CN101362442A - 电动车辆 - Google Patents

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Abstract

第一蓄电单元为电池组件,并被分为n(n为自然数)个电池块,电池块各自由几个串联连接在一起的几个电单体构成。当达到允许用外部电源进行充电的状态时,ECU执行对第一蓄电单元的SOC进行复位的操作。ECU控制对应的转换器,以便用恒定的电流对第一蓄电单元进行放电,并基于在n个电池块的电池电压中的任何一个变得低于复位电压时表现出的电池温度和电池电压设置n个电池块的复位值。ECU将第一蓄电单元的电池块的SOC复位为由此设置的相应的复位值。

Description

电动车辆
本非临时性申请基于2007年8月10日在日本特许厅提交的日本专利申请No.2007-209889,其全部内容并入此处作为参考。
技术领域
本发明涉及一种装有用于向驱动源供给电力的蓄电系统的电动车辆,特别涉及保持蓄电系统充电状态的高推定准确度的结构。
背景技术
近来,作为考虑到环境而开发的车辆,由电动机的驱动力驱动的混合动力车和电气车辆受到人们的关注。这些电动车分别装有用于向驱动源即电动机供给电力的蓄电系统。蓄电系统的充电和放电在考虑蓄电系统的充电状态的情况下进行(下面其可简称为“SOC”)。蓄电系统的过充电和过放电可通过将SOC保持在适当的范围内来避免。
电池组件广泛用作蓄电系统。电池组件由串联连接在一起的多个电池模块(即其构件)构成,每个电池模块具有各自由镍氢电池构成的多个单体。通过检测电池电压——例如多个电池块的电池电压——并由检测到的电池电压在数学上推定SOC,对电池组件的充电与放电进行控制。
然而,当电池特性由于电池组件的长时间使用而劣化时,在电池块之间发生容量上的变化。例如,日本特开No.2005-166362公开了一种混合动力车控制系统,其能准确把握发生在电池模块中的多个单体之间的SOC变化。
根据该系统,判断电池组件的充电状态是否满足易于发生记忆效应的条件。当满足该条件时,多次执行深度充电与放电,以便扫除电池组件的记忆效应,接着,进行处理,以便检测在构成电池组件的电池模块的单体中发生的SOC变化。由此,系统可准确检测电池组件特性的变化。
然而,作为检测电池组件变化的方法,日本特开No.2005-166362公开了电池组件用恒定电流放电的方法,SOC值在电池组件的电压变化变大时被测量,并基于SOC值判断在电池组件中是否存在SOC的变化。其没有充分公开推定各电池模块的SOC的方法。
具体而言,当电池特性劣化时,推定SOC的准确度降低。特别地,电动车的充电/放电电力在量上与消费品的相比远远要大,且其环境温度的变化量也很大。因此,在数学推定的SOC与实际SOC之间发生显著的差异,导致不能获得足够的推定准确度的问题。然而,上面介绍的日本特开No.2005-166362没有公开对上述问题的对策。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种电动车,其具有充电/放电控制装置,该装置能增大蓄电装置SOC推定的准确度。
根据本发明,电动车包含:蓄电系统,其向驱动源供给电力;充电/放电控制装置对蓄电系统进行充电和放电。蓄电系统由串联连接的多个可充电且可放电的蓄电单元构成。充电/放电控制装置包含:放电单元,其用恒定电流对蓄电系统进行放电;充电状态推定单元,其推定所述多个蓄电单元中每一个的充电状态,并基于蓄电系统放电过程中所述多个蓄电单元电压值的时间变化根据预定的定时将所述多个蓄电单元的充电状态复位(reset)为基准值。充电状态推定单元基于根据预定定时表现出来的所述多个蓄电单元的温度和电压值设置所述多个蓄电单元的相应的基准值,并分别将所述多个蓄电单元的充电状态复位为所设置的基准值。
根据上面的电动车,对于相应的蓄电单元的基准值在复位操作执行过程中被设置,使得这些基准值可包含构成蓄电系统的所述多个蓄电单元之间导致的充电状态的变化。由此,充电状态的复位可在所有的所述蓄电单元上进行。这可增大推定各蓄电单元充电状态的准确度。
优选为,放电单元设置预定定时,使得所述多个蓄电单元中的任何一个的电压值根据上述预定定时达到预定基准值。充电状态推定单元包含:第一设置单元,其预先保有当各个蓄电单元的电压值达到预定基准电压时表现出来的各蓄电单元的充电状态与温度之间的关系,并参照上述关系设置对于所述一个蓄电单元的基准值;第二设置单元,通过基于其余蓄电单元的电压值对所述一个蓄电单元的基准值进行校正,其设置对于其余蓄电单元的基准值。
根据上述电动车,可对所有蓄电单元设置基准值,同时,防止具有相对较小的充电状态的蓄电单元的过放电。由此,复位操作可在所有的所述多个蓄电单元上进行。
优选为,第二设置单元预先保有在蓄电单元用恒定电流放电时表现出的蓄电单元充电状态与蓄电单元电压值之间的关系,并参照该关系推定其余蓄电单元与所述一个蓄电单元之间的充电状态的差。
根据上述电动车,基于预先保有的蓄电单元放电特性,在蓄电单元之间导致的充电状态变化可简单且准确地推定。因此,可对于所有蓄电单元准确设置基准值。结果,所有蓄电单元的充电状态的推定准确度可以得到增大。
优选为,根据在蓄电系统放电开始时所述多个蓄电单元的温度,放电单元改变蓄电系统的放电电流。
根据上述电动车,例如当蓄电装置的温度落在预设温度范围内时,放电电流可被设置为相对较高的电流值,例如当蓄电单元的温度没有落在预设范围内时,放电电流可被设置为相对较低的电流值。由此,复位操作可在蓄电系统上迅速执行,同时,防止放电电流增大导致高温蓄电单元过热或导致具有低下SOC的低温蓄电单元的过放电的情况。
优选为,放电单元根据所述多个蓄电单元的电压值改变蓄电系统的放电电流。
根据上述电动车,例如,当电压值和充电状态大时,放电电流被设置为相对较高的电流值。当电压值和充电状态小时,放电电流可被设置为相对较低的电流值。由此,充电状态能在复位操作开始后立即迅速减小。当充电状态接近于基准值时,充电状态可被缓慢减小。结果,复位操作可在蓄电系统上迅速进行。
优选为,充电状态推定单元根据蓄电系统放电开始时所述多个蓄电单元的温度改变预定基准电压。
根据上述电动车,例如当蓄电单元的温度高于预设的温度上限时,基准电压可被设置得高。由此,复位操作可迅速进行,并能防止高温蓄电单元的过热。
优选为,电动车还包含充电器,其接收来自外部电源的电力并在蓄电系统上进行外部充电。当蓄电系统进入允许用外部电源充电的状态时,放电单元以恒定的电流对蓄电系统放电。充电/放电控制装置还包含充电单元,其在所述多个蓄电单元的充电状态被复位为基准值后对蓄电系统进行外部充电。
根据上述电动车,在外部充电前,复位操作可在构成蓄电系统的所有蓄电单元上进行,使得蓄电单元的SOC的推定准确度能够得到提高。
优选为,蓄电系统包含多个蓄电装置,其彼此并联连接到驱动源,且各自由串联连接的多个蓄电单元构成。电动车还包含分别与所述多个蓄电装置对应的多个电压转换单元。当所述多个蓄电装置进入允许用外部电源充电的状态时,放电单元对与所述多个蓄电装置中的第一蓄电装置对应的电压转换单元进行控制,以便对第一蓄电装置进行放电,并对与其余蓄电装置对应的电压转换单元进行控制,以便用至少从第一蓄电装置放出的电流对其余蓄电装置进行充电。
根据上述电动车,即使是在电动车装有所述多个蓄电装置时,可以增大构成各蓄电装置的所述多个蓄电单元的SOC推定准确度。
本发明可增大蓄电装置的SOC推定准确度。
结合附图,阅读下面对本发明的详细介绍,可更加明了本发明的上述以及其他目的、特征、实施形态和优点。
附图说明
图1原理性地示出了根据本发明一实施例装有蓄电系统充电/放电控制装置的电动车的结构;
图2为一框图,其示出了根据本发明该实施例的ECU的控制结构;
图3示出了复位操作过程中电池电压的变化;
图4示出了电池块的复位值的实例;
图5示出了将被复位的蓄电单元的SOC的时间变化;
图6示出了各个电池块的SOC的实例;
图7示出了在复位操作过程中各电池块的电池电压的变化的实例;
图8示出了校正电池块的复位值的方法;
图9示出了校正的复位值与电池温度之间的关系;
图10为一流程图,其示出了根据本发明一实施例的复位操作的处理过程;
图11示出了根据本发明第一变型在复位操作过程中电池电压的变化;
图12为一流程图,其示出了根据本发明该实施例的第一变型的复位操作的处理过程;
图13为一流程图,其示出了根据本发明该实施例的第一变型的复位操作的处理过程;
图14示出了当放电电流采取电流值I3时表现出的校正复位值与电池温度之间的关系;
图15示出了根据本发明该实施例的第二变型的复位操作的电池电压;
图16示出了当使用复位电压Vr2时表现出的电池温度与校正复位值之间的关系;
图17为一流程图,其示出了根据本发明该实施例的第二变型的复位操作的处理过程。
具体实施方式
下面将参照附图介绍本发明的实施例。在下面的介绍中,相同或对应的部分有着同样的参考标号。
(车辆的原理结构)
图1原理性地示出了根据本发明一实施例装有蓄电系统充电/放电控制装置的电动车的结构。
参照图1,根据本发明一实施例的车辆典型地为混合动力车,其装有内燃机52和电动发电机(MG)30,并通过控制由此供给的驱动力受到驱动,以便在它们之间达到最优比率。另外,车辆装有蓄电系统,其用于向电动发电机30供给电力。例如,蓄电系统由多个(例如两个)蓄电单元10与20构成。所述多个蓄电单元的提供增大了蓄电系统的充电/放电容量,由此,其旨在改进行驶性能,例如车辆加速性能与连续行驶距离。当电动车的系统激活时,这些蓄电单元10与20可通过接收由发动机52的运行产生的电力来充电。当电动车的系统不运行时,蓄电单元10与20可通过将之经由充电器40、充电连接器46、充电插头60电气连接到外部电源62来充电。
充电连接器46构成用于向车辆供给外部电源62——例如商用电源——的耦合机构。在外部充电处理中,充电连接器46被耦合到布置在车辆上的充电插头60,使得外部电源62电气连接到安装在车辆上的充电器40。由此,第一与第二蓄电单元10与20经由充电器40连接到外部电源62。
充电器40可布置在车辆外部。作为外部电源62,可代替商用电源或附加于商用电源地使用例如布置在屋顶(未示出)上的太阳能电池板所产生的电力。
车辆包含作为驱动力源的发动机52和电动发电机30。电动发电机30为三相AC电动机,并受到在第一与第二蓄电单元10与20中所蓄积的电力的驱动。电动发电机30被供以通过用变换器28将DC电力转换为AC电力所产生的电力。
电动发电机30的驱动力被传送到车轮(未示出)。由此,电动发电机30协助发动机52,或者运行为产生用于使车辆行驶的驱动力。在混合动力车再生制动过程中,车轮驱动电动发电机30,使得电动发电机30作为发电机运行。由此,电动发电机30作为再生制动器运行,其将制动能量转换为电力。电动发电机30所产生的电力被变换器28由AC电力转换为DC典礼,接着,被存储在第一与第二蓄电单元10与20中。
第一与第二蓄电单元10与20中的每一个为可充电且可放电的蓄电单元,并典型地由例如锂离子电池或镍氢电池等二次电池构成,或为例如电双层电容器等蓄电元件。如将在下面介绍的那样,第一与第二蓄电单元10与20中的每一个为由串联连接在一起的多个电单体构成。
电池监视器单元12与22被用作检测第一与第二蓄电单元10与20的状态的装置,并分别向ECU(电子控制单元)50提供所检测到的对应的蓄电单元的状态。
相互改变DC电压的第一转换器14布置在第一蓄电单元10与变换器28之间。第一转换器14相互升高或降低第一蓄电单元10的输入/输出电压和正负母线MPL与MNL之间的线电压。类似地,相互转换DC电压的第二转换器24布置在第二蓄电单元20与变换器28之间。变换器28相互升高或降低第二蓄电单元20的输入/输出电压以及正负母线MPL与MNL之间的线电压。因此,第一与第二转换器14与24并联连接到电力线对,即正负母线MPL与MNL。转换器14与24的升压与降压操作根据来自ECU
50的开关指令受到控制。
电压传感器26布置在正负母线MPL与MNL之间,并检测它们之间的线电压,以便向ECU 50提供检测值。电压传感器42布置在充电器40内部,以便检测提供自外部电源62的电压并向ECU 50提供检测值。电流传感器44检测从充电器40供到第一与第二蓄电单元10与20的充电电流值,并向ECU 50提供检测值。
ECU 50主要由CPU(中央处理单元)、RAM(随机访问存储器)及ROM(只读存储器)等存储单元以及输入/输出接口构成。CPU将预先存储在例如ROM中的程序读取到RAM中并执行它,以便使ECU 50执行用于车辆行驶以及外部充电的控制。
ECU 50计算第一与第二蓄电单元10与20各自的充电状态(其在下面简称为“SOC”)。SOC可用蓄电单元充电量的绝对值(例如以单位[A·h])表示。在此说明书中,SOC被表示为充电量相对于蓄电单元充电容量的比率(0%-100%)。计算蓄电单元10与20的SOC的结构可用多种已知的技术实现,因此,不再介绍用于这种计算的具体结构。
作为对第一与第二蓄电单元10与20进行外部充电的结构,车辆还包含充电连接器46与充电器40。为了对第一与第二蓄电单元10与20进行外部充电,充电连接器46耦合到充电插头60,使得外部电源62向充电器40供电。充电连接器46包含耦合传感器48,其用于检测充电插头60与充电连接器46之间的耦合状态。ECU 50接收来自耦合传感器48的耦合信号,并由之检测允许用外部电源进行充电的状态。
在本说明书中,“允许用外部电源进行充电的状态”示例性地意味着充电连接器46被物理适配到充电插头60的状态。代替图1所示结构的是,可使用这样的结构:通过电磁耦合外部电源与车辆而不在它们之间进行接触来供电,具体而言,原方与副方线圈分别布置在外部电源侧与车辆侧,通过使用原方与副方线圈之间的互感进行电力供给。在这种结构中,“允许用外部电源进行充电的状态”意味着原方与副方线圈被相对定位的状态。
充电器40为接收来自外部电源62的电力并在第一与第二蓄电单元10与20上进行外部充电的装置。充电器40将供自外部电源62的电力转换为适合对蓄电单元10与20进行充电的电力。具体而言,充电器40包含:电压转换单元,其将供自外部电源62的电压转换为适合对蓄电单元10与20进行充电的电压;电流控制器,其通过对由上述电压转换单元转换得到的AC电压进行整流产生DC电压,并根据提供自ECU50的充电电流指令对供到蓄电单元10与20的充电电流进行控制。代替这些结构的是,例如,可通过AC-DC开关调节器实现充电器40。
特别地,当达到允许通过外部电源进行充电的状态时,根据此实施例的ECU 50分别向第一与第二蓄电单元10与20发布复位请求(其在下面也可被分别称为“SOC1复位请求”与“SOC2复位请求”),并由此对SOC进行复位。
具体而言,ECU 50控制对应的转换器(例如第一转换器14),以便对将被复位的蓄电单元(例如第一蓄电单元10)进行放电,并控制对应的转换器(例如第二转换器24),使得其余蓄电单元(例如第二蓄电单元20)可用至少从将被复位的蓄电单元——即复位目标——放出的放电电流进行充电。当其余蓄电单元的可充电电流大于从将被复位的充电单元放出的放电电流时,充电器40可供给充电电流,以便补偿它们之间的差。对于蓄电单元10与20的复位请求的存在/不存在可分别基于它们的充电/放电频率来确定。
基于上述将被复位的蓄电单元的电压,ECU 50把将被复位的蓄电单元的SOC复位为基准值(下面其也可被称为“复位值”,并等于例如5%)。具体而言,当将被复位的蓄电单元的电压值变得低于预定基准电压(即复位电压)时,ECU 50将SOC复位为复位值。
当将被复位的蓄电单元被复位以达到预定复位值时,ECU 50进行外部充电,并用供自充电器40的充电电流特别对将被复位的蓄电单元进行充电。由于当外部充电将被执行时每个蓄电单元的SOC如上所述地被复位,SOC能被准确推定,而不受到可能由于蓄电单元长期使用引起的电池特性劣化的影响。
(控制结构)
参照图2,下面将介绍在根据该实施例的蓄电系统充电/放电控制装置中实现复位操作的控制结构。
图2为一框图,其示出了根据本发明的实施例的ECU 50的控制结构。在典型实例中,图2所示每个功能块通过由ECU 50执行预先存储的程序来实现。然而,部分或所有这些功能可通过专用硬件来实现。
参照图2,ECU 50包含请求发布单元500、状态推定单元502、放电单元504、充电单元506、外部充电单元508。
请求发布单元500发布对于蓄电单元10以及20的复位请求。具体而言,当请求发布单元500基于供自耦合传感器48(图1)的耦合信号接收到开始外部充电的信号时,其分别发布对于第一与第二蓄电单元10与20的SOC1与SOC2复位请求。
基于提供自电池监视器单元12的电池电压Vb1-Vb1n、电池温度Tb1-Tb1n以及充电/放电电流Ib1,状态推定单元502推定第一蓄电单元10的SOC。类似地,状态推定单元502基于供自电池监视器单元22的电池电压Vb21-Vb2n、电池温度Tb21-Tb2n以及充电/放电电流Ib2推定第二蓄电单元20的SOC。
具体而言,电池监视器单元12包含作为检测第一蓄电单元10的状态的装置的电池电压检测单元120、温度检测单元122、电流检测单元128、温度传感器124与126、电流传感器130。
如同已经介绍的那样,第一蓄电单元10为由串联连接的多个电单体构成的电池组件。第一蓄电单元10分为n个电池块B11-Bn(n为自然数),每个电池块由串联连接的几个电单体构成。尽管没有示出,第二蓄电单元20具有类似的结构,并分为n个电池块B21-B2n。
电池电压检测单元120检测电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n,并将检测到的电池电压Vb11-Vb1n提供给状态推定单元502。
基于提供自分别附着到第一蓄电单元10的多个部分的多个温度传感器124与126的传感器输出,温度检测单元122检测这些部分的内部温度Tb1与Tb2。温度传感单元122基于由此检测的内部温度Tb1与Tb2算术获得各电池块的电池温度Tb11-Tb1n,并将此算术结果提供给状态推定单元502。
电流检测单元128基于电流传感器130的传感器输出检测流经电池块B11-B1n的第一蓄电单元10的充电/放电电流Ib1,并将检测值提供给状态推定单元502。
在ECU 50中,状态推定单元502基于供自电池监视器单元12的电池电压Vb11-Vb1n、充电/放电电流Ib1以及电池温度Tb11-Tb1n算术获得分别对于电池块B11-B1n的SOC11-SOC1n。
多种已知的技术可用于计算各电池块的SOC的结构。例如,状态推定单元502通过将由开路电压值计算的临时SOC加到由充电/放电电流Ib1积分计算得到的校正SOC来获得SOC。具体而言,状态推定单元502由各个时间点上的充电/放电电流Ib1以及电池电压Vb11-Vb1n计算对于各个电池块的开路电压值,通过将由此计算的开路电压值应用到预先实验性地获得的、表示电池块基准状态中的开路电压值与SOC之间关系的基准充电/放电特性,计算每个电池块的临时SOC。另外,状态推定单元502对充电/放电电流Ib1进行积分,以便计算校正SOC,并通过将临时SOC加到此校正SOC来获得SOC。
状态推定单元502进一步基于接收自电池监视器单元22的电池电压Vb21-Vb2n、充电/放电电流Ib2以及电池温度Tb21-Tb2n在算术上获得对于各个电池块B21-B2n的SOC21-SOC2n。状态推定单元502分别将对于第一与第二蓄电单元10与20在算术上获得的SOC11-SOC1n以及SOC21-SOC2n提供给放电单元504。
当将要执行复位第一与第二蓄电单元10与20的操作时,放电单元504控制第一与第二转换器14与24的电压转换操作。具体而言,当请求发布单元500发布SOC1复位请求与SOC2复位请求时,放电单元504控制对应的转换器,使得第一与第二蓄电单元10与20可分别用恒定电流值放电。
例如,本实施例中的放电单元504首先选择第一蓄电单元10作为请求复位的目标,并控制对应的第一转换器14,以便从第一蓄电单元10放出恒定的电流。接着,放电单元504选择第二蓄电单元20为请求复位的目标,并控制对应的第二转换器24,以便从第二蓄电单元20放出恒定的电流。
图3示出了复位操作过程中电池电压的变化。在图3中,第一蓄电单元10被处理为复位目标,由电池电压检测单元120(图2)检测到的电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n可被统称为“Vb”。
参照图3,假设在时刻t1允许外部电源的充电。当发布了对于第一蓄电单元10的复位请求(SOC1复位请求)时,进行电流控制,以便对将被复位的第一蓄电单元10进行放电。具体而言,在时刻t1时以及以后,将被复位的第一蓄电单元10的放电电流Ib1被保持为恒定电流值I1,其余第二蓄电单元20用至少包含第一蓄电单元10的放电电流的充电电流进行充电。
当用恒定电流值I1进行的第一蓄电单元10的放电继续时,每个电池块的电池电压Vb降低。状态推定单元502将构成第一蓄电单元10的电池块的SOC复位为预定复位值(例如5%)。具体而言,假设电池电压Vb在时刻t2上变得低于复位电压Vr1。由此,状态推定单元502在时刻t2上将第一蓄电单元10的电池块的SOC复位为复位值。
此复位值可基于蓄电单元的特性值等等预先设置,或者可根据蓄电单元的使用情况动态设置。图4示出了对于电池块的复位值的实例。在图4中,温度检测单元122(图2)检测到的电池块B11-B1n的电池温度Tb11-Tb1n被统称为“Tb”。
参照图4,随着电池温度Tb的上升,复位值被设置为较低。复位值与电池温度Tb之间的这种关系基于电池块的SOC与电池温度Tb之间的关系来设置,这种关系通过用恒定电流值I1对第一蓄电单元10进行放电预先在实验上获得。
由此,当电池温度Tb在图3中的时刻t2(对应于当电池电压Vb变得低于复位电压Vr1的时刻)上等于例如T1时,参照图4中的关系,复位值被设置为对应于电池温度T1的复位值SOCr1。因此,电池块的SOC被复位为复位值SOCr1。
状态推定单元502存储了预先在实验中获得的电池块的复位值的映射图,特别是这样的映射图:其中,放电电流Ib1与电池温度Tb被定义为参数。状态推定单元502基于由温度检测单元122检测到的电池温度Tb设置复位值。
再度参照图2,充电单元506在复位操作中控制对应的转换器,使得当将被复位的蓄电单元用恒定电流被放电时,其余蓄电单元可用从将被复位的蓄电单元放出的放电电流进行充电。具体而言,充电单元506用从第二蓄电单元20放出的电力对第一蓄电单元10进行充电。在第二蓄电单元20的复位操作完成后,充电单元506用从第一蓄电单元10放出的电力对第二蓄电单元20进行充电。
例如,第二转换器24的输出侧上(即在连接到第一转换器14的一侧上)的电压被设置得高于第一转换器14的输出侧上(即连接到第二转换器24的一侧上)的电压。由此,从第二蓄电单元20放出的电力被供到第一蓄电单元10。相反,当第一转换器14输出侧上的电压被设置得高于第二转换器24的输出侧上的电压时,从第一蓄电单元10放出的电力被供到第二蓄电单元20。可使用上述方法以外的充电方法。
当将被复位的蓄电单元正在被放电时,外部充电单元508用经由充电器40供自外部电源62的电力对其余蓄电单元进行充电。在第一与第二蓄电单元10与20被复位时,外部充电单元508用经由充电器40供自外部电源62的电力对第一与第二蓄电单元10与20进行充电。
通过这种方式,当通过外部电源的充电变得可行时,ECU 50执行在第一与第二蓄电单元10与20的SOC上的复位操作。在复位操作过程中,ECU 50控制对应的转换器,使得恒定电流可从将被复位的蓄电单元放出,并对对应的转换器进行控制,使得其余蓄电单元可至少用从将被复位的蓄电单元放出的电流进行充电。
图5示出了将被复位的蓄电单元的SOC随时间的变化。
参照图5,用外部电源的充电在时刻t1变得可能。当发布了对于第一蓄电单元10的复位请求(SOC1复位请求)时,进行电流控制,以便对将被复位的第一蓄电单元进行放电。具体而言,在时刻t1以及以后,将被复位的第一蓄电单元10的放电电流被保持在恒定电流值。另外,其余第二蓄电单元20用至少包含第一蓄电单元10的放电电流的充电电流进行充电。
假设用恒定电流值进行的第一蓄电单元10的放电继续,且第一蓄电单元10的电池电压(放电电压)Vb在时刻t2变得低于预定复位电压Vr1(图3)。在这种情况下,第一蓄电单元10的SOC的推定值在时刻t2上被复位到预定复位值,例如5%。
在复位操作后(在时刻t2后),本来的外部充电开始。充电将最终在SOC显示出满充电状态的时刻t4上完成。
通过在外部充电将被执行时复位各蓄电单元的SOC,可以消除可能由于蓄电单元长期使用导致的电池特性劣化所产生的影响,并可准确推定SOC。
然而,根据本实施例的蓄电单元10与20为电池组件。因此,电池特性变化发生在构成电池组件的多个电池块上。因此,在图3所示复位操作过程中,在电池块之间的电池电压Vb的变化发生中差别。因此,特定电池块中电池电压Vb变得低于复位电压Vr1的时刻可能与另一电池块的不同。
为了防止具有相对较小的SOC的电池块的过放电,在由电池电压检测单元120(图2)检测到的电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n中的至少一个变得低于复位电压Vr1时,停止放电是有效的。因此,复位操作在电池块B11-B1n中的一个的SOC被复位时结束。
然而,上面的结构可复位前述一个电池块的SOC,但不能复位除上述一个电池块以外的其余电池块的SOC。这导致了这样的问题:相对于实际SOC,其余电池块的SOC推定值仍然包含误差。
具体而言,参照图6所示电池块B11-B1n的SOC,当复位操作响应于一个电池块(例如电池块B13)的电池电压Vb13变得低于复位电压Vr1的事实而结束时,仅电池块B13的SOC具有复位值,其余电池块的SOC相对于复位值具有偏差ΔSOC。结果,难以获得其余电池块的SOC的足够的推定准确度。
为了防止电池块之间的SOC的变化,有必要独立于其它地控制每个电池块的放电电流Ib1。然而,电池块串联连接在一起,使得基本不可能进行这样的电流控制。
为了增大所有电池块的SOC的推定准确度,根据此实施例的ECU50被配置为使得每个其余电池块的SOC与复位值之间的偏差得到检测,复位值基于由此检测的每个SOC偏差受到校正,因此,每个其余电池块的SOC被复位为由此校正得到的复位值。
参照图7-9,下面介绍实现复位所有电池块的操作的控制结构。
图7示出了复位操作过程中各电池块的电池电压的变化的实例。
参照图7,当电池块B11-B1n在第一蓄电单元10的复位操作过程中用恒定电流I1放电时,电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n各自表示不同于其它电池电压的时间变化。因此,当电池块B11的电池电压Vb11变得低于复位电压Vr1时(时刻t2),其他电池块B1i、B1j、B1k的电池电压Vb1i、Vb1j、Vb1k(其中,i、j、k为不同于1的自然数)尚未达到复位电压Vr1,并分别具有相对于复位电压Vr的差。
这些电压差相对于SOC相对于复位值的偏差ΔSOC(图6)表现出特定的关系。因此,通过检测每个电池块的电池电压,SOC可基于电池电压与复位值Vr1之间的电压差以及图8所示复位操作过程中电池电压的时间变化由检测到的电池电压推定。
具体而言,参照图7,假设电池块B1i的电池电压Vb1i在时刻t2上等于电压Vx(>Vr1)。当相对于图8中电池电压Vb的时间变化观察此电压Vx时,电压Vx在时刻t2之前的时刻t3匹配电池电压Vb。因此,可以明了,当电池块的放电在时刻t3后进一步持续时间Δtx(=t2-t3)时,电池电压Vb从电压Vx降低到复位电压Vr1,并因此电压。
在这种情况下,通过用恒定电流I1以时间Δtx对电池块进行放电进行的放电量用放电电流I1与时间Δtx的乘积来表示。通过在算术上获得此放电量相对于电池块充电容量的比值,可以获得时刻t3的SOC与时刻t2的SOC之间的偏差ΔSOCx。
基于图4所示复位值与电池温度之间的关系,时刻t2上的电池块B11的SOC被复位为当电池温度Tb等于温度T1时获得的复位值SOCr1。因此,时刻t3的SOC通过将上述偏差ΔSOCx加到此复位值SOCr1来获得。如上所述,时刻t3的电池电压Vx等于时刻t2的电池块B1i的电池电压。因此,时刻t2的电池块B1i的SOC可被推定为(SOCr1+ΔSOCx)。相应地,通过将此推定SOC值(=SOCr1+ΔSOCx)用作电池块B1i的复位值,可对电池块B1i的SOC进行复位。
另外,将各自通过基于同一时刻的电池电压推定时刻t2的SOC以基本相同的方式获得的推定SOC值用作复位值,可对电池块B1i以外的电池块B1j与B1k的SOC进行复位。
图9示出了校正的复位值与电池温度Tb之间的关系。当蓄电单元正在用恒定电流值I1放电的同时电池块中的任意一个的电池电压Vb变得低于复位电压Vr1时,获得上述一个电池块以外的其余电池块的电池电压Vb,并通过以上述方法基于其余电池块的上述电池电压Vb对图4所示电池温度Tb与复位值之间的关系进行校正,获得图9中的关系。
作为复位值设置映射图(即用于对复位值进行复位的映射图),状态推定单元502已经存有图9所示校正复位值与电池温度Tb之间的关系。当任何一个电池块的电池电压Vb变得低于复位电压Vr1时,状态推定单元502接收其余电池块的电池电压Vb与电池温度Tb。由此,状态推定单元502从复位值设置映射图中提取对应于各个其余电池块的电池电压与电池温度的复位值,并将之设置为校正后的复位值。
当对于每个其余电池块设置复位值时,其余电池块的SOC被复位为由此设置的复位值。结果,构成蓄电单元的所有电池块的SOC可被复位,使得蓄电单元的SOC推定准确度可以很高。
图10为一流程图,其示出了根据本发明的实施例的复位操作的处理过程。图10所示每个步骤的处理由作为图2所示每个控制块运行的ECU50(图1)来实现。
参照图2与10,基于提供自图1中的耦合传感器48的耦合信号,作为请求发布单元50运行的ECU50判断车辆的外部电源62是否连接到充电器40(步骤S01)。
当外部电源62没有被连接到充电器40时(步骤S01中的否),处理返回到开始的步骤。
相反,当外部电源62连接到充电器40时(步骤S01中的是),作为请求发布单元500运行的ECU 50判断为允许外部电源的充电,并发布对于第一蓄电单元10的SOC1复位请求以及对于第二蓄电单元20的SOC2复位请求(步骤S02)。在此实施例中,第一蓄电单元10被首先选择为复位目标,即将被复位的蓄电单元,下面将介绍第一蓄电单元10的复位操作。
首先,包含在与第一蓄电单元10对应的电池监视器单元12中的电池电压检测单元120(图2)开始检测电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n的操作(步骤S03)。作为状态推定单元502运行的ECU 50接收来自电池监视器单元12的电池电压Vb11-Vb1n。
于是,作为放电单元504运行的ECU 50控制第一转换器14,以便以恒定的电流对第一蓄电单元10进行放电(步骤S04),并对第二转换器24的电压转换操作进行控制,以便至少用从第一蓄电单元10放出的电流对第二蓄电单元20进行充电(步骤S05)。
另外,作为放电单元504运行的ECU 50判断电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个是否低于复位电压Vr1(步骤S06)。
当电池电压Vb11-Vb1n中没有一个低于复位电压Vr1时(步骤S06中的否),处理返回到步骤S04。
相反,当电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个低于复位电压Vr1时(步骤S06中的是),作为放电单元504运行的ECU 50停止第一蓄电单元10的放电(步骤S07)。
于是,当电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个变得低于复位电压Vr1时,作为状态推定单元502运行的ECU 50从电池监视器单元12的温度检测单元122(图2)获得电池温度Tb11-Tb1n(步骤S08)。作为状态推定单元502运行的ECU 50参照图9中的复位值设置映射图,并在电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个变得低于复位电压Vr1时基于电池电压Vb11-Vb1n以及电池温度Tb11-Tb1n设置各个电池块B11-B1n的复位值(步骤S09)。作为状态推定单元502运行的ECU 50将第一蓄电单元10的电池块B11-B1n复位为已经设置的各个复位值(步骤S10)。当所有电池块B11-B1n的SOC的复位完成时,结束与第一蓄电单元10的复位操作有关的处理。接着,通过将第二蓄电单元20选择为复位目标来进行基本相同的处理,并将完成对于第二蓄电单元20中的所有电池块的复位操作。
步骤S09中的处理可被配置为:作为状态推定单元502的ECU 50根据放电电流的大小改变复位值。具体而言,复位值可被设置为随着放电电流的增大而增大。在这种情况下,ECU 50在记录区域中为分别具有不同大小的多个放电电流各自预先记录图9所示的复位值设置映射图。
[第一变型]
下面将介绍本发明的实施例的变型。第一变型与前面的实施例的不同之处在于在复位操作过程中的SOC的降低速率根据在复位操作开始时表现出的电池温度而变化。其他的结构与前面的实施例中的相同。因此,不再对之进行重复介绍。
图11示出了根据第一变型在复位操作过程中的电池电压变化。在图11中,第一蓄电单元10为复位目标,由电池电压检测单元120(图2)检测到的电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n将被统称为“Vb”。
根据此变型的放电单元504具有在复位操作过程中对于SOC的“正常速率”以及“高速率”两种降低速率。
参照图11,在选择“正常速率”且在时刻t1达到允许通过外部电源的充电的状态的情况下,当正在被放电的蓄电单元(第一蓄电单元10)的电池块的电池电压Vb大于预定阈值电压Vch时,放电单元504控制第一转换器14,使得放电电流Ib1可采用电流值I2。相反,当正在被放电的蓄电单元的电池块的电池电压Vb等于或低于预定阈值电压Vch时,放电单元504对第一转换器14进行控制,使得放电电流Ib1可采用低于电流值I2的电流值I1。
通过如上所述地根据电池电压Vb改变放电电流Ib1,SOC在复位操作开始之后立即迅速降低,当SOC接近复位值时,SOC缓慢降低。结果,可保证SOC的预期推定准确度,并可快速进行复位操作。
在选择“高速率”且在时刻t1达到允许通过外部电源充电的状态的情况下,当正在被放电的蓄电单元(第一蓄电单元10)的电池块的电池电压Vb大于预定阈值电压Vch时,放电单元504控制第一转换器14,使得放电电流Ib1可采用大于前述电流值I2的电流值I4。相反,当正在被放电的蓄电单元的电池块的电池电压Vb等于或低于预定阈值电压Vch时,放电单元504控制第一转换器14,使得放电电流Ib1可采用低于电流值I4的电流值I3。
由图11可见,即使是在选择了“高速率”时,可保证SOC的推定准确度,并可通过对应于电池电压Vb改变放电电流Ib1来迅速进行复位操作。另外,当选择了“高速率”时,放电电流Ib1被设置为与对应于“正常速率”的相比较高的电流值,使得复位操作可更加迅速地进行。
基于在复位操作开始时表现出来的电池温度,放电单元504选择“正常速率”与“高速率”中的一个。具体而言,当复位操作开始时的电池温度在预先设置的预定温度范围内时,放电单元504选择“高速率”。当复位操作开始时的电池温度没有落在预定温度范围内时,放电单元504选择“正常速率”。
如上所述,“高速率”仅仅在电池温度落在预定温度范围内时被选择。这种构造可抑制当电池温度高于上述温度范围时可能由于用高电流对蓄电单元进行放电导致的蓄电单元的过热。当电池温度低于上述温度范围时,可以防止从具有低下的充电/放电性能的蓄电单元过度取出电力。结果,可在保护蓄电单元的同时迅速复位蓄电单元。
图12与13为流程图,其示出了根据本发明实施例的第一变型的复位操作的处理过程。图12与13所示各个步骤的处理由作为图2所示多个控制块运行的ECU 50(图1)来实施。
参照图2与12,作为请求发布单元500运行的ECU 50基于来自耦合传感器48(图1)的耦合信号来判断车辆外部电源62是否被连接到充电器40(步骤S01)。
当外部电源62没有被连接到充电器40时(步骤S21中的否),过程返回到最初阶段。
相反,当外部电源62被连接到充电器40时(步骤S01中的是),作为请求发布单元500运行的ECU 50判断为允许由外部电源进行的充电,并分别向第一与第二蓄电单元10与20发布SOC1与SOC2复位请求(步骤S02)。在本变型中,第一蓄电单元10被选择为复位目标,类似于前面的实施例。因此,下面将介绍第一蓄电单元10的复位操作。
首先,当包含在与第一蓄电单元10对应的电池监视器单元12中的温度检测单元122(图2)发布复位请求时,作为放电单元504运行的ECU 50获得电池温度Tb11-Tb1n(步骤S20)。作为放电单元504运行的ECU 50指定所获得的电池温度Tb11-Tb1n中的最高值(最高电池温度)Tbmax,并判断此最高电池温度Tbmax是否低于已经设置的预定温度范围的上限Th(步骤S21)。
当最高电池温度Tbmax等于或高于上限Th时(步骤S21中的否),作为放电单元504运行的ECU 50停用已经介绍的选择“高速率”的高速率指示(步骤S30)。
相反,当最高电池温度Tbmax低于上限Th时(步骤S21中的是),作为放电单元504运行的ECU 50接着指定所获得的电池温度Tb11-Tb1n中的最低值(最低电池温度)Tbmin,并判断最低电池温度Tbmin是否高于预定范围内的最低值T1(步骤S22)。
当最低电池温度Tbmin等于或低于下限T1时(步骤S22中的否),作为放电单元504运行的ECU 50停用高速率指示(步骤S30)。
相反,当最低电池温度Tbmin高于下限T1时(步骤S22中的是),即当电池温度Tb11-Tb1n属于预定温度范围时,高速率指示被启用(步骤S23)。
作为放电单元504运行的ECU 50接收来自包含在电池监视器单元12中的电池电压检测单元120(图2)的输出,并由此开始对于电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n的检测操作(步骤S24)。
作为放电单元504运行的ECU 50判断检测到的电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个是否等于或低于预定阈值电压Vch(步骤S25)。
当所有电池电压Vb11-Vb1n大于阈值电压Vch时(步骤S25中的否),作为放电单元504运行的ECU 50控制第一转换器14,以便用图11中的电流值I4来对第一蓄电单元10进行放电(步骤S28)。另外,ECU 50通过第二转换器24控制电压转换操作,使得第二蓄电单元20至少用放自第一蓄电单元10的放电电流Ib1进行充电(步骤S29)。于是,过程返回到步骤S25。
相反,当电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个等于或低于阈值电压Vch时(步骤S25中的是),作为放电单元504运行的ECU 50控制第一转换器14,以便用电流值I3对第一蓄电单元10进行放电(步骤S26),并对由第二转换器24进行的电压转换处理进行控制,以便至少用放自第一蓄电单元10的放电电流Ib1对第二蓄电单元20进行充电(步骤S27)。于是,过程进行到图10的流程图中的步骤S06。
于是,当电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n的任何一个变得低于复位电压Vr1时(图10中的步骤S07),作为放电单元504运行的ECU50停止第一蓄电单元10的放电。基于当电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个变得低于复位电压Vr1时表现出来的电池温度Tb11-Tb1n以及电池电压Vb11-Vb1n,作为状态推定单元502运行的ECU 50设置各个电池块B11-B1n的复位值(图10中的步骤S08与S09)。
在存储区域(未示出)中,作为状态推定单元502运行的ECU 50存有作为复位值设置映射图的、校正复位值与电池温度之间的关系,其是在图14所示的放电电流Ib1取电流值I3时获得的。当在第一蓄电单元10正在以电流值I3进行放电的同时任何一个电池块的电池电压Vb变得低于复位电压Vr1,ECU 50接收在此时间点上的电池电压Vb和电池温度Tb。由此,对于各个其余电压块,ECU 50从图14中的复位值设置映射图中提取对应于电池电压和电池温度的复位值,并将之设置为校正复位值。
作为状态推定单元502运行的ECU 50将第一蓄电单元10的电池块B11-B1n的SOC复位为由此设置的各个复位值(步骤S10)。当所有电池块B11-B1n的SOC的复位完成时,与第一蓄电单元10的复位操作有关的处理结束。接着,第二蓄电单元20被选择为复位目标,并进行基本相同的处理,使得第二蓄电单元20的所有电池块的复位操作被完成。
回到图12中的步骤S30,当高速率指示被停用时,作为放电单元504运行的ECU 50接收包含在电池监视器单元12中的电池电压检测单元120(图2)的输出,并由此开始检测电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n的操作(步骤S31)。
作为放电单元504运行的ECU 50判断检测到的电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个是否等于或低于预定阈值电压Vch(步骤S32)。
当所有电池电压Vb11-Vb1n大于阈值电压Vch时(步骤S32中的否),作为放电单元504运行的ECU 50控制第一转换器14,以便以图11中的电流值I2对第一蓄电单元10进行放电(步骤S35)。另外,ECU 50控制第二转换器24中的电压转换操作,使得第二蓄电单元20可至少用放自第一蓄电单元10的放电电流Ib1来充电(步骤S36)。于是,过程返回到步骤S31。
相反,当电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个等于或低于阈值电压Vch时(步骤S32中的是),作为放电单元504运行的ECU 50控制第一转换器14,以便以电流值I1对第一蓄电单元10进行放电(步骤S33),并控制第二转换器24中的电压转换操作,从而至少用放自第一蓄电单元10的放电电流Ib1对第二蓄电单元20进行充电(步骤S34)。于是,过程进行到图10的流程图中的步骤S06。
在上面介绍的方法中,当作为放电单元504运行的ECU 50基于在电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个变得低于复位电压Vr1时表现出的电池温度Tb11-Tb1n以及电池电压Vb11-Vb1n来设置对于电池块B11-B1n的各个复位值时,ECU 50将第一蓄电单元10的电池块B11-B1n的SOC复位为由此设置的各个复位值。进一步地,第二蓄电单元20被选择为复位目标,进行基本上相同的处理,使得对于第二蓄电单元20的所有电池块的复位操作被完成。
[第二变型]
为了在保护蓄电单元的同时迅速进行复位操作,可使用根据下面介绍的第二变型的控制结构,代替根据第一变型的控制结构。第二变形与前面的实施例的不同之处在于复位电压根据电池温度而变化。其他的结构与前面的实施例中的相同。因此,不再对其重复进行介绍。
图15示出了根据第二变型在复位操作过程中电池电压中的变化。在图15中,第一蓄电单元10为复位目标,由电池电压检测单元120(图2)检测到的电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n被统称为“Vb”。
根据此变型的放电单元504具有有着不同值的两个不同复位电压Vr1和Vr2(Vr2>Vr1)。
基于在复位操作开始时表现出来的电池温度,放电单元504选择复位电压Vr1与高于复位电压Vr1的复位电压Vr2中的一个。具体而言,具体而言,当复位操作开始时的电池温度高于预定温度上限时,放电单元504选择复位电压Vr2。当复位操作开始时的电池温度等于或低于预定温度上限时,放电单元504选择复位电压Vr1。
如上所述,当电池温度等于或高于预定温度上限时,复位电压被设置为相对较高的电压值。由此,当电池温度高于此温度上限时,与电池温度等于或低于温度上限的情况下相比,电池温度根据更快的定时变得低于复位电压。因此,复位操作需要的放电时间段可以短。结果,可迅速进行蓄电单元的复位操作,同时,保护蓄电单元免于过热。
图16示出了当复位电压Vr2被使用时表现出的校正复位值与电池温度Tb之间的关系。图16中的关系通过对图4所示电池温度与复位值之间的关系进行校正(用图16中的虚线表示)而获得,特别通过基于当任何一个电池块的电池电压Vb变得低于复位电压Vr2时表现出的其余电池块的电池电压Vb对之进行校正而获得。
在存储区域(未示出)中,作为复位值设置映射图,状态推定单元502预先存有图16中的校正的复位值与电池温度Tb之间的关系。当任何一个电池块的电池电压Vb变得低于复位电压Vr2且状态推定单元502接收到此时间点上的其余电池块的电池电压Vb与电池温度Tb时,状态推定单元502从复位值设置映射图中提取与其余电池块的电池电压和电池温度对应的复位值,并分别将它们设置为校正复位值。
当对于每个其余电池块分别设置复位值时,其余电池块的SOC分别被设置为如此设置的复位值。结果,构成蓄电单元的所有电池块的SOC可被复位,使得蓄电单元的SOC的推定准确度可以高。
图17为一流程图,其示出了根据本发明实施例的第二变型的复位操作的处理过程。图17所示步骤中的处理由作为图2所示的多个控制块运行的ECU 50(图1)实现。
参照图2与17,基于提供自图1中的耦合传感器48的耦合信号,作为请求发布单元500运行的ECU 50判断车辆的外部电源62是否被连接到充电器40(步骤S01)。
当外部电源62没有被连接到充电器40时(步骤S01中的否),过程返回到开始的步骤。
相反,当外部电源62连接到充电器40时(步骤S01中的是),作为请求发布单元500运行的ECU 50判断是否允许由外部电源进行的充电,并发布对于第一蓄电单元10的SOC1复位请求以及对于第二蓄电单元20的SOC2复位请求(步骤S02)。在本变型中,类似于已经介绍的实施例,第一蓄电单元10被选择为复位目标。因此,下面将介绍第一蓄电单元10的复位操作。
首先,作为放电单元504运行的ECU 50获得在包含在对应于第一蓄电单元10的电池监视器单元12中的温度检测单元122(图2)发布复位请求时表现出的电池温度Tb11-Tb1n(步骤S40)。作为放电单元504运行的ECU 50指定由此获得的电池温度Tb11-Tb1n中的最高值(最高电池温度)Tbmax,并判断最高电池温度Tbmax是否高于预定温度上限Th(步骤S41)。
当最高电池温度Tbmax等于或低于温度上限Th时(步骤S41中的否),作为放电单元504运行的ECU 50选择复位电压Vr1(步骤S48)。
于是,作为放电单元504运行的ECU 50接收来自包含在电池监视器单元12中的电池电压检测单元120(图2)的输出,并由此开始检测电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n的操作(步骤S49)。
另外,作为放电单元504运行的ECU 50控制第一转换器14,以便用恒定电流对第一蓄电单元10进行放电(步骤S50),并控制第二转换器24的电压转换操作,以便至少用放自第一蓄电单元10的放电电流对第二蓄电单元20进行充电(步骤S51)。
作为放电单元504运行的ECU 50判断电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n的任何一个是否变得低于复位电压Vr1(步骤S52)。
当没有一个电池电压Vb11-Vb1n低于复位电压Vr1时(步骤S52中的否),过程返回到步骤S50。
相反,当电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个变得低于复位电压Vr1时(步骤S52中的是),作为放电单元504运行的ECU 50停止第一蓄电单元10的放电(步骤S53)。于是,过程进行到图10中的流程图中的步骤S08。
具体而言,作为状态推定单元502运行的ECU 50基于在电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个变得低于复位电压Vr1时表现出的电池温度Tb11-Tb1n以及电池电压Vb11-Vb1n设置电池块B11-B1n的复位值(图10中的步骤S08与S09)。
回到步骤S41,当最高电池温度Tbmax高于温度上限Th时(步骤S41中的是),作为放电单元504运行的ECU 50选择复位电压Vr2(步骤S42)。
于是,作为放电单元504运行的ECU 50接收来自包含在电池监视器单元12中的电池电压检测单元120(图2)的输出,并由此开始检测电池块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n的操作(步骤S43)。
另外,作为放电单元504运行的ECU 50控制第一转换器14,以便用恒定电流对第一蓄电单元10进行放电(步骤S44),并控制第二转换器24中的电压转换操作,以便至少用放自第一蓄电单元10的放电电流对第二蓄电单元20进行充电(步骤S45)。
另外,作为放电单元504运行的ECU 50判断电压块B11-B1n的电池电压Vb11-Vb1n的至少一个是否低于复位电压Vr2(步骤S46)。
当没有一个电池电压Vb11-Vb1n低于复位电压Vr2时(步骤S46中的否),过程返回到步骤S44。
相反,当电池电压Vb11-Vb1n中的任何一个变得低于复位电压Vr2时(步骤S46中的是),作为放电单元504运行的ECU 50停止第一蓄电单元10的放电(步骤S47)。于是,过程进行到图10的流程图中的步骤S08。
因此,作为状态推定单元502运行的ECU 50参照图16中的复位值设置映射图,并基于当任何一个电池电压Vb11-Vb1n变得低于复位电压Vr2时表现出的电池温度Tb11-Tb1n和电池电压Vb11-Vb1n来设置电池块B11-B1n的复位值(图10中的步骤S08与S09)。
作为状态推定单元502运行的ECU 50分别将第一蓄电单元10的电池块B11-B1n的SOC复位为如此设置的复位值(图10中的步骤S10)。当所有电池块B11-B1n的SOC的复位完成时,第一蓄电单元10的复位操作结束。接着,第二蓄电单元20被选择为复位目标,并进行基本上相同的处理。由此,完成第二蓄电单元20的所有电池块的复位操作。
如上所述,根据本发明的实施例的电动车,当外部电源的充电变得可能时,对应的转换器受到控制,以便对将被复位的蓄电单元进行放电。基于构成将被复位的蓄电单元的多个电池块的电压值的时间变化,通过状态推定单元在算术上获得的电池块的充电状态(SOC)推定值根据预定定时被复位为基准值。在这种操作中,对于各个电池块的基准值受到校正,使得这些校正基准值可包含根据预定定时基于电池块的温度和电压值推定的电池块之间的SOC的变化。由此,可为所有电池块复位SOC。相应地,各个电池块的SOC可用高的准确度来推定,使得蓄电单元的SOC推定准确度可以得到提高。
已经结合这样的结构介绍了实施例:多个蓄电单元被布置为蓄电系统,控制各个蓄电单元的充电/放电电流的电力转换器被关联到相应的蓄电单元。然而,可以采用这样的结构:其包含一个蓄电单元和与该蓄电单元对应的一个电力转换单元。
在上述实施例的结构中,当用外部电源进行充电变得可能时,SOC受到复位。然而,可采用另外的结构。例如,复位操作可通过由转换器28开始放电操作来执行,使得在停止车辆驱动期间用恒定的电流对蓄电单元进行放电。在这种放电操作中,ECU 50控制变换器28的开关操作,使得电流可在不使变换器28在电动发电机30中产生转矩的方向流动。
尽管详细介绍和示出了本发明,应当明了,其仅仅是出于说明和举例,不应被看作限制,本发明的范围由所附权利要求书的条款解释。

Claims (8)

1.一种电动车,其包含:
蓄电系统,其向驱动源供给电力;以及
充电/放电控制装置,其对所述蓄电系统进行充电和放电,其中,
所述蓄电系统由串联连接的多个可充电且可放电的蓄电单元构成,
所述充电/放电控制装置包含:
放电单元,其用恒定电流对所述蓄电系统进行放电,以及
充电状态推定单元,其推定所述多个蓄电单元中每一个的充电状态,并在所述蓄电系统的放电过程中基于所述多个蓄电单元的电压值的时间变化根据预定的定时将所述多个蓄电单元的充电状态复位为基准值,且
所述充电状态推定单元基于根据所述预定定时表现出来的所述多个蓄电单元的温度和电压值对于所述多个蓄电单元设置相应的基准值,并分别将所述多个蓄电单元的充电状态复位为所述设置的多个基准值。
2.根据权利要求1的电动车,其中,
所述放电单元对所述预定定时进行设置,使得所述多个蓄电单元中任何一个的电压值根据所述预定定时达到预定基准电压,且
所述充电状态推定单元包含:
第一设置单元,其预先保有当各个蓄电单元的电压值达到所述预定基准电压时表现出来的所述各个蓄电单元的充电状态与温度之间的关系,并参照所述关系对于所述一个蓄电单元设置基准值;
第二设置单元,其通过基于其余蓄电单元的电压值对所述一个蓄电单元的基准值进行校正来设置对于所述其余蓄电单元的基准值。
3.根据权利要求2的电动车,其中,
所述第二设置单元预先保有在所述蓄电单元用所述恒定电流放电时表现出的所述蓄电单元的充电状态与所述蓄电单元的电压值之间的关系,并参照所述关系推定所述其余蓄电单元与所述一个蓄电单元之间的充电状态的差。
4.根据权利要求3的电动车,其中,
根据所述蓄电系统放电开始时所述多个蓄电单元的温度,所述放电单元改变所述蓄电系统的放电电流。
5.根据权利要求3的电动车,其中,
所述放电单元根据所述多个蓄电单元的电压值改变所述蓄电系统的放电电流。
6.根据权利要求2的电动车,其中,
根据所述蓄电系统放电开始时所述多个蓄电单元的温度,所述充电状态推定单元改变所述预定基准电压。
7.根据权利要求1的电动车,其还包含:
充电器,其接收来自外部电源的电力并在所述蓄电系统上进行外部充电,其中,
当所述蓄电系统进入允许用外部电源充电的状态时,所述放电单元以恒定电流对所述蓄电系统放电,且
所述充电/放电控制装置还包含充电单元,所述充电单元在所述多个蓄电单元的充电状态被复位为所述基准值后对所述蓄电系统进行外部充电。
8.根据权利要求7的电动车,其中,
所述蓄电系统包含彼此并联连接到所述驱动源且各自由串联连接的所述多个蓄电单元构成的多个蓄电装置,
所述电动车还包含分别与所述多个蓄电装置对应的多个电压转换单元,且
当所述多个蓄电装置进入允许用外部电源充电的状态时,所述放电单元控制对应于所述多个蓄电装置中的第一蓄电装置的电压转换单元,以便对所述第一蓄电装置进行放电,并控制对应于其余蓄电装置的电压转换单元,以便用至少从所述第一蓄电装置放出的电流对所述其余蓄电装置进行充电。
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