专利名称：用于引起电池温度上升的系统的制作方法
用于引起电池温度上升的系统技术领域
本发明一般地涉及用于快速引起混合动力车或电动汽车的电池温度上升的系统， 并且更具体地涉及用于在确保电池的安全性的同时快速引起电池温度上升的系统和用于在将从电池向电动机施加的电功率的电压保持在以期望速度驱动车辆或汽车所需的值的同时快速引起电池温度上升的系统。
背景技术：
一种安装在混合动力车或电动汽车上的电压转换设备快速增加了可再充电二次电池的温度。这种设备例如在日本专利首次公布第JP2005-312160号中公开。
在该公布的这种设备中，一种温度传感器检测直流(dc)电源的温度。当电源温度低于参考值时，该设备对电源执行温度增加控制。更具体地，控制单元控制升压转换器来重复执行电压增加操作和电压下降操作。在电压增加操作中，通过电源的电阻器将电功率从电源向电容器发送。在电压下降操作中，通过电阻器将电功率从电容器向电源发送。因此， 由电阻器所加热的电源的温度增加。当电源温度超过参考值时，停止温度增加控制，并且控制单元控制升压转换器来执行正常操作。在该正常操作中，执行电压增加操作、电压下降操作或增加操作和下降操作的重复。在电容器中蓄积的电功率的电压被施加给电动机作为以期望速度驱动电动机所需的驱动电压。
然而，当使用可再充电电池(比如锂离子可再充电电池等)作为直流电源时，电池的内部电阻在大气温度例如低于冰点的低温时间段期间增加。因此，当在重复执行电压上升和下降操作期间大电流以低频率流过电池时，电池电压的变化增大。在此情况下，电池电压有时超过其上限或者变得低于其下限。因此，难以快速地增加电池温度同时保证电池的安全性(电压转换设备的第一缺陷)。
例如，在锂离子可再充电电池的情况下，当电池被过充电以致超过电池电压的上限时，有时电池的电解溶液在电池的正电极附近被氧化，有时正电极的晶体结构被毁坏或损坏，而且有时锂沉积在电池的负电极上。相比而言，当电池被过放电以致变得低于电池电压的下限时，组成负电极的铜有时被电解液溶解掉。同样地，除了锂离子可再充电电池之外的任何可再充电电池在过充电或过放电时也被损坏。
此外，从电容器向电动机施加的驱动电压是可改变的。当车辆或汽车的发动机开始驱动时或者当操作电动机以使车辆或汽车高速行驶时，该驱动电压有时增加到最大值， 比如650V。在这种情形下，当执行温度增加控制时，电容器的电压在电压下降操作期间相当大地减小到低于所需的驱动电压，并且不足以驱动电动机的低于驱动电压的电压被不期望地施加到电动机。因此，难以在电动机中生成启动车辆或汽车的行驶或者使车辆或汽车以期望的速度行驶所需的驱动转矩(电压转换设备的第二缺陷)。发明内容
因此，期望提供一种用于快速引起电池温度上升同时确保电池的安全性的系统。
还期望提供一种用于快速引起电池温度上升同时向电动机施加驱动电动机所需的电压的系统。
根据本公开的第一方面，通过提供以下引起电池温度上升的系统来实现第一目的，该系统包括可再充电电池、蓄电器、电压转换单元、以及控制单元。可再充电电池保持电功率。蓄电器蓄积从电池接收到的电功率。电压转换单元执行电池与蓄电器之间的电功率的电压转换。控制单元接收电池的电池温度，并且控制转换单元在所接收到的电池温度低于参考值时，增加电池温度同时交替地将电功率从蓄电器向电池转移以及从电池向蓄电器转移。此外，控制单元接收电池的电池电压，并且控制转换单元在每次所接收到的电池电压达到电池上限或电池下限时改变电功率在电池与蓄电器之间的转移方向。
通过系统的这种结构，控制单元控制转换单元在每次电池电压达到电池上限时将电功率从蓄电器向电池转移改变为电功率从电池向蓄电器转移，并且在每次电池电压达到电池下限时将电功率从电池向蓄电器转移改变为电功率从蓄电器向电池转移。因此，控制单元控制转换单元在从电池上限到电池下限的范围内改变电池电压。
因此，本系统可以防止电池被过充电或过放电，从而防止电池被损坏或毁坏，并且可以确保电池的安全性。
此外，因为控制单元控制转换单元交替地将电功率从蓄电器向电池转移以及将电功率从电池向蓄电器转移，所以电流流过电池使得在电池中产热。因此，当电池温度低于参考值时，系统可以快速地引起电池温度上升。
根据本公开的第二方面，通过提供以下引起电池温度上升的系统来实现第一目的，该系统包括可再充电电池、蓄电器、电压转换单元以及控制单元。控制单元接收电池的电池温度并且控制转换单元在所接收到的电池温度低于参考值时增加电池温度同时交替地将电功率从蓄电器向电池转移以及从电池向蓄电器转移。此外，控制单元在电池的电池电压低于电池上限并且高于电池下限的条件下、针对电池温度的每个水平预先存储表示电功率的转移频率与由于电功率的交替转移而在电池中产生的发热量之间的关系的数据，确定与所接收到的电池温度相对应的发热量被最大化的最佳频率，并且控制转换单元按照最佳频率改变电功率在电池和蓄电器之间的转移方向。
通过系统的这种结构，控制单元控制转换单元交替地将电功率从电池向蓄电器转移以及将电功率从蓄电器向电池转移，同时在从电池上限到电池下限的范围内改变电池电压。因此，该系统可以防止电池被过充电或过放电，从而防止电池被损坏或毁坏，并且可以确保电池的安全性。
此外，控制单元根据频率与对应于所接收到的电池温度的发热量之间的关系确定发热量被最大化的最佳频率，并且控制转换单元按照该最佳频率来改变电功率的转移方向。因此，当电池温度低于参考值时，系统可以快速地引起电池温度上升。
根据本公开的第三方面，通过提供以下引起电池温度上升的系统来实现第一目的，该系统包括可再充电电池、蓄电器、电压转换单元以及控制单元。控制单元接收电池的电池温度并且控制转换单元在所接收到的电池温度低于参考值时增加电池温度同时交替地将电功率从蓄电器向电池转移以及从电池向蓄电器转移。此外，控制单元在电池的电池电压低于电池上限并且高于电池下限的条件下、针对电池温度的每个水平预先存储表示电功率的转移频率与流过电池的电池电流之间的关系的数据，通过使用与所接收到的电池温度的水平相对应的关系来确定由于电功率的交替转移而在电池中产生的发热量被最大化的最佳频率，并且控制转换单元按照最佳频率来改变电功率在电池和蓄电器之间的转移方向。
通过系统的这种结构，控制单元控制转换单元交替地将电功率从电池向蓄电器转移以及将电功率从蓄电器向电池转移，同时在从电池上限到电池下限的范围内改变电池电压。因此，该系统可以防止电池被过充电或过放电，从而防止电池被损坏或毁坏，并且可以确保电池的安全性。
此外，控制单元根据电池温度和频率预先知道电池的阻抗，并且可以根据阻抗和电池电流确定发热量。因此，控制单元根据频率与所接收到的电池温度之间的关系来确定发热量被最大化的最佳频率，并且控制转换单元按照最佳频率来改变电功率的转移方向。 因此，当电池温度低于参考值时，系统可以快速地引起电池温度上升。
根据本公开的第四方面，通过提供以下引起电池温度上升的系统来实现第二目的，该系统包括可再充电电池、蓄电器、电压转换单元、逆变器以及控制单元。可再充电电池保持电功率。蓄电器蓄积从电池接收到的电功率或者蓄积在电动机中再生的电功率。电压转换单元执行电池与蓄电器之间的电功率的电压转换。逆变器在车辆行驶期间将在蓄电器中蓄积的电功率的蓄积电功率电压转换成交流电压并且向电动机施加交流电压以驱动电动机。控制单元接收电池的电池温度并且控制转换单元在所接收到的电池温度低于参考值时增加电池温度同时交替地将电功率从蓄电器向电池转移以及将电功率从电池向蓄电器转移。此外，控制单元根据车辆的行驶状况确定驱动电动机所需的驱动电压，接收蓄电器的蓄积电功率电压和电池的电池电压，并且根据驱动电压、蓄积电功率电压和电池电压来控制转换单元交替地执行电功率的转移。
通过系统的这种结构，控制单元控制转换单元交替地将电功率从蓄电器向电池转移以及将电功率从电池向蓄电器转移。因此，电流流过电池使得在电池中产热。因而，系统可以快速地弓I起电池温度上升。
此外，根据驱动电压执行控制单元的控制。因此，系统可以向电动机可靠地施加驱动电动机所需的驱动电压。
因此，系统可以快速地引起电池温度上升，同时向电动机施加驱动电动机所需的驱动电压。
优选地，在所确定的驱动电压低于与驱动电动机所需电压的最大值相等的预定阈值、同时蓄积电功率电压高于所确定的驱动电压时，控制单元控制转换单元来交替地执行电功率的转移。
通过系统的这种结构，驱动电压是可改变的，并且取决于车辆的行驶状况。当车辆启动行驶或者现在正在以高速行驶时，电动机需要最大驱动电压(例如，650V)，并且驱动电压达到预定阈值。此外，为了在控制单元的控制下执行的温度增加控制期间向电动机可靠地施加驱动电压，蓄积电功率电压应该高于所确定的驱动电压。在这种情形下，当所确定的驱动电压增加到预定阈值时，在温度增加控制期间，蓄积电功率电压增加到高于预定阈值的高值，并且蓄电器有时由于在蓄电器中所蓄积的电功率的高电压而被损坏。
因为控制单元在所确定的驱动电压低于预定阈值时控制转换单元交替地执行电功率的转移，所以该系统可以防止蓄电器被损坏。
图I是根据本发明第一实施例的带有引起电池温度上升的系统的电流消耗器驱动装置的结构图2是图I所示的系统中的电压、电流和温度的时序图3是在根据第一实施例的系统中执行的温度增加控制的流程图4是示出了根据本发明第二实施例的频率和电池阻抗之间的关系的图5是示出了根据第二实施例的频率和电池电流之间的关系的图6是示出了根据第二实施例的频率和发热量之间的关系的图7是在根据第二实施例的系统中执行的温度增加控制的流程图8是示出了根据第二实施例的按恒定最佳频率和可变最佳频率中的每一个的电池温度变化的图9是根据本发明第三实施例的带有引起电池温度上升的系统的电流消耗器驱动装置的结构图10是图9所示的系统中的电压、电流和温度的时序图11是根据第三实施例的温度增加控制的流程图12示出了当没有执行温度增加控制时电容器电压的变化和电池电流的变化； 以及
图13示出了根据第三实施例执行温度增加控制时电容器电压的变化和电池电流的变化。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的实施例，其中，相同的参考标记在整个说明书中表示相同的部分、构件或元件，除非另有表示。
第一实施例
图I是根据第一实施例的带有引起电池温度上升的系统的电流消耗器驱动装置的结构图。如图I所示，电流消耗器驱动装置具有引起电池温度上升的系统10、逆变器20， 以及诸如逆变器或电动机的电流消耗装置30。
引起电池温度上升的系统10能够用于诸如混合动力车辆或者插入式(plug-in) 混合动力车辆的电动汽车快速地加温或加热汽车的可再充电电池。系统10具有用于保持电功率的可再充电二次电池11 ;用于蓄积从电池11转移的电功率的诸如电容器的蓄电器 13 ;用于执行在电池11和蓄电器13之间的电功率的电压转换的电压转换单元12 ;用于输出驱动信号给转换单元12和逆变器20以驱动转换单元12和逆变器20的驱动电路14 ;以及控制单元15，其用于在正常操作下控制电路14以输出驱动信号给转换单元12和逆变器 20和在温度增加控制下输出驱动信号给转换单元12以便增加电池11的温度Tb。
电池11具有一系列的电池单元(未示出)。作为每个单元，使用锂离子可再充电电池。电池11被用作用于驱动电流消耗装置30的电源。电池温度检测器16被布置靠近电池11以检测电池11的温度。所检测的电池温度Tb的数据被发送到控制单元15。电压检测单元(未示出)检测电池11的电压Vb。电池电流检测器17检测流过电池11的电池电流Ib。所检测的电池电流Ib的数据和所检测的电池电压Vb的数据被发送到控制单元15。
转换单元12用作升压转换器以执行电池11和蓄电器(下文称为电容器)13之间的电压转换。因此，单元12表示DC-DC(直流到直流)转换器。单元12具有电抗性元件 12a、第一开关元件12b (Qcl)、第二开关元件12c(Qc2)、第一二极管12d(Dl)以及第二二极管12e(D2)。电抗性元件12a的一端与电池11的正电极连接，而其另一端与开关元件12b 和12c的连接点连接。电抗器电流检测器18检测流过元件12a的电抗器电流(或者转换电流)IL并将电流IL的数据输出到控制单元15。
开关元件12b和12c中的每一个由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)构成。元件12b 和12c在逆变器20的电源线Lp和接地线Lg之间彼此串联连接。更具体地，元件12b的集电极与电源线Lp连接,元件12b的发射极与元件12c的集电极连接。接地线Lg与元件12c 的发射极以及电池11的负电极连接。二极管12d与元件12b的集电极和发射极连接，使得二极管电流从发射极流到集电极。二极管12e与元件12c的集电极和发射极连接，使得二极管电流从发射极流到集电极。二极管12d和12e中的每一个用作续流二极管(FWD)。
电容器13的两端分别与电源线Lp和接地线Lg连接。布置在逆变器20的输入侧的电容器13平滑从转换单元12施加的直流电压并将经平滑的电压施加到逆变器20上。电压检测单元(未示出)检测电容器13的两端之间的电势差作为电容器电压(或者蓄积电功率电压)Vc并将电容器电压Vc输出到控制单元15。
驱动电路14根据控制单元15的指令输出驱动信号到单元12的开关元件12b和 12c以及逆变器20以驱动单元12和逆变器20。电路14和单元12可以集成地形成。
控制单元15从布置在驱动装置的外部的电子控制单元(未示出)接收指示驱动电流消耗装置30的指令。响应于该指令，控制单元15控制电路14驱动转换单元12和逆变器20。在电子控制单元中，带有中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、电可擦除和可编程 ROM (EEPROM)、随机存取存储器(RAM)等的微计算机根据存储在ROM等中的软件程序执行预定的功能。
控制单元15具有引起电池11中的温度Tb升高的功能。更具体地，参考值Tth例如预设在冰点(即零摄氏度)处。当电池11位于比冰点低的环境中时，难以使车辆或者汽车启动行驶或者使车辆或汽车以期望的速度行驶。因此，应该对电池11加温。参考值Tth 可以根据构成电池11的电池单元的特性适当地设置。
当电池温度Tb等于或高于参考值Tth时，不需要对电池加温。因此，控制单元15 在正常操作下控制驱动电路14驱动转换单元12和逆变器20。相反地，当电池温度Tb低于参考值Tth时，控制单元15执行温度增加控制。也就是说，单元15通过驱动电路14控制转换单元12以增加电池温度Tb，同时在电池11和电容器13的电功率转移过程中交替地执行电功率从电容器13到电池11的第一转移和电功率从电池11到电容器13的第二转移。 在电功率转移期间，电流流过电池11，并且电池11被加温。
此外，在该温度增加控制中，控制单元15控制转换单元12同时防止电池电压Vb 超过电池电压上限Vbu和防止电池电压Vb降低到低于电池电压下限Vbd。换句话说，控制单元15控制电池11和电容器13之间的电功率转移，同时使电池电压Vb处于从上限Vbu 到下限Vbd之间的范围内。因此，控制单元15可以防止电池11被过充电或过放电。
然后，当电池温度Tb升高到参考值Tth时，控制单元15控制驱动电路14驱动转换单元12和逆变器20，并且单元12和逆变器20根据从电路14发送的信号执行正常操作以驱动电消耗装置30。在该正常操作中，转换单元12交替地执行电压增加操作和电压下降操作。在增加操作中，电池11的电功率被转移到电容器13以增加电容器电压Vc。在下降操作中，电容器13的电功率被返回给电池11以降低电容器电压Vc。
响应于从驱动电路14发送的信号，逆变器20将表示直流(dc)电压的电容器电压 Vc转换成交流(ac)电压并将该ac电压施加到消耗装置30以驱动消耗装置30。此外，逆变器20能够将在消耗装置30中再生的电功率的ac电压转换成dc电压以将该dc电压的再生电功率通过转换单元12提供给电容器13或电池11。
逆变器20具有u相臂21、v相臂22以及w相臂23。u相臂21具有彼此串联连接的开关元件21a和21b。V相臂22具有彼此串联连接的开关元件22a和22b。w相臂23具有彼此串联连接的开关元件23a和23b。元件21a、21b、22a、22b、23a和23b的基极与驱动电路14连接以接收电路14的信号。开关元件2la、22a和23a的集电极与电源线Lp连接， 并且开关元件21a、22a和23a的发射极分别与开关元件21b、22b和23b的集电极连接。开关元件21b、22b和23b的发射极与接地线Lg连接。因此，臂21和23彼此并联布置。u相臂21还具有与元件21a连接的二极管21c和与元件21b连接的二极管21d，使得二极管电流从对应元件的发射极流到集电极。V相臂22还具有与元件22a连接的二极管22c和与元件22b连接的二极管22d，使得二极管电流从对应元件的发射极流到集电极。w相臂23还具有与元件23a连接的二极管23c和与元件23b连接的二极管23d，使得二极管电流从对应元件的发射极流到集电极。元件21a、21b、22a、22b、23a和23b中的每一个由IGBT构成。 二极管 21c、21d、22c、22d、23c 和 23d 中的每一个用作 FffD0
消耗装置30例如由具有u相线圈、V相线圈和w相线圈的三相永磁同步电动机构成。这三个线圈的一端以Y形在中心点彼此连接。u相线圈的另一端与元件21a的发射极和元件21b的集电极连接。V相线圈的另一端与元件22a的发射极和元件22b的集电极连接。w相线圈的另一端与元件23a的发射极和元件23b的集电极连接。
控制单元15通过驱动电路14执行逆变器20的开关元件21a、21b、22a、22b、23a 和23b的开关控制，并控制流过消耗装置30的每个线圈的电流。因此，代表消耗装置30的电动机产生指示的驱动扭矩以驱动混合动力车辆或电动汽车的轮子。
消耗装置30可以与车辆或者汽车的发动机连接，以具有发电机功能和电动机功能。作为发电机功能，消耗装置30根据发动机中产生的旋转功率而产生电功率。作为电动机功能，消耗装置30提供启动发动机所需的电功率给发动机。
接下来，下面参考附图I和附图2描述引起电池温度上升的系统10的操作。图2 是系统10中电容器电压Vc、电池电压Vb、电抗器电流IL、流过元件和二极管的电流以及电池温度Tb的时序图。在系统10中，控制单元15指示驱动电路14输出驱动信号给单元12 和逆变器20的各个开关元件，并且每个开关元件响应于电路14的对应驱动信号而接通或者断开。
在用于增加电容器电压Vc的电压增加操作中，开关元件12b(Qcl)总是设置在断开状态，而开关元件12c (Qc2)重复地接通和断开以交替地设置在接通和断开状态。更具体地，当元件12c (Qc2)被接通时，电流通过电抗性元件12a从电池11流到元件12c (Qc2),并且电能被蓄积在元件12a中。也就是说，该电流流过电池11。然后，元件12c (Qc2)被断开以设置在断开状态，并且电流依顺序通过电抗性元件12a和二极管12d(Dl)从电池11流到电容器13。也就是说，该电流流过电池11。电流从电池11到元件12a的流动方向被定义为正的，而从元件12a到电池11的另一流动方向被定义为负的。在电压增加操作中，电流以正方向流动，元件12a的朝向电池11的端部的电压变成等于电池电压Vb。因此，电容器 13以闻于电压Vb的升压电压的电功率充电。
如图2所示，当元件12c(Qc2)的开关以预定的占空比(或者预定的占空比率) DUTY驱动以执行电压增加操作时，元件12c (Qc2)交替地被设置为接通和断开状态，以将电功率从电池11放电并将该放电的电功率充电到电容器13。因此，电池11的电压Vb逐渐减小，而电容器13的电压Vc逐渐增大。当电池电压Vb降低到下限Vbd时，停止该电压增加操作。此外，当电容器电压Vc增加到电容器上限Vcu时，停止该电压增加操作。
占空比DUTY被表达成Duty = Ton/(Ton+Toff)。符号Ton表示驱动信号的高电平期间，而符号Toff表示驱动信号的低电平期间。元件12c的每个接通状态持续接通状态时间段Ton，而元件12c的每个断开状态持续断开状态时间段Toff。在电压增加操作中达到的电容器电压Vc用以下关系式表达Vc = {I/ (I-Duty)} XVb0
相反地，在用于降低电容器电压Vc的电压下降操作中，开关元件12c (Qc2)总是设置在断开状态，而开关元件12b (Qcl)重复地接通和断开以交替地设置在接通和断开状态。 更具体地，当元件12b (Qcl)被接通时，电流依顺序通过元件12b (Qcl)和电抗性元件12a从电容器13流到电池11，并且电能被蓄积在元件12a中。然后，开关元件12b (Qcl)被断开以设置在断开状态，并且电流通过电池11从电抗性元件12a流到二极管12e(D2)。由于电流在电压下降操作过程中以负方向流动，元件12a的朝向二极管12e(D2)的另一端的电压变成零。因此，降低的电压的电功率被蓄积在电池11中。
如图2所示，当以上述的占空比DUTY驱动元件12b(Qcl)的开关以执行电压下降操作时，元件12b (Qcl)交替地被设置在接通和断开状态，以将电功率从电容器13放电并将该放电的电功率充电到电池11。因此，电容器13的电压Vc逐渐减小，而电池11的电压Vb 逐渐增大。当电池电压Vb增加到上限Vbu时，停止该电压下降操作。此外，当电容器电压 Vc降低到电容器下限Vcd时，停止该电压下降操作。
元件12b (Qcl)的每个接通状态持续接通状态时间段Ton，而元件12b (Qcl)的每个断开状态持续断开状态时间段Toff。在电压下降操作中达到的电池电压Vb用以下关系式表达Vb = Duty X Vc。
在用于升高电池11的温度的温度增加控制中，交替地执行电压增加操作和电压下降操作，使得电池电流Ib流过电池11以在电池11中产热。因此，电池11被加温，并且引起电池温度Tb升高。通过使用电池11的内部电阻R，电池11中产生的发热量Q用以下关系式表达Q = (Ib)2XR0
接下来，参考图3详细描述控制单元15中执行的温度增加控制。图3是根据第一实施例的温度增加控制的流程图。如图3所示，单元15从电压检测单元(未示出)接收电池电压Vb，并判断是否电池电压Vb等于或者大于发动机启动电压值Vd (步骤S100)。该值 Vd被设成低于电池电压Vb的下限Vbd，并被设成使得车辆或汽车的发动机在使用设置在值 Vd的电压的电池11的电功率时可以启动。更具体地，控制单元15通过使用电池电压Vb、电池电流Ib等数据计算电池11中的剩余电量的当前水平(即充电状态S0C)，并基于该算出的剩余电量水平来设置值Vd。剩余电量表示电池11中保持的可被放电的电荷量。当电池电压Vb低于值Vd时(在步骤SlOO中为否)，单元15判断由于低于值Vd的电池电压 Vb在温度增加控制中被进一步降低，使用电池11的电功率的车辆或者汽车不能以期望的速度行驶。因此，单元15执行正常控制而不执行任何温度增加控制(步骤S114)。在该正常控制中，转换单元12将电池电压Vb转换成高于电压Vb的升压电压，以通过在逆变器20 中将该升压的电压转换成驱动电压Vm来驱动电动机30，或者将从消耗装置30的制动能量再生的电功率通过逆变器20和转换单元12提供给电池11。
因此，当电池11中的剩余电量水平低时，电池11的电功率不在温度增加控制中被消耗，而是在正常操作中对电池11充电。因此，系统10能够防止电池11被过充电，并且车辆或者汽车能够可靠地启动行驶或者以期望的速度行驶。
相反地，当电池电压Vb等于或大于值Vd(在步骤SlOO中为“是”)，单元15接收检测器16检测的电池温度Tb的数据(步骤S101)。然后，单元15判断是否温度Tb低于参考值Tth(步骤S102)。当温度Tb等于或者高于值Tth时(在步骤S102中为“否”)，不需要对电池11加温。因此，单元15执行正常控制(步骤S114)。相反地，当温度Tb低于值Tth(在步骤S102中为“是”)时，单元15交替地执行电压增加操作(步骤S103到步骤 S106)和电压下降操作(步骤S107到步骤S110)以对电池11加温。
在电压增加操作中，电容器13用电池11的电功率充电(步骤S103)。因此，电池电压Vb下降。然后，单元15判断是否电池电压Vb高于下限Vbd(步骤S104)。当电池电压 Vb高于下限Vbd时(在步骤S104中为“是”)，单元15判断是否在该电压增加操作中增加的电容器电压Vc低于电容器上限Vcu (步骤S105)。该上限Vcu例如等于电容器13的耐受或者击穿电压。当电容器电压Vc低于上限Vcu时(在步骤S105中为“是”)，单元15判断是否在该电压增加操作中从电池11到电容器13的电功率转移开始之后经过了预定的时间段(步骤S106)。假设该电压增加操作持续了预定的时间段，则电容器13的剩余电量变得在电容器中不足以接收更多的电功率，并且流过电池11的电流水平减小。因此，电池11中产生的发热量Q减小，并且电池11不能被有效地加温。当从该电压增加操作开始之后还没有经过预定的时间段时(在步骤S106为“否”)，过程返回到步骤S103，并且再次执行电压增加操作。
相反地，当单元15接收到达到下限Vbd的电池电压Vb的数据时(在步骤S104为 “否”)，单元15结束该电压增加操作并执行电压下降操作。因此，由于控制单元15监控电池电压Vb，因此单元15能够防止电池11将电功率过放电。此外，当单元15接收到增加到上限Vcu的电容器电压Vc的数据时(在步骤S105中为“否”)，单元15结束该电压增加操作并执行电压下降操作。因此，由于控制单元15监控电容器电压Vc，单元15可以防止电容器电压Vc超过耐受电压并且可以防止电容器13被毁坏或者损坏。而且，当在电压增加操作开始之后、在电池电压Vb增加到上限Tbu和电容器电压Vc降低到下限Vcd之前已经经过预定的时间段时(在步骤S106为“是”)，单元15结束该电压增加操作并执行电压下降操作。因此，由于控制单元15测量该电压增长操作的经过时间，因此单元15能够防止电容器饱和,从而减少电池11中产生的发热量Q。
在电压下降操作中，电容器电压Vc降低，并用电容器13的电功率对电池11充电(步骤S107)。然后，单元15判断是否电池电压Vb低于上限Tbu(步骤S108)。当电池电压 Vb低于上限Tbu时(在步骤S108为“是”)，单元15判断是否电容器电压Vc高于电容器下限Vcd(步骤S109)。当电容器电压Vc高于下限Vcd时(在步骤S109中为“是”)，单元15 判断在该电压下降操作中从电容器13到电池11的电功率转移开始之后是否经过了预定的时间段(步骤S110)。假设电压下降操作持续了预定的时间段，流过电池11的电流水平减小，电池11中产生的发热量Q减小，并且电池11不能被有效地加温。当该电压下降操作开始之后未经过预定的时间段时(在步骤SllO为“否”)，过程返回到步骤S107，并且再次执行电压下降操作。
相反地，当单元15接收到增加到上限Tbu的电池电压Vb的数据(在步骤S108为 “否”)或者降低到下限Vcd的电容器电压Vc的数据(在步骤S109为“否”)时，该单元结束该电压下降操作。此外，当在该电压下降操作开始之后、在电池电压Vb增加到上限Tbu 和电容器电压Vc降低到下限Vcd之前经过了预定的时间段时(在步骤SllO为“是”)，该单元结束该电压下降操作。
然后，以与步骤SlOO中的判断相同的方式，单元15判断是否电池电压Vb等于或大于值Vd(步骤S111)。当电池电压Vb低于值Vd时(在步骤Slll中为“否”)，单元15执行正常控制(步骤S114)。因此，系统10能够防止电池11被过放电，并且车辆或者汽车能够可靠地启动行驶或者以期望的速度行驶。相反地，当电池电压Vb增加到值Vd(在步骤 Slll中为“是”)，单元15以与步骤SlOl中的操作相同的方式接收电池温度Tb的数据(步骤S112)。当温度Tb低于值Tth时(在步骤S113中为“否”)，需要进一步对电池11加温。 因此，过程返回到步骤S103，并且系统10再次执行电压增加操作(步骤S103到S106)和电压下降操作(步骤S107到SI 10)。相反地，当温度Tb等于或高于值Tth时(在步骤SI 13 中为“是”)，电池11被充分加温以启动车辆或者汽车的行驶或者使车辆或者汽车以期望的速度行驶。因此，单元15执行正常控制(步骤S114)。
因此，当电池电压Vb增加到上限Tbu时，控制单元15控制转换单元12提供电池 11的电功率给电容器13。此外，当电容器电压Vc减小至下限Vcd时，控制单元15控制转换单元12提供电池11的电功率给电容器13。因此，由于控制单元15监控电池电压Vb和电容器电压Vc，单元15能够判断是否系统10的电压下降操作应该转移到正常操作或者电压增加操作。也就是说，系统10能够防止电池11被过充电。而且，系统10能够防止电容器13饱和以减少电池11中产生的发热量Q。
如上所述，在这个实施例中，在每次电池电压达到限值Vbu和Vbd中的一个时，控制单元15基本上控制转换单元12改变电池11和电容器13之间的电功率转移方向。更具体地，在每次电池电压达到上限值Vbu时，转换单元12将从电容器13到电池11的电功率转移改变为从电池11到电容器13的另一电功率转移。此外，在每次电池电压达到下限Vbd 时，转换单元12将从电池11到电容器13的电功率转移改变为从电容器13到电池11的另一电功率转移。因此，控制单元15能够控制转换单元12在从上限Vbu到下限Vbd的范围内改变电池电压Vb。因此，系统10能够防止电池11被过充电或过放电，系统10能够防止电池11被损坏或者毁坏，从而系统10能够引起电池11内的温度升高同时确保电池11的安全性。
此外，控制单元15控制转换单元12，使得在上限Vcu到下限Vcd的范围内改变电容器电压Vc。相应地，系统10能够进一步可靠地防止电池11被损坏或者毁坏，并且系统 10能够引起电池11中的温度升高，同时进一步可靠地确保电池11的安全性。
而且，系统10交替地执行电压增加操作和电压下降操作，以在电池11和电容器13 之间转移电功率和在电池11中产热。因此，系统10能够快速地引起电池11中的温度升高。此外，当电压增加操作和电压下降操作中的每一个持续预定时间段时，停止该操作以防止电容器13饱和。因此，系统10能够进一步快速地引起电池11中的温度升高。
总而言之，系统10能够快速地引起电池11中的温度升高，同时确保电池11的安全性。
第二实施例
在该实施例中，在系统10防止电池电压Vb超过上限Vbu和低于下限Vbd的同时， 在温度增加控制中执行的由一个电压增加操作和一个电压下降操作组成的每一对被定义为一个循环，并且在这种控制中每秒钟循环的数量被称为在电池11和电容器13之间的电功率转移过程中交替执行的电压增加和下降操作的频率。对于电池温度Tb的每个参考水平，该频率和电池11中产生的发热量Q( = (Ib)2XR)之间的关系被预先检查，同时在上限 Vbu到下限Vbd的电压范围内改变电池电压Vb。该关系的数据预先存储在控制单元15的存储装置中。然后，单元15确定在检测的电池温度Tb处产生的发热量Q被最大化的最佳频率，并控制转换单元12按照最佳频率交替地执行电压增加和下降操作。根据第二实施例的电流消耗器驱动装置的结构基本和图I中所示的装置的结构相同。
将参考附图4至附图6描述该频率和发热量Q之间的关系。附图4是示出对于电池温度Tb的每个参考水平、该频率和电池11的阻抗之间的关系的图。图5是示出对于电池温度Tb的每个参考水平、该频率和能够流过电池11的电池电流Ib之间的关系的图。图 6是示出对于电池温度Tb的每个参考水平、该频率和发热量Q之间的关系的图。
在低温下电池11的直流电阻非常高。当直流电流流过在低温下冷却的电池11时， 电池电压Vb很快达到上限Vbu和下限Vbd。例如，每个电池单元的上限Vbu大约为4. 2V, 而每个电池单元的下限Vbd大约为2. 5V。当电池电压Vb处于限值Vbu和Vbd之间的电压范围之外时，电池11容易变坏。因此，容易使电池电压Vb处于该电压范围之外的大的直流电流不应该流过电池11。相反地，即使当电池11处于低温下时，电池11的交流电阻(即阻抗)在特定频率范围内也是低的。因此，即使当在此范围内交替执行电压增加操作和电压下降操作使得大的交流电流流过电池11时，电池电压Vb也很难达到上限Vbu或下限Vbd。 因为发热量Q正比于电池电流Ib的平方，因此应该给电池11大的交流电流以增加发热量 Q。因此，对于电池温度Tb的每个参考水平，预先测量电池11的阻抗和频率之间的关系，并且应该在特定频率范围内交替执行电压增加和下降操作，其中在该特定范围内，电池11的阻抗是低的。
更具体地，如图4所示，尽管电池11的阻抗取决于电池温度Tb，但是对于任何电池温度Tb，阻抗在从IOOHz到1000Hz的特定频率范围内是低的。因此，优选地，在该特定频率范围内交替执行电压增加和下降操作。
此外，因为电池11的阻抗取决于电池温度Tb，因此能够流过电池11的电池电流 Ib取决于电池温度Tb，其中在电池11中，电池电压Vb在从上限Vbu到下限Vbd的电压范围内改变。例如，电池11在等于或小于-30摄氏度的很低温度下的阻抗和在-10摄氏度的温度下的阻抗相比是高的，电池11在很低温度下的电压Vb在不高于IOOOHz的频率范围内很容易达到上限Vbu和下限Vbd。因此，如图5所示，当执行温度增加控制同时防止电池电压Vb达到上限Vbu或下限Vbd时，在很低温度下能够流过电池11的电流很小并且在不高于IOOOHz的频率范围内不断减小。
相反地，如图4所示，电池11的阻抗在从100H到IOOOHz的特定频率范围内在诸如-10摄氏度的低温下相对较低。因此，电池电压Vb即使以等于或者低于1000Hz的频率也达不到上限Vbu或下限Vbd。因此，如图5所示，当以设成等于或低于1000Hz的值的频率执行温度增加控制同时防止电池电压Vb达到上限Vbu或下限Vbd时，相对高的水平的电流能够流过处于-10摄氏度的温度的电池11。
此外，如图5所示，能够流过电池11的电池电流Ib被最大化的特定频率取决于电池温度Tb，并且在不低于-10摄氏度的温度范围内处于特定频率范围内。更具体地，当执行温度增加控制同时防止电池电压Vb达到上限Vbu或者下限Vbd时，随着频率从1000Hz的高频率减小，一个循环的时间周期dt变长，并且能够流过电池11的电池电流Ib增大(di = V/LXdt,di表示一个循环内流过电池11的电荷量)。然而，随着频率降低，电容器13的电量减小使得电容器13容易饱和，并且能够在电容器13中蓄积的电荷量减小。因此，能够流过电池11的电流在特定频率范围内的特定频率处被最大化。例如，当电池温度Tb例如等于-10摄氏度时，能够流过电池11的电池电流Ib在大约200Hz的频率处被最大化。控制单元15能够通过调整提供给开关元件12b的驱动信号的占空比和提供给开关元件12c的驱动信号的占空比而任意地改变流过电池11的电池电流Ib。
如图6所示，由于发热量Q根据电池11的电池电流Ib和内部电阻R (即阻抗)二者确定(Q= (Ib)2XR),因此发热量Q取决于电池温度Tb和频率。为了快速地引起电池温度Tb的升高，应该以使发热量Q最大化的最佳频率执行电压增加和下降操作。因此，在该实施例中，对于电池温度Tb的每个参考水平，检查并映射最佳频率和对应于在该最佳频率处 (参考图5)能够流过电池11的电池电流Ib的占空比。控制单元15预先存储这些映射。
此外，当可从电池11放电的剩余电量水平(以下称为S0C)高时，电池电压Vb容易超过上限Vbu。相反地，当SOC低时，电池电压Vb容易变成低于下限Vbd。因此，对于SOC 的每个参考水平，准备好频率和发热量Q之间的关系(参考图6)，并且控制单元15预先存储这种关系和针对每个SOC水平的映射。在准备该映射时，在低的SOC区域和高的SOC区域中，修正的占空比被设置为低于对应于最佳频率的非修正的占空比。在其它SOC区域中， 修正的占空比等于对应于最佳频率的非修正的占空比。图5和图6示出的关系对应于60% 的SOC水平。此外，用于准备图5和图6所示出的关系的数据取决于锂离子可再充电电池的正负电极的材料的特性。因此，图5和图6示出的关系针对每个锂离子可再充电电池而准备。
接下来，将参考图7描述在控制单元20中执行的引起电池温度Tb升高的温度增加控制。图7是根据第二实施例的温度增加控制的流程图。
如图7所示，以与在第一实施例中相同的方式执行步骤SlOO到步骤S102的处理。 当电池温度Tb低于参考值Tth (在步骤S202为“是”)时，控制单元15根据对应于电池温度Tb和当前SOC水平的映射，确定最佳频率(步骤S203)和对应于在最佳频率处能够流过电池11的电池电流Ib的特定占空比，其中在最佳频率处，与检测器16检测的电池温度Tb对应的发热量Q被最大化。控制单元15总是通过使用电池电压Vb的数据和电池电流Ib 的数据计算SOC水平，使得单元15能够选择对应于检测的电池温度Tb和当前SOC水平的映射，并且能够在所选择的映射中确定最佳频率和特定的占空比。
然后，以该特定的占空比一起设置发送给开关单元12b和12c的驱动信号，并且根据以该特定的占空比设置的驱动信号驱动开关元件12b和12c，以重复地在电池11和电容器13之间转移电功率，同时以最佳频率交替地执行电压增加和下降操作，并且对电池11加温(步骤S204)。在开关元件12b和12c的该开关操作期间，电能在电抗性元件12a、元件 12b和12c以及二极管的12d和12e中损失。因此，电池11的SOC水平逐渐降低，并且电池电压Vb逐渐降低。
然后，当电池电压Vb低于预定值Vd (在步骤S205为“否”)时，单元15停止该温度增加控制以保持车辆以期望的速度行驶，并且单元15执行正常控制(步骤S114)。相反地，当电池电压Vb等于或高于预定值Vd (在步骤S205为“是”)时，单元15接收在该温度增加控制中增加的电池温度Tb的数据，同时继续电压增加和下降操作(步骤S206)。这种接收可以以每对电压增加和下降操作执行，或者可以在每次电压增加和下降操作被交替执行了预定时间段时执行。
然后，单元15判断是否检测的电池温度Tb等于或高于参考值Tth (步骤S207)。 当电池温度Tb未达到参考值Tth (在步骤S207为“否”)时，过程返回到步骤S203，并且继续该温度增加控制。相反地，当电池温度Tb已达到参考值Tth(在步骤S207为“是”)，单元15执行正常控制(步骤SI 14)。
如上所述，在该实施例中，在执行温度增加控制同时防止电池电压Vb达到上限 Vbu或下限Vbd的情况下，根据电池温度Tb和电池11的SOC水平确定发热量Q被最大化的最佳频率和特定的占空比，该特定的占空比对应于在最佳频率处能够流过电池11的电池电流Ib，并且控制单元15控制转换单元12根据以特定占空比设置的驱动信号在电压增加和下降操作中以最佳频率执行开关元件12b和12c中的开关操作。因此，当电功率重复地在电池11和电容器13之间转移时，系统10能够防止电池11被过充电或过放电。
因此，系统10可以可靠地防止电池11被损坏或毁坏，并且可以引起电池11的温度上升，同时确保电池11的安全性。
另外，在该实施例中，以使发热量Q最大化的最佳频率在电池11与电容器13之间转移电功率。因此，系统10可以快速地引起电池11的温度上升。另外，不仅基于电池温度 Tb而且还基于电池11的SOC水平，确定最佳频率。因此，系统10可以进一步快速地弓I起电池11的温度上升。
而且，随着电池温度Tb升高，最佳频率的值和特定占空比的值被更新。因此，系统 10可以对电池11加温，同时始终向电池11提供最大发热量Q，而不管电池温度Tb如何改变。也就是说，最佳频率和特定占空比能够随着电池温度Tb而改变。为了可变地确定最佳频率和特定占空比，每次检测到改变后的电池温度Tb (步骤S206)，就改变最佳频率和特定占空比(图7中所示的步骤S203)。然后，以改变后的最佳频率和改变后的特定占空比在电池11与电容器13之间转移电功率(步骤S204)。
在该实施例中，单元15针对电池电流Ib的每个水平而预先存储频率与占空比之间的关系，并且确定最佳频率和特定占空比。然而，在电池电压Vb低于上限Vbu且高于下限Vbd的条件下，单元15可针对电池温度Tb的每个水平而预先存储表示频率与发热量Q 之间的关系的数据，以确定最佳频率。
图8是按恒定最佳频率和可变最佳频率的每一个示出电池温度Tb随着时间而改变的图。如图8所示，当最佳频率的值在第一时间Tl处改变时，在时间Tl处为值Tthl的电池温度Tb在第二时间T2处增大至值Tth2。相反地，当最佳频率的值在时间Tl处没有改变时，电池温度Tb在时间T2处的值小于值Tth2。因此，当可变地确定最佳频率的值时，可以始终最大化在电池11中所产生的发热量Q，而不管电池温度Tb如何改变。
因此，由于可变地确定最佳频率的值以使电池温度Tb随着时间改变的电池11中所产生的发热量Q始终最大化，因此，与最佳频率的值不变的情况相比，可以快速地升高电池温度Tb。可每隔恒定的时间段改变最佳频率，或者可在每次电池温度Tb改变了预定值时改变最佳频率。
在第一实施例和第二实施例中，不需要图3和图7中所示的步骤SlOO中的判断。 另外，当始终监控电池电压Vb和电容器电压Vc时，可继续交替执行的电压增加和下降操作，而不管步骤S106和步骤SllO中的判断，直到电压Vb和Vc中的至少一个达到一个限值 Vbd、Vcu、Vbu或VccL因此，在这种情况下，不需要步骤S106和步骤SllO中的判断。
另外，在第一实施例中，每隔预定的时间段监控电池电压Vb、电容器电压Vc和电池温度Tb (步骤S104、S105、S108、S109和SI 13)，以交替地执行电压增加和下降操作。然而，控制单元15可接收流过转换单元12的电抗器电流IL，以当在正方向上流动的电流IL 达到上限时将电压增加操作改变为电压下降操作，以及当在负方向上流动的电流IL达到上限时将电压下降操作改变为电压增加操作。在这种情况下，系统10可以防止转换单元12 由于流过转换单元12的过电流而被毁坏或损坏。
而且，在第二实施例中，控制单元15针对电池温度Tb的每个参考水平而预先存储电功率转移的频率与在电池11中所产生的发热量Q之间的关系(参见图6)，以防止电池电压Tb在从上限Vbu到下限Vbd的电压范围之外。然而，控制单元15可预先存储频率与电池电流Ib之间的关系(参见图5)，而不是频率与发热量Q之间的关系。也就是说，控制单元 15可针对电池温度Tb的每个参考水平而预先存储频率与电池电流Ib之间的关系，以防止电池电压Vb在电压范围之外。在这种情况下，单元15根据与电池温度Tb相关联的、频率与电池电流Ib之间的关系确定最佳频率，以按最佳频率交替地执行电压增加和下降操作。
此外，在第二实施例中，针对电池温度Tb的每个参考水平以及针对每个SOC水平而对频率与发热量Q之间的关系进行映射，并且将该关系预先存储在控制单元15中。然而，可针对电池温度Tb的每个参考水平对频率与发热量Q之间的关系进行映射，而无需考虑S0C。以相同的方式，可针对电池温度Tb的每个参考水平而对频率与电池电流Ib之间的关系进彳了映射，而无需考虑S0C。
第三实施例
图9是根据第三实施例的具有引起电池温度上升的系统的电流消耗器驱动装置的结构图。如图9所示，电流消耗器驱动装置具有引起电池温度上升的系统10A、逆变器20、 电动机(或电动发电机)30A、用于检测提供给电动机30A的V相电流Iv的V相电流检测器 40以及用于检测提供给电动机30A的w相电流Iw的w相电流检测器50。系统IOA与图I 中所示的系统10的不同之处在于，驱动电路未设置在系统IOA中。
电动机30A例如是具有u相线圈、V相线圈和w相线圈的三相永磁同步电动机。这三个线圈的一端以Y形状在中心点处彼此连接。u相线圈的另一端与元件21a的发射极和元件21b的集电极连接。V相线圈的另一端与元件22a的发射极和元件22b的集电极连接。 w相线圈的另一端与元件23a的发射极和元件23b的集电极连接。
当控制单元15对逆变器20的开关元件21a、21b、22a、22b、23a和23b执行开关控制以控制流过电动机30A的每个线圈的电流时，电动机30A产生指示的驱动转矩，以驱动混合动力车辆或电动汽车的轮子。
电动机30A可与车辆或汽车的发动机连接，以具有发电机功能和电动机功能。作为发电机功能，电动机30A根据发动机中所产生的旋转功率产生电功率。作为电动机功能， 电动机30A将启动发动机所需的电功率提供给发动机。另外，电动机30A根据车辆或汽车的行驶状况，执行功率消耗操作或功率再生操作。在功率消耗操作中，驱动电动机30A，同时消耗蓄积在电容器13中并在逆变器20中所转换的电功率。在功率再生操作中，当对车辆执行制动操作时，电动机30A从车辆的行驶能量再生电功率，并且该所再生的电功率被提供给电容器13或电池11。
系统IOA的控制单元15接收表示节气门开度的数据(表示加速冲程位置的数据)、表示变速器的档位的数据、以及表示车辆或汽车行驶速度的数据。控制单元15根据所接收到的数据，确定驱动车辆或汽车所需的、电动机30A的驱动转矩。控制单元15接收表示电动机30A的电动机速度(S卩，旋转次数)的数据，根据所确定的转矩和速度产生驱动信号，并且将这些驱动信号直接输出到转换单元12的开关元件12b和12c以及逆变器20 的开关元件21a、21b、22a、22b、23a和23b。因此，在控制单元15的控制下驱动电动机30A。 单元15可从传感器直接接收节气门开度、挡位和行驶速度的数据，或者可从诸如发动机电子控制单元出⑶)的外部单元接收这些数据。
另外,控制单元15从检测器40和50接收表示流过电动机30A的v相线圈的v相电流Iv的数据、表示流过电动机30A的w相线圈的w相电流Iw的数据。控制单元15根据电流Iv和Iw的数据确定流过电动机30A的u相线圈的u相电流Iu，并且根据电流Iu、Iv 和Iw的数据以及所接收到的数据，确定电动机30A的运行所需的、电动机30A的驱动电压 Vm0
另外，控制单元15具有用于引起电池11的温度Tb上升的功能。更具体地，将参考温度值Tth预设为低于冰点(即，零摄氏度)且等于或高于-30摄氏度。当电池温度Tb 低于参考值Tth时，电池11的特性在进行电功率的充电和放电时变坏。值Tth可以根据构成电池11的电池单元的特性来适当地设置。
当电池温度Tb等于或高于值Tth时，不需要对电池11加温。因此，控制单元15 控制转换单元12和逆变器15，以执行正常操作。相反地，当电池温度Tb低于值Tth时，控制单元15执行温度增加控制，以根据驱动电压Vm、电容器电压Vc和电池电压Vb控制转换单元12，并且转换单元12引起电池温度Tb的上升，同时在电池11与电容器13之间的电功率转移中交替地执行电功率从电容器13到电池11的转移以及电功率从电池11到电容器 13的转移。在电功率转移期间，电流流过电池11，并且电池11被加温。
另外，在该温度增加控制中，控制单元15控制转换单元12，同时防止电容器电压 Vc超过电容器上限Vcu，防止电容器电压Vc下降到驱动电压Vm以下，防止电池电压Vb超过电池上限Vbu，并且防止电池电压Vb下降到电池下限Vbd以下。也就是说，控制单元15 控制电池11与电容器13之间的电功率转移，同时将电容器电压Vc置于从上限Vcu到驱动电压Vm的范围内并将电池电压Vb置于从上限Vbu到下限Vbd的范围内。因此，系统IOA 可以可靠地将电动机30A的运行所需的电压施加至电动机30A，并且可以防止电池11被过充电或过放电。
然后，当电池温度Tb升高至值Tth时，控制单元15控制转换单元12和逆变器20， 以根据从单元15发送的信号正常驱动电动机30A。在该正常控制中，单元12与逆变器20 的组合交替地执行电压增加操作和电压下降操作。在电压增加操作中，将电池11的电功率转移到电容器13以增大电容器电压Vc。在电压下降操作中，将电容器13的电功率返回到电池11以降低电容器电压Vc。
响应于从控制单元15发送的信号，逆变器20将等于或高于驱动电压Vm的直流电容器电压Vc转换为交流电压，并且将该交流电压施加至电动机30A以驱动电动机30A。另外，逆变器20可以将在电动机30A中所产生的交流电压转换为直流电压，以将该直流电压的电功率通过电容器13和转换单元12提供给电池11。
控制单元15对逆变器20执行开关控制，以控制流过电动机30A的每个线圈的电流，并且电动机30A产生指示的驱动转矩以驱动混合动力车辆或电动汽车的轮子。电动机 30A可与车辆或汽车的发动机连接，以作为发电机功能而从发动机中所产生的旋转功率产生电功率，并且作为电动机功能而将启动发动机所需的电功率提供给发动机。也就是说，当车辆加速时，电动机30A执行旋转操作，同时从具有等于或高于驱动电压Vm的电压的电容器13的电功率产生车辆或汽车的驱动转矩。相反地，当车辆减速时，电动机30A执行功率再生操作，以将从车辆或汽车的动能获得的电功率提供给电容器13。
接下来，以下将参照图9和图10描述引起电池温度上升的系统10的操作。图10 是系统IOA中的电容器电压Vc、电池电压Vb、电抗器电流IL、流过元件和二极管的电流以及电池温度Tb的时序图。在系统IOA中，控制单元15将驱动信号输出到逆变器20和单元 12的各个开关元件，并且响应于电路14的相应驱动信号而接通或断开每个开关元件。
在用于增大电容器电压Vc的电压增加操作中，以与第一实施例中相同的方式，在控制单元15的直接控制下以高于电池电压Vb的升压电压的电功率对电容器13充电，并且电池电压Vb减小。当电池电压Vb下降至下限Vbd时，停止该电压增加操作。另外，当电容器电压Vc增大至电容器上限Vcu时，停止该电压增加操作。
在用于降低电容器电压Vc的电压下降操作中，以与第一实施例中相同的方式，以下降电压的电功率对电池11充电，并且电池电压Vb增大同时电容器电压Vc减小。当电池电压Vb增大至上限Vbu时，停止该电压下降操作。另外，当电容器电压Vc减小至驱动电压 Vm的值时，停止该电压下降操作。
由于根据提供给电动机30A的相电流确定驱动电压Vm，因此驱动电压Vm随着时间改变。
接下来，将参照图11详细描述控制单元15中所执行的温度增加控制。图11是根据第三实施例的温度增加控制的流程图。如图11所示，在步骤S300中，控制单元15从外部传感器或发动机ECU接收表示节气门开度的数据、表示变速器的挡位的数据以及表示车辆或汽车行驶速度的数据，并且单元15从电动机30A接收相电流Iv和Iw以及电动机速度N。单元15根据节气门开度、挡位和行驶速度确定电动机30A的驱动转矩，根据驱动转矩和电动机速度N确定驱动电动机30A所需的驱动功率，根据相电流Iv和Iw确定u相电流Iu， 并且根据所需功率以及相电流Iu、Iv和Iw确定电动机30A的驱动电压Vm的值。以指示的速度使车辆或汽车行驶并且有效地驱动电动机30A需要等于或高于驱动电压Vm的电压。
然后，在步骤S301中，单元15判断驱动电压Vm是否低于参考电压值Vth。施加至电动机30A以按期望速度驱动电动机30A的驱动电压Vm是可改变的并且取决于车辆或汽车的行驶状况。当车辆启动行驶或者现在正以高速行驶时，电动机30A有时需要最大(例如，650V)的驱动电压Vm。该最大值被设置为值(或预定阈值)Vth。另外，为了在温度增加控制期间将驱动电压Vm可靠地施加至电动机30A，电容器电压Vc应该高于驱动电压Vm。 在这种情况下，当所确定的驱动电压Vm基本等于值Vth时，电容器电压Vc在温度增加控制期间增大至高于值Vth的高值，并且电容器13有时由于蓄积在电容器13中的电功率的高压而被损坏。因此，当所确定的驱动电压Vm不低于值Vth时，单元15应该执行正常控制， 而不执行任何温度增加控制以防止电容器13被损坏。
当驱动电压Vm等于或高于值Vth (步骤S301中为“否”)时，单元15执行正常控制而不执行任何温度增加控制(步骤S314)。在该正常控制中，转换单元12将电池电压Vb 转换为高于电压Vb的升压电压，以通过在逆变器20中将该升压电压转换为驱动电压Vm而驱动电动机30A,或者通过逆变器20和转换单元12将从电动机30A的制动能量再生的电功率提供给电池11。可将值Vth预设为电流可以充分地流过电池11的、驱动电压Vm的值 (例如，400V)。
相反地，当驱动电压Vm低于值Vth (步骤S301中为“是”)时，单元15判断单元15 可以执行温度增加控制，同时将驱动车辆或汽车所需的驱动电压Vm施加至电动机30A。因此，单元15从电压检测单元(未示出)接收电池电压Vb，并且判断电池电压Vb是否等于或高于预定值Vd (步骤S302)。基于电池11中的剩余电量水平(即，电荷状态S0C)设置该值Vd，并且通过使用流过电池11的电流Ib和电池电压Vb的数据来计算该剩余电量水平。 该剩余电量表示保持在电池11中以使其可放电的电荷量。将剩余电量水平为最大剩余电量的一半的、电池电压Vb的值预设为水平值Vd。当电池电压Vb低于值Vd(步骤302中为 “否”)时，单元15判断由于低于值Vd的电池电压Vb在温度增加控制中进一步减小，因此使用电池11的电功率的车辆或汽车不能以期望速度行驶。因此。单元15执行正常控制而不执行任何温度增加控制(步骤S314)。
在控制中，当电池电压Vb等于或高于值Vd(步骤S302中为“是”)时，则单元15 接收由检测器16检测到的电池温度Tb的数据(步骤S303)。然后，单元15判断温度Tb是否低于参考值Tth (步骤S304)。当温度Tb低于值Tth (步骤S304中为“是”)时，单元15 交替地执行电压增加操作(步骤S305至步骤S308)和电压下降操作(步骤S309至步骤 S312)以对电池11加温。
在电压增加操作中，以电池11的电功率对电容器13充电(步骤305)。因此，电池电压Vb下降。然后，单元15判断电池电压Vb是否高于下限Vbd(步骤S306)。当电池电压Vb高于下限Vbd(步骤S306中为“是”)时，单元15判断在该电压增加操作中增大的电容器电压Vc是否低于电容器上限Vcu (步骤S307)。该上限值Vcu例如等于电容器13的耐受电压。当电容器电压Vc低于上限Vcu(步骤S307中为“是”)时，单元15判断在该电压增加操作中在电功率从电池11到电容器13的转移开始之后是否经过了预定时间段(步骤S308)。假设该电压增加操作持续了预定时间段，则电容器13的电量变得不足以在电容器中接收电功率，并且流过电池11的电流水平降低。因此，在电池11中所产生的发热量减小，并且不能有效地对电池11加温。当在该电压增加操作开始之后未经过预定时间段(步骤S308中为“否”)时，则过程返回至步骤S305，并且再次执行电压增加操作。
相反地，当单元15接收达到下限Vbd的电池电压Vb的数据(步骤S306中为“否”) 时，则单元15结束该电压增加操作，并且执行电压下降操作。因此，由于控制单元15监控电池电压Vb，因此单元15可以防止电池11使电功率过放电。另外，当单元15接收增大至上限Vcu的电容器电压Vc的数据(步骤S307中为“否”)时，则单元15结束该电压增加操作，并且执行电压下降操作。因此，由于控制单元15监控电容器电压Vc，因此，单元15可以防止电容器电压Vc超过耐受电压，并且可以防止电容器13被损坏或毁坏。此外，当在该电压增加操作开始之后、在电池电压Vb增大至上限Vbu和电容器电压Vc下降至下限Vcd两者之前经过了预定时间段(步骤S308中为“是”)时，单元15结束该电压增加操作并且执行电压下降操作。因此，由于控制单元15测量该电压增加操作的经过时间，因此单元15可以防止电容器饱和，以减小在电池11中产生的发热量。
在电压下降操作中，电容器电压Vc下降，并且以电容器13的电功率对电池11充电(步骤S309)。然后，单元15判断电池电压Vb是否低于上限Vbu(步骤S310)。当电池电压Vb低于上限Vbu (步骤S301中为“是”)时，则单元15判断电容器电压Vc是否高于驱动电压Vm的值(步骤S311)。当电容器电压Vc高于驱动电压Vm的值(步骤S311中为 “是”)时，单元15判断在该电压下降操作中减小的电容器电压Vc是否仍足以按驱动电压 Vm驱动电动机30A。然后，单元15判断在该电压下降操作中在电功率从电容器13到电池 11的转移开始之后是否经过了预定时间段(步骤S312)。假设电压下降操作持续了预定时间段，则电池11的SOC变得太高而不能在电池11中接收更多电功率。因此，流过电池11 的电流水平降低，电池11中所产生的发热量减小，并且电池11不能被有效地加温。当在该电压下降操作开始之后未经过预定时间段(步骤S312中为“否”)时，该过程返回至步骤 S309，并且再次执行电压下降操作。
相反地，当单元15接收增大至上限Vbu的电池电压Vb的数据(步骤S310中为 “否”)时，单元15结束该电压下降操作。因此，单元15可以防止电池由于过充电而被损坏或毁坏。另外，当单元15接收下降至驱动电压Vm的值的电容器电压Vc的数据(步骤S311 中为“否”)时，单元15结束该电压下降操作。因此，单元15可以防止逆变器20将从电容器电压Vc转换成低于在步骤S300中确定的驱动电压Vm的电压施加至电动机30A。也就是说，可以可靠地驱动电动机30A，以使车辆或汽车以期望速度行驶。此外，当在该电压下降操作开始之后、在电池电压Vb增大至上限Vbu和电容器电压Vc下降至驱动电压Vm的值两者之前经过了预定时间段(步骤S312中为“是”)时，单元15结束该电压下降操作。因此，由于控制单元15测量该电压下降操作的经过时间，因此，单元15可以防止电池11饱和，以减小在电池11中所产生的发热量。
在结束该电压下降操作后，控制单元15判断当前时间是否是用于确定施加至电动机30A的新驱动电压Vm的定时(步骤S313)。该定时表示用于确定电动机30A的驱动转矩的定时。该定时被设置为每隔诸如几百秒的预定时间段到达。当该时间是用于确定新驱动电压Vm的定时(步骤S313中为“是”)时，过程返回至步骤S300。因此，控制单元15基于新驱动电压Vm再次判断是否应该继续该温度增加控制。相反地，当该时间不是用于确定新驱动电压Vm的定时(步骤S313中为“否”)时，则过程返回至步骤S302。因此，在电池电压Vb高于值Vd的条件下，继续使用驱动电压Vm的该温度增加控制。
然后，当温度Tb增大为等于或高于值Tth (步骤S304中为“否”)时，不需要进一步对电池11加温。因此，单元15执行正常操作(步骤S314)。
如上所述，在每次电池电压Vb降低至下限Vbd或者减小至驱动电压Vm时，控制单元15控制转换单元12以改变电功率在电池11与电容器13之间的转移方向。更具体地，当电池电压Vb降低至下限值Vbd时，转换单元12将电功率从电池11到电容器13的转移改变为电功率从电容器13到电池11的转移，以将电容器13的电功率提供给电池11。另外， 当电容器电压Vc减小至驱动电压Vm时，转换单元12将电功率从电容器13到电池11的转移改变为电功率从电池11到电容器13的转移，以将电池11的电功率提供给电容器13。
因此，由于控制单元15监控电池电压Vb和电容器电压Vc，因此，可以交替地执行电功率从电容器13到电池11的转移和电功率从电池11到电容器13的转移，同时向电动机30A施加驱动电动机30A所需的驱动电压Vm。
将参照图12和图13描述在对电池11的该温度增加控制中所获得的效果。图12 示出了当不执行温度增加控制时电容器电压Vc的变化和电池电流Ib的变化，而图13示出了当根据第三实施例执行温度增加控制时电容器电压Vc的变化和电池电流Ib的变化。在测量图13所示的变化时车辆的行驶状况与在测量图12所示的变化时车辆的行驶状况相同。
如图12所示，当不执行温度增加控制时，在根据车辆的行驶状况使车辆行驶所需的、从驱动电压Vm的最小值到驱动电压Vm的最大值(例如，650V)的范围内改变电容器电压Vc。当车辆行驶、同时在电动机30A中产生相对较低水平的驱动转矩时，电容器电压Vc 的变化较小。相反地，当车辆高速行驶、同时在电动机30A中产生高水平的驱动转矩时，电容器电压Vc增大至作为驱动电压Vm的最大值的650V。电池电流Ib随着电容器电压Vc而改变。由于电容器电压Vc取决于车辆的行驶状况，因此，当车辆的行驶状况变化较大时，电池电流Ib增大。然而，当车辆行驶以使电容器电压Vc的变化小时，电池电流Ib的变化较小。因此，电池电流Ib不超过-100A或+100A。
相反地，当执行对电池11的温度增加控制时，如图13所示，电容器电压Vc在驱动电压Vm的值与驱动电压Vm的最大值(例如，650V)之间重复地增大和降低，而与车辆的行驶状况无关。在图13中，电容器电压Vc重复地增大和减小的区域表现为在Vc的上限值与下限值之间的黑色区域。由于当电容器电压Vc下降至驱动电压Vm时对电容器13充电，因此，可以可靠地将驱动电动机30A所需的电压施加至电动机30A。另外，大电平的电池电流 Ib流过电池11，同时响应于电容器电压Vc较大且快速地改变而每隔短时间段改变流动方向。也就是说，电池电流Ib流动以超过-150A或+150A，同时以高频率改变流动方向。因此,通过电池电流Ib对电池11快速加温。
如上所述，与当不执行温度增加控制时所获得的电池电流Ib相比，由于较大的电池电流Ib流动，同时以高频率改变流动方向，因此在温度增加控制中，电池11可以快速地被加温或加热。
在图13中示出电容器电压Vc的变化的图中，时间段A表示驱动电压Vm等于或高于值Vth(图11的步骤S301中为“否”)的时间段。在时间段A内，不执行温度增加控制， 而执行正常控制。因此，电容器电压Vc在时间段A内没有重复地增大和降低。在时间段A 之后，驱动电压Vm减小为低于值Vth，并且电容器电压Vc重复地增大和降低。
如上所述，在该实施例中，当在诸如混合动力车辆的电动汽车行驶期间对电池11 执行温度增加控制时，在电池11与电容器13之间转移电功率，以交替地执行电功率从电容器13到电池11的转移以及电功率从电池11到电容器13的转移，同时将电容器电压Vc置于从驱动电压Vm的值到参考电压值Vth的范围内。
因此，系统IOA可以防止电容器电压Vc低于所确定的驱动电压Vm的值，并且系统 IOA可以可靠地将驱动电动机30A所需的驱动电压Vm施加至电动机30A。因此，以驱动电压Vm驱动的电动机30A可以产生使汽车或车辆以期望速度行驶所需的驱动转矩。
另外，电功率在电池11与电容器之间的转移方向以高频率改变，系统IOA可以快速地对电池11加温。因此，系统IOA可以快速地对电池11加温，同时可靠地向电动机30A 施加驱动电压Vm。
而且，系统IOA控制转换单元12，以交替地将电功率从电容器13转移到电池11以及将电功率从电池11转移到电容器13，同时将电池电压Vb置于从上限Vbu到下限Vbd的范围内。因此，系统IOA可以防止电池11被过充电或过放电。
此外，系统IOA控制转换单元12，以当电容器电压Vc增大至上限Vcu时，将电功率从电池11到电容器13的转移改变为电功率从电容器13到电池11的转移。因此，系统 IOA可以防止电容器13被损坏或毁坏。
在第三实施例中，当始终监控电池电压Vb和电容器电压Vc而不管步骤S308或 S312中的预定时间段时，可以继续交替地执行的电压增加和下降操作，直到电压Vb和Vc中的至少一个到达一个限值Vbd、Vcu、Vbu或Vm。因此，在这种情况下，不需要在步骤S308和步骤S312中的判断。
另外，在第三实施例中，根据所检测到的相电流Iv和Iw确定u相电流Iu，以确定驱动电压Vm。然而，由于电动机30A是三相电动机，因此可检测相电流Iu和Iv以确定相电流Iw，或者可检测相电流Iu和Iw以确定相电流IV。
而且，在第三实施例中，系统IOA监控电池电压Vb，以将电功率从电容器13到电池 11 (或电容器13)的转移改变为电功率从电池11到电容器13 (或电池11)的转移，并且防止电池11被过充电或过放电。然而，系统IOA可仅监控电容器电压Vc,以将电容器电压Vc 置于驱动电压Vm与上限Vcu之间。
此外，在第三实施例中，根据驱动电动机30A所需的功率确定驱动电压Vm。然而， 当强烈期望电池温度Tb上升时，可将电容器电压Vc减小为低于驱动电压Vm的值。在这种情况下，较大的电池电流Ib可以流过电池11，以更快速地对电池11加温或加热。
根据第一至第三实施例中的每一个所述的电流消耗器驱动装置和引起电池温度上升的系统10或IOA不应被解释为将本发明限制于该装置和系统10或IOA的结构，并且本发明的结构可与基于现有技术的结构结合。例如，系统10或IOA对电池11加温，同时在电池11与电容器13之间转移电功率。然而，该驱动装置被设置成使得电池11可以通过车载电池充电器与家用电源连接。因此，当电池11通过该车载电池充电器与外部电容器连接而不与任何家用电源连接时，系统10或IOA可对电池11加温，同时在电池11与外部电容器之间转移电功率。另外，当电池11通过DC/DC转换器与辅助电池连接时，系统10或IOA 可以对电池11加温，同时在电池11与辅助电池之间转移电功率。
另外，系统10或IOA应用于诸如混合动力车辆、插入式混合动力车辆等的电动汽车。然而，系统10或IOA可以应用于在使用可充电电源时工作的任何装置。
权利要求
1.一种引起电池温度上升的系统，包括可再充电电池，其用于保持电功率；蓄电器，其用于蓄积从所述电池接收到的电功率；电压转换单元，其执行所述电池与所述蓄电器之间的电功率的电压转换；以及控制单元，其用于接收所述电池的电池温度，并且控制所述转换单元在所接收到的电池温度低于参考值时增加所述电池温度，同时交替地将电功率从所述蓄电器向所述电池转移以及从所述电池向所述蓄电器转移，其中所述控制单元接收所述电池的电池电压，并且控制所述转换单元在每次所接收到的电池电压达到电池上限或电池下限时改变所述电功率在所述电池与所述蓄电器之间的转移方向。
2.根据权利要求I所述的系统，其中所述控制单元控制所述转换单元响应于所述电池电压达到所述电池上限而将所述电功率从所述电池向所述蓄电器转移，并且响应于所述电池电压达到所述电池下限而将所述电功率从所述蓄电器向所述电池转移。
3.根据权利要求I所述的系统，其中所述控制单元接收所述蓄电器的蓄积电功率电压并且控制所述转换单元在每次所述蓄积电功率电压达到蓄电器上限或蓄电器下限时改变所述电功率在所述电池与所述蓄电器之间的转移方向。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制单元控制所述转换单元响应于所述蓄积电功率电压达到所述蓄电器上限而执行所述电功率从所述蓄电器到所述电池的转移，并且响应于所述蓄积电功率电压达到所述蓄电器下限而执行所述电功率从所述电池到所述蓄电器的转移。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制单元控制所述转换单元在所述蓄积电功率电压达到所述蓄电器上限之前、所述电功率从所述电池向所述蓄电器的转移开始起已经过预定时间段时将所述电功率从所述蓄电器向所述电池转移。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制单元控制所述转换单元在所述蓄积电功率电压达到所述蓄电器下限之前、所述电功率从所述蓄电器向所述电池的转移开始起已经过预定时间段时将所述电功率从所述电池向所述蓄电器转移。
7.根据权利要求I所述的系统，其中所述控制单元接收流过所述转换单元的转换电流并且控制所述转换单元在每次所述转换电流达到转换上限时改变所述电功率在所述电池与所述蓄电器之间的转移方向。
8.根据权利要求I所述的系统，其中所述控制单元控制所述转换单元在所述电池的电压低于预定值时停止在所述电池与所述蓄电器之间转移所述电功率。
9.一种引起电池温度上升的系统，包括可再充电电池，其用于保持电功率；蓄电器，其用于蓄积从所述电池接收到的电功率；电压转换单元，其用于执行所述电池与所述蓄电器之间的电功率的电压转换；以及控制单元，其用于接收所述电池的电池温度，并且控制所述转换单元在所接收到的电池温度低于参考值时增加所述电池温度，同时交替地将电功率从所述蓄电器向所述电池转移以及从所述电池向所述蓄电器转移，其中所述控制单元在所述电池的电池电压低于电池上限并且高于电池下限的条件下、针对所述电池温度的每个水平预先存储表示所述电功率的转移频率与由于所述电功率的交替转移而在所述电池中产生的发热量之间的关系的数据，确定与所接收到的电池温度相对应的发热量被最大化的最佳频率，并且控制所述转换单元按照所述最佳频率改变所述电功率在所述电池和所述蓄电器之间的转移方向。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制单元针对所述电池中剩余电量的每个水平、预先存储表示所述频率与所述发热量之间的关系的数据，选择与剩余电量的当前水平相对应的关系，通过使用所选择的关系来确定与所接收到的电池温度相对应的发热量被最大化的最佳频率，并且控制所述转换单元按照所述最佳频率改变所述电功率的转移方向。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制单元响应于所接收到的电池温度的值的改变来改变所述最佳频率的值，并且控制所述转换单元按照设定为改变后的值的最佳频率来改变所述电功率的转移方向。
12.一种引起电池温度上升的系统，包括可再充电电池，其用于保持电功率；蓄电器，其用于蓄积从所述电池接收到的电功率；电压转换单元，其用于执行所述电池与所述蓄电器之间的电功率的电压转换；以及控制单元，其用于接收所述电池的电池温度，并且控制所述转换单元在所接收到的电池温度低于参考值时增加所述电池温度，同时交替地将电功率从所述蓄电器向所述电池转移以及从所述电池向所述蓄电器转移，其中所述控制单元在所述电池的电池电压低于电池上限并且高于电池下限的条件下、 针对电池温度的每个水平预先存储表示所述电功率的转移频率与流过所述电池的电池电流之间的关系的数据，通过使用与所接收到的电池温度的水平相对应的关系来确定由于所述电功率的交替转移而在所述电池中产生的发热量被最大化的最佳频率，并且控制所述转换单元按照所述最佳频率来改变所述电功率在所述电池和所述蓄电器之间的转移方向。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制单元针对所述电池中剩余电量的每个水平、预先存储表示所述频率与所述电池电流之间的关系的数据，选择与剩余电量的电流水平相对应的关系，通过使用所选择的关系来确定与所接收到的电池温度相对应的发热量被最大化的所述最佳频率，并且控制所述转换单元按照所述最佳频率改变所述电功率的转移方向。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制单元响应于所接收到的电池温度的值的改变来改变所述最佳频率的值，并且控制所述转换单元按照设定为改变后的值的最佳频率来改变所述电功率在所述电池和所述蓄电器之间的转移方向。
15.一种引起电池温度上升的系统，包括可再充电电池，其用于保持电功率；蓄电器，其用于蓄积从所述电池接收到的电功率或者蓄积在电动机中再生的电功率； 电压转换单元，其用于执行所述电池与所述蓄电器之间的电功率的电压转换；逆变器，其用于在车辆行驶期间将在所述蓄电器中蓄积的电功率的蓄积电功率电压转换成交流电压并且向所述电动机施加所述交流电压以驱动所述电动机；以及控制单元，其用于接收所述电池的电池温度，并且控制所述转换单元在所接收到的电池温度低于参考值时增加所述电池温度，同时交替地将电功率从所述蓄电器向所述电池转移以及将电功率从所述电池向所述蓄电器转移，其中所述控制单元根据所述车辆的行驶状况确定驱动所述电动机所需的驱动电压，接收所述蓄电器的所述蓄积电功率电压和所述电池的电池电压，并且根据所述驱动电压、所述蓄积电功率电压和所述电池电压来控制所述转换单元交替地执行所述电功率的转移。
16.根据权利要求15所述的系统，其中在所确定的驱动电压低于与驱动所述电动机所需电压的最大值相等的预定阈值、同时所述蓄积电功率电压高于所确定的驱动电压时，所述控制单元控制所述转换单元来交替地执行所述电功率的转移。
17.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制单元控制所述转换单元响应于所述电池电压达到上限而将所述电功率从所述电池向所述蓄电器转移，并且响应于所述电池电压达到下限而将所述电功率从所述蓄电器向所述电池转移。
18.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制单元控制所述转换单元响应于所述蓄积电功率电压达到上限而将所述电功率从所述蓄电器向所述电池转移，并且响应于所述蓄积电功率电压达到下限而将所述电功率从所述电池向所述蓄电器转移。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制单元控制所述转换单元在所述蓄积电功率电压达到所述上限之前、所述电功率从所述电池向所述蓄电器的转移开始起已经过预定时间段时将所述电功率从所述蓄电器向所述电池转移。
20.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制单元控制所述转换单元在所述蓄积电功率电压达到所述下限之前、所述电功率从所述蓄电器向所述电池的转移开始起已经过预定时间段时将所述电功率从所述电池向所述蓄电器转移。
全文摘要
一种用于引起电池温度上升的系统，具有转换单元和控制单元，转换单元用于转换保持在可再充电电池和电容器中的一个中的电功率的电压并且将所转换的电压施加给可再充电电池和电容器中的另一个，控制单元控制转换单元交替地执行电功率从电池向电容器的第一转移和从电容器向电池的第二转移，同时在每次电池电压达到下限时将第一转移改变为第二转移并且在每次电池电压达到上限时将第二转移改变为第一转移，并且由于在电功率转移期间由流过电池的电流所产生的热而增加电池的温度。
文档编号H02J7/00GK102545317SQ20111043008
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者入谷邦夫, 德永政男, 马场裕康 申请人:株式会社电装