專(zhuān)利名稱(chēng)：充電控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)輸入至電池內(nèi)的充電功率/電流進(jìn)行控制的充電控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在對(duì)電池進(jìn)行充電的情況下，通常，在電池充電的初始階段，電池充電所用的充電電流值逐漸增加。之后，一旦該充電電流值達(dá)到了預(yù)定閾值電流，則將充電電流的供給量設(shè)置為預(yù)定恒定電流，以進(jìn)行恒定電流充電。專(zhuān)利文獻(xiàn)I已公開(kāi)了這樣的一種電池充電技術(shù)。 引f列表_4] 專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2007-143279 (A)，其對(duì)應(yīng)于美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)US2007/0108945A1。

發(fā)明內(nèi)容
_6] 發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)的電池充電技術(shù)中，電池充電操作由以下兩個(gè)不同的充電階段構(gòu)成，即一個(gè)為電流逐漸增加充電階段，另一個(gè)為恒定電流充電階段。為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)不同的充電階段，充電控制系統(tǒng)需要適合于各充電階段的兩種充電電流控制動(dòng)作，換句話(huà)說(shuō)，需要用于基于充電率和電池電壓等來(lái)確定充電電流的多個(gè)控制映射。因而，該系統(tǒng)存在運(yùn)算處理的運(yùn)算負(fù)荷增大這一缺點(diǎn)。此外，在上述現(xiàn)有技術(shù)的電池充電技術(shù)中，通常在充分考慮到由于重復(fù)進(jìn)行充電和放電的電池的充電/放電循環(huán)而產(chǎn)生的所謂的“電池循環(huán)劣化”的情況下對(duì)用于確定充電電流的控制映射進(jìn)行預(yù)先設(shè)置或預(yù)先準(zhǔn)備。因而，在劣化率較小的新電池的情況下，存在充電電流值不必要地受到限制的問(wèn)題。相反，在由于“電池循環(huán)劣化”而導(dǎo)致電池嚴(yán)重劣化的情況下，存在電池被過(guò)充電的問(wèn)題。用于解決問(wèn)題的方案因此，考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種充電控制系統(tǒng)，其中該充電控制系統(tǒng)被配置為能夠在降低該充電控制系統(tǒng)內(nèi)所執(zhí)行的運(yùn)算處理的運(yùn)算負(fù)荷的情況下，適當(dāng)?shù)貙?duì)電池進(jìn)行充電。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的前述目的和其它目的，提出了一種充電控制系統(tǒng)，被配置為計(jì)算內(nèi)部阻抗線(xiàn)，其中該內(nèi)部阻抗線(xiàn)表示對(duì)電池進(jìn)行充電所用的充電電流的值和該電池的在該充電電流流入該電池的情況下所產(chǎn)生的電壓的值之間的關(guān)系；獲得與最大可輸入功率/電流相應(yīng)的最大可輸入功率/電流點(diǎn)以及與當(dāng)前輸入至電池內(nèi)的充電功率/電流相應(yīng)的當(dāng)前輸入的充電功率/電流點(diǎn)，其中這些點(diǎn)存在于所計(jì)算出的內(nèi)部阻抗線(xiàn)上；計(jì)算存在于所計(jì)算出的內(nèi)部阻抗線(xiàn)上并且位于當(dāng)前輸入的充電功率/電流點(diǎn)和最大可輸入功率/電流點(diǎn)之間的點(diǎn)作為目標(biāo)功率/電流點(diǎn)；以及基于所計(jì)算出的目標(biāo)功率/電流點(diǎn)來(lái)設(shè)置對(duì)電池進(jìn)行充電所用的充電功率/電流。
發(fā)明的效果因此，根據(jù)本發(fā)明的充電控制系統(tǒng)，首先，計(jì)算內(nèi)部阻抗線(xiàn)，其中該內(nèi)部阻抗線(xiàn)表示對(duì)電池進(jìn)行充電所用的充電電流的值和該電池的在該充電電流流入電池的情況下所產(chǎn)生的電壓的值之間的關(guān)系。接著，計(jì)算存在于所計(jì)算出的內(nèi)部阻抗線(xiàn)上并且位于充電功率/電流點(diǎn)和最大可輸入功率/電流點(diǎn)之間的點(diǎn)作為目標(biāo)功率/電流點(diǎn)。然后，基于所計(jì)算出的目標(biāo)功率/電流點(diǎn)來(lái)設(shè)置對(duì)電池進(jìn)行充電所需的充電功率/電流。這樣消除了用于確定充電功率/電流的多個(gè)控制映射的必要性。因而，可以降低執(zhí)行電池充電操作期間的運(yùn)算處理的運(yùn)算負(fù)荷。另外，根據(jù)本發(fā)明的充電控制系統(tǒng)，在設(shè)置或確定對(duì)電池進(jìn)行充電所需的充電功率/電流時(shí)，可以在考慮到電池狀態(tài)(例如，電池的電壓和電池的內(nèi)部阻抗等)的檢測(cè)誤差的情況下適當(dāng)?shù)卦O(shè)置充電功率/電流。因此，在劣化率較小的新電池的情況下，可以抑制充電電流值受到不必要的限制。此外，在發(fā)生嚴(yán)重劣化的電池的情況下，可以有效地防止電池被過(guò)充電。


圖I是示出根據(jù)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)的框圖。圖2是在通過(guò)使用本實(shí)施例的充電控制系統(tǒng)內(nèi)所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率PTKe對(duì)電池進(jìn)行了充電的情況下所獲得的充電曲線(xiàn)圖。圖3是說(shuō)明用于在時(shí)間f時(shí)間h的時(shí)間段內(nèi)計(jì)算可輸入電流Imax的方法的圖。圖4是說(shuō)明用于在時(shí)間f時(shí)間h的時(shí)間段內(nèi)計(jì)算輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax的方法的圖。圖5是說(shuō)明用于在時(shí)間f時(shí)間^的時(shí)間段內(nèi)計(jì)算目標(biāo)充電功率Pra的方法的圖。圖6是說(shuō)明用于在時(shí)間f時(shí)間h的時(shí)間段內(nèi)計(jì)算目標(biāo)充電功率P 的方法的另一圖。圖7是說(shuō)明用于在時(shí)間時(shí)間t3的時(shí)間段內(nèi)計(jì)算可輸入電流Imax的方法的圖。圖8是說(shuō)明用于在時(shí)間t2 時(shí)間t3的時(shí)間段內(nèi)計(jì)算輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax的方法的圖。圖9是說(shuō)明用于在時(shí)間t2 時(shí)間t3的時(shí)間段內(nèi)計(jì)算目標(biāo)充電功率P 的方法的圖。圖10是說(shuō)明本實(shí)施例的系統(tǒng)所執(zhí)行的充電控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下參考附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的充電控制系統(tǒng)。圖I是示出根據(jù)本實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)的框圖。本實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)是在諸如混合電動(dòng)車(chē)輛或電動(dòng)車(chē)輛等的電驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)中舉例說(shuō)明的。如圖I所示，本實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)I采用經(jīng)由強(qiáng)電線(xiàn)(高電流線(xiàn))2相互連接的充電裝置3、電池4、PTC (正溫度系數(shù))陶瓷加熱器(簡(jiǎn)稱(chēng)為PTC加熱器)5、壓縮機(jī)6和DC/DC(直流-直流)轉(zhuǎn)換器7。電池充電系統(tǒng)I還被配置為能夠經(jīng)由強(qiáng)電線(xiàn)2電連接至外部交流(AC)電源100。為了對(duì)電池4進(jìn)行充電，外部AC電源100通常經(jīng)由強(qiáng)電線(xiàn)2連接至電池充電系統(tǒng)I。電池4是通過(guò)使諸如鋰離子二次電池單元等的多個(gè)電池單元串聯(lián)連接所構(gòu)成的電池組。如圖I清楚所示，電池4連接有電池控制器8，其中電池控制器8用于監(jiān)視構(gòu)成電池4的各電池單元。電池控制器8被配置為周期性監(jiān)視或檢測(cè)構(gòu)成電池4的各電池單元的單元電壓Vcell>電池4的總電壓VBAT、電池4的充電電流Iaffi和電池4的溫度T。電池控制器8還被配置為基于檢測(cè)到的這些信息數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算最高電壓?jiǎn)卧碾妷篭、構(gòu)成電池4的各電池單元的單元內(nèi)部阻抗RCell、電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat、充電上限電壓Vum和電池4的開(kāi)路電壓V。。最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h是構(gòu)成電池4的電池單元中的端電壓最高的單元的端電壓?；跈z測(cè)到的電池單元的單元電壓Vcell來(lái)計(jì)算并確定最高電壓?jiǎn)卧碾妷簐h。單元內(nèi)部阻抗Rcell是構(gòu)成電池4的各電池單元的內(nèi)部阻抗。針對(duì)每個(gè)電池單元，基于單元電壓Vmi、充電電流Iaffi和電池劣化率等來(lái)計(jì)算單元內(nèi)部阻抗RcelP總內(nèi)部阻抗Rbat是電池4的總電阻抗?？們?nèi)部阻抗Rbat是所有電池組件的電阻抗(包括使構(gòu)成電池4 的電池單元彼此電連接的母線(xiàn)的電阻抗以及構(gòu)成電池4的電池單元的電阻抗)的總和。例如，基于電池4的總電壓VBAT、電池4的充電電流Iaffi和電池劣化率來(lái)計(jì)算總內(nèi)部阻抗Rbat。充電上限電壓Vum是對(duì)電池4進(jìn)行充電時(shí)的上限電壓、即為了防止電池4的劣化所設(shè)置的上限電壓。例如，基于電池4的總電壓VBAT、電池4的充電電流Ιι、電池4的溫度T和電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat來(lái)計(jì)算充電上限電壓VUM?？梢詫⑹沟迷跇?gòu)成電池4的所有電池單元的內(nèi)部或構(gòu)成電池4的一部分電池單元的內(nèi)部開(kāi)始發(fā)生鋰沉積的電壓(以下稱(chēng)為“鋰沉積開(kāi)始電壓”)或者比該“鋰沉積開(kāi)始電壓”低了給定電壓值的給定電壓設(shè)置為充電上限電壓VUM。然而，充電上限電壓Vum不限于這種“鋰沉積開(kāi)始電壓”或者低于該“鋰沉積開(kāi)始電壓”的這種給定電壓。在所示實(shí)施例中，假定將充電上限電壓Vum設(shè)置為“鋰沉積開(kāi)始電壓”或低于該“鋰沉積開(kāi)始電壓”的給定電壓。在這種情況下，充電上限電壓Vum具有以下特性也就是說(shuō)，電池4的充電電流Iaffi越高，可以計(jì)算出的充電上限電壓Vum越低。相反，電池4的充電電流Iaffi越低，可以計(jì)算出的充電上限電壓Vum越高。此外，電池4的溫度T越高，可以計(jì)算出的充電上限電壓Vum越高。相反，電池4的溫度T越低，可以計(jì)算出的充電上限電壓Vum越低。此外，電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat越高，可以計(jì)算出的充電上限電壓Vum越低。相反，電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat越低，可以計(jì)算出的充電上限電壓Vum越高?？梢曰谔幱跓o(wú)負(fù)載狀態(tài)的電池4的總電壓Vbat以及充電電流Iqk來(lái)確定開(kāi)路電壓V。。例如，通過(guò)將基于充電電流Iaffi的積分電流值所計(jì)算出的電壓變化量(電壓增/減量)與處于無(wú)負(fù)載狀態(tài)的電池4的總電壓相加來(lái)計(jì)算開(kāi)路電壓V。。電池控制器8還被配置為將與單元電壓Vfcll、總電壓Vbat、充電電流I,電池溫度T、最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h、單元內(nèi)部阻抗Rmi、總內(nèi)部阻抗Rbat、充電上限電壓Vum和開(kāi)路電壓V。有關(guān)的信息發(fā)送至系統(tǒng)控制單元10。PTC加熱器5是利用經(jīng)由強(qiáng)電線(xiàn)2從電池4或外部AC電源100供給的電力所驅(qū)動(dòng)的加熱器，其中該P(yáng)TC加熱器5用于對(duì)傳送至安裝有電池充電系統(tǒng)I的機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)廂內(nèi)的空調(diào)風(fēng)進(jìn)行加熱。PTC加熱器5具有如下所謂的PTC特性電阻抗值隨著PTC加熱器5的加熱元件的溫度上升而增加，由此降低電力消耗。壓縮機(jī)6是制冷壓縮機(jī)，其中該制冷壓縮機(jī)用于對(duì)安裝有電池充電系統(tǒng)I的機(jī)動(dòng)車(chē)中所采用的空調(diào)(未示出)的制冷循環(huán)的制冷劑進(jìn)行壓縮。該空調(diào)壓縮機(jī)利用經(jīng)由強(qiáng)電線(xiàn)2從電池4或外部AC電源100供給的電力所驅(qū)動(dòng)。
空調(diào)控制放大器9是為了控制PTC加熱器5的操作和空調(diào)壓縮機(jī)6的操作所設(shè)置的控制單元?？照{(diào)控制放大器9被配置為接收與溫度傳感器(未示出)所檢測(cè)到的車(chē)廂內(nèi)部溫度以及釋放到車(chē)廂內(nèi)的空調(diào)風(fēng)的目標(biāo)溫度有關(guān)的信息，以基于該輸入信息來(lái)設(shè)置或確定對(duì)PTC加熱器5和壓縮機(jī)6這兩者進(jìn)行驅(qū)動(dòng)所需的驅(qū)動(dòng)電力，并將與所設(shè)置的驅(qū)動(dòng)電力相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)功率供給命令發(fā)送至系統(tǒng)控制單元IO。DC/DC轉(zhuǎn)換器7是用于將經(jīng)由強(qiáng)電線(xiàn)2從電池4供給的電力(一個(gè)直流電壓)轉(zhuǎn)換為另一電力的裝置。利用DC/DC轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換得到的電力經(jīng)由弱電線(xiàn)(低電流線(xiàn))11被供給至弱電配件12。充電裝置3被配置為基于來(lái)自系統(tǒng)控制單元10的功率供給命令對(duì)來(lái)自外部AC電源100的電力進(jìn)行AC/DC轉(zhuǎn)換，并將AC/DC轉(zhuǎn)換得到的電力分別供給至電池4、PTC加熱器5和壓縮機(jī)6。順便提及，關(guān)于充電裝置3的安裝，充電裝置3可以安裝在車(chē)廂內(nèi)或安裝在車(chē)輛的車(chē)廂外部上。充電裝置3還被配置為通過(guò)與外部AC電源100進(jìn)行互相通信來(lái)獲得 與外部AC電源100的可供給電力Pum有關(guān)的信息，并將所獲得的與外部AC電源100的可供給功率Pum有關(guān)的信息發(fā)送至系統(tǒng)控制單元10。系統(tǒng)控制單元10是為了通過(guò)與電池控制器8、空調(diào)控制放大器9和充電裝置3分別進(jìn)行互相通信來(lái)控制電池充電系統(tǒng)I所設(shè)置的控制單元。在所示實(shí)施例中，系統(tǒng)控制單元10被配置為接收來(lái)自電池控制器8的輸入信息(即，單元電壓VCell、總電壓Vbat、充電電流I 、電池溫度T、最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h、單元內(nèi)部阻抗Rmi、總內(nèi)部阻抗Rbat、充電上限電壓Vum和開(kāi)路電壓V。)，以基于該輸入信息計(jì)算目標(biāo)充電功率P ，并將與所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率P 相對(duì)應(yīng)的功率供給命令發(fā)送至充電裝置3。充電裝置3對(duì)來(lái)自系統(tǒng)控制單元10的功率供給命令作出響應(yīng)，從而將基于該命令進(jìn)行AC/DC轉(zhuǎn)換得到的功率從外部AC電源100供給至電池4。順便提及，關(guān)于系統(tǒng)控制單元10的安裝，系統(tǒng)控制單元10可以安裝在車(chē)廂內(nèi)或安裝在車(chē)輛的車(chē)廂外部上。以下說(shuō)明用于計(jì)算與對(duì)電池4進(jìn)行充電所需的充電功率相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)充電功率P 的方法。在系統(tǒng)控制單元10內(nèi)執(zhí)行該運(yùn)算處理。在此，圖2是在通過(guò)使用本實(shí)施例的系統(tǒng)所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率P 對(duì)電池4進(jìn)行了充電的情況下所獲得的充電曲線(xiàn)圖。圖3飛是說(shuō)明用于在時(shí)間時(shí)間h的時(shí)間段ItTt1 (參見(jiàn)圖2)內(nèi)計(jì)算對(duì)電池4進(jìn)行充電所使用的目標(biāo)充電功率P 的方法的圖。在系統(tǒng)控制單元10中，針對(duì)目標(biāo)充電功率Ptk的運(yùn)算處理是作為針對(duì)每一預(yù)定時(shí)間間隔被觸發(fā)的時(shí)間觸發(fā)中斷例程來(lái)執(zhí)行的。首先，以下說(shuō)明用于在充電操作的初始階段內(nèi)、即時(shí)間時(shí)間h的時(shí)間段 參見(jiàn)圖2)內(nèi)計(jì)算充電功率的方法。時(shí)間h與從外部AC電源100向電池4的充電功
率供給開(kāi)始的電池充電開(kāi)始時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。首先，系統(tǒng)控制單元10基于來(lái)自電池控制器8的輸入信息(即，最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h、單元內(nèi)部阻抗Rmi、充電電流Iot^P充電上限電壓Vum)，來(lái)計(jì)算作為可以輸入至電池4內(nèi)的電流的可輸入電流I·。如上所述，最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h是構(gòu)成電池4的電池單元中的最高端電壓?jiǎn)卧亩穗妷?。以下參考圖3來(lái)詳細(xì)說(shuō)明用于計(jì)算可輸入電流Imax的方法。在針對(duì)可輸入電流Imax的運(yùn)算處理中，首先，系統(tǒng)控制單元10基于來(lái)自電池控制器8的輸入信息(具體為電池單元的單元內(nèi)部阻抗Rw1)來(lái)計(jì)算構(gòu)成電池4的各單元中具有最高端電壓的最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh。然后，如圖3所示，系統(tǒng)控制單元10基于所計(jì)算出的最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh來(lái)計(jì)算最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)Lk h。在此，最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)Lk h是表示流入電池4(最高電壓?jiǎn)卧?的充電電流和該最高電壓?jiǎn)卧碾妷?端電壓)之間的關(guān)系的直線(xiàn)。也就是說(shuō)，最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)LK h是表示用于對(duì)電池進(jìn)行充電的特定充電電流的值和該電池的在特定充電電流流入了電池4的情況下產(chǎn)生的電壓的值之間的關(guān)系的直線(xiàn)。更具體地，可以通過(guò)使用如上所述計(jì)算出的最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh和從電池控制器8輸入的開(kāi)路電壓V。來(lái)計(jì)算最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)Lk h。作為替代，可以基于如上所述計(jì)算出的最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh以及與最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h和電池4的充電電流Iaffi有關(guān)的最新信息來(lái)計(jì)算最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)LK h。此外，可以基于最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h和充電電流Iaffi,通過(guò)對(duì)最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h和充電電流Iqk這兩個(gè)變量之間的關(guān)系進(jìn)行線(xiàn)性回歸來(lái)計(jì)算最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)Lk h。然后，如圖3所示，系統(tǒng)控制單元10基于從電池控制器8輸入的充電上限電壓Vum來(lái)計(jì)算充電上限電壓線(xiàn)Lv UM。具體地，系統(tǒng)控制單元10基于從電池控制器8輸入的充電上限電壓Vum求出在電池4的充電電流變化的情況下的充電上限電壓Vum的變化量。基于所求出的充電上限電壓Vum的電壓變化量來(lái)計(jì)算充電上限電壓線(xiàn)Lv UM。作為替代，系統(tǒng)控制單元10可被配置為根據(jù)表示充電上限電壓Vum和電池4的充電電流之間的關(guān)系的預(yù)先準(zhǔn)備的查找表來(lái)計(jì)算充電上限電壓線(xiàn)Ly—UM。數(shù)學(xué)式I然后，系統(tǒng)控制單元10確定或求出所計(jì)算出的最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)·所計(jì)算出的充電上限電壓線(xiàn)Lv UM的交點(diǎn)。計(jì)算出所計(jì)算出的充電上限電壓線(xiàn)Lv UM上的與所求出的交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的電壓作為最大容許電壓Vmax。通過(guò)計(jì)算所計(jì)算出的最大容許電壓Vmax和最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h之間的差來(lái)算術(shù)計(jì)算電壓差A(yù)V(=VMX_Vh)。然后，系統(tǒng)控制單元10通過(guò)將所計(jì)算出的電壓差△ V除以最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh來(lái)算術(shù)計(jì)算可添加電流Iadd (= Δ V/Rh)。然后，系統(tǒng)控制單元10通過(guò)將所計(jì)算出的可添加電流Iadd與充電電流Iaffi相加來(lái)算術(shù)計(jì)算可輸入電流Imax (=Ia^Iadd)。作為替代，系統(tǒng)控制單元10確定或求出所計(jì)算出的最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)LK h和所計(jì)算出的充電上限電壓線(xiàn)Lv UM的交點(diǎn)(參見(jiàn)圖3)?？梢杂?jì)算與所求出的交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的充電電流作為可輸入電流IMX。如上所述，通過(guò)系統(tǒng)控制單元10來(lái)進(jìn)行針對(duì)可輸入電流Imax的算術(shù)計(jì)算。然后，系統(tǒng)控制單元10通過(guò)使用如上所述計(jì)算出的可輸入電流Imax來(lái)計(jì)算作為可以輸入至電池4內(nèi)的功率的最大可輸入功率Pmm。具體地，系統(tǒng)控制單元10通過(guò)將可輸入電流Imax乘以電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat的平方來(lái)算術(shù)計(jì)算最大可輸入功率Pmax (=I1AX (Rbat)')。作為替代，如根據(jù)圖3可以理解，計(jì)算出與可輸入電流Imax相對(duì)應(yīng)的電壓作為最大容許電壓V1AP可以基于可輸入電流I1A)(和最大容許電壓Vmax來(lái)計(jì)算或確定最大可輸入功率Pmx。作為具體的Pmax計(jì)算方法，可以通過(guò)將可輸入電流Imax、最大容許電壓Vmax和構(gòu)成電池4的各單元的數(shù)量相乘到一起來(lái)計(jì)算最大可輸入功率PMX。然后，系統(tǒng)控制單元10通過(guò)使用從電池控制器8輸入的總內(nèi)部阻抗Rbat來(lái)計(jì)算總內(nèi)部阻抗線(xiàn)LK。之后，系統(tǒng)控制單元10計(jì)算或求出輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax,其中該輸入功率點(diǎn)Sinp與當(dāng)前輸入的充電功率Pinp相對(duì)應(yīng)并且存在于所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上，該最大可輸入功率點(diǎn)Smax與最大可輸入功率Pmax相對(duì)應(yīng)并且存在于所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上。以下參考圖4來(lái)詳細(xì)說(shuō)明用于計(jì)算輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax的方法。
在計(jì)算輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax時(shí)，如圖4所示，系統(tǒng)控制單元10計(jì)算總內(nèi)部阻抗線(xiàn)LK。在此，總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk是表示流入電池4的充電電流和電池4的總電壓之間的關(guān)系的直線(xiàn)。也就是說(shuō)，總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk是表示用于對(duì)電池進(jìn)行充電的充電電流的值和該電池的在該充電電流流入了電池4的情況下產(chǎn)生的電壓的值之間的關(guān)系的直線(xiàn)。更具體地，可以通過(guò)使用從電池控制器8輸入的電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat和開(kāi)路電壓V。這兩者來(lái)計(jì)算總內(nèi)部阻抗線(xiàn)LK。作為替代，可以基于從電池控制器8輸入的電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat以及與電池4的總電壓Vbat和充電電流Iqk有關(guān)的最新信息來(lái)計(jì)算總內(nèi)部阻抗線(xiàn)LK。此外，可以基于總電壓Vbat和充電電流Iqk,通過(guò)對(duì)總電壓Vbat和充電電流Iaffi這兩個(gè)變量之間的關(guān)系進(jìn)行線(xiàn)性回歸來(lái)計(jì)算總內(nèi)部阻抗線(xiàn)LK。然后，系統(tǒng)控制單元10計(jì)算輸入功率點(diǎn)Sinp，其中該輸入功率點(diǎn)Sinp存在于所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上并且與當(dāng)前輸入的充電功率Pinp相對(duì)應(yīng)。具體地，如圖4所示，系統(tǒng)控制單元10基于來(lái)自電池控制器8的最新信息(即，當(dāng)前施加至電池4的電池的總電壓Vbat和當(dāng)前輸入至電池4內(nèi)的充電電流Iaffi這兩者)來(lái)計(jì)算輸入功率點(diǎn)SINP。然后，系統(tǒng)控制單元10計(jì)算最大可輸入功率點(diǎn)Smax，其中該最大可輸入功率點(diǎn)Smax存在于總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上并且與最大可輸入功率Pmax相對(duì)應(yīng)。具體地，在計(jì)算最大可輸入功率點(diǎn)Smax時(shí)，首先，系統(tǒng)控制單元10計(jì)算如圖4所示的最大可輸入功率線(xiàn)Lp mx。在此，最大可輸入功率線(xiàn)Lp Mx表示如下兩個(gè)值之間的關(guān)系在將用于對(duì)電池4進(jìn)行充電的充電功率設(shè)置為最大可輸入功率Pmax的情況下所需的電流的值；以及該電池的在該所需電流流入了電池4的情況下產(chǎn)生的電壓的值?？梢曰谌缟纤鲇?jì)算出的最大可輸入功率Pmax來(lái)計(jì)算最大可輸入功率線(xiàn)Lp mx。然后，如圖4所示，系統(tǒng)控制單元10確定或求出所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk和所計(jì)算出的最大可輸入功率線(xiàn)Lp max的交點(diǎn)。計(jì)算出所計(jì)算出的最大可輸入功率線(xiàn)Lp max上的與所求出的交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的功率作為最大可輸入功率點(diǎn)Smx。接下來(lái)，系統(tǒng)控制單元10計(jì)算用于對(duì)電池4進(jìn)行充電的目標(biāo)充電功率P 。在此，圖5是說(shuō)明用于計(jì)算對(duì)電池4進(jìn)行充電所使用的目標(biāo)充電功率P 的方法的圖。具體地，如圖5所示,系統(tǒng)控制單元10計(jì)算如下的點(diǎn)作為目標(biāo)充電功率點(diǎn)Srae,其中該點(diǎn)存在于所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上并且位于所計(jì)算出的輸入功率點(diǎn)Sinp和所計(jì)算出的最大可輸入功率點(diǎn)Smax之間。最后，系統(tǒng)控制單元10將與目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stk相對(duì)應(yīng)的功率設(shè)置為目標(biāo)充電功率PTRe。這樣，可以計(jì)算出時(shí)間f時(shí)間h的時(shí)間段期間的目標(biāo)充電功率P 。例如，如圖6所示，假定在時(shí)間時(shí)間L之間的時(shí)間段參見(jiàn)圖2)內(nèi)的任意時(shí)間點(diǎn)tn處，將根據(jù)上述計(jì)算方法所計(jì)算出的輸入功率點(diǎn)Sinp、最大可輸入功率點(diǎn)Smax和目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stm這三者分別設(shè)置為輸入功率點(diǎn)SINP—n、最大可輸入功率點(diǎn)Smx—n和目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stkui。在這種情況下，當(dāng)根據(jù)特定目標(biāo)充電功率Ptkui來(lái)執(zhí)行電池4的充電操作時(shí)，在從時(shí)間tn起經(jīng)過(guò)了給定時(shí)間之后的時(shí)間t12處，電池4的總電壓Vbat從電壓值Vbat n上升至電壓值Vbat 12，其中該特定目標(biāo)充電功率PTKe n是基于目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stkui所計(jì)算出的并且在時(shí)間tn處將用于對(duì)電池4進(jìn)行充電的目標(biāo)充電功率P 設(shè)置為該特定目標(biāo)充電功率P ^。然后，如圖6所示，在從時(shí)間tn起經(jīng)過(guò)了給定時(shí)間之后的時(shí)間t12處，根據(jù)上述計(jì)算方法來(lái)計(jì)算輸入功率點(diǎn)Sinp 12和最大可輸入功率點(diǎn)Smax 12。然后，基于所計(jì)算出的這些點(diǎn)Sinp12和Smax 12來(lái)計(jì)算目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe 12。與時(shí)間tn處的所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stegji相比，可以使時(shí)間t12處的所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stku2更接近最大可輸入功率點(diǎn) Siax—12°同樣，當(dāng)根據(jù)特定目標(biāo)充電功率Ptmu2來(lái)執(zhí)行電池4的充電操作時(shí)，在從時(shí)間t12起經(jīng)過(guò)了給定時(shí)間之后的時(shí)間t13處，電池4的總電壓Vbat從電壓值Vbat 12上升至電壓值Vbat 13，其中該特定目標(biāo)充電功率Ptku2是基于目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stku2所計(jì)算出的并且在時(shí)間t12處將用于對(duì)電池4進(jìn)行充電的目標(biāo)充電功率Pra設(shè)置為該特定目標(biāo)充電功率P 12。然后，如圖6所示，在從時(shí)間t12起經(jīng)過(guò)了給定時(shí)間之后的時(shí)間t13處，根據(jù)上述計(jì)算方法來(lái)計(jì)算輸入功率點(diǎn)Sinp 13和最大可輸入功率點(diǎn)Smax 13。然后，基于所計(jì)算出的這些點(diǎn)Sinp13和Smax 13來(lái)計(jì)算目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe 13。與時(shí)間t12處的所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率點(diǎn)Steg12相比，可以使時(shí)間t13處的所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stmu3更接近最大可輸入功率點(diǎn) Siax—13°這樣，本實(shí)施例的系統(tǒng)被配置為根據(jù)上述計(jì)算方法來(lái)計(jì)算目標(biāo)充電功率P ，并將基于所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率P 所確定的充電功率從外部AC電源100供給至電池4，由此使得該充電功率能夠逐漸接近最大可輸入功率PMX。因而，根據(jù)圖2中時(shí)間IcT時(shí)間h的時(shí)間段^t1內(nèi)的充電功率的特性可以看出，在電池充電操作的初始階段，充電功率可以逐漸增加。在圖5中，作為示例,將目標(biāo)充電功率點(diǎn)STffi；設(shè)置為輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax之間的中點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)理解，目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stk的設(shè)置不限于這樣的兩個(gè)功率點(diǎn)Sinp和Smax之間的中點(diǎn)。作為替代，可以將目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe設(shè)置為位于輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax之間的任意點(diǎn)。例如,一方面,通過(guò)將目標(biāo)充電功率點(diǎn)STffi；設(shè)置于與最大可輸入功率點(diǎn)Smax相比更接近輸入功率點(diǎn)Sinp的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))，可以吸收電池控制器8所進(jìn)行的單元內(nèi)部阻抗Rcell和總內(nèi)部阻抗Rbat的計(jì)算的誤差以及電池4的總電壓Vbat的檢測(cè)誤差等的各種誤差。另一方面，通過(guò)將目標(biāo)充電功率點(diǎn)Sra設(shè)置于與輸入功率點(diǎn)Sinp相比更接近最大可輸入功率點(diǎn)Smax的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))，可以縮短電池4的充電持續(xù)時(shí)間。 因而，在基于電池控制器8檢測(cè)到的電池4的總電壓Vbat設(shè)置目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe的情況下，隨著電池4的總電壓Vbat變得越低，可以將目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stk設(shè)置于越接近最大可輸入功率點(diǎn)Smax的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))。此外，相反地隨著電池4的總電壓Vbat變得越聞,可以將目標(biāo)充電功率點(diǎn)Srae設(shè)置于越接近輸入功率點(diǎn)Sinp的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))。如上所述,通過(guò)基于電池4的總電壓Vbat來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stm,在電池4的總電壓Vbat較低的情況下，構(gòu)成電池4的各單元的單元電壓Vfcll與充電上限電壓Vum之間的電壓差可能變得相對(duì)較大。因而，即使在利用相對(duì)較大的充電功率來(lái)執(zhí)行電池4的充電操作的情況下，構(gòu)成電池4的各單元的單元電壓Vmi超過(guò)充電上限電壓Vum的可能性也趨于變低。由于上述原因，通過(guò)在電池4的總電壓Vbat較低的情況下將目標(biāo)充電功率點(diǎn)Steg設(shè)置于更接近最大可輸入功率點(diǎn)Smax的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))，可以縮短電池4的充電持續(xù)時(shí)間。相反，在電池4的總電壓Vbat較高的情況下，構(gòu)成電池4的各單元的單元電壓Vmi和充電上限電壓Vum之間的電壓差可能變得相對(duì)較小。因而，通過(guò)在電池4的總電壓Vbat較高的情況下將目標(biāo)充電功率點(diǎn)Sra設(shè)置于更接近輸入功率點(diǎn)Sinp的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))，可以更加適當(dāng)?shù)胤乐箻?gòu)成電池4的各單元的單元電壓Vmi超過(guò)充電上限電壓Vlimo此外，在基于電池控制器8檢測(cè)到的電池4的溫度T設(shè)置目標(biāo)充電功率點(diǎn)STffi；的情況下，隨著電池4的溫度T變得越低，可以將目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stk設(shè)置于越接近輸入功率點(diǎn)Sinp的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))。此外，隨著電池4的溫度T變得越高，可以將目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stk設(shè)置于越接近最大可輸入功率點(diǎn)Smax的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))。因而，通過(guò)基于電池4的溫度T來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置目標(biāo)充電功率點(diǎn)STffi；，在存在電池控 制器8所進(jìn)行的單元內(nèi)部阻抗Rmi和總內(nèi)部阻抗Rbat的計(jì)算的誤差以及電池4的總電壓Vbat的檢測(cè)誤差等的各種誤差的情況下以及/或者在充電控制系統(tǒng)受這些計(jì)算/檢測(cè)誤差所影響的可能性高的情況下(即，在電池溫度T較低的情況下)，可以確定地吸收這些誤差。作為對(duì)比，在充電控制系統(tǒng)受這些計(jì)算/檢測(cè)誤差所影響的可能性較低的情況下(即，在電池溫度T較高的情況下)，可以在有效地吸收這些誤差的同時(shí)縮短電池4的充電持續(xù)時(shí)間。此外，在基于電池控制器8所檢測(cè)到的電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat設(shè)置目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe的情況下，，隨著電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat變得越低，可以將目標(biāo)充電功率點(diǎn)Sra設(shè)置于越接近最大可輸入功率點(diǎn)Smax的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))。此外，隨著電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat變得越高，可以將目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe設(shè)置于越接近輸入功率點(diǎn)Sinp的位置(總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的點(diǎn))。因而，通過(guò)基于電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe，在存在電池控制器8所進(jìn)行的單元內(nèi)部阻抗Rcell和總內(nèi)部阻抗Rbat的計(jì)算的誤差以及電池4的總電壓Vbat的檢測(cè)誤差等的各種誤差的情況下以及/或者在充電控制系統(tǒng)受這些計(jì)算/檢測(cè)誤差所影響的可能性較高的情況下(即，在總內(nèi)部阻抗Rbat較高的情況下)，可以確定地吸收這些誤差。作為對(duì)比，在充電控制系統(tǒng)受這些計(jì)算/檢測(cè)誤差所影響的可能性較低的情況下(即，在總內(nèi)部阻抗Rbat較低的情況下)，可以在有效地吸收這些誤差的同時(shí)縮短電池4的充電持續(xù)時(shí)間。由于充電功率的逐漸增加，一旦在圖2的時(shí)間&處用于對(duì)電池4進(jìn)行充電的目標(biāo)充電功率P 變得與外部AC電源100的可供給功率Pum相同，根據(jù)外部AC電源100的可供給功率Pum來(lái)執(zhí)行電池4的充電操作。即使在根據(jù)可供給功率Pum來(lái)執(zhí)行電池充電操作的情況下，系統(tǒng)控制單元10也針對(duì)每一預(yù)定時(shí)間間隔重復(fù)地執(zhí)行目標(biāo)充電功率P 的運(yùn)算處理。之后，在圖2的時(shí)間〖2處，最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h達(dá)到充電上限電壓VUM。以下說(shuō)明用于在時(shí)間t2 時(shí)間t3的時(shí)間段1243(參見(jiàn)圖2)內(nèi)(即，在最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h達(dá)至IJ了充電上限電壓Vum之后)計(jì)算與用于對(duì)電池4進(jìn)行充電的充電功率相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)充電功率P 的方法。在圖2所示的時(shí)間段t2_t3內(nèi)，以與上述相同的方式，首先，系統(tǒng)控制單元10計(jì)算可輸入電流Ι Α) ，然后計(jì)算輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smx。以下參考圖7來(lái)詳細(xì)說(shuō)明用于在時(shí)間段t2-t3內(nèi)計(jì)算可輸入電流Imax的方法。從圖2和7可以看出，在時(shí)間時(shí)間t3的時(shí)間段t2_t3內(nèi)，最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h達(dá)到了充電上限電壓Vum(圖2的時(shí)間t2)，然后(在圖2的時(shí)間t2之后)超過(guò)該充電上限電壓VUM。結(jié)果，當(dāng)前施加的充電電流Iqk變得高于可輸入電流Imax，并且當(dāng)前施加的最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h變得高于最大容許電壓Vmax (參見(jiàn)圖7)。
由于上述原因，在時(shí)間段t2_t3內(nèi)，如圖8所示，輸入功率點(diǎn)Sinp超過(guò)最大可輸入功率點(diǎn)Smx(參見(jiàn)圖8中的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上的右上位置)。因而，與時(shí)間段^t1內(nèi)的目標(biāo)充電功率P 的計(jì)算方法相比，在時(shí)間段t2-t3內(nèi)的計(jì)算方法的情況下，將目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stk,設(shè)置于與最大可輸入功率點(diǎn)Smax相同的位置(最大可輸入功率線(xiàn)Lp maj^P總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk的交點(diǎn))。也就是說(shuō),在時(shí)間段t2-t3內(nèi)，將目標(biāo)充電功率Prae設(shè)置為最大可輸入功率P aX。這樣，可以計(jì)算時(shí)間時(shí)間t3的時(shí)間段t2_t3內(nèi)的目標(biāo)充電功率P 。例如，如圖9所示，假定在時(shí)間t2 時(shí)間t3之間的時(shí)間段t2_t3(參見(jiàn)圖2)內(nèi)的任意時(shí)間點(diǎn)t21處，將根據(jù)上述計(jì)算方法計(jì)算出的輸入功率點(diǎn)Sinp、最大可輸入功率線(xiàn)Lp mx、最大可輸入功率點(diǎn)Smax和目標(biāo)充電功率點(diǎn)STffi；這四者分別設(shè)置為輸入功率點(diǎn)Sinp 21、最大可輸入功率線(xiàn)LP—Mx—21、最大可輸入功率點(diǎn)Smax 21和目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stkl21。在這種情況下，輸入功率點(diǎn)Sinp 2ι超過(guò)充電上限電壓VUM，因而目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stk 21被設(shè)置于與最大可輸入功率點(diǎn)S1MJil相同的位置(最大可輸入功率線(xiàn)Lp—Mx—21上的點(diǎn))?；诒辉O(shè)置為與最大可輸入功率點(diǎn)SMX—21相同的目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe—21來(lái)計(jì)算目標(biāo)充電功率PTKe—21。也就是說(shuō)，通過(guò)將目標(biāo)充電功率PTRe—21設(shè)置為與最大可輸入功率PlMJil相同的值，目標(biāo)充電功率PTRCJil可被設(shè)置或計(jì)算為比當(dāng)前輸入的充電功率PINP—21低的值。以與時(shí)間點(diǎn)t21相同的方式，在從時(shí)間t21起經(jīng)過(guò)了給定時(shí)間之后的時(shí)間t22處，輸入功率點(diǎn)Sinp 22超過(guò)充電上限電壓VUM，因而目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stk 22被設(shè)置于與最大可輸入功率點(diǎn)Smax 22相同的位置(最大可輸入功率線(xiàn)Lp max 22上的點(diǎn))。基于被設(shè)置為與最大可輸入功率點(diǎn)Smajl22相同的目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe—22來(lái)計(jì)算目標(biāo)充電功率P —22。也就是說(shuō)，通過(guò)將目標(biāo)充電功率PTffi設(shè)置為與最大可輸入功率相同的值，目標(biāo)充電功率Ρτκ；—；^可被設(shè)置或計(jì)算為進(jìn)一步降低的值。然后，在從時(shí)間t22起經(jīng)過(guò)了給定時(shí)間之后的時(shí)間t23處以及之后在從時(shí)間t23起經(jīng)過(guò)了給定時(shí)間之后的時(shí)間t24處，以與上述相同的方式，目標(biāo)充電功率P 逐漸下降并被設(shè)置為進(jìn)一步降低的值。由此，從圖2可以看出，在時(shí)間段t2-t3ft，可以在使最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h維持在與充電上限電壓Vum相同的值的同時(shí)逐漸減少?gòu)耐獠緼C電源100供給至電池4的充電功率，由此最終適當(dāng)?shù)厥闺姵?進(jìn)入充滿(mǎn)電狀態(tài)。以下參考圖10的流程圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明在本實(shí)施例的系統(tǒng)內(nèi)所執(zhí)行的充電控制的控制流程。系統(tǒng)控制單元10和電池控制器8將該充電控制例程作為針對(duì)每一預(yù)定時(shí)間間隔被觸發(fā)的時(shí)間觸發(fā)中斷例程來(lái)執(zhí)行。首先，在步驟SI中，電池控制器8對(duì)構(gòu)成電池4的各單元的單元電壓VM1、電池4的總電壓VBAT、電池4的充電電流Iqk和電池4的溫度T進(jìn)行檢測(cè)。然后，將與這些檢測(cè)值有關(guān)的信息發(fā)送至系統(tǒng)控制單元10。在步驟S2中，基于電池控制器8經(jīng)由步驟SI所檢測(cè)到的所有電池單元的單元電壓Vfell來(lái)執(zhí)行最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h的運(yùn)算處理。然后，將與所計(jì)算出的最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h有關(guān)的信息發(fā)送至系統(tǒng)控制單元10。在步驟S3中，基于電池控制器8經(jīng)由步驟SI所檢測(cè)到的與各單元的單元電壓Vcell>電池4的總電壓VBAT、電池4的充電電流Iaffi和電池4的溫度T有關(guān)的信息，來(lái)執(zhí)行各電池單元的單元內(nèi)部阻抗Rcell和電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat的運(yùn)算處理。然后，將與所計(jì)算出的單元內(nèi)部阻抗Rw1和所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗Rbat有關(guān)的信息發(fā)送至系統(tǒng)控制單元10。此時(shí)，如上所述，系統(tǒng)控制單元10基于來(lái)自電池控制器8的與電池單元內(nèi)部阻抗Rcell有關(guān)的輸入信息來(lái)計(jì)算構(gòu)成電池4的各單元中具有最高端電壓的最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh。在步驟S4中，系統(tǒng)控制單元10執(zhí)行最大容許電壓Vmax的運(yùn)算處理。具體地，基于電池控制器8經(jīng)由步驟SI所檢測(cè)到的電池4的充電電流Iqk和電池4的溫度T來(lái)執(zhí)行充電上限電壓Vum的運(yùn)算處理。然后，將與所計(jì)算出的充電上限電壓Vum有關(guān)的信息發(fā)送至系統(tǒng)控制單元10。之后，系統(tǒng)控制單元10基于從電池控制器8輸入的充電上限電壓Vum來(lái)計(jì)算圖3所示的充電上限電壓線(xiàn)Lv UM。然后，從圖3可以看出，系統(tǒng)控制單元10確定或求出所計(jì)算出的最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)Lk h和所計(jì)算出的充電上限電壓線(xiàn)Lv UM的交點(diǎn)。 然后，系統(tǒng)控制單元10計(jì)算出所計(jì)算出的充電上限電壓線(xiàn)Lv um上的與所求出的交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的電壓作為最大容許電壓VMX。順便提及，如上所述，可以至少基于最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh來(lái)計(jì)算最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗線(xiàn)Lk h(參見(jiàn)圖3)。數(shù)學(xué)式2在步驟S5中，系統(tǒng)控制單元10執(zhí)行電壓差A(yù)V的運(yùn)算處理。從圖3可以看出，可以按照所計(jì)算出的最大容許電壓Vmax和最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h之間的差來(lái)計(jì)算該電壓差Λ V、即 AV=VMX-Vh。數(shù)學(xué)式3在步驟S6中，系統(tǒng)控制單元10執(zhí)行可添加電流Iadd的運(yùn)算處理?？商砑与娏鱅add是可以從充電電流I —直上升至可輸入電流Imax的電流值。具體地，基于經(jīng)由步驟S5所計(jì)算出的電壓差△ V和經(jīng)由步驟S3所計(jì)算出的最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh，根據(jù)表達(dá)式Iadd= Δ V/Rh來(lái)計(jì)算該可添加電流Iadd。然后，在步驟S7中，系統(tǒng)控制單元10執(zhí)行可輸入電流Imax的運(yùn)算處理。具體地，基于經(jīng)由步驟SI所檢測(cè)到的充電電流Iaffi和經(jīng)由步驟S6所計(jì)算出的可添加電流Iadd，根據(jù)表達(dá)式lMx=IaK+Iadd來(lái)計(jì)算可輸入電流Irnx。數(shù)學(xué)式4在步驟S8中，系統(tǒng)控制單元10執(zhí)行最大可輸入功率Pmax的運(yùn)算處理。具體地，基于經(jīng)由步驟S3所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗Rbat和經(jīng)由步驟S7所計(jì)算出的可輸入電流ΙΜΧ，根據(jù)表達(dá)式Ρ Α) = Μ) Χ (Rbat)2來(lái)計(jì)算最大可輸入功率Ρ Α) 。數(shù)學(xué)式5然后，在步驟S9中，系統(tǒng)控制單元10執(zhí)行當(dāng)前輸入的充電功率Pinp的運(yùn)算處理。具體地，基于經(jīng)由步驟SI所檢測(cè)到的充電電流Iaffi和總電壓Vbat這兩者，根據(jù)表達(dá)式Pinp=IchgXVbat來(lái)計(jì)算當(dāng)前輸入的充電功率ΡΙΝΡ。數(shù)學(xué)式6然后,在步驟SlO中，進(jìn)行經(jīng)由步驟S8所計(jì)算出的最大可輸入功率Pmax和經(jīng)由步驟S9所計(jì)算出的當(dāng)前輸入的充電功率Pinp之間的比較。作為比較的結(jié)果，在當(dāng)前輸入的充電功率Pinp小于最大可輸入功率Pm)(、即Prap〈Pm)i的情況下，該例程進(jìn)入步驟S11。相反,在當(dāng)前輸入的充電功率Pinp大于或等于最大可輸入功率ΡΜΧ、即Pinp ^ Pmx的情況下，該例程進(jìn)入步驟S12。數(shù)學(xué)式7在當(dāng)前輸入的充電功率Pinp小于最大可輸入功率Pmax(即，ΡΙΝΡ〈ΡΜΧ)的情況下，即在圖2所示的時(shí)間段ItTt1內(nèi)(換句話(huà)說(shuō)，電池充電操作的初始階段)的情況下，該例程進(jìn)入步驟SI I。在步驟Sll中，系統(tǒng)控制單元10根據(jù)上述計(jì)算方法來(lái)計(jì)算位于輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax之間的點(diǎn)作為目標(biāo)充電功率點(diǎn)STK；，然后將與所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率點(diǎn)Stk相對(duì)應(yīng)的功率設(shè)置為目標(biāo)充電功率Ρ (參見(jiàn)圖Γ5)。數(shù)學(xué)式8相反,在當(dāng)前輸入的充電功率Pinp大于或等于最大可輸入功率Pmax (即,Pinp彡P(guān)max)·的情況下，即在圖2所示的時(shí)間段ti_t3內(nèi)(換句話(huà)說(shuō)，電池充電操作的中間階段和最后階段)的情況下，該例程進(jìn)入步驟S12。在步驟S12中，系統(tǒng)控制單元10根據(jù)上述計(jì)算方法，將與最大可輸入功率點(diǎn)Smax相對(duì)應(yīng)的功率設(shè)置為目標(biāo)充電功率PTffi；(參見(jiàn)圖8)。在所示實(shí)施例中，通過(guò)重復(fù)執(zhí)行圖10的一系列步驟Sf S12來(lái)進(jìn)行電池4的充電控制。也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)，順次檢測(cè)電池4的狀態(tài)(即，單元電壓V&11、總電壓Vbat、充電電流Iqk；、電池溫度T、單元內(nèi)部阻抗Rmi和總內(nèi)部阻抗Rbat等)，然后根據(jù)檢測(cè)到的電池4的狀態(tài)來(lái)設(shè)置目標(biāo)充電功率P 。按照?qǐng)D2所示的方式來(lái)進(jìn)行電池4的充電操作。在本實(shí)施例的系統(tǒng)中，如上所述，通過(guò)使用總內(nèi)部阻抗Rbat來(lái)計(jì)算總內(nèi)部阻抗線(xiàn)LK。然后，計(jì)算輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax，其中該輸入功率點(diǎn)Sinp與當(dāng)前輸入的充電功率Pinp相對(duì)應(yīng)并且存在于所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上，該最大可輸入功率點(diǎn)Smax與最大可輸入功率Pmax相對(duì)應(yīng)并且存在于所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上。然后，計(jì)算出存在于所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk上并且位于所計(jì)算出的輸入功率點(diǎn)Sinp和所計(jì)算出的最大可輸入功率點(diǎn)Smax之間的點(diǎn)作為目標(biāo)充電功率點(diǎn)STKe。將與所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率點(diǎn)Sra相對(duì)應(yīng)的功率設(shè)置為用于對(duì)電池4進(jìn)行充電的目標(biāo)充電功率P 。根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)，在計(jì)算用于對(duì)電池4進(jìn)行充電的目標(biāo)充電功率P 時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置位于輸入功率點(diǎn)Sinp和最大可輸入功率點(diǎn)Smax之間的任意點(diǎn)，可以吸收電池控制器8所進(jìn)行的單元內(nèi)部阻抗Rcell和總內(nèi)部阻抗Rbat的計(jì)算的誤差以及電池4的總電壓Vbat的檢測(cè)誤差等的各種誤差。結(jié)果，當(dāng)對(duì)電池4進(jìn)行充電時(shí)，可以有效地防止電池4的總電壓Vbat (或構(gòu)成電池4的各單元的單元電壓Vmi)超過(guò)其預(yù)定的上限電壓。特別地，根據(jù)所示實(shí)施例，針對(duì)每一預(yù)定時(shí)間間隔，根據(jù)與電池4的狀態(tài)(例如，電池4的總電壓Vbat和電池4的總內(nèi)部阻抗Rbat等)有關(guān)的最新信息來(lái)計(jì)算總內(nèi)部阻抗線(xiàn)LK。然后，根據(jù)上述計(jì)算方法，通過(guò)使用所計(jì)算出的總內(nèi)部阻抗線(xiàn)Lk來(lái)設(shè)置目標(biāo)充電功率P 。因而，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)，在劣化率較小的新電池的情況下，可以抑制對(duì)充電電流值的不必要限制。作為對(duì)比，即使在嚴(yán)重劣化的電池的情況下，也可以有效地防止對(duì)電池進(jìn)行過(guò)充電。另外，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)，與多個(gè)電池充電階段無(wú)關(guān)地(例如，與圖2的時(shí)間段to-t!內(nèi)的初始充電階段、時(shí)間段&、內(nèi)的中間充電階段和時(shí)間段t2_t3內(nèi)的最后充電階段無(wú)關(guān)地)，可以利用與上述方法相同的計(jì)算方法來(lái)設(shè)置用于對(duì)電池4進(jìn)行充電的目標(biāo)充電功率P 。這樣消除了對(duì)根據(jù)各電池充電階段來(lái)預(yù)先設(shè)置或預(yù)先準(zhǔn)備彼此不同的多個(gè)充電控制映射的必要性，由此使得能夠降低運(yùn)算處理的運(yùn)算負(fù)荷。另外，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)，僅在最終計(jì)算出目標(biāo)充電功率P 的情況下，才設(shè)置吸收如上所述的各種檢測(cè)/計(jì)算誤差所需的余量。這樣消除了針對(duì)每一計(jì)算/檢測(cè)步驟來(lái)設(shè)置吸收這些檢測(cè)/計(jì)算誤差所需的余量的必要性。因而，可以在使充電控制系統(tǒng)內(nèi)所執(zhí)行的運(yùn)算處理的運(yùn)算負(fù)荷最小的情況下實(shí)現(xiàn)電池4的充電控制。此外,在所示實(shí)施例中,在計(jì)算最大可輸入功率點(diǎn)Pmax時(shí),使用最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h和最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh。在此，當(dāng)然，構(gòu)成電池4的各電池單元的電壓小于或等于最高電壓?jiǎn)卧碾妷篭。由于該原因，當(dāng)計(jì)算最大可輸入功率Pmax時(shí)，可以通過(guò)使用最高端電壓?jiǎn)卧淖罡唠妷簡(jiǎn)卧碾妷篤h和最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh計(jì)算出最大可輸入功率Pmax作為基準(zhǔn)，來(lái)計(jì)算適合于包含該最高端電壓?jiǎn)卧母麟姵貑卧淖畲罂奢斎牍β?。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置最大可輸入功率，可以更加有效地防止電池4的總電壓Vbat (或構(gòu)成電池4的各單元的單元電壓Vcell)超過(guò)其預(yù)定的上限電壓。 在所示實(shí)施例中，電池控制器8用作電壓檢測(cè)部件、上限電壓計(jì)算部件、內(nèi)部阻抗計(jì)算部件和溫度檢測(cè)部件。系統(tǒng)控制單元10用作最大可輸入功率計(jì)算部件(最大可輸入值計(jì)算部件)、內(nèi)部阻抗線(xiàn)計(jì)算部件、目標(biāo)功率點(diǎn)計(jì)算部件(目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算部件)和輸入功率設(shè)置部件(輸入值設(shè)置部件)。盡管以上是針對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明，但上述特定實(shí)施例是為了提高這些實(shí)施例的可理解性以及最佳理解而在這里示出的?？梢岳斫?，本發(fā)明不限于這里所示和所述的特定實(shí)施例，而且可以在沒(méi)有背離本發(fā)明的范圍或精神的情況下進(jìn)行各種改變和修改。本實(shí)施例的充電控制系統(tǒng)是采用如下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)舉例說(shuō)明的當(dāng)計(jì)算最大可輸入功率Pjm時(shí)，使用最聞電壓?jiǎn)呜５碾妷篤h和最聞電壓?jiǎn)呜５膬?nèi)部阻抗Rh。代替使用最聞電壓?jiǎn)卧碾妷篤h和最高電壓?jiǎn)卧膬?nèi)部阻抗Rh，本發(fā)明的充電控制系統(tǒng)可被配置成如下方式通過(guò)使用電池4的總電壓Vbat和總內(nèi)部阻抗Rbat來(lái)計(jì)算最大可輸入功率PMX。作為替代，本發(fā)明的充電控制系統(tǒng)可被配置成如下方式通過(guò)使用構(gòu)成電池4的電池單元中的任意單元的單元電壓Vcell和單元內(nèi)部阻抗R&11來(lái)計(jì)算最大可輸入功率PMX。此外，在所示實(shí)施例中，充電控制系統(tǒng)是采用如下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)舉例說(shuō)明的計(jì)算目標(biāo)充電功率PTRe，然后根據(jù)所計(jì)算出的目標(biāo)充電功率PTRe來(lái)執(zhí)行電池4的充電操作。代替使用目標(biāo)充電功率P ，本發(fā)明的充電控制系統(tǒng)可被配置成如下方式計(jì)算目標(biāo)充電電流I 、并根據(jù)所計(jì)算出的目標(biāo)充電電流I 來(lái)執(zhí)行電池4的充電操作。此外，在所示實(shí)施例中，充電控制系統(tǒng)是采用如下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)舉例說(shuō)明的從通?？s寫(xiě)為“S0C”并且以百分比(%)給出的充電狀態(tài)相對(duì)較低的電池狀態(tài)開(kāi)始電池4的充電操作?？梢岳斫猓景l(fā)明不限于從這種較低的“S0C”開(kāi)始的電池充電控制。本實(shí)施例的充電控制系統(tǒng)可適用于如下電池，其中從該電池具有相對(duì)較高的“S0C”或該電池接近滿(mǎn)充電的電池狀態(tài)開(kāi)始該電池的充電操作。此外。在從相對(duì)較高的“S0C”或接近滿(mǎn)充電狀態(tài)的電池狀態(tài)開(kāi)始電池4的充電操作的情況下，以與上述充電控制相同的方式，首先根據(jù)圖2的時(shí)間段^^內(nèi)(即，電池充電操作的初始階段)的計(jì)算方法來(lái)設(shè)置目標(biāo)充電功率P ，其次根據(jù)圖2的時(shí)間段^-^內(nèi)(即，電池充電操作的中間階段)的計(jì)算方法來(lái)將目標(biāo)充電功率P 固定為外部AC電源100的可供給功率PUM，隨后根據(jù)圖2的時(shí)間段t2-t3內(nèi)(S卩，電池充電操作的最后階段)、即最高電壓?jiǎn)卧碾妷篤h達(dá)到了充電上限電壓Vum之后的計(jì)算方法來(lái)設(shè)置目標(biāo)充電功率PT Re。
權(quán)利要求
1.一種充電控制系統(tǒng)，用于控制對(duì)電池進(jìn)行充電所用的充電功率或充電電流，包括 電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)所述電池的電壓； 上限電壓計(jì)算部，其計(jì)算所述電池的上限電壓； 內(nèi)部阻抗線(xiàn)計(jì)算部，其計(jì)算表示充電電流的值和所述電池的在該充電電流流入所述電池的情況下所產(chǎn)生的電壓的值之間的關(guān)系的內(nèi)部阻抗線(xiàn)； 最大可輸入值計(jì)算部，其基于所檢測(cè)到的所述電池的電壓、所計(jì)算出的所述電池的上限電壓和所計(jì)算出的內(nèi)部阻抗線(xiàn)，來(lái)計(jì)算與能夠輸入至所述電池內(nèi)的最大可輸入功率或最大可輸入電流相對(duì)應(yīng)的最大可輸入值； 目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算部，其計(jì)算位于最大可輸入值點(diǎn)和當(dāng)前輸入值點(diǎn)之間的點(diǎn)作為與目標(biāo)充電功率點(diǎn)或目標(biāo)充電電流點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)，其中所述最大可輸入值點(diǎn)存在于所述內(nèi)部阻抗線(xiàn)上并且與所述最大可輸入值相對(duì)應(yīng)，以及所述當(dāng)前輸入值點(diǎn)存在于所述內(nèi)部阻抗線(xiàn)上并且與當(dāng)前輸入至所述電池的充電功率或充電電流相對(duì)應(yīng)；以及 輸入值設(shè)置部，其基于所計(jì)算出的目標(biāo)點(diǎn)，來(lái)設(shè)置對(duì)所述電池進(jìn)行充電所用的充電功率或充電電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電控制系統(tǒng)，其中， 所述電池是由多個(gè)電池單元構(gòu)成的電池組； 所述電壓檢測(cè)器檢測(cè)構(gòu)成所述電池的所述多個(gè)電池單元中的指定單元的電壓以及所有電池單元的總電壓，作為所述電池的電壓； 所述上限電壓計(jì)算部計(jì)算所述指定單元的上限電壓； 所述內(nèi)部阻抗線(xiàn)計(jì)算部計(jì)算指定單元內(nèi)部阻抗線(xiàn)和總電池單元內(nèi)部阻抗線(xiàn)，其中所述指定單元內(nèi)部阻抗線(xiàn)表示所述指定單元的充電電流的值和所述指定單元的在所述指定單元的充電電流流入所述指定單元的情況下所產(chǎn)生的電壓的值之間的關(guān)系，以及所述總電池單元內(nèi)部阻抗線(xiàn)表示所述電池的充電電流的值和所述電池的在所述電池的充電電流流入所述電池的情況下所產(chǎn)生的電壓的值之間的關(guān)系； 所述最大可輸入值計(jì)算部基于所述指定單元的電壓、所述指定單元的上限電壓和所述指定單元內(nèi)部阻抗線(xiàn)來(lái)計(jì)算作為能夠輸入至所述指定單元內(nèi)的功率的指定單元最大可輸入功率或作為能夠輸入至所述指定單元內(nèi)的電流的指定單元最大可輸入電流，并且還基于所計(jì)算出的指定單元最大可輸入功率或所計(jì)算出的指定單元最大可輸入電流來(lái)計(jì)算作為能夠輸入至所述電池內(nèi)的功率的總電池單元最大可輸入功率或作為能夠輸入至所述電池內(nèi)的電流的總電池單元最大可輸入電流；以及 所述目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算部計(jì)算位于總電池單元最大可輸入值點(diǎn)和當(dāng)前輸入值點(diǎn)之間的點(diǎn)作為與目標(biāo)充電功率點(diǎn)或目標(biāo)充電電流點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)，其中所述總電池單元最大可輸入值點(diǎn)存在于所述總電池單元內(nèi)部阻抗線(xiàn)上并且與所計(jì)算出的總電池單元最大可輸入功率或總電池單元最大可輸入電流相對(duì)應(yīng)，以及所述當(dāng)前輸入值點(diǎn)存在于所述總電池單元內(nèi)部阻抗線(xiàn)上并且與當(dāng)前輸入至所述電池的充電功率或充電電流相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電控制系統(tǒng)，其中， 所述指定單元是構(gòu)成所述電池的所述多個(gè)電池單元中具有最高端電壓的最高電壓?jiǎn)?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電控制系統(tǒng)，其中，隨著所檢測(cè)到的所述電池的電壓變得越低，所述目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算部將所述目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算為越接近所述最大可輸入值點(diǎn)的點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電控制系統(tǒng)，其中，還包括 溫度檢測(cè)器，其檢測(cè)所述電池的溫度， 其中，隨著所檢測(cè)到的所述電池的溫度變得越低，所述目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算部將所述目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算為越接近所述當(dāng)前輸入值點(diǎn)的點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電控制系統(tǒng)，其中，還包括 內(nèi)部阻抗檢測(cè)器，其檢測(cè)所述電池的內(nèi)部阻抗， 其中，隨著所檢測(cè)到的所述電池的內(nèi)部阻抗變得越高，所述目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算部將所述目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算為越接近所述當(dāng)前輸入值點(diǎn)的點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充電控制系統(tǒng)，其中， 所述目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算部將所述電壓檢測(cè)器所檢測(cè)到的所述電池的電壓與所述上限電壓計(jì)算部所計(jì)算出的所述電池的上限電壓進(jìn)行比較，并且進(jìn)一步地在所述電池的電壓超過(guò)所述電池的上限電壓的情況下，將所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)置為所述最大可輸入值點(diǎn)。
全文摘要
一種充電控制系統(tǒng)，用于計(jì)算表示充電電流的值和電池的在該充電電流流入該電池的情況下所產(chǎn)生的電壓的值之間的關(guān)系的內(nèi)部阻抗線(xiàn)，以獲得與最大可輸入功率/電流相對(duì)應(yīng)的最大可輸入值點(diǎn)SMAX以及與當(dāng)前輸入至該電池的充電功率/電流相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前輸入值點(diǎn)SINP，其中這些點(diǎn)存在于所計(jì)算出的內(nèi)部阻抗線(xiàn)上。該充電控制系統(tǒng)還計(jì)算位于最大可輸入值點(diǎn)SMAX和當(dāng)前輸入值點(diǎn)SINP之間的點(diǎn)作為與目標(biāo)充電功率/電流點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)STRG，并基于所計(jì)算出的目標(biāo)點(diǎn)STRG來(lái)設(shè)置對(duì)電池進(jìn)行充電所用的充電功率/電流。
文檔編號(hào)H01M10/44GK102934325SQ201180028340
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者長(zhǎng)倉(cāng)只人 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社