CN102056761B - 充电控制装置和装配有该装置的车辆 - Google Patents

充电控制装置和装配有该装置的车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN102056761B
CN102056761B CN200980120910.0A CN200980120910A CN102056761B CN 102056761 B CN102056761 B CN 102056761B CN 200980120910 A CN200980120910 A CN 200980120910A CN 102056761 B CN102056761 B CN 102056761B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
electric power
storage
storage battery
charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200980120910.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102056761A (zh
Inventor
菊池义晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN102056761A publication Critical patent/CN102056761A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102056761B publication Critical patent/CN102056761B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/25—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by controlling the electric load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

提供了一种控制蓄电池(10)的充电和放电的充电控制装置(40A、40B、50)，在所述蓄电池中串联连接多个蓄电块(12A到12N)，每一个所述蓄电块都包括多个电池单体(11)。所述充电控制装置包括：电压传感器(40A、40B)，其分别检测所述蓄电块(12A、12B)的电压值，其中，执行其中交替选择对所述蓄电池进行充电的充电模式和对所述蓄电池进行放电的放电模式的充电和放电过程，以及其中，基于由所述电压传感器(40A、40B)检测的所述电压值之间的差的量将所述充电模式和所述放电模式中的一个切换到另一模式。

Description

充电控制装置和装配有该装置的车辆
技术领域
本发明涉及控制对蓄电池进行充电和放电的充电控制装置，在该蓄电池中串联连接多个蓄电块，每个所述蓄电块包括多个蓄电元件。
背景技术
作为用于纯电动车辆、混合动力车辆或燃料电池车辆的驱动电池或辅助电池，可利用其中多个蓄电元件被串联连接的蓄电池。通常，诸如二次电池的蓄电池在其温度低时则不能输出足够的功率。因此，已经可使用执行强制连续充电和放电以增加蓄电池的温度的方法。
日本专利申请公开No.2006-174597(JP-A-2006-174597)描述了一种快速恢复电池容量的方法，该方法通过根据车辆的驱动条件和电池中剩余的电量来适宜地控制充电和放电，并使用电池中的内部热产生来加速温度增加。
然而，每个蓄电元件的内阻根据蓄电元件的温度。具体而言，蓄电元件的温度和内阻在彼此间具有相关性，以及如图6所示，内阻随蓄电元件的温度降低而增加。
流动通过每个蓄电元件的电流的值是相同的，因此，在连续的充电或放电期间在低温蓄电元件中的电压下降的量是大的。当蓄电元件的电压水平小于预定值时，会发生减小蓄电池寿命的劣化。
可以通过为每个蓄电元件提供电压传感器来识别其中电压下降的量大的蓄电元件。然而，当使用该方法时，电压传感器的数目变大，因而成本增加。
发明内容
本发明提供一种充电控制装置，其交替对蓄电池进行充电和放电，并同时抑制所述蓄电池的劣化。
本发明的第一方面为一种控制对蓄电池的充电和放电的充电控制装置，在所述蓄电池中串联连接多个蓄电块，每个所述蓄电块包括多个蓄电元件。所述充电控制装置包括：第一电压传感器和第二电压传感器，所述第一和第二电压传感器分别检测第一蓄电块的电压值和第二蓄电块的电压值，所述第一和第二蓄电块被包括在所述多个蓄电块中。当执行其中交替选择对所述蓄电池进行充电的充电模式和对所述蓄电池进行放电的放电模式的充电和放电过程时，基于由所述第一和第二电压传感器检测的所述电压值之间的差的量将所述充电模式和所述放电模式中的一个切换到另一模式。
通过第一方面的配置们可以交替对蓄电池进行充电和放电，同时抑制所述蓄电池的劣化。此外，可以减小电压传感器的数目以减低成本。
根据本发明的第一方面的充电控制装置可被配置为，在所述充电和放电过程中，当通过所述第一和第二电压传感器检测的所述电压值之间的所述差大于预定值时，将所述充电模式和所述放电模式中的一个模式切换到另一模式。根据本发明的第一方面的充电控制装置可被配置为，在所述充电和放电过程中，当通过所述第一和第二电压传感器检测的所述电压值之间的所述差增加时，将所述充电模式和所述放电模式中的一个模式切换到另一模式。其旨在说明第一方面中的下面语句的意义：“基于由所述第一和第二电压传感器检测的所述电压值之间的差的量”。
在根据第一方面的充电控制装置中，当所述蓄电池的温度等于或低于预定温度时进行所述充电和放电过程。特别地，执行所述充电和放电过程以增加所述蓄电池的温度。以该方式，可以增加所述蓄电池的功率输出。
在根据第一方面的充电控制装置中，所述充电模式和所述放电模式中的一个可以为所述放电模式，以及所述另一模式可以为所述充电模式。特别地，在放电模式期间(连续放电)会导致电压下降，因此，通过本发明可以有效抑制蓄电池的劣化。
根据本发明的第一方面的充电控制装置可被配置为，在所述充电和放电过程中，当在所述充电模式中时，以这样的量来对所述蓄电池进行充电，所述量对应于在所述放电模式中时从所述蓄电池放电的电力的量。通过该配置，可以防止在所述电池组中存储的电力的量的极度变化。
在根据第一方面的充电控制装置中，当在所述蓄电池中存储的电力的量在预定范围内时可进行所述充电和放电过程，所述预定范围的中心为作为在所述电池组中存储的电力的量的目标值的目标电力存储量。通过该配置，可以将存储在蓄电池中的电力的量保持在预定范围内，该预定范围的中心为目标电力存储量。
根据本发明的第一方面的充电控制装置可被配置为，在进行所述充电和放电过程之前，当在所述电池组中存储的电力的量在所述预定范围之外时，通过对所述蓄电池进行充电或放电改变在所述电池组中存储的电力的量以使其落入所述预定的范围。通过该配置，可以在改变在蓄电池中存储的电力的量以使其落入预定范围内之后再进行充电和放电过程。
在根据第一方面的充电控制装置中，所述第一和第二蓄电块可以彼此相邻。通过使用不容易具有温度差的蓄电块之间的电压差作为基准，可以有效防止对蓄电元件的电压下降的错误检测。
在根据第一方面的充电控制装置中，二次电池可被用作所述蓄电池。
本发明的第二方面为一种装备有根据第一方面的充电控制装置的车辆。
本发明的第三方面为一种蓄电池控制方法，其中控制对蓄电池的充电和放电，在所述蓄电池中串联连接多个蓄电块，每个所述蓄电块包括多个蓄电元件，所述蓄电池控制方法的特征在于包括以下步骤：检测在所述多个蓄电块中包括的第一蓄电块的电压值；检测在所述多个蓄电块中包括的第二蓄电块的电压值；以及执行其中交替选择对所述蓄电池进行充电的充电模式和对所述蓄电池进行放电的放电模式的充电和放电过程，其中基于由所述第一和第二电压传感器检测的所述电压值之间的差的量将所述充电模式和所述放电模式中的一个切换到另一模式。
通过本发明，可以以相对小的成本提供这样的充电控制装置，该装置可以交替进行对蓄电池的充电和放电并同时抑制所述蓄电池的劣化。
附图说明
通过下列实例实施例的描述并参考附图，本发明的上述和其他的目的、特征和优点将显而易见，其中使用相同的标号表示相同的元件，其中：
图1为充电控制装置的框图；
图2为温度增加控制的流程图；
图3为在温度增加控制中SOC随时间变化的图；
图4为根据第二实施例的温度增加控制的流程图；
图5为在根据第二实施例的温度增加控制中的SOC随时间变化的图；以及
图6为示出了电池的温度与内阻之间的关系的图。
具体实施方式
下面，将描述本发明的实施例。
将参考附图描述作为本发明的第一实施例的充电控制装置。图1为示出了该实施例的充电控制装置的电路配置的框图。
在图1中，电池组(蓄电池)10具有这样的结构，其中多个电池块(蓄电块)12被串联电连接。在该实施例中，十四个电池块12A到12N被串联连接。电池块12A到12N被依次设置。电池块12A到12N中的每一个由多个电池单体(蓄电元件)11构成。该电池单体11被串联电连接。电池块12A到12N的每一个中包括的电池单体11的数目是相同的并且在该实施例中为十二。可以根据电池组10的目的适宜地改变电池块12的数目和电池单体11的数目。
变换器20通过布线电连接到电池组10的末端正端子和末端负端子。变换器20被电连接到电动机30并通过使用来自电池组10的功率输出驱动电动机30。
该实施例的电池组10被安装在车辆(未示出)上并驱动电动机30，由此驱动车辆。在车辆制动期间，使用通过利用作为发电机的电动发电机(未示出)产生的电力来对电池组10充电。上述车辆的实例包括混合动力车辆和纯电动车辆。混合动力车辆为这样的车辆，其除了具有电池组10之外还具有用于驱动车辆的诸如内燃机引擎或燃料电池的其他功率源。纯电动车辆为通过仅仅使用来自电池组10的功率输出来驱动的车辆。
诸如镍-氢电池或锂离子电池的二次电池可以用作构成电池组10的电池单体11。替代二次电池，可以使用作为蓄电元件的双电层电容器。
电压传感器40A到40N被分别连接到电池块12A到12N。电压传感器40A到40N检测对应电池块12A到12N的电压(此后称为“块电压”)并向控制器50输出检测的结果。控制器50基于分别为第一蓄电块和第二蓄电块的相邻的电池块12A和12B之间的电压差的量进行控制，以增加电池组10的温度(将在随后描述)。电池传感器40A和40B作为第一和第二电压传感器。
电池组10具有温度传感器60(例如，热敏电阻器)。温度传感器60被连接到控制器50。控制器50基于来自温度传感器60的温度数据输出而持续监视电池组10的温度。当电池组10的温度低于预定温度时，控制器50对电池组10进行温度增加控制。温度增加控制在这里的意义为对电池组10的强制充电和放电。可以通过对电池组10强制充电和放电来增加电池组10的温度。以该方式，可以增加来自电池组10的功率输出。
考虑到从电池获得对应于所需功率的功率输出的目标，可以根据电池单体11的类型来适宜地设定电池组10的预定温度。例如，当使用锂离子电池作为电池单体11，用于电池组10的预定温度为-10℃。
当如上所述对电池组10连续充电和放电时，电池单体11的温度越低，在温度较低的电池单体11中的电压下降越大，结果，发生电池组10的劣化。发明人发现，在包括其中电压下降较大的电池单体11的电池块12与包括其中电压下降较小的电池单体11的另一电池块12之间的块电压的差是大的。由此，当块电压的差等于或大于温度增加控制中的预定水平时，将电池组10的操作从放电切换到充电或从充电切换到放电以抑制电池组10的劣化。
在该实施例中，根据相邻电池块12A和12B之间的块电压的差，将电池组10的操作从放电切换到充电或从充电切换到放电。因为通常相邻电池块12之间的温度差是小的，因而可以有效防止电池单体11中对电压下降的误检测。然而，可以根据彼此不相邻或不接续的电池块12(例如电池块12A和12C)之间的块电压差来执行用于电池组10的温度增加控制。
控制器50具有存储器50A，以及在存储器50A中存储所存储的电力的量(此后称为SOC(充电的状态))的变化，即，ΔSOC，当执行随后描述的用于电池组10的温度增加控制时使用该存储的电力的量的变化。虽然在该实施例中存储器50A被设置在控制器50中，但存储器50A也可以与控制器50分离地设置。控制器50和电压传感器40A和40B用作充电控制装置。
控制器50控制此电池组10的充电和放电以便在预定范围内进行温度增加控制，该预定范围的中心为作为在电池组10中存储的电力的量的目标值的目标电力存储量。在该实施例中，目标电力存储量和预定范围的下和上限值被分别设定到60％、55％以及65％。根据例如电池组10的目的而适宜地改变这些值。
检测在每个电池块12中的电压下降的方法的实例为一种这样的方法，其中在存储器50A中存储每个电池块12的正常电压，比较存储器50A的正常电压读数和块电压，以及当差等于或大于预定值时，将电池组10从放电模式切换到充电模式或从充电模式切换到放电模式。然而，在该方法中，每个电池块12的正常电压根据使用电池的条件而变化，因此，在存储器50A中存储对应于使用条件的多个正常电压值。由此，温度增加控制变得复杂并且成本增加。另一方面，根据该实施例，可以用更简单的方法进行温度增加控制，同时减小了成本。
接下来，将参考图2具体描述用于电池组10的温度增加控制。图2为示出了用于电池组10的温度增加控制的过程的流程图。通过控制器50进行下列温度增加控制。
在步骤S101中，在附图中被缩写为“S101”，基于来自温度传感器60的温度数据输出来确定电池组10的温度是否低于-10℃。当在步骤S101中确定出电池组10的温度低于-10℃时，过程继续到步骤S102。
在步骤S102中，重置存储在控制器50中的存储器50A中的ΔSOC的值。注意，假设在存储器50A中存储了当进行上述温度增加控制时而存储在存储器50A中的ΔSOC的值。
在步骤S103中，请求对电池组10放电。通过控制器50监视从电池组10放电的量。在步骤S104中，在存储器50A中存储紧接放电之后的ΔSOC的值。从开始温度增加控制起始的电池组10的放电的量为ΔSOC。换言之，在放电模式期间在电池组10中存储的电力的量的减小量为ΔSOC。
在步骤S105中，基于来自电压传感器40A和40B的信号输出计算电池块12A和12B之间的块电压的差，并确定块电压的差是否大于0.2V(预定值)。当块电压的差大于0.2V时，停止对电池组10的放电，以及过程进行到步骤S107。虽然在该实施例中切换电池组的块电压差被设定到0.2V，可以根据作为比较目标的电池块12和使用电池组10的条件来适宜地改变块电压差。在步骤S107中，电池组10从放电模式切换到充电模式。
以该方式，当电池块12A与12B之间的块电压差大于0.2V时，停止对电池组10的放电，由此可以抑制在低温电池单体中出现过量的电压下降。从而可以抑制电池组10的劣化。
此外，因为可以基于电池块12A与12B之间的块电压差的量来估计电压下降，因此不必为每个电池单体11单独提供电压传感器。由此可以降低成本。
当在步骤S105中确定出电池块12A与12B之间的块电压差等于或低于0.2V时，过程继续到步骤S106。在步骤S106中，确定电池组10的SOC是否减小到55％。当在步骤S106中确定电池组10的SOC减小到55％时，过程继续到步骤S107，并且将电池组10从放电模式切换到充电模式。
当在步骤S106中确定电池组10的SOC没有减小到55％时，过程返回到步骤S103并继续放电模式。当电池块12A与12B之间的块电压差等于或低于0.2V时，即使当放电模式继续时也不会发生过量的电压下降。由此，可以增加电池组10的温度同时抑制电池组10的劣化。当过程从步骤S106返回到步骤S103时，在步骤S104中更新ΔSOC。
当在步骤S107中将电池组10切换到充电模式时，过程继续到步骤S108。在步骤S108中，确定电池组10的SOC是否增加到65％。当在步骤S108确定电池组10的SOC是增加到65％时，过程返回到步骤S101。以该方式，该实施例被配置为在充电模式(连续充电)期间不检测块电压差而仅仅在放电模式(连续放电)期间检测块电压差。这是因为尤其在放电模式期间会导致电压下降。以该方式，可以简化对电池组10的温度增加控制。
当在步骤S108确定电池组10的SOC没有增加到65％时，过程继续到步骤S109。在步骤S109中，读出存储在存储器50A中的ΔSOC，以及确定是否已经进行了对应于ΔSOC的量的充电。当确定没有进行对应于ΔSOC的量的充电时，过程继续到步骤S107，并继续对电池组10充电的充电模式。当确定已经进行了量对应于ΔSOC的量的充电时，过程返回到步骤S101。
如上所述，在该实施例中，进行该过程以便当电池组10从放电模式切换到充电模式时，执行对应于放电ΔSOC的量的充电。由此，可以抑制在温度增加控制期间的电池组10的SOC的过量变化。
对于图2示出的流程图，在电池组10的温度增加到高于-10℃的温度后立即停止温度增加控制。
图3示出了温度增加控制的实例。图3为SOC随时间变化的图，示出了温度增加控制的实例，其中水平轴表示时间以及垂直轴表示SOC。假设，当开始温度增加控制时SOC为63％(此后称为“初始SOC”)。
当开始对电池组10的放电时，开始对电池组10的温度增加操作。假设在电池组10在开始温度增加操作之前的温度为-20℃。当进一步对电池组10放电时，出现第一电压下降。当出现第一电压下降时，电池组10的SOC为59％(此后称为“第一下降SOC”)。
当出现第一电压下降时，立即将电池组10从放电模式切换到充电模式。在该情况下电池组10将被充电的量为通过从初始SOC(63％)减去第一下降SOC(59％)而得到的值，即，4％(ΔSOC)。由此，当电池组10被切换到充电模式时，电池组10的SOC返回到63％。
当电池组10的SOC返回到63％时，电池组10被立即从充电模式切换到放电模式。当进一步对电池组10放电时，出现第二电压下降。当出现第二电压下降时，电池组10的SOC为58％(此后称为“第二下降SOC”)。
当出现第二电压下降时，立即将电池组10从放电模式切换到充电模式。在该情况下电池组10将被充电的量为通过从初始SOC(63％)减去第二下降SOC(58％)而得到的值，即，5％(ΔSOC)。由此，当电池组10被切换到充电模式时，电池组10的SOC返回到63％。
当电池组10的SOC返回到63％时，电池组10被立即从充电模式切换到放电模式。当进一步对电池组10放电时，出现第三电压下降。当出现第三电压下降时，电池组10的SOC为57％(此后称为“第三下降SOC”)。
当出现第三电压下降时，立即将电池组10从放电模式切换到充电模式。在该情况下电池组10将被充电的量为通过从初始SOC(63％)减去第三下降SOC(57％)而得到的值，即，6％(ΔSOC)。由此，当电池组10被切换到充电模式时，电池组10的SOC返回到63％。以该方式，温度被增加到-10℃以上。
接下来，参考图4，将描述第二实施例。图4为示出了温度增加控制的过程的流程图。充电控制装置的电路配置与第一实施例相同。在该实施例中，在第一实施例的步骤S101与S102之间插入下列温度增加控制。
当在步骤S101中确定电池组10的温度低于-10℃时，过程继续到步骤S201。在步骤S201中，确定电池组10的SOC等于或高于55％。当确定电池组10的SOC等于或高于55％时，过程继续到第一实施例的步骤S102。
当确定电池组10的SOC低于55％时，过程继续到步骤S202。在步骤S202中，请求对电池组10充电。通过控制器50监视对电池组10充电的量。当在S202中请求对电池组10充电时，过程继续到步骤S203。
在步骤S203中，基于来自电压传感器40A和40B的信号输出计算块电压的差，并确定块电压的差是否大于0.2V。当块电压的差大于0.2V时，停止对电池组10的放电，以及过程继续到第一实施例的步骤S102。当电压差等于或低于0.2V时，过程继续到步骤S204。
在步骤S204中，确定电池组10的SOC是否等于或高于60％。当电池组10的SOC等于或高于60％时，过程继续到第一实施例的步骤S102。当确定电池组10的SOC低于60％时，过程返回到步骤S202。当电池组10的温度在上述从步骤S201到步骤S204的过程期间变为高于-10℃，可立即停止温度增加控制。
以该方式基于块的电压值的差的量来切换电池组10的充电和放电，以便可以增加电池组10的温度并抑制电池的劣化。
在该实施例中，电池组10的SOC被增加到作为在电池组10中存储的电力的量的目标值的目标电力存储量(60％)，然后执行第一实施例的温度增加控制。以该方式，可以在目标电力存储量(60％)附近进行温度增加控制。根据诸如电池类型的条件适宜地改变目标电力存储量和预定范围。
在图5中示出了温度增加控制的实例。图5为SOC随时间变化的图，示出了温度增加控制的实例，其中水平轴表示时间以及垂直轴表示SOC。当开始温度增加控制时，SOC为40％(此后称为“初始SOC”)。
当开始用于电池组10的温度增加控制时，重复执行步骤S202到S204直到电池组10的SOC增加到60％。由此，可以在将电池组10的SOC增加到预定范围(55到65％)内之后进行与第一实施例的温度增加控制相似的温度增加控制，该预定范围的中心为目标电力存储量(60％)。
接下来，将描述一些变化。在上述实施例1和2中，根据块电压差是否大于预定值(0.2V)来在充电模式和放电模式之间切换电池组10。然而，可以根据块电压差是否增加来进行充电模式与放电模式之间的切换。例如，在第一实施例中，可以采用这样的配置，其中，在存储器50A中存储在紧接着请求对电池组10放电(步骤S103)之后的块电压的差(此后称为“参考差”)，当在其后测量的块电压的差大于该参考差时，将电池组10从放电模式切换到充电模式。以该方式，即使当电压传感器40存在错误时，也可以可靠地检测电压下降。
可以采用这样的配置，其中，当电池组10在第一实施例的充电模式中时，检测电池块12A与电池块12B之间的块电压的差，以及当块电压之间的差大于0.2V时，将电池组10切换到放电模式。
在第二实施例中，当在电池组10在开始温度增加控制之前的SOC高于65％时，可如下所述地控制对电池组10的充电和放电。首先，将电池组10设定为放电模式并进行放电。当在放电之后块电压之间的差变为大于0.2V时，将电池组10切换到充电模式(将充电的量设定为小于放电的量)。通过重复地执行该模式切换，电池组10的SOC被减小到约55到60％的范围。也就是，在改变电池组10的SOC以落入55到60％的范围内之后，执行第一实施例的温度增加控制。以该方式，可以获得与第二实施例相似的效果。
虽然参考其实例实施例描述了本发明，应该理解，本发明不受描述的实施例或结构的限制。相反，本发明旨在覆盖各种修改和等同设置。此外，虽然以各种组合和配置示出了实例实施例的各种要素，但包括更多、更少或仅仅一个要素的其他组合和配置同样在本发明的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种控制蓄电池(10)的充电和放电的充电控制装置(40A、40B、50)，在所述蓄电池(10)中，多个蓄电块(12)被串联连接，每个所述蓄电块(12)都包括多个蓄电元件(11)，所述充电控制装置(40A、40B、50)的特征在于包括：
第一电压传感器(40A)和第二电压传感器(40B)，所述第一电压传感器(40A)和第二电压传感器(40B)分别检测第一蓄电块(12A)的电压值和第二蓄电块(12B)的电压值，所述第一和第二蓄电块(12A、12B)被包括在所述多个蓄电块(12)中，
其中当执行其中交替选择用于对所述蓄电池(10)进行充电的充电模式和用于对所述蓄电池(10)进行放电的放电模式的充电和放电过程时，基于所述蓄电池(10)的温度和充电状态以及由所述第一和第二电压传感器(40A、40B)检测的所述电压值之间的差的量，将所述充电模式和所述放电模式中的一个模式切换到另一个模式，
其中当所述蓄电池(10)的温度等于或低于预定温度时以及当在所述蓄电池(10)中存储的电力的量在预定范围内时，进行所述充电和放电过程以升高所述蓄电池的温度，直到所述蓄电池的温度高于所述预定温度。
2.根据权利要求1的充电控制装置(40A、40B、50)，其中，在所述充电和放电过程中，当通过所述第一和第二电压传感器(40A、40B)检测的所述电压值之间的差大于预定值时，将所述充电模式和所述放电模式中的所述一个模式切换到所述另一个模式。
3.根据权利要求1的充电控制装置(40A、40B、50)，其中，在所述充电和放电过程中，当通过所述第一和第二电压传感器(40A、40B)检测的所述电压值之间的差增加时，将所述充电模式和所述放电模式中的所述一个模式切换到所述另一个模式。
4.根据权利要求1到3中任一项的充电控制装置(40A、40B、50)，其中所述充电模式和所述放电模式中的所述一个模式为所述放电模式，以及所述另一个模式为所述充电模式。
5.根据权利要求4的充电控制装置(40A、40B、50)，其中，在所述充电和放电过程中，当在所述充电模式中时，以对应于当在所述放电模式中时从所述蓄电池(10)放电的电力的量的量来对所述蓄电池(10)进行充电。
6.根据权利要求1到3中任一项的充电控制装置(40A、40B、50)，其中所述预定范围的中心为作为在所述蓄电池(10)中存储的电力的量的目标值的目标电力存储量。
7.根据权利要求6的充电控制装置(40A、40B、50)，其中，在进行所述充电和放电过程之前，当在所述蓄电池(10)中存储的电力的量在所述预定范围之外时，通过对所述蓄电池(10)进行充电或放电改变在所述蓄电池中存储的电力的量以使其落入所述预定范围。
8.根据权利要求1到3中任一项的充电控制装置(40A、40B、50)，其中所述第一和第二蓄电块(12A、12B)彼此相邻。
9.根据权利要求1到3中任一项的充电控制装置(40A、40B、50)，其中所述蓄电池(10)为二次电池。
10.一种车辆，其装备有根据权利要求1到9中任一项的充电控制装置(40A、40B、50)。
11.一种蓄电池控制方法，其中控制蓄电池(10)的充电和放电，在所述蓄电池(10)中串联连接多个蓄电块(12)，每一个所述蓄电块(12)都包括多个蓄电元件(11)，所述蓄电池控制方法的特征在于包括以下步骤：
检测在所述多个蓄电块(12)中包括的第一蓄电块(12A)的电压值；
检测在所述多个蓄电块(12)中包括的第二蓄电块(12B)的电压值；以及
执行其中交替选择用于对所述蓄电池(10)进行充电的充电模式和用于对所述蓄电池(10)进行放电的放电模式的充电和放电过程，其中基于所述蓄电池(10)的温度和充电状态以及所述第一和第二蓄电块(12A、12B)的电压值之间的差的量，将所述充电模式和所述放电模式中的一个模式切换到另一个模式，
其中当所述蓄电池(10)的温度等于或低于预定温度时以及当在所述蓄电池(10)中存储的电力的量在预定范围内时，进行所述充电和放电过程以升高所述蓄电池的温度，直到所述蓄电池的温度高于所述预定温度。
12.根据权利要求11的蓄电池控制方法，其中，在所述充电和放电过程中，当所述第一和第二蓄电块(12A、12B)的所述电压值之间的差大于预定值时，将所述充电模式和所述放电模式中的所述一个模式切换到所述另一个模式。
13.根据权利要求11的蓄电池控制方法，其中，在所述充电和放电过程中，当所述第一和第二蓄电块(12A、12B)的所述电压值之间的差增加时，将所述充电模式和所述放电模式中的所述一个模式切换到所述另一个模式。
14.根据权利要求11到13中任一项的蓄电池控制方法，其中所述充电模式和所述放电模式中的所述一个模式为所述放电模式，以及所述另一个模式为所述充电模式。
15.根据权利要求14的蓄电池控制方法，其中，在所述充电和放电过程中，当在所述充电模式中时，以对应于当在所述放电模式中时从所述蓄电池(10)放电的电力的量的量来对所述蓄电池(10)进行充电。
16.根据权利要求11到13中任一项的蓄电池控制方法，其中所述预定范围的中心为作为在所述蓄电池(10)中存储的电力的量的目标值的目标电力存储量。
17.根据权利要求16的蓄电池控制方法，还包括，在进行所述充电和放电过程之前，当在所述蓄电池(10)中存储的电力的量在所述预定范围之外时，通过对所述蓄电池(10)充电或放电，改变在所述蓄电池(10)中存储的电力的量以使其落入所述预定范围。
18.根据权利要求11到13中任一项的蓄电池控制方法，其中所述第一和第二蓄电块(12A、12B)彼此相邻。
CN200980120910.0A 2008-06-04 2009-06-02 充电控制装置和装配有该装置的车辆 Expired - Fee Related CN102056761B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008147253A JP4530078B2 (ja) 2008-06-04 2008-06-04 蓄電制御装置及び車両
JP2008-147253 2008-06-04
PCT/IB2009/005825 WO2009147505A2 (en) 2008-06-04 2009-06-02 Charge control device and vehicle equipped with the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102056761A CN102056761A (zh) 2011-05-11
CN102056761B true CN102056761B (zh) 2014-07-09

Family

ID=41382196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980120910.0A Expired - Fee Related CN102056761B (zh) 2008-06-04 2009-06-02 充电控制装置和装配有该装置的车辆

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8674659B2 (zh)
EP (1) EP2282909A2 (zh)
JP (1) JP4530078B2 (zh)
CN (1) CN102056761B (zh)
WO (1) WO2009147505A2 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2008364377B2 (en) * 2008-11-19 2015-07-16 Japan Wind Development Corporation Ltd. Secondary battery system
CN103081281A (zh) * 2010-10-15 2013-05-01 三洋电机株式会社 电力管理系统
WO2012090688A1 (ja) 2010-12-27 2012-07-05 本田技研工業株式会社 発電制御装置及び発電制御方法
DE102011079291A1 (de) * 2011-07-18 2013-01-24 Sb Limotive Company Ltd. Batteriemanagementsystem und Verfahren zur Bestimmung der Ladezustände von Batteriezellen, Batterie und Kraftfahrzeug mit Batteriemanagementsystem
KR20130023003A (ko) * 2011-08-24 2013-03-07 윤천영 배터리 충전 회로
KR20130023002A (ko) * 2011-08-24 2013-03-07 윤천영 배터리 충전 회로
KR101297150B1 (ko) * 2012-01-12 2013-08-21 주진관 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치
JP2015133766A (ja) * 2012-04-27 2015-07-23 三洋電機株式会社 電源装置及びこの電源装置を備える車両
CN103515665A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 凹凸电子（武汉）有限公司 充电装置及充电方法
CN105190987B (zh) * 2013-05-08 2018-06-22 株式会社Lg化学 电池预热系统和使用其的电池预热方法
KR101587472B1 (ko) * 2013-05-08 2016-01-21 주식회사 엘지화학 배터리 예열 시스템 및 이를 이용한 배터리 예열방법
JP6409746B2 (ja) * 2015-11-16 2018-10-24 トヨタ自動車株式会社 バッテリ充電システム
JP6348929B2 (ja) * 2016-05-23 2018-06-27 本田技研工業株式会社 動力システム及び輸送機器、並びに、電力伝送方法
CN106655338B (zh) * 2016-11-14 2019-08-13 深圳市科陆电子科技股份有限公司 一种用于储能系统均衡模块的起停控制方法
CN107738587B (zh) * 2017-10-13 2020-05-29 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种燃料电池功率管理方法
JP2019186977A (ja) * 2018-04-02 2019-10-24 株式会社デンソー 制御装置
DE102019117944A1 (de) * 2019-07-03 2021-01-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Fahrzeug-Batterie

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0967108A1 (en) * 1998-06-25 1999-12-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery control apparatus for hybrid powered vehicle

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08140206A (ja) * 1994-11-09 1996-05-31 Fuji Heavy Ind Ltd 電気自動車のバッテリ管理方法
JP3951068B2 (ja) * 1996-07-30 2007-08-01 ミツミ電機株式会社 セルバランス回路
FR2758666B1 (fr) * 1997-01-23 1999-02-12 Alsthom Cge Alcatel Procede de regie pour ensemble accumulateur d'energie electrique et agencement de commande pour l'application de ce procede
US6326767B1 (en) * 1999-03-30 2001-12-04 Shoot The Moon Products Ii, Llc Rechargeable battery pack charging system with redundant safety systems
JP4308408B2 (ja) * 2000-04-28 2009-08-05 パナソニック株式会社 二次電池の入出力制御装置
JP3876979B2 (ja) * 2002-03-18 2007-02-07 三菱自動車工業株式会社 バッテリ制御装置
JP4762505B2 (ja) * 2004-05-21 2011-08-31 富士重工業株式会社 バッテリのウォームアップ制御装置
JP2006174597A (ja) 2004-12-15 2006-06-29 Fuji Heavy Ind Ltd ハイブリッド車のバッテリウォームアップ制御装置
JP4929597B2 (ja) 2005-01-31 2012-05-09 トヨタ自動車株式会社 電池モジュールの暖機装置
JP4538418B2 (ja) * 2006-02-15 2010-09-08 トヨタ自動車株式会社 二次電池の充放電制御装置
JP4553853B2 (ja) * 2006-02-23 2010-09-29 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
JP4932340B2 (ja) * 2006-06-22 2012-05-16 プライムアースＥｖエナジー株式会社 バッテリ冷却装置及び冷却風量制御装置
JP4535039B2 (ja) * 2006-07-25 2010-09-01 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備えた車両、蓄電装置の昇温制御方法、ならびに蓄電装置の昇温制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP5248764B2 (ja) * 2006-11-02 2013-07-31 パナソニック株式会社 蓄電素子の異常検出装置、蓄電素子の異常検出方法及びその異常検出プログラム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0967108A1 (en) * 1998-06-25 1999-12-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery control apparatus for hybrid powered vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009147505A2 (en) 2009-12-10
JP2009296777A (ja) 2009-12-17
WO2009147505A3 (en) 2010-09-16
US20110115435A1 (en) 2011-05-19
JP4530078B2 (ja) 2010-08-25
CN102056761A (zh) 2011-05-11
EP2282909A2 (en) 2011-02-16
US8674659B2 (en) 2014-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102056761B (zh) 充电控制装置和装配有该装置的车辆
US7570021B2 (en) Rechargeable battery controller and method for controlling output of rechargeable battery
JP5179047B2 (ja) 蓄電装置の異常検出装置、蓄電装置の異常検出方法及びその異常検出プログラム
US8085051B2 (en) Abnormality detecting device for storage element, abnormality detecting method for storage element, abnormality detecting program for storage element, and computer-readable recording medium storing abnormality detecting program
CN107817450B (zh) 蓄电元件包及管理装置、soc推测方法、介质、面板系统
JP5668136B2 (ja) 蓄電装置
US8493031B2 (en) Equalization device, battery system and electric vehicle including the same, equalization processing program, and equalization processing method
JP4490928B2 (ja) 電圧検出装置
US20120161709A1 (en) Secondary-battery control apparatus
EP2284940A1 (en) Imbalance identifying circuit, power source apparatus and imbalance identification method
JP2004364446A (ja) バックアップ電池の充放電制御装置
CN103683377A (zh) 电池包均衡装置
CN108602443B (zh) 控制设备和用于放电可再充电蓄电池的方法
CN108602445B (zh) 控制设备和用于充电可再充电蓄电池的方法
WO2010010662A1 (ja) 不均衡判定回路、電源装置、及び不均衡判定方法
CN102540085A (zh) 储能系统模型中电气部件参数的优化
CN113875120A (zh) 用于运行电能量存储器的方法、电能量存储器以及设备
US11201488B2 (en) Method and device for operating an energy store
KR101866050B1 (ko) 배터리셀 전압 편차 검출장치 및 그 방법
JP2001186682A (ja) 電池の放電制御方法
JP5831217B2 (ja) 電圧バランス制御装置
CN117015869A (zh) 包括电池模块的能量存储单元与用于管理这种能量存储单元的方法
KR20220088039A (ko) 배터리 관리 시스템 및 이의 제어 방법
EP4404417A1 (en) Battery control system and method for managing battery condition
KR20230118124A (ko) 평형 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140709

Termination date: 20180602

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee