CN101622769B - 二次电池的控制装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

二次电池的控制装置，具有偏移加算部(62)，和输入输出控制部(64)，偏移加算部(62)在表示多个单元电池的某一个的电压值处于预先设定的范围外的标志(FLG)开启了时，基于传感器所检测的多个电压值(V0～Vn)、一个电池块所包含的单元电池的个数、以及预先设定的范围算出偏移量，对所检测的电压值(V0～Vn)加上偏移量，输入输出控制部(64)基于加上了偏移量的电压值(V0A～VnA)控制蓄电池的充放电。即使是以电池块为单位检测蓄电池电压也能以单元电池为单位控制电压值。

Description

二次电池的控制装置及车辆
技术领域
本发明涉及二次电池的控制装置以及具有该二次电池的车辆。特别地，涉及使对二次电池的保护成为可能的控制装置，以及具有该二次电池的车辆。
背景技术
近年来，以环境问题为背景，混合动力汽车(Hybrid Vehicle)、电动汽车(Electric Vehicle)等受到关注。这些车辆作为动力源搭载有电动机，其电力源使用例如二次电池。一般地，搭载于这些车辆的二次电池，具有串联地连接的多个电池块(batteryblock)。该多个电池块的各个含有串联地连接的多个单元电池(单电池，battery cell)。
例如日本特开2002-101565号公报公开了这样一种电压调整装置和方法，其能够调整构成组电池(battery assembly，电池组)的多个单位电池(单电池)的端子电压的偏差。该电压调整装置，具有：用于检测各单位电池的端子电压超过了上限电压这一情况的上限电压检测单元(构件)，被构成为使由上限电压检测单元检测到了超过了上限电压这一情况的单位电池放电的放电单元，检测构成组电池的单位电池的某几个所构成的电池组(cellgroup)的电压的电压检测单元，控制在组电池和负载之间所进行的充放电的充放电控制单元。充放电控制单元，在由上限电压检测单元检测到了超过了上限电压的单位电池的情况下，控制负载的驱动以使得从组电池的放电优先进行。充放电控制单元，还可在基于上限电压检测单元的检测结果、和由电压检测单元所求取的电池组的平均单位电池电压，判定构成该电池组的各单位电池的端子电压的偏差扩大到预定水平以上时，进行充电以使得该电池组的平均单位电池电压比上限电压超出预定电压。
但是，在使用上述的控制方法的情况下，由于电池组被充电以使得平均单位电池电压比上限电压超出预定电压，所以存在该电池组的特性发生劣化的可能性。在特开2002-101565号公报中没有公开产生这样的问题的可能性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制由过充电或过放电导致的劣化的二次电池的控制装置及具有该二次电池的车辆。
本发明概括地讲，提供一种二次电池的控制装置，该二次电池包括：构成多个电池块的多个单元电池。该控制装置包括：异常检测部，电压检测部，偏移加算部，和充放电控制部。异常检测部检测多个单元电池中的某一个(任一个)单元电池的单元电池电压值在预先设定的范围外的情况，并将表示其检测结果的异常通知输出。电压检测部检测与多个电池块的各个相对应的多个块电压，将分别表示所检测的多个块电压的多个第1电压值输出。偏移加算部在接收到异常通知时，基于多个第1电压值、预先设定的范围、和各多个电池块含有的单元电池的个数，算出多个第1电压值共用的偏移量。偏移加算部通过将偏移量与多个第1电压值的各个相加而生成多个第2电压值。充放电控制部基于偏移加算部生成的多个第2电压值，对二次电池的充电电力和二次电池的放电电力进行限制。
优选地，在检测到了异常检测部结束了异常通知的输出的情况下，偏移加算部将偏移量设定为0。
更优选地，偏移加算部从异常检测部结束了异常通知的输出的时刻起使偏移量逐渐减小。
优选地，在算出的偏移量超过规定量(预定量)的情况下，偏移加算部将规定量作为偏移量与多个第1电压值的各个相加。
优选地，偏移加算部在二次电池的充电时，基于多个第1电压值中的最大电压值、多个电池块中的与最大电压值相对应的电池块中所含有的单元电池的个数，算出相对应的电池块中所含有的单元电池的电压的平均值，并且，基于预先设定的范围的上限值与平均值的差、以及、相对应的电池块中所含有的单元电池的个数，算出偏移量。
优选地，偏移加算部在二次电池的放电时，基于多个第1电压值中的最小电压值、多个电池块中的与最小电压值相对应的电池块中所含有的单元电池的个数，算出相对应的电池块中所含有的单元电池的电压的平均值，并且，基于预先设定的范围的下限值与平均值的差、以及、相对应的电池块中所含有的单元电池的个数，算出偏移量。
优选地，异常检测部，预先存储第1范围和包括第1范围的第2范围作为预先设定的范围，并且，在检测到单元电池电压值在第1范围外的情况下，输出第1通知作为异常通知；在检测到单元电池电压值在第2范围外的情况下，输出第1通知和第2通知作为异常通知。
优选地，第1范围具有第1上限值。第2范围具有第2上限值。充放电控制部在二次电池的充电时，在单元电池电压值比第1上限值大且比第2上限值小的情况下，使充电电力减少使得表示充电电力的每单位时间的减少量的减少率成为第1值；在单元电池电压值比第2上限值大的情况下，使充电电力减少使得减少率成为比第1值大的第2值。
更优选地，控制装置还包括：诊断部。诊断部在充电电力为0、并且从异常检测部输出了第1通知和第2通知的情况下，诊断为二次电池处于过充电状态。
更优选地，第1范围具有第1下限值。第2范围具有第2下限值。充放电控制部在二次电池的放电时，在单元电池电压值比第1下限值小且比第2下限值大的情况下，使放电电力减少使得表示放电电力的每单位时间的减少量的减少率成为第1值；在单元电池电压值比第2下限值小的情况下，使放电电力减少使得减少率成为比第1值大的第2值。
还更优选地，控制装置还包括：诊断部。诊断部在放电电力为0、并且从异常检测部输出了第1通知和第2通知的情况下，诊断为二次电池处于过放电状态。
优选地，多个单元电池包括锂离子电池。
根据本发明的另一方面提供一种车辆，其包括：二次电池，该二次电池包括：构成多个电池块的多个单元电池，和控制二次电池的充放电的控制装置。该控制装置包括：异常检测部，电压检测部，偏移加算部，和充放电控制部。异常检测部检测多个单元电池中的某一个单元电池的单元电池电压值在预先设定的范围外的情况，并将表示其检测结果的异常通知输出。电压检测部检测与多个电池块的各个相对应的多个块电压，将分别表示多个块电压的多个第1电压值输出。偏移加算部在接收到异常通知时，基于多个第1电压值、预先设定的范围、和各多个电池块含有的单元电池的个数，算出多个第1电压值共用的偏移量。偏移加算部通过将偏移量与多个第1电压值的各个相加而生成多个第2电压值。充放电控制部基于偏移加算部生成的多个第2电压值，对二次电池的充电电力和二次电池的放电电力进行限制。
更优选地，在检测到了异常检测部结束了异常通知的输出的情况下，偏移加算部将偏移量设定为0。
优选地，偏移加算部从异常检测部结束了异常通知的输出的时刻起使偏移量逐渐减小。
优选地，在算出的偏移量超过规定量的情况下，偏移加算部将规定量作为偏移量与多个第1电压值的各个相加。
优选地，偏移加算部在二次电池的充电时，基于多个第1电压值中的最大电压值、多个电池块中的与最大电压值相对应的电池块中所含有的单元电池的个数，算出相对应的电池块中所含有的单元电池的电压的平均值，并且，基于预先设定的范围的上限值与平均值的差、以及、相对应的电池块中所含有的单元电池的个数，算出偏移量。
优选地，偏移加算部在二次电池的放电时，基于多个第1电压值中的最小电压值、多个电池块中的与最小电压值相对应的电池块中所含有的单元电池的个数，算出相对应的电池块中所含有的单元电池的电压的平均值，并且，基于预先设定的范围的下限值与平均值的差、以及、相对应的电池块中所含有的单元电池的个数，算出偏移量。
优选地，异常检测部，预先存储第1范围和包括第1范围的第2范围作为预先设定的范围，并且，在检测到单元电池电压值在第1范围外的情况下，输出第1通知作为异常通知；在检测到单元电池电压值在第2范围外的情况下，输出第1通知和第2通知作为异常通知。
更优选地，第1范围具有第1上限值。第2范围具有第2上限值。充放电控制部在二次电池的充电时，在单元电池电压值比第1上限值大且比第2上限值小的情况下，使充电电力减少使得表示充电电力的每单位时间的减少量的减少率成为第1值；在单元电池电压值比第2上限值大的情况下，使充电电力减少使得减少率成为比第1值大的第2值。
还更优选地，控制装置还包括：诊断部。诊断部在充电电力为0、并且从异常检测部输出了第1通知和第2通知的情况下，诊断为二次电池处于过充电状态。
更优选地，第1范围具有第1下限值。第2范围具有第2下限值。充放电控制部在二次电池的放电时，在单元电池电压值比第1下限值小且比第2下限值大的情况下，使放电电力减少使得表示放电电力的每单位时间的减少量的减少率成为第1值；在单元电池电压值比第2下限值小的情况下，使放电电力减少使得减少率成为比第1值大的第2值。
还更优选地，控制装置还包括：诊断部。诊断部在放电电力为0、并且从异常检测部输出了第1通知和第2通知的情况下，诊断为二次电池处于过放电状态。
优选地，多个单元电池包括锂离子电池。
根据本发明，在检测到多个单元电池中的某一个单元电池的单元电池电压在预先设定的范围外这样的异常的情况下，通过基于将偏移量与二次电池的多个电池块的各自的电压值相加而得到电压值来进行二次电池的充放电，由此可以限制二次电池的充电电力或放电电力。由此，向各单元电池输入或从其输出的电力受到限制，所以可以抑制由过充电或过放电所导致的二次电池的劣化。
附图说明
图1是示出实施方式1的混合动力车辆1的主要结构的图；
图2是示出图1的控制装置14的功能块和关连的周边装置的图；
图3是示出图2的混合控制部52所包含的蓄电池控制部60的结构的功能块图；
图4是示出向蓄电池B输入和从其输出的电力的限制值与蓄电池的电压之间的关系的图；
图5是用于详细地说明搭载于混合动力车辆1的蓄电池B、及其周边的结构的图；
图6是用于说明蓄电池B的充电时的蓄电池控制部60的控制的图；
图7是用于说明图6所示的充电控制处理的流程图；
图8是用于说明蓄电池B的放电时的蓄电池控制部60的控制的图；
图9是用于说明图8所示的放电控制处理的流程图；
图10是示出实施方式2的混合动力车辆1A的主要结构的图；
图11是示出图10的控制装置14A的功能块和关连的周边装置的图；
图12是示出图11的混合控制部52A所包含的蓄电池控制部60A的结构的功能块图；
图13是用于详细地说明搭载于混合动力车辆1A的蓄电池B、及其周边的结构的图；
图14是用于说明蓄电池B的充电时的蓄电池控制部60A的控制的图；
图15是用于说明蓄电池B的放电时的蓄电池控制部60A的控制的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。以下对图中相同或相当的部分标记相同的符号，不重复其说明。
(实施方式1)
图1是示出实施方式1的混合动力车辆1的主要结构的图。混合动力车辆1是将发动机和电机(电动机，motor)并用于行驶的车辆。参照图1，混合动力车辆1含有：前轮20R、20L，后轮22R、22L，发动机2，行星齿轮16，差速齿轮18(差速器)、齿轮4、6，和控制装置14。
混合动力车辆1还包含：配置于车辆后方的蓄电池B，监视蓄电池B的电压和电流的监视单元10，使蓄电池B所输出的直流电力升压的升压单元32，在与升压单元32之间授受直流电力的变换器36(inverter，逆变器)，经由行星齿轮16与发动机2结合而主要进行发电的电动发电机MG1，旋转轴连接于行星齿轮16的电动发电机MG2。变换器36连接于电动发电机MG1、电动发电机MG2，进行交流电力与来自升压单元32的直流电力的变换。
行星齿轮16具有第1～第3旋转轴。第1旋转轴连接于发动机2，第2旋转轴连接于电动发电机MG1，第3旋转轴连接于电动发电机MG2。
该第3旋转轴上安装有齿轮4，该齿轮4通过驱动齿轮6而向差速齿轮18传递动力。差速齿轮18将从齿轮6接收的动力向前轮20R、20L传递，并且经由齿轮6、4将前轮20R、20L的旋转力向行星齿轮的第3旋转轴传递。
行星齿轮16起到在发动机2、电动发电机MG1、MG2之间分配动力的作用。即，若确定行星齿轮16的3个旋转轴中两个旋转轴的转动，则剩余一个旋转轴的转动就被强制地决定。因此，在使发动机2以最有效区域工作的同时，控制电动发电机MG1的发电量而驱动电动发电机MG2，由此进行车速的控制，整体上实现能量效率高的汽车(车辆)。
而且，也可设置将电动发电机MG2的转动减速而向行星齿轮16传递的减速齿轮，也可设置能够变更该减速齿轮的减速比的变速齿轮。
蓄电池B包含例如镍氢或锂离子等的二次电池，向升压单元32供给直流电力，并且由来自升压单元32的直流电力充电。蓄电池B是组电池，包含被串联连接的多个电池块B0～Bn。电池块B0～Bn的各个包含被串联连接的多个单元电池。
监视单元10包括电压传感器11、电流传感器12、异常(abnormality)检测部13。电压传感器11检测多个电池块B0～Bn的各个的电压V0～Vn(有时也称为端子间电压或块电压)，将检测结果输出给控制装置14。电流传感器12检测在蓄电池B中流动的电流值IB而将检测结果输出给控制装置14。异常检测部13，在电池块B0～Bn所含有的单元电池的某一个的电压值处于预定范围外时，将标志FLG(flag)设为开启(ON)状态而对控制装置14进行异常通知。
升压单元32对从蓄电池B接收的直流电压升压而将所升压的直流电压供给变换器36(inverter，逆变器)。变换器36将所被供给的直流电压变换成交流电压以在发动机启动时驱动控制电动发电机MG1。而且，在发动机启动后，由电动发电机MG1所发电的交流电力由变换器36变换成直流，由升压单元32变换成对于蓄电池B的充电适当的电压而对蓄电池B充电。
此外，变换器36驱动电动发电机MG2。电动发电机MG2辅助发动机2以驱动前轮20R、20L。在制动时，电动发电机进行再生运行，将车轮的旋转能量变换成电能。所获得的电能，经由变换器36和升压单元32而返回蓄电池B。升压单元32和蓄电池B之间，设置有在车辆运行时连接蓄电池B和升压单元32的系统主继电器28、30。在车辆非运行时，系统主继电器28、30成为非导通状态而将高电压切断。
控制装置14，根据驾驶员的指示以及来自安装于车辆的各种传感器的输出，进行发动机2、变换器36、升压单元32和系统主继电器28、30的控制，并进行蓄电池B的充放电控制。
图2是示出图1的控制装置14的功能块和关连的周边装置的图。该控制装置14可以由软件也可以由硬件实现。参照图2，控制装置14包括混合控制部52和发动机控制部58。
发动机控制部58进行发动机2的节气门控制，并且检测发动机2的转速Ne而向混合控制部52发送。
混合控制部52，基于加速踏板位置传感器42的输出信号Acc和车速传感器44所检测的车速V，算出驾驶员的要求输出(要求功率/动力)。混合控制部52，除了该驾驶员的要求功率以外，还考虑蓄电池B的充电状态而算出需要的驱动力(总功率)，进而算出对发动机要求的转速和对发动机要求的功率(power)。
混合控制部52，向发动机控制部58发送要求转速和要求功率，使发动机控制部58进行发动机2的节气门控制。
混合控制部52，算出根据行驶状态的驾驶员要求转矩，使变换器36驱动电动发电机MG2，并根据需要使电动发电机MG1进行发电。
发动机2的驱动力分配为直接驱动车轮的部分和驱动驱动电动发电机MG1的部分。电动发电机MG2的驱动力和发动机的直接驱动部分的合计(和)构成车辆的驱动力。
混合控制部52，基于从电压传感器11接收的电压V0～Vn，以及从电流传感器12接收的电流值IB等，算出蓄电池B的充电状态(SOC，State of Charge)。混合控制部52，基于算出的SOC控制升压单元32和变换器36而使蓄电池B充放电。混合控制部52，若标志FLG变为开启状态，则执行后述的充放电控制。
图3是示出图2的混合控制部52所包含的蓄电池控制部60的结构的功能块图。参照图3，蓄电池控制部60包括偏移(offset)加算部62和输入输出控制部64。
偏移加算部62接收电压值V0～Vn和标志FLG。在标志FLG为开启时，偏移加算部62算出偏移值。偏移加算部62对电压值V0～Vn的各个加上该偏移值而输出电压值V0A～VnA。
输入输出控制部64，接收电流值IB，并且从偏移加算部62接收电压值V0A～VnA而设定向蓄电池B输入和从其输出的电力的限制值，基于该限制值控制变换器36和升压单元32。
图4是示出向蓄电池B输入和从其输出的电力的限制值与蓄电池的电压之间的关系的图。如图4所示，在蓄电池B的放电时，当电压值大于V1的情况下，考虑了电池的输出密度等而设置了一定的限制值，与此相对，若电压值小于V1，则放电量受到限制，进而，若电压值小于下限值V0(V0＜V1)，则禁止放电。同样地，在蓄电池B的充电时，在电压值小于V2的区域，考虑了电池的充电容量等而(对充电量)设置了一定的限制值，与此相对，在电压值超过V2的范围内，充电量受到限制，进而，若电压值超过上限值V3(V3＞V2)，则禁止充电。
输入输出控制部64，在蓄电池B的充电时，基于加上了偏移值的块电压设定充电量，所以向输入输出控制部64输入的块电压变得比实际的电压高。由此，输入输出控制部64设定的限制值变小，所以蓄电池B的充电量受到限制。
同样地，输入输出控制部64，在蓄电池B的放电时，基于加上了偏移值的块电压设定放电量，所以向输入输出控制部64输入的块电压变得比实际的电压低。由此，输入输出控制部64设定的限制值变小，所以蓄电池B的放电量受到限制。
图5是用于详细地说明搭载于混合动力车辆1的蓄电池B、及其周边的结构的图。参照图5，蓄电池B包含被串联连接的多个电池块B0～Bn。电池块B0包含被串联连接的多个单元电池CL。电池块B1～Bn具有与电池块B0同样的构成，所以在以后的说明中不再重复。
电压传感器11包括：分别对应于电池块B0～Bn的各个设置，检测对应的电池块的电压的电压检测部710～71n。电压检测部710～71n分别输出电压值V0～Vn。
异常检测部13包括：对应于电池块B0～Bn的各个设置的过充电/过放电检测部750～75n，和对过充电/过放电检测部750～75n的输出进行OR运算(逻辑和运算)的OR电路76(“或”电路)。过充电/过放电检测部750包括对应于多个单元电池CL分别设置的多个异常判定部78。多个异常判定部78，在对应的单元电池CL的电压值大于上限值的情况下、以及低于下限值的情况下，为了表示该单元电池异常，使输出的逻辑值从“0”变化为“1”。过充电/过放电检测部751～75n具有与过充电/过放电检测部750同样的构成，因此在后的说明中不再重复。
OR电路76，在多个异常判定部78的某一个的输出的逻辑值为“1”的情况下，将标志FLG设为开启(将标志FLG的逻辑值设定为“1”)，否则，即，多个异常判定部78的输出的逻辑值都为“0”的情况下，将标志FLG设为关闭(OFF，将标志FLG的逻辑值设定为“0”)。
图6是用于说明蓄电池B的充电时的蓄电池控制部60的控制的图。图6中曲线图的纵轴表示单元电池电压(cell voltage)，曲线图的横轴表示时间。电压值BVn_maxc是电压值V0～Vn中的最大电压值除以1个电池块中所含有的单元电池(cell，单电池)的个数而求出的单元电池电压的平均值。电压值VMAX是对电压值BVn_maxc加上平均每一个单元电池的偏移值而得出的电压值，对应于标志FLG设为了开启而更新为4.25(V)以上的值。即，在时刻t1以前由于偏移值为0(标志FLG设为关闭)，所以电压值VMAX等于电压值BVn_maxc。而且，在蓄电池B的充电时，偏移值被设定为正值。
伴随着蓄电池B的充电，单元电池电压上升。电压值Vcell_max是多个单元电池的电压值中的最大值。但是在本实施例中不测定电压值Vcell_max(电压值以电池块为单位而测定)。若在时刻t1电压Vcell_max达到上限值(4.25(V))则标志FLG设为开启。若在时刻t1偏移加算部62检测到标志FLG设为了开启，则算出作为上限值(4.25(V))和电压值BVn_maxc之差的电压差ΔVtag。电压差ΔVtag相当于平均每一个单元电池的偏移值。
偏移加算部62，将通过ΔVtag×(平均每一个电池块的单元电池的个数)而求出的偏移值与电压值V0～Vn的各个相加，输出电压值V0A～VnA。通过该偏移值，单元电池电压转变到4.25(V)。输入输出控制部64基于电压值V0A～VnA进行蓄电池的充电控制。通过这样处理，在时刻t1～t2的期间由输入输出控制部64将向蓄电池的充电电力控制得逐渐减小，所以虽然电压值VMAX暂时上升，但是最终下降到上限值(4.25(V))。
在时刻t2～t3的期间标志FLG为开启状态，所以，偏移加算部62继续电压差ΔVtag的算出、以及电压值V0～Vn的偏移值(ΔVtag和平均每一个电池块的单元电池的个数的乘积)的算出。电压差ΔVtag是按(每隔)规定(预定)的期间而算出，所以电压值VMAX被更新。但是，由于ΔVtag＝(4.25-BVn_maxc)，而且，VMAX＝BVn_maxc+ΔVtag，所以电压值VMAX为4.25(V)。
在时刻t3～t4的期间由于标志FLG为开启状态，所以，偏移加算部62进行电压差ΔVtag的算出、以及电压值V0～Vn的偏移值的算出。在时刻t3～t4的期间也按各规定的期间而算出电压差ΔVtag。其中，对于电压差ΔVtag设定有上限，在时刻t3电压差ΔVtag达到预定的最大值ΔVmax(例如0.2V)。以后电压值BVn_maxc和电压值VMAX的差被保持为最大值ΔVmax不变，而电压值BVn_maxc、VMAX降低。
如果电压差ΔVtag没有上限，则因电压值VMAX被保持为4.25V，所以对蓄电池充电的电力的限制值被保持为较小。在该情况下，在车辆的制动时由电动发电机的再生运行而产生的制动力变小，并且，由电动发电机的再生运行而获得的能量变小。即，不能有效地回收车辆的运动能。通过对电压差ΔVtag设定上限，VMAX响应于电压值BVn_maxc的降低而降低。所谓电压值VMAX降低，意味着电压值V0A～VnA的各个降低。通过电压值V0A～VnA的各个降低，输入输出控制部使对蓄电池充电的电力的限制值增加。因此，若电压值BVn_maxc降低，则可以使充电于蓄电池的电力增加。由此，可以防止这样的问题。
在时刻t4以后，偏移加算部62逐渐地减少偏移值而接近于0。由此，电压值VMAX逐渐地接近电压值BVn_maxc。
若在时刻t4电压值Vcell_max达到规定的电压值(比4.25(V)稍低的值)，则标志FLG变为关闭。通过使标志FLG关闭时的单元电池电压值与标志FLG开启时的单元电池电压值不同，在单元电池电压值在上限值附近微小地变动的情况下也可将标志FLG的状态确定为开启状态或关闭状态中的某一状态。
通过将偏移值设为0，可以进行蓄电池的充电控制使得电压值VMAX的最大范围成为与预先设定的范围(标志FLG成为关闭状态的电压值的范围)相等，所以可以有效地利用蓄电池的能力。
而且，若与标志FLG变为关闭状态同时地将偏移值设为0(将电压差ΔVtag设为0)，则因输入输出控制部64所确定的限制值不连续地变化，会使升压单元32、变换器36的动作急剧变化。偏移加算部62，若标志FLG变为关闭状态，则花一定的时间使电压差ΔVtag接近于0。这样通过使偏移值逐渐减少，可以防止输入输出控制部64所确定的限制值不连续地变化，由此可以防止输入蓄电池B的电力不连续地变化。由此，例如可以防止车辆的举动发生较大的变化，或者可以保护变换器36、升压单元32等。而且，电压差ΔVtag的减少量优选地设定成与从标志FLG变为关闭状态起的经过时间成比例。
若简单说明图6所示的处理，则与过充电标志的开启状态连动地在时刻t1～t4的期间所执行的处理是使电压值VMAX发生转变(shift)的处理(VMAX转变处理)。另一方面，与过充电标志的关闭状态连动地在时刻t4以后所执行的处理是解除电压值VMAX的转变的处理(解除处理)。
图7是用于说明图6所示的充电控制处理的流程图。参照图7和图3，在步骤S1中，偏移加算部62基于标志FLG判定是否发生了单元电池的过充电。在标志FLG为开启状态的情况下，即发生了过充电的情况(步骤S1中判定结果为是)，偏移加算部62判定电压值VMAX是否为4.25V以下(步骤S2)。在标志FLG为关闭状态的情况，即未发生过充电的情况(步骤S1中判定结果为否)，执行后述的步骤S9的处理。
在电压值VMAX为4.25V以下的情况(步骤S2中判定结果为是)，偏移加算部62算出电压差ΔVtag(步骤S3)。在电压值VMAX比4.25V大的情况下(步骤S2中判定结果为否)，没有重新算出电压差ΔVtag的必要，所以利用前次所算出的电压差ΔVtag，执行后述的步骤S8的处理。
接着步骤S3在步骤S5中，偏移加算部62判定在步骤S3算出的电压差ΔVtag是否为最大值ΔVmax以下。在电压差ΔVtag为最大值ΔVmax以下的情况(步骤S5中判定结果为是)，电压差ΔVtag被设定为步骤S3中的算出值(步骤S6)。在步骤S3中的电压差ΔVtag大于最大值ΔVmax的情况下(步骤S5中判定结果为否)，电压差ΔVtag被设定为最大值ΔVmax(步骤S7)。若步骤S6、S7中的某一处理结束，则偏移加算部62进行将由电压差ΔVtag与电池块的单元电池数所确定的偏移值和电压值V0～Vn相加的VMAX转变处理(步骤S8)。输入输出控制部64基于从偏移加算部62接收的电压值V0A～VnA进行充电控制。
在步骤S9，偏移加算部62判定电压值VMAX是否大于电压值BVn_maxc。而且，作为在步骤S1中判定为单元电池未发生过充电的情况，可以认为是单元电池本来就不处于过充电状态的情况，以及单元电池从过充电状态恢复的情况。而且，在本来单元电池就不处于过充电状态的情况，不进行VMAX转变处理，所以电压值VMAX等于电压值BVn_maxc。因此，在该情况下(步骤S9中判定结果为否)，结束全体的处理。另一方面，在单元电池从过充电状态恢复的情况下，电压值VMAX比电压值BVn_maxc高。因此，在该情况下(步骤S9中判定结果为是)，进行解除处理(步骤S10)。而且，在此时输入输出控制部64也基于从偏移加算部62接收的电压值V0A～VnA进行充电控制。若步骤S10的处理结束则结束全体的处理。
参照图6和图7，在时刻t1～t2的期间，某一单元电池中发生过充电，并且电压值VMAX大于4.25V。在该期间，处理暂时按步骤S1、S2、S3、S5、S6、S8的顺序进行，然后，继续步骤S1、S2、S8的处理，电压值VMAX变为上限值(4.25(V))以上的值。
在时刻t2～t3的期间，上述过充电继续，并且通过在时刻t1～t2的期间所算出的偏移值，电压值VMAX变为4.25V以下。因此，在该期间，执行步骤S1、S2、S3、S5、S6、S8的处理，执行VMAX转变处理。然而，如上所述电压值VMAX保持为4.25V而随时间推移。
在时刻t3～t4的期间，上述过充电继续，并且如上述同样地，通过在时刻t2～t3的期间所算出的偏移值，电压值VMAX变为4.25V以下。然而，电压差ΔVtag达到最大值ΔVmax。因此，在该期间，执行步骤S1、S2、S3、S5、S7、S8的处理，执行VMAX转变处理。结果，电压值VMAX和电压值BVn_maxc保持最大值ΔVmax的差而推移。
在时刻t4以后，上述过充电不发生，并且电压值VMAX比电压值BVn_maxc大。由此，处理按步骤S1、S9、S10的顺序进行，执行解除处理。其结果，电压值VMAX逐渐接近电压值BVn_maxc。
图8是用于说明蓄电池B的放电时的蓄电池控制部60的控制的图。图8可与图6相对比。参照图8和图6，图8所示的电压值Vcell_min、BVn_minc、VMIN分别对应于图6所示的电压值Vcell_max、BVn_maxc、VMAX。
电压值Vcell_min是多个单元电池的电压值中的最小值。电压值BVn_minc是电压值V0～Vn中的最小电压值除以1个电池块中所含有的单元电池的个数而求出的单元电池电压的平均值。电压值VMIN是通过从电压值BVn_minc减去平均每一个单元电池的偏移值(电压差ΔVtag)而得出的电压值，对应于标志FLG设为了开启而更新为1.40(V)以下的值。即，在时刻t11以前由于偏移值为0(标志FLG为关闭)，所以电压值VMIN等于电压值BVn_minc。
而且，单元电池电压的下限值设定为1.40(V)，ΔVtag＝(BVn_minc-1.40)的关系成立。电压差ΔVtag为正值。
若在时刻t11电压值Vcell_max达到下限值(1.40(V))，则标志FLG设为开启。若在时刻t1偏移加算部62检测到标志FLG设为了开启，则算出电压差ΔVtag，将负的偏移值(-ΔVtag×(平均每一个电池块的单元电池的个数))与电压值V0～Vn的各个相加，输出电压值V0A～VnA。通过该偏移值，单元电池电压转变到1.40(V)。输入输出控制部64基于电压值V0A～VnA进行蓄电池的放电控制。通过这样处理，在时刻t11～t12的期间由输入输出控制部64将对于蓄电池的放电电力控制得逐渐减小，所以虽然电压值VMIN虽然暂时下降，但是最终上升到下限值(1.40(V))。
在时刻t12～t13的期间标志FLG为开启状态，所以，偏移加算部62继续电压差ΔVtag的算出、以及电压值V0～Vn的偏移值(ΔVtag和平均每一个电池块的单元电池的个数的乘积)的算出。在时刻t12～t13的期间电压差ΔVtag是每隔规定的期间而算出。然而，与充电时相同地，在时刻t12～t13的期间，由于ΔVtag＝(BVn_minc-1.40)，而且，VMIN＝BVn_minc-ΔVtag，所以电压值VMIN为1.40(V)。
在时刻t13～t14的期间由于标志FLG为开启状态，所以，偏移加算部62进行电压差ΔVtag的算出、以及电压值V0～Vn的偏移值的算出。在时刻t13～t14的期间也每隔规定的期间而算出电压差ΔVtag。然而，与充电时同样地，对于电压差ΔVtag设定有上限，在时刻t13电压差ΔVtag达到预定的、从电压值BVn_minc的最大降低量ΔVmin(例如0.2V)。电压值VMIN和电压值BVn_minc的差被保持为最大降低量ΔVmin不变，而电压值BVn_minc、VMIN上升。
与充电时同样地，通过对电压差ΔVtag设定上限，能够伴随着电压值BVn_minc的上升而从蓄电池B取出电力。由此即使是在蓄电池中存在处于过放电状态的单元电池，而其它的单元电池正常的情况下，也可以从蓄电池取出电力。
在时刻t14以后，偏移加算部62逐渐地减少偏移值而接近于0，由此，电压值VMIN逐渐地接近电压值BVn_minc。由此可以有效地利用蓄电池的能力。若在时刻t14标志FLG变为关闭状态，偏移加算部62花一定的时间使电压差ΔVtag接近于0。这样可以防止从蓄电池B输出的电力不连续地变化，所以，可以防止车辆的举动发生较大的变化，或者可以保护变换器36、升压单元32等。
若简单说明图8所示的处理，则与过放电标志的开启状态连动地在时刻t11～t14的期间所执行的处理是使电压值VMIN发生转变(shift)的处理(VMIN转变处理)。另一方面，与过放电标志的关闭状态连动地在时刻t14以后所执行的处理是解除电压值VMIN的转变的处理(解除处理)。
图9是用于说明图8所示的放电控制处理的流程图。参照图9和图7，代替图7的步骤S1、S2、S8、S9的处理，而在图9的流程图中，分别执行步骤S1A、S2A、S8A、S9A。在这一点偏移加算部62的处理在放电时与充电时不同。而且，在图9的流程图中的步骤S5、S7的处理，等于是在图7的流程图中的步骤S5、S7的处理中将最大值ΔVmax替换为最大降低量ΔVmin。图9的流程图中其它的步骤的处理与图7的流程图中对应的步骤的处理同样。以下主要说明步骤S1A、S2A、S8A、S9A的处理。而且，输入输出控制部64基于从偏移加算部62接收的电压值V0A～VnA进行放电控制。
在步骤S1A中，偏移加算部62基于标志FLG判定是否发生了单元电池的过放电。在标志FLG为开启状态的情况下，即发生了过放电的情况(步骤S1A中判定结果为是)，偏移加算部62判定电压值VMIN是否为1.40V以上(步骤S2A)。在标志FLG为关闭状态的情况，即未发生过放电的情况(步骤S1A中判定结果为否)，执行后述的步骤S9A的处理。
在电压值VMIN为1.40V以上的情况(步骤S2A中判定结果为是)，偏移加算部62算出电压差ΔVtag(步骤S3)。在电压值VMIN比1.40V小的情况下(步骤S2A中判定结果为否)，没有重新算出电压差ΔVtag的必要，所以利用前次所算出的电压差ΔVtag，执行后述的步骤S8A的处理。
在步骤S9A，偏移加算部62判定电压值VMIN是否小于电压值BVn_minc。而且，作为在步骤S1A中判定为单元电池未发生过放电的情况，可以认为是单元电池本来就不处于过放电状态的情况，以及单元电池从过放电状态恢复的情况。而且，在单元电池本来不处于过放电状态的情况就不进行VMIN转变处理，所以电压值VMIN等于电压值BVn_minc。因此，在该情况下(步骤S9A中判定结果为否)，结束全体的处理。另一方面，在单元电池从过放电状态恢复的情况下，电压值VMIN变得比电压值BVn_minc低。因此，在该情况下(步骤S9A中判定结果为是)，进行解除处理(步骤S10)。若步骤S10的处理结束则结束全体的处理。
参照图8和图9，在时刻t11～t12的期间，某一单元电池中发生过放电，并且电压值VMIN小于1.40V。在该期间，处理暂时按步骤S1A、S2A、S3、S5、S6、S8A的顺序进行，然后，继续步骤S1A、S2A、S8A的处理，电压值VMIN变为下限值(1.40(V))以下的值。
在时刻t12～t13的期间，上述过放电继续，并且通过在时刻t11～t12的期间所算出的偏移值，电压值VMIN变为1.40V以上。因此，在该期间，执行步骤S1A、S2A、S3、S5、S6、S8A的处理，执行VMIN转变处理。然而，如上所述电压值VMIN保持为1.40V而推移。
在时刻t13～t14的期间，上述过放电继续，并且如上述同样地，通过在时刻t12～t13的期间所算出的偏移值，电压值VMIN变为1.40V以上。然而，电压差ΔVtag达到最大降低量ΔVmin。因此，在该期间，执行步骤S1A、S2A、S3、S5、S7、S8A的处理，执行VMIN转变处理。结果，电压值VMIN和电压值BVn_minc保持最大降低量ΔVmin的差而推移。
在时刻t14以后，上述过放电不发生，并且电压值VMIN比电压值BVn_minc小。由此，处理按S1A、S9A、S10的顺序进行，执行解除处理。结果，电压值VMIN逐渐地接近电压值BVn_minc。
如以上所述在实施例1中，二次电池的控制装置具有：在检测到多个单元电池的某一电压值处于预先设定的范围(1.4～4.25V的范围)以外时，进行异常通知(将标志FLG设为开启)的异常检测部13。二次电池的控制装置，还具有：偏移加算部62，其响应于该异常通知，基于电压值V0～Vn、电池块B0～Bn所含有的单元电池的个数、预先设定的范围，算出偏移量，将偏移量与电压值V0～Vn相加而输出电压值V0A～VnA；和输入输出控制部64，其基于电压值V0A～VnA控制蓄电池的充放电。
为了保护蓄电池，优选地，以单元电池为单位监视电压值是否在上下限的范围内，进行控制以使得单元电池的电压值处于该范围内。但是，在按各单元电池设置电压传感器的情况下，由于电压传感器的个数增多而导致成本升高。此外，在不设置异常检测部13的情况下，即使是某一电池块中存在电压值超过上限值的单元电池，如果在多个单元电池之间由电压值的偏差而使得电池块的电压值成为正常，那么也检测不到过充电状态或过放电状态的单元电池的存在。
在实施例1中，设置有检测多个单元电池的至少一个发生了过充电(或过放电)的情况的异常检测部13，在标志FLG开启了的情况下，基于将电压传感器11的电压值与偏移值相加得到的值来控制蓄电池的充放电。由此，即使是在以电池块为单位而检测蓄电池电压，也能以单元电池为单位来控制电压值。由此，能抑制由过充电或过放电造成的蓄电池的劣化。
而且，实施例1的二次电池的控制装置，可以适用于镍氢电池或锂离子电池等。特别地，在锂离子电池中，伴随着温度上升，充电效率的降低小，所以容易使多个单元电池间的电压偏差增大。由此，在锂离子电池的情况下，要求按各单元电池来监视是否达到了过充电状态或过放电状态。本实施例的二次电池的控制装置，对于要求按单元电池为单位的电压管理的二次电池，能抑制成本增加，同时可以按单元电池单位进行电压管理(单元电池的保护)。
[实施例2]
图10是示出实施方式2的混合动力车辆1A的主要结构的图。
参照图10和图1，混合动力车辆1A在代替异常检测部13而具有异常检测部13A、以及代替控制装置14而具有控制装置14A这些点与混合动力车辆1不同。而且，混合动力车辆1A的其它部分的结构与混合动力车辆1的对应部分的结构相同，所以以后的说明不再重复。
异常检测部13A，预先存储第1范围(Vd1～Vu1)以及包含该第1范围的第2范围(Vd2～Vu2)作为单元电池的电压值的范围。异常检测部13A，在电池块B0～Bn所含有的单元电池的电压值都处于第1范围内的情况下，将标志FLG1、FLG2都设为关闭状态。异常检测部13A，在电池块B0～Bn所含有的单元电池的某一个的电压值处于第1范围外、并且处于第2范围内的情况下，将标志FLG1、FLG2分别设为开启状态和关闭状态。异常检测部13A，在电池块B0～Bn所含有的单元电池的某一个的电压值处于第2范围外的情况下，将标志FLG1、FLG2都设为开启状态。异常检测部13A，通过将标志FLG1设为开启状态对控制装置14A进行异常通知(第1通知)。此外，异常检测部13A通过将标志FLG2设为开启状态对控制装置14A进行异常通知(第2通知)。
控制装置14A基于标志FLG1、FLG2进行蓄电池B的充放电控制。
图11是示出图10的控制装置14A的功能块和关连的周边装置的图。参照图11和图2，控制装置14A在代替混合控制部52而具有混合控制部52A的方面与控制装置14不同。而且，控制装置14A的其它部分的结构与控制装置14的对应部分的结构相同，所以以后的说明不再重复。
混合控制部52A，基于从电压传感器11接收的电压值V0～Vn，以及从电流传感器12接收的电流值IB等，算出蓄电池B的充电状态(SOC，State of Charge)。混合控制部52，基于算出的SOC控制升压单元32和变换器36而使蓄电池B充放电。混合控制部52A，在标志FLG1的开启时及标志FLG2的开启时，执行后述的充放电控制。
图12是示出图11的混合控制部52A所包含的蓄电池控制部60A的结构的功能块图。参照图12，蓄电池控制部60A包含偏移加算部62A、输入输出控制部64A和诊断部66。
偏移加算部62A接收电压值V0～Vn。在标志FLG1为开启时以及标志FLG2为开启时，偏移加算部62A算出对于电压值V0～Vn共用的偏移值。偏移加算部62A对电压值V0～Vn的各个加上该偏移值而输出电压值V0A～VnA。
输入输出控制部64A，基于标志FLG1、FLG2、电流值IB、以及电压值V0A～VnA，设定向蓄电池B输入和从其输出的电力的限制值。Win表示向蓄电池B输入的电力的限制值，Wout表示从蓄电池B输出的电力的限制值。输入输出控制部64A，基于输入限制值Win或输出限制值Wout，控制变换器36和升压单元32。
诊断部66，基于标志FLG1、FLG2、输入限制值Win，诊断蓄电池B的过充电状态。同样地，诊断部66基于标志FLG1、FLG2、输出限制值Wout，诊断蓄电池B的过放电状态。从而，诊断部66输出表示其诊断结果的信号DG1、DG2。
图13是用于详细地说明搭载于混合动力车辆1A的蓄电池B、及其周边的结构的图。参照图13，蓄电池B的构成与图5所示的构成同样，所以以后的说明不再重复。异常检测部13A包括：对应于电池块B0～Bn的各个设置的过充电/过放电检测部750A～75nA，和基于过充电/过放电检测部750A～75nA的输出，将标志FLG1、FLG2的各个控制为开启状态和关闭状态中的某一个的标志控制电路76A。
过充电/过放电检测部750A包括对应于多个单元电池CL分别设置的多个异常判定部78A。
异常判定部78A，在对应的单元电池CL的电压值大于第1范围的上限值(以下称作第1上限值)、并且小于第2范围的上限值(以下称作第2上限值)的情况下，输出第1信号。异常判定部78A，在对应的单元电池CL的电压值大于第2上限值的情况下，输出第2信号。
同样地，异常判定部78A，在对应的单元电池CL的电压值小于第1范围的下限值(以下称作第1下限值)、并且大于第2范围的下限值(以下称作第2范围的下限值)的情况下，输出上述第1信号。异常判定部78A，在对应的单元电池CL的电压值小于第2下限值的情况下，输出上述第2信号。
过充电/过放电检测部751A～75nA具有与过充电/过放电检测部750A同样的构成，因此在后的说明中不再重复。
标志控制电路76A，在从多个异常判定部78A的某一个输出第1信号的情况下，仅将标志FLG1设为开启状态。标志控制电路76A，在从多个异常判定部78的某一个输出第2信号的情况下，将标志FLG1、FLG2双方都设为开启状态。
如此，异常检测部13A，在某一单元电池的电压值处于第1范围外且处于第2范围内的情况下，将标志FLG1设为开启，在其电压值处于第2范围外的情况下，将标志FLG1、FLG2设为开启。然而，异常检测部13A，也可以构成为在某一单元电池的电压值大于第1上限值的情况下，将第1标志设为开启，而在该单元电池的电压值大于第2上限值的情况下，将第2标志设为开启。进而，异常检测部13A，也可以构成为在某一单元电池的电压值小于第1下限值的情况下，将第3标志设为开启，而在其电压值小于第2下限值的情况下，将第4标志设为开启。
图14是用于说明蓄电池B的充电时的蓄电池控制部60A的控制的图。参照图14，电压值BVn_maxc是电压值V0～Vn(电池块的电压)中的最大电压值除以1个电池块中所含有的单元电池的个数而求出的单元电池电压的平均值。电压值VMAX是对电压值BVn_maxc加上平均每一个单元电池的偏移值而得出的电压值。而且，在蓄电池B的充电时，偏移值被设定为正值。Vcell_max是多个单元电池的电压值中的最大值。
在时刻t21以前，电压值Vcell_max比第1上限值Vu1小。因此，偏移加算部62A将偏移值设定为0。由此，电压值VMAX变得等于电压值BVn_maxc。此外，异常检测部13A将标志FLG1、FLG2双方都设为关闭状态。
在时刻t21以前，输入限制值Win是作为某一正值的一定值。诊断部66，由于标志FLG1、FLG2的任一都为关闭状态并且输入限制值Win不为0，所以将信号DG1、DG2的各个设定为L水平(level)。
在时刻t21，电压值Vcell_max达到第1上限值Vu1。由此，从与输出该电压值Vcell_max的单元电池相对应的异常判定部78A输出第1信号。根据该第1信号，标志控制电路76A(参照图13)将标志FLG1设定为开启状态。
偏移加算部62A，若标志FLG1变为开启状态，则算出第1上限值Vu1和电压值Vcell_maxc的差，作为电压差ΔVtag(平均每一个单元电池的偏移值)。而且，在图14中，将在时刻t21所算出的电压差ΔVtag示出为ΔVtag1。
偏移加算部62A，将通过ΔVtag1×(平均每一个电池块的单元电池的个数)而求出的偏移值与电压值V0～Vn的各个相加，输出电压值V0A～VnA。输入输出控制部64A通过基于电压值V0A～VnA设定输入限制值Win来进行蓄电池的充电控制。
具体地，输入输出控制部64A，在从时刻t21起经过了规定时间的时刻t22起，使输入限制值Win逐渐减小。输入输出控制部64A，以一定的时间间隔(例如每1秒)判定电压值VMAX是否比第1上限值Vu1高并且比第2上限值Vu2低。从而，输入输出控制部64A，在电压值VMAX比第1上限值Vu1高但比第2上限值Vu2低的情况下，使输入限制值Win减少一定量。
所谓电压值VMAX比第1上限值Vu1高但比第2上限值Vu2低的状态，表示电压值Vcell_max比第1上限值Vu1高但比第2上限值Vu2低。在该状态下，输入输出控制部64A，使输入限制值Win减少以使得表示输入限制值Win的每单位时间的减少量的减少率成为第1值。由此充电电力也根据该第1值减少。
而且，也可以考虑在标志FLG1开启了的时刻，即从时刻t21起使输入限制值Win减少。但是在进行这样的控制的情况下，可以认为在时刻t21以后，电动发电机MG2产生的再生能量的量受到限制，从而由电动发电机MG2再生而产生的制动力降低。因此，本实施例中，即使是标志FLG1设为开启，也不立刻使输入限制值Win减少。由此，可以减小车辆制动力降低的可能性。
在时刻t22以前输入限制值Win为一定值。即，被输入蓄电池B的电力不受限制。因此，在时刻t21～t22的期间，电压值BVn_maxc和电压值VMAX上升。另一方面，在时刻t22～时刻t23的期间，由输入输出控制部64A使输入限制值Win逐渐减少。由此，被输入蓄电池B的电力逐渐降低，所以电压值VMAX和电压值BVn_maxc降低。而且，偏移加算部62A在时刻t21～t22的期间也继续算出偏移值。
然而，由于继续蓄电池B的充电，电压值Vcell_max在时刻t21以后也继续上升。在时刻t23，电压值Vcell_max达到第2上限值Vu2。由此，从与输出该电压值Vcell_max的单元电池相对应的异常判定部78A输出第2信号。根据该第2信号，标志控制电路76A将标志FLG2设定为开启状态。
若标志FLG2变为开启状态，则偏移加算部62A算出第2上限值Vu2和电压值VBn_maxc的差，作为电压差ΔVtag。偏移加算部62A，将通过ΔVtag×(平均每一个电池块的单元电池的个数)而求出的偏移值与电压值V0～Vn的各个相加。因此在时刻t23，电压值VMAX达到第2上限值Vu2。偏移值ΔVtag2表示在时刻t23的电压值VMAX的增加量。在标志FLG2为开启的状态继续的期间，偏移加算部62A继续偏移值ΔVtag的算出以将电压值VMAX保持为第2上限值Vu2。
若标志FLG2开启，输入输出控制部64A以一定的时间间隔(例如每1秒)判定电压值VMAX是否为第2上限值Vu2。从而，输入输出控制部64A，在电压值VMAX为第2上限值Vu2的情况下，使输入限制值Win减少一定量。
所谓电压值VMAX为第2上限值Vu2的状态，表示电压值Vcell_max比第2上限值Vu2高。在该状态下，输入输出控制部64A，使输入限制值Win减少以使得表示输入限制值Win的每单位时间的减少量的减少率成为比上述第1值大的第2值。由此充电电力也根据该第2值减少。即，在标志FLG2设为了开启的情况下，与仅将标志FLG1设为了开启的情况下相比，被输入蓄电池B的电力更受到限制。
在时刻t24输入限制值Win达到0。即，不再向蓄电池B输入电力。诊断部66在输入限制值Win变为了0的时刻(时刻t24)起每规定的时间(例如1秒)判定标志FLG1、FLG2是否开启着。在标志FLG1、FLG2都开启着的情况下，诊断部66将信号DG1、DG2设为H水平。因此，从时刻t24起规定时间后信号DG1、DG2成为H水平。信号DG1、DG2都是H水平表示蓄电池B处于过充电状态。
诊断部66具有用于进行计时的计数器功能。诊断部66通过使用该计数器功能，每隔规定时间判定标志FLG1、FLG2是否开启着。
此外，诊断部66，在输入限制值Win为0且仅标志FLG1开启着的情况下，仅将信号DG1设为H水平。仅信号DG1为H水平，这表示为了防止蓄电池B的过充电状态而停止蓄电池B的充电。
在时刻t23～t24的期间电压值Vcell_max继续上升。但是，在时刻t24若输入限制值Win达到0则电压值Vcell_max降低。在时刻t25以后，电压值Vcell_max变得比第2上限值Vu2低。由此，异常检测部13A仅将标志FLG2设定为关闭状态。
若标志FLG2成为关闭状态，则偏移加算部62A算出要和电压值V0A～VnA的各个相加的偏移值，以使得电压值VMAX比第2上限值Vu2低一定量ΔVtag3。然而，由于标志FLG1处于开启，输入输出控制部64A将输入限制值Win保持为0。由此，电压值VMAX逐渐减小。
诊断部66在时刻t26判定标志FLG2关闭了而使信号DG2从开启(ON)状态变化为关闭(OFF)状态。而且，在时刻t26标志FLG1处于开启状态，所以诊断部66将信号DG1保持为开启状态。
在时刻t27，电压值VMAX达到第1上限值Vu1。偏移加算部62A，继续电压差ΔVtag(电压值V0～Vn的偏移值)的算出，以使得从电压值VMAX达到了第1上限值Vu1的时刻(时刻t27)起直到标志FLG1变为关闭状态为止电压值VMAX保持为第1上限值Vu1。
由于输入限制值Win为0，电压值Vcell_max继续降低。若在时刻t28电压值Vcell_max达到第1上限值Vu1，异常检测部13A将标志FLG1设定为关闭状态。
若标志FLG1成为关闭状态，偏移加算部62A，通过使偏移值逐渐减少(例如使每单位时间的偏移值的减少量为一定)而使偏移值接近0。由此，电压值VMAX逐渐接近电压值VBn_maxc。
信号DG1，在时刻t29成为L水平。输入输出控制部64A在将信号DG1设定为L水平后使输入限制值Win逐渐增加。
与实施例1同样地，通过花一定的时间使电压差ΔVtag接近于0，可以防止输入蓄电池B的电力不连续地变化，所以，可以防止车辆的举动发生较大的变化，或者可以保护变换器36、升压单元32等。
根据实施例2的二次电池的控制装置，可以适用于由多个各自包含多个单元电池的电池块构成的二次电池。因此，对该二次电池的种类没有特别限定。然而，如以下所说明的，本控制可以优选地适用于锂离子电池的充电。
在锂离子电池的情况下，在电池的过充电状态下，不仅锂会析出，还会发生电池的破损(例如电池的破裂或着火等)。在锂析出时的充电电压比电池达到破损时的充电电压低。然而，锂析出时的充电电压，基于上等于SOC值为100％(换言之为满充电状态)时的开路电压。
例如，在由于一个单元电池的电压达到了锂会析出的电压而停止了充电的情况下，其它的单元电池的电压比该充电电压低。因此，会造成锂离子电池的充电不足。而且，由于电动发电机MG2的再生能量的量成为0，也会产生混合动力车辆1A的制动力降低的可能性。
因此，在锂离子电池的充电时，优选地控制其输入电力以避免锂的析出和电池的破损，并且使得锂离子电池可以接受尽量多的电力。
根据实施例2，能够满足这样的要求。第1上限值Vu1基于锂会析出的充电电压而确定。另一方面，第2上限值Vu2基于电池会发生破损的充电电压而确定(例如比该充电电压稍低的电压)。
在实施例2中，在仅标志FLG1开启的情况下，即在电压值Vcell_max比第1上限值Vu1大、并且比第2上限值Vu2小的情况下，偏移加算部62A将偏移值与电压值V0～Vn的各个相加，而输出电压值V0A～VnA。此时的偏移值，等于第1上限值Vu1和电压值BVn_maxc的差再乘以平均每一个块的单元电池数得出的积。输入输出控制部64A，基于电压值V0A～VnA设定输入限制值Win。输入输出控制部64A，基于加算了偏移值的块电压来设定输入限制值Win，所以该输入限制值Win变小。即，被输入蓄电池B的电力变小。然而，蓄电池B的充电继续进行。由此能够向蓄电池B输入尽量多的电力。
进而，若电压值Vcell_max达到第2上限值Vu2，将标志FLG2开启。在标志FLG2开启了的情况下，偏移加算部62A也对电压值V0A～VnA的各个加上偏移值而输出电压值V0A～VnA。此时的偏移值，等于第2上限值Vu2和电压值BVn_maxc的差再乘以平均每一个块的单元电池数得出的积。输入输出控制部64A，基于该电压值V0A～VnA设定输入限制值Win。输入输出控制部64A，在标志FLG2、FLG1方开启着的情况下，使输入限制值Win的减小比例比仅标志FLG1开启着的情况下的输入限制值Win的减小比例大。由此，可大幅地限制蓄电池B的输入电力(或者充电停止)。由此，可以防止蓄电池B中所包含的所有的单元电池成为会产生电池的破损的电压。
因此，根据实施例2，可以抑制由过充电造成的蓄电池的劣化。
图15是用于说明蓄电池B的放电时的蓄电池控制部60A的控制的图。参照图15，电压值BVn_minc是电压值V0～Vn(电池块的电压)中的最小电压值除以1个电池块中所含有的单元电池的个数而求出的单元电池电压的平均值。电压值VMIN是对电压值BVn_minc加上平均每一个单元电池的偏移值而得出的电压值。而且，在蓄电池B的放电时，偏移值被设定为负值。电压值Vcell_min是单元电池的电压的最小值。
在时刻t31以前，电压值Vcell_min比第1下限值Vd1大。因此，偏移加算部62A将偏移值设定为0。由此，电压值VMIN等于电压值BVn_minc。而且，异常检测部13A将标志FLG1、FLG2都设为关闭状态。
此外，在时刻t31以前，输出限制值Wout是作为某一正值的一定值。诊断部66，由于标志FLG1、FLG2的任一都为关闭状态并且输出限制值Wout不为0，所以将信号DG1、DG2的各个设定为L水平(level)。
在时刻t31，电压值Vcell_min达到第1下限值Vd1。由此，从与输出该电压值Vcell_min的单元电池相对应的异常判定部78A输出第1信号。根据该第1信号，标志控制电路76A将标志FLG1设定为开启状态。
若标志FLG1变为开启状态，则偏移加算部62A算出第1下限值Vd1和电压值BVn_minc的差，作为电压差ΔVtag(平均每一个单元电池的偏移值)。而且，与图14同样，在图15中，将在时刻t31所算出的偏移值示出为ΔVtag1。
偏移加算部62A，将通过ΔVtag1×(平均每一个电池块的单元电池的个数)而求出的偏移值与电压值V0～Vn的各个相加，输出电压值V0A～VnA。输入输出控制部64A通过基于电压值V0A～VnA设定输出限制值Wout来进行蓄电池的放电控制。
具体地，输入输出控制部64A，在从时刻t31起经过了规定时间的时刻t32起，使输出限制值Wout逐渐减小。输入输出控制部64A，以一定的时间间隔(例如每1秒)判定电压值VMIN是否比第1下限值Vd1低并且比第2下限值Vd2高。从而，输入输出控制部64A，在电压值VMIN比第1下限值Vd1低且比第2下限值Vd2高的情况下，使输出限制值Wout减少一定量。
所谓电压值VMIN比第1下限值Vd1低且比第2下限值Vd2高的状态，表示电压值Vcell_min比第1下限值Vd1高且比第2下限值Vd2低。在该状态下，输入输出控制部64A，使输出限制值Wout减少以使得表示输出限制值Wout的每单位时间的减少量的减少率成为第1值。由此放电电力也根据该第1值减少。
在时刻t32以前输出限制值Wout为一定值。即，从蓄电池B输出的电力不受限制。因此，在时刻t31～t32的期间，电压值BVn_minc和电压值VMIN下降。另一方面，在时刻t32～时刻t33的期间，由输入输出控制部64A使输出限制值Wout逐渐减少。由此，从蓄电池B输出的电力逐渐降低，所以电压值VMIN和电压值BVn_minc上升。而且，偏移加算部62A在时刻t31～t32的期间也继续算出偏移值。
然而，由于蓄电池B的放电继续，电压值Vcell_min在时刻t31以后也继续降低。在时刻t33，电压值Vcell_min达到第2下限值Vd2。由此，从与输出该电压值Vcell_min的单元电池相对应的异常判定部78A输出第2信号。根据该第2信号，标志控制电路76A将标志FLG2设定为开启状态。
若标志FLG2变为开启状态，则偏移加算部62A算出第2下限值Vd2和电压值BVn_minc的差，作为偏移值ΔVtag。偏移加算部62A，将通过ΔVtag1×(平均每一个电池块的单元电池的个数)而求出的偏移值与电压值V0～Vn的各个相加。因此，在时刻t33，电压值VMIN达到第2下限值Vd2。偏移值ΔVtag2表示在时刻t33的电压值VMIN的减少量。在标志FLG2为开启状态的期间，偏移加算部62A继续电压差ΔVtag的算出以将电压值VMIN保持为第2下限值Vd2。
若标志FLG2开启，输入输出控制部64A以一定的时间间隔(例如每1秒)判定电压值VMIN是否为第2下限值Vd2。从而，输入输出控制部64A，在电压值VMIN为第2下限值Vd2的情况下，使输出限制值Wout减少一定量。
所谓电压值VMIN为第2下限值Vd2的状态，表示电压值Vcell_min比第2下限值Vd2低。在该状态下，输入输出控制部64A，使输出限制值Wout减少以使得表示输出限制值Wout的每单位时间的减少量的减少率成为比上述第1值大的第2值。由此放电电力也根据该第2值减少。即，在标志FLG2开启了的情况下，与仅标志FLG1开启着的情况下相比，从蓄电池B输出的电力更受到限制。
在时刻t34输出限制值Wout达到0。即，不再从蓄电池B输出电力。诊断部66在输出限制值Wout变为了0的时刻(时刻t34)起每隔规定的时间(例如1秒)判定标志FLG1、FLG2是否开启着。在标志FLG1、FLG2都开启着的情况下，诊断部66将信号DG1、DG2设为H水平。因此，从时刻t34起规定时间后信号DG1、DG2成为H水平。信号DG1、DG2都是H水平表示蓄电池B处于过放电状态。
此外，诊断部66，在输出限制值Wout为0且仅标志FLG1开启着的情况下，仅将信号DG1设为H水平。仅信号DG1为H水平，这表示为了防止蓄电池B的过放电状态而停止蓄电池B的放电。
在时刻t33～t34的期间电压值Vcell_max继续下降。但是，若在时刻t34输出限制值Wout达到0则电压值Vcell_min上升。在时刻t35以后，电压值Vcell_min变得比第2下限值Vd2高。由此，异常检测部13A仅将标志FLG2设定为关闭状态。
若标志FLG2成为关闭状态，则偏移加算部62A算出要和电压值V0～Vn的各个相加的偏移值，以使得电压值VMIN变得比第2下限值Vd2高一定量ΔVtag3。然而，由于标志FLG1开启着，输入输出控制部64A将输出限制值Wout保持为0。由此，电压值VMIN逐渐减小。
诊断部66在时刻t36判定标志FLG2关闭了而使信号DG2从开启(ON)状态变化为关闭(OFF)状态。而且，在时刻t36标志FLG1处于开启状态，所以诊断部66将信号DG1保持为开启状态。
在时刻t37，电压值VMIN达到第1下限值Vd1。偏移加算部62A，继续电压差ΔVtag(电压值V0～Vn的偏移值)的算出，以使得从电压值VMIN达到了第1下限值Vd1的时刻(时刻t37)起直到标志FLG1变为关闭状态为止，电压值VMIN保持为第1下限值Vd1。
由于输出限制值Wout为0，电压值Vcell_min继续上升。若在时刻t38电压值Vcell_min达到第1下限值Vd1，异常检测部13A将标志FLG1设定为关闭状态。
若标志FLG1成为关闭状态，偏移加算部62A，通过使偏移值逐渐减少(例如使每单位时间的偏移值的减少量为一定)而使偏移值接近0。由此，电压值VMIN逐渐接近电压值BVn_minc。
信号DG1，在时刻t39成为L水平。输入输出控制部64A在将信号DG1设定为L水平后使输出限制值Wout逐渐增加。
与蓄电池B的充电时同样地，通过以一定的时间使电压差ΔVtag向0接近，可以防止从蓄电池B输出的电力不连续地变化，所以，可以防止车辆的举动发生较大的变化，或者可以保护变换器36、升压单元32等。
例如，第2下限值Vd2设定为比产生电池的过放电状态时的电压稍高的电压。与蓄电池B的充电时同样地，在仅标志FLG1开启的情况下(即在电压值Vcell_min比第1下限值Vd1小、并且比第2下限值Vd2大的情况)，偏移加算部62A将偏移值与电压值V0～Vn的各个相加，而输出电压值V0A～VnA。此时的偏移值，等于第1上限值和电压值BVn_minc的差再乘以平均每一个块的单元电池数得出的积。输入输出控制部64A，基于电压值V0A～VnA设定输出限制值Wout。输入输出控制部64A，基于加算了偏移值的块电压来设定输出限制值Wout，所以该输出限制值Wout变小。即，从蓄电池B输出的电力变小。然而，蓄电池B的放电继续进行。由此能够从蓄电池B输出尽量多的电力。
进而，若电压值Vcell_max达到第2下限值Vd2，标志FLG2开启。在标志FLG2开启了的情况下，偏移加算部62A也对电压值V0～Vn的各个加上偏移值而输出电压值V0A～VnA。此时的偏移值，等于第2下限值Vd2和电压值BVn_minc的差再乘以平均每一个块的单元电池数得出的积。输入输出控制部64A，基于该电压值V0A～VnA设定输出限制值Wout。输入输出控制部64A，在标志FLG2、FLG1双方开启着的情况下，使输出限制值Wout的减小比例比仅标志FLG1开启着的情况下的输出限制值Wout的减小比例大。由此，可大幅地限制蓄电池的B的输出电力(或者放电停止)。由此，可以防止蓄电池B成为过放电状态。
而且，根据实施例2的二次电池的放电控制，可以适用于由多个各自包含多个单元电池的电池块构成的二次电池。因此，对该二次电池的种类没有特别限定，例如可以适用于锂离子电池、镍氢电池。
与实施例1同样地，根据实施例2，设置检测多个单元电池的至少一个发生了过充电(或过放电)的情况的异常检测部13A。从而，在由异常检测部13A将标志FLG1或标志FLG2设为开启的情况下，基于将电压传感器11的电压值与偏移值相加得到的值来控制蓄电池的充放电。由此，即使是在以电池块为单位而检测蓄电池电压，也能以单元电池为单位来控制电压值。由此，能抑制由过充电或过放电造成的蓄电池的劣化。
而且，在本实施例中，示出了适用于由动力分配机构将发动机的动力分配给车轴和发电机而传递的串联/并联型混合动力系统的例子。但是本发明可以广泛地适用于搭载二次电池作为电力源的车辆(汽车)。
应该认为，本次公开的实施例，在所有方面都只是例示而并非限制性的内容。本发明的范围并不是由上述的说明而是由权利要求所表示，包括与权利要求同等的含义和范围内的所有变更。

Claims (24)

1.一种二次电池的控制装置，该二次电池包括：构成多个电池块的多个单元电池，该控制装置包括：
异常检测部(13，13A)，其检测所述多个单元电池中的某一个单元电池的单元电池电压值在预先设定的范围外的情况，并将表示其检测结果的异常通知输出；
电压检测部(11)，其检测与所述多个电池块的各个相对应的多个块电压，将分别表示所述多个块电压的多个第1电压值输出；
偏移加算部(62，62A)，在接收到所述异常通知时，基于所述多个第1电压值、所述预先设定的范围、和各所述多个电池块含有的所述单元电池的个数，算出所述多个第1电压值共用的偏移量，并且通过将所述偏移量与所述多个第1电压值的各个相加而生成多个第2电压值；和
充放电控制部(64，64A)，其基于所述偏移加算部(62，62A)生成的所述多个第2电压值，对所述二次电池的充电电力和所述二次电池的放电电力进行限制。
2.根据权利要求1所述的二次电池的控制装置，其中，在检测到了所述异常检测部(13，13A)结束了所述异常通知的输出的情况下，所述偏移加算部(62，62A)将所述偏移量设定为0。
3.根据权利要求2所述的二次电池的控制装置，其中，所述偏移加算部(62，62A)从所述异常检测部(13，13A)结束了所述异常通知的输出的时刻起通过使所述偏移量逐渐减小从而将其设定为0。
4.根据权利要求1所述的二次电池的控制装置，其中，在算出的所述偏移量超过规定量的情况下，所述偏移加算部(62，62A)将所述规定量作为所述偏移量与所述多个第1电压值的各个相加。
5.根据权利要求1所述的二次电池的控制装置，其中，所述偏移加算部(62，62A)在所述二次电池的充电时，基于所述多个第1电压值中的最大电压值、所述多个电池块中的与所述最大电压值相对应的电池块中所含有的所述单元电池的个数，算出所述相对应的电池块中所含有的所述单元电池的电压的平均值，并且，基于所述预先设定的范围的上限值与所述平均值的差、以及、所述相对应的电池块中所含有的所述单元电池的个数，算出所述偏移量。
6.根据权利要求1所述的二次电池的控制装置，其中，所述偏移加算部(62，62A)在所述二次电池的放电时，基于所述多个第1电压值中的最小电压值、所述多个电池块中的与所述最小电压值相对应的电池块中所含有的所述单元电池的个数，算出所述相对应的电池块中所含有的所述单元电池的电压的平均值，并且，基于所述预先设定的范围的下限值与所述平均值的差、以及、所述相对应的电池块中所含有的所述单元电池的个数，算出所述偏移量。
7.根据权利要求1所述的二次电池的控制装置，其中，所述异常检测部(13A)，预先存储第1范围和包括所述第1范围的第2范围作为所述预先设定的范围，并且，在检测到所述单元电池电压值在所述第1范围外的情况下，输出第1通知作为所述异常通知；而在检测到所述单元电池电压值在所述第2范围外的情况下，输出所述第1通知和第2通知作为所述异常通知。
8.根据权利要求7所述的二次电池的控制装置，其中，
所述第1范围具有第1上限值；
所述第2范围具有第2上限值；
所述充放电控制部(64，64A)在所述二次电池的充电时，在所述单元电池电压值比所述第1上限值大且比所述第2上限值小的情况下，使所述充电电力减少使得表示所述充电电力的每单位时间的减少量的减少率成为第1值；而在所述单元电池电压值比所述第2上限值大的情况下，使所述充电电力减少使得所述减少率成为比第1值大的第2值。
9.根据权利要求8所述的二次电池的控制装置，其中，所述控制装置还包括：
诊断部(66)，其在所述充电电力为0、并且从所述异常检测部(13A)输出了所述第1通知和所述第2通知的情况下，诊断为所述二次电池处于过充电状态。
10.根据权利要求7所述的二次电池的控制装置，其中，
所述第1范围具有第1下限值；
所述第2范围具有第2下限值；
所述充放电控制部(64，64A)在所述二次电池的放电时，在所述单元电池电压值比所述第1下限值小且比所述第2下限值大的情况下，使所述放电电力减少使得表示所述放电电力的每单位时间的减少量的减少率成为第1值；而在所述单元电池电压值比所述第2下限值小的情况下，使所述放电电力减少使得所述减少率成为比第1值大的第2值。
11.根据权利要求10所述的二次电池的控制装置，其中，所述控制装置还包括：
诊断部(66)，其在所述放电电力为0、并且从所述异常检测部(13，13A)输出了所述第1通知和所述第2通知的情况下，诊断为所述二次电池处于过放电状态。
12.根据权利要求1所述的二次电池的控制装置，其中，所述多个单元电池包括锂离子电池。
13.一种车辆，其包括：
二次电池，该二次电池包括：构成多个电池块的多个单元电池，和
控制所述二次电池的充放电的控制装置，
所述控制装置包括：
异常检测部(13，13A)，其检测所述多个单元电池中的某一个单元电池的单元电池电压值在预先设定的范围外的情况，并将表示其检测结果的异常通知输出；
电压检测部(11)，其检测与所述多个电池块的各个相对应的多个块电压，将分别表示所述多个块电压的多个第1电压值输出；
偏移加算部(62，62A)，在接收到所述异常通知时，基于所述多个第1电压值、所述预先设定的范围、和各所述多个电池块含有的所述单元电池的个数，算出所述多个第1电压值共用的偏移量，并且通过将所述偏移量与所述多个第1电压值的各个相加而生成多个第2电压值；和
充放电控制部(64，64A)，其基于所述偏移加算部(62，62A)生成的所述多个第2电压值，对所述二次电池的充电电力和所述二次电池的放电电力进行限制。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，在检测到了所述异常检测部(13，13A)结束了所述异常通知的输出的情况下，所述偏移加算部(62，62A)将所述偏移量设定为0。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述偏移加算部(62，62A)从所述异常检测部(13，13A)结束了所述异常通知的输出的时刻起通过使所述偏移量逐渐减小从而将其设定为0。
16.根据权利要求13所述的车辆，其中，在算出的所述偏移量超过规定量的情况下，所述偏移加算部(62，62A)将所述规定量作为所述偏移量与所述多个第1电压值的各个相加。
17.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述偏移加算部(62，62A)在所述二次电池的充电时，基于所述多个第1电压值中的最大电压值、所述多个电池块中的与所述最大电压值相对应的电池块中所合有的所述单元电池的个数，算出所述相对应的电池块中所含有的所述单元电池的电压的平均值，并且，基于所述预先设定的范围的上限值与所述平均值的差、以及、所述相对应的电池块中所含有的所述单元电池的个数，算出所述偏移量。
18.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述偏移加算部(62，62A)在所述二次电池的放电时，基于所述多个第1电压值中的最小电压值、所述多个电池块中的与所述最小电压值相对应的电池块中所含有的所述单元电池的个数，算出所述相对应的电池块中所含有的所述单元电池的电压的平均值，并且，基于所述预先设定的范围的下限值与所述平均值的差、以及、所述相对应的电池块中所含有的所述单元电池的个数，算出所述偏移量。
19.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述异常检测部(13A)，预先存储第1范围和包括所述第1范围的第2范围作为所述预先设定的范围，并且，在检测到所述单元电池电压值在所述第1范围外的情况下，输出第1通知作为所述异常通知；而在检测到所述单元电池电压值在所述第2范围外的情况下，输出所述第1通知和第2通知作为所述异常通知。
20.根据权利要求19所述的车辆，其中，
所述第1范围具有第1上限值；
所述第2范围具有第2上限值；
所述充放电控制部(64，64A)在所述二次电池的充电时，在所述单元电池电压值比所述第1上限值大且比所述第2上限值小的情况下，使所述充电电力减少使得表示所述充电电力的每单位时间的减少量的减少率成为第1值；而在所述单元电池电压值比所述第2上限值大的情况下，使所述充电电力减少使得所述减少率成为比第1值大的第2值。
21.根据权利要求20所述的车辆，其中，
所述控制装置(14)还包括：
诊断部(66)，其在所述充电电力为0、并且从所述异常检测部(13A)输出了所述第1通知和所述第2通知的情况下，诊断为所述二次电池处于过充电状态。
22.根据权利要求19所述的车辆，其中，
所述第1范围具有第1下限值；
所述第2范围具有第2下限值；
所述充放电控制部(64，64A)在所述二次电池的放电时，在所述单元电池电压值比所述第1下限值小且比所述第2下限值大的情况下，使所述放电电力减少使得表示所述放电电力的每单位时间的减少量的减少率成为第1值；而在所述单元电池电压值比所述第2下限值小的情况下，使所述放电电力减少使得所述减少率成为比第1值大的第2值。
23.根据权利要求22所述的车辆，其中，所述控制装置(14)还包括：
诊断部(66)，其在所述放电电力为0、并且从所述异常检测部(13，13A)输出了所述第1通知和所述第2通知的情况下，诊断为所述二次电池处于过放电状态。
24.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述多个单元电池包括锂离子电池。
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