電池控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電池控制裝置。該電池控制裝置根據(jù)電池的無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻，計(jì)算電池的充放電時(shí)的容許電流和容許功率中的至少一方，根據(jù)電池的充放電的狀況對無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻中的至少一方進(jìn)行修正。
【專利說明】電池控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，使用鎳氫蓄電池或鋰離子蓄電池等電池作為用于驅(qū)動電動車或混合動力車的電力供給源。為了安全且不發(fā)生劣化地使用，對于這些電池預(yù)先設(shè)定能夠使用的電壓范圍。為了不脫離該電壓范圍，使用求出電池的最大充放電電流、基于其進(jìn)行電池的充放電控制的控制裝置。
[0003]下述專利文獻(xiàn)I中，公開了求出充電時(shí)的最大電流，對蓄電設(shè)備的充電進(jìn)行控制的控制裝置。該控制裝置基于作為蓄電設(shè)備的電池的充電狀態(tài)(SOC:State Of Charge)求出無負(fù)載時(shí)的電池電壓(正極電位和負(fù)極電位)，并且基于電池的溫度求出電池的內(nèi)部電阻，用它們計(jì)算出充電時(shí)的最大電流。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本國特開2006-345634號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]上述專利文獻(xiàn)I中公開的控制裝置中，根據(jù)無負(fù)載時(shí)的電池電壓和內(nèi)部電阻計(jì)算出充電時(shí)的最大電流。但是，已知它們的值與例如充電時(shí)的電池溫度、充電時(shí)間、充電電流等電池的充電狀況相應(yīng)地發(fā)生變化。此外，不限于充電時(shí)，在放電時(shí)也是同樣的。專利文獻(xiàn)I的控制裝置中，不能充分地反映這樣的與充放電狀況相應(yīng)的電池的無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻的變化、正確地求出充放電時(shí)容許的電流和功率。
[0008]本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的在于正確地求出充放電時(shí)容許的電流和功率。
[0009]用于解決課題的技術(shù)手段
[0010]本發(fā)明的電池控制裝置根據(jù)電池的無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻計(jì)算出電池充放電時(shí)的容許電流和容許功率中的至少一方，根據(jù)電池的充放電的狀況，對無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻中的至少一方進(jìn)行修正。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明的電池控制裝置，能夠正確地求出充放電時(shí)容許的電流和功率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是表示搭載有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池控制裝置的電池系統(tǒng)及其周邊的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0014]圖2是表示單電池控制部的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
[0015]圖3是表示用于說明充放電時(shí)的截距電壓的變化的曲線圖的圖。
[0016]圖4是表示用于說明充放電時(shí)的內(nèi)部電阻的變化的曲線圖的圖。
[0017]圖5是表示現(xiàn)有的充放電控制的容許值運(yùn)算處理的控制模塊圖。
[0018]圖6是表示本發(fā)明的充放電控制的容許值運(yùn)算處理的控制模塊圖。
[0019]圖7是表示本發(fā)明的充放電控制的容許值運(yùn)算處理的流程的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，基于【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。以下說明的實(shí)施方式能夠適用于構(gòu)成例如電動車(EV)、混合動力車(HEV)、插電式混合動力車(PHEV)等的電源的電池系統(tǒng)。
[0021]通過以下的實(shí)施方式說明的電池系統(tǒng)中，能夠采用例如鋰離子電池。此外，以下的實(shí)施方式中使單電池串聯(lián)連接構(gòu)成電池組，但也可以使并聯(lián)連接的單電池串聯(lián)連接構(gòu)成電池組，還可以使串聯(lián)連接的單電池并聯(lián)連接構(gòu)成電池組。
[0022]圖1是表示搭載了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池控制裝置的電池系統(tǒng)100及其周邊的結(jié)構(gòu)的框圖。電池系統(tǒng)100通過繼電器300和310與逆變器400連接，通過繼電器320和330與充電器420連接。電池系統(tǒng)100具備電池組110、單電池管理部120、電流檢測部130、電壓檢測部140、電池組控制部150和存儲部180。
[0023]電池組110由多個(gè)單電池111構(gòu)成。單電池管理部120通過檢測各單電池111的電池電壓和溫度，監(jiān)視各單電池111的狀態(tài)，將其結(jié)果向電池組控制部150輸出。電流檢測部130檢測電池系統(tǒng)100中流過的充放電電流，對電池組控制部150輸出檢測出的電流值。電壓檢測部140檢測電池組110的總電壓，對電池組控制部150輸出檢測出的電壓值。作為電池控制裝置的電池組控制部150基于它們控制電池組110。
[0024]電池組控制部150例如通過微型計(jì)算機(jī)和存儲器實(shí)現(xiàn)，在功能上具有取得部150a、時(shí)間計(jì)測部150b、SOC計(jì)算部150c、內(nèi)部電阻計(jì)算部150d、修正部150e、截距電壓計(jì)算部150f和容許值計(jì)算部150g。
[0025]取得部150a從單電池管理部120、電流檢測部130和電壓檢測部140分別取得上述那樣的與電池組110的狀態(tài)相關(guān)的測定結(jié)果的信息。即，接收單電池管理部120發(fā)送的各單電池111的電池電壓和溫度的信息、電流檢測部130發(fā)送的充放電電流的信息、電壓檢測部140發(fā)送的電池組110的總電壓的信息。此外，以下的說明中，將電池組控制部150取得的這些與電池組110的狀態(tài)相關(guān)的測定結(jié)果的信息統(tǒng)稱為電池測定信息。
[0026]時(shí)間計(jì)測部150b使用電池組控制部150中內(nèi)置的計(jì)時(shí)器計(jì)測電池組110的充放電時(shí)間。即，計(jì)測從充電開始到充電結(jié)束為止的時(shí)間、從放電開始到放電結(jié)束為止的時(shí)間作為充放電時(shí)間。
[0027]SOC計(jì)算部150c基于取得部150a取得的上述電池測定信息，計(jì)算出電池組110的充電狀態(tài)即SOC。例如，通過對電池組110的充放電電流進(jìn)行累計(jì)，能夠求出電池組110中蓄積的電量的變化量，基于此計(jì)算SOC。
[0028]內(nèi)部電阻計(jì)算部150d基于通過取得部150a取得的電池測定信息中的溫度信息、和通過SOC計(jì)算部150c計(jì)算出的S0C，計(jì)算出電池組110的內(nèi)部電阻。該內(nèi)部電阻的計(jì)算是使用存儲部180中存儲的內(nèi)部電阻的映射信息，通過后文詳細(xì)說明的方法進(jìn)行的。
[0029]修正部150e對通過內(nèi)部電阻計(jì)算部150d計(jì)算出的電池組110的內(nèi)部電阻進(jìn)行修正。該內(nèi)部電阻的修正是基于通過時(shí)間計(jì)測部150b計(jì)測的充放電時(shí)間，用后文說明的方法進(jìn)行的。
[0030]截距電壓計(jì)算部150f基于由取得部150a取得的電池測定信息中的溫度信息、和由SOC計(jì)算部150c計(jì)算出的S0C，計(jì)算出對于電池組110的截距電壓。截距電壓指的是用曲線圖表達(dá)電池組110的充放電電流與電壓的關(guān)系時(shí)，在該曲線圖中與充放電電流為O時(shí)相對應(yīng)的電壓。使用存儲部180中存儲的截距電壓的映射信息，用后文說明的方法進(jìn)行該截距電壓的計(jì)算。
[0031]容許值計(jì)算部150g基于通過修正部150e修正后的內(nèi)部電阻、和由截距電壓計(jì)算部150f計(jì)算出的截距電壓，計(jì)算在電池組110中容許的充放電電流的容許值(容許充放電電流)。進(jìn)而，基于該容許充放電電流，計(jì)算出在電池組110中容許的充放電功率的容許值(容許充放電功率)。計(jì)算出的這些值從電池組控制部150被發(fā)送到單電池管理部120和車輛控制部200，用于充放電時(shí)的控制。
[0032]存儲部180用于存儲在電池組控制部150具有的上述各功能中使用的各種信息，利用閃存等實(shí)現(xiàn)。例如，在存儲部180中存儲有內(nèi)部電阻計(jì)算部150d進(jìn)行內(nèi)部電阻的計(jì)算時(shí)使用的映射信息、截距電壓計(jì)算部150f計(jì)算截距電壓時(shí)使用的映射信息等。存儲部180中存儲的信息通過電池組控制部150的控制根據(jù)需要被讀取或改寫。
[0033]電池組110是使能夠進(jìn)行電能的蓄積和釋放(直流電力的充放電)的多個(gè)單電池111電串聯(lián)連接而構(gòu)成的。構(gòu)成電池組I1的各單電池111按規(guī)定的單位數(shù)量被分組，按該組單位實(shí)施基于單電池管理部120進(jìn)行的狀態(tài)管理和控制。分組后的各單電池111電串聯(lián)連接構(gòu)成單電池群112a、112b。分別構(gòu)成單電池群112a、112b的單電池111的個(gè)數(shù)可以是相同的，也可以在單電池群112a和單電池群112b中使單電池111的個(gè)數(shù)不同。
[0034]單電池管理部120對構(gòu)成電池組110的單電池111的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。單電池管理部120具備與單電池群112a、112b對應(yīng)地分別設(shè)置的單電池控制部121a、121b。單電池控制部121a、121b對分別構(gòu)成單電池群112a、112b的各單電池111的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制。
[0035]此外，在本實(shí)施方式中，為了簡化說明，將4個(gè)單電池111電串聯(lián)連接構(gòu)成單電池群112a和112b，進(jìn)而將單電池群112a與112b電串聯(lián)連接構(gòu)成包括共計(jì)8個(gè)單電池111的電池組110。但是，構(gòu)成電池組110的單電池群和單電池的數(shù)量不限于此。
[0036]電池組控制部150與單電池管理部120通過以光耦合器為代表的絕緣元件170和信號通信單元160，相互發(fā)送接收信號。
[0037]此處，對于電池組控制部150與構(gòu)成單電池管理部120的單電池控制部121a和121b之間的通信進(jìn)行說明。單電池控制部121a和121b按照各自監(jiān)視的單電池群112a和112b的電位從高到低的順序串聯(lián)連接。電池組控制部150對單電池管理部120發(fā)送的信號通過信號通信單元160和絕緣元件170輸入到單電池控制部121a。單電池控制部121a的輸出通過信號通信單元160輸入到單電池控制部121b，最下位的單電池控制部121b的輸出通過絕緣元件170和信號通信單元160向電池組控制部150傳輸。本實(shí)施方式中，單電池控制部121a與單電池控制部121b之間不經(jīng)由絕緣元件170發(fā)送接收信號，但也能夠通過絕緣元件170發(fā)送接收信號。
[0038]車輛控制部200利用電池組控制部150發(fā)送的信息，對通過繼電器300和310與電池系統(tǒng)100連接的逆變器400進(jìn)行控制。此外，對通過繼電器320和330與電池系統(tǒng)100連接的充電器420進(jìn)行控制。
[0039]充電器420在用一般家庭的電源或在公共設(shè)施等中設(shè)置的充電設(shè)備對電池組110充電時(shí)使用。本實(shí)施方式中，充電器420是基于來自車輛控制部200的指令對充電電壓或充電電流等進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)，但也可以基于來自電池組控制部150的指令實(shí)施這些控制。此夕卜，充電器420可以根據(jù)車輛的結(jié)構(gòu)、充電器420的性能、使用目的、外部的電源的設(shè)置條件等設(shè)置在車輛內(nèi)部，也能夠設(shè)置在車輛的外部。
[0040]搭載有電池系統(tǒng)100的車輛在行駛時(shí)，在車輛控制部200的管理下，電池系統(tǒng)100通過繼電器300、310與逆變器400連接。此時(shí)，使用電池組110蓄積的能量通過逆變器400的控制使電動發(fā)電機(jī)410被驅(qū)動。此外，再生時(shí)通過電動發(fā)電機(jī)410的發(fā)電電力對電池組110充電。
[0041]另一方面，具備電池系統(tǒng)100的車輛與一般家庭的電源或公共設(shè)施等中設(shè)置的充電設(shè)備連接時(shí)，基于車輛控制部200發(fā)送的信息，電池系統(tǒng)100通過繼電器320、330與充電器420連接。此時(shí)，對電池組110充電直到成為規(guī)定的條件。通過充電在電池組110中蓄積的能量在下一次車輛行駛時(shí)被使用，并且也用于使車輛內(nèi)外的電子部件等工作。進(jìn)而，根據(jù)需要，有時(shí)也對以家用電源為代表的外部電源釋放。
[0042]圖2是表示單電池控制部121a的電路結(jié)構(gòu)的框圖。其中，單電池控制部121a與單電池控制部121b基本上具有相同的電路結(jié)構(gòu)。因此，以下僅以單電池控制部121a作為代表例說明。
[0043]單電池控制部121a具備電壓檢測電路122、控制電路123、信號輸入輸出電路124和溫度檢測部125。此外，圖2中有所省略，但也可以在單電池控制部121a內(nèi)進(jìn)一步設(shè)置用于使各單電池111之間產(chǎn)生的電池電壓和SOC的不均均等化的公知的均衡電路等。
[0044]電壓檢測電路122通過分別測定各單電池111的端子間電壓，測定各單電池111的電池電壓。溫度檢測部125通過測定單電池群112a整體的溫度，將該溫度作為構(gòu)成單電池群112a的各單電池111的溫度處理，由此測定各單電池111的溫度?？刂齐娐?23從電壓檢測電路122和溫度檢測部125分別接收這些測定結(jié)果，通過信號輸入輸出電路124發(fā)送到電池組控制部150。
[0045]在作為溫度測定對象的單電池群112a中設(shè)置有溫度傳感器。溫度檢測部125通過檢測出從該溫度傳感器輸出的與單電池群112a的溫度相應(yīng)的電壓，測定單電池群112a的溫度即各單電池111的溫度。該測定結(jié)果從溫度檢測部125通過控制電路123發(fā)送到信號輸入輸出電路124，通過信號輸入輸出電路124向單電池控制部121a的外部輸出。用于實(shí)現(xiàn)該一系列流程的電路作為溫度檢測部125安裝在單電池控制部121a中。此外，也能夠通過由電壓檢測電路122進(jìn)行從溫度傳感器輸出的作為單電池群112a的溫度信息的電壓的測定，省略溫度檢測部125。
[0046]此外，也可以通過按每個(gè)單電池111設(shè)置溫度檢測部125，個(gè)別地測定各單電池111的溫度，基于該測定結(jié)果由電池組控制部150執(zhí)行各種運(yùn)算。該情況下，與如上所述那樣測定單電池群112a整體的溫度作為各單電池111的溫度相比，與溫度檢測部125的數(shù)量增多相應(yīng)地單電池控制部121的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。
[0047]接著，說明在上述電池系統(tǒng)100中電池組控制部150進(jìn)行的處理。在現(xiàn)有的電池的充放電控制中，一般使用求出電池的溫度和SOC，基于用它們推測的電池的內(nèi)部電阻值和無負(fù)載時(shí)的電池的開路電壓(OCV:Open Circuit Voltage)，決定容許充放電電流和容許充放電功率的方法。對于該情況下的問題，參照以下的圖3、4說明。
[0048]圖3表示用于說明充放電時(shí)的截距電壓的變化的曲線圖。圖3(a)的曲線圖表示電池的溫度較高時(shí)的充放電電流與電池電壓的關(guān)系的一例。如該曲線圖所示，高溫時(shí)，隨著充放電電流增大，電池電壓以與內(nèi)部電阻相應(yīng)的一定比例降低。此外，曲線圖上使充放電電流為O時(shí)的截距電壓與OCV大致一致。從而，該情況下，能夠根據(jù)OCV和內(nèi)部電阻求出與規(guī)定的可使用電壓范圍對應(yīng)的電流的大小，從而決定容許充放電電流和容許充放電功率。
[0049]圖3(b)的曲線圖表示電池的溫度較低時(shí)的充放電電流與電池電壓的關(guān)系的一例。如該曲線圖所示，低溫時(shí)，與圖3(a)所示的高溫時(shí)的曲線圖同樣地，隨著充放電電流增大，電池電壓以與內(nèi)部電阻相應(yīng)的一定比例降低。此外，由于低溫時(shí)與高溫時(shí)相比內(nèi)部電阻增大，所以圖3(b)的曲線圖的斜率比圖3(a)大。另一方面，曲線圖上使充放電電流為O時(shí)的截距電壓與圖3(a)所示的高溫時(shí)的曲線圖不同，比OCV降低電壓VI。該電壓Vl與電池的溫度和SOC相應(yīng)地變動，溫度越低，或SOC越高，與OCV相對的截距電壓的降低幅度越大，電壓Vl越大。從而，在該情況下，直接使用OCV決定容許充放電電流和容許充放電功率時(shí)，會求出比實(shí)際更大的值。結(jié)果，電池可能成為過充電狀態(tài)或過放電狀態(tài)，引起安全性的降低和電池的劣化。
[0050]圖4表示用于說明充放電時(shí)的內(nèi)部電阻的變化的曲線圖。圖4中，符號41的曲線表示了以較小的一定(恒定)的放電電流使電池放電時(shí)的放電時(shí)間與電池電壓的關(guān)系的一例。如該曲線圖41所示，放電電流較小時(shí)，隨著放電時(shí)間的經(jīng)過，SOC以一定的比例減少時(shí)，電池電壓與其相應(yīng)地以一定的比例降低。這表示放電時(shí)的內(nèi)部電阻是一定(恒定)的。從而，在該情況下，與上述圖3(a)的情況同樣，能夠根據(jù)OCV和內(nèi)部電阻求出與規(guī)定的可使用電壓范圍對應(yīng)的電流的大小，從而決定容許充放電電流和容許充放電功率。
[0051]圖4中，符號42的曲線表示以較大的一定(恒定)的放電電流使電池放電時(shí)的放電時(shí)間與電池電壓的關(guān)系的一例。如該曲線圖42所示，放電電流較大時(shí)，隨著放電時(shí)間的經(jīng)過，SOC以一定的比例減少時(shí)，電池電壓與其相應(yīng)地加速地降低。這表示放電時(shí)的內(nèi)部電阻不是一定(恒定)的，內(nèi)部電阻隨著放電進(jìn)行而逐漸增大。因此，在該情況下，設(shè)內(nèi)部電阻為一定(恒定)的值決定容許充放電電流和容許充放電功率時(shí)，與圖3(b)的情況同樣，會求出比實(shí)際更大的值。結(jié)果，電池可能成為過充電狀態(tài)或過放電狀態(tài)，引起安全性的降低和電池的劣化。其中，圖4中表示了放電時(shí)的例子，而充電時(shí)也是同樣的。
[0052]為了消除以上說明的問題，在本發(fā)明的電池系統(tǒng)100中，考慮充放電時(shí)的電池組110的溫度和充放電時(shí)間、充放電電流等，對于在電池組控制部150中計(jì)算出的電池組110的內(nèi)部電阻和無負(fù)載電壓根據(jù)充放電狀況進(jìn)行修正。由此，能夠正確地求出容許充放電電流和容許充放電功率。
[0053]圖5是表示基于上述現(xiàn)有的充放電控制的容許值運(yùn)算處理的控制模塊圖。在現(xiàn)有的充放電控制的容許值運(yùn)算處理中，在控制模塊50、51中，根據(jù)電池測定信息分別取得電池的溫度和S0C，基于這些值，通過控制模塊52參照預(yù)先存儲的內(nèi)部電阻的映射信息(DCR映射)。在DCR映射中，對于控制對象的電池記錄了每一溫度下的SOC與內(nèi)部電阻(DCR)的關(guān)系，能夠參照該關(guān)系求出電池的內(nèi)部電阻。在控制模塊53中，基于通過控制模塊52進(jìn)行的DCR映射的參照結(jié)果，計(jì)算出電池的內(nèi)部電阻。
[0054]另一方面，在控制模塊54中，基于由控制模塊51取得的S0C，參照預(yù)先存儲的OCV的映射信息(OCV映射)。在OCV映射中，關(guān)于控制對象的電池記錄有SOC與OCV的關(guān)系，能夠參照其求出電池的0CV。在控制模塊55中，基于由控制模塊52進(jìn)行的OCV映射的參照結(jié)果，計(jì)算出電池的OCV。
[0055]在控制模塊56、57中，分別取得預(yù)先設(shè)定的電池的上下限電壓和上限電流。在控制模塊58中，基于它們的值和由控制模塊53、55分別計(jì)算出的內(nèi)部電阻和0CV，計(jì)算出充放電時(shí)的電池的容許電流、即容許充放電電流。在控制模塊59中，基于由控制模塊58進(jìn)行的容許充放電電流的計(jì)算結(jié)果、和由控制模塊53、55分別計(jì)算出的內(nèi)部電阻和0CV，計(jì)算出充放電時(shí)的電池的容許功率、即容許充放電功率。
[0056]圖6是表示基于本發(fā)明的充放電控制的容許值運(yùn)算處理的控制模塊圖。該控制模塊圖與圖5所示的基于現(xiàn)有的充放電控制的容許值運(yùn)算處理的控制模塊圖相比，在具有控制模塊61、62和63的方面，以及控制模塊54、55被分別置換為控制模塊64、65的方面不同。
[0057]在本發(fā)明的充放電控制的容許值運(yùn)算處理中，在控制模塊61、62中，分別取得電池的充放電時(shí)間和充放電電流，基于它們的值，由控制模塊63對由控制模塊53計(jì)算出的內(nèi)部電阻進(jìn)行修正。此外，在控制模塊64中，基于由控制模塊50、51分別取得的溫度和S0C，參照預(yù)先存儲的截距電壓的映射信息(截距電壓映射)。在截距電壓映射中，關(guān)于控制對象的電池記錄有充放電時(shí)間和充放電電流與圖3中說明的截距電壓的關(guān)系，能夠參照其求出上述的截距電壓。在控制模塊65中，基于由控制模塊64進(jìn)行的截距電壓映射的參照結(jié)果，計(jì)算出電池的截距電壓。通過使用該截距電壓代替0CV，將電池的無負(fù)載電壓從OCV修正為截距電壓。
[0058]在控制模塊58、59中，基于由控制模塊56、57分別取得的上下限電壓和上限電流；由控制模塊63修正后的內(nèi)部電阻；和由控制模塊65計(jì)算出的代替OCV的截距電壓，計(jì)算出充放電時(shí)的電池的容許電流和容許功率。由此，計(jì)算出與電池的充放電狀況相應(yīng)的容許充放電電流和容許充放電功率。
[0059]圖7是表示基于以上說明的本發(fā)明的充放電控制的容許值運(yùn)算處理的流程的流程圖。電池組控制部150按照該流程圖執(zhí)行容許值運(yùn)算處理。
[0060]在步驟1101中，電池組控制部150通過取得部150a從單電池管理部120、電流檢測部130和電壓檢測部140取得電池測定信息。即，分別從單電池管理部120取得電池電壓和溫度的信息、從電流檢測部130取得充放電電流的信息、從電壓檢測部140取得總電壓的信息，作為電池測定信息。
[0061]在步驟1102中，電池組控制部150通過時(shí)間計(jì)測部150b計(jì)測充放電時(shí)間。此處，如果正在充電中則計(jì)測充電持續(xù)時(shí)間、如果正在放電中則計(jì)測放電持續(xù)時(shí)間，作為充放電時(shí)間。
[0062]在步驟1103中，電池組控制部150通過SOC計(jì)算部150c進(jìn)行SOC的計(jì)算。此處，例如通過對步驟1101中取得的電池測定信息中包括的充放電電流進(jìn)行累計(jì)，求出電池組110中蓄積的電量的變化量。基于這樣求出的電量的變化量，推測電池組110中當(dāng)前的蓄積電量，從而能夠計(jì)算出S0C。此外，也可以用除此以外的方法計(jì)算S0C。
[0063]在步驟1104中，電池組控制部150通過內(nèi)部電阻計(jì)算部150d計(jì)算出內(nèi)部電阻(DCR)。此處，參照存儲部180中存儲的DCR映射，從DCR映射中檢索與步驟1101中取得的作為電池測定信息的溫度、和步驟1103中計(jì)算出的SOC對應(yīng)的內(nèi)部電阻的值。由此，能夠根據(jù)溫度和SOC正確地計(jì)算出與電池組110的特性相應(yīng)的內(nèi)部電阻。
[0064]在步驟1105中，電池組控制部150通過修正部150e對步驟1104中計(jì)算出的內(nèi)部電阻(DCR)進(jìn)行修正。此處，基于步驟1102中計(jì)測的充放電時(shí)間、和步驟1101中取得的作為電池測定信息的充放電電流，決定對于內(nèi)部電阻的修正系數(shù)。例如，在存儲部180中預(yù)先存儲反應(yīng)了圖4中說明的充放電時(shí)的電池電壓的變化的修正系數(shù)映射，參照該映射決定與充放電時(shí)間和充放電電流相應(yīng)的修正系數(shù)。然后，通過對于步驟1104中計(jì)算出的內(nèi)部電阻乘以該修正系數(shù)，能夠求出與充放電時(shí)間和充放電電流相應(yīng)的內(nèi)部電阻的修正值?；蛘?，也可以基于圖4中說明的充放電時(shí)的電池電壓的變化，定義以充放電時(shí)間和充放電電流為變量的修正系數(shù)的函數(shù)，用其決定修正系數(shù)對內(nèi)部電阻加以修正。
[0065]此外，圖4的曲線圖42所示的電池電壓的變化，在電池的溫度是規(guī)定值以上時(shí)顯著表現(xiàn)?；谶@一點(diǎn)，也可以在步驟1101中取得的作為電池測定信息的溫度不足規(guī)定值的情況下，省略步驟1105的處理，不進(jìn)行內(nèi)部電阻的修正。
[0066]在步驟1106中，電池組控制部150通過截距電壓計(jì)算部150f計(jì)算出圖3中說明的截距電壓。此處，參照存儲部180中存儲的截距電壓映射，從截距電壓映射中檢索與步驟1101中取得的作為電池測定信息的溫度、和步驟1103中計(jì)算出的SOC對應(yīng)的截距電壓的值。由此，能夠根據(jù)溫度和SOC正確地計(jì)算出與電池組110的特性相應(yīng)的截距電壓?；蛘?，也可以定義以溫度和SOC為變量的截距電壓的函數(shù)，用該函數(shù)計(jì)算截距電壓。
[0067]在步驟1107中，電池組控制部150通過容許值計(jì)算部150g計(jì)算出容許充放電電流的候補(bǔ)值I。此處，用在步驟1105中修正后的內(nèi)部電阻的值、在步驟1106中計(jì)算出的截距電壓的值、和存儲部180中預(yù)先存儲的下限電壓，用下式(I)計(jì)算容許充放電電流的候補(bǔ)值I。例如是能夠在2.0?4.2V的范圍中使用的鋰離子電池的情況下，在存儲部180中存儲2.0V作為下限電壓。
[0068]I=(截距電壓-下限電壓)/修正后的內(nèi)部電阻……(I)
[0069]在步驟1108中，電池組控制部150通過容許值計(jì)算部150g判定在步驟1107中計(jì)算出的容許充放電電流的候補(bǔ)值I是否大于規(guī)定的上限電流。該上限電流是在存儲部180中預(yù)先存儲的考慮了充放電時(shí)的安全性等的值。
[0070]在步驟1108中判定為容許充放電電流的候補(bǔ)值I大于上限電流的情況下，在步驟1109中，電池組控制部150將容許充放電電流設(shè)定為上限電流。另一方面，判定為容許充放電電流的候補(bǔ)值I在上限電流以下的情況下，在步驟1110中，電池組控制部150將該候補(bǔ)值I作為容許充放電電流。執(zhí)行步驟1109或1110后，前進(jìn)至步驟1111。
[0071]在步驟1111中，電池組控制部150通過容許值計(jì)算部150g計(jì)算出容許充放電功率。此處，用在步驟1105中修正后的內(nèi)部電阻的值、在步驟1106中計(jì)算出的截距電壓的值、和在步驟1109或步驟1110中設(shè)定的容許充放電電流，用下式(2)計(jì)算容許充放電功率。
[0072]容許充放電功率=容許充放電電流X (截距電壓+容許充放電電流X修正后的內(nèi)部電阻)……(2)
[0073]執(zhí)行步驟1111后，電池組控制部150結(jié)束圖7的流程圖的容許值運(yùn)算處理。然后，將容許充放電電流和容許充放電功率的各計(jì)算結(jié)果發(fā)送到單電池管理部120和車輛控制部200。
[0074]接著，說明本發(fā)明的容許值運(yùn)算處理的確認(rèn)方法。此處，說明基于從電池組控制部150發(fā)送的容許充放電電流或容許充放電功率，確認(rèn)是否在電池組控制部150中進(jìn)行了本發(fā)明的容許值運(yùn)算處理的方法。此外，以下的說明中，設(shè)想為通過將電池組控制部150與專用的試驗(yàn)裝置等連接，在容許充放電電流和容許充放電功率以外，還能夠從電池組控制部150取得SOC的計(jì)算結(jié)果的情況。
[0075]確認(rèn)者基于從電池組控制部150取得的SOC的計(jì)算結(jié)果、和已知的上述OCV映射和DCR映射的內(nèi)容，計(jì)算電池組110的OCV和內(nèi)部電阻，計(jì)算容許充放電電流或容許充放電功率。然后，對計(jì)算出的這些值與從電池組控制部150取得的容許充放電電流或容許充放電功率的值進(jìn)行比較。結(jié)果，如果二者的值不一致，則能夠判斷為可能在電池組控制部150中執(zhí)行了本發(fā)明的容許值運(yùn)算處理，使用了截距電壓代替0CV。此外，上述的值的差在低溫時(shí)特別顯著，所以優(yōu)選在規(guī)定的溫度以下進(jìn)行確認(rèn)。
[0076]此外，確認(rèn)者觀察在使電池組110連續(xù)地充放電時(shí)，基于從電池組控制部150取得的SOC的計(jì)算結(jié)果計(jì)算出的內(nèi)部電阻的值的變化的狀況。結(jié)果，內(nèi)部電阻的值與充放電時(shí)間的經(jīng)過相應(yīng)地逐漸增加的情況下，能夠判斷為有可能在電池組控制部150中執(zhí)行了本發(fā)明的容許值運(yùn)算處理，基于充放電時(shí)間和充放電電流對內(nèi)部電阻進(jìn)行了修正。此外，上述內(nèi)部電阻的變化在充放電電流較大時(shí)特別顯著，所以優(yōu)選用一定的充放電電流以上的充放電電流進(jìn)行確認(rèn)。
[0077]根據(jù)以上說明的實(shí)施方式，實(shí)現(xiàn)了以下作用效果。
[0078](I)電池組控制部150根據(jù)電池組110的無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻，計(jì)算出電池組110的充放電時(shí)的容許電流和容許功率。此時(shí)，根據(jù)電池組110的充放電的狀況對無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻進(jìn)行修正。由此，能夠正確地求出充放電時(shí)容許的電流和功率。
[0079](2)電池組控制部150通過取得部150a取得電池組110的溫度(步驟1101)，由SOC計(jì)算部150c計(jì)算出電池組110的SOC (步驟1103)?；谠摐囟群蚐OC通過截距電壓計(jì)算部150f計(jì)算出在表示電池組110的充放電電流與電池組110的電壓的關(guān)系的曲線圖中充放電電流是O時(shí)的截距電壓(步驟1106)。通過將這樣計(jì)算出的截距電壓代替OCV作為在電池組110的充放電時(shí)的容許電流和容許功率的計(jì)算中所使用的無負(fù)載電壓，對無負(fù)載電壓進(jìn)行修正。由此，能夠反映充放電時(shí)的截距電壓的變化，正確地對無負(fù)載電壓進(jìn)行修
IHo
[0080](3)截距電壓計(jì)算部150f參照存儲部180中預(yù)先存儲的截距電壓映射，計(jì)算出與由取得部150a取得的溫度和由SOC計(jì)算部150c計(jì)算出的SOC對應(yīng)的截距電壓。由此，能夠正確地計(jì)算出與電池組110的特性相應(yīng)的截距電壓。
[0081](4)電池組控制部150通過取得部150a取得電池組110的充放電電流(步驟1101)，通過時(shí)間計(jì)測部150b計(jì)測電池組110的充放電時(shí)間(步驟1102)，通過內(nèi)部電阻計(jì)算部150d計(jì)算出電池組110的內(nèi)部電阻(步驟1104)。然后，通過修正部150e基于充放電時(shí)間和充放電電流對上述內(nèi)部電阻進(jìn)行修正(步驟1105)。由此，能夠反映充放電時(shí)的內(nèi)部電阻的變化，對內(nèi)部電阻正確地進(jìn)行修正。
[0082](5)修正部150e也可以在由取得部150a取得的溫度不足規(guī)定值的情況下，不進(jìn)行內(nèi)部電阻的修正。這樣，在充放電時(shí)不出現(xiàn)內(nèi)部電阻的變化的溫度范圍中，能夠省略不需要的處理。
[0083](6)修正部150e能夠參照存儲部180中預(yù)先存儲的修正系數(shù)映射，求出與充放電時(shí)間和充放電電流對應(yīng)的內(nèi)部電阻的修正值。這樣，能夠根據(jù)電池組I1的特性對內(nèi)部電阻正確地進(jìn)行修正。
[0084]此外，本發(fā)明不受上述實(shí)施方式限定，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。例如，上述實(shí)施方式中，說明了通過參照各種映射信息，計(jì)算電池組110的內(nèi)部電阻或截距電壓，或計(jì)算內(nèi)部電阻的修正系數(shù)的例子，但是這些計(jì)算不一定要參照映射信息進(jìn)行。
[0085]此外，上述實(shí)施方式中，也可以省略容許充放電電流或容許充放電功率中的任意一方的計(jì)算。進(jìn)而，還可以省略基于截距電壓計(jì)算部150f進(jìn)行的截距電壓的計(jì)算、和基于修正部150e進(jìn)行的內(nèi)部電阻的修正中的任意一方的處理。其中，省略截距電壓的計(jì)算的情況下，計(jì)算OCV代替截距電壓，利用OCV計(jì)算容許充放電電流或容許充放電功率即可。即，本發(fā)明能夠適用于根據(jù)無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻計(jì)算電池的充放電時(shí)的容許電流和容許功率中的至少一方的電池控制裝置，根據(jù)電池的充放電的狀況對無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻中的至少一方進(jìn)行修正。
[0086]以上說明的各種變形例可以分別單獨(dú)應(yīng)用，也可以任意地組合應(yīng)用。
[0087]以上說明的實(shí)施方式和各種變形例只是一例，只要不損害發(fā)明的特征，本發(fā)明就不受這些內(nèi)容限定。
【權(quán)利要求】
1.一種電池控制裝置，其根據(jù)電池的無負(fù)載電壓和內(nèi)部電阻，計(jì)算出所述電池的充放電時(shí)的容許電流和容許功率中的至少一方，該電池控制裝置的特征在于: 根據(jù)所述電池的充放電的狀況對所述無負(fù)載電壓和所述內(nèi)部電阻中的至少一方進(jìn)行修正。
2.如權(quán)利要求1所述的電池控制裝置，其特征在于，包括: 取得所述電池的溫度的溫度取得部； 計(jì)算所述電池的SOC的SOC計(jì)算部； 截距電壓計(jì)算部，其基于由所述溫度取得部取得的所述溫度和由所述SOC計(jì)算部計(jì)算出的所述S0C，計(jì)算在表示所述電池的充放電電流與所述電池的電壓的關(guān)系的曲線圖中所述充放電電流為O時(shí)的截距電壓； 將由所述截距電壓計(jì)算部計(jì)算出的所述截距電壓作為所述無負(fù)載電壓，由此對所述無負(fù)載電壓進(jìn)行修正。
3.如權(quán)利要求2所述的電池控制裝置，其特征在于: 所述截距電壓計(jì)算部參照預(yù)先存儲的映射信息，計(jì)算與所述溫度和所述SOC對應(yīng)的所述截距電壓。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的電池控制裝置，其特征在于，包括: 取得所述電池的充放電電流的電流取得部； 計(jì)測所述電池的充放電時(shí)間的時(shí)間計(jì)測部； 計(jì)算所述電池的內(nèi)部電阻的內(nèi)部電阻計(jì)算部；和 修正部，其基于由所述時(shí)間計(jì)測部計(jì)測的所述充放電時(shí)間和由所述電流取得部取得的所述充放電電流，對由所述內(nèi)部電阻計(jì)算部計(jì)算出的所述內(nèi)部電阻進(jìn)行修正。
5.如權(quán)利要求4所述的電池控制裝置，其特征在于: 還包括取得所述電池的溫度的溫度取得部； 所述修正部在由所述溫度取得部取得的所述溫度小于規(guī)定值的情況下，不進(jìn)行所述內(nèi)部電阻的修正。
6.如權(quán)利要求4所述的電池控制裝置，其特征在于: 所述修正部參照預(yù)先存儲的映射信息，求出與所述充放電時(shí)間和所述充放電電流對應(yīng)的所述內(nèi)部電阻的修正值。
【文檔編號】G01R31/36GK104471414SQ201280073358
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月24日
【發(fā)明者】青嶋芳成, 森川拓是, 中井賢治, 大川圭一朗 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社