CN104104131B - 电池充电/放电控制设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制本申请中限定的车辆中的电池的充电/放电的电池充电/放电控制设备，包括：电池控制部，其用于控制电池的充电/放电；车辆控制部，其控制逆变器和发动机，并且根据来自电池控制部的信息控制电池的充电/放电；故障判断部，其判断电池控制部中是否存在故障；以及逆变器驱动状态检测部，其检测逆变器的驱动状态，其中，当故障判断部判断为电池控制部中存在故障时，车辆控制部根据由逆变器驱动状态检测部检测到的逆变器的驱动状态控制电池的充电/放电。

Description

电池充电/放电控制设备
技术领域
本发明涉及用于控制作为用于车辆行驶的动力源的电池的充电/放电的技术。
背景技术
迄今为止，电动车辆（EV）、混合动力车辆（HEV）和插入式混合动力车辆（PHEV）设置有电池、驱动电动机、驱动逆变器和用于检测电池状态（包括SOC（充电状态）值、温度等）的电池控制器（也可称为EV控制器）。有些混合动力车辆可以具有发动机、发电电动机、发电逆变器、动力分配机构等。
这种电动车辆等根据电池控制器检测到的电池状态控制电动机、逆变器等的驱动状态，以用于控制电池的充电/放电。
在日本专利3185674号、4595829号和4311363号中已经公开了关于控制电池的充电/放电的技术。日本专利3185674号中公开的设备限制SOC。日本专利4595829号中公开的设备限制电池温度。日本专利4311363号中公开的设备限制故障。
发明内容
然而，当电池控制器故障时不能确定电池状态（包括SOC值、温度等）。因此，当在该情况下维持对电池的充电/放电控制时，存在电池可能被过度充电/放电的风险。
本发明的目的是防止检测电池状态的电池控制器故障时电池被过度充电/放电。
解决问题的方案
本发明的配置（1）提供一种用于控制车辆中的电池的充电/放电的电池充电/放电控制设备，所述车辆包括：所述电池，作为驱动所述车辆的动力源；逆变器，进行交流/直流相互转换；
驱动电动机，通过电池提供的经过所述逆变器转换的电力对其 进行驱动并且其产生的驱动力可传送到驱动轮；以及发电电动机，被发动机转动以产生电力并且将所产生的电力经过所述逆变器转换后提供给所述电池，所述电池充电/放电控制设备包括：电池控制部，其控制所述电池的充电/放电；车辆控制部，其控制所述逆变器和所述发动机，并且根据来自所述电池控制部的信息控制所述电池的充电/放电；故障判断部，其判断所述电池控制部中是否存在故障；以及逆变器驱动状态检测部，其检测所述逆变器的驱动状态，其中，当所述故障判断部判断所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的所述逆变器的驱动状态控制所述电池的充电/放电。
在本发明的配置（2）中，优选地，所述电池控制部向所述车辆控制部输出用于控制所述电池的充电/放电的充电/放电控制量，所述电池充电/放电控制设备进一步包括：故障时放电控制量计算部，其根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的流入所述逆变器的电流的电压值计算所述充电/放电控制量，并且当所述故障判断部判断所述电池控制部中不存在故障时，所述车辆控制部根据从所述电池控制部提供的所述充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电，并且当所述故障判断部判断为所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述故障时放电控制量计算部计算出的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电。
在本发明的配置（3）中，优选地，所述电池控制部向所述车辆控制部输出用于控制所述电池的充电/放电的充电/放电控制量，所述电池充电/放电控制设备进一步包括：充电/放电量估计部，其根据所述驱动电动机和所述发电电动机的驱动状态估计所述电池的充电/放电量；电动势电压（electromotive voltage）计算部，其根据由所述充电/放电量估计部估计的所述电池的充电/放电量和由所述逆变器驱动状态检测部检测到的流入所述逆变器的电流的电压值计算所述电池的电动势电压；以及故障时放电控制量计算部，其根据由所述电动势电压计算部计算出的电动势电压计算所述充电/放电控制量，并且当所述故障判断部判定所述电池控制部中不 存在故障时，所述车辆控制部根据从所述电池控制部提供的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电，并且当所述故障判断部判断为所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述故障时放电控制量计算部计算出的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电。
在本发明的配置（4）中，优选地，所述电池控制部向所述车辆控制部输出用于控制所述电池的充电/放电的充电/放电控制量，所述电池充电/放电控制设备进一步包括：存储部，其存储驱动所述电池的冷却风扇所需要的有关所述电池提供电流的电流值与所述电池温度相关的信息；以及故障时放电控制量计算部，其参照存储在所述存储部中的所述信息，获取与所述冷却风扇在预定驱动状态下驱动时估计出的与所述电池的温度相对应的电流值，并且根据所获取的电流值计算所述充电/放电控制量，并且当所述故障判断部判断所述电池控制部中不存在故障时，所述车辆控制部根据从所述电池控制部提供的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电，并且当所述故障判断部判定为所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述故障时放电控制量计算部计算出的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电。
在本发明的配置（5）中，优选地，所述电池控制部向所述车辆控制部输出用于控制所述电池的充电/放电的充电/放电控制量，所述电池充电/放电控制设备进一步包括：充电/放电量估计部，其根据所述驱动电动机和所述发电电动机的驱动状态估计所述电池的充电/放电量；电动势电压计算部，其根据由所述充电/放电量估计部估计的所述电池的充电/放电量以及由所述逆变器驱动状态检测部检测到的流入所述逆变器的电流的电压值计算所述电池的电动势电压；存储部，其存储由所述电池提供给冷却风扇的电流的电流值与所述电池温度相关联的信息；以及具有第一故障时放电控制量计算部、第二故障时放电控制量计算部和第三故障时放电控制量计算部的至少两个的充放电控制量计算部：其中，所述第一故障时放电控制量计算部，其根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的 流入所述逆变器的电流的电流值计算所述充电/放电控制量；第二故障时放电控制量计算部，其根据由所述电动势电压计算部计算出的电动势电压计算所述充电/放电控制量；以及第三故障时放电控制量计算部，其参照存储在所述存储部中的所述信息，获取与所述冷却风扇在预定驱动状态下驱动时估计的所述电池的温度相对应的所述电流值，并且根据所获取的电流值计算所述充电/放电控制量，并且当所述故障判断部判断所述电池控制部中不存在故障时，所述车辆控制部根据所述电池控制部提供的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电，并且当所述故障判断部判定为所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述第一至第三故障时放电控制量计算部中的至少两个故障时放电控制量计算部计算出的充电/放电控制量中绝对值最小的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电。
在本发明的配置（6）中，优选地，所述车辆在电源接通时行走开始，在电源断开时行走结束；并且所述电池充电/放电控制设备进一步包括：车辆禁止判断部，其当所述故障判断部在所述电源从断开切换到接通时判断出所述电池控制部中存在故障时，禁止驱动所述驱动电动机，从而禁止所述车辆行驶。
根据本发明的配置（1），当在电池控制部中存在故障时，该电池充电/放电控制设备根据逆变器的驱动状态控制电池的充电/放电。因此，即使在电池控制部故障时该电池充电/放电控制设备也能够适当地控制电池的充电/放电。因此，可以防止电池控制部故障时电池被过度充电/放电，从而可以防止电池损坏。
根据本发明的配置（2），该电池充电/放电控制设备根据流入逆变器的电流的电压值计算充电/放电控制量。因此，即使在电池控制部故障时该电池充电/放电控制设备也能够适当地控制电池的充电/放电。因此，可以防止电池控制部故障时电池被过度充电/放电，从而可以防止电池损坏。
根据本发明的配置（3），该电池充电/放电控制设备根据电池的电动势电压计算充电/放电控制量。因此，即使在电池控制部故 障时该电池充电/放电控制设备也能够适当地控制电池的充电/放电。因此，可以防止电池控制部故障时电池被过度充电/放电，从而可以防止电池损坏。
根据本发明的配置（4），该电池充电/放电控制设备根据与电池的冷却风扇在预定驱动状态下驱动时估计的电池温度相对应的从电池流到该冷却风扇的电流的电流值计算充电/放电控制量。因此，即使当电池控制部故障时该电池充电/放电控制设备也能够适当地控制电池的充电/放电。因此，可以防止电池控制部故障时电池被过度充电/放电，从而可以防止电池损坏。此外，该电池充电/放电控制设备可以防止电池的温度过度升高。
根据本发明的配置（5），该电池充电/放电控制设备可以计算多个充电/放电控制量并且从计算出的充电/放电控制量中选择一个。因此，该电池充电/放电控制设备可以根据更适当的充电/放电控制量控制电池的充电/放电。
根据本发明的配置（6），该电池充电/放电控制设备可以在电池控制部中存在故障时禁止车辆行驶。因此，可以在电池控制部中存在故障时禁止继续使用车辆。
附图说明
图1是示出根据本发明一实施例的混合动力车辆的配置例子的图。
图2是示出即使在电池控制器故障时也能够控制电池包的充电/放电的混合动力车辆中的配置例子的框图。
图3是示出由车辆控制器进行的用于限制和控制电池功率的处理例子的流程图。
图4是示出充电/放电控制量计算部的配置例子的框图。
图5是示出由充电/放电控制量计算部进行的用于计算充电/放电控制量的处理例子的流程图。
图6是示出在EV行驶时，在发动机启动时，在发动机辅助时，在发电时以及在再生时，车速、驱动电动机的电动机功率、发电电 动机的电动机功率、发动机功率和估计的电池功率之间关系的例子的图。
图7是示出包括逆变器直流电压值和充电/放电控制量之间关系的图表例子的图表。
图8是示出根据逆变器直流电压值和估计的电池功率之间的关系的多个样本通过最小二乘法获得的线性函数的例子的图表。
图9是示出包括电动势电压和充电/放电控制量之间关系的表格例子的视图。
附图标记说明
1：混合动力车辆；2：发动机；5：发电电动机；6：驱动电动机；7：逆变器；7：电池包；9：电池冷却风扇；10：电池控制器；15：逆变器直流电压传感器；20：车辆控制器；22：充电/放电控制部；23：故障判断部；30：充电/放电控制量计算部；33：逆变器直流电压计算部；34：电池功率估计部；35、36、37：第一至第三充电/放电控制量计算部；38：充电/放电控制量选择部
具体实施方式
将参照附图描述本发明的实施例。
在本实施例中将以举例的方式使用混合动力车辆。
配置
图1示出根据本实施例的混合动力车辆1的配置例子。
如图1中所示，混合动力车辆1具有发动机1、功率分配装置3、主传动齿轮（也称为差速齿轮）4、发电电动机5、驱动电动机6、逆变器（也称为逆变器式发电机）7、电池包8、电池冷却风扇9、电池控制器（也称为电池监视单元）10和车辆控制器20。
发动机2例如是内燃发动机。由车辆控制器20控制驱动发动机2。发动机2连接到功率分配装置3。
功率分配装置3是可用来从主传动齿轮4和发电电动机5中选择发动机2的连接目的地的装置。由车辆控制器20控制功率分配装置3 所进行的选择。
通过功率分配装置3连接到发动机2的发电电动机5作为用于将发动机2的功率转换为电力的发电机或者用于启动发动机2的启动器。当发电电动机5作为发电机时，发电电动机5通过逆变器7向电池包8输送电功率，当发电电动机5作为启动器时，发电电动机5通过逆变器7从电池包8接收电功率。由车辆控制器20控制驱动发电电动机5。
通过逆变器7，来自电池包8的电流从直流转换为交流，并且被提供给发电电动机5（发动机启动时的发电电动机5）或者驱动电动机6。另外，通过逆变器7，来自发电电动机5（作为发电机的发电电动机5）的电流从交流转换为直流，并且被提供给电池包8。由车辆控制器20控制驱动逆变器7。
电池包8包括多个电池单元或模块。电池包8通过逆变器7对驱动电动机6或发电电动机5充电和放电。
电池控制器10是用于控制电池包8的充电和放电的控制器。特别地，电池控制器10检测电池包8的状态。本文中提到的电池包8的状态包括电池包8的电流值、电池包8的电压值、电池包8的温度、电池包8的SOC值、电池包8的故障等。电池控制器10将检测到的值输出到车辆控制器20。
另外，电池控制器10根据电池包8的电流值、电池包8的电压值、电池包8的温度、电池包8的SOC值、电池包8的故障状态等计算充电/放电控制量（也称为充电/放电限制值、限制功率等）。充电/放电控制量在此是用于控制（并且还限制）电池的充电和放电的值。也就是说，充电/放电控制量是表示电池包8当前可被充电或放电的功率。电池控制器10将计算出的充电/放电控制量输出到车辆控制器20。
电池冷却风扇9由从电池包8提供的电功率驱动，从而冷却电池包8。电池冷却风扇9由车辆控制器20控制。
驱动电动机6通过主传动齿轮4链接到驱动轮11。在靠动力行进时（EV行驶时），由从电池包8提供的电力驱动驱动电动机6。由此， 驱动电动机6驱动驱动轮11。另一方面，在再生时，驱动电动机6作为发电机，并且向电池包8提供电功率。由车辆控制器20控制驱动驱动电动机6。
车辆控制器20对车辆进行各种控制。车辆控制器20例如设置在微计算机和包括该微计算机的外围电路的ECU（电子控制单元）中。为此，例如，车辆控制器20由CPU、ROM、RAM等构成。一个或两个以上的程序存储在ROM中。CPU根据存储在ROM中的所述一个或两个以上的程序执行各种处理。
在本实施例中，在电池控制器10中不存在故障的正常情况下，车辆控制器20根据从电池控制器10发送来的充电/放电控制量控制驱动包括发电电动机5、驱动电动机6、逆变器7等的各种装置，从而控制电池包8的充电/放电。当电池控制器10中存在故障时，车辆控制器20自己计算充电/放电控制量。根据计算出的充电/放电控制量，车辆控制器20控制驱动包括发电电动机5、驱动电动机6、逆变器7等的各种装置，从而控制电池包8的充电/放电。
图2示出混合动力车辆1中用于这种充电/放电控制的配置例子。
如图2中所示，混合动力车辆1具有发动机速度传感器12、发电电动机速度传感器13、驱动电动机速度传感器14和逆变器直流电压传感器15。发动机速度传感器12在此检测发动机2的转数。发动机速度传感器12将检测到的值输出到车辆控制器20。发电电动机速度传感器13检测发电电动机5的转数。发电电动机速度传感器13将检测到的值输出到车辆控制器20。驱动电动机速度传感器14检测驱动电动机6的转数。驱动电动机速度传感器14将检测到的值输出到车辆控制器20。逆变器直流电压传感器15检测流入逆变器7中的直流电压，即，从电池包8提供的直流电流的电压。逆变器直流电压传感器15将检测到的值输出到车辆控制器20。
另外，如图2中所示，车辆控制器20具有就绪控制部21、充电/放电控制部22、充电/放电控制量计算部30、故障判断部23、行驶禁止判断部24和存储部25。在此车辆控制器20在处理中使用的包括 表格等的各种数据存储在存储部25中。
图3示出由车辆控制器20进行的用于电池功率限制控制（也称为充电/放电控制）的处理例子的流程图。下面将沿着图3中所示的处理程序具体描述图2中所示的车辆控制器20的每个部中的处理内容。
如图3中所示，首先，在步骤S1中，车钥匙刚被操作，就绪控制部21就将车辆的系统设定为就绪状态。
接下来，在步骤S2中，充电/放电控制部22使电池控制器10计算充电/放电控制量。或者，充电/放电控制部22接收由电池控制器10计算出的充电/放电控制量。这样，充电/放电控制部22可以根据由电池控制器10计算出的充电/放电控制量对电池包8进行充电/放电量控制。
接下来，在步骤S3中，故障判断部23判断电池控制器10中是否存在故障。当故障判断部23判断为电池控制器10中存在故障时，处理程序前进到步骤S4。反之，当故障判断部23判断为电池控制器10中不存在故障时，进行步骤S2的处理。
在步骤S4中，充电/放电控制量计算部30单独计算充电/放电控制量。这样，充电/放电控制部22可以根据由车辆控制器20的充电/放电控制量计算部30计算出的充电/放电控制量控制电池包8的充电/放电。稍后将详细描述充电/放电控制量计算部30计算充电/放电控制量的处理。
在步骤S5中，充电/放电控制部22判断钥匙是否关掉。当判断为钥匙关掉时，车辆控制器20前进到步骤S6。反之，当判断为钥匙未关掉时，车辆控制器20进行步骤S4的处理。
在步骤S6中，行驶禁止判断部24判断钥匙是否开启。当判断为钥匙开启时，行驶禁止判断部24前进到步骤S7。
在步骤S7中，行驶禁止判断部24判断电池控制器10中是否存在故障。当判断为电池控制器10中存在故障时，行驶禁止判断部24前进到步骤S8。反之，当行驶禁止判断部24判断为电池控制器10中不存在故障时，再次从步骤S1进行处理。
在步骤S8中，行驶禁止判断部24将就绪状态改变为未就绪状态。也就是说，行驶禁止判断部24禁止驱动驱动电动机6，从而禁止车辆行驶。然后，行驶禁止判断部24结束图3中所示的处理。
上面已经描述了图3中所示的用于电池功率限制控制的处理。
接下来，对图4中用于计算充电/放电控制量的处理进行说明。
图4示出用于计算充电/放电控制量的处理的充电/放电控制量计算部30的配置例子。
如图4中所示，充电/放电控制量计算部30具有发动机功率计算部31、电动机功率计算部32、逆变器直流电压计算部33、电池功率估计部34、第一至第三充电/放电控制量计算部35、36和37以及充电/放电控制量选择部38。
另外，图5示出步骤S4中用于计算充电/放电控制量的处理例子的流程图。下面沿着图5中所示的处理程序具体描述图4中所示的充电/放电控制量计算部30的每个部中的处理内容。
如图5中所示，首先，在步骤S21中，发动机功率计算部31检测发动机2的转数和转矩。例如，发动机功率计算部31根据由发动机速度传感器12检测到的发动机2的转数和燃料注入量计算发动机2的转矩。
接下来，在步骤S22中，电动机功率计算部32分别检测发电电动机5的转数和转矩以及驱动电动机6的转数和转矩。例如，电动机功率计算部32根据由电动机速度传感器13和14各自检测到的发电电动机5的转数和驱动电动机6的转数以及流入逆变器7中的元件（例如，IGBT）的电流的电流值计算发电电动机5的转矩和驱动电动机6的转矩。
接下来，在步骤S23中，发动机功率计算部31计算发动机2的功率ENP。特别地，发动机功率计算部31根据在步骤S21中检测到的发动机2的转数和转矩计算发动机功率ENP。
接下来，在步骤S24中，电动机功率计算部32计算发电电动机5的电动机功率MG2P和驱动电动机6的电动机功率MG1P。特别地，电动机功率计算部32分别根据在步骤S22中检测到的电动机5和6的转数和转矩计算电动机功率MG2P和MG1P。
在此例如通过以下表达式(1)计算发动机2或者每个电动机5、6的功率P：
P＝T·n/9.549...(1)
其中，T表示转矩(Nm)。另一方面，n表示转数(rpm)。
假定半径为R(m)的圆盘在该圆盘的切线方向上接收力(切向力)F(N)并且以转数n旋转。在此情况下，通过下面的表达式(2)计算转矩T。
T＝F·R...(2)
在此情况下，当S表示移动距离时，通过下面的表达式(3)和表达式(4)，根据工作负荷W计算功率P。
W＝F·S
＝F·2π·R·n
＝2π·T·n
...(3)
P＝(2π·T·n)/60(s)
＝T·n/9.549
...(4)
接下来，在步骤S25中，逆变器直流电压计算部33根据由逆变器直流电压传感器15检测到的值计算逆变器7中的直流电压值(在下文中称为逆变器直流电压值)。在此由逆变器直流电压计算部33计算出的逆变器直流电压值取接近由电池控制器10检测到的电池总电压值的值。例如，逆变器直流电压计算部33计算出的逆变器直流电压值对应于相对由电池控制器10检测到的电池总电压值具有大约±5(V)误差的值。以这种方式计算逆变器直流电压值的逆变器直流电压计算部33使用计算出的逆变器直流电压值替代由电池控制器10检测到的电池总电压值。在此电池的总电压值对应于各个电池单元(或者电池模块)的电压总和或者电池包8的总电压。
接下来，在步骤S26中，电池功率估计部34估计电池功率。特别地，电池功率估计部34按下述估计电池功率BTPs。
（1）在EV行驶的情况下（放电，车速＞0并且ENP=0）
BTPs=MG1P...(5)
在EV行驶的情况下，ENP=0，因为发动机2处于停止状态。由于ENP=0，发电电动机5的电动机功率MG2P也为零。因此，电池功率BTPs使用驱动电动机6的电动机功率MG1P。因此，表达式（5）成立。
（2）在发动机启动的情况下（放电，车速＞0并且ENP＜MG2P）
BTPs=MG2P...(6)
在发动机启动的情况下，使用发电电动机5启动发动机2。因此，发电电动机5的电动机功率MG2P等于电池功率BTPs。因此，表达式（6）成立。
（3）在发动机辅助的情况下（放电，车速＞0并且MG1P>MG2P）
BTPs=MG1P-MG2P...(7)
在发动机辅助状态下，车辆通过利用来自电池的电功率驱动（利用电动机功率MG1P驱动）的驱动电动机6行驶，同时利用发动机2（发电电动机5）产生的功率（电动机功率MG2P）将电池充电。因此在该状态下，电池的放电（电动机功率MG1P）大于使用发动机2（发电电动机5）的充电（电动机功率MG2P）。由于这种关系，表达式（7）成立。
（4）在发电情况下（充电，车速＞0并且ENP>MG2P)
BTPs=MG2P-MG1P...(8)
在发电状态下，车辆通过利用来自电池的电功率驱动（利用电动机功率MG1P驱动）的驱动电动机6行驶，同时利用发动机2（发电电动机5）产生的功率（电动机功率MG2P）将电池充电。因此在该状态下，使用发动机2的充电（电动机功率MG2P）大于电池的放电（电动机功率MG1P）。发电的操作与发动机辅助的操作相反。由于上述关系，表达式（8）成立。
（5）在再生情况下（充电，车速＞0并且MG2P=0)
BTPs=MG1P...(9)
在再生状态下，使用驱动电动机6将电池充电。因此，驱动电动机6的电动机功率MG1P等于电池功率BTP。因此，表达式（9）成立。
电池功率估计部34以上述方式估计电池功率BTPs。
图6示出在EV行驶时，在发动机启动时，在发动机辅助时，在发电时，在再生时，车速、发电电动机5的电动机功率（发电电动机功率）、驱动电动机6的电动机功率（驱动电动机功率）、发动机功率和估计的电池功率（下文中称为估计的电池功率）之间关系的例子。另外，图6中所示的阴影区的高度对应于估计的发动机功率。如图6中所示，电动机功率和发动机功率根据车辆状态如发动机启动而变化，并且估计的电池功率随其变化。
接下来，在步骤S28中，第一充电/放电控制量计算部35针对过电压保护计算充电/放电控制量。特别地，第一充电/放电控制量计算部35根据步骤S25中计算出的逆变器直流电压值计算充电/放电控制量。例如，第一充电/放电控制量计算部35参考示出逆变器直流电压值和充电/放电控制量之间关系的表格获取与逆变器直流电压值相对应的充电/放电控制量。
图7示出包括逆变器直流电压值和充电/放电控制量之间关系的图表例子。该表格示出逆变器直流电压值和充电/放电控制量之间的关系以及电动势力（electromotiveforce）和SOC值之间的关系。该表格对应于200V类别的电池包8，其下限电压是150（V），其上限电压是270（V）。
第一充电/放电控制量计算部35参考图7中所示的表格获取与充电侧和放电侧两侧的逆变器直流电压值相对应的充电/放电控制量。例如，在图7中，当逆变器7中的直流电压是220（V）时，在充电侧充电/放电控制量是-8（kW）而在放电侧充电/放电控制量是8（kW）。
接下来，在步骤S29中，第二充电/放电控制量计算部36针对电动势电压计算充电/放电控制量。特别地，第二充电/放电控制量计算部36以如下程序计算充电/放电控制量。
首先，第二充电/放电控制量计算部36在行驶期间在充电时和放电时采样在步骤S25中计算出的逆变器直流电压值和在步骤S26中计算出的估计的电池功率。例如，第二充电/放电控制量计算部36获取20个逆变器直流电压值样本和20个估计的电池功率样本。
第二充电/放电控制量计算部36通过最小二乘法获得作为线性函数的采样逆变器直流电压值和采样估计的电池功率之间的关系。当判断系数最小为0.3时，第二充电/放电控制量计算部36将该线性函数的截距设定为电池包8的电动势电压。
图8示出根据采样逆变器直流电压值和采样估计电池功率之间的关系通过最小二乘法获得的线性函数的例子。在图8中，R2表示判断系数。
如图8中所示，该线性函数由表达y=-0.8897x+237.45表达，并且判断系数R2是0.3693。
第二充电/放电控制量计算部36根据以上述方式获取的电动势电压计算充电/放电控制量。例如，第二充电/放电控制量计算部36参考表格等计算充电/放电控制量。
图9示出包括电动势电压和充电/放电控制量之间关系的表格的例子。
第二充电/放电控制量计算部36参考如图9中所示的表格获取与充电侧和放电侧两侧的电动势电压相对应的充电/放电控制量。
接下来，在步骤S29中，第三充电/放电控制量计算部37针对电池发热计算充电/放电控制量。特别地，第三充电/放电控制量计算部37以如下程序计算充电/放电控制量。
首先，第三充电/放电控制量计算部37预先具有表示电池包8的温度和用于电池包8的电池冷却风扇9的电流有效值之间关系的信息。例如，该信息作为表格等存储在存储部25中。另外，在本实施例中，电池冷却风扇9由交流电流驱动，并且该交流电流的电流值周期性地变化。所述电流有效值是用直流电流代替这种交流电流的电流值。
第三充电/放电控制量计算部37参考预先以表格等存储的所述 信息，获取与以中等驱动模式驱动电池冷却风扇9时（其中以中等程度驱动电池冷却风扇9）估计的电池包8的温度相对应的电流有效值。第三充电/放电控制量计算部37将所获取的电流有效值设定为充电/放电控制量。例如，在200V类别的电池包8中，当电流有效值为40（V）时，充电侧的充电/放电控制量是-8（kW）而放电侧的充电/放电控制量是8（kW）。
在根据本实施例的车辆中，对电池包8的充电/放电控制或者其充电/放电控制量被设计为使得能够以与一般车辆中相同的方式确保驱动诸如电池冷却风扇9等任何车载装置。因此，在本实施例中，第三充电/放电控制量计算部37根据用于驱动电池冷却风扇9的电流值（电流有效值）计算充电/放电控制量。
在步骤S30中，充电/放电控制量选择部38选择通过步骤S27至S29的处理计算出的放电侧的充电/放电控制量中的最小值。此外，充电/放电控制量选择部38还选择通过步骤S27至S29的处理计算出的充电侧的充电/放电控制量中的最小值（绝对值最小）。
上文已经描述了图5中所示的充电/放电控制量计算处理的内容。
操作、效果等
接下来，以举例的方式描述车辆控制器20的操作及其效果等。
一旦车钥匙被操作，车辆控制器20就将车辆的系统设定为就绪状态（步骤S1）。只要在电池控制器10中未检测到故障，车辆控制器20就使电池控制器10计算充电/放电控制量，并且根据计算出的充电/放电控制量对电池包8进行充电/放电控制（步骤S2和S3）。
当在电池控制器10中检测到故障时，车辆控制器20自己计算充电/放电控制量，并且根据计算出的充电/放电控制量对电池包8进行充电/放电控制（步骤S4）
当将钥匙从关掉操作到开启之后在电池控制器10中未检测到故障时，车辆控制器20使电池控制器10计算充电/放电控制量，并且根据计算出的充电/放电控制量对电池包8进行充电/放电控制（从步骤S7至步骤S1和S2）。另一方面，当在将钥匙从关掉操作到开启之后再次在电池控制器10中检测到故障时，车辆控制器20将就绪状态改变为未就绪状态（步骤S5至S8）。
车辆控制器20在此以如下方式计算充电/放电控制量（图5）。
车辆控制器20检测发动机2的转数和转矩，并且分别检测发电电动机5和驱动电动机6的转数和转矩（步骤S21和S22）。车辆控制器20根据发动机2的检测转数和检测转矩计算发动机2的功率ENP（步骤S23）。此外，车辆控制器20根据发电电动机5和驱动电动机6的检测转数和检测转矩分别计算发电电动机5和驱动电动机6的电动机功率MG2P和MG1P（步骤S24）。另一方面，车辆控制器20计算逆变器直流电压值（步骤S25）。
然后车辆控制器20使用计算出的发动机功率ENP和计算出的各电动机的电动机功率计算与诸如EV行驶等车辆状态相对应的估计的电池功率BTPs（步骤S26）。
另外，车辆控制器20分别针对过电压保护、电动势电压和电池发热计算充电/放电控制量（步骤S27至S29）。然后车辆控制器20选择计算出的充电/放电控制量中的最小值（绝对值最小）（步骤S30）。
在上述实施例中，电池控制器10构成例如电池控制部。另一方面，车辆控制器20构成例如车辆控制部。另外，逆变器直流电压传感器15和逆变器直流电压计算部33构成例如逆变器驱动状态检测部。另外，第一至第三充电/放电控制量计算部35至37分别构成第一至第三故障时放电控制量计算部。
本实施例的变形例等
在本实施例中，当判断为存在故障时，充电/放电控制部22可以避免对电池包8的充电/放电控制。例如，充电/放电控制部22在正常状态下（其中在电池控制器10中不存在故障）具有与电池控制器10的通信，并且获得与故障有关的项目的值。例如，在此与故障有关的项目包括电池包8的单元（或模块）中的电压偏差、电池温度偏差、电池温度过高、电池温度等。充电/放电控制部22根据与故障有关的这些项目的值判断是否存在故障。当判断为存在故障时，充电/放电控制部22避免对电池包8的充电/放电控制。
当电池控制器10中存在故障时，充电/放电控制部22可以进行这种故障判断。特别地，充电/放电控制部22保持电池控制器10中即将出现故障时的值。具体来说，充电/放电控制部22以预定的定时将通信项目的值依次存储在存储部25中。充电/放电控制部22根据电池控制器10中即将出现故障时由此获得的值判断是否存在故障。当判断为存在故障时，充电/放电控制部22避免对电池包8的充电/放电控制。例如，充电/放电控制部22将就绪状态改变为未就绪状态，从而避免电池充电/放电控制。
另外，在本实施例中，充电/放电控制量计算部30可以具有第一至第三充电/放电控制量计算部35至37中的至少两个，并且充电/放电控制量选择部38可以从这两个充电/放电控制量计算部计算出的充电/放电控制量中选择绝对值最小的一个充电/放电控制量。
另外，在本实施例中，充电/放电控制量计算部30可仅有第一至第三充电/放电控制量计算部35至37中的一个，并且将第一至第三充电/放电控制量计算部35至37中的一个算出的充放电控制量作为检出电池控制器10的故障时的充放电控制量，而不从充电/放电控制量选择部38选择充电/放电控制量。
尽管已经特别描述了本发明的该实施例，但是本发明的范围不局限于附图和说明书中给出的示例性实施例，而是可以包括能够带来与本发明的效果相同的效果的所有实施例。另外，本发明的范围不局限于权利要求中描述的本发明的特征的组合，而是可以根据从所公开的全部特征中选择的特定特征的任意期望组合来描述本发明的范围。
本申请要求2013年4月11日提交的日本专利申请2013-082879号的优先权，该申请的全部内容通过引用包含在本申请中。

Claims (6)

1.一种用于控制车辆中的电池的充电/放电的电池充电/放电控制设备，所述车辆包括：
所述电池，作为驱动所述车辆的动力源；
逆变器，进行交流/直流相互转换；
驱动电动机，通过电池提供的经过所述逆变器转换的电力对其进行驱动并且其产生的驱动力被传送到驱动轮；以及
发电电动机，被发动机转动以产生电力并且将所产生的电力经过所述逆变器转换后提供给所述电池，
所述电池充电/放电控制设备包括：
电池控制部，其控制所述电池的充电/放电；
车辆控制部，其控制所述逆变器和所述发动机，并且根据来自所述电池控制部的信息控制所述电池的充电/放电；
故障判断部，其判断所述电池控制部中是否存在故障；以及
逆变器驱动状态检测部，其检测所述逆变器的驱动状态，其中，
当所述故障判断部判断所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的所述逆变器的驱动状态控制所述电池的充电/放电。
2.一种用于控制车辆中的电池的充电/放电的电池充电/放电控制设备，所述车辆包括：
所述电池，作为驱动所述车辆的动力源；
逆变器，进行交流/直流相互转换；
驱动电动机，通过电池提供的经过所述逆变器转换的电力对其进行驱动并且其产生的驱动力被传送到驱动轮；以及
发电电动机，被发动机转动以产生电力并且将所产生的电力经过所述逆变器转换后提供给所述电池，
所述电池充电/放电控制设备包括：
电池控制部，其控制所述电池的充电/放电；
车辆控制部，其控制所述逆变器和所述发动机，并且根据来自所述电池控制部的信息控制所述电池的充电/放电；
故障判断部，其判断所述电池控制部中是否存在故障；以及
逆变器驱动状态检测部，其检测所述逆变器的驱动状态，其中，
当所述故障判断部判断所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的所述逆变器的驱动状态控制所述电池的充电/放电，其中，
所述电池控制部向所述车辆控制部输出用于控制所述电池的充电/放电的充电/放电控制量，
所述电池充电/放电控制设备进一步包括：故障时放电控制量计算部，其根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的流入所述逆变器的电流的电压值计算所述充电/放电控制量，并且
当所述故障判断部判断所述电池控制部中不存在故障时，所述车辆控制部根据从所述电池控制部提供的所述充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电，并且当所述故障判断部判断为所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述故障时放电控制量计算部计算出的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电。
3.一种用于控制车辆中的电池的充电/放电的电池充电/放电控制设备，所述车辆包括：
所述电池，作为驱动所述车辆的动力源；
逆变器，进行交流/直流相互转换；
驱动电动机，通过电池提供的经过所述逆变器转换的电力对其进行驱动并且其产生的驱动力被传送到驱动轮；以及
发电电动机，被发动机转动以产生电力并且将所产生的电力经过所述逆变器转换后提供给所述电池，
所述电池充电/放电控制设备包括：
电池控制部，其控制所述电池的充电/放电；
车辆控制部，其控制所述逆变器和所述发动机，并且根据来自所述电池控制部的信息控制所述电池的充电/放电；
故障判断部，其判断所述电池控制部中是否存在故障；以及
逆变器驱动状态检测部，其检测所述逆变器的驱动状态，其中，
当所述故障判断部判断所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的所述逆变器的驱动状态控制所述电池的充电/放电，其中，
所述电池控制部向所述车辆控制部输出用于控制所述电池的充电/放电的充电/放电控制量，
所述电池充电/放电控制设备进一步包括：充电/放电量估计部，其根据所述驱动电动机和所述发电电动机的驱动状态估计所述电池的充电/放电量；电动势电压计算部，其根据由所述充电/放电量估计部估计的所述电池的充电/放电量和由所述逆变器驱动状态检测部检测到的流入所述逆变器的电流的电压值计算所述电池的电动势电压；以及故障时放电控制量计算部，其根据由所述电动势电压计算部计算出的电动势电压计算所述充电/放电控制量，并且
当所述故障判断部判定所述电池控制部中不存在故障时，所述车辆控制部根据从所述电池控制部提供的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电，并且当所述故障判断部判断为所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述故障时放电控制量计算部计算出的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电。
4.一种用于控制车辆中的电池的充电/放电的电池充电/放电控制设备，所述车辆包括：
所述电池，作为驱动所述车辆的动力源；
逆变器，进行交流/直流相互转换；
驱动电动机，通过电池提供的经过所述逆变器转换的电力对其进行驱动并且其产生的驱动力被传送到驱动轮；以及
发电电动机，被发动机转动以产生电力并且将所产生的电力经过所述逆变器转换后提供给所述电池，
所述电池充电/放电控制设备包括：
电池控制部，其控制所述电池的充电/放电；
车辆控制部，其控制所述逆变器和所述发动机，并且根据来自所述电池控制部的信息控制所述电池的充电/放电；
故障判断部，其判断所述电池控制部中是否存在故障；以及
逆变器驱动状态检测部，其检测所述逆变器的驱动状态，其中，
当所述故障判断部判断所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的所述逆变器的驱动状态控制所述电池的充电/放电，其中，
所述电池控制部向所述车辆控制部输出用于控制所述电池的充电/放电的充电/放电控制量，
所述电池充电/放电控制设备进一步包括：存储部，其存储驱动所述电池的冷却风扇所需要的有关所述电池提供电流的电流值与所述电池温度相关的信息；以及故障时放电控制量计算部，其参照存储在所述存储部中的所述信息，获取与所述冷却风扇在预定驱动状态下驱动时估计出的与所述电池的温度相对应的电流值，并且根据所获取的电流值计算所述充电/放电控制量，并且
当所述故障判断部判断所述电池控制部中不存在故障时，所述车辆控制部根据从所述电池控制部提供的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电，并且当所述故障判断部判定为所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述故障时放电控制量计算部计算出的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电。
5.一种用于控制车辆中的电池的充电/放电的电池充电/放电控制设备，所述车辆包括：
所述电池，作为驱动所述车辆的动力源；
逆变器，进行交流/直流相互转换；
驱动电动机，通过电池提供的经过所述逆变器转换的电力对其进行驱动并且其产生的驱动力被传送到驱动轮；以及
发电电动机，被发动机转动以产生电力并且将所产生的电力经过所述逆变器转换后提供给所述电池，
所述电池充电/放电控制设备包括：
电池控制部，其控制所述电池的充电/放电；
车辆控制部，其控制所述逆变器和所述发动机，并且根据来自所述电池控制部的信息控制所述电池的充电/放电；
故障判断部，其判断所述电池控制部中是否存在故障；以及
逆变器驱动状态检测部，其检测所述逆变器的驱动状态，其中，
当所述故障判断部判断所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的所述逆变器的驱动状态控制所述电池的充电/放电，其中，
所述电池控制部向所述车辆控制部输出用于控制所述电池的充电/放电的充电/放电控制量，
所述电池充电/放电控制设备进一步包括：充电/放电量估计部，其根据所述驱动电动机和所述发电电动机的驱动状态估计所述电池的充电/放电量；电动势电压计算部，其根据由所述充电/放电量估计部估计的所述电池的充电/放电量以及由所述逆变器驱动状态检测部检测到的流入所述逆变器的电流的电压值计算所述电池的电动势电压；存储部，其存储由所述电池提供给冷却风扇的电流的电流值与所述电池温度相关联的信息；以及具有第一故障时放电控制量计算部、第二故障时放电控制量计算部和第三故障时放电控制量计算部的至少两个的充放电控制量计算部：其中，所述第一故障时放电控制量计算部，其根据由所述逆变器驱动状态检测部检测到的流入所述逆变器的电流的电流值计算所述充电/放电控制量；第二故障时放电控制量计算部，其根据由所述电动势电压计算部计算出的电动势电压计算所述充电/放电控制量；以及第三故障时放电控制量计算部，其参照存储在所述存储部中的所述信息，获取与所述冷却风扇在预定驱动状态下驱动时估计的所述电池的温度相对应的所述电流值，并且根据所获取的电流值计算所述充电/放电控制量，并且
当所述故障判断部判断所述电池控制部中不存在故障时，所述车辆控制部根据所述电池控制部提供的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电，并且当所述故障判断部判定为所述电池控制部中存在故障时，所述车辆控制部根据由所述第一至第三故障时放电控制量计算部中的至少两个故障时放电控制量计算部计算出的充电/放电控制量中绝对值最小的充电/放电控制量控制所述电池的充电/放电。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池充电/放电控制设备，其中：
所述车辆在电源接通时行走开始，在电源断开时行走结束；并且
所述电池充电/放电控制设备进一步包括：车辆禁止判断部，其当所述故障判断部在所述电源从断开切换到接通时判断出所述电池控制部中存在故障时，禁止驱动所述驱动电动机，从而禁止所述车辆行驶。
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