本發(fā)明涉及一種充電控制裝置以及充電控制方法。

背景技術(shù)：

公開了如下一種電池充電系統(tǒng)(專利文獻(xiàn)1)：在將來(lái)自外部交流電源的供給電力P_SUP限制為充電允許電力P_LIM來(lái)進(jìn)行電池的充電的狀態(tài)下，在要求通過(guò)PWM控制來(lái)進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的PTC加熱器的驅(qū)動(dòng)的情況下，PTC加熱器的驅(qū)動(dòng)電力由于PWM控制而以固定的周期變化(脈動(dòng))，因此電池的充電電力也變化。此時(shí)，在PTC加熱器的驅(qū)動(dòng)電力最大的部分，通過(guò)將電池設(shè)為放電狀態(tài)來(lái)保持電池的充電電力不超過(guò)充電允許電力P_LIM的狀態(tài)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-19678號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

在上述以往的系統(tǒng)中，在利用PTC加熱器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過(guò)將電池設(shè)為放電狀態(tài)以避免電池的充電電力由于因PWM控制的開關(guān)動(dòng)作發(fā)生的脈動(dòng)而超過(guò)充電允許電力P_LIM，來(lái)避免電池的電壓超過(guò)充電上限電壓。另外，以因PWM控制的開關(guān)動(dòng)作引起的脈動(dòng)的大小固定為前提，進(jìn)行控制以避免電池的充電電力超過(guò)充電允許電力P_LIM。

另一方面，在通過(guò)全波整流方式或半波整流方式對(duì)交流電力進(jìn)行整流并且對(duì)電池充電的充電系統(tǒng)中，充電電力也隨著整流而發(fā)生脈動(dòng)。在這種充電系統(tǒng)中，在如上述以往的系統(tǒng)那樣將電池設(shè)為放電狀態(tài)以避免電池的充電電壓超過(guò)充電上限電壓的情況下，實(shí)際上對(duì)電池充電的電力相對(duì)于充電電力降低(充電效率降低)，作為結(jié)果，導(dǎo)致每單位時(shí)間內(nèi)能夠?qū)﹄姵爻潆姷碾娏α繙p少。另外，在如以往的系統(tǒng)那樣以脈動(dòng)的大小固定為前提并且在上述的充電系統(tǒng)中將電池的充電上限電壓限制為降低與大小固定的脈動(dòng)相應(yīng)的量的電壓的情況下，導(dǎo)致能夠?qū)﹄姵爻潆姷碾妷合鄬?duì)于實(shí)際的脈動(dòng)的大小過(guò)低。因此，存在如下問(wèn)題：導(dǎo)致能夠?qū)﹄姵爻潆姷碾娏α繙p少，作為結(jié)果，導(dǎo)致充電完成時(shí)的電池中已充電的電力量降低。

本發(fā)明要解決的問(wèn)題在于提供一種在通過(guò)全波整流方式或半波整流方式對(duì)交流電力進(jìn)行整流并且對(duì)電池充電的系統(tǒng)中提高能夠?qū)﹄姵爻潆姷碾娏α康某潆娍刂蒲b置以及充電方法。

用于解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明通過(guò)如下方法解決上述問(wèn)題：將基于傳感器的檢測(cè)值和電池的充電上限電壓而能夠?qū)﹄姵爻潆姷碾娏ψ鳛榭沙潆婋娏M(jìn)行管理，基于可充電電力來(lái)控制電池的充電電力，在充電電力高于規(guī)定的閾值的情況下，將充電上限電壓設(shè)定為第一充電上限電壓，在充電電力低于該規(guī)定的閾值的情況下，將充電上限電壓設(shè)定為比第一充電上限電壓高的第二充電上限電壓。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明中，當(dāng)充電電力中包含的脈動(dòng)變小時(shí)，充電上限電壓變高，因此電池的可充電電力變大，從而不使充電效率降低就能夠提高能夠?qū)﹄姵爻潆姷碾娏α俊?/p>

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的充電系統(tǒng)的框圖。

圖2是用于說(shuō)明在圖1的充電系統(tǒng)中電池的充電電力的脈動(dòng)的曲線圖。

圖3是用于說(shuō)明在圖1的充電系統(tǒng)中電池的充電電壓的特性的曲線圖。

圖4是示出圖1的控制器的控制過(guò)程的流程圖。

圖5是用于說(shuō)明在圖1的充電系統(tǒng)中電池的充電電壓和充電電流的推移的曲線圖。

圖6是示出在圖1的充電系統(tǒng)中電池的充電電力和充電電壓隨時(shí)間的推移的曲線圖。

圖7是用于說(shuō)明在本發(fā)明的變形例所涉及的充電系統(tǒng)中電池的充電電壓和充電電流的推移的曲線圖。

圖8是示出在本發(fā)明的其它實(shí)施方式所涉及的充電系統(tǒng)中控制器的控制過(guò)程的流程圖。

圖9是示出在本發(fā)明的其它實(shí)施方式所涉及的充電系統(tǒng)中電池的充電電力隨時(shí)間的推移的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

《第一實(shí)施方式》

圖1是包含本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的充電控制裝置的充電系統(tǒng)的框圖。本實(shí)施方式所涉及的充電系統(tǒng)是使用全波整流方式或半波整流方式的逆變器的充電系統(tǒng)。充電系統(tǒng)具備交流電源1、充電器2、電池3、傳感器4以及控制器5。

交流電源1例如是家庭用的100V或200V的電源。充電器2通過(guò)全波整流或半波整流將從交流電源1供給的交流電力整流為直流電力。另外，充電器2以整流后的直流電力為電池3的充電電力來(lái)對(duì)電池3充電(輸出)。充電器2具有整流功能，具有逆變器等。而且，基于從控制器5發(fā)送的控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)充電器2的逆變器，由此對(duì)從充電器2向電池3充電的電壓和電流進(jìn)行控制。

電池3是通過(guò)將多個(gè)二次電池連接而構(gòu)成的。傳感器4與電池3連接，檢測(cè)電池3的電流(端子電流)和電壓(端子電壓)來(lái)作為表示電池3的狀態(tài)的檢測(cè)值。傳感器4的檢測(cè)值被輸出到控制器5。

控制器5是通過(guò)基于傳感器4的檢測(cè)值控制充電器2中包含的逆變器等來(lái)控制電池3的充電的控制器。具體地說(shuō)，控制器5基于傳感器4的檢測(cè)值來(lái)計(jì)算向電池充電的充電電流和充電電壓、即充電電力的目標(biāo)值，并且通過(guò)控制充電器2中包含的逆變器等，來(lái)將向電池3充電的充電電力的有效值(執(zhí)行電力)控制為目標(biāo)值。

接著，使用圖2來(lái)說(shuō)明從充電器2對(duì)電池3充電的充電電力。圖2是表示對(duì)交流電力進(jìn)行全波整流后輸出的充電電力的有效電力與脈動(dòng)成分之間的關(guān)系的曲線圖。如上述那樣，充電器2使用全波整流或半波整流的逆變器。因此，充電器2的充電電力(從充電器2實(shí)際輸出的輸出電力)產(chǎn)生脈流。充電電力的脈流的大小與有效電力的大小成比例。

如圖2的(a)所示，在將有效電力設(shè)為A的情況下，使用有效電力(A)的倍的值表示充電電力的峰值(相當(dāng)于振幅)。另外，在將有效電力設(shè)為比A低的B(<A)的情況下，使用有效電力(B)的倍的值表示充電電力的峰值。如圖2所示，當(dāng)有效電力變低時(shí)，脈動(dòng)的幅度也變小。此外，如上述那樣，在圖2中只關(guān)于對(duì)交流電力進(jìn)行全波整流后輸出的充電電力進(jìn)行了記載，但是不言而喻的是，在對(duì)交流電力進(jìn)行半波整流后輸出的情況下也同樣產(chǎn)生脈流。但是，在半波整流后的充電電力中，充電電力的峰值為有效電力的2倍的值。在本實(shí)施例中，說(shuō)明了充電器2對(duì)交流電力進(jìn)行全波整流后輸出的情況，省略關(guān)于對(duì)交流電力進(jìn)行半波整流后輸出的情況的說(shuō)明。

另外，脈動(dòng)的周期為交流電源1的商用頻率的2倍的周期。例如，日本存在商用頻率為50Hz的地區(qū)和商用頻率為60Hz的地區(qū)。在商用頻率為50Hz的情況下，脈動(dòng)的周期為10msec(100Hz)，在商用頻率為60Hz的情況下，脈動(dòng)的周期為8msec(120Hz)。

接著，使用圖3來(lái)說(shuō)明電池3的充電上限電壓與充電電力之間的關(guān)系。圖3是表示電池3的充電電壓的特性的曲線圖，(a)表示以3kW的有效電力對(duì)電池3充電的情況下的特性，(b)、(c)表示以1kW的有效電力對(duì)電池3充電的情況下的特性。

為了防止電池3劣化，對(duì)電池3預(yù)先規(guī)定了限制電壓(V_M)來(lái)作為充電電壓的上限值。例如，在將鋰離子電池用作電池3的情況下，基于使鋰開始析出的電壓等來(lái)決定限制電壓。

如圖2所示，電池3的充電電力產(chǎn)生脈動(dòng)，充電電壓也隨之產(chǎn)生脈動(dòng)。而且，在電池3的充電電壓的峰值由于脈動(dòng)而瞬間超過(guò)了限制電壓的情況下，電池的劣化有可能更快地加劇。因此，電池3的充電上限電壓(電壓控制中的上限值)被設(shè)定為比電池3的限制電壓低與脈動(dòng)相當(dāng)?shù)碾妷毫康碾妷?。此外，關(guān)于電池3的充電上限電壓，也可以在不僅考慮脈動(dòng)的電壓、還考慮例如包含傳感器4等的誤差等的余量的基礎(chǔ)上設(shè)定為比限制電壓低的電壓值。

另外，在與本發(fā)明不同而脈動(dòng)的大小(振幅)不變化的情況下，如果將電池3的充電上限電壓設(shè)為固定值并且能夠進(jìn)行充電直到電池3的電壓達(dá)到充電上限電壓為止，則能夠充入足夠的電力量。

然而，在如本發(fā)明那樣脈動(dòng)的大小變化的情況下，當(dāng)將電池3的充電上限電壓設(shè)為固定值時(shí)，對(duì)電池3的充電上限電壓施與大的限制，導(dǎo)致電池3的充電電壓(充電完成時(shí)的電池電壓)降低。例如，假定使充電電力隨著電池3的充電進(jìn)行而減少的充電控制。電池3的電壓隨著充電進(jìn)行而變高，因此充電器2通過(guò)使充電電流減小來(lái)使電池3的充電電力減小。而且，由于充電電力變小，因此脈動(dòng)變小。

例如圖3的(a)所示，在將充電上限電壓設(shè)為V_L1且以3kW的充電電力(有效電力)進(jìn)行充電的情況下，脈動(dòng)的大小大。另外，電池3的充電電壓的峰值與限制電壓(V_M)大致相等。設(shè)從圖3的(a)所示的狀態(tài)起充電電力(有效電力)從3kW下降到1kW。有效電力降低充電電力減小的量，因此脈動(dòng)變小。

如圖3的(b)所示，充電電壓的峰值減小了脈動(dòng)減小的量，但是由于充電上限電壓被固定為V_L1，因此不能提高充電電壓。另外，在充電電壓的峰值與限制電壓之間產(chǎn)生大的電壓差。因此，雖然能夠使充電電壓提高脈動(dòng)減小的量，但是電池3的充電電壓的充電上限電壓被限制為V_L1，因此實(shí)際的電池3的充電電壓相對(duì)限制電壓(V_M)而言受到更大的限制。而且，對(duì)電池3充電的電力量減少電池3的充電電壓不升高的量。另外，電池3的充電電壓低，因此導(dǎo)致充電時(shí)間變長(zhǎng)。

另一方面，如圖3的(c)所示，在充電上限電壓從V_L1升高了脈動(dòng)減小的量而變?yōu)閂_L2的情況下，電池3被充電直到電池3的充電電壓變?yōu)槌潆娚舷揠妷?V_L2>V_L1)為止。另外，電池3的充電電壓的峰值被抑制為限制電壓(V_M)以下。

控制器5通過(guò)根據(jù)充電電力的脈動(dòng)的大小來(lái)提高充電上限電壓(V_L)，來(lái)提高能夠?qū)﹄姵?充電的電力并且對(duì)電池3充電。以下，使用圖4～圖6來(lái)說(shuō)明控制器5的控制。圖4是表示控制器5的控制過(guò)程的流程圖。

圖5是用于說(shuō)明電池3的充電電壓和充電電流的推移的曲線圖。在圖5中，曲線a是表示電池3的充電電壓和充電電流隨著充電的推移而推移的曲線。電池3的充電電壓和充電電流隨著充電的推移而在曲線a上推進(jìn)。曲線b表示充電上限電壓(V_L)，曲線c表示限制電壓(V_M)，曲線d₁～d₃表示從充電器2對(duì)電池3充電的充電電力的等效電力線。充電電力從曲線d₁起按曲線d₁、曲線d₂、曲線d₃的順序變小。

圖6的(a)是用于說(shuō)明電池3的充電電力的推移的曲線圖，(b)是用于說(shuō)明電池3的充電電壓的推移的曲線圖。在圖6的(a)中，曲線a是表示電池3的可充電電力的曲線，曲線b是表示電池3的實(shí)際的充電電壓(端子電壓)的曲線。在圖6的(b)中，曲線a表示限制電壓(V_M)，曲線b表示充電上限電壓(V_L)。

另外，圖5、6所示的電池的狀態(tài)(P₁～P₄)分別與時(shí)間(t₁～t₄)對(duì)應(yīng)，隨著充電的推移，時(shí)間按t₁、t₂、t₃以及t₄的順序推進(jìn)。

當(dāng)電池3的充電開始時(shí)，在步驟S1中，控制器5使用傳感器4檢測(cè)電池3的充電電流和充電電壓，并且基于電池3的檢測(cè)值和充電上限電壓(V_L)來(lái)計(jì)算電池3的可充電電力。可充電電力是電池3從當(dāng)前的電壓充電至充電上限電壓(V_L)為止所需要的充電電力。

在此，將充電開始的時(shí)間設(shè)為t₁，將電池3在時(shí)間(t₁)的狀態(tài)(初始狀態(tài))設(shè)為P₁。使用圖5的點(diǎn)(P₁)表示電池3的狀態(tài)(P₁)。在電池3的狀態(tài)為P₁時(shí)，當(dāng)以充電器2的最大充電電力(相當(dāng)于曲線d₁)對(duì)電池3充電時(shí)，電池3的充電電壓變?yōu)閂₁，電池3的充電電流變?yōu)镮₁。

根據(jù)在電池3的狀態(tài)(P₁)時(shí)由傳感器4檢測(cè)出的電池3的電壓、電流以及電池3的內(nèi)部電阻及充電上限電壓(V_L)來(lái)計(jì)算可充電電力。此外，充電上限電壓(V_L)的初始值設(shè)為V₃，V₃是從限制電壓(V_M)減去充電器2的最大充電電力時(shí)的電壓振幅(準(zhǔn)確地說(shuō)，是對(duì)最大充電電力時(shí)的電壓振幅考慮了測(cè)量誤差等余量后的值)所得到的電壓值。另外，例如也可以根據(jù)電池3的電壓的變化量與電池3的電流的變化量之比來(lái)計(jì)算內(nèi)部電阻。首先，通過(guò)對(duì)充電上限電壓(V₃)與當(dāng)前的電壓(V₁)的之間電壓差(ΔV)除以電池3的內(nèi)部電阻，來(lái)計(jì)算電池的電壓從狀態(tài)(P₁)達(dá)到充電上限電壓(V₃)為止流過(guò)的電流的增加量(ΔI)(ΔI＝(V₃-V₁)/R)。另外，通過(guò)對(duì)當(dāng)前的電池3的電流(I₁)加上增加量(ΔI)來(lái)計(jì)算從狀態(tài)(P₁)達(dá)到充電上限電壓(V₃)為止流過(guò)的電流(I₁’)(I₁’＝I₁+ΔI)。然后，通過(guò)將電流(I₁’)與充電上限電壓(V₃)相乘來(lái)計(jì)算可充電電力?？刂破?通過(guò)上述的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算電池3的當(dāng)前的狀態(tài)下的可充電電力。

在步驟S2中，控制器5對(duì)電池3的可充電電力與充電器2的最大充電電力進(jìn)行比較。充電器2的最大充電電力是根據(jù)交流電源1的供給電力和充電器2的性能決定的電力，是能夠從充電器2對(duì)電池3充電的(能夠輸出的)最大的電力。在電池3的可充電電力大于充電器2的最大充電電力的情況下，雖然電池3的狀態(tài)處于能夠以比充電器2的最大充電電力大的充電電力進(jìn)行充電的狀態(tài)，但是被限制為充電器2的最大充電電力。

因此，控制器5以充電器2的最大充電電力為從充電器2輸出的充電電力的有效值來(lái)控制充電器2(步驟S3)。具體地說(shuō)，以恒定電力進(jìn)行電池3的充電控制，以使得從充電器2對(duì)電池供給的充電電力(有效電力)為充電器2的最大充電電力。當(dāng)電池3的充電進(jìn)行時(shí)，電池3的電壓上升。因此，控制器5對(duì)充電器2進(jìn)行控制，以使電池3的充電電流隨著電池3的電壓上升而逐漸減小，并且使向電池3充電的充電電力成為充電器2的最大充電電力。

然后，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行步驟S1至步驟S3的控制流程，來(lái)進(jìn)行基于充電器2的最大充電電力的恒定電力的充電控制。使用圖5、圖6來(lái)說(shuō)明基于步驟S1至步驟S3的控制循環(huán)的充電控制。

電池3的充電電力在圖5的曲線d₁所示的等效電力線上，從狀態(tài)(P₁)向狀態(tài)(P₂)推移。電池3的電壓隨著充電進(jìn)行而變高，因此電池3的充電電流縮小到I₂。另外，直到達(dá)到充電上限電壓(V₃)為止流過(guò)的電流變得比I₁’小，并且在狀態(tài)(P₂)變?yōu)镮₂’。電流(I₂’)是相對(duì)于電池3的電流(I₂)從狀態(tài)(P₂)達(dá)到充電上限電壓(V₃)為止流過(guò)的電流。而且，充電上限電壓(V_L)被固定為固定值(V₃)。因此，電池3的可充電電力隨著充電進(jìn)行而變小。

而且，如圖6的(a)所示，在從狀態(tài)(P₁)至狀態(tài)(P₂)，電池3的充電電力以作為固定值的充電器2的最大充電電力(P_c)推移。另外，電池3的充電電力是充電器2的最大充電電力，因此充電電力的脈動(dòng)大。電池3的充電電壓隨著充電進(jìn)行而變高，但是充電電壓成為相對(duì)充電上限電壓(V₃)而言足夠低的值。因此，如圖6的(b)所示，充電電壓的峰值被抑制為充電上限電壓(V₃)以下。

此外，關(guān)于從狀態(tài)(P₁)推移至狀態(tài)(P₂)時(shí)的充電上限電壓(V_L)，在電池3的可充電電力大于充電器2的最大充電電力的情況下，電池3的充電電力被限制為充電器2的最大充電電力。另外，電池3的充電電壓變得與電池3的限制電壓(V_M)相比足夠低。而且，如圖6的(b)所示，即使由于充電電力的脈動(dòng)而電池3的電壓發(fā)生波動(dòng)(脈動(dòng))，電壓的峰值也不超過(guò)限制電壓(V_M)。因此，將充電上限電壓(V_L)設(shè)為了固定值V₃。

返回到圖4，可充電電力隨著充電進(jìn)行而變小，當(dāng)可充電電力變?yōu)樽畲箅娏σ韵聲r(shí)，前進(jìn)到步驟S4。在步驟S4中，控制器5使電池3的充電上限電壓提高，來(lái)將充電上限電壓設(shè)定為比V₃高的電壓。新設(shè)定的充電上限電壓是從限制電壓(V_M)減去與脈動(dòng)量相應(yīng)的電壓所得到的電壓。基于從充電器2對(duì)電池3充電的充電電力和電池3的內(nèi)部電阻來(lái)計(jì)算與脈動(dòng)量相應(yīng)的電壓?？刂破?對(duì)電池3的狀態(tài)和充電器2的充電電力進(jìn)行管理，因此也能夠計(jì)算與脈動(dòng)量相應(yīng)的電壓。此外，只要預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)等將針對(duì)充電電力和內(nèi)部電阻的電壓脈動(dòng)的大小(電壓振幅的大小)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)表等中并根據(jù)所計(jì)算出的充電電力參照對(duì)應(yīng)表來(lái)計(jì)算與脈動(dòng)量相應(yīng)的電壓即可。另外，電池3的內(nèi)部電阻在充電時(shí)間程度的短時(shí)間內(nèi)不大幅地變化，因此也可以是，在充電中，將電池3的內(nèi)部電阻設(shè)為固定值，只基于充電電力來(lái)計(jì)算與脈動(dòng)量相應(yīng)的電壓。而且，控制器5通過(guò)從限制電壓(V_M)減去與脈動(dòng)量相應(yīng)的電壓來(lái)計(jì)算應(yīng)設(shè)定的充電上限電壓。

當(dāng)電池3的充電進(jìn)行并且電池3的可充電電力變?yōu)槌潆娖?的最大充電電力以下時(shí)，電池3的充電電力隨著充電的推移而變低。而且，如上述所示的那樣，當(dāng)電池3的充電電力變低時(shí)，充電電力的脈動(dòng)也變小。因此，從限制電壓(V_M)減去的與脈動(dòng)量相應(yīng)的電壓也變小，從而充電上限電壓變高。另外，與脈動(dòng)量相應(yīng)的電壓與充電電力的變化相應(yīng)地變化，因此在本例中，充電上限電壓也設(shè)為可變的值。

在步驟S5中，控制器5計(jì)算可充電電力。可充電電力的計(jì)算方法與步驟S1相同。此時(shí)，充電上限電壓變?yōu)楸萔₃高的電壓，因此電池3的可充電電力變大。

在步驟S6中，控制器5基于電池3的可充電電力來(lái)控制充電器2。控制器5進(jìn)行電池3的充電控制，以使從充電器2對(duì)電池3充電的充電電力的有效值為可充電電力。在步驟S7中，控制器5對(duì)表示電池的3的滿充電的目標(biāo)電壓與傳感器4的檢測(cè)電壓進(jìn)行比較，來(lái)判定電池3的檢測(cè)電壓是否低于目標(biāo)電壓。在電池3的充電電壓低于目標(biāo)電壓的情況下，控制器5判定為不是滿充電狀態(tài)，返回到步驟S4。然后，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行步驟S4至步驟S7的控制流程，充電上限電壓(V_L)與脈動(dòng)的降低相應(yīng)地上升，由此可充電電力變大，進(jìn)行基于可充電電力的充電控制。

使用圖5、圖6來(lái)說(shuō)明基于步驟S4至步驟S7的控制循環(huán)的充電控制。當(dāng)充電進(jìn)行并且電池3的可充電電力變小時(shí)，從充電器2對(duì)電池3充電的電力(電池3的充電電力)變小。因此，在圖5所示的曲線圖中，電池的狀態(tài)偏離等效電力線(d₁)而按順序向狀態(tài)(P₃)、狀態(tài)(P₄)推移。

電池3的電壓隨著充電進(jìn)行而變高。因此，在充電上限電壓(V₃)為固定值的情況下，電池3的可充電電力變小。另一方面，在本發(fā)明中，充電上限電壓(V₃)隨著充電進(jìn)行而逐漸變高。例如，在電池3的狀態(tài)從P₂推移到P₃的情況下，充電上限電壓從V₃升高到V_{3_1}。在電池3的狀態(tài)(P₃)時(shí)，電池3的充電電壓為V_{2_1}，充電電流為I_{2_1}。另外，直到達(dá)到充電上限電壓(V_{3_1})為止流過(guò)的電流變?yōu)镮_{2_1}’。即，通過(guò)充電上限電壓從V₃升高到V_{3_1}，從而狀態(tài)(P₃)的電壓(V_{2_1})與充電上限電壓(V_L)之間的電壓差比將充電上限電壓設(shè)為固定值V₃的情況下的該電壓差大。另外，從電池3的狀態(tài)(P₃)至充電上限電壓為止流過(guò)的電流也比將充電上限電壓設(shè)為固定值V₃時(shí)的該電流大。因此，電池3的可充電電力比將充電上限電壓(V₃)設(shè)為固定值時(shí)的可充電電力大。

并且，在電池3的狀態(tài)從P₃推移到P₄的情況下也同樣地，電池3的可充電電力比將充電上限電壓(V₃)設(shè)為固定值時(shí)的可充電電力大。

如圖6的(a)所示，在電池3的狀態(tài)(P₂)以后，電池3的充電電力隨著電池3的充電進(jìn)行而變低。充電電力的脈動(dòng)也逐漸變小，電壓振幅(脈動(dòng))也隨之變小。隨著充電進(jìn)行，電池3的充電電壓變高，充電上限電壓(V_L)也變高，但是脈動(dòng)逐漸變小。因此，如圖6的(b)所示，充電電壓的峰值被抑制為充電上限電壓(V_L)以下。

即，在充電上限電壓被固定為V₃的情況下，電池3只能充電至電池3的電壓變?yōu)槌潆娚舷揠妷?V₃)為止。另一方面，在本發(fā)明中，在電池3的充電電力高于充電器2的最大充電電力的情況下，控制器5將充電上限電壓設(shè)定為V₃，在電池3的充電電力低于充電器2的最大充電電力的情況下，控制器5將充電上限電壓設(shè)定為比V₃高的V_{3_1}、V_{3_2}。充電結(jié)束時(shí)的電池3的電壓變得比V₃高，因此能夠提高能夠?qū)﹄姵?充電的電力量。

返回到圖4，在步驟S7中電池3的充電電壓為目標(biāo)電壓以上的情況下，控制器5判定為是滿充電狀態(tài)，前進(jìn)到步驟S8。然后，控制器5通過(guò)使充電器2停止來(lái)使電池3的充電停止，本例的控制流程結(jié)束。

如上述那樣，在本發(fā)明中，控制器5基于傳感器4的檢測(cè)值和電池3的充電上限電壓來(lái)管理電池3的可充電電力，并且基于該可充電電力來(lái)控制電池3的充電電力。而且，在電池3的充電電力高于充電器2的最大充電電力的情況下，控制器5將充電上限電壓設(shè)定為V₃，在電池3的充電電力低于充電器2的最大充電電力的情況下，控制器5將充電上限電壓設(shè)定為比V₃高的電壓。由此，當(dāng)電池3的充電電力變低從而充電電力的脈動(dòng)變小時(shí)，充電上限電壓變高。因此，電池的可充電電力變大，從而能夠提高能夠?qū)﹄姵爻潆姷碾娏α俊?/p>

另外，在本發(fā)明中，在電池3的充電電力低于充電器2的最大充電電力的情況下，控制器5使充電上限電壓隨著電池3的充電進(jìn)行而升高。當(dāng)電池3的充電進(jìn)行時(shí)，電池3的充電電力縮小，因此脈動(dòng)逐漸變小。而且，通過(guò)將脈動(dòng)減少的幅度與充電上限電壓的上升幅度對(duì)應(yīng)起來(lái)，來(lái)使逐漸變小的脈動(dòng)幅度的減少量與可充電電力的增加量相當(dāng)。由此，能夠提高能夠?qū)﹄姵?充電的電力量。

此外，控制器5也可以根據(jù)電池3的劣化程度、電池3的溫度、電池3的SOC等來(lái)校正可充電電力。在電池3的內(nèi)部電阻由于電池3的劣化程度、溫度、SOC等而變高的情況下，直到電池3的電壓達(dá)到充電上限電壓為止流過(guò)的電流值變小，因此可充電電力也變小。因此，例如控制器5根據(jù)電池3的劣化程度、溫度、SOC等來(lái)校正內(nèi)部電阻，并且以內(nèi)部電阻越大則可充電電力越低的方式計(jì)算可充電電力。此外，電池3的溫度只要由溫度傳感器進(jìn)行檢測(cè)即可。

另外，控制器5也可以根據(jù)電池3的劣化程度、溫度、SOC等來(lái)校正充電上限電壓的上升幅度。在電池3的內(nèi)部電阻由于電池3的劣化程度、溫度、SOC等而變高的情況下，充電電力的脈動(dòng)的幅度也變大。因此，例如控制器5以內(nèi)部電阻越大則使充電上限電壓的上升幅度越小的方式計(jì)算充電上限電壓。

如圖5所示，電池3的充電電力隨著電池3的充電進(jìn)行而變小。而且，在本發(fā)明中，根據(jù)變小的充電電力來(lái)提高充電上限電壓，但是也可以根據(jù)電池3的可充電電力來(lái)提高充電上限電壓，還可以根據(jù)電池3的充電電流來(lái)提高充電上限電壓，還可以根據(jù)電池3的當(dāng)前的電壓與控制電壓(V_M)之間的電壓差來(lái)提高充電上限電壓。例如，在根據(jù)電池3的可充電電力來(lái)設(shè)定充電上限電壓的情況下，控制器5只要以可充電電力越低則充電上限電壓越高的方式設(shè)定充電上限電壓即可。對(duì)于電池3的充電電流以及電池3的當(dāng)前的電壓與控制電壓(V_M)之間的電壓差，也與可充電電力同樣地進(jìn)行設(shè)定即可。

此外，在本發(fā)明中，將充電器2的最大充電電力設(shè)為閾值并且根據(jù)電池3的可充電電力是否大于充電器2的最大充電電力來(lái)改變充電上限電壓，但是閾值無(wú)需一定設(shè)為充電器2的最大充電電力。例如，在電池3的可充電電力低于充電器2的最大充電電力的狀態(tài)下，在電池3的充電電力(即，電池3的可充電電力)高于規(guī)定的電力閾值的情況下，控制器5將充電上限電壓設(shè)定為V_x，在電池3的充電電力低于該規(guī)定的電力閾值的情況下，控制器5將充電上限電壓設(shè)定為比V_x高的V_y。由此，例如即使在電池3滿充電時(shí)的容量小而不能以充電器2的最大充電電力開始電池3的充電時(shí)，也能夠應(yīng)用本發(fā)明。另外，在圖5所示的狀態(tài)(P₂)以后的充電控制中，能夠進(jìn)行基于電池3的充電電力與閾值之間的比較的充電上限電壓的可變控制。

此外，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于恒定電壓充電控制或恒定電流充電控制。

此外，作為本發(fā)明的變形例，控制器5也可以使充電上限電壓以離散方式升高。圖7是用于說(shuō)明在變形例所涉及的充電控制裝置中電池3的充電電壓和充電電流的推移的曲線圖。圖7的各曲線a～c、曲線d₁～d₃與圖5所示的曲線相同。

控制器5將充電上限電壓設(shè)定為V₃來(lái)作為初始值(相當(dāng)于電池3的狀態(tài)(P₁))。在電池3的充電進(jìn)行并且電池3的可充電電力變得比充電器2的第一電力閾值低的情況下，控制器5將充電上限電壓從V₃設(shè)定為V_{3_1}。第一電力閾值是預(yù)先設(shè)定好的充電電力的閾值，被設(shè)定為充電器2的最大電力閾值以下的值。此外，在圖7中，在電池3的可充電電力為第一電力閾值時(shí)，電池3的充電電壓變?yōu)閂₂。另外，充電上限電壓(V_{3_1})高于充電上限電壓(V₃)。

在電池3的充電進(jìn)行并且電池3的可充電電力變得比充電器2的第二電力閾值低的情況下，控制器5將充電上限電壓從V_{3_1}設(shè)定為V_{3_2}。第二電力閾值與第一電力閾值同樣，是預(yù)先設(shè)定好的充電電力的閾值，被設(shè)定為比第一電力閾值低的值。此外，在圖7中，在電池3的可充電電力為第二電力閾值時(shí)，電池3的充電電壓變?yōu)閂_{2_1}。另外，充電上限電壓(V_{3_2})高于充電上限電壓(V_{3_1})。

并且，在電池3的充電進(jìn)行并且電池3的可充電電力變得比充電器2的第三電力閾值低的情況下，控制器5將充電上限電壓從V_{3_2}設(shè)定為V_{3_3}。第三電力閾值與第一電力閾值和第二電力閾值同樣，是預(yù)先設(shè)定好的充電電力的閾值，被設(shè)定為比第二電力閾值低的值。此外，在圖7中，在電池3的可充電電力為第三電力閾值時(shí)，電池3的充電電壓變?yōu)閂_{2_2}。另外，充電上限電壓(V_{3_3})高于充電上限電壓(V_{3_2})。由此，在變形例中，通過(guò)使充電上限電壓(V_L)隨著電池3的充電進(jìn)行而以離散方式提高，來(lái)提高能夠?qū)﹄姵爻潆姷碾娏α俊?/p>

上述的控制器5相當(dāng)于本發(fā)明的控制單元。

《第二實(shí)施方式》

對(duì)本發(fā)明的其它實(shí)施方式所涉及的充電系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。在本例中，與上述的第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于將充電上限電壓變更為高的電壓時(shí)的充電電力的控制。除此以外的結(jié)構(gòu)與上述的第一實(shí)施方式相同，引用其記載。

使用圖8和圖9來(lái)說(shuō)明控制器5的控制。圖8是表示控制器5的控制流程的流程圖。圖9是用于說(shuō)明電池3的充電電力隨時(shí)間的推移的曲線圖。

步驟S11～步驟S13的控制流程與第一實(shí)施方式所涉及的步驟S1～步驟S3的控制流程相同，因此省略說(shuō)明。

在步驟S14中，控制器5對(duì)充電器2進(jìn)行控制，以使得從充電器2對(duì)電池3充電的充電電力為可充電電力。在步驟S15中，控制器5對(duì)電池3的充電電力與電力閾值進(jìn)行比較。電力閾值是使用充電電力表示變更充電上限電壓的定時(shí)的閾值，是預(yù)先設(shè)定好的。在電池3的充電電力高于電力閾值的情況下，在步驟S16中，控制器5計(jì)算電池3的可充電電力，并且返回到步驟S14。在相當(dāng)于步驟S14～S16的控制循環(huán)的充電控制中，充電上限電壓保持被設(shè)定為初始值(V_p)的狀態(tài)。

在電池3的充電電力為電力閾值以下的情況下，前進(jìn)到步驟S17。在步驟S17中，控制器5將充電上限電壓從V_p變更為V_s。充電上限電壓(V_s)高于初始值的充電上限電壓(V_p)。充電上限電壓的上升幅度是預(yù)先決定好的。但是，在步驟S17的時(shí)間點(diǎn)，即使充電上限電壓變更，充電電力也沒有改變。

在步驟S18中，控制器5根據(jù)傳感器4的檢測(cè)值來(lái)檢測(cè)電池3的當(dāng)前的狀態(tài)，并且計(jì)算從當(dāng)前的電池3的狀態(tài)(電池3的當(dāng)前的電壓)達(dá)到充電上限電壓(V_s)為止所需要的可充電電力。可充電電力的計(jì)算方法與步驟S11的控制流程相同。此外，為了方便，將通過(guò)步驟S18的控制流程而計(jì)算出的可充電電力稱為必要充電電力。

在步驟S19中，控制器5對(duì)必要充電電力與電力閾值進(jìn)行比較。電力閾值是與步驟S15的控制流程中使用的電力閾值相同的值。在必要充電電力高于電力閾值的情況下，前進(jìn)到步驟S20。在步驟S20中，控制器5對(duì)充電器2進(jìn)行控制，以使電池3的充電電力成為電力閾值。即，控制器5以電力閾值的恒定電力控制電池3的充電。然后，返回到步驟S18。

使用圖9來(lái)說(shuō)明基于步驟S14至步驟S16的控制循環(huán)的充電控制以及基于步驟S18至步驟S20的控制循環(huán)的充電控制。當(dāng)電池3的可充電電力變?yōu)槌潆娖?的最大充電電力(P_M)以下時(shí)(相當(dāng)于圖9的時(shí)間(t₁))，電池3的充電電力縮小。在時(shí)間(t₁)以后，電池3的充電電力如曲線a所示那樣逐漸變小。曲線a表示將基于充電上限電壓(V_p)計(jì)算出的可充電電力設(shè)為充電電力的情況下的充電電力隨時(shí)間的推移。而且，在時(shí)間(t₂)，電池3的充電電力變得與電力閾值(P_th)相等。通過(guò)步驟S14至步驟S16的控制循環(huán)而推移的充電電力相當(dāng)于圖9的時(shí)間t₁至t₂之間的曲線a。

在時(shí)間(t₂)，控制器5將充電上限電壓從V_p變更為V_s(相當(dāng)于步驟S17)。在圖9中，P₁表示時(shí)間(t₂)的電池的狀態(tài)。P₁’表示在時(shí)間(t₂)將充電電力提高到必要充電電力的情況下的電池3的假想的狀態(tài)。曲線b表示將基于充電上限電壓(V_s)計(jì)算出的可充電電力設(shè)為充電電力的情況下的充電電力隨時(shí)間的推移。

在充電上限電壓變高的情況下，可充電電力瞬間變大。此時(shí)，當(dāng)使充電電力也與可充電電力相應(yīng)地瞬間升高時(shí)，充電電力的脈動(dòng)也變大，因此充電電壓的峰值有可能瞬間變得比限制電壓(V_M)高。因此，在本發(fā)明中，在使充電上限電壓升高的時(shí)間點(diǎn)(時(shí)間t₂)，不使充電電力升高，而使用變更充電上限電壓時(shí)的充電電力以恒定電力控制電池3的充電。即，電池3的狀態(tài)不會(huì)從P₁向P₁’轉(zhuǎn)變。另外，充電電力以作為固定值的電力閾值(P_th)推移。

當(dāng)以作為固定電力的充電電力(P_th)進(jìn)行充電時(shí)，電池3的電壓上升。因此，必要充電電力隨著充電進(jìn)行而逐漸降低(參照?qǐng)D9的曲線b)。在時(shí)間t₂以后，控制器5將必要充電電力和電力閾值中較低的電力設(shè)為充電電力(以下也稱為低選(日語(yǔ)：セレクトロー))。因此，在時(shí)間t₂至?xí)r間t₃之間，電力閾值低于必要充電電力，因此控制器5將電力閾值設(shè)為電池3的充電電力。通過(guò)步驟S18至步驟S20的控制循環(huán)而推移的充電電力相當(dāng)于圖9的時(shí)間t₁至?xí)r間t₂之間的曲線a。

充電電力是固定值，但是必要充電電力隨著電池3的電壓上升而降低。因此，在時(shí)間(t₃)，必要充電電力變得與電力閾值(P_th)相等。即，在步驟19中必要充電電力變?yōu)殡娏﹂撝狄韵碌亩〞r(shí)相當(dāng)于時(shí)間(t₃)。

返回到圖8，當(dāng)在步驟19中必要充電電力變?yōu)殡娏﹂撝狄韵聲r(shí)，前進(jìn)到步驟S21。在步驟S21中，控制器5對(duì)充電器2進(jìn)行控制，以使必要充電電力為電池3的充電電力。在步驟S22中，控制器5判定電池3是否變?yōu)闈M充電狀態(tài)。

在電池3不為滿充電狀態(tài)的情況下，在步驟S23中，控制器5計(jì)算電池3的必要充電電力(基于充電上限電壓V_s的可充電電力)，并且返回到步驟S21。在電池3為滿充電狀態(tài)的情況下，控制器5通過(guò)使充電器2停止來(lái)使電池3的充電停止(步驟S24)，本例的控制流程結(jié)束。

如圖9所示，在時(shí)間(t₃)以后，必要充電電力變得比電力閾值低，因此即使進(jìn)行充電控制使得充電電力變?yōu)楸匾潆婋娏?，充電電壓的峰值也不?huì)超過(guò)限制電壓(V_M)。另外，基于變更后的充電上限電壓來(lái)計(jì)算可充電電力，并且進(jìn)行充電控制使得充電電力變?yōu)榭沙潆婋娏?，因此電?的電壓變高。由此，能夠提高能夠?qū)﹄姵?充電的電力量。

如上述那樣，在本發(fā)明中，控制器5基于傳感器4的檢測(cè)值和充電上限電壓(V_s)來(lái)計(jì)算從當(dāng)前的電池3的狀態(tài)達(dá)到充電上限電壓(V_s)為止所需要的可充電電力(必要充電電力)。而且，在充電電力為規(guī)定的電力閾值(P_th)以下的情況下，控制器5將電力閾值(P_th)和必要充電電力中較低的電力設(shè)為電池3的充電電力。由此，在充電上限電壓被設(shè)定為高的值的情況下，能夠?qū)⒊潆婋妷旱姆逯狄种茷橄拗齐妷?V_M)以下。

此外，在本發(fā)明中也可以是，在時(shí)間(t₂)以后，能夠設(shè)定為充電電力的固定的電力值是比電力閾值(P_th)低的電力值。另外，圖8的控制流程中的步驟S19、步驟S20以及步驟S21的控制流程相當(dāng)于時(shí)間t₂以后的低選控制。

此外，在本發(fā)明中，將充電上限電壓的可變階段設(shè)為一個(gè)階段，但是不限于一個(gè)階段，也可以設(shè)為多個(gè)階段。

上述的充電上限電壓(V_p)相當(dāng)于第一充電上限電壓，充電上限電壓(V_s)相當(dāng)于第二充電上限電壓。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1：交流電源；2：充電器；3：電池；4：傳感器；5：控制器。