KR20230022089A - 전원 배터리 가열 시스템 및 그 제어 방법 및 제어 회로 - Google Patents

전원 배터리 가열 시스템 및 그 제어 방법 및 제어 회로 Download PDF

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Abstract

본 출원의 실시예는 전원 배터리 가열 시스템 및 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법을 제공하며, 이 제어 방법은: 스위치 모듈에 제1 가열 신호를 전송하고, 제1 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암 및 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 은 켜고, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암 및 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여 제1 회로를 형성하는데 사용되며; 스위치 모듈에 제2 가열 신호를 전송하고, 제2 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암 및 제2브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 제1브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암 및 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 제2 회로를 형성하는데 사용되는 것을 포함하며; 제1 회로 및 제2 회로는 전류가 전원 배터리에서 열을 생성하여 전원 배터리를 가열하게 하며, 제1 모터의 모든 권선을 통해 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.

Description

전원 배터리 가열 시스템 및 그 제어 방법 및 제어 회로
본 출원은 배터리 기술 분야, 특히 전원 배터리 가열 시스템 및 그 제어 방법 및 제어 회로에 관한 것이다.
높은 에너지 밀도, 재활용 가능한 충전, 안전 및 환경 보호의 장점으로 인해, 전원 배터리는 신에너지 자동차, 소비자 전자 제품 및 에너지 저장 시스템과 같은 분야에서 널리 사용된다.
그러나, 저온 환경에서 전원 배터리의 사용은 일정한 제한을 받는다. 구체적으로, 저온 환경에서 전원 배터리의 방전 용량은 심각하게 저하되고, 배터리를 저온 환경에서 충전할 수 없다. 따라서 전원 배터리를 정상적으로 사용하기 위해서는 저온 환경에서 전원 배터리를 가열해야 한다.
기존의 전원 배터리 가열 기술은 모터 회로를 사용하여 전원 배터리를 가열하는 과정에서 과도한 모터 진동 및 소음을 유발할 수 있다.
본 출원의 실시예는 배터리가 모터 회로에 의해 가열될 때 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있는 전원 배터리 가열 시스템 및 그 제어 방법 및 제어 회로를 제공한다.
제1 측면에서, 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법을 제공하며, 전원 배터리 가열 시스템은 제1 모터, 적어도 하나의 인덕터, 스위치 모듈, 제어 모듈 및 전원 공급 모듈을 포함하고; 여기서, 스위치 모듈은 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹을 포함하고, 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹의 각 브릿지 암은 각각 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암을 포함하고, 제1 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 제1 모터의 모든 권선에 연결되고, 제2 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 적어도 하나의 인덕터에 연결되고, 제1 브릿지 암 그룹과 제2 브릿지 암 그룹은 모두 전원 공급 모듈에 병렬로 연결되며; 이 제어 방법은: 스위치 모듈에 제1 가열 신호를 전송하고, 제1 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 끄고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이의 제1 회로를 형성하는데 사용되며; 스위치 모듈에 제2 가열 신호를 전송하고, 제2 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 제1브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 끄고, 제2브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이의 제2 회로를 형성하는데 사용되는 것을; 포함하며, 여기서, 제1 회로 및 제2 회로는 전류가 전원 배터리에서 열을 생성하여 전원 배터리를 가열하게 하며, 제1 모터의 모든 권선을 통해 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.
제1 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상이 같도록 제어함으로써, 제1 모터의 회로를 사용하여 전원 배터리를 가열할 때, 제1 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 본 출원에서 제공하는 전원 배터리 가열 시스템은 제1 모터가 작동되지 않도록 하여, 제1 모터에서 회전자의 발열 문제를 해결할 수 있어, 배터리 자체 가열 사용 시간을 연장할 수 있다.
가능한 구현 방식에서, 제1 모터는 3상 모터이다.
가능한 구현 방식에서, 적어도 하나의 인덕터는 제1 모터의 중성점에 연결된 외부 인덕터이다.
가능한 구현 방식에서, 적어도 하나의 인덕터는 제2 모터의 적어도 하나의 권선이다.
가능한 구현 방식에서, 전원 배터리 가열 시스템은 제2 모터를 더 포함하고, 적어도 하나의 인덕터는 제2 모터의 모든 권선이며, 제2 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.
가능한 구현 방식에서, 제2 모터는 3상 모터이다.
가능한 구현 방식에서, 스위치 모듈에 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 전송하는 것은: 미리 설정된 주파수에서, 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 교대로 전송하는 것을 포함한다.
가능한 구현 방식에서, 전원 공급 모듈은 전원 배터리이며, 스위치 모듈에 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 전송하는 것은: 전원 배터리의 충전 상태(SOC)를 결정하고; SOC가 제1임계값보다 크면, 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈로 전송하는 것을 포함한다.
전원 배터리의 SOC가 제1 임계값보다 클 때, 즉 전원 배터리의 전량이 충분할 때, 제1 가열 신호와 제2 가열 신호는 교대로 스위치 모듈에 전송하여 전류 방향이 다른 교류 전류를 형성하고, 교류 전류를 이용하여 전원 배터리의 내부 저항을 통해 열을 생성함으로써 전원 배터리를 가열하여 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
가능한 구현 방식에서, 스위치 모듈에 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 전송하는 것은: 모터 제어기는 차량 제어기에서 전송된 제어 신호를 수신하고, 제어 신호는 전원 배터리를 가열하도록 지시하는데 사용되며; 모터 제어기는 제어 신호에 따라 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 전송하는 것을 포함한다.
가능한 구현 방식에서, 이 방법은 또한: 배터리의 온도가 설정 온도에 도달하거나, 및/또는 전원 배터리의 온도 상승이 비정상인 경우, 가열 중지 신호를 스위치 모듈로 전송하며, 가열 중지 신호는 전원 배터리 가열을 중지하도록 지시하는데 사용되는 것을 포함한다.
가능한 구현 방식에서, 제어 모듈은 구체적으로: 제1 모터의 작동 상태를 획득하고; 제1 모터가 비구동 상태일 때, 스위치 모듈에 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 전송하는데 사용된다.
모터의 작동 상태를 판단하여, 모터가 구동 상태일 때 전원 배터리를 가열하여 차량과 같은 동력 장치의 성능에 영향을 미치는 것을 방지한다.
가능한 구현 방식에서, 제어 모듈은 또한: 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)에서 전송된 가열 요청을 수신하며, 가열 요청은 전원 배터리가 가열 조건을 충족함을 나타내는데 사용된다.
BMS에서 전송된 가열 요청을 수신함으로써, 제어 모듈이 제 시간에 전원 배터리를 가열하게 하여 차량과 같은 동력 장치의 사용에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
제2 측면에서, 전원 배터리 가열 시스템을 제공하며, 전원 배터리 가열 시스템은 제1 모터, 적어도 하나의 인덕터, 스위치 모듈, 제어 모듈 및 전원 공급 모듈을 포함하며; 여기서, 스위치 모듈은 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹을 포함하고, 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹의 각 브릿지 암은 각각 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암을 포함하고, 제1 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 제1 모터의 모든 권선에 연결되고, 제2 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 적어도 하나의 인덕터에 연결되고, 제1 브릿지 암 그룹과 제2 브릿지 암 그룹은 모두 전원 공급 모듈에 병렬로 연결되며; 제어 모듈은: 스위치 모듈에 제1 가열 신호를 전송하고, 제1 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 끄고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이의 제1 회로를 형성하는데 사용되며; 스위치 모듈에 제2 가열 신호를 전송하고, 제2 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 제1브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 끄고, 제2브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이의 제2 회로를 형성하는데 사용되며; 여기서, 제1 회로 및 제2 회로는 전류가 전원 배터리에서 열을 생성하여 전원 배터리를 가열하게 하며, 제1 모터의 모든 권선을 통해 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.
가능한 구현 방식에서, 제1 모터는 3상 모터이다.
가능한 구현 방식에서, 적어도 하나의 인덕터는 제1 모터의 중성점에 연결된 외부 인덕터이다.
가능한 구현 방식에서, 적어도 하나의 인덕터는 제2 모터의 적어도 하나의 권선이다.
가능한 구현 방식에서, 전원 배터리 가열 시스템은 제2 모터를 더 포함하고, 적어도 하나의 인덕터는 제2 모터의 모든 권선이며, 제2 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.
가능한 구현 방식에서, 제2 모터는 3상 모터이다.
제3 측면에서, 전원 배터리 가열 시스템의 제어 회로를 제공하며, 이는 프로세서를 포함하며, 프로세서는 제1 측면 및 제1 측면의 가능한 어느 하나의 구현 방식 중의 제어 방법을 실행하는데 사용된다.
제4 측면에서, 동력 장치를 제공하며, 이는 전원 배터리 및 제2 측면의 전원 배터리 가열 시스템을 포함한다.
제1 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상이 같도록 제어함으로써, 제1 모터의 회로를 사용하여 전원 배터리를 가열할 때, 제1 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 본 출원에서 제공하는 전원 배터리 가열 시스템은 제1 모터가 작동되지 않도록 하여 제1 모터에서 회전자의 발열 문제를 해결할 수 있어, 배터리 자체 가열 사용 시간을 연장할 수 있다.
본 출원의 실시예의 기술 방안을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 본 출원의 실시예에서 사용되는 도면을 간략히 소개한다. 물론, 아래에서 설명하는 도면은 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 본 분야의 기술자는 창의적인 작업 없이도 첨부 도면에 기초하여 다른 도면을 획득할 수 있다.
도 1은 기존의 전원 배터리 가열 시스템의 회로도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전원 배터리 가열 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전원 배터리 가열 시스템의 방전 회로의 개략도 및 충전 회로의 개략도이다.
도 5 및 도 6은 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 다른 전원 배터리 가열 시스템의 방전 회로의 개략도 및 충전 회로의 개략도이다.
도 7은 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법의 개략적인 블록도이다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 전원 배터리 가열 시스템의 제어 회로의 개략적인 구조도이다.
다음은, 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 본 출원의 구현 방식을 더욱 상세히 설명한다. 아래의 실시예에 대한 상세한 설명 및 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 출원의 범위를 제한하는데 사용될 수 없다. 즉 본 출원은 설명된 실시예에 제한되지 않는다.
본 출원의 설명에서, 달리 명시되지 않는 한 "복수"는 둘 이상을 의미하고; "상(上) ", "하(下)", "좌(左)", "우(右)", "내(內)", "외(外)" 등의 용어가 지시하는 방위 및 위치 관계는 본 출원의 설명의 편의 및 설명의 간략화를 위한 것일 뿐, 가리키는 장치 또는 요소가 특정 방향을 가져야 하고, 특정 방향으로 구성 및 동작되어야 하는 것을 지시하거나 암시하는 것이 아니므로, 본 출원에 대한 제한으로 해석될 수 없다는 것을 유의해야 한다. 또한, "제1", "제2", "제3" 등의 용어는 설명의 목적으로만 사용되며, 상대적 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 해석될 수 없다. "수직"은 엄격하게 수직이 아니고, 허용 오차 범위 내에 있다. "평행"은 엄격하게 평행하지는 않고, 허용 가능한 오차 범위 내에 있다.
이하의 설명에서 등장하는 방향어는 모두 도면에 도시된 방향이며, 본 출원의 구체적인 구조를 한정하지 않는다. 본 출원의 설명에서 명시적으로 규정되거나 달리 제한되지 않는 한, “장착", "서로 연결", "연결"이라는 용어는 넓은 의미로 이해되어야 함을 유의해야 한다. 예들 들어, 그것은 고정되게 연결될 수 있거나, 분리 가능하게 연결될 수 있거나, 또는 일체로 연결될 수 있으며; 직접 연결되거나 중간 매체를 통해 간접적으로 연결될 수 있으며, 두 구성 요소 간의 내부 연통이 될 수 있다.　본 분야의 통상의 기술자에게 있어서, 본 출원에서 언급된 용어의 구체적인 의미는 특정한 상황에 따라 이해될 수 있다.
시대가 발전함에 따라 신에너지 자동차는 환경 보호, 저소음 및 저비용으로 인해 거대한 시장을 가지고 있고, 에너지 절약 및 배출 감소를 효과적으로 촉진할 수 있어 사회의 발전과 진보에 도움이 된다.
전원 배터리의 전기 화학적 특성으로 인해 저온 환경에서 전원 배터리의 충전 및 방전 용량은 크게 제한되어 고객의 겨울철 자동차 사용 경험에 심각한 영향을 미친다. 따라서 전원 배터리를 정상적으로 사용하기 위해서는 저온 환경에서 전원 배터리를 가열해야 한다.
본 출원의 실시예에서 전원 배터리는 리튬 이온 배터리, 리튬 금속 배터리, 납산 배터리, 니켈 배리어 배터리, 니켈 수소 배터리, 리튬 황 배터리, 리튬 공기 배터리 또는 나트륨 이온 배터리 등일 수 있으며, 여기서 이를 한정하지 않는다. 규모 면에서, 본 출원의 실시예에서 배터리는 배터리 셀일 수 있고, 배터리 모듈 또는 배터리 팩일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 응용 시나리오 측면에서 배터리는 자동차 및 선박과 같은 동력 장치에서 사용할 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차 내에 적용되어 전기 자동차의 전원으로 전기 자동차의 모터에 전원을 공급하는데 사용할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 신에너지 자동차(전기 자동차)에 적용되는 전원 배터리를 실시예로 하여 설명한다.
구동 모터와 그 제어 시스템은 신에너지 자동차의 핵심 부품 중 하나이며, 구동 특성은 자동차 주행의 주요 성능 지표를 결정한다. 신에너지 자동차의 모터 구동 시스템은 크게 전동기(즉, 모터), 전력 변환 장치, 모터 제어기(예를 들어, 인버터), 각종 감지 센서 및 전원으로 구성된다. 모터는 전자기 유도의 원리로 작동하는 회전 전자기 기계로, 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는데 사용된다. 모터는 전자기 유도의 원리로 작동하는 회전 전자기 기계로, 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는데 사용된다. 작동 중에는 전기 시스템에서 전력을 흡수하고 기계 시스템에 기계적 동력을 출력한다.
전원 배터리를 가열할 때 불필요한 비용을 피하기 위해 모터 회로를 사용하여 전원 배터리를 가열할 수 있다.
도 1은 기존 전원 배터리 가열 시스템의 회로도를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전원 배터리 가열 시스템(100)은 전원 공급 모듈(110), 전원 공급 모듈(110)에 연결된 스위치 모듈(120) 및 스위치 모듈(120)에 연결된 모터 권선(130)을 포함할 수 있다.
전원 공급 모듈(110)은 전원 배터리 자체를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 충전 파일과 같은 외부 전원 공급 모듈을 사용할 수도 있다. 외부 전원 공급 모듈에서 제공하는 가열 에너지는 예를 들어 외부 직류 충전기에서 출력되거나 또는 외부 교류 충전기에서 정류 후 출력될 수 있으며, 여기에 특별한 제한은 없다.
스위치 모듈(120)은 다양한 형태의 스위치를 사용하여 구현할 수 있다. 예를 들어, 스위치 모듈(120)은 모터 구동 시스템에서 인버터로 구현될 수 있고, 여기서 인버터는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)의 브릿지 암 스위치로 구현될 수 있다. 구체적으로, 인버터의 브릿지 암의 수는 모터 권선(130)의 권선 수와 동일하다. 예를 들어, 모터 권선(130)은 3상 권선을 포함하고, 인버터는 3상 브릿지 암, 즉 U상 브릿지 암, V상 브릿지 암 및 W상 브릿지 암을 포함한다. 여기서, 3상 브릿지 암의 각 상 브릿지 암에는 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암이 구비되고, 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암에는 각각 스위치 유닛이 설치된다. 즉, 스위치 모듈(120)은 U상 브릿지 암에서 상부 브릿지 암 스위치(121)와 하부 브릿지 암 스위치(122), V상 브릿지 암에서 상부 브릿지 암 스위치(123)와 하부 브릿지 암 스위치(124) 및 W 상 브릿지 암에서 상부 브릿지 암 스위치(125)와 하부 브릿지 암 스위치(126)를 포함한다.
모터 권선(130)의 경우 구체적으로: U상 브릿지 암에 연결된 권선(131), V상 브릿지 암에 연결된 권선(132) 및 W상 브릿지 암에 연결된 권선(133)을 포함할 수 있다. 여기서, 권선(131)의 일단은 U상 브릿지 암에서 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암의 연결점에 연결되어 있으며, 권선(132)의 일단은 V상 브릿지 암에서 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암의 연결점에 연결되고, 권선(133)의 일단은 W상 브릿지 암에서 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암의 연결점에 연결된다. 권선(131)의 타단, 권선(132)의 타단 및 권선(133)의 타단은 함께 연결된다.
모터 권선(130)은 3상 모터로 제한되지 않고, 6상 모터 등일 수도 있으며, 대응되게, 스위치 모듈(120)은 6상 브릿지 암을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 스위치 모듈(120)의 스위치를 주기적으로 온/오프 하도록 제어하여 전류를 변조할 수 있다. 예를 들어, 인버터의 타겟 상부 브릿지 암 스위치 및 타겟 하부 브릿지 암 스위치를 주기적으로 온/오프하도록 제어하여 전류를 변조할 수 있다. 하나의 예에서, 타겟 상부 브릿지 암 스위치가 상부 브릿지 암 스위치(121)인 경우, 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 하부 브릿지 암 스위치(124) 및/또는 하부 브릿지 암 스위치(126)이다. 다른 예에서, 타겟 상부 브릿지 암 스위치가 상부 브릿지 암 스위치(123)인 경우, 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 하부 브릿지 암 스위치(122) 및/또는 하부 브릿지 암 스위치(126)이다. 다른 예에서, 타겟 상부 브릿지 암 스위치가 상부 브릿지 암 스위치(125)인 경우, 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 하부 브릿지 암 스위치(122) 및/또는 하부 브릿지 암 스위치(124)이다.
각 사이클에서 주기적으로 온/오프되는 타겟 상부 브릿지 암 스위치 및 타겟 하부 브릿지 암 스위치는 동일하거나 상이할 수 있으며, 여기에서 제한되지 않음에 유의해야 한다. 예를 들어, 각 사이클에서 상부 브릿지 암 스위치(121) 및 하부 브릿지 암 스위치(124)의 온/오프를 제어한다. 다른 예로서, 제1 사이클에서, 상부 브릿지 암 스위치(121) 및 하부 브릿지 암 스위치(124)의 온/오프를 제어하고; 제2 사이클에서 상부 브릿지 암 스위치(123) 및 하부 브릿지 암 스위치(122)의 온/오프를 제어하고; 제3 사이클에서는 상부 브릿지 암 스위치(121), 하부 브릿지 암 스위치(124) 및 하부 브릿지 암 스위치(126)의 온/오프를 제어한다. 즉 상이한 사이클에서 제어되는 타겟 상부 브릿지 암 스위치 및 하부 브릿지 암 스위치는 상이할 수 있다.
타겟 상부 브릿지 암 스위치 및 타겟 하부 브릿지 암 스위치가 주기적으로 온/오프 되도록 제어함으로써, 전원 공급 모듈, 타겟 상부 브릿지 암 스위치, 타겟 하부 브릿지 암 스위치 및 모터 권선 사이에 형성된 상이한 회로에서의 전류 방향이 달라져 교류 전류가 발생한다. 즉, 전원 공급 모듈이 교대로 충전 및 방전을 수행한다.
여기서, 타겟 통전 스위치는 적어도 하나의 상부 브릿지 암 스위치 및 적어도 하나의 하부 브릿지 암 스위치를 포함하고, 적어도 하나의 상부 브릿지 암 스위치 및 적어도 하나의 하부 브릿지 암 스위치는 상이한 브릿지 암에 위치한다.
도 1에 표시된 전원 배터리 가열 시스템을 사용하면, 모터 권선에 흐르는 전류 3상이 비대칭이고 전류 주파수가 높아 모터 회로를 이용하여 전원 배터리를 가열하는 과정에서 과도한 모터 진동과 소음이 발생하는 문제가 있다.
본 출원의 실시예는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법을 제공하며, 이 방법은 스위치 모듈을 통해 전원 공급 모듈, 스위치 모듈, 모터 권선 및 모터 권선에 독립된 적어도 하나의 인덕터 사이에 회로가 형성되게 하고, 모터 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상이 같도록 제어함으로써, 모터 회로를 사용하여 전원 배터리를 가열하는 과정에서 과도한 모터 진동 및 소음 문제를 효과적으로 줄일 수 있다.
도 2는 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전원 배터리 가열 시스템(200)의 개략적인 블록도를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전원 배터리 가열 시스템(200)은: 복수의 제1 권선(210), 적어도 하나의 인덕터(220), 제1 스위치 그룹(230), 제2 스위치 그룹(240), 전원 공급 모듈(250) 및 제어 모듈(260)을 포함한다.
복수의 제1 권선(210)은 제1 모터의 모든 권선일 수 있고, 제1 모터는 3상 모터 또는 6상 모터일 수 있다.
선택적으로, 적어도 하나의 인덕터(220)는 제1 모터의 중성점에 연결된 외부 인덕터일 수 있다.
선택적으로, 적어도 하나의 인덕터(220)는 제2 모터의 적어도 하나의 권선일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 인덕터(220)는 제2 모터의 모든 권선일 수 있고, 제2 모터는 3상 모터 또는 6상 모터일 수 있다.
제1 스위치 그룹(230)은 복수의 제1 권선(210)에 연결되고, 제2 스위치 그룹(240)은 적어도 하나의 인덕터(220)에 연결된다. 여기서 "연결"은 물리적 관계에 있는 직접적인 연결일 수도 있고, 다른 장치를 통한 연결을 의미할 수도 있음을 이해해야 한다.
제1 스위치 그룹(230) 및 제2 스위치 그룹(240)을 총칭하여 스위치 모듈이라 칭할 수 있다. 즉, 스위치 모듈은 제1 스위치 그룹(230) 및 제2 스위치 그룹(240)을 포함한다.
제어 모듈(260)은 다음에 사용된다: 제1 스위치 그룹(230) 및 제2 스위치 그룹(240)의 스위칭 상태를 제어하여 제1 스위치 그룹(230), 복수의 제1 권선(210), 적어도 하나의 인덕터(220), 제2 스위치 그룹(240) 및 전원 공급 모듈(250) 사이에 회로를 형성하여 전류가 전원 배터리 내에서 열량을 발생하도록 하여 전원 배터리를 가열한다.
본 출원의 실시예에서, 복수의 제1 권선을 통해 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.
도 1의 제어 방법과 유사하게, 제어 모듈(260)은 제1 스위치 그룹(230) 및 제2 스위치 그룹(240)의 스위치를 주기적으로 온/오프 하여 전원 공급 모듈(250), 제1 스위치 그룹(230), 제2 스위치 그룹(240), 복수의 제1 권선(210) 및 적어도 하나의 인덕터(220) 사이에 형성된 회로에 교류 전류를 생성한다. 예를 들어, 제1 사이클에서 제어 모듈(260)은 제1 스위치 그룹(230) 및 제2 스위치 그룹(240)의 스위치를 제어하여 전류의 방향이 전원 공급 모듈의 양의 방향에서 음의 방향으로 흐르게 한다. 즉, 제1 회로를 형성하며, 방전 회로라고 칭할 수도 있다. 제2 사이클에서 제어 모듈(260)은 제1 스위치 그룹(230) 및 제2 스위치 그룹(240)의 스위치를 제어하여 전류 방향이 전원 공급 모듈의 음의 방향에서 양의 방향으로 흐르도록 한다. 즉, 제2 회로를 형성하며, 충전 회로라고 칭할 수도 있다. 제1 회로 및 제2 회로는 전류가 전원 배터리에서 열을 발생하도록 하여 전원 배터리를 가열하는데 사용된다.
또한, 제1 스위치 그룹(230) 및 제2 스위치 그룹(240)의 스위치를 주기적으로 온/오프한다. 즉, 미리 설정된 주파수로 제1 스위치 그룹(230) 및 제2 스위치 그룹(240)의 스위치를 교대로 온/오프한다.
단방향 권선의 기자력은 공간에 계단 모양으로 분포하고 전류의 변화 법칙에 따라 시간에 따라 변화하는 맥동 기자력이다. 3상 모터에서 3개의 단상 권선의 기자력을 중첩하며, 이는 3상 권선의 합성 자기장이다. 일반적으로 가열 과정에서 3상 모터의 3상 권선에 흐르는 전류는 크기가 완전히 같지 않으며 2상 권선에 흐르는 전류는 180º의 위상차를 갖고 위상차가 없는 2상 전류는 크기가 같다. 이는 모터 권선에 흐르는 전류의 3상이 비대칭이 되는 원인이 되며, 높은 전류 주파수는 전원 배터리의 가열 과정에서 큰 모터 진동과 소음의 문제를 야기한다. 본 출원에서, 제1 모터에 속하는 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상을 같게 제어함으로써, 제1 모터 회로를 이용하여 전원 배터리를 가열할 때 발생되는 진동 및 소음이 효과적으로 억제되게 된다. 동시에 제1 모터가 작동되지 않도록 하여 모터 회전자의 발열 문제를 해결할 수 있으므로 배터리 자체 가열 사용 시간이 연장된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 전원 배터리 가열 시스템(200)은 제1 모터, 적어도 하나의 인덕터, 스위치 모듈, 제어 모듈(260) 및 전원 공급 모듈(250)을 포함하고, 스위치 모듈의 제1 스위치 그룹(230)은 제1 브릿지 암 그룹이고, 스위치 모듈의 제2 스위치 그룹(240)은 제2 브릿지 암 그룹이고, 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹의 각 브릿지 암은 각각 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암을 포함하고, 제1 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 제1 모터의 모든 권선에 연결되고, 제2 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 적어도 하나의 인덕터에 연결되며, 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹은 모두 전원 공급 모듈에 병렬로 연결된다. 즉, 제1 모터에 포함된 권선은 복수의 제1 권선(210)이고, 복수의 제1 권선(210)은 제1 모터의 모든 권선이다.
제어 모듈(260)은 다음과 같이 사용된다: 스위치 모듈에 제1 가열 신호를 전송하고, 제1 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 끄고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이의 제1 회로를 형성하는데 사용되며; 스위치 모듈에 제2 가열 신호를 전송하고, 제2 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 제1브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 끄고, 제2브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이의 제2 회로를 형성하는데 사용되며, 제1 회로 및 제2 회로는 전류가 전원 배터리 내에서 열을 발생시켜 전원 배터리를 가열하도록 하는데 사용된다.
여기서, 제1 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.
제1 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상이 같도록 제어함으로써, 제1 모터의 회로를 사용하여 전원 배터리를 가열할 때, 제1 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 본 출원에서 제공하는 전원 배터리 가열 시스템은 제1 모터가 작동되지 않도록 하여 제1 모터에서 회전자의 발열 문제를 해결할 수 있어, 배터리 자체 가열 사용 시간을 연장할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 적어도 하나의 인덕터는 제1 모터의 중성점에 연결된 외부 인덕터이다. 선택적으로 외부 인덕터를 외부 와이어로 교체할 수도 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 적어도 하나의 인덕터는 제2 모터의 모든 권선이고, 제2 모터의 모든 권선을 통해 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.
제2 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상이 같도록 추가적으로 제어함으로써, 제1 모터 및 제2 모터의 회로를 사용하여 전원 배터리를 가열할 때 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 본 출원에서 제공하는 전원 배터리 가열 시스템은 제1 모터 및 제2 모터가 작동하지 않도록 하여 모터에서 회전자의 발열 문제를 해결할 수 있어 배터리 자체 가열 사용 시간을 연장할 수 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4와 관련하여, 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전원 배터리 가열 시스템(300)의 회로도에 대한 상세한 설명을 제공한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 모터는 3상 모터이고, 복수의 제1 권선은 3상 모터의 3상 권선이다. 즉, 권선(311), 권선(312) 및 권선(313)이다. 적어도 하나의 인덕터는 3상 모터의 중성점에 연결된 외부 인덕터(321)이다. 제1 브릿지 암 그룹은 스위치 모듈의 브릿지 암(331), 브릿지 암(332) 및 브릿지 암(333)이다. 제2 스위치 그룹은 스위치 모듈의 외부 브릿지 암(341)이다.
구체적으로, 브릿지 암(331)의 상부 브릿지 암(3311)과 하부 브릿지 암(3312)의 연결점은 권선(311)의 일단에 연결되고, 브릿지 암(332)의 상부 브릿지 암(3321)과 하부 브릿지 암(3322)의 연결점은 권선(312)의 일단에 연결되고, 브릿지 암(333)의 상부 브릿지 암(3331)과 하부 브릿지 암(3332)의 연결점은 권선(313)의 일단에 연결되고, 외부 브릿지 암(341)의 상부 브릿지 암(3411)과 하부 브릿지 암(3412)의 연결점은 외부 인덕터(321)의 일단에 연결되고, 권선(311)의 타단, 권선(312)의 타단, 권선(313)의 타단 및 외부 인덕터(321)의 타단은 서로 연결된다.
전원 공급 모듈(350), 상부 브릿지 암(3311~3331), 권선(311~313), 외부 인덕터(321) 및 하부 브릿지 암(3412)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 함께 방전 회로를 형성하며; 유사하게, 전원 공급 모듈(350), 하부 브릿지 암(3312~3332), 권선(311~313), 외부 인덕터(321) 및 상부 브릿지 암(3411)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 함께 충전 회로를 형성한다. 여기서, 제어 모듈(미도시)의 제어 하에서 충전 회로와 방전 회로는 주기적으로 교대로 통전된다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서, 제1 모터의 권선(311~313)에 흐르는 전류의 크기 및 위상이 같도록 제어하여, 제1 모터의 회로를 이용하여 전원 배터리를 가열할 때, 모터의 진동과 소음을 효과적으로 억제할 수 있다. 그리고, 본 출원의 실시예에서 제공하는 전원 배터리 가열 시스템은 제1 모터가 작동되지 않도록 하여 모터에서 회전자의 발열 문제를 해결하여, 배터리 자체 가열 사용 시간을 연장할 수 있다.
권선(311~313)은 입력 권선으로 사용할 수 있고, 외부 인덕터(321)는 출력 권선으로 사용할 수 있다. 또는, 권선(311~313)은 출력 권선으로 사용할 수 있고, 외부 인덕터(321)는 입력 권선으로 사용할 수 있다. 권선(311~313)에 연결된 3상 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 외부 인덕터(321)에 연결된 외부 브릿지 암의 하부 브릿지 암이 동시에 스위치의 온/오프 상태로 유지되고, 권선(311~313)에 연결된 3상 브릿지 암의 하부 브릿지 암과 외부 인덕터에 연결된 외부 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 동시에 스위치의 온/오프 상태로 유지되는 것이 보장되기만 하면, 도3에 도시된 방전 회로와 도4에 도시된 충전 회로를 구현할 수 있다.
선택적으로, 외부 인덕터(321)는 또한 와이어일 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예는 외부 인덕터(321)의 개수를 제한하지 않을 수 있다.
선택적으로, 제1 모터는 또한 6상 모터일 수 있고, 복수의 제1 권선은 6상 모터의 모든 권선일 수 있다. 제1 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기와 위상이 같도록 제어하면 모터의 진동과 소음을 효과적으로 줄일 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전원 배터리 가열 시스템(500)의 회로도를 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 모터는 3상 모터이고, 복수의 제1 권선은 각각 권선(511), 권선(512) 및 권선(513)이며; 전원 배터리 가열 시스템(500)은 또한 제2 모터를 포함하고, 제2 모터 역시 3상 모터이고, 적어도 하나의 인덕터는 각각 제2 모터의 권선(521), 권선(522) 및 권선(523)이다. 제1 브릿지 암 그룹은 스위치 모듈의 브릿지 암(531), 브릿지 암(532) 및 브릿지 암(533)이다. 제2 스위치 그룹은 스위치 모듈의 브릿지 암(541), 브릿지 암(542) 및 브릿지 암(543)이다.
구체적으로, 브릿지 암(531)의 상부 브릿지 암(5311)과 하부 브릿지 암(5312)의 연결점은 권선(511)의 일단부에 연결되고, 브릿지 암(532)의 상부 브릿지 암(5321)과 하부 브릿지 암(5322)의 연결점은 권선(512)의 일단에 연결되고, 브릿지 암(533)의 상부 브릿지 암(5331)과 하부 브릿지 암(5332)의 연결점은 권선(513)의 일단에 연결되고, 브릿지 암(541)의 상부 브릿지 암(5411)과 하부 브릿지 암(5412)의 연결점은 권선(521)의 일단에 연결되고, 브릿지 암(542)의 상부 브릿지 암(5421)과 하부 브릿지 암(5422)의 연결점은 권선(522)의 일단에 연결되고, 브릿지 암(543)의 상부 브릿지 암(5431)과 하부 브릿지 암(5432)의 연결점은 권선(523)의 일단에 연결되고, 권선(511)의 타단, 권선(512)의 타단, 권선(513)의 타단, 권선(521)의 타단, 권선(522)의 타단 및 권선(523)의 타단은 서로 연결된다.
전원 공급 모듈(550), 상부 브릿지 암(5311~5331), 권선(511~513), 권선(521~523) 및 하부 브릿지 암(5412~5432)은 도 5에 도시된 바와 같이 함께 방전 회로를 형성하며; 유사하게, 전원 공급 모듈(550), 하부 브릿지 암(5312~5332), 권선(511~513), 권선(521~523) 및 상부 브릿지 암(5411~5431)은 도 6에 도시된 바와 같이 함께 충전 회로를 형성한다. 여기서, 제어 모듈(미도시)의 제어 하에 충전 회로와 방전 회로는 주기적으로 교대로 통전된다.
도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서, 제1 모터의 모든 권선(511~513)에 흐르는 전류의 크기 및 위상이 같도록 제어함으로써, 제1 모터 회로를 이용하여 전원 배터리를 가열하는 과정에서 제1 모터의 진동과 소음을 효과적으로 억제할 수 있다. 유사하게, 제2 모터의 모든 권선(521~523)에 흐르는 전류의 크기 및 위상이 같도록 제어함으로써, 제2 모터 회로를 사용하여 전원 배터리를 가열하는 과정에서, 제2 모터의 진동 및 소음을 효과적으로 억제할 수 있다.
권선(511~513)은 입력 권선으로 사용할 수 있고, 권선(521~523)은 출력 권선으로 사용할 수 있다. 대안적으로, 권선(511~513)은 출력 권선으로 사용할 수 있고, 권선(521~523)은 입력 권선으로 사용할 수 있다. 권선(511~513)에 연결된 3상 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 권선(521~523)에 연결된 3상 브릿지 암의 하부 브릿지 암이 동시에 스위치의 온/오프 상태로 유지되고, 권선(511~513)에 연결된 3상 브릿지 암의 하부 브릿지 암과 권선(521~523)에 연결된 3상 브릿지 암의 상부 브릿지 암이 동시에 스위치의 온/오프 상태로 유지되는 것이 보장되기만 하면, 도5에 도시된 방전 회로와 도6에 도시된 충전 회로를 구현할 수 있다.
선택적으로, 제1 모터는 6상 모터일 수 있고, 제2 모터는 3상 모터일 수 있다. 복수의 제1 권선은 6상 모터의 모든 권선이고, 적어도 하나의 인덕터는 3상 모터의 모든 권선이다.
선택적으로, 제1 모터는 3상 모터일 수 있고, 제2 모터는 6상 모터이고, 복수의 제1 권선은 3상 모터의 모든 권선이고, 적어도 하나의 인덕터는 6상 모터의 모든 권선이다.
선택적으로, 제1 모터는 6상 모터이고, 제2 모터는 6상 모터이며, 복수의 제1 권선은 6상 모터의 모든 권선이고, 적어도 하나의 인덕터는 6상 모터의 모든 권선이다.
선택적으로 제어 모듈은: 미리 설정된 주파수에서 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 교대로 전송하는데 사용된다. 즉, 제어 모듈은 제1 가열 신호를 스위치 모듈에 전송할 때 타이밍을 시작하고, 미리 설정된 시간 후에 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 전송한다. 이어서, 제어 모듈은 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 전송할 때 타이밍을 시작하고, 미리 결정된 시간 후에 다시 제1 가열 신호를 스위치 모듈에 전송한다. 이와 같이 순차적으로 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 전송하는 것을 반복한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 전원 공급 모듈은 전원 배터리이고, 제어 모듈은 또한 다음에 사용된다: 전원 배터리의 충전 상태(SOC)를 결정하고; SOC가 제1 임계값보다 크면 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈로 전송하고, 즉 회로를 통해 흐르는 전류를 교류 전류로 변조하고; SOC가 제1 임계값 이하이면 제3 가열 신호를 스위치 모듈에 전송하고, 제3 가열 신호는 스위치 모듈에서 스위치의 온/오프를 제어함으로써 회로의 전류 방향을 일정하게 한다. 즉, 회로에 흐르는 전류를 직류 전류로 변조하여 제1모터에서 발생된 열을 차량 냉각 시스템을 통해 전원 배터리로 전달하여 전원 배터리를 가열한다.
충전 상태(State Of Charge, SOC)는 일정한 방전율 하에서 동일한 조건에서 정격 용량에 대한 배터리 잔여 전량의 비율을 의미한다. SOC는 배터리 관리 시스템의 중요한 파라미터 중 하나이며, 전체 차량의 충방전 제어 전략과 배터리 균형 작업의 기초이기도 하다. 그러나 리튬 배터리의 구조가 복잡하기 때문에 충전 상태를 직접 측정을 통해 알 수 없으며, 다만 배터리의 일부 외부 특성, 예를 들어 배터리의 내부 저항, 온도, 전류 등과 관련된 파라미터에 따라 관련 특성 곡선 또는 계산 공식을 사용하여 SOC의 추정 작업을 완료할 수 있다.
본 출원의 실시예는 온도가 낮은 전원 배터리를 가열하는 시나리오에 적용될 수 있다. 예를 들어, 전원 배터리를 가열하여 전원 배터리의 온도를 높여 배터리 팩을 정상적으로 사용할 수 있는 온도에 도달하기 위한 특정 시나리오에 적용될 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 실시예에서, 전원 배터리의 SOC가 제1 임계값보다 큰 경우, 회로를 통해 흐르는 전류를 교류 전류로 변조하고, 교류 전류를 이용하여 전원 배터리의 내부 저항을 통해 열을 생성함으로써 전원 배터리를 가열하여 가열 효율을 향상시킬 수 있으며; 배터리 SOC가 제1 임계 값 이하인 경우, 즉 배터리 전량이 부족한 경우, 직류 전류를 사용하여 권선에서 열을 발생시켜 전원 배터리를 가열하여 전량 소비를 줄이고 전원 배터리 가열 시스템의 유연성을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 제어 모듈은 초기에 제1 스위치 그룹 및 제2 스위치 그룹을 제어하여 모터 회로를 통해 흐르는 전류가 직류 전류가 되도록 할 수 있고, 주기적으로 전원 배터리의 SOC를 결정하여, 전원 배터리의 SOC가 제1 임계값보다 크다고 결정되면, 제1 스위치 그룹과 제2 스위치 그룹을 제어하여 모터 회로에 흐르는 전류가 교류 전류가 되도록 하고, 교류 전류를 이용하여 전원 배터리의 내부 저항을 통해 열을 발생시켜 전원 배터리를 가열함으로써 가열 효율을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 공간 벡터 제어 방법(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM) 알고리즘을 이용하여 모터 권선의 전류를 직류 전류 또는 교류 전류로 변조할 수 있다.
모터 권선에 직류 전류가 흐르면 모터의 방사형 전자기력이 감소되고, 모터 회전자의 와전류 손실이 감소되어 회전자의 발열량이 감소되는 점에 유의해야 한다. 따라서 모터 권선에 직류 전류가 흐르면 모터 회전자의 발열량과 전자기 진동 소음이 감소된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제어 모듈은 구체적으로: 제1 모터의 작동 상태를 획득하고; 제1 모터가 비구동 상태일 때, 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈로 전송한다.
모터의 작동 상태를 판단하여, 모터가 구동 상태일 때 전원 배터리를 가열하여 차량 등 동력 장치의 성능에 영향을 미치는 것을 방지한다.
또한 제어 모듈은: 제1모터가 비구동 상태이고 전원 배터리 가열 시스템에 결함이 없으면 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈로 전송하는데 사용된다.
본 출원의 실시예에서, 배터리 가열 시스템의 고장은 제1 모터, 모터 제어기, 스위치 모듈 및 열전도 회로 등 중 어느 하나의 고장을 의미한다는 점에 유의해야 한다. 열전도 회로의 고장에는 인터커뮤니케이션 밸브의 손상 및 열전도 회로 중 매체 부족과 같은 문제를 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
선택적으로, 기어 위치 정보 및 모터 속도 정보를 획득할 수 있으며, 이를 기반으로 제1 모터가 구동 상태인지 비구동 상태인지를 판단한다. 구체적으로, 현재 기어 위치가 P 기어이고 차속이 0인 경우, 제1 모터가 비구동 상태임을 나타내고; 현재 기어 위치가 P 기어가 아니거나 차속이 0이 아닌 것으로 판단되면, 제1 모터가 구동 상태임을 나타낸다.
기어 정보 및 모터 속도 정보로 판단하여, 어느 하나의 조건이 충족되지 않으면 제1 모터에 가열 신호를 전송하지 않아 차량이 정상적인 주행 상태에서 전원 배터리를 가열하여 차량 성능에 영향을 미치는 것을 방지한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제어 모듈은 또한: 배터리 관리 시스템 BMS에서 전송된 가열 요청을 수신하는데 사용되며, 가열 요청은 전원 배터리가 가열 조건을 충족함을 나타내는데 사용된다.
BMS에서 전송된 가열 요청을 수신함으로써, 제어 모듈은 제 시간에 전원 배터리를 가열하여 차량과 같은 동력 장치의 사용에 영향을 미치는 것을 방지한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제어 모듈은 또한: 전원 배터리의 온도가 미리 설정된 온도에 도달하거나 전원 배터리의 온도 상승이 비정상적인 경우, 스위치 모듈에 가열 중지 신호를 전송하는데 사용된다. 가열 중지 신호는 전원 공급 모듈, 스위치 모듈, 제1 모터의 모든 권선 및 적어도 하나의 인덕터 사이에 회로를 구성하지 않도록 스위치 모듈을 제어하여 전원 배터리 가열을 중지할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제어 모듈은 차량 제어기(Vehicle control unit, VCU) 및/또는 모터 제어기를 포함할 수 있다.
선택적으로 VCU가 BMS에서 전송된 가열 요청을 수신하면 VCU는 모터 제어기에 제어 신호를 전송할 수 있으며, 제어 신호는 전원 배터리를 가열하도록 지시하는데 사용된다. 즉, 제어 신호는 모터 제어기가 스위치 모듈에 가열 신호를 전송하도록 지시하는데 사용된다. 예를 들어, VCU에서 전송된 제어 신호를 수신한 후, 모터 제어기는 제1 가열 신호를 스위치 모듈에 전송할 수 있고, 제1 가열 신호는 스위치 모듈을 제어하어 전원 공급 모듈, 스위치 모듈 및 제1 모터의 모든 권선과 적어도 하나의 인덕터 사이의 제1 회로를 형성하는데 사용되며; 미리 결정된 시간 후, 모터 제어기는 스위치 모듈에 제2 가열 신호를 전송하고, 제2 가열 신호는 스위치 모듈을 제어하여 전원 공급 모듈, 스위치 모듈 및 제1 모터의 모든 권선과 적어도 하나의 인덕터 사이의 제2 회로를 형성하는데 사용되며, 제1 회로와 제2 회로의 전류 방향은 반대이며, 전류는 순차적으로 제1 모터의 모든 권선으로부터 유입된 후 적어도 하나의 인덕터로 유출된다.
선택적으로, 도 3 내지 도 6에 도시된 전원 배터리 가열 시스템은 또한 전력 공급 모듈과 병렬로 연결된 커패시터(C)를 포함하며, 이는 주로 전압을 안정화하고 클러터를 필터링하는 역할을 한다.
이상에서는 본 출원의 실시예의 전원 배터리 가열 시스템에 대해 상세히 설명하였으며, 이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 본 출원의 실시예에 따른 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법을 상세히 설명한다. 장치 실시예에서 설명된 기술적 특징은 아래의 방법 실시예에 적용할 수 있다.
도 7은 본 출원의 실시예에 따른 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법(700)의 개략적인 블록도를 도시하고, 전원 배터리 가열 시스템은 전술한 전원 배터리 가열 시스템 중 어느 하나이다. 제어 방법(700)은 전원 배터리 가열 시스템의 제어 모듈, 예를 들어 VCU 및/또는 모터 제어기에 의해 실행될 수 있고, 제어 방법(700)은 다음을 포함한다:
S710, 스위치 모듈에 제1 가열 신호를 전송하고, 제1 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 끄고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이의 제1 회로를 형성하는데 사용되며;
S720, 스위치 모듈에 제2 가열 신호를 전송하고, 제2 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 제1브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 끄고, 제2브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이의 제2 회로를 형성하는데 사용된다.
여기서, 제1 회로 및 제2 회로는 전류가 전원 배터리에서 열을 생성하여 전원 배터리를 가열하게 하며, 제1 모터의 모든 권선을 통해 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제1 모터는 3상 모터이다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 적어도 하나의 인덕터는 제1 모터의 중성점에 연결된 외부 인덕터이다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 적어도 하나의 인덕터는 제2 모터의 적어도 하나의 권선이다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 전원 배터리 가열 시스템은 제2 모터를 더 포함하고, 적어도 하나의 인덕터는 제2 모터의 모든 권선이며, 제2 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, VCU가 전원 배터리가 가열 조건을 충족한다고 판단할 경우, 제어 신호를 모터 제어기에 전송할 수 있으며, 제어 신호는 전원 배터리를 가열하도록 지시하는데 사용되고, 모터 제어기는 다시 스위치 모듈에 제1 가열 신호를 전송하며, 제1 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이에 제1 회로를 형성하도록 제어하며; 모터 제어기는 제1 가열 신호를 전송한 후 미리 결정된 시간에 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 전송하며, 제2 가열 신호는 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암, 제1 모터의 모든 권선, 적어도 하나의 인덕터, 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암 및 전원 공급 모듈 사이에 제2 회로를 형성하도록 제어한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈로 전송하는 것은 다음을 포함한다: 미리 설정된 주파수에서 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 교대로 전송한다. 즉, 제1 회로와 제2 회로가 교대로 형성된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 전원 공급 모듈은 전원 배터리이고, 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 전송하는 것은 다음을 포함한다: 전원 배터리의 충전 상태(SOC)를 결정하고; SOC가 제1임계값보다 크면 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈로 전송한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈로 전송하는 것은 다음을 포함한다: 제1 모터의 작동 상태를 획득하고; 제1 모터가 비구동 상태인 경우, 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈로 전송한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제어 방법은 다음을 더 포함한다: 전원 배터리의 온도가 설정 온도에 도달하거나 전원 배터리의 온도 상승이 비정상인 경우, 가열 중지 신호를 스위치 모듈로 전송한다.
다음은, 도 3 및 도 4에 도시된 전원 배터리 가열 시스템(300) 및 도 5 및 6에 도시된 전원 배터리 가열 시스템(500)을 예로 들어 본 출원 실시예의 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법을 상세히 설명한다. 도 8은 제어 방법(800)의 개략적인 흐름도를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 방법(800)은 다음을 포함한다:
S801, BMS는 배터리 팩의 온도, SOC, 전압 신호 및 전류 신호와 같은 배터리 파라미터를 수집한다.
S802, BMS는 배터리의 다양한 파라미터에 따라 가열 조건이 충족되는지 여부를 판단하고, 충족되면 SOC 상태에 따라 상응하는 가열 요청을 VCU에 전송한다. 예를 들어, VCU에 미리 설정된 온도로 가열할 때의 필요한 전력을 전송한다.
S803, BMS 또는 VCU는 배터리 SOC가 제1 임계값보다 큰지 여부를 결정한다.
S804, SOC가 제1 임계값보다 큰 경우, 모터 회로를 통해 흐르는 교류 전류에 의해 생성된 열을 이용하여 전원 배터리를 가열한다.
S805, SOC가 제1 임계값 이하인 경우, 모터 회로를 통해 흐르는 직류 전류에 의해 생성된 열을 이용하여 전원 배터리를 가열한다.
S804 이후에, VCU는 제1 모터의 현재 작동 상태를 판독한다.
예를 들어, 제1 모터가 구동 상태(즉, 작동 상태)에 있는 경우, VCU는 구동 신호를 모터 제어기에 전송한다. 이때, 모터 제어기는 스위치 모듈에 주기적인 구동 신호를 보내 브릿지 암(331~333)과 브릿지 암(341)의 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암을 제어하여 스위치의 온/오프를 전환하여 전원 배터리 전류의 인버터 제어를 실현한다. 이때, 모터 제어기는 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈에 전송하여 브릿지 암(331~533)의 상부 브릿지 암과 브릿지 암(341)의 하부 브릿지 암 및 브릿지 암(331~533)의 하부 브릿지 암과 브릿지 암(341)의 상부 브릿지 암을 교대로 제어하여 동시에 스위치의 온/오프를 유지한다.
구체적으로, 브릿지 암(331~333)의 상부 브릿지 암(3311, 3321, 3331)과 브릿지 암(341)의 하부 브릿지 암(3412)이 켜지고, 브릿지 암(331~333)의 하부 브릿지 암(3312, 3322, 3332)과 브릿지 암(341) 상부 브릿지 암(3411)이 꺼지면, 이때 배터리(350)는 방전되며, 방전 회로는: 350 (+) → (3311/3321/3331) → (311/312/313) → (321) → (3412) → 350 (-) 이고, 전류 상태는 도 3과 같다. 브릿지 암(331~333)의 하부 브릿지 암(3312, 3322, 3332)과 브릿지 암(341)의 상부 브릿지 암(3411)이 켜지고, 브릿지 암(331~333)의 상부 브릿지 암(3311, 3321, 3331)과 브릿지 암(341)의 하부 브릿지 암(3412)이 꺼지면, 이때 배터리(350)는 충전되며, 충전 회로는: 350 (-) → (3312/3322/3332) → (311/312/313) → (321) → (3411) →350 (+) 이고, 전류 상태는 도 4와 같다.
다른 예로, 제1 모터가 구동 상태(즉, 작동 상태)에 있는 경우, VCU는 구동 신호를 모터 제어기에 전송한다. 이때, 모터 제어기는 브릿지 암(541~543)의 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암이 꺼진 상태를 유지하도록 제어하며, 브릿지 암(531~533)의 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암은 모터 제어기에서 전송된 주기적인 구동 신호에 따라 스위치의 온/오프를 전환하여 배터리 전류의 인버터 제어를 실현한다. 제1모터가 비구동 상태인 경우 VCU는 제어 신호를 모터 제어기에 전송한다. 이때, 모터 제어기는 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 스위치 모듈로 전송하고, 브릿지 암(531~533)의 상부 브릿지 암과 브릿지 암(541~543)의 하부 브릿지 암 및 브릿지 암(531~533)의 하부 브릿지 암과 브릿지 암(541~543)의 상단 브릿지 암을 제어하여 동시에 스위치의 온/오프를 유지한다.
구체적으로, 브릿지 암(531~533)의 상부 브릿지 암(5311, 5321, 5331)과 브릿지 암(541~543)의 하부 브릿지 암(5412, 5422, 5432)이 켜지고, 브릿지 암(531~533)의 하부 브릿지 암(5312, 5322, 5332)과 브릿지 암(541~543)의 상부 브릿지 암(5411, 5421, 5431)이 꺼지면, 이 때 배터리(550)는 방전되며, 방전 회로는: 550 (+) → (5311/5321/5331) → (511/512/513) → (521/522/523) → (5412/5422/5432) →550 (-) 이고, 전류 상태는 도 5와 같다. 브릿지 암(531~533)의 하부 브릿지 암(5312, 5322, 5332)과 브릿지 암(541~543)의 상부 브릿지 암(5411, 5421, 5431)이 켜지고, 브릿지 암(531~533)의 상부 브릿지 암(5311, 5321, 5331)과 브릿지 암(541~543)의 하부 브릿지 암(5412, 5422, 5432)이 꺼지면, 이 때 배터리(550)는 충전되고 충전 회로는: 550 (-) → (5312/5322/5332) → (511/512/513) → (521/522/523) → (5411/5421/5431) →550 (+) 이고, 전류 상태는 도 6과 같다.
S806, BMS는 배터리 팩의 온도가 비정상인지 판단하여, 비정상이면 VCU에 온도 비정상 정보를 전송하고, VCU는 모터 제어기에 온도 상승 비정상 정보를 전달하여 가열을 중지한다.
S807, S806에서 온도 상승이 비정상적이 아니라고 판단하면, BMS는 배터리 팩 온도가 요구 사항을 충족하는지 판단하고, 요구 사항을 충족하면 VCU는 가열 중지 정보를 모터 제어기에 전달하여 가열을 중지하며, 그렇지 않으면, S804/S805 및 S806을 반복한다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 전원 배터리 가열 시스템의 제어 회로(900)의 개략적인 블록도를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제어 회로(900)는 프로세서(920)를 포함하고, 선택적으로 제어 회로(900)는 메모리(910)를 더 포함하고, 여기서 메모리(910)는 명령어를 저장하는데 사용되고 프로세서(920)는 명령어를 읽고 명령어에 기초하여 본 출원의 전술한 다양한 실시예의 방법을 실행하는데 사용된다.
선택적으로, 프로세서(920)는 전술한 어느 하나의 전원 배터리 가열 시스템의 제어 모듈에 대응된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예는 동력 장치를 더 제공하고, 동력 장치는 전원 배터리 및 전술한 어느 하나의 전원 배터리 가열 시스템을 포함하고, 전원 배터리 가열 시스템은 전원 배터리를 가열하는데 사용되며, 전원 배터리는 동력 장치에 전원을 공급한다.
선택적으로 동력 장치는 전기 자동차이다.
본 출원의 실시예는 또한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한 판독 가능한 저장 매체를 제공하고, 컴퓨터 프로그램은 본 출원의 전술한 다양한 실시예의 방법을 실행하는데 사용된다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 본 명세서에 개시된 실시예에 설명된 예의 유닛 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 또는 컴퓨터 소프트웨어와 전자 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있음을 인식할 수 있다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 소프트웨어로 구현되는지는 기술 방안의 특정 응용 및 설계 제약 조건에 따라 다르다. 기술자는 각 특정 응용에 대해 서로 다른 방법을 사용하여 설명된 기능을 구현할 수 있지만 이러한 구현은 본 출원의 범위를 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 된다.
본 분야의 통상의 기술자는 설명의 편의 및 간결함을 위해 위에서 설명된 시스템, 장치 및 유닛의 구체적인 작업 과정이 전술한 방법 실시예의 해당 과정을 참조할 수 있음을 명확하게 이해할 수 있으므로, 여기서 반복하지 않는다.
본 출원에 의해 제공된 여러 실시예에서 개시된 시스템, 장치 및 방법은 다른 방식으로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 전술한 장치 실시예는 예시일 뿐이다. 예를 들어, 유닛의 구분은 논리적 기능의 구분일 뿐이며, 실제 구현에서 다른 구분이 있을 수 있다. 예를 들어, 여러 유닛 또는 구성 요소를 결합하거나 다른 시스템에 통합하거나 일부 기능을 무시하거나 실행하지 않을 수 있다. 또 다른 점에서, 표시되거나 논의된 상호 결합 또는 직접 결합 또는 통신 연결은 일부 인터페이스, 장치 또는 유닛을 통한 간접 결합 또는 통신 연결일 수 있으며, 전기적, 기계적 또는 기타 형태일 수 있다.
별도의 구성요소로 설명된 유닛은 물리적으로 분리되거나 분리되지 않을 수 있으며, 유닛으로 표시된 구성요소는 물리적 유닛일 수도 있고 아닐 수도 있으며, 한 곳에 위치하거나 여러 네트워크 유닛에 분산될 수 있다. 유닛의 일부 또는 전부는 본 실시예 방안의 목적을 달성하기 위해 실제 필요에 따라 선택될 수 있다.
또한, 본 출원의 다양한 실시예에서 각 기능 유닛은 하나의 처리 유닛에 집적될 수도 있고, 각 유닛은 물리적으로 단독으로 존재할 수도 있고, 둘 이상의 유닛이 하나의 유닛에 집적될 수도 있다.
상기 기능이 소프트웨어 기능 유닛의 형태로 구현되어 독립된 제품으로 판매 또는 사용되는 경우에는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 이러한 이해를 바탕으로, 본 출원의 기술 방안의 본질적인 부분 또는 선행 기술에 기여하는 부분 또는 기술 방안의 일부는 소프트웨어 제품의 형태로 구현될 수 있으며, 컴퓨터 소프트웨어 제품은 저장 매체에 저장되고 약간의 명령이 포함되어 컴퓨터 장치(개인용 컴퓨터, 서버 또는 네트워크 장치 등일 수 있음)가 본 출원의 다양한 실시예에 설명된 방법의 단계의 전부 또는 일부를 수행하게 할 수 있다. 전술한 저장 매체에는 다음을 포함한다: U 디스크, 모바일 하드 디스크, 읽기 전용 메모리(Read-Only Memory, ROM), 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM), 자기 디스크 또는 CD-ROM 및 프로그램 코드를 저장할 수 있는 기타 매체.
이상은 본 출원의 구체적인 구현 방식일 뿐이며, 본 출원의 보호 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 본 분야의 통상의 기술자는 본 출원에 개시된 기술적 범위 내에서 변경 또는 대체를 쉽게 생각할 수 있으며, 이는 본 출원의 보호 범위에 포함된다. 따라서 본 출원의 보호 범위는 청구범위의 보호 범위에 따른다.
100, 200, 300, 500: 전원 배터리 가열 시스템, 110: 전원 공급 모듈, 120: 스위치 모듈, 130: 모터 권선, 210: 복수의 제1 권선, 220: 적어도 하나의 인덕터, 230: 제1 스위치 그룹, 240: 제2 스위치 그룹, 250: 전원 공급 모듈, 260: 제어 모듈, 311, 312, 313: 권선, 331, 332, 333; 브릿지 암, 321: 외부 인덕터, 341: 외부 브릿지 암, 511, 512, 513: 권선, 531, 532, 533: 브릿지 암, 541, 542, 543: 브릿지 암.

Claims (18)

  1. 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 전원 배터리 가열 시스템은 제1 모터, 적어도 하나의 인덕터, 스위치 모듈, 제어 모듈 및 전원 공급 모듈을 포함하며;
    여기서, 상기 스위치 모듈은 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹을 포함하고, 상기 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹의 각 브릿지 암은 각각 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암을 포함하고, 상기 제1 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 상기 제1 모터의 모든 권선에 연결되고, 상기 제2 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 상기 적어도 하나의 인덕터에 연결되고, 상기 제1 브릿지 암 그룹과 상기 제2 브릿지 암 그룹은 모두 상기 전원 공급 모듈에 병렬로 연결되며;
    상기 제어 방법은:
    상기 스위치 모듈에 제1 가열 신호를 전송하고, 상기 제1 가열 신호는 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 끄고, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암, 상기 제1 모터의 모든 권선, 상기 적어도 하나의 인덕터, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암 및 상기 전원 공급 모듈 사이의 제1 회로를 형성하는데 사용되며;
    상기 스위치 모듈에 제2 가열 신호를 전송하고, 상기 제2 가열 신호는 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 상기 제1브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 끄고, 상기 제2브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암, 상기 제1 모터의 모든 권선, 상기 적어도 하나의 인덕터, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암 및 상기 전원 공급 모듈 사이의 제2 회로를 형성하는데 사용되는 것을; 포함하며,
    여기서, 상기 제1 회로 및 상기 제2 회로는 전류가 전원 배터리에서 열을 생성하여 상기 전원 배터리를 가열하게 하며, 상기 제1 모터의 모든 권선을 통해 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같은 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 인덕터는 상기 제1 모터의 중성점에 연결된 외부 인덕터인 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 인덕터는 제2 모터의 적어도 하나의 권선인 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 전원 배터리 가열 시스템은 상기 제2 모터를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 인덕터는 상기 제2 모터의 모든 권선이며, 상기 제2 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같은 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 모터는 3상 모터인 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위치 모듈에 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 전송하는 것은:
    미리 설정된 주파수에서, 상기 제1 가열 신호 및 상기 제2 가열 신호를 상기 스위치 모듈에 교대로 전송하는 것을 포함함을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 공급 모듈은 상기 전원 배터리이며, 상기 스위치 모듈에 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 전송하는 것은:
    상기 전원 배터리의 충전 상태(SOC)를 결정하고;
    상기 SOC가 제1임계값보다 크면, 상기 제1 가열 신호 및 상기 제2 가열 신호를 상기 스위치 모듈로 전송하는 것을 포함함을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위치 모듈에 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 전송하는 것은:
    모터 제어기는 차량 제어기에서 전송된 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호는 상기 전원 배터리를 가열하도록 지시하는데 사용되며;
    상기 모터 제어기는 상기 제어 신호에 따라 상기 제1 가열 신호 및 상기 제2 가열 신호를 상기 스위치 모듈에 전송하는 것을 포함함을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 또한:
    상기 배터리의 온도가 설정 온도에 도달하거나, 및/또는 상기 전원 배터리의 온도 상승이 비정상인 경우, 가열 중지 신호를 상기 스위치 모듈로 전송하며, 상기 가열 중지 신호는 상기 전원 배터리 가열을 중지하도록 지시하는데 사용되는 것을 포함함을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위치 모듈에 제1 가열 신호 및 제2 가열 신호를 전송하는 것은:
    상기 제1 모터의 작동 상태를 획득하고;
    상기 제1 모터가 비구동 상태일 때, 상기 스위치 모듈에 상기 제1 가열 신호 및 상기 제2 가열 신호를 전송하는 것을 포함함을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 또한:
    배터리 관리 시스템(BMS)에서 전송된 가열 요청을 수신하며, 상기 가열 요청은 상기 전원 배터리가 가열 조건을 충족함을 나타내는데 사용되는 것을 포함함을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 방법.
  12. 전원 배터리 가열 시스템에 있어서,
    상기 전원 배터리 가열 시스템은 제1 모터, 적어도 하나의 인덕터, 스위치 모듈, 제어 모듈 및 전원 공급 모듈을 포함하며;
    여기서, 상기 스위치 모듈은 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹을 포함하고, 상기 제1 브릿지 암 그룹 및 제2 브릿지 암 그룹의 각 브릿지 암은 각각 상부 브릿지 암 및 하부 브릿지 암을 포함하고, 상기 제1 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 상기 제1 모터의 모든 권선에 연결되고, 상기 제2 브릿지 암 그룹에서 각 브릿지 암의 상부 브릿지 암과 하부 브릿지 암의 연결점은 일대일 대응으로 상기 적어도 하나의 인덕터에 연결되고, 상기 제1 브릿지 암 그룹과 상기 제2 브릿지 암 그룹은 모두 상기 전원 공급 모듈에 병렬로 연결되며;
    상기 제어 모듈은:
    상기 스위치 모듈에 제1 가열 신호를 전송하고, 상기 제1 가열 신호는 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 끄고, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암, 상기 제1 모터의 모든 권선, 상기 적어도 하나의 인덕터, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암 및 상기 전원 공급 모듈 사이의 제1 회로를 형성하는데 사용되며;
    상기 스위치 모듈에 제2 가열 신호를 전송하고, 상기 제2 가열 신호는 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 켜고, 상기 제1브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 끄고, 상기 제2브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암은 켜고, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암은 꺼지도록 제어하여, 상기 제1 브릿지 암 그룹의 모든 하부 브릿지 암, 상기 제1 모터의 모든 권선, 상기 적어도 하나의 인덕터, 상기 제2 브릿지 암 그룹의 모든 상부 브릿지 암 및 상기 전원 공급 모듈 사이의 제2 회로를 형성하는데 사용되며;
    여기서, 상기 제1 회로 및 상기 제2 회로는 전류가 전원 배터리에서 열을 생성하여 상기 전원 배터리를 가열하게 하며, 상기 제1 모터의 모든 권선을 통해 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같은 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 인덕터는 상기 제1 모터의 중성점에 연결된 외부 인덕터인 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 인덕터는 제2 모터의 적어도 하나의 권선인 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 전원 배터리 가열 시스템은 상기 제2 모터를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 인덕터는 상기 제2 모터의 모든 권선이며, 상기 제2 모터의 모든 권선에 흐르는 전류의 크기 및 위상은 같은 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템.
  16. 청구항 12 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 모터는 3상 모터인 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템.
  17. 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 상기 제어 방법을 실행하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 전원 배터리 가열 시스템의 제어 회로.
  18. 동력 장치에 있어서,
    전원 배터리 및 청구항 12 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 따른 전원 배터리 가열 시스템을 포함하며, 상기 전원 배터리 가열 시스템은 상기 전원 배터리를 가열하는데 사용되고, 상기 전원 배터리는 상기 동력 장치에 전원을 제공하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112550079A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 比亚迪股份有限公司 能量转换装置及车辆

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4282365B2 (ja) * 2003-05-01 2009-06-17 三菱電機株式会社 自動車用電力装置
JP2018026897A (ja) * 2016-08-08 2018-02-15 株式会社豊田自動織機 駆動装置
CN111347924B (zh) * 2018-12-21 2022-09-09 比亚迪股份有限公司 电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法
CN111355430B (zh) * 2018-12-21 2022-05-13 比亚迪股份有限公司 电机控制电路、充放电方法、加热方法及车辆
CN111347937B (zh) * 2018-12-21 2021-12-07 比亚迪股份有限公司 动力电池的加热方法、电机控制电路及车辆
CN111354999B (zh) * 2018-12-21 2021-07-09 比亚迪股份有限公司 一种车辆及其动力电池加热装置与方法
CN110962692B (zh) * 2019-06-24 2020-12-11 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组加热***及其控制方法
CN113119801B (zh) * 2019-12-31 2023-12-12 比亚迪股份有限公司 车辆、能量转换装置及其控制方法
CN213734669U (zh) * 2020-08-05 2021-07-20 比亚迪股份有限公司 一种能量转换装置及车辆
CN112977171B (zh) * 2021-04-30 2022-05-31 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种电动汽车及动力电池脉冲加热***
CN113071346B (zh) * 2021-04-30 2022-11-22 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种动力电池的充电装置及车辆

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112550079A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 比亚迪股份有限公司 能量转换装置及车辆

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