(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池パック加熱システムのスイッチ制御装置であって、
スイッチ制御周期が前周期から現在周期に切り替わったことを確認すると、三相アームにおける前周期の対象上アームスイッチモジュール以外の他の上アームスイッチモジュールから現在周期の対象上アームスイッチモジュールを選択し、及び/又は前記三相アームにおける前周期の対象下アームスイッチモジュール以外の他の下アームスイッチモジュールから現在周期の対象下アームスイッチモジュールを選択するように構成される処理モジュールを備え、
前記処理モジュールは、さらに、各スイッチ制御周期内で、オン/オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御することで、前記電池パック加熱システムのモータにおける少なくとも２相のエネルギー貯蔵モジュールによるエネルギーの貯蔵、放出を制御することを実現し、さらに電池パックへの加熱を実現するように構成され、
前記三相アームは前記電池パック加熱システムのインバータ内に位置し、同じスイッチ制御周期における対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとが異なる相アームに位置している、
ことを特徴とする電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項２】
前記処理モジュールは、各スイッチ制御周期内で、オン／オフ周期に応じて周期的にオン／オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御装置は、
第１の対象アームの温度および第２の対象アームの温度を取得するための第１のパラメータ取得モジュールをさらに備え、
前記処理モジュールは、さらに、前記第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける前記第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象上アームスイッチモジュールを選択し、前記第２の対象アームの温度が前記安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象下アームスイッチモジュールを選択するように構成され、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項４】
前記処理モジュールは、さらに、取得された前記第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第１の対象アームおよび前記第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択するように構成される、
ことを特徴とする請求項３に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項５】
前記処理モジュールは、さらに、取得された前記第２の対象アームの温度が前記安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第１の対象アーム及び前記第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択するように構成される、
ことを特徴とする請求項３に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項６】
前記スイッチ制御装置は、
第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とを取得するための第２のパラメータ取得モジュールをさらに備え、
前記処理モジュールは、さらに、前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける前記第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象上スイッチモジュールを選択し、前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が前記安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象下アームスイッチモジュールを選択するように構成され、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項７】
前記処理モジュールは、さらに、取得された前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択するように構成される、
ことを特徴とする請求項６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項８】
前記処理モジュールは、さらに、取得された前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択するように構成される、
ことを特徴とする請求項６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項９】
前記処理モジュールは、さらに、
取得された第１の対象アームの温度と取得された前記第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度とが予め設定された安全温度閾値区間を超えると、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、且つ前記三相アームにおける前記第１の対象アームおよび前記第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択するように構成され、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項１０】
前記処理モジュールは、さらに、
取得された第２の対象アームの温度と取得された前記第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とが予め設定された安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける第１の対象アームおよび前記第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、且つ前記第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択するように構成され、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項１１】
前記処理モジュールは、さらに、取得された第１の対象アームの温度と取得された第２の対象アームの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、オフ状態になるように前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御するように構成され、或いは、
前記処理モジュールは、さらに、取得された前記第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と取得された前記第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、オフ状態になるように前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御するように構成され、或いは、
前記処理モジュールは、さらに、前記取得された第１の対象アームの温度と前記取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、又は、前記取得された第２の対象アームの温度と前記取得された第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、オフ状態になるように前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御するように構成され、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項１２】
前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御してオフ状態に保持した後、
前記処理モジュールは、さらに、予め設定された時間が経過した後に、前記第１の対象アームの温度および前記第２の対象アームの温度を取得し、前記第１の対象アームの温度および前記第２の対象アームの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュールおよび対象下アームスイッチモジュールを新たに選択するように構成される、或いは、
前記処理モジュールは、さらに、予め設定された時間が経過した後に、前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度を取得し、前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュールおよび対象下アームスイッチモジュールを新たに選択するように構成される、或いは、
前記処理モジュールは、さらに、予め設定された時間が経過した後に、前記第１の対象アームの温度、前記第２の対象アームの温度、前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度、及び前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度を取得し、前記第１の対象アームの温度、前記第２の対象アームの温度、前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュールおよび対象下アームスイッチモジュールを新たに選択するように構成される、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項１３】
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２の対象アームの温度が対応する最大許容温度を超えると、前記電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告するように構成され、或いは
取得された前記第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と取得された前記第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、前記電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を前記車両全体コントローラに報告するように構成され、或いは、
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えるか、または、取得された前記第２の対象アームの温度と取得された前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、前記電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を前記車両全体コントローラに報告するように構成される、故障報告モジュール
をさらに含み、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項１４】
前記処理モジュールは、さらに、
電池管理モジュールから送信された加熱停止指令に応答して、オフ状態になるように前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御するように構成され、
前記加熱停止指令は、前記電池パックの状態パラメータが予め設定された加熱停止条件を満たすことを示し、
前記状態パラメータが温度を含む場合、前記予め設定された加熱停止条件は、前記温度が予想温度閾値以上であることを含み、
前記状態パラメータが充電状態を含む場合、前記予め設定された加熱停止条件は、前記充電状態が加熱許容充電状態閾値以下であることを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項１５】
前記電池パック加熱システムの電流パラメータを取得するための電流パラメータ取得モジュールと、
前記電池パック加熱システムの電流パラメータが予め設定された所望の電流閾値区間を超えると、前記予め設定された所望の電流閾値区間に基づいて、所望のオン／オフ周期とオン期間が充放電周期で占める所望の比率とを算出する算出モジュールと、
をさらに備え、
前記処理モジュールは、前記所望のオン／オフ周期と前記所望の比率とに基づいて前記オン／オフ周期を調整するためにも用いられ、
前記電池パック加熱システムの電流パラメータは、前記電池パックと前記インバータとの間の母線電流と、各エネルギー貯蔵モジュールとそれぞれ対応するアームとの間の相電流という電流パラメータの１つ或いは複数を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置。
【請求項１６】
電池パック加熱システムのスイッチ制御方法であって、
スイッチ制御周期が前周期から現在周期に切り替わったことを確認すると、三相アームにおける前周期の対象上アームスイッチモジュール以外の他の上アームスイッチモジュールから現在周期の対象上アームスイッチモジュールを選択し、及び/又は、前記三相アームにおける前周期の対象下アームスイッチモジュール以外の他の下アームスイッチモジュールから現在周期の対象下アームスイッチモジュールを選択し、
各スイッチ制御周期内で、オン/オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御することで、前記電池パック加熱システムのモータにおける少なくとも２相のエネルギー貯蔵モジュールによるエネルギーの貯蔵、放出を制御することを実現し、さらに電池パックへの加熱を実現し、
前記三相アームは前記電池パック加熱システムのインバータ内に位置し、同じスイッチ制御周期における対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとが異なる相アームに位置している、
ことを特徴とする電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項１７】
各前記スイッチ制御周期内で、オン/オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御する場合、
各スイッチ制御周期内で、オン／オフ周期応じて周期的にオン／オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御することを含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項１８】
第１の対象アームの温度および第２の対象アームの温度を取得することと、
前記第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける前記第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象上アームスイッチモジュールを選択することと、
前記第２の対象アームの温度が前記安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象下アームスイッチモジュールを選択することとを、さらに、含み、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項１９】
取得された前記第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第１の対象アームおよび前記第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２０】
取得された前記第２の対象アームの温度が前記安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第１の対象アーム及び前記第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２１】
第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とを取得することと、
前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける前記第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象上スイッチモジュールを選択することと、
前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が前記安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象下アームスイッチモジュールを選択することとを、さらに含み、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１６又は１８に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２２】
取得された前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項２１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２３】
取得された前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける前記第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項２１に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２４】
取得された第１の対象アームの温度と取得された前記第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度とが予め設定された安全温度閾値区間を超えると、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、且つ前記三相アームにおける前記第１の対象アームおよび前記第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含み、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２５】
取得された第２の対象アームの温度と取得された前記第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とが予め設定された安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームにおける第１の対象アームおよび前記第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、且つ前記第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含み、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２６】
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２の対象アームの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、オフ状態になるように前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御すること、或いは、
取得された前記第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と取得された前記第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、オフ状態になるように前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御すること、或いは、
前記取得された第１の対象アームの温度と前記取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えるか、又は、前記取得された第２の対象アームの温度と前記取得された第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、オフ状態になるように前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御することをさらに含み、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２７】
前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御してオフ状態に保持した後、
予め設定された時間が経過した後に、前記第１の対象アームの温度および前記第２の対象アームの温度を取得し、前記第１の対象アームの温度および前記第２の対象アームの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュールおよび対象下アームスイッチモジュールを新たに選択すること、或いは、
予め設定された時間が経過した後に、前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度を取得し、前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュールおよび対象下アームスイッチモジュールを新たに選択すること、或いは、
予め設定された時間が経過した後に、前記第１の対象アームの温度、前記第２の対象アームの温度、前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度、及び前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度を取得し、前記第１の対象アームの温度、前記第２の対象アームの温度、前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および前記第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュールおよび対象下アームスイッチモジュールを新たに選択することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項２６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２８】
前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御してオフ状態に保持した後、
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２の対象アームの温度が対応する最大許容温度を超えると、前記電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告すること、或いは、
取得された前記第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と取得された前記第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、前記電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を前記車両全体コントローラに報告すること、或いは、
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えるか、または、取得された前記第２の対象アームの温度と取得された前記第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、前記電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を前記車両全体コントローラに報告することを、さらに、含み、
前記第１の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである、
ことを特徴とする請求項１６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項２９】
電池管理モジュールから送信された加熱停止指令に応答して、オフ状態になるように前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御することを、さらに、含み、
前記加熱停止指令は、前記電池パックの状態パラメータが予め設定された加熱停止条件を満たすことを示し、
前記状態パラメータが温度を含む場合、前記予め設定された加熱停止条件は、前記温度が予想温度閾値以上であることを含み、
前記状態パラメータが充電状態を含む場合、前記予め設定された加熱停止条件は、前記充電状態が加熱許容充電状態閾値以下であることを含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項３０】
前記電池パック加熱システムの電流パラメータを取得することと、
前記電池パック加熱システムの電流パラメータが予め設定された所望の電流閾値区間を超えると、前記予め設定された所望の電流閾値区間に基づいて、所望のオン／オフ周期とオン期間が充放電周期で占める所望の比率とを算出することと、
前記所望のオン／オフ周期と前記所望の比率とに基づいて前記オン／オフ周期を調整することとを、さらに、含み、
前記電池パック加熱システムの電流パラメータは、前記電池パックと前記インバータとの間の母線電流と、各エネルギー貯蔵モジュールとそれぞれ対応するアームとの間の相電流という電流パラメータの1つ或いは複数を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法。
【請求項３１】
請求項１〜１５の何れか一つに記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置を備えることを特徴とするモータコントローラ。
【請求項３２】
電池パック加熱制御システムであって、
電池パック加熱システムと、請求項１〜１５の何れか一つに記載の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置を備え、
前記電池パック加熱システムは、前記電池パックに接続されている前記インバータと、前記インバータに接続されている前記モータとを備える、
ことを特徴とする電池パック加熱制御システム。
【請求項３３】
前記三相アームの各相アームは、いずれも、前記スイッチモジュールが設けられている上アームと前記スイッチモジュールが設けられている下アームとを備え、前記スイッチモジュールはダイオードを備え、
前記上アームの前記スイッチモジュールにおいて、前記ダイオードのアノードは、前記上アームと前記下アームとの接続点に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記上アームと前記電池パックの正極との間に位置し、
前記下アームの前記スイッチモジュールにおいて、前記ダイオードのアノードは、前記下アームと前記電池パックの負極との間に位置し、前記ダイオードのカソードは、前記上アームと前記下アームとの接続点に接続されている、
ことを特徴とする請求項３２に記載の電池パック加熱制御システム。
【請求項３４】
前記スイッチモジュールは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタチップ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタモジュール、金属−酸化物半導体電界効果トランジスタのうちの１種または２種以上を含む、
ことを特徴とする請求項３２に記載の電池パック加熱制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池電力分野に関し、特に、スイッチ制御装置及び方法、モータコントローラ及び電池パック加熱制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
新エネルギーの発展に伴い、動力として新エネルギーを採用する分野が増えている。エネルギー密度が高く、循環充電が可能で、安全で環境に優しいなどの利点があるため、電池は新エネルギー自動車、消費電子、エネルギー貯蔵システムなどの分野に広く用いられている。
【０００３】
しかし、低温環境下における電池の使用は一定の制限を受ける。具体的には、低温環境下では電池のエネルギー放出容量が著しく低下することや、低温環境下では電池を充電できなくなることがある。そのため、電池を正常に使用するためには、低温環境下で電池を加熱する必要がある。
【０００４】
現在では、交流により電池内部の電気化学物質を励起し、電池を内部から加熱することができる。電池加熱システムにおけるインバータのスイッチモジュールが周期的にオンすることによって、電池加熱システムにおけるモータのエネルギー貯蔵モジュールが周期的に電力を貯蔵または放出するように制御することで、電池パックが位置している回路に交流電流を発生させて、電池パックを加熱するときに、インバータにおけるスイッチモジュール、モータにおけるエネルギー貯蔵モジュールはいずれも大量の熱の発生により温度が高くなりすぎる可能性がある。前記デバイスの過温度は電池パックの加熱の安全性に影響を与える。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施例は、スイッチ制御装置及び方法、モータコントローラ、並びに電池パック加熱制御システムに関し、電池パック加熱の安全性を向上させることができる。
【０００６】
第１の様態として、本発明の実施例は、スイッチ制御装置を提供し、当該スイッチ制御装置は、スイッチ制御周期が前周期から現在周期に切り替わったことを確認すると、三相アームにおける前周期の対象上アームスイッチモジュール以外の他の上アームスイッチモジュールから現在周期の対象上アームスイッチモジュールを選択し、及び/又は前記三相アームにおける前周期の対象下アームスイッチモジュール以外の他の下アームスイッチモジュールから現在周期の対象下アームスイッチモジュールを選択するように構成される処理モジュールを備え、処理モジュールは、さらに、各スイッチ制御周期内で、オン/オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御することで、電池パック加熱システムのモータにおける少なくとも２相のエネルギー貯蔵モジュールによるエネルギーの蓄え貯蔵、放出を制御することを実現し、さらに電池パックへの加熱を実現するように構成され、三相アームは前記電池パック加熱システムのインバータ内に位置し、同じスイッチ制御周期における対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとが異なる相アームに位置する。
【０００７】
第２の様態として、本発明の実施例は、電池パック加熱システムのスイッチ制御方法を提供し、当該スイッチ制御方法は、スイッチ制御周期が前周期から現在周期に切り替わったことを確認すると、三相アームにおける前周期の対象上アームスイッチモジュール以外の他の上アームスイッチモジュール中から現在周期の対象上アームスイッチモジュールを選択し、及び/又は前記三相アームにおける前周期の対象下アームスイッチモジュール以外の他の下アームスイッチモジュールから現在周期の対象下アームスイッチモジュールを選択し、各スイッチ制御周期内で、オン/オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御することで、前記電池パック加熱システムのモータにおける少なくとも２相のエネルギー貯蔵モジュールによるエネルギーの蓄え貯蔵、放出を制御することを実現し、さらに電池パックへの加熱を実現し、三相アームは電池パック加熱システムのインバータ内に位置し、同じスイッチ制御周期における対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとが異なる相アームに位置する電池パック加熱システムのスイッチ制御方法である。
【０００８】
第３の様態として、本発明の実施の形態は、第１の様態における電池パック加熱システムのスイッチ制御装置を備えるモータコントローラを提供する。
【０００９】
第４の様態として、本発明の実施例は、電池パック加熱システム及び第１の様態の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置を備える電池パック加熱制御システムを提供する。電池パック加熱システムは、電池パックに接続されているインバータ、及びインバータに接続されているモータを備える。
【００１０】
本発明の実施例におけるスイッチ制御装置及び方法、モータコントローラ並びに電池パック加熱制御システムによれば、スイッチ制御周期が前周期から現在周期に切り替わると、対象上アームスイッチモジュール及び/又は対象下アームスイッチモジュールが切り替わるように制御する。本発明の技術案により、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールは、電池パックを加熱する過程全体で常にオンするのではなく、スイッチ制御周期に応じて絶えずにスイッチの切り替えを行うため、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールが連続的にオンすることによる温度過上昇のリスクを避けて、電池パック加熱の安全性を向上させる。
以下、本発明の実施例をより明確に説明するために、本発明の実施例で必要とされる図面を簡単に説明するが、当業者にとっては、創造的な労力を要することなく、これらの図面から他の図面を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電池パック加熱システムの構成模式図である。
【図２】本発明の実施例における例示的な電池パック放電回路を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例における例示的な電池パック充電回路を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る第１種類の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置の構成模式図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る第２種類の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置の構成模式図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る第３種類の電池パック加熱システムのスイッチ制御装置の構成模式図である。
【図７】は本発明の第２の実施例における例示的な電池パック加熱システムのスイッチ制御装置の構成模式図である。
【図８】は本発明の実施例に係る電池パック加熱システムのスイッチ制御方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各態様の特徴および例示的な実施例を詳細に説明する。以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が提示されている。しかしながら、これらの特定の詳細の一部を必要とせずに本発明を実施できることは、当業者には明らかである。以下の実施例の説明は、単に、本発明の実施例を示すことで、本発明をより良く理解させるためのものである。本発明は、以下に記載される特定の構成およびアルゴリズムに限定されるものではなく、本発明の精神から逸脱しない限り、要素、部材およびアルゴリズムの変形、置換および改良を含む。本発明に対する不必要な曖昧性を回避するために、公知の構造および技術は、添付の図面および以下の説明において示されていない。
【００１３】
本発明の実施例は、電池パックの温度が低い条件で、電池パックを加熱して、電池パックの温度を上昇させ、電池パックが正常に使用できる温度に達させるようなシーンに適用することができるスイッチ制御装置及び方法、モータコントローラ及び電池パック加熱制御システムを提供する。ただし、電池パックは、少なくとも１つの電池モジュールまたは少なくとも１つの電池セルを含むことができ、これらに限定されるものではない。電池パックは電気自動車に応用でき、モータに給電して電気自動車の動力源とする。電池パックは、電気自動車の他の電気機器、例えば、車内エアコン装置、車載プレーヤなどに電力を供給することもできる。本発明の実施例において、電池パック加熱システムのインバータにおけるスイッチ素子を制御することにより、スイッチモジュールが長時間にオンして温度が高くなりすぎることを防止でき、電池パックへの加熱の安全性を向上させることができる。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施例に係る電池パック加熱システムの構成模式図である。図１に示すように、電池パック加熱システムは、電池パックＰ１に接続されたインバータＰ２と、インバータＰ２に接続されたモータＰ３とを備える。
ただし、インバータＰ２は、並列に接続された三相アームを含む。三相アームの各相は上アームと下アームを有し、且つ各上アームにスイッチモジュールが設けられ、各下アームにスイッチモジュールが設けられている。
【００１５】
例えば、図１を参照すると、三相アームは、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム、及びＷ相アームであってもよい。Ｕ相アームの上アームスイッチモジュールが第１のスイッチモジュールＰ２１であり、Ｕ相アームの下アームスイッチモジュールが第２のスイッチモジュールＰ２２である。Ｖ相アームの上アームスイッチモジュールが第３のスイッチモジュールＰ２３であり、Ｖ相アームの下アームスイッチモジュールが第４のスイッチモジュールＰ２４である。Ｗ相アームの上アームスイッチモジュールが第５のスイッチモジュールＰ２５であり、Ｗ相アームの下アームスイッチモジュールが第６のスイッチモジュールＰ２６である。
【００１６】
モータＰ３はそれぞれ三相アームに対応する三相エネルギー貯蔵モジュールを備え、三相エネルギー貯蔵モジュールの一端はお互いに接続されており、三相エネルギー貯蔵モジュールの他端はそれぞれ対応するアームの上アームと下アームとの接続点に接続されている。いくつかの例では、三相エネルギー貯蔵モジュールはステータインダクタンスであってもよい。
【００１７】
例えば、図１を継続して参照すると、Ｕ相アームに対応するＵ相ステータインダクタンスＬ１と、Ｖ相アームに対応するＶ相ステータインダクタンスＬ２と、Ｗ相アームに対応するＷ相ステータインダクタンスＬ３がある。その中、Ｕ相ステータインダクタンスＬ１、Ｖ相ステータインダクタンスＬ２及びＷ相ステータインダクタンスＬ３の一端は接続されている。
【００１８】
ただし、各相エネルギー貯蔵モジュールと各アームとの接続関係については、Ｕ相ステータインダクタンスＬ１を例にすると、Ｕ相ステータインダクタンスＬ１の他端は、Ｕ相アームの上アームスイッチモジュールＰ２１とＵ相アームの下アームスイッチモジュールＰ２２との接続点に接続されている。
【００１９】
本発明のいくつかの実施例において、電池パック加熱システムは、インバータＰ２の各相アームに並列に接続された支持コンデンサＣａをさらに備える。支持コンデンサＣａの一端は電池パックＰ１の正極に接続され、他端は電池パックＰ２の負極に接続されている。支持容量Ｃａは、電池パック加熱システムにおける電圧変動や電流変動を許容範囲内に保持して、電圧や電流がオーバーシュートしないように、インバータＰ２のスイッチモジュールがオフしたときに発生可能な大きな脈動電圧電流を吸収するためのものである。
【００２０】
本発明のいくつかの実施例において、モータＰ３は、三相エネルギー貯蔵モジュールにそれぞれ接続されている抵抗モジュールをさらに備える。具体的には、三相エネルギー貯蔵モジュールの一端は、それぞれに、対応する抵抗モジュールを介して接続されている。抵抗モジュールは、一つの抵抗を備えてもよく、又は、並列、直列、又は直並列の複数の抵抗を備えてもよいが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
例えば、図１を継続して参照すると、Ｕ相ステータインダクタンスＬ１の一端は抵抗モジュールＲ１の一端に接続され、Ｖ相ステータインダクタンスＬ２の一端は抵抗モジュールＲ２の一端に接続され、Ｗ相のステータインダクタンスＬ３の一端は、抵抗モジュールＲ３の一端に接続されている。抵抗モジュールＲ１の他端は、抵抗モジュールＲ２の他端及び抵抗モジュールＲ３の他端に接続されている。
【００２２】
本発明の実施例の電池パック加熱システムは、モータコントローラの制御に基づいて、電池パックＰ１を充電或いは放電することができる。具体的には、モータコントローラは、周期的な駆動信号により、インバータのスイッチモジュールにおける対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御して周期的にオンとオフさせることで、エネルギー貯蔵モジュールの周期的なエネルギー貯蔵或いは放出を実現でき、さらに電池パックＰ１に対する周期的な充放電を実現できる。例えば、モータコントローラから出力する駆動信号がハイレベルであるときに、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールがオンされ、エネルギー貯蔵モジュールが充電される。モータコントローラから出力する駆動信号が低レベルであるときに、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールがオフされ、エネルギー貯蔵モジュールが放電される。
【００２３】
本発明のいくつかの実施例において、対象上アームスイッチモジュールは、三相アームにおける上アームスイッチモジュールのいずれか一つであり、対象下アームスイッチモジュールは、三相アームにおける第１の対象アーム以外の他のアームの下アームスイッチモジュールのいずれか一つである。
【００２４】
いくつかの例では、スイッチモジュールは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）チップ、ＩＧＢＴモジュール、金属−酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＭＯＳＥＦＴ）などのパワースイッチ素子の１種または２種以上である。ここで、スイッチモジュールにおける各ＩＧＢＴ素子とＭＯＳＦＥＴ素子などの組み合わせ方式及び接続方式は限定されない。また、上述したパワースイッチ素子の材料の種類も限定されず、例えば、炭化ケイ素（すなわち、ＳｉＣ）又は他の材料から製造されたパワースイッチ素子を使用することができる。なお、上記パワースイッチ素子は、ダイオードを有する。具体的には、寄生ダイオードであってもよいし、特別に設けられたダイオードであってもよい。ダイオードの材料の種類も限定されず、例えば、シリコン（すなわち、Ｓｉ）、炭化ケイ素（すなわち、ＳｉＣ）、または他の材料から製造されたダイオードを使用することができる。
【００２５】
説明の便宜上、本発明の以下の２つの例は、対象上アームスイッチモジュールをＰ２１とし、対象下アームスイッチモジュールをＰ２４として、それぞれ、電池パック加熱システムの電池パックＰ１に対する具体的な放電フローおよび具体的な充電フローを説明する。
【００２６】
第１の例として、図２は、本発明の実施例における例示的な電池放電回路の模式図を示す。図２に示すように、モータコントローラが対象上アームスイッチモジュールＰ２１、対象下アームスイッチモジュールＰ２４を制御してオン状態にすると、電流の流れ方向に応じて、電池パックＰ１の放電回路Ｃ１は、電池パックＰ１正極→対象上アームスイッチモジュールＰ２１→Ｕ相ステータインダクタンスＬ１→抵抗モジュールＲ１→抵抗モジュールＲ２→Ｖ相ステータインダクタンスＬ２→対象下アームスイッチモジュールＰ２４→電池パックＰ１負極である。
【００２７】
電池パックＰ１の放電過程において、Ｕ相ステータインダクタンスＬ１及びＶ相ステータインダクタンスＬ２がエネルギーを貯蔵する。
【００２８】
第２の例として、図３は、本発明の実施例における例示的な電池パック充電回路の模式図を示す。図３に示すように、モータコントローラがオフ状態になるように対象上アームスイッチモジュールＰ２１、対象下アームスイッチモジュールＰ２４を制御すると、電流の流れ方向に応じて、電池パックＰ１の充電回路Ｃ２は、Ｕ相ステータインダクタンスＬ１→抵抗モジュールＲ１→抵抗モジュールＲ２→Ｖ相ステータインダクタンスＬ２→Ｖ相アームの上アームスイッチモジュールＰ２３のボディダイオード→電池パックＰ１正極→電池パックＰ１負極→Ｕ相アームの下アームスイッチモードブロックＰ２２のボディダイオード→Ｕ相ステータインダクタンスＬ１である。
【００２９】
電池パックＰ１の充電過程において、Ｕ相ステータインダクタンスＬ１及びＶ相ステータインダクタンスＬ２はエネルギーを放出して、電池パックＰ１を充電する。
【００３０】
本発明のいくつかの実施例において、電池パックの正極は、メイン正極スイッチを介してインバータに接続され、電池パックの負極は、主負スイッチを介してインバータに接続されている。いくつかの例では、メイン正極スイッチ及び主負スイッチは、リレーであってもよい。
【００３１】
本発明の第１の実施例に基づいて、本発明の第２の実施例は、処理モジュールを含む電池パック加熱システムのスイッチ制御装置を提供する。
【００３２】
具体的には、処理モジュールは、スイッチ制御周期が前周期から現在周期に切り替わったことを確認すると、三相アームにおける前周期の対象上アームスイッチモジュール以外の他の上アームスイッチモジュールから現在周期の対象上アームスイッチモジュールを選択し、及び／又は、三相アームにおける前周期の対象下アームスイッチモジュール以外の他の下アームスイッチモジュールから現在周期の対象下アームスイッチモジュールを選択する。
ここで、三相アームは電池パック加熱システムのインバータ内に位置し、同じスイッチ制御周期における対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールは異なる相アームに位置している。
【００３３】
例示的に、図１を参照すると、連続する３つのスイッチ制御周期を例にすると、第１の期間において、処理モジュールは、第１のスイッチモジュールＰ２１を対象上アームスイッチモジュールとし、第４スイッチモジュールＰ２４を対象下アームスイッチモジュールとすることができ、第２の周期において、処理モジュールは、対象上アームスイッチモジュールを第３のスイッチモジュールＰ２３に切り替え、かつ対象下アームスイッチモジュールを第２のスイッチモジュールＰ２２に切り替えることができ、第３の周期において、処理モジュールは、対象上アームスイッチモジュールをそのまま保持し、すなわち対象スイッチモジュールは第３のスイッチモジュールＰ２３のままで、対象下アームスイッチモジュールのみを第６のスイッチモジュールＰ２６に切り替えることができる。
【００３４】
本発明のいくつかの実施例において、スイッチ制御周期は、２つの連続するスイッチ切り替え時刻の間の時間間隔を表す。ここで、スイッチ切り替えは、対象上アームスイッチモジュール及び／または対象下アームスイッチモジュールの切り替えを含む。
【００３５】
本発明のいくつかの実施例において、各スイッチ制御周期内で、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールは異なる相アームに位置する必要があり、具体的な組合せ方案は、以下の６つの組合せを含むが、これらに限定されない。理解の便宜上、本実施例は、図１を参照して６つの組合せ方案を具体的に説明する。
【００３６】
第１のケース：対象上アームスイッチモジュールは、第１の相アームの上アームスイッチモジュールであり、対象下アームスイッチモジュールは、第２の相アームの下アームスイッチモジュールである。例示的には、それぞれ、Ｕ相アームの上アームスイッチモジュールＰ２１及びＶ相アームの下アームスイッチモジュールＰ２４とすることができる。
【００３７】
第２のケース：対象上アームスイッチモジュールは、第１の相アームの上アームスイッチモジュールであり、対象下アームスイッチモジュールは、第３の相アームの下アームスイッチモジュールである。例示的には、それぞれ、Ｕ相アームの上アームスイッチモジュールＰ２１及びＷ相アームの下アームスイッチモジュールＰ２６とすることができる。
【００３８】
第３のケース：対象上アームスイッチモジュールは、第２の相アームの上アームスイッチモジュールであり、対象下アームスイッチモジュールは、第１の相アームの下アームスイッチモジュールである。例示的には、それぞれ、Ｖ相アームの上アームスイッチモジュールＰ２３及びＵ相アームの下アームスイッチモジュールＰ２２とすることができる。
【００３９】
第４のケース：対象上アームスイッチモジュールは、第２の相アームの上アームスイッチモジュールであり、対象下アームスイッチモジュールは、第３の相アームの下アームスイッチモジュールである。例示的には、それぞれ、Ｖ相アームの上アームスイッチモジュールＰ２３及びＷ相アームの下アームスイッチモジュールＰ２６とすることができる。
【００４０】
第５のケース：対象上アームスイッチモジュールは、第３の相アームの上アームスイッチモジュールＰ２５であり、対象下アームスイッチモジュールは、Ｕ相アームの下アームスイッチモジュールＰ２２である。例示的には、それぞれ、Ｗ相アームの上アームスイッチモジュールＰ２５及びＵ相アームの下アームスイッチモジュールＰ２２とすることができる。
【００４１】
第６のケース：対象上アームスイッチモジュールは、第３の相アームの上アームスイッチモジュールＰ２５であり、対象下アームスイッチモジュールは、第２の相アームの下アームスイッチモジュールである。例示的には、それぞれ、Ｗ相アームの上アームスイッチモジュールＰ２５及びＶ相アームの下アームスイッチモジュールＰ２４とすることができる。
【００４２】
いくつかの実施例において、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールの放熱バランスを確保するために、前周期から現在周期に切り替えた後、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールの両方を切り替えてもよい。あるいは、前周期で対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールの一方を切り替え、現在周期で両方の他方を切り替え、次周期で両方の一方を切り替えるように制御する。あるいは、前周期から現在周期に切り替えた後、１つのスイッチモジュールのみを切り替えると、例えばＮ個のスイッチ切り替え周期を含む長時間で、対象上アームスイッチモジュールの切り替え回数と対象下アームスイッチモジュールの切り替え回数とをできるだけ同じに保つべきである。例えば、１１個の連続したスイッチ制御周期内で、合計１０回切り替えた場合、対象上アームスイッチモジュールの切り替え回数が５回であり、対象下アームスイッチモジュールの切り替え回数が５回であってもよい。
【００４３】
なお、電池パック加熱システムにおいて、同じアームの上アームスイッチモジュールと下アームスイッチモジュールがいずれもオンしている場合、例えば、同じアームにおける上アームスイッチモジュールと下アームスイッチモジュールがいずれも１０ミリ秒を超える時間オンしている場合、電池パックの加熱システムの素子や電池パックＰ１が焼損するおそれがある。同じアームにおける上アームスイッチモジュールと下アームスイッチモジュールがいずれもオンすることを防止するためには、同じ相アームにおける上アームスイッチモジュールと下アームスイッチモジュールが同時にオンすることを避けるべきである。具体的には、モータコントローラにおいて、同じアームにおける上アームスイッチモジュールと下アームスイッチモジュールとのオンの排他性は、論理回路によって実現することができる。
【００４４】
なお、本発明の以下の実施例部分では、説明の便宜上、対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームを第１の対象アームと呼び、第１の対象アームに対応するエネルギー貯蔵モジュールを第１のエネルギー貯蔵モジュールと呼ぶ。そして、対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームを第２の対象アームと呼び、第２の対象アームに対応するエネルギー貯蔵モジュールを第２のエネルギー貯蔵モジュールと呼ぶ。ここで、各相アームに対応するエネルギー貯蔵モジュールは、当該相アームに接続されたエネルギー貯蔵モジュールを示す。例示的に、図１を参照すると、インダクタンスＬ１はＵ相アームに対応するエネルギー貯蔵モジュールであり、インダクタンスＬ２はＶ相アームに対応するエネルギー貯蔵モジュールであり、インダクタンスＬ３はＷ相アームに対応するエネルギー貯蔵モジュールである。
【００４５】
処理モジュールは、さらに、各スイッチ制御周期内で、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールのオン／オフを制御して、電池パック加熱システムのモータにおける少なくとも２相のエネルギー貯蔵モジュールのエネルギー貯蔵およびエネルギー放出を実現して、電池パックの加熱を実現するように構成される。
【００４６】
いくつかの実施例において、各スイッチ制御周期内で、オン／オフ周期に応じて周期的にオン／オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御する。例示的には、スイッチ制御周期をＴ０とし、オン／オフ周期をＴ１とすると、ｎＴ１＝Ｔ０となる。
【００４７】
一例として、オン／オフ周期をＴ１とし、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールのオン期間をｔ０とし、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールのオフ期間をＴ１とすると、Ｔ１＝ｔ０＋Ｔ１となる。一つのオン期間内の電池パックＰ１の放電時間、第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールのエネルギー貯蔵時間および第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールのエネルギー貯蔵時間はいずれもｔ０となる。それに応じて、電池パックＰ１の充電時間、第１のエネルギー貯蔵モジュールのエネルギー放出時間および第２のエネルギー貯蔵モジュールのエネルギー放出時間はいずれもｔ１となる。
【００４８】
電池パックＰ１のプラス端子とマイナス端子との間の電圧をＵ１とし、第１のエネルギー貯蔵モジュールと第２のエネルギー貯蔵モジュールとがインダクタンスであり、両方のインダクタンスの和が２Ｌであるとすると、一つのオン期間内のエネルギー放出期間は０〜ｔ０であり、充電時間はｔ０〜ｔ０＋ｔ１である。
【００４９】
０〜ｔ０のエネルギー放出期間内で、放電回路内の電流ｉと電圧Ｕ１との間は、式（１）を満たす。
Ｕ１＝２Ｌ×ｄｉ／ｄｔ            （１）
【００５０】
ただし、Ｕ１とＬはいずれも一定値であり、ｔは放電時間を表す。電池加熱システムの回路内の初期電流が０である場合、０〜ｔ０の期間の間、電流ｉは、０からＫ１＝Ｕ１／２Ｌの傾きでＩｐ１＝ｔ０×Ｕ１／２Ｌまで上昇する。
【００５１】
ｔ０〜ｔ０＋ｔ１の充電期間の間、充電回路内の電流ｉは、ｔ０×Ｕ１／２Ｌから、Ｋ１＝Ｕ１／２Ｌの傾きで減少する。
【００５２】
したがって、一つのオン／オフ周期内で、電池パック加熱システムの回路において有効電流Ｉが形成され、式（２）を満足する。
１／２×Ｋ１×ｔ０×ｔ０−１／２×Ｋ１×ｔ１×ｔ１＝Ｉ×（ｔ０＋ｔ１）      （２）
【００５３】
ただし、オン期間が充放電周期で占める比率をＤ＝ｔ０／（ｔ０＋ｔ１）とし、スイッチモジュールのオン／オフ周波数をｆ＝１／（ｔ０＋ｔ１）として、オン期間が充放電周期で占める比率Ｄとスイッチモジュールのオン／オフ周波数ｆを式（２）に代入すると、式（３）を導き出すことができる。
Ｉ＝（Ｕ１×（２Ｄ−１））／４ｆＬ            （３）
【００５４】
以上のように、式（３）により、Ｄ≦５０％の場合、有効電流Ｉとスイッチモジュールのオン／オフ周波数ｆとは反比例の関係であり、有効電流Ｉとオン期間が充放電周期で占める比率Ｄとは正比例の関係であることが分かる。
【００５５】
本発明の実施例に係るスイッチ制御装置及び方法によれば、モータコントロール及び電池パック加熱制御システムは、スイッチ制御周期が前周期から現在周期に切り替わると、対象上アームスイッチモジュール及び／又は下アームを切り替えるように制御する。本発明の技術案により、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールは電池パックを加熱する過程全体で常にオンしているのではなく、スイッチ制御周期に応じて絶えずにスイッチ切り替えを行うため、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールが連続的にオンすることによる温度過上昇リスクを回避し、それによって電池パック加熱の安全性を向上させる。
【００５６】
本発明の実施例において、オン期間が充放電周期で占める比率と、スイッチモジュールのオン／オフ周波数とを調整することにより、電池パック加熱システムの回路における有効電流を調整し、ひいては電池パックＰ１に対する加熱速度を調整することができる。
【００５７】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムの回路における電流有効値を、電池パックＰ１のリアルタイム温度と所望の加熱温度との差に応じて調整して、加熱速度の調整を実現することができる。加熱速度は、電池加熱システムの回路における電流有効値に正比例する。例えば、電池パックＰ１のリアルタイム温度と所望の加熱温度との差によって加熱速度を上げる必要があると判断すると、電池パック加熱システムの回路における電流有効値を大きくすることができる。
【００５８】
本実施例において、電池パックＰ１のリアルタイム温度と所望の加熱温度との差によって加熱速度を調整することにより、変速加熱を実現し、加熱時間を調整することができ、加熱の柔軟性を向上させることができる。
【００５９】
いくつかの例では、スイッチモジュールのターンオフ周波数ｆは、１００Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの範囲である。
【００６０】
１つの好ましい例では、電池パックの加熱中に、電池パックＰ１の電気量の消耗を低減するために、Ｄ≦５０％とする。具体的には、Ｄ≦５０％を満たす条件で、各オン/オフ周期内で、エネルギー貯蔵モジュールに貯蔵された電力が完全に放出されることを保証することができ、貯蔵された電気エネルギーが電池パックの貯蔵電気エネルギーに最大限に変換されることができる。例として、Ｄの範囲は５％〜５０％である。
【００６１】
本発明のいくつかの実施例において、各スイッチ制御周期内で、処理モジュールが対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとを切り替える必要があるか否かを判断する基準は、以下の３つのケースを含む。
【００６２】
第１のケースは、第１の対象アームの温度と第２の対象アームの温度とに基づいて、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとを切り替える必要があるか否かを判断する。
【００６３】
第２のケースは、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とに基づいて、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとを切り替える必要があるか否かを判断する。
【００６４】
第３のケースは、第１の対象アームの温度と、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と、第２の対象アームの温度と、第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とに基づいて、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとを切り替える必要があるか否かを判断する。
【００６５】
以下では、説明の便宜上、３種類の電池パック加熱システムのスイッチ制御モジュールのそれぞれに対して、上記３種類のケースを具体的に説明する。
【００６６】
上記の第１のケースについて
【００６７】
本発明のいくつかの実施例において、図４は、本発明の第２の実施例に係る第１種類の電池加熱システムのスイッチ制御装置の構成模式図である。図４に示すように、スイッチ制御装置Ｐ５は、第１のパラメータ取得モジュールＰ５１と、処理モジュールＰ５２とを備える。
【００６８】
第１のパラメータ取得モジュールＰ５１は、第１の対象アームの温度と第２の対象アームの温度とを取得する。
【００６９】
処理モジュールＰ５２は、さらに、第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける前記第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象上アームスイッチモジュールを選択するように構成される。
【００７０】
また、処理モジュールＰ５２は、さらに、第２の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける前記第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象下アームスイッチモジュールを選択するように構成される。
【００７１】
ここで、第１の対象アームは、三相アームにおける前記対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、前記第２の対象アームは、前記三相アームにおける前記対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである。
【００７２】
なお、有効的な充放電回路を形成するために、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとを異なるアームに位置させる必要がある。
【００７３】
いくつかの実施例において、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールの具体的な実施例は、上記の実施例の内容を参照することができるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【００７４】
いくつかの実施例において、第１のパラメータ取得モジュールＰ５１は、複数の温度センサを含むことができる。具体的には、Ｕ相アームの温度を取得する温度センサ、Ｖ相アームの温度を取得する温度センサ、Ｗ相アームの温度を取得する温度センサを含むことができる。例えば、温度センサは、具体的に、負の温度係数（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ、ＮＴＣ）の温度センサであってもよい。
【００７５】
いくつかの実施例において、第１の対象アームの温度と第２の対象アームの温度は、それぞれ、対象上アームスイッチモジュールの温度と対象下アームスイッチモジュールの温度であるか、または、一つのアームの上アームスイッチモジュールと下アームスイッチモジュールが同じＩＧＢＴチップに集積されている場合、ＩＧＢＴチップの温度を当該アームの温度として取得することができる。
【００７６】
なお、各アームの上アームスイッチモジュールと下アームスイッチモジュールとが同じＩＧＢＴチップ上に集積化されている場合、当該アームの上アームスイッチモジュールの温度と下アームスイッチモジュールの温度とは等しいか、ほぼ等しい。
【００７７】
いくつかの実施例において、予め設定された安全温度閾値区間は、スイッチモジュールが正常に動作可能な温度値区間であってもよい。具体的には、スイッチモジュールとエネルギー貯蔵モジュールとは、同じ予め設定された安全温度閾値区間に対応していてもよいし、異なる予め設定された安全温度閾値区間に対応していてもよい。
【００７８】
一つの実施例において、予め設定された安全温度閾値区間は、動作シーン及び動作ニーズに応じて設定することができるが、ここでは限定されない。
【００７９】
説明の便宜上、以下では、２つの実施例に分けて、第１のケースにおいて、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとを如何に選択するかに関する具体的な実施形態を具体的に説明する。
【００８０】
第１の実施例において、取得された前記第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールは、具体的には、以下の２つの具体的な選択モードを含む。
【００８１】
第１の実施例における第１の選択モードは、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとする。
【００８２】
いくつかの実施例において、第１の選択モードが選択されると、処理モジュールＰ５２は、さらに、第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択するように構成される。
【００８３】
一例として、図１を参照すると、第１のスイッチモジュールＰ２１が対象上アームスイッチモジュールであり、第４のスイッチモジュールＰ２４が対象下アームスイッチモジュールである場合、前記第１の選択モードにおいて、第３のスイッチモジュールＰ２３を新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、第６のスイッチモジュールＰ２６を新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択してもよい。
【００８４】
なお、第３のスイッチモジュールＰ２３が位置しているＶ相アームが新たな第１の対象アームとなり、Ｖ相ステータインダクタンスＬ２が新たな第１のエネルギー貯蔵モジュールとなる。第６スイッチモジュールＰ２６が位置しているＷ相アームが新たな第２の対象アームとなり、Ｗ相ステータインダクタンスＬ３が新たな第２のエネルギー貯蔵モジュールとなる。
【００８５】
第１の実施例の第２の選択モードは、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、対象下アームスイッチモジュールは変えない。
【００８６】
一例として、引き続き図１を参照すると、第１のスイッチモジュールＰ２１が対象上アームスイッチモジュールであり、第４のスイッチモジュールＰ２４が対象下アームスイッチモジュールである場合、上記第２の選択モードにおいて、第５のスイッチモジュールＰ２５が新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択され、第４のスイッチモジュールＰ２４が依然として対象下アームスイッチモジュールである。
【００８７】
なお、第５のスイッチモジュールＰ２５が位置しているＷ相アームが新たな第１の対象アームとなり、Ｗ相ステータインダクタンスＬ３が新たな第１のエネルギー貯蔵モジュールとなる。対象下アームスイッチモジュールが依然として第４スイッチモジュールＰ２４であるため、第２の対象アーム及び第２のエネルギー貯蔵モジュールは変えない。
【００８８】
第２の実施例において、取得された第２の対象アームの温度が安全温度閾値区間を超えると、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールは、具体的には、以下の２つの具体的な選択モードを含む。
【００８９】
第２の実施例の第１の選択モードは、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとする。
【００９０】
いくつかの実施例において、第１の選択モードが選択されると、処理モジュールＰ５２は、さらに、取得された第２の対象アームの温度が安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択するように構成される。
【００９１】
第２の実施例の第２の選択モードは、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとし、対象上アームスイッチモジュールは変えない。
【００９２】
いくつかの実施例において、処理モジュールＰ５２は、さらに、
第１の対象アームの温度と第２の対象アームの温度がいずれも安全温度閾値区間を超えると、前記三相アームの全てのスイッチモジュールを制御してオフ状態にさせるように構成される。
【００９３】
なお、第１の対象アームの温度が安全温度閾値区間を超えると、第１の対象アームの上アームスイッチモジュールと下アームスイッチモジュールは、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとして選択されるのに適していない。
【００９４】
それに応じて、第２の対象アームの温度が安全温度閾値区間を超え、第２の対象アームの上アームスイッチモジュール及び下アームスイッチモジュールは、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールとして選択されるのに適していない。
【００９５】
この時、インバータＰ２の６つのスイッチモジュールから、適切な対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを選択できない。安全性を確保するために、電池パックＰ１への充放電を停止すべきである。
【００９６】
いくつかの実施例において、三相アームの全てのスイッチモジュールがオフ状態になると、各スイッチモジュール及びエネルギー貯蔵モジュールの温度が徐々に低下する恐れがある。安全性と加熱効率とを両立させるために、処理モジュールＰ５２は、さらに、オフ状態を保持するように三相アームの全てのスイッチモジュールを制御した後、さらに、予め設定された時間が経過した後に、第１の対象アームの温度と第２の対象アームの温度とを取得するように構成される。
【００９７】
なお、予め設定された時間は、電池パック加熱システムの外部環境温度、電池パック加熱システムの放熱性能等の要因により決定することができる。例えば、予め設定された時間は３秒であってもよい。
【００９８】
また、処理モジュールＰ５２は、さらに、第１の対象アームの温度と第２の対象アームの温度とが安全温度閾値区間に戻った場合に、三相アームの全てのスイッチモジュールから、新たな対象上アームスイッチモジュールと新たな対象下アームスイッチモジュールを選択するように構成される。
【００９９】
なお、第１の対象アームの温度と第２の対象アームの温度とがいずれも安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける全てのスイッチモジュールおよびモータＰ３における全てのエネルギー貯蔵モジュールの温度が正常であると考えられる。そのため、６つのスイッチモジュールから、新たな対象上アームスイッチモジュールと新たな対象下アームスイッチモジュールとを選択することができる。
【０１００】
また、第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超え、かつ第２の対象アームの温度が前記安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから、新たな対象上アームスイッチモジュールを選択する。
【０１０１】
なお、第２の対象アームの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とがいずれも安全温度閾値区間に入ると、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを対象上アームスイッチモジュールの候補とし、第２の対象アームの下アームスイッチモジュールを対象下アームスイッチモジュールの候補とすることができる。
【０１０２】
一例として、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１０３】
別の例として、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、第２の対象下アームのスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとすることができる。
【０１０４】
また、第２の対象アームの温度が安全温度閾値区間を超え、かつ第１の対象アームの温度が安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから、新たな対象下アームスイッチモジュールを選択する。
【０１０５】
なお、第１の対象アームの温度が安全温度閾値区間に入ると、第１の対象アームの上アームスイッチモジュールを対象上アームスイッチモジュールの候補とし、その第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを対象下アームスイッチモジュールの候補とすることができる。
【０１０６】
一例として、第１の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとしてもよい。三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１０７】
別の例として、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとしてもよい。第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１０８】
一つの実施例において、第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超え、かつ第２の対象アームの温度が安全温度閾値区間を超えると、さらに予め設定された時間が経過した後、第１の対象アームの温度および第２の対象アームの温度を取得し、それらが予め設定された安全温度閾値区間を超えるかどうかを判断する。
【０１０９】
いくつかの実施例において、車両制御システムの制御を便利にするか、或いは運転者が電池パック加熱システムの温度過上昇故障をタイムリーに把握して、温度過上昇故障をタイムリーに知り、それを処理できるようにするために、スイッチ制御装置は、
第１の対象アームの温度が対応する最大許容温度を超え、かつ第２の対象アームの温度および第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告するための故障報告モジュールをさらに含む。
【０１１０】
一つの実施例において、温度過上昇情報が車両全体コントローラに報告され、関係者に知られた後、電池パック加熱システムに対してメンテナンスまたは点検を行っても良い。
【０１１１】
一つの実施例において、最大許容温度は対象アームの温度過上昇を表し、最大許容温度は安全温度閾値区間の上限値以上である。
【０１１２】
上記の第２のケースについて
【０１１３】
本発明のいくつかの実施例において、図５は、本発明の第２の実施例に係る第２種類の電池加熱システムのスイッチ制御装置の構成模式図である。図５に示すように、スイッチ制御装置Ｐ５は、第２のパラメータ取得モジュールＰ５３と、処理モジュールＰ５２とを備えている。
【０１１４】
第２のパラメータ取得モジュールＰ５３は、第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と、第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とを取得するように構成される。
【０１１５】
処理モジュールＰ５２は、さらに、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象上アームスイッチモジュールを選択するように構成される。
【０１１６】
また、処理モジュールＰ５２は、さらに、第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象下アームスイッチモジュールを選択するように構成される。
【０１１７】
いくつかの実施例において、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとの具体的な組み合わせ方法は、上述の実施例の内容を参照することができるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【０１１８】
いくつかの実施例において、第２のパラメータ取得モジュールＰ５３は、Ｕ相ステータインダクタンスＬ１の温度を取得する温度センサと、Ｖ相ステータインダクタンスＬ２の温度を取得する温度センサと、Ｗ相のステータインダクタンスＬ３の温度を取得する温度センサとを含む。例えば、温度センサは、負の温度係数（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ、ＮＴＣ）温度センサであってもよい。
【０１１９】
例えば、図１を参照して、第１の対象アームがＵ相アームであり、第２の対象アームがＷ相アームである場合、パラメータ取得部Ｐ５１は、第１の対象アームに対応するＵ相ステータインダクタンスＬ１の温度を温度センサによって取得し、第２の対象アームに対応するＶ相ステータインダクタンスＬ３の温度を温度センサによって取得することができる。
【０１２０】
なお、第１の対象アームは、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム及びＷ相アームのいずれか一つであってもよい。具体的には、第１のスイッチモジュールＰ２１が対象上アームスイッチモジュールである場合、第１の対象アームはＵ相アームであり、第１のエネルギー貯蔵モジュールはＵ相ステータインダクタンスＬ１である。第３スイッチモジュールＰ２３が対象上アームスイッチモジュールである場合、第１の対象アームはＶ相アームであり、第１の貯蔵モジュールはＶ相ステータインダクタンスＬ２である。第５スイッチモジュールＰ２５が対象上アームスイッチモジュールである場合、第１の対象アームはＷ相アームであり、第１のエネルギー貯蔵モジュールはＷ相ステータインダクタンスＬ３である。
【０１２１】
第２の対象アームは、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム及びＷ相アームのいずれか一つであってもよい。具体的には、第２のスイッチモジュールＰ２２が対象下アームスイッチモジュールである場合、第２の対象アームはＵ相アームであり、第２のエネルギー貯蔵モジュールはＵ相ステータインダクタンスＬ１であり、第４のスイッチモジュールＰ２４が対象下アームスイッチモジュールである場合、第２の対象アームはＶ相アームであり、第２のエネルギー貯蔵モジュールはＶ相ステータインダクタンスＬ２である。第６スイッチモジュールＰ２６が対象下アームスイッチモジュールである場合、第２の対象アームはＷ相アームであり、第２のエネルギー貯蔵モジュールはＷ相ステータインダクタンスＬ３である。
【０１２２】
なお、電池パックを充放電する過程において、ある相アームのスイッチが周期的にオン／オフすると、当該相アームに対応するエネルギー貯蔵モジュールが周期的にエネルギーを貯蔵、放出する。当該相アームの状態が周期的なオン／オフ状態から継続的なオフ状態に切り替わると、当該相アームのエネルギー貯蔵モジュールはエネルギーの貯蔵や放出を停止し、当該相アームのエネルギー貯蔵モジュールの温度の上昇も停止する。したがって、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が高すぎると、対象上アームスイッチモジュールを制御してオフ状態にすることで、第１のエネルギー貯蔵モジュールのエネルギーの貯蔵、放出を停止させ、ひいては第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が上がりつづけることを阻止することができる。
【０１２３】
従って、第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、安全上の理由から、各デバイスの温度過上昇損傷等の各種故障による危険を回避できるように、対象上アームスイッチモジュールはオフ状態を保持すべきである。
【０１２４】
いくつかの実施例において、予め設定された安全温度閾値区間は、エネルギー貯蔵モジュールが正常に動作可能な温度値区間であってもよい。具体的には、スイッチモジュールとエネルギー貯蔵モジュールとは、同じ予め設定された安全温度閾値区間に対応していてもよいし、異なる予め設定された安全温度閾値区間に対応していてもよい。
【０１２５】
一つの実施例において、予め設定された安全温度閾値区間は、動作シーン及び動作ニーズに応じて設定することができるが、ここでは限定されない。
【０１２６】
説明の便宜上、以下では、２つの実施例に分けて、第２のケースにおいて、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとを如何に選択するかに関する具体的な実施形態を具体的に説明する。
【０１２７】
第１の実施例において、取得された第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールは、具体的には、以下の２つの具体的な選択モードを含む。
【０１２８】
第１の実施例における第１の選択モードは、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとする。
【０１２９】
いくつかの実施例において、第１の選択モードが選択されると、処理モジュールＰ５２は、さらに、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択するように構成される。
【０１３０】
第１の実施例の第２の選択モードは、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、対象下アームスイッチモジュールは変えない。
【０１３１】
第２の実施例において、取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間を超えると、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールは、具体的には、以下の２つの具体的な選択モードを含む。
【０１３２】
第２の実施例の第１の選択モードは、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとする。
【０１３３】
いくつかの実施例において、第１の選択モードが選択されると、処理モジュールＰ５２は、さらに、取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを、新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択するように構成される。
【０１３４】
第２の実施例の第２の選択モードは、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとし、対象上アームスイッチモジュールは変えない。
【０１３５】
いくつかの実施例において、処理モジュールＰ５２は、さらに、
第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間を超えると、三相アームの全てのスイッチモジュールを制御してオフ状態にさせるように構成される。
【０１３６】
なお、第１の貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間を超えると、第１の対象アームの上アームスイッチモジュールと下アームスイッチモジュールは、対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとして選択されるのに適していない。
【０１３７】
それに応じて、第２の貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間を超え、第２の対象アームの上アームスイッチモジュール及び下アームスイッチモジュールは、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールとして選択されるのに適していない。
【０１３８】
このとき、インバータＰ２の６つのスイッチモジュールから、適切な対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを選択できない。安全性を確保するために、電池パックＰ１への充放電を停止すべきである。
【０１３９】
いくつかの実施例において、三相アームの全てのスイッチモジュールがオフ状態になると、各スイッチモジュール及びエネルギー貯蔵モジュールの温度が徐々に低下するおそれがある。安全性と加熱効率を両立させるために、オフ状態になるように三相アームの全てのスイッチモジュールを制御した後、処理モジュールＰ５２は、さらに、予め設定された時間が経過した後に、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とを取得するように構成される。
【０１４０】
なお、予め設定された時間は、電池パック加熱システムの外部環境温度、電池パック加熱システムの放熱性能等の要因により決定することができる。例えば、予め設定された時間は３秒であってもよい。
【０１４１】
また、処理モジュールＰ５２は、さらに、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とがいずれも安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける全てのスイッチモジュールから、新たな対象上アームスイッチモジュールと新たな対象下アームスイッチモジュールを選択するように構成される。
【０１４２】
なお、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とがいずれも安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける全てのスイッチモジュールとモータＰ３における全てのエネルギー貯蔵モジュールの温度が正常であると考えられる。したがって、６つのスイッチモジュールから、新たな対象上アームスイッチモジュールと新たな対象下アームスイッチモジュールとを選択することができる。
【０１４３】
また、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超え、かつ第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから、新たな対象上アームスイッチモジュールを選択する。
【０１４４】
なお、第２の貯蔵モジュールの温度がいずれも安全温度閾値区間に入ると、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを対象上アームスイッチモジュールの候補とし、第２の対象アームの下アームスイッチモジュールを対象下アームスイッチモジュールの候補とすることができる。
【０１４５】
一例として、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１４６】
別の例として、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、第２の対象下アームのスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１４７】
また、第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間を超え、かつ第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから、新たな対象下アームスイッチモジュールを選択する。
【０１４８】
なお、第１の貯蔵モジュールの温度がいずれも安全温度閾値区間に入ると、第１の対象アームの上アームスイッチモジュールを対象上アームスイッチモジュールの候補とし、第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを対象下アームスイッチモジュールの候補とすることができる。
【０１４９】
一例として、第１の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとしてもよい。三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１５０】
別の例として、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとしてもよい。第１の対象下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１５１】
一つの実施例において、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超え、かつ第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間を超えると、予め設定された時間が経過した後、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度を取得し、それらが予め設定された安全温度閾値区間を超えるかどうかを判断する。
【０１５２】
いくつかの実施例において、車両制御システムの制御を便利にするか、或いは運転者が電池パック加熱システムの温度過上昇故障をタイムリーに把握して、温度過上昇故障をタイムリーに知り、それを処理できるようにするために、スイッチ制御装置は、
第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超え、かつ第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告するための故障報告モジュールをさらに含む。
【０１５３】
いくつかの実施例において、温度過上昇情報が車両全体コントローラに報告され、関係者に知られた後、電池加熱システムがメンテナンスまたは点検を行ってもよい。
【０１５４】
一つの実施例において、最大許容温度はエネルギー貯蔵モジュールの温度過上昇を表し、最大許容温度は安全温度閾値区間の上限値以上である。
【０１５５】
上記の第３のケースについて
【０１５６】
本発明のいくつかの実施例において、図６は、本発明の第２の実施例に係る第３種類の電池加熱システムのスイッチ制御装置の構成模式図である。図６に示すように、スイッチ制御装置Ｐ５は、第１のパラメータ取得モジュールＰ５１と、第２のパラメータ取得モジュールＰ５３と、処理モジュールＰ５２とを備える。
【０１５７】
なお、第１のパラメータ取得モジュールＰ５１、第２のパラメータ取得モジュールＰ５３、処理モジュールＰ５２については、上述した実施例の関連内容を参照できるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【０１５８】
上記の２つのケースと異なる点は、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールを如何に選択するかに関する具体的な実施形態である。
【０１５９】
取得された第１の対象アームの温度と、取得された第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度とが予め設定された安全温度閾値区間を超えると、具体的な選択可能な選択モードは以下の二つのモードを含む。
【０１６０】
第１の選択モードは、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択する。
【０１６１】
第２の選択モードは、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、対象下アームスイッチモジュールをそのまま保持する。
【０１６２】
取得された第２の対象アームの温度と、取得された第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とが安全温度閾値区間を超えると、具体的な選択可能な選択モードは以下の二つのモードを含む。
【０１６３】
第１の選択モードは、三相アームにおける第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択して新たな対象下アームスイッチモジュールとする。
【０１６４】
第２の選択モードは、対象上アームスイッチモジュールを保持したまま、三相アームにおける第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択する。
【０１６５】
いくつかの実施例において、予め設定された安全温度閾値区間は、本発明の上述の実施例を参照することができるため、これ以上の説明は省略する。
【０１６６】
いくつかの実施例において、第１のパラメータ取得モジュールＰ５１及び第２のパラメータ取得モジュールＰ５３は、別個に設置されてもよく、一体に集積され、例えば、１つのパラメータ取得モジュールＰ５４に集積されてもよい。
【０１６７】
一例として、図７は、本発明の第２の実施例に係る例示的な電池加熱システムのスイッチ制御装置の構成模式図である。図７に示すように、パラメータ取得モジュールＰ５４は、温度センサＮ１によってＵ相アームの温度を取得し、温度センサＮ２によってＶ相アームの温度を取得し、温度センサＮ３によってＷ相アームの温度を取得し、温度センサＮ４はＵ相ステータインダクタンスＬ１の温度を取得し、温度センサＮ５はＶ相ステータインダクタンスＬ２の温度を取得し、温度センサＮ６はＷ相ステータインダクタンスＬ３の温度を取得する。
【０１６８】
本実施例におけるスイッチ制御装置によれば、第１の対象アームの温度と第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度の少なくとも１つが予め設定された安全温度閾値区間を超えると、新たな対象上アームスイッチモジュールをタイムリーに選択し、元の対象上アームスイッチモジュールをオフ状態にさせることができる。第２の対象アームの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度の少なくとも一つが予め設定された安全温度閾値区間を超えると、新たな対象下アームスイッチモジュールをタイムリーに選択し、元の対象下アームスイッチモジュールをオフ状態にさせることができる。本発明の技術案により、スイッチモジュール、エネルギー貯蔵モジュールの温度が高すぎると、新たな対象上アームスイッチモジュール又は対象下アームスイッチモジュールを選択することにより、スイッチモジュール、エネルギー貯蔵モジュールの温度過上昇時の継続使用によるデバイスの損傷を防止することができ、電池パックＰ１の加熱の安全性を向上させる。
【０１６９】
いくつかの実施例において、処理モジュールＰ５２は、さらに、
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２の対象アームの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームの全てのスイッチモジュールを制御してオフ状態にさせるように構成される。なお、この部分は、第１のケースの対応する部分の内容の表現を参照することができるため、これ以上の説明は省略する。
或いは、取得された第１対象アームに対応する第１エネルギー貯蔵モジュールの温度と、取得された第２対象アームに対応する第２エネルギー貯蔵モジュールの温度とがいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームの全てのスイッチングモジュールを制御してオフ状態にさせるように構成される。なお、この部分は、第１のケースの対応する部分の内容の表現を参照することができ、これ以上の説明は省略する。
或いは、取得された第１の対象アームの温度と取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とがいずれも予め設定された安全温度閾値間隔を超えるか、または、取得された第２対象アームの温度と取得された第１エネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームの全てのスイッチングモジュールを制御してオフ状態にさせるように構成される。
【０１７０】
なお、第１対象アームの温度と第１エネルギー貯蔵モジュールの温度との少なくとも一方が安全温度閾値区間を超えると、第１の対象アームの上アームスイッチモジュール及び下アームスイッチモジュールは、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールとして選択されるのに適していない。
【０１７１】
それに応じて、第２対象アームの温度と第２エネルギー貯蔵モジュールの温度との少なくとも一方が安全温度閾値区間を超え、第２の対象アームの上アームスイッチモジュール及び下アームスイッチモジュールは、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールとして選択されるのに適していない。
【０１７２】
このとき、インバータＰ２の６つのスイッチモジュールでは、適切な対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを選択できない。安全性を確保するために、電池パックＰ１の充放電を停止すべきである。
【０１７３】
いくつかの実施例において、三相アームの全てのスイッチモジュールがオフ状態になると、各スイッチモジュール及びエネルギー貯蔵モジュールの温度が徐々に低下するおそれがある。安全性と加熱効率を両立させるために、処理モジュールＰ５２は、さらに、オフ状態を保持するように三相アームの全てのスイッチモジュールを制御した後、さらに、予め設定された時間が経過した後に、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とを取得するように構成される。
【０１７４】
なお、予め設定された時間は、電池パック加熱システムの外部環境温度、電池パック加熱システムの放熱性能等の要因により決定することができる。例えば、予め設定された時間は３秒であってもよい。
【０１７５】
処理モジュールＰ５２は、さらに、第１対象アームの温度、第２対象アームの温度、第１エネルギー貯蔵モジュールの温度および第２エネルギー貯蔵モジュールの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュール及び対象下アームスイッチモジュールを新たに選択するように構成される。
【０１７６】
第１の例として、第１対象アームの温度、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度、第２対象アームの温度および第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも安全温度閾値区間に入ると、三相アームのすべてのスイッチモジュールから、新たな対象上アームスイッチモジュールと新たな対象下アームスイッチモジュールとを選択する。
【０１７７】
なお、第１の例として、第１対象アームの温度、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度、第２対象アームの温度および第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける全てのスイッチモジュールおよびモータＰ３における全てのエネルギー貯蔵モジュールの温度は正常であると考えられる。そのため、６つのスイッチモジュールから、新たな対象上アームスイッチモジュールと新たな対象下アームスイッチモジュールとを選択することができる。
【０１７８】
第２の例として、第１の対象アームの温度と第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度の少なくとも１つが予め設定された安全温度閾値区間を超え、かつ第２対象アームの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とがいずれも安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象上アームスイッチモジュールを選択する。
【０１７９】
第２の対象アームの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とがいずれも安全温度閾値区間に入ると、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを対象上アームスイッチモジュールの候補とし、当該第２の対象アームの下アームスイッチモジュールを対象下アームスイッチモジュールの候補とすることができる。
【０１８０】
一例として、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１８１】
別の例として、三相アームにおける第１の対象アームと第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとし、第２の対象下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとすることができる。
【０１８２】
第３の例として、第２の対象アームの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度の少なくとも一方が安全温度閾値区間を超え、かつ第１の対象アームの温度と第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間に入ると、三相アームにおける第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから、新たな対象下アームスイッチモジュールを選択する。
【０１８３】
なお、第１の対象アームの温度と第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度とがいずれも安全温度閾値区間に入ると、第１の対象アームの上アームスイッチモジュールを対象上アームスイッチモジュールの候補とし、当該第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを対象下アームスイッチモジュールの候補とすることができる。
【０１８４】
一例として、第１の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとしてもよい。三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１８５】
別の例として、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとしてもよい。第１の対象下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとしてもよい。
【０１８６】
一つの実施例において、第１の対象アームの温度と第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度の少なくとも一方が予め設定された安全温度閾値区間を超え、かつ第２の対象アームの温度と第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも安全温度閾値区間を超えると、予め設定された時間間隔が経過した後、第１の対象アームの温度、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度、第２の対象アームの温度および第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度を取得し、これらが予め設定された安全温度閾値区間を超えているか否かを判断する。
【０１８７】
いくつかの実施例において、車両制御システムの制御を便利にするか、或いは運転者が電池パック加熱システムの温度過上昇故障をタイムリーに把握して、温度過上昇故障をタイムリーに知り、それを処理できるようにするために、スイッチ制御装置は、
取得された第１の対象アームの温度および取得された第２の対象アームの温度が対応する最大許容温度を超えると、電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告するように構成されるか、
或いは、取得された第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告するように構成されるか、
あるいは、取得された第１の対象アームの温度および取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えるか、または、取得された第２の対象アームの温度および取得された第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告するように構成される、
故障報告モジュールをさらに含む。
【０１８８】
いくつかの実施例において、温度過上昇情報が全車両全体コントローラに報告され、関係者に知られた後、電池加熱システムに対してメンテナンスまたは点検を行ってもよい。
【０１８９】
一つの実施例において、最大許容温度は、上述の実施例の関連部分を参照することができるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【０１９０】
本発明のいくつかの実施例において、加熱の安全性を高めるために、処理モジュールＰ５２は、さらに、電池パック管理モジュールにより送信された加熱停止命令に応答して、三相アームの全てのスイッチモジュールを制御してオフ状態にさせるように構成される。
【０１９１】
ここで、加熱停止指令は、電池パックＰ１の状態パラメータが予め設定された加熱停止条件を満たすことを示す。
【０１９２】
本実施例において、電池パックＰ１の加熱中に、加熱の安全性を確保するために、電池パックの状態をリアルタイムに監視する必要がある。電池パックＰ１が加熱を継続する必要がない、または継続できないと判定された場合には、タイムリーにスイッチモジュールをオフに制御することにより、加熱を停止することができる。
【０１９３】
いくつかの実施例において、電池パックＰ１の状態パラメータは電池パックＰ１の温度を含み、予め設定された加熱停止条件は、温度が予想温度閾値以上であることを含む。つまり、電池パックＰ１の温度が予想温度閾値まで加熱されたことが監視されると、電池パックＰ１の加熱をタイムリーに停止することができる。例えば、予想温度閾値は、電池パックＰ１が正常に動作可能な最低要求温度、すなわち、電池パック加熱システムが加熱モードに移行する必要がある温度のリミットであってもよい。加熱温度閾値は、動作シーン及び動作ニーズに応じて設定することができるが、ここでは限定されない。電池パックＰ１の温度が加熱温度閾値を下回ると、電池パックＰ１は正常に動作できず、加熱する必要がある。
【０１９４】
状態パラメータが充電状態を含む場合、予め設定された加熱停止条件は、充電状態が加熱許容充電状態閾値以下であることを含む。つまり、現在の充電状態が加熱許容充電状態閾値以下であることが検出されると、電池パックＰ１の加熱を停止する必要がある。
【０１９５】
一例では、加熱許容充電状態閾値は、電池パックＰ１の加熱を行う最低要求充電状態、すなわち、電池パック加熱システムが加熱モードに入る必要がある充電状態のリミットを表す。充電状態閾値は、動作シーン及び動作ニーズに応じて設定することができるが、ここでは限定されない。電池パックＰ１の充電状態が充電状態閾値より大きければ、電池パックＰ１の現在の電力量が加熱モードに移行するのに必要な電力量を供給するのに十分であることを示し、電池パックＰ１の充電状態が充電状態閾値以下であれば、電池パックＰ１を加熱するのに十分な電力を供給できず、加熱を継続できないことを示す。
【０１９６】
本発明のいくつかの実施例において、スイッチ制御装置は、電流パラメータ取得モジュールと、算出モジュールと、信号調整モジュールとをさらに含む。
【０１９７】
その中、電流パラメータ取得モジュールは、電池加熱システムの電流パラメータを取得するために用いられる。
【０１９８】
いくつかの実施例において、電流パラメータ取得モジュールの具体的な実施の形態は、電流センサであってもよい。例えば、具体的にはホールセンサであってもよい。
【０１９９】
一例では、電流パラメータは、電池パックＰ１とインバータＰ２との間の母線電流と、各エネルギー貯蔵モジュールとそれぞれ対応するアームとの間の相電流という電流パラメータの少なくとも１つを含む。
【０２００】
なお、電流パラメータが電池パックＰ１とインバータＰ２との間の母線電流を含む場合には、電流センサは、電池パックＰ１とインバータＰ２との間の連結線に設けられてもよい。具体的には、電池パックＰ１の正極にメイン正極スイッチが接続されている場合には、電流センサは、メイン正極スイッチとインバータＰ２との間の連結線に設けられてもよい。例えば、図７を参照すると、電流センサＨ１は、電池パックＰ１の正極とインバータＰ２との間に設けられている。
【０２０１】
電流パラメータが各エネルギー貯蔵モジュールとそれぞれ対応するアームとの間の相電流を含む場合には、電流センサは、エネルギー貯蔵モジュールの他端と、当該エネルギー貯蔵モジュールに対応するアームの上アームと下アームとの接続点との間に設置されてもよい。例えば、図７に示すように、電流センサＨ２は、Ｕ相ステータインダクタンスＬ１の左端とＵ相アームの上アームと下アームとの接続点との間に設けられている。例えば、続いて図７を参照すると、電流センサＨ３は、Ｖ相ステータインダクタンスＬ２の左端とＶ相アームの上アームと下アームとの接続点との間に設けられている。さらに、例えば、続いて図７を参照すると、電流センサＨ４は、Ｗ相ステータインダクタンスＬ３の左端とＷ相アームの上アームと下アームとの接続点との間に設けられている。
【０２０２】
算出モジュールは、電池パック加熱システムの電流パラメータが予め設定された所望の電流閾値区間を超えると、予め設定された所望の電流閾値区間に基づいて、所望のオン／オフ周期およびオン期間が充放電周期で占める所望の比率を算出するために用いられる。
【０２０３】
また、処理モジュールは、所望のオン／オフ周期と所望の比率とに基づいてオン／オフ周期を調整するために用いられる。
【０２０４】
いくつかの実施例において、算出モジュールは、電流パラメータに基づいて電流パラメータに対応する電流有効値を算出し、算出された電流有効値が予め設定された所望の電流閾値区間を超えるかどうかを判定することができる。電流有効値が大きすぎるか或いは小さすぎて調整する必要がある場合には、式（３）に示す電流有効値Ｉ、オン期間が充放電周期で占める比率Ｄ、オン／オフ周波数ｆの関係に基づいて、オン期間が充放電周期で占める比率Ｄとオン周波数の比率ｆによって、電池パック加熱システムの電流有効値が予め設定された所望の電流閾値区間に位置させる。
【０２０５】
オン期間が充放電周期で占める比率とオン／オフ周波数を調整することにより、電池パック加熱システムの精密な制御を実現しつつ、変速加熱を実現し、更に加熱効率を向上することができる。
【０２０６】
図８は、本発明の一実施例に係る電池パック加熱システムのスイッチ制御方法を示すフローチャートである。当該制御方法は、図４〜図７に示すスイッチ制御装置に適用することができる。図８に示すように、当該電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、ステップＳ８０１及びステップＳ８０２を含むことができる。
【０２０７】
ステップＳ８０１において、スイッチ制御周期が前周期から現在周期に切り替わったことを確認すると、三相アームにおける前周期の対象上アームスイッチモジュール以外の他の上アームスイッチモジュールから現在周期の対象上アームスイッチモジュールを選択し、及び／又は、三相アームにおける前周期の対象下アームスイッチモジュール以外の他の下アームスイッチモジュールから現在周期の対象下アームスイッチモジュールを選択する。
【０２０８】
ステップＳ８０２において、各スイッチ制御周期内で、オン/オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御することで、電池パック加熱システムのモータにおける少なくとも２相のエネルギー貯蔵モジュールによるエネルギーの蓄え貯蔵、放出を制御することを実現し、さらに電池パックへの加熱を実現する。
【０２０９】
三相アームは電池パック加熱システムのインバータ内に位置し、同じスイッチ制御周期における対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールとが異なる相アームに位置している。
【０２１０】
本発明のいくつかの実施例において、ステップＳ８０２は、具体的には、
各スイッチ制御周期内で、オン／オフ周期に応じて周期的にオン／オフするように対象上アームスイッチモジュールと対象下アームスイッチモジュールを制御することを含む。
【０２１１】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
第１の対象アームの温度および第２の対象アームの温度を取得することと、
第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象上アームスイッチモジュールを選択することと、
第２の対象アームの温度が安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象下アームスイッチモジュールを選択することとを、さらに、備え、
ここで、第１の対象アームは、三相アームにおける対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、第２の対象アームは、三相アームにおける対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである。
【０２１２】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
取得された第１の対象アームの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含む。
【０２１３】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
取得された第２の対象アームの温度が安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アーム及び第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含む。
【０２１４】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とを取得することと、
第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象上スイッチモジュールを選択することと、
第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第２の対象アーム以外の他のアームのスイッチモジュールから新たな対象下アームスイッチモジュールを選択することとを、
さらに含み、
ここで、第１の対象アームは、三相アームにおける対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、第２の対象アームは、三相アームにおける対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである。
【０２１５】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
取得された第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含む。
【０２１６】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含む。
【０２１７】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
取得された第１の対象アームの温度と取得された第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度とが予め設定された安全温度閾値区間を超えると、第２の対象アームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、且つ三相アームにおける第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含み、
ここで、第１の対象アームは、三相アームにおける対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、第２の対象アームは、三相アームにおける対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである。
【０２１８】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
取得された第２の対象アームの温度と取得された第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度とが予め設定された安全温度閾値区間を超えると、三相アームにおける第１の対象アームおよび第２の対象アーム以外のアームの上アームスイッチモジュールを新たな対象上アームスイッチモジュールとして選択し、且つ第１の対象アームの下アームスイッチモジュールを新たな対象下アームスイッチモジュールとして選択することをさらに含み、
ここで、第１の対象アームは、三相アームにおける対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、第２の対象アームは、三相アームにおける対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである。
【０２１９】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２の対象アームの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、オフ状態になるように三相アームの全てのスイッチモジュールを制御するか、或いは、
取得された第１の対象アームに対応する第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と取得された第２の対象アームに対応する第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、オフ状態になるように三相アームの全てのスイッチモジュールを制御するか、或いは、
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えるか、又は、取得された第２の対象アームの温度と取得された第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度がいずれも予め設定された安全温度閾値区間を超えると、オフ状態になるように三相アームの全てのスイッチモジュールを制御することをさらに含み、
ここで、第１の対象アームは、三相アームにおける対象上アームスイッチモジュールが位置しているアームであり、第２の対象アームは、三相アームにおける対象下アームスイッチモジュールが位置しているアームである。
【０２２０】
いくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、三相アームの全てのスイッチモジュールを制御してオフ状態に保持した後、
予め設定された時間が経過した後に、第１の対象アームの温度および第２の対象アームの温度を取得し、第１の対象アームの温度と第２の対象アームの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュールおよび対象下アームスイッチモジュールを新たに選択すること、或いは、
予め設定された時間が経過した後に、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度を取得し、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュールおよび対象下アームスイッチモジュールを新たに選択すること、或いは、
予め設定された時間が経過した後に、第１の対象アームの温度、第２の対象アームの温度、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度、及び第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度を取得し、第１の対象アームの温度、第２の対象アームの温度、第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度および第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度に基づいて、対象上アームスイッチモジュールおよび対象下アームスイッチモジュールを新たに選択することをさらに含む。
【０２２１】
いくつかの実施例において、バッテリ加熱システムのスイッチ制御方法８００は、三相アームの全てのスイッチモジュールを制御してオフ状態に保持した後、
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２の対象アームの温度が対応する最大許容温度を超えると、電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告すること、或いは、
取得された第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度と取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告すること、或いは、
取得された第１の対象アームの温度と取得された第２のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えるか、または、取得された第２の対象アームの温度と取得された第１のエネルギー貯蔵モジュールの温度が対応する最大許容温度を超えると、電池パック加熱システムの温度過上昇故障情報を車両全体コントローラに報告することをさらに含む。
【０２２２】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
電池管理モジュールから送信された加熱停止指令に応答して、オフ状態になるように三相アームの全てのスイッチモジュールを制御することをさらに含み、
加熱停止指令は、電池パックの状態パラメータが予め設定された加熱停止条件を満たすことを示し、
状態パラメータが温度を含む場合、予め設定された加熱停止条件は、温度が予想温度閾値以上であることを含み、
状態パラメータが充電状態を含む場合、予め設定された加熱停止条件は、充電状態が加熱許容充電状態閾値以下であることを含む。
【０２２３】
本発明のいくつかの実施例において、電池加熱システムのスイッチ制御方法８００は、
電池パック加熱システムの電流パラメータを取得することと、
電池パック加熱システムの電流パラメータが予め設定された所望の電流閾値区間を超えると、予め設定された所望の電流閾値区間に基づいて、所望のオン／オフ周期とオン期間が充放電周期で占める所望の比率とを算出することと、
所望のオン／オフ周期と所望の比率とに基づいてオン／オフ周期を調整することとを、さらに、含み、
ここで、電池パック加熱システムの電流パラメータは、電池パックとインバータとの間の母線電流と、各エネルギー貯蔵モジュールとそれぞれ対応するアームとの間の相電流という電流パラメータの少なくとも１つを含む。
【０２２４】
なお、本発明の実施例におけるスイッチ制御方法に関する説明は、上述したスイッチ制御装置に関するものを参照できるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【０２２５】
本発明の一つの実施例は、さらに、モータコントロールを提供する。モータコントロールは、本発明の実施例に係る電池パック加熱システムのスイッチ制御装置を含む。
【０２２６】
ここで、本実施例のモータコントロールにおける電池パック加熱システムのスイッチ制御装置に関する説明は、上述した本発明の実施例に関する説明を参照することができるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【０２２７】
いくつかの例では、本実施例のモータコントロールは、上述した実施例の電池パック加熱システムのスイッチ制御方法を実行することができる。電池パック加熱システムのスイッチ制御方法に関する説明は、上述した本発明の実施例に関するものを参照することができるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【０２２８】
本発明のいくつかの実施例において、各スイッチモジュールを制御するために、モータコントローラはインバータＰ２内の各スイッチモジュールに接続されることができ、当該接続関係は図１には示されていない。具体的に、当該接続関係は、有線接続であっても無線通信接続であってもよく、ここでは限定しない。
【０２２９】
本発明の一実施例はさらに電池パック加熱制御システムを提供し、図４を参照することができ、電池パック加熱制御システムは、電池パック加熱システムと、本発明の実施例に係る電池パック加熱システムのスイッチ制御装置Ｐ５を含む。
【０２３０】
ここで、電池パック加熱システムは、電池パックＰ１に接続されたインバータＰ２と、インバータＰ２に接続されたモータＰ３とを含む。
【０２３１】
なお、本実施例の電池パック加熱制御システムにおける電池パック加熱システム及び電池パック加熱システムのスイッチ制御装置に関する説明は、上述した本発明の実施例に関する説明を参照することができるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【０２３２】
本発明のいくつかの実施例において、三相アームの各相アームは、いずれも、スイッチモジュールが設けられている上アームとスイッチモジュールが設けられている下アームとを備え、スイッチモジュールは、ダイオードを備える。
【０２３３】
上アームスイッチモジュールにおいて、ダイオードのアノードは、上アームと下アームとの接続点に接続され、ダイオードのカソードは、上アームと電池パックの正極との間に位置している。下アームスイッチモジュールにおいて、ダイオードのアノードは、下アームと電池パックＰ１のカソードとの間に位置し、ダイオードのカソードは、上アームと下アームとの接続点に接続されている。
【０２３４】
一例として、図１〜図３を参照すると、各スイッチモジュールはいずれもダイオードを有する。上アームスイッチモジュール、例えばＰ２１、Ｐ２３、Ｐ２５に対して、そのダイオードのアノードが上アームと下アームとの接続点に接続され、そのダイオードのカソードが上アームと電池のアノードとの間に位置している。
【０２３５】
本発明のいくつかの実施例において、スイッチモジュールは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）チップ、ＩＧＢＴモジュール、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のうちの１種または２種以上を含む。
【０２３６】
なお、スイッチモジュールに関する説明は、上述した本発明の実施例に関する説明を参照することができるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【０２３７】
なお、本明細書において、各実施の形態は、累加する形態で記載されているが、各実施例間の同一または類似の部分は、互いに参照することができ、各実施例は、他の実施例との相違点を中心に記載されていることは言うまでもない。そのうち、方法の実施例は、比較的簡単に説明しており、関連する点については、システムの実施例の説明を参照することができる。本発明は、上述に示した特定のステップ及び構造に限定されるものではない。当業者は、本発明の実施例の精神を理解した上で、様々な変更、補正および追加、またはステップ間の順番変更を行うことができる。なお、簡略化のため、既知の方法技術の詳細な説明は省略した。
【０２３８】
上述の実施例における機能モジュール（例えば、エネルギー貯蔵モジュール、スイッチモジュール、パラメータ取得モジュール、処理モジュール、故障報告モジュール、電流パラメータ取得モジュール、算出モジュール、信号調整モジュール）は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの組み合わせとして実現できる。ハードウェアで実現される場合、例えば、電子回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、適切なファームウェア、プラグイン、機能カードなどであってもよい。ソフトウェアで実現される場合、本発明の要素は、所望のタスクを実行するために使用されるプログラムまたはコードセグメントである。プログラムまたはコードセグメントは、デバイス読み取り可能な媒体に記憶されてもよいし、搬送波に乗せられたデータ信号によって伝送媒体または通信リンク上で伝送されてもよい。「デバイス読み取り可能な媒体」は、情報を記憶または伝送することができる任意の媒体を含むことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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