрическую распределительную коробку для включения первичного контактора, и двигатель можно запускать. Контроллер двигателя через управляющую схему преобразует постоянный ток в трехфазный переменный, потребляемый двигателем, для подачи энергии двигателю, позволяя электромобилю двигаться с ограниченной мощностью.
Пуско-зарядный контактор также размещен в электрической распределительной коробке и соединен с пуско-зарядным конденсатором С2 последовательно. В частности, пуско-зарядный конденсатор С2 заряжают перед запуском двигателя. Причины могут быть следующими. С одной стороны предварительная зарядка дает возможность избежать скачка тока а также избежать залипания контактов, вызванного включением первичного контактора. Ограничивающий ток резистор подсоединен последовательно между пуско-зарядным конденсатором и пуско-зарядным контактором. Когда предварительная зарядка окончена, устройство управления аккумуляторами включает первичный контактор, а затем выключает пуско-зарядный контактор. С другой стороны, поскольку ток больше в момент пуска двигателя, напряжение аккумуляторной батареи снижается. Поэтому сначала заряжается пуско-зарядный конденсатор С2 до тех пор, пока его напряжение не сравняется с напряжением аккумуляторной батареи, а затем запускается двигатель. Так как напряжение пуско-зарядного конденсатора не может измениться внезапно, путем соединения пуско-зарядного конденсатора и двигателя параллельно, влияние запуска двигателя на напряжение аккумуляторной батареи может быть уменьшено.
Когда обогреватель аккумуляторов получает сигнал на обогрев, отправленный устройством управления аккумуляторами, обогреватель выполняет самотестирование на наличие отказа в работе обогревателя аккумуляторов. В одном варианте предлагаемого изобретения обогреватель аккумуляторов посылает одиночный импульс 0,5 мс для проверки наличия отказа в работе обогревателя аккумуляторов. Если никакого отказа нет, обогреватель аккумуляторов посылает управляющий импульс (например, с периодом 20 мс и коэффициентом заполнения 20%) на внутренний модуль переключения чтобы коротко замкнуть аккумуляторную батарею на короткое время. Так достигается цель обогрева. В то же время обогреватель аккумуляторов посылает CAN сигнал на приборную панель, которая после получения CAN сигнала выводит на табло информацию "аккумуляторная батарея обогревается".
Когда аккумуляторная батарея обогревается, устройство управления аккумуляторами и обогреватель аккумуляторов продолжают следить за состоянием аккумуляторной батареи. Если температура аккумуляторной батареи выше, чем первый порог обогрева, или время непрерывного нагрева больше, чем пороговое время обогрева, или максимальная температура отдельного аккумулятора в аккумуляторной батареи выше, чем второй порог обогрева, обогреватель аккумуляторов прекращает посылать управляющий импульс на внутренний модуль переключения для того, чтобы остановить обогрев аккумуляторной батареи. Обогреватель аккумуляторов посылает CAN сигнал на приборную панель, которая после получения CAN сигнала выводит на табло информацию "обогрев закончен". Процесс обогрева закончен. В одном из вариантов изобретения второй порог обогрева может составлять 20°С, и пороговое время обогрева может составлять 20 минут. Предпочтительно, для того, чтобы в процессе обогрева избежать повторного запуска процедуры обогрева, если измеренная температура аккумуляторной батареи выше, чем первый порог обогрева на 5°С, обогрев аккумуляторной батареи прекращается.
Если температура аккумуляторной батареи выше, чем первый порог обогрева, устройство управления аккумуляторами работает нормально. Если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первый порог обогрева и остаточный заряд аккумуляторной батареи меньше, чем пороговая величина заряда при стоянке, первичный контактор не включается и устройство управления аккумуляторами посылает CAN сигнал на аккумуляторную батарею и приборную панель, что аккумуляторная батарея не может обогреваться. Когда приборная панель получает CAN сигнал, она выводит на табло информацию "остаточный заряд аккумуляторной батареи недостаточен" для обогрева, движения или зарядки электромобиля.
Если отказ обогревателя аккумуляторов, включая защиту от недостаточного напряжения, защиту от избыточного напряжения, защиту от перегрева, защиту интервала ширины импульса или защиту максимального времени включения, происходит при самотестировании, обогрев аккумуляторной батареи не разрешен. Обогреватель аккумуляторов посылает сигнал об отказе. Приборная панель, получив сигнал об отказе, выводит на табло информацию "отказ обогревателя аккумуляторов". Обогрев не разрешается.
Если отказ обогревателя аккумуляторов, включая защиту от недостаточного напряжения, защиту от избыточного напряжения, защиту от перегрева, защиту интервала ширины импульса или защиту максимального времени включения, происходит в процессе обогрева, обогреватель аккумуляторов прекращает обогрев аккумуляторной батареи и посылает сигнал об отказе. Приборная панель, получив сигнал об отказе, выводит на табло информацию "отказ обогревателя аккумуляторов". Обогрев прерывается.
В некоторых вариантах предлагаемого изобретения обогреватель аккумуляторов содержит защитный контур для предотвращения вышеупомянутых отказов. Защитный контур подробно описывается ниже.
(1) Когда поступает сигнал отказа, IGBT в обогревателе аккумуляторов выключается. ERROR вывод (отказа) защитного контура находится на низком уровне, сигнал отказа выходит через оптрон, и таким образом ERROUT вывод (выходного сигнала отказа) находится на низком уровне. Для разблокировки состояния защиты, PWM (модуляция ширины импульса) волна должна поддерживаться на высоком уровне в течение 2 секунд, после чего сигнал отказа сбрасывается, и защитный контур возвращается к нормальному состоянию. Если сигнал отказа не может быть сброшен с помощью PWM волны в течение 2 секунд, в защитном контуре проявляется постоянная ошибка, так что защитный контур не может работать нормально.
(2) Для гарантии нормальной работы модуля разрядки IGBT, частота импульса, посылаемого DSP (процессором цифрового сигнала), может быть не слишком высокой, и продолжительность импульса может быть недостаточной. Например, максимальное время импульса может составлять 5 мс, а минимальный интервал может составлять 7-10 мс, или, в противном случае, будет выдаваться сигнал отказа.
(3) В одном варианте предлагаемого изобретения для приведения в действие IGBT используют подвод питания с DC-DC развязкой. Положительное напряжение смещения для электрода затвора IGBT может составлять +15 В и отрицательное напряжение смещения для электрода затвора IGBT может составлять -7 В. Отрицательное напряжение смещения для электрода затвора IGBT может быстро выключать IGBT, избегая несрабатывания при включении IGBT из-за слишком большого тока перегрузки.
(4) В одном варианте предлагаемого изобретения, защитный контур включает контур защиты от недостаточного напряжения, который может предотвращать повышение энергопотребления IGBT, вызываемое недостаточным для движения напряжением. Когда напряжение для движения снижается до первого порога напряжения, начинает работать контур защиты от недостаточного напряжения. В одном из вариантов изобретения первый порог напряжения может составлять 9 В.
(5) Контур защиты от перегрева помогает избежать повреждения IGBT, вызываемого высокой температурой. Защитный контур отслеживает температуру помощью термистора. Когда температура IGBT выше, чем порог безопасной температуры, начинает работать контур защиты от перегрева. Защитный контур также может устанавливать наличие разрыва в цепи термистора. Когда цепь термистора не замкнута, эквивалентное полное сопротивление равно бесконечности, и выдается сигнал защиты. В одном из вариантов изобретения порог безопасной температуры может составлять 85°С.
(6) Поскольку в замкнутой цепи разрядки имеется большая индуктивность, то, когда IGBT выключен, на терминале коллектора IGBT может возбуждаться избыточное напряжение. Поэтому между терминалом коллектора и терминалом эмиттера IGBT подсоединен параллельно высоковольтный конденсатор. Контур защиты от избыточного напряжения помогает избежать повреждения IGBT, вызываемого избыточным напряжением на терминале коллектора в момент выключения IGBT. Когда напряжение на терминале коллектора превышает второй порог напряжения, будет выдаваться сигнал отказа. В одном из вариантов изобретения второй порог напряжения может составлять 800 вольт.
Во время процесса обогрева аккумуляторной батареи, если пользователь неожиданно нажимает и удерживает кнопку обогрева в течение 2 секунд, обогреватель аккумуляторов прекращает обогрев аккумуляторной батареи, так что аккумуляторной батареи не разрешается зарядка, а электромобилю не разрешается движение.
Используя способ обогрева аккумуляторной батареи в силовой установке электромобиля согласно вариантам предлагаемого изобретения, аккумуляторную батарею электромобиля можно обогревать без использования энергии от внешних источников. Аккумуляторная батарея подогревается до необходимой температуры, после чего может нормально заряжаться или разряжаться. Так, ограничения на пользование электромобилем при низких температурах могут быть серьезно уменьшены, и требования к движению и зарядке при низких температурах могут удовлетворяться. Более того регулированием тепловой мощности обогревателя аккумуляторов согласно фактической температуре аккумуляторной батареи, возможно более точно управлять процессом обогрева для лучшей работы аккумуляторной батареи и повышает безопасность аккумуляторной батареи.
В представленном описании сущность изобретения изложена в виде поясняющих примеров. Однако специалисту будет очевидно, что в конструктивных вариантах, не отклоняясь от духа и смысла изобретения, могут присутствовать и другие варианты, определяемые формулой изобретения. Описание и чертежи являются только иллюстративными, но не ограничивающими.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к силовой установке электромобиля, электромобилю с такой силовой установкой и способу обогрева аккумуляторной батареи электромобиля. Силовая установка включает аккумуляторную батарею, обогреватель аккумуляторов, устройство управления аккумуляторами, контроллер двигателя, соединенный соответственно с двигателем и электрической распределительной коробкой, и разграничительный индуктор. Обогреватель аккумуляторов содержит модуль регулирования выходной мощности, меняющий тепловую мощность обогревателя аккумуляторов путем регулировки тока зарядки и/или тока разрядки. Устройство управления аккумуляторами контролирует модуль регулирования выходной мощности для регулирования тепловой мощности обогревателя аккумуляторов в соответствии с температурой аккумуляторной батареи, когда эта температура ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пороговая величина заряда при стоянке. Поскольку рабочая температура аккумулятора, особенно литий-ионного аккумулятора, обычно лежит в пределах от -20°С до 55°С, аккумулятор не может заряжаться при низкой температуре, однако предложенный способ обогрева аккумуляторной батареи позволяет обеспечить стабильность и безопасность работы транспортного средства за счет выбора разных мощностей обогрева в соответствии с температурой аккумуляторной батареи, при этом разграничительный индуктор позволяет адаптировать обогрев аккумуляторов в зависимости от температуры окружающей среды. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 11 ил.
1. Силовая установка электромобиля, включающая:
аккумуляторную батарею;
обогреватель аккумуляторов, соединенный с аккумуляторной батареей и выполняющий функцию обогрева аккумуляторной батареи при ее зарядке и разрядке, при этом обогреватель аккумуляторов содержит модуль регулирования выходной мощности, выполняющий функцию регулирования тепловой мощности обогревателя аккумуляторов путем регулировки тока зарядки и/или тока разрядки;
устройство управления аккумуляторами, соединенное с аккумуляторной батареей и обогревателем аккумуляторов соответственно и выполняющее функцию управления модулем регулирования выходной мощности для регулирования тепловой мощности обогревателя аккумуляторов при обогреве аккумуляторной батареи в зависимости от ее температуры, когда температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пороговая величина заряда при стоянке;
электрическую распределительную коробку, выполняющую функцию распределения выходного напряжения аккумуляторной батареи;
двигатель;
контроллер двигателя, соединенный с двигателем и электрической распределительной коробкой соответственно, содержащий первый входной терминал, второй входной терминал и пуско-зарядный конденсатор, подсоединенный между первым и вторым входными терминалами, выполняющий функцию подачи энергии двигателю согласно управляющей команде и напряжению, распределяемому электрической распределительной коробкой, и
разграничительный индуктор, подсоединенный между аккумуляторной батареей и электрической распределительной коробкой, индуктивность L которого определена по формуле 
, где Т - эквивалентная нагрузка рабочего цикла двигателя и С - емкость пуско-зарядного конденсатора.
2. Силовая установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство управления аккумуляторами выполняет функцию по переводу электромобиля в режим обогрева при движении, если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем пороговая величина заряда для движения, при этом пороговая величина заряда при движении больше, чем пороговая величина заряда при стоянке.
3. Силовая установка по п. 2, отличающаяся тем, что устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении, когда наступает любое из следующих условий:
температура аккумуляторной батареи выше, чем первое пороговое значение для обогрева, и ниже, чем второе пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем первая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем второе пороговое значение для обогрева, и ниже, чем третье пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем вторая пороговая величина заряда, при этом вторая пороговая величина заряда ниже, чем первая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем третье пороговое значение для обогрева, и ниже, чем четвертое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем третья пороговая величина заряда, причем третья пороговая величина заряда ниже, чем вторая пороговая величина заряда; и
температура аккумуляторной батареи выше, чем четвертое пороговое значение для обогрева, и ниже, чем пятое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем четвертая пороговая величина заряда, при этом четвертая пороговая величина заряда ниже, чем третья пороговая величина заряда.
4. Силовая установка по п. 2, отличающаяся тем, что устройство управления аккумуляторами выполняет следующие функции:
функцию оценки, превышает ли температура аккумуляторной батареи шестое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше шестого порогового значения, функцию оценки, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи пятую пороговую величину заряда, и, если да, - функцию перевода обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении;
если температура аккумуляторной батареи ниже шестого порогового значения, функцию оценки, превышает ли температура аккумуляторной батареи седьмое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше седьмого порогового значения, функцию оценки, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи шестую пороговую величину заряда, и, если да, - функцию перевода обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении, при этом шестая пороговая величина заряда выше, чем пятая пороговая величина;
если температура аккумуляторной батареи ниже седьмого порогового значения, функцию оценки, превышает ли температура аккумуляторной батареи восьмое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше восьмого порогового значения, функцию оценки, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи седьмую пороговую величину заряда, и, если да, - функцию перевода обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении, при этом седьмая пороговая величина заряда выше, чем шестая пороговая величина;
если температура аккумуляторной батареи ниже восьмого порогового значения, функцию оценки, превышает ли температура аккумуляторной батареи девятое пороговое значение температуры; и
если температура аккумуляторной батареи выше девятого порогового значения, функцию оценки, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи восьмую пороговую величину заряда, и, если да, - функцию перевода обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении, при этом восьмая пороговая величина заряда выше, чем седьмая пороговая величина.
5. Силовая установка по п. 2, отличающаяся тем, что устройство управления аккумуляторами выполняет функцию по переводу электромобиля в режим обогрева при стоянке, когда температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем пороговая величина заряда для движения, но больше, чем пороговая величина заряда при стоянке.
6. Силовая установка по п. 5, отличающаяся тем, что устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке, когда наступает любое из следующих условий:
температура аккумуляторной батареи выше, чем десятое пороговое значение температуры, и ниже, чем одиннадцатое пороговое значение, а остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем девятая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем одиннадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем двенадцатое пороговое значение, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем десятая пороговая величина заряда, когда десятая пороговая величина заряда ниже, чем девятая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем двенадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем тринадцатое пороговое значение, а остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем одиннадцатая пороговая величина заряда, когда одиннадцатая пороговая величина заряда ниже, чем десятая пороговая величина; и
температура аккумуляторной батареи выше, чем тринадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем четырнадцатое, а остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем двенадцатая пороговая величина заряда, когда двенадцатая пороговая величина заряда ниже, чем одиннадцатая.
7. Силовая установка по п. 5, отличающаяся тем, что устройство управления аккумуляторами выполняет следующие функции:
функцию оценки, превышает ли температура аккумуляторной батареи пятнадцатое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше пятнадцатого порогового значения, функцию оценки, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи тринадцатую пороговую величину заряда, и, если да, - функцию перевода обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке;
если температура аккумуляторной батареи ниже пятнадцатого порогового значения, функцию оценки, превышает ли температура аккумуляторной батареи шестнадцатое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше шестнадцатого порогового значения, функцию оценки, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи четырнадцатую пороговую величину заряда, и, если да, - функцию перевода обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке, при этом четырнадцатая пороговая величина заряда выше, чем пятнадцатая пороговая величина;
если температура аккумуляторной батареи ниже шестнадцатого порогового значения, функцию оценки, превышает ли температура аккумуляторной батареи семнадцатое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше семнадцатого порогового значения, функцию оценки, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи пятнадцатую пороговую величину заряда, и, если да, - функцию перевода обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке, при этом пятнадцатая пороговая величина заряда выше, чем четырнадцатая пороговая величина;
если температура аккумуляторной батареи ниже семнадцатого порогового значения, функцию оценки, превышает ли температура аккумуляторной батареи восемнадцатое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше восемнадцатого порогового значения, функцию оценки, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи шестнадцатую пороговую величину заряда, и, если да, - функцию перевода обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке, при этом шестнадцатая пороговая величина заряда выше, чем пятнадцатая пороговая величина.
8. Силовая установка по п. 1, отличающаяся тем, что:
когда температура аккумуляторной батареи выше, чем третье пороговое значение температуры, и ниже, чем четвертое пороговое значение, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи с первой мощностью;
когда температура аккумуляторной батареи выше, чем четвертое пороговое значение температуры, и ниже, чем пятое пороговое значение, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи со второй мощностью, при этом вторая мощность ниже, чем первая мощность;
когда температура аккумуляторной батареи выше, чем пятое пороговое значение температуры, и ниже, чем шестое пороговое значение, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи с третьей мощностью, причем третья мощность ниже, чем вторая мощность; и
когда температура аккумуляторной батареи выше, чем шестое пороговое значение температуры, и ниже, чем седьмое пороговое значение, устройство управления аккумуляторами переводит обогреватель аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи с четвертой мощностью, причем четвертая мощность ниже, чем третья мощность.
9. Силовая установка по п. 1, отличающаяся тем, что обогреватель аккумуляторов включает:
первый блок переключения, первый вывод которого соединен с одной клеммой аккумуляторной батареи и разграничительным индуктором соответственно;
по крайней мере один основной конденсатор, причем первый вывод по крайней мере одного основного конденсатора соединен со вторым выводом первого блока переключения, а второй вывод по крайней мере одного основного конденсатора соединен со второй клеммой аккумуляторной батареи;
основной индуктор, первый вывод которого соединен с узлом между первым блоком переключения и по крайней мере одним основным конденсатором;
второй блок переключения, первый вывод которого соединен со вторым выводом основного индуктора, а второй вывод соединен со второй клеммой аккумуляторной батареи,
при этом управляющий вывод первого блока переключения и управляющий вывод второго блока переключения соединены с устройством управления аккумуляторами и устройство управления аккумуляторами посылает сигнал на обогрев управляющему выводу первого блока переключения и управляющему выводу второго блока переключения, чтобы в свою очередь переключить эти блоки на выработку тока зарядки и тока разрядки, причем когда первый блок переключения включен, то второй блок переключения выключен, а когда где второй блок переключения включен, то выключен первый блок переключения.
10. Силовая установка по п. 9, отличающаяся тем, что блок регулирования выходной мощности выполняет функцию регулирования коэффициентов заполнения выходных импульсов первого блока переключения и второго блока переключения согласно первой команде, переданной устройством управления аккумуляторами.
11. Силовая установка по п. 9, отличающаяся тем, что обогреватель аккумуляторов включает несколько основных конденсаторов и блок регулирования выходной мощности выполняет функцию регулирования количества основных конденсаторов согласно второй команде, переданной устройством управления аккумуляторами.
12. Силовая установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок регулирования выходной мощности содержит реле.
13. Силовая установка по п. 1, отличающаяся тем, что электрическая распределительная коробка содержит:
первичный контактор, который распределяет выходное напряжение аккумуляторной батареи по энергопотребляющим устройствам электромобиля; и
пуско-зарядный контактор, соединенный с первым входным терминалом или вторым входным терминалом контроллера двигателя и выполняющий функцию зарядки пуско-зарядного конденсатора под контролем устройства управления аккумуляторами перед тем как контроллер двигателя запустит двигатель.
14. Электромобиль с силовой установкой по любому из пп. 1-13.
15. Способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля, включающий:
определение температуры и остаточного заряда аккумуляторной батареи;
если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем пороговая величина заряда при стоянке, регулировку тепловой мощности обогревателя аккумуляторов для нагрева аккумуляторной батареи в зависимости от ее фактической температуры после проведения обогревателем аккумуляторов самотестирования на наличие отказа в работе; и
если температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем пороговая величина заряда при стоянке, воспрещение обогрева или зарядки аккумуляторной батареи и движения электромобиля.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что переводят электромобиль в режим обогрева при движении, когда температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи выше, чем пороговая величина заряда для движения, при этом пороговая величина заряда при движении больше, чем пороговая величина заряда при стоянке.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что этап включения обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении выполняют, когда наступает любое из следующих условий:
температура аккумуляторной батареи выше, чем первое пороговое значение для обогрева, и ниже, чем второе пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем первая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем второе пороговое значение для обогрева, и ниже, чем третье пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем вторая пороговая величина заряда, при этом вторая пороговая величина заряда ниже, чем первая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем третье пороговое значение для обогрева, и ниже, чем четвертое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем третья пороговая величина заряда, причем третья пороговая величина заряда ниже, чем вторая пороговая величина заряда; и
температура аккумуляторной батареи выше, чем четвертое пороговое значение для обогрева, и ниже, чем пятое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем четвертая пороговая величина заряда, при этом четвертая пороговая величина заряда ниже, чем третья пороговая величина заряда.
18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении включает:
оценку, превышает ли температура аккумуляторной батареи шестое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше шестого порогового значения, оценку, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи пятую пороговую величину заряда, и, если да, - перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении;
если температура аккумуляторной батареи ниже шестого порогового значения, оценку, превышает ли температура аккумуляторной батареи седьмое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше седьмого порогового значения, оценку, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи шестую пороговую величину заряда, и, если да, - перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении, при этом шестая пороговая величина заряда выше, чем пятая пороговая величина;
если температура аккумуляторной батареи ниже седьмого порогового значения, оценку, превышает ли температура аккумуляторной батареи восьмое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше восьмого порогового значения, оценку, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи седьмую пороговую величину заряда, и, если да, - перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении, при этом седьмая пороговая величина заряда выше, чем шестая пороговая величина;
если температура аккумуляторной батареи ниже восьмого порогового значения, оценку, превышает ли температура аккумуляторной батареи девятое пороговое значение температуры; и
если температура аккумуляторной батареи выше девятого порогового значения, оценку, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи восьмую пороговую величину заряда, и, если да, - перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при движении, при этом восьмая пороговая величина заряда выше, чем седьмая пороговая величина.
19. Способ по п. 16, отличающийся тем, что включает:
перевод электромобиля в режим обогрева при стоянке, когда температура аккумуляторной батареи ниже, чем первое пороговое значение для обогрева, и остаточный заряд аккумуляторной батареи ниже, чем пороговая величина заряда для движения, но больше, чем пороговая величина заряда при стоянке.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке выполняют, когда наступает любое из следующих условий:
температура аккумуляторной батареи выше, чем десятое пороговое значение температуры, и ниже, чем одиннадцатое пороговое значение, а остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем девятая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем одиннадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем двенадцатое пороговое значение, и остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем десятая пороговая величина заряда, когда десятая пороговая величина заряда ниже, чем девятая пороговая величина заряда;
температура аккумуляторной батареи выше, чем двенадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем тринадцатое пороговое значение, а остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем одиннадцатая пороговая величина заряда, когда одиннадцатая пороговая величина заряда ниже, чем десятая пороговая величина; и
температура аккумуляторной батареи выше, чем тринадцатое пороговое значение температуры, и ниже, чем четырнадцатое, а остаточный заряд аккумуляторной батареи больше, чем двенадцатая пороговая величина заряда, когда двенадцатая пороговая величина заряда ниже, чем одиннадцатая.
21. Способ по п. 19, отличающийся тем, что перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке включает:
оценку, превышает ли температура аккумуляторной батареи пятнадцатое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше пятнадцатого порогового значения, оценку, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи тринадцатую пороговую величину заряда, и, если да, - перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке;
если температура аккумуляторной батареи ниже пятнадцатого порогового значения, оценку, превышает ли температура аккумуляторной батареи шестнадцатое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше шестнадцатого порогового значения, оценку, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи четырнадцатую пороговую величину заряда, и, если да, - перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке, при этом четырнадцатая пороговая величина заряда выше, чем пятнадцатая пороговая величина;
если температура аккумуляторной батареи ниже шестнадцатого порогового значения, оценку, превышает ли температура аккумуляторной батареи семнадцатое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше семнадцатого порогового значения, оценку, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи пятнадцатую пороговую величину заряда, и, если да, - перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке, при этом пятнадцатая пороговая величина заряда выше, чем четырнадцатая пороговая величина;
если температура аккумуляторной батареи ниже семнадцатого порогового значения, оценку, превышает ли температура аккумуляторной батареи восемнадцатое пороговое значение температуры;
если температура аккумуляторной батареи выше восемнадцатого порогового значения, оценку, превышает ли остаточный заряд аккумуляторной батареи шестнадцатую пороговую величину заряда, и, если да, - перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи в режиме обогрева при стоянке, при этом шестнадцатая пороговая величина заряда выше, чем пятнадцатая пороговая величина.
22. Способ по п. 15, отличающийся тем, что регулировка тепловой мощности обогревателя аккумуляторов для обогрева аккумуляторной батареи в зависимости от температуры аккумуляторной батареи включает:
когда температура аккумуляторной батареи выше, чем третье пороговое значение температуры, и ниже, чем четвертое пороговое значение, перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи с первой мощностью;
когда температура аккумуляторной батареи выше, чем четвертое пороговое значение температуры, и ниже, чем пятое пороговое значение, перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи со второй мощностью, при этом вторая мощность ниже, чем первая мощность;
когда температура аккумуляторной батареи выше, чем пятое пороговое значение температуры, и ниже, чем шестое пороговое значение, перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи с третьей мощностью, причем третья мощность ниже, чем вторая мощность; и
когда температура аккумуляторной батареи выше, чем шестое пороговое значение температуры, и ниже, чем седьмое пороговое значение, перевод обогревателя аккумуляторов на обогрев аккумуляторной батареи с четвертой мощностью, причем четвертая мощность ниже, чем третья мощность.
23. Способ по п. 15, отличающийся тем, что включает:
вычисление текущей температуры аккумуляторной батареи и текущего остаточного заряда аккумуляторной батареи;
вычисление максимальной выходной мощности аккумуляторной батареи, соответствующей текущей температуре аккумуляторной батареи и текущему остаточному заряду аккумуляторной батареи; и
управление движением электромобиля с ограниченной мощностью, соответствующей максимальной выходной мощности аккумуляторной батареи.
24. Способ по п. 15, отличающийся тем, что включает: прекращение обогрева аккумуляторной батареи обогревателем аккумуляторов, когда наступает любое из следующих условий:
температура аккумуляторной батареи выше, чем первый порог обогрева;
температура любого отдельного аккумулятора в аккумуляторной батарее выше, чем второй порог обогрева, при этом второй порог обогрева больше, чем первый порог обогрева; и
время непрерывного нагрева больше, чем пороговое время обогрева.
| JP2010119171 A, 27.05.2010 | |||
| CN 102055042 A,11.05.2011 | |||
| CN 201893429 U, 06.07.2011 | |||
| CN 101503063, 12.08.2009 | |||
| US 20050274705 A, 12.01.2012. |
