CN104662771A - 充电控制装置和充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种充电控制装置，利用来自充电器(10)的输出电力将电池(20)充电至规定的充电率，其特征在于，具备：充电器控制单元，其基于表示电池(20)的充电电力与电池(20)的状态及电池(20)的充电时间对应的关系的第一对应表来控制充电器(10)的输出电力；以及允许充电时间运算单元，其运算作为电池(20)的充电时间的允许充电时间，其中，充电器控制单元参照第一对应表来运算在允许充电时间内对电池(20)充电的充电电力，并通过基于允许充电时间运算出的充电电力来控制充电器(10)的输出电力。

Description

充电控制装置和充电控制方法
技术领域
本发明涉及一种充电控制装置和充电控制方法。
本申请要求2012年9月24日申请的日本专利申请的特愿2012-209193号的优先权，针对文献参照中引用的指定国，上述申请记载的内容作为参照引用入本申请中，并作为本申请的记载的一部分。
背景技术
公开了如下那样设定的电池组的充电装置：以规定的边界温度Tc为界限，在最高电池温度低于边界温度Tc的情况下，以固定的电流值A1充电，在最高电池温度高于边界温度Tc的情况下，以比电流值A1小的电流值A2充电，其中，最高电池温度是构成电池组的多个二次电池中的温度最高的电池的温度(专利文献1)。
专利文献1：日本特开2001-314046号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述充电装置中，仅根据电池的温度条件来设定电池的充电电流，因此，在电池的温度高而以小的电流值进行了充电的情况下，存在过度耗费充电时间而给用户带来不适感的问题。
本发明所要解决的问题是，提供一种能够在不给用户带来不适感的充电时间内对电池充电的充电控制装置或者充电控制方法。
用于解决问题的方案
本发明参照表示电池的充电电力与电池的状态及电池的充电时间的关系的对应表来运算在运算出的允许充电时间内对电池充电的充电电力，并通过运算出的充电电力来控制充电器的输出电力，由此解决上述问题。
发明的效果
根据本发明，运算使充电在允许充电时间内结束的充电电力来控制电池的充电，由此不再超出允许充电时间地对电池充电，因此能够防止充电时间过长而给用户带来不适感。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的充电系统的框图。
图2是表示与图1的电池的充电电流对应的最高电压单元的电压特性的曲线图。
图3是图1的充电时间运算部中记录的对应表的概要图。
图4是图1的允许充电时间运算部中记录的对应表的概要图。
图5是表示由图1的充电时间运算部运算出的充电电力和充电时间的特性、以及允许充电时间与充电电力及充电时间的特性的关系的曲线图。
图6的(a)是表示图1的电池中的与充电时间对应的充电电力的特性的曲线图，图6的(b)是表示图1的电池中的与充电时间对应的电池温度的特性的曲线图。
图7是表示图1的电池中的与充电时间对应的充电电力的特性的曲线图。
图8是表示图1的LBC的控制过程的流程图。
图9是本发明的变形例所涉及的充电系统的框图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明本发明的实施方式。
图1是本发明的实施方式所涉及的充电控制装置的充电系统的框图。本例的充电系统是对装载于电动汽车、混合动力车辆这些车辆等的电池充电的系统。充电控制装置是充电系统的结构的一部分，装载于该车辆等。
本例的充电系统具备充电器10、电池20以及LBC 50。电池20和LBC 50装载于车辆侧。此外，装载充电控制装置的车辆除了具备电池20等结构以外，还具备电动机等结构，在图1中省略了图示。
充电器10是对电池20充电的充电器，设置于车辆的外部。充电器10具有基于LBC 50的控制将从交流电源100输入的电力变换为适于电池20的充电的电力并输出到电池20的充电电路。充电器10具有逆变器、DC/DC转换器以及控制器等。充电器10通过线缆等与电池20连接。
电池20是通过连接多个锂离子电池等二次电池(以下也称为单元。)而构成的电池，是车辆的动力源。电池20经由逆变器(未图示)与电动机(未图示)连接。能够通过该电动机的再生对电池20充电，还能够利用车辆外的充电器10对电池20充电。
LBC(锂离子电池控制器)50是如下的控制器：根据连接于电池20的电压传感器、电流传感器以及检测电池20的温度的传感器的检测值来测量电池20的SOC等，管理已被充电至电池20的电池容量等电池20的状态。另外，LBC50还是如下控制器：通过与充电器10进行控制信号的发送和接收来控制充电器10，由此控制电池20的充电。
LBC 50具有电流检测部51、电压检测部52、温度检测部53、SOC运算部54、可充电电力运算部55、充电时间运算部56、允许充电时间运算部57、限制充电电力运算部58以及指令值运算部59。
电流检测部51与电池20连接，是检测电池20的电流的传感器。电流检测部51的检测值被输出到SOC运算部54、可充电电力运算部55以及充电时间运算部56。
电压检测部52与电池20连接，是检测电池20的电压的传感器。电压检测部52检测电池20所包含的多个电池各自的电压以及该多个电池的总电压。电压检测部52的检测值被输出到可充电电力运算部55和充电时间运算部56。
温度检测部53设置于电池20，是检测电池20的温度的传感器。温度检测部51的检测值被输出到可充电电力运算部55、充电时间运算部56以及允许充电时间运算部57。
SOC运算部54通过对由电流检测部51检测出的检测值进行累加来对充电电流进行积分，从而运算电池20的SOC。SOC运算部54将运算出的SOC输出到充电时间运算部56和允许充电时间运算部57。
此外，SOC运算部54也可以根据电压检测部52的检测电压来运算电池20的SOC。电池20的电压与SOC之间具有相关性，因此，表示该相关性的对应表被记录在存储器40中，SOC运算部54参照存储器40的该对应表运算与电压检测部52的检测电压对应的SOC来作为电池20的SOC。
此外，电池20的电压与SOC的相关性根据电池20的劣化度不同而变化，因此也可以将对应表设为与电池20的劣化度相应的对应表。例如根据电池20的内阻来运算电池20的劣化度即可。另外，例如能够使用由电流检测部51检测出的电流值的变化和由电压检测部52检测出的电压的变化来计算电池20的内阻。
可充电电力运算部55根据电流检测部51的检测电流、电压检测部52的检测电压以及温度检测部53的检测温度来运算电池20的可充电电力。可充电电力是在电池20的充电时能够在抑制电池20的劣化加剧的同时充电的最大电力，是能够从充电器10输入到电池20的最大的输入电力。此外，可充电电力一般也被称为可输入电力或者最大可充电电力、最大可输入电力，在本实施方式中记载为可充电电力。可充电电力运算部55按以下方法来运算可充电电力。
对于电池20，与电池20的性能相应地对各单元设定充电上限电压。充电上限电压是为了防止电池20的劣化而成为对电池20充电时的上限的电压。充电上限电压被设定为在构成电池20的电池(单元)的内部开始析出锂的电压或者比开始析出锂的电压低的电压。
根据电池温度、输入到电池20的充电电流以及电池20的内阻来运算充电上限电压。例如，电池20的充电电流越大，则所运算出的充电上限电压越低，电池20的充电电流越小，则所运算出的充电上限电压越高。
在电池20由多个电池构成的情况下，必须将多个电池中的电压最高的电池的电压抑制为充电上限电压。可充电电力运算部55根据由电压检测部52检测出的各单元的电压来确定电压最高的单元。可充电电力运算部55基于所确定的单元的电压、该单元的内阻、单元的充电电流以及充电上限电压来运算能够输入到电池的可输入电流。
根据具有最高的端子电压的单元的内阻和该单元的充电上限电压来计算可输入电流。根据由电压检测部52检测出的该单元的端子电压和该单元的充电电流来运算单元的内阻。
图2是说明可输入电流(IMAX)的运算方法的图。可充电电力运算部55根据具有最高的端子电压的单元的内阻，如图2所示那样运算该单元的内阻线LR。
内阻线LR是针对具有最高的端子电压的单元表示该单元的充电电流与该单元的电压的关系的直线。此外，例如能够根据电池20的总内阻和电池20的开路电压来计算内阻线LR。电池20的总内阻是电池20所包含的多个单元的整体的电阻值。
充电上限电压线LV_LIM与电池20的充电电流具有相关性。因此，表示充电上限电压与电池20的充电电流的相关性的对应表被预先记录于存储器，可充电电力运算部55通过参照该对应表并使用电流检测部51的检测电流来运算充电上限电压(相当于充电上限电压线LV_LIM)即可。
在图2所示的特性中，充电上限电压线LV_LIM与内阻线LR的交点处的电流成为能够向具有最高的端子电压的单元输入的可输入电流。由此，利用可充电电力运算部55运算出可输入电流。
而且，可充电电力运算部55能够通过对电池20的总内阻乘以可输入电流(IMAX)的平方来运算可充电电力。此外，可充电电力的运算方法也可以是除上述方法以外的方法。可充电电力运算部55将运算出的可充电电力输出到指令值运算部59。
返回到图1，充电时间运算部56基于表示电池20的状态、电池20的充电时间以及电池的充电电力的对应关系的对应表来运算充电时间。另外，充电时间运算部56使用该对应表来运算与电池20的充电时间对应的电池的充电电力的特性，并输出到限制充电电力运算部58。充电时间运算部56基于电池20的温度运算充电时间来作为表示电池20的状态的指标。电池20的充电电力表示在充电中实际被供给至电池20的电力，是根据电流检测部51的检测电流和电压检测部52的检测电压运算出的值。
允许充电时间运算部57运算电池的充电时间的允许充电时间，并输出到限制充电电力运算部58。允许充电时间是用户所允许的充电时间，是预先设定的时间。在充电时间非常长的情况下，使用户等待直到经过该充电时间为止对于用户来说是不方便的。因此，本例考虑到用户的便利性等，预先通过实验等求出并设定用户所允许的充电时间，并记录到允许充电时间运算部57中。此外，关于允许充电时间，在后文也会说明。
限制充电电力运算部58基于由充电时间运算部56运算出的、与电池20的充电时间对应的电池的充电电力的特性和由允许充电时间运算部58运算出的允许充电时间运算在允许充电时间内对电池20充电的充电电力来作为限制充电电力，并输出到指令值运算部59。限制充电电力表示在允许充电时间内对电池20充电的情况下实际向电池20供给的充电电力的限制电力。
指令值运算部59基于由可充电电力运算部55运算出的电池20的可充电电力和充电器10的可输出电力来运算从充电器10输出的电力的指令值。另外，指令值运算部59运算从充电器10输出的电力的指令值，以使电池20的充电电力成为由限制充电电力运算部58运算出的限制充电电力。
充电器10的可输出电力表示能够从充电器10输出的最大的输出电力，相当于充电器10的额定电力。即，可输出电力是根据充电器10的能力预先设定的值，充电器10的输出电力被限制在该可输出电力以下。关于充电器10，存在可输出电力高的快速充电器和可输出电力比快速充电器的可输出电力低的普通充电器。LBC 50在通过线缆等确认充电器10与电池20之间的连接后，接收从充电器10发送的信号，并获取充电器10的可输出电力。
指令值运算部59将运算出的输出电力的指令值发送到充电器10。充电器10为了由指令值运算部59发送输出指令值的电力而对交流电源100的电力进行变换并供给到电池20。由此，基于指令值运算部59的指令值来控制充电器10，以对电池20充电。
接着，说明LBC 50的控制。LBC 50进行以下控制：不将充电时间限定为允许充电时间地对电池20充电的控制和基于由允许充电时间运算部50运算出的允许充电时间对电池20充电的控制。首先，对前者的普通的充电控制进行说明。
LBC 50在基于用户等的操作而接收到利用充电器10开始电池20的充电的意思的信号时，设定电池20的目标充电率，确认充电器10与电池20之间的连接并开始充电控制。在此，设目标充电率被设定为满充电的充电率。
指令值运算部59从充电器10获取充电器10的可输出电力。另外，充电器控制部57获取由可充电电力运算部55运算出的可充电电力。然后，指令值运算部59将可输出电力与可充电电力进行比较，根据该比较的结果和电池20的当前的SOC来运算向电池20输出的充电器10的输出电力。
本例的电池20是装载于车辆等的二次电池，电池20的电池容量大。由于交流电源100的额定电力、充电器10的转换器的升压等，而在提高充电器10的可输出电力方面也存在局限性。因此，在电池20的SOC低的情况下，充电器10的可输出电力比电池20的可充电电力低。
在电池20的SOC高的情况下，能够向电池20输入的电力变低。因此，电池20的可充电电力比充电器10的可输出电力低。
在电池20的可充电电力为充电器10的可输出电力以上的情况下，指令值运算部59运算出输出电力的指令值并输出到充电器10，以从充电器10输出充电器10的可输出电力。充电器10以可输出电力开始对电池20充电。由此，电池20在恒定电力充电控制下被充电。
另一方面，在电池20的可充电电力小于充电器10的可输出电力的情况下，指令值运算部59运算出输出电力的指令值并输出到充电器10，以从充电器10输出电池20的可充电电力。充电器10以使向电池20输出的电力成为可充电电力的方式降低输出电流来对电池20充电。另外，指令值运算部59以使充电器10的输出电力随着电池20的SOC的上升而降低的方式运算指令值，充电器10基于该指令值使输出电流逐渐降低。此外，输出电压是固定的，因此电池20在恒压充电控制下被充电。
可充电电力运算部55在电池20的充电中根据电流检测部51等的检测值来运算电池20的可充电电力，并发送到指令值运算部59。在电池20的可充电电力高于充电器10的可输出电力的情况下，LBC 50通过恒定电力充电控制来控制充电器10。另一方面，在电池20的可充电电力低于充电器10的可输出电力的情况下，LBC 50通过恒压充电控制来控制充电器10。然后，当基于由SOC运算部54运算出的SOC确认电池20成为满充电的状态时，LBC 50结束电池20的充电。此外，关于电池20的满充电，例如在恒压充电控制下对电池20进行了充电的情况下，当电池20的充电电流降低至用于判定满充电的电流阈值时，判定为电池20达到满充电。此外，满充电的判定并不限于上述情况，例如也可以根据由SOC运算部54运算出的SOC的每单位时间的增加量成为规定值以下判定出满充电。
另外，充电时间运算部56运算在充电中从充电开始时的电池20的SOC起充电至相当于满充电的SOC为止的充电时间。在充电时间运算部56中预先记录有示出表示电池20的状态的电池温度、电池20的充电时间以及电池20的充电电力的对应关系的对应表。使用图3来说明充电时间运算部56的对应表。图3是用于说明对应表的概要图。
如图3所示，对应表是按充电电力示出充电时间与SOC及电池温度的相关关系的多个对应表。充电时间是从相应的SOC充电至相当于满充电的SOC为止的时间。例如，在充电中的电池20的当前的充电电力(充电器10已输出的电力，已对电池20充电的电力)为50kW、电池20的温度为10度、电池20的SOC为10％的情况下，充电时间运算部56从图3的对应表中提取充电电力(50kW)的对应表，运算与电池20的温度(10度)及SOC(10％)对应的时间(70分种)来作为充电时间。LBC 50将由充电时间运算部56运算出的充电时间显示在设置于车厢内的显示器(未图示)中，或者，对用户所拥有的便携式终端等发送包含充电时间的信号，以将充电时间显示于该便携式终端。
接着，说明基于允许充电时间的电池20的充电控制。在允许充电时间运算部57中，如图4所示那样预先记录有表示充电器10的可输出电力、电池20的电池温度以及允许充电时间的对应关系的对应表。使用图4来说明允许充电时间运算部57的对应表。图4是用于说明该对应表的概要图。
关于电池的20的温度与允许充电时间的关系，针对与作为基准的电池20的温度对应的允许充电时间进行如下设定：电池20的温度越高则允许充电时间越长，电池20的温度越低则允许充电时间越长。即，允许充电时间被设定为：以允许充电时间最短的电池20的温度(在图4中为0℃～10℃)为中心，电池20越变为高温则允许充电时间越长，电池20越变为低温则允许充电时间越长。
在对应表中设定的温度范围被设定为根据电池20的使用状态、电池20的环境条件等而假定的温度范围或者比该假定的温度范围稍大的范围。
而且，与该温度范围的上限温度或者该温度范围的高的一侧的温度对应的允许充电时间是基于电池20的温度与发生副反应的难易度的关系设定的。所谓电池20的副反应，例如是指电池20的电解液的分解反应等导致电池20劣化的反应。而且，作为二次电池的性能，当在电池的温度高的状态下以高的充电电力对电池充电时，易于发生副反应，从而导致电池20的劣化过度加剧。而且，一般用户意识到，在电池温度高的情况下，为了防止电池20的劣化而在充电时使充电时间变长。因此，在对应表中设定的温度范围中，设定为越靠高温侧的温度则允许充电时间越长。
另外，与在对应表中设定的温度范围的下限温度或者该温度范围的低的一侧的温度对应的允许充电时间是基于电池20的温度与电池20的反应速度的关系设定的。作为二次电池的性能，电池的温度越低则电池内的反应速度越慢，电池的内阻越高。因此，在电池的温度低的情况下，无法提高电池20的充电电流，充电耗费时间。而且，一般用户意识到，在电池温度低的情况下充电时间会变长。因此，在对应表中设定的温度范围中，设定为越靠低温侧的温度则允许充电时间越长。
接着，说明充电器10的可输出电力与允许充电时间的关系。充电器10的可输出电力越高则充电时间越短是一般用户意识到的事项。因此，设定为充电器10的可输出电力越高则允许充电时间越短。
即，考虑上述情形，在图4的对应表中设定的允许充电时间是如下长度的充电时间：充电时的充电电力成为不会使电池20过度劣化的程度的充电电力的充电时间、即不会使电池20过度劣化的程度那样长的充电时间，并且，根据温度和充电器10的可输出电力来设定不给用户带来不适感的程度的充电时间。
另外，在图4的对应表中设定的可输出电力的范围被设定为比普通充电的充电器(普通充电器)10的额定电力(可输出电力)高的范围。即，图4的对应表是与快速充电的充电器(快速充电器)10的额定输出(可输出电力)对应的对应表。另外，快速充电器的额定输出根据充电器10的种类不同而有所不同，因此，在对应表中设定的充电器输出(可输出电力)被设定在包含根据充电器10的种类不同而有所不同的可输出电力的一定范围内。
接着，说明允许充电时间与SOC的关系。当对电池10充电使得SOC接近满充电的SOC时，相对于对电池20充电的时间而SOC的上升率变低。另外，在使用快速充电器对电池20充电的情况下，有时考虑向电池20施加的负载而将上限的目标充电率(目标SOC)设定成比电池20的满充电时的充电率低。在这种情况下，允许充电时间被设定为充电至比满充电的SOC低的SOC为止的充电时间。
此外，也可以将上限的目标充电率(目标SOC)设为使充电中的每单位时间的SOC上升率比规定的上升率低的、预先确定的规定的SOC，考虑将允许充电时间设定为从开始充电起直到充电至预先确定的规定的SOC为止的时间。即，通过仅在SOC的上升率高于规定的上升率的SOC的区域中进行充电，能够极短地设定允许充电时间，从而抑制充电时间长之类的用户的不满。
如上所述，关于允许充电时间，按电池20的状态、充电器10的可输出电力这些条件来设定用户所允许的充电时间。另外，通过将设定充电时间时的目标充电率设定为比满充电时低的充电率，来将允许充电时间设定为如下的允许充电时间：在充电时间内在充电効率高的区域进行充电，避免由于充电至满充电为止花费了长的充电时间而给用户带来不适感。
LBC 50在确认充电器10与电池20之间的连接后开始充电控制时，首先获取充电器10的可输出电力。LBC 50判定充电器10的可输出电力是否处于在图4的对应表中设定的充电器输出(可输出电力)的范围内。在可输出电力不在对应表中设定的可输出电力范围内的情况下，LBC 50判定为充电器10是普通充电器，进行上述的普通的充电控制。
另一方面，在充电器10的可输出电力处于在图4的对应表中设定的充电器输出(可输出电力)的范围内的情况下，LBC 50利用允许充电时间运算部57来运算允许充电时间。
允许充电时间运算部57获取充电器10的可输出电力、由温度检测部53检测出的电池20的温度以及充电开始时的SOC。允许充电时间运算部57参照图4的对应表运算与可输出电力、电池温度及SOC对应的充电时间来作为允许充电时间，并输出到限制充电电力运算部58。
另外，在充电器10的可输出电力处于在图4的对应表中设定的充电器输出的范围内的情况下，充电时间运算部56获取电池20的温度和SOC。然后，充电器时间运算部56分别提取出每个充电电力的对应表中的与电池20的温度及SOC对应的充电时间，运算充电电力和充电时间的特性(相关关系)，将运算结果输出到限制充电电力运算部58。
限制充电电力运算部58基于由充电时间运算部56运算出的充电电力和充电时间的特性以及由允许充电时间运算部57运算出的允许充电时间来运算限制充电电力。
图5是表示充电时间和充电时间的特性以及充电时间和充电时间的特性与允许充电时间的关系的曲线图。充电时间和充电电力的特性由曲线a表示。允许充电时间(To)是根据图4的对应表运算出的唯一的值，因此由固定值表示。另一方面，通过将从图3所示的各对应表中分别提取出的值用近似的曲线连接来导出充电时间和充电电力的特性，并用曲线来表示。
而且，相当于充电时间和充电电力的特性与允许充电时间(To)的特性的交点的电力为限制充电电力(Po)。而且，限制充电电力运算部58向指令值运算部59输出限制充电电力(Po)。指令值运算部59运算用于将电池20的充电电力设为限制充电电力(Po)的充电器10的输出电力的指令值，并输出到充电器10。
LBC 50在通过限制充电电力(Po)对电池20充电的过程中，利用SOC运算部54来管理电池20的SOC。指令值运算部59以使充电器10的输出电力随着电池20的SOC的上升而低于限制充电电力(Po)的方式运算指令值，充电器10基于该指令值使输出电流逐渐降低。然后，当电池20达到目标SOC时，LBC 50结束电池20的充电。此外，在此，考虑到由于因传感器误差等引起的控制上的误差等而导致即使经过允许充电时间也不会结束充电的情况，优选的是，即使在电池20达到目标SOC之前也在经过允许充电时间时结束充电。在该情况下，电池20仅被充电至低于目标SOC的SOC，但两者之差处于控制上的误差范围内，电池20被充电至大致等于目标SOC的SOC，因此不存在问题。
由此，在将电池20的充电电力设为限制充电电力来对电池20进行充电的情况下，不存在电池20越过度劣化则电池20的温度越上升的情形，能够在允许充电时间内结束电池20的充电。
在此，使用图6来说明充电时间与温度的关系以及充电时间与电池温度的关系。图6的(a)是表示与充电时间对应的充电电力的特性的曲线图，(b)是表示与充电时间对应的电池温度的特性的曲线图。图6的(a)、(b)中的曲线a示出本发明的特性，曲线b与本发明不同，是示出仅基于温度来设定充电电力时的特性(比较例1)，曲线c与本发明不同，是示出不设置温度、充电时间的限制而以充电器10的最大输出(Pc)进行充电时的特性(比较例2)的曲线。电力(Pe)是用于判定满充电的阈值，在恒定电流控制中相当于用于判定电池20的满充电的电流阈值。此外，在曲线a、b示出的本发明和比较例中，设充电开始时的电池温度、SOC以及目标充电率相同。另外，将所使用的充电器10的可输出电力也设为相同的电力。
在本例中，运算出允许充电时间，并以在允许充电时间内结束充电的方式设定充电电力，因此，与充电时间对应的充电电力的特性成为曲线a那样。另一方面，在比较例1中，仅基于温度来设定充电电力，并以在充电中电池温度几乎不升高的方式设定充电电力，因此充电开始时的充电电力(Pb)比本发明的电力(Po)低。而且，比较例1的充电时间(Tb)比本发明的充电时间(To)长与充电电力低的量相应的时间。另外，比较例2的充电时间(Tc)比本发明的充电时间(To)短。
对于电池温度，关于充电结束时的电池的温度，本发明的电池温度(to)比比较例1的电池温度(tb)高与充电电力高的量相应的温度。而且，比较例2的电池温度(tc)比电池温度(to)高。
在电池20的充电中，施加于电池20的热量与对电池20的内阻(R)乘以充电电流(I)的平方值而得到的值有关。因此，对曲线a、b进行比较可知，即使降低电池20的充电电流，电池温度的降低量也不会相应地变大，反而充电时间变长。换句话说，即使如本发明那样为了使电池20的充电在允许充电时间内结束而相对于比较例1提高了电池20的充电电流，电池温度的上升量也小，能够进一步缩短充电时间。
进一步地，使用图7来说明充电电力、充电时间以及电池温度的关系。图7是表示与充电时间对应的充电电力的特性的曲线图。图7的曲线a表示本发明的特性，曲线d与本发明不同，是示出基于比允许充电时间短的充电时间来设定充电电力时的特性(比较例3)。电力(Pe)是用于判定满充电的阈值。此外，在曲线a、d示出的本发明和比较例中，设充电开始时的电池温度、SOC以及目标充电率相同。另外，设所使用的充电器10的可输出电力也是相同的电力。
在比较例3中，充电电力(Pd)比限制充电电力(Po)高与将充电时间设定为比允许充电时间(To)短的时间(Td)时缩短的量相应的量。而且，在比较例3中，由于充电电力(Pd)比限制充电电力(Po)高，因此充电中的电池的温度比本发明的充电中的电池的温度高，电池的劣化可能会过度加剧。
如上所述，在本例中，基于允许充电时间运算出限制充电电力(Po)来控制对电池20充电时的充电器10的输出电力，因此能够兼顾电池20的温度和充电时间这两者，能够极力抑制因电池20的温度上升导致的电池劣化，从而在不给用户带来不适感的充电时间内对电池20充电。
接着，使用图8来说明LBC 50的充电控制。图8是表示LBC 50的充电控制的控制过程的流程图。
在步骤S1中，LBC 50基于来自充电器10的信号来检测充电器10的可输出电力。在步骤S2中，LBC 50判定充电器10的可输出电力是否处于在对应表(图4的对应表)中设定的设定电力的范围内。在充电器10的可输出电力在对应表的设定电力的范围外的情况下，在步骤S20中，LBC 50进行不将充电时间限制为允许充电时间的普通的充电控制。
另一方面，在充电器10的可输出电力处于对应表的设定电力的范围内的情况下，在步骤S3中，温度检测部53检测电池20的温度。在步骤S4中，SOC运算部54运算电池20的SOC。在步骤S5中，允许充电时间运算部57基于步骤S1的可输出电力、步骤S3的电池20的温度以及步骤S4的SOC，参照图4的对应表来运算允许充电时间。
在步骤S6中，充电时间运算部56基于步骤S3的电池温度和步骤S4的SOC，参照图3的对应表来运算充电电力-充电时间特性。在步骤S7中，限制充电电力58基于允许充电时间和充电电力-充电时间特性来运算限制充电电力。
在步骤S8中，指令值运算部59基于限制充电电力来运算充电器10的输出电力的指令值并输出到充电器10，由此开始电池10的充电。在步骤S9中，在电池20的充电过程中，电流检测部51和电压检测部53检测电池20的电流和电压。
在步骤S10中，LBC 50基于步骤S9的检测电压和检测电流来控制充电器10，从而控制电池20的充电电力。在步骤S11中，LBC 50判定电池20的充电电流是否为表示满充电的电流阈值(用于判判定充电的电流阈值)以下。
在电池20的充电电流高于电流阈值的情况下，返回到步骤S9，继续电池20的充电。另一方面，在电池20的充电电流为电流阈值以下的情况下，指令值运算部59对充电器10输出充电结束的指令值。然后，结束本例的充电控制。
如上所述，在本例中，参照表示电池20的充电电力与电池20的状态及电池20的充电时间对应的关系的对应表(相当于图3的对应表)来设定在允许充电时间内对电池20充电的充电电力，通过基于允许充电时间设定的充电电力来控制充电器10的输出电力。由此，能够极力抑制电池的劣化，并且在不给用户带来不适感的充电时间内对电池20充电。
另外，在本例中，根据电池20的温度来运算允许充电时间。用户将与温度条件相应的充电时间识别为目标。因此，能够针对电池20的温度条件在不给用户带来不适感的充电时间内对电池20充电，并且能够抑制伴随着温度上升的电池的劣化。
另外，在本例中设定为，电池20的温度越高于规定的温度则使允许充电时间越长，电池20的温度越低于该规定的温度则使允许充电时间越长。如上所述，当电池20的温度过高时，充电时间变长，另外，即使电池20的温度过低，充电时间也变长。因此，能够运算出与该特性相应的允许充电时间，因此能够极力抑制电池的劣化，并且在不给用户带来不适感的充电时间内对电池20充电。
另外，在本例中，基于电池温度与电池20的副反应的发生难易度的关系来设定与电池20的上限温度对应的允许充电时间，另外，基于电池温度与电池20的反应速度的关系来设定与电池20的下限温度对应的允许充电时间。由此，能够将与电池20的上限温度及下限温度对应的各个允许充电时间设定为基于电池20的性质的适当的时间。作为其结果，能够在不给用户带来不适感的充电时间内对电池20充电。
另外，在本例中，根据充电器10的可输出电力来运算允许充电时间。用户将与充电器10的额定电力相应的充电时间识别为目标。因此，能够针对电池20的可输出电力的条件在不给用户带来不适感的充电时间内对电池20充电，并且抑制伴随着温度上升的电池的劣化。
另外，在本例中，基于表示可输出电力高于规定的电力的充电器10的可输出电力与允许充电时间的关系的对应表(相当于图4的对应表)来运算允许充电时间。由此，在通过可输出电力比规定的电力高的充电器10进行充电时，能够使充电在允许充电时间内结束。在快速充电器等可输出电力高的充电器的情况下，电池20的充电电力也变高，电池20易于变为高温。另一方面，在SOC高的区域，即使花费充电时间进行充电，SOC的上升率也低。因此，将对应表中的目标SOC设定为比满充电时低的SOC，将充电至所设定的SOC为止的充电时间设定为允许充电时间，由此能够缩短充电时间，并且能够抑制电池20伴随着温度上升而劣化，能够在不给用户带来不适感的充电时间内对电池20充电。
另外，在本例中，可输出电力越高则使充电时间越短。用户意识到，充电器10的额定电力越高则充电时间越短。因此，能够针对电池20的可输出电力的条件在不给用户带来不适感的充电时间内对电池20充电，并且抑制电池伴随着温度上升而劣化。
另外，在本例中，根据SOC来运算充电时间，SOC越高则使允许充电时间越短。用户将与SOC相应的充电时间识别为目标。因此，能够针对电池20的SOC的条件在不给用户带来不适感的充电时间内对电池20充电，并且抑制伴随着温度上升的电池的劣化。
此外，在本例中，使允许充电时间运算部57中记录的对应表的充电器输出与快速充电的充电器10的可输出电力对应，但不需要一定与快速充电器的输出对应，也可以与普通充电的充电器10的输出对应。
另外，图3所示的对应表示出了使电池20成为满充电的状态时的对应表，但也可以针对每个目标充电率设置对应表。
另外，作为本发明的变形例，如图9所示，LBC 50除了具有上述结构以外，还具有车辆位置检测部60、存储器61以及可输出电力运算部62。图9是变形例所涉及的充电系统的框图。
车辆位置检测部60利用GPS系统(全球定位系统)与GPS卫星进行通信来检测车辆的位置。存储器61是记录地图数据和地图数据中的设施等的位置以及设施信息(POI信息)等的记录介质。外部设施的充电器10的位置与该充电器10的可输出电力相关联地被记录在存储器61中。
可输出电力取得部62参照存储器61中记录的数据来确定与由车辆位置检测部60检测出的车辆的检测位置对应的充电器10(使用中或者想要使用的充电器)，通过提取所确定的充电器10的可输出电力来获取可输出电力，并输出到允许充电时间运算部57和指令值运算部59。然后，允许充电时间运算部57基于由可输出电力取得部62获取到的可输出电力来运算允许充电时间，指令值运算部59基于该允许充电时间来运算指令值。由此，在本例中，即使没有从充电器10接收到包含可输出电力的信号，也能够获取要使用的充电器10的可输出电力。
上述温度检测部53相当于本发明的温度检测单元，SOC运算部54相当于本发明的“充电状态运算单元”，允许充电时间运算部57相当于本发明的“允许充电时间运算单元”，限制充电电力运算部58和指令值运算部59相当于本发明的“充电器控制单元”，车辆位置检测部60相当于本发明的“位置检测单元”，存储器61相当于本发明的“记录单元”。
附图标记说明
10：充电器；20：电池；50：LBC；51：电流检测部；52：电压检测部；53：温度检测部；54：SOC运算部；55：可充电电力运算部；56：充电时间运算部；57：允许充电时间运算部；58：限制充电电力运算部；59：指令值运算部；60：车辆位置检测部；61：存储器；62：可输出电力运算部；100：交流电源。

Claims (12)

1.一种充电控制装置，利用来自充电器的输出电力将电池充电至规定的充电率，该充电控制装置的特征在于，具备：
充电器控制单元，其基于表示上述电池的充电电力与上述电池的状态及上述电池的充电时间对应的关系的第一对应表来控制上述充电器的输出电力；以及
允许充电时间运算单元，其运算作为上述电池的充电时间的允许充电时间，
其中，上述充电器控制单元参照上述第一对应表来运算在上述允许充电时间内对上述电池充电的上述充电电力，并通过基于上述允许充电时间运算出的上述充电电力来控制上述输出电力。
2.根据权利要求1所述的充电控制装置，其特征在于，
还具备检测上述电池的温度的温度检测单元，
上述允许充电时间运算单元根据上述温度检测单元的检测温度来运算上述允许充电时间。
3.根据权利要求1或2所述的充电控制装置，其特征在于，
上述电池的温度越高于规定的温度，则上述允许充电时间运算单元使上述允许充电时间越长，并且，上述电池的温度越低于上述规定的温度，则上述允许充电时间运算单元使上述允许充电时间越长。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的充电控制装置，其特征在于，
基于上述电池的温度与上述电池发生副反应的难易度的关系来预先设定与上述电池的上限温度对应的上述允许充电时间。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的充电控制装置，其特征在于，
基于上述电池的温度与上述电池的反应速度的关系来预先设定与上述电池的下限温度对应的上述允许充电时间。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的充电控制装置，其特征在于，
上述允许充电时间运算单元根据表示能够从上述充电器向上述电池输出的电力的可输出电力来运算上述允许充电时间。
7.根据权利要求6所述的充电控制装置，其特征在于，
上述允许充电时间运算单元基于表示上述可输出电力高于规定的输出的上述充电器的上述可输出电力与上述允许充电时间的关系的第二对应表来运算上述允许充电时间。
8.根据权利要求6或7所述的充电控制装置，其特征在于，
上述可输出电力越高，则上述允许充电时间运算单元使上述允许充电时间越短。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的充电控制装置，其特征在于，
还具备运算上述电池的充电状态的充电状态运算单元，
上述允许充电时间运算单元根据上述充电状态来运算上述允许充电时间。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的充电控制装置，其特征在于，
上述电池的充电状态越高，则上述允许充电时间运算单元使上述允许充电时间越短。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的充电控制装置，其特征在于，还具备：
位置检测单元，其检测具备上述充电控制装置的车辆的位置；以及
记录单元，其将上述充电器的位置与表示能够从上述充电器输出的电力的可输出电力相关联地记录，
上述允许充电时间运算单元参照上述记录单元中记录的数据来确定与由上述位置检测单元检测出的上述车辆的检测位置对应的上述充电器，
上述允许充电时间运算单元根据确定出的上述充电器的上述可输出电力来运算上述允许充电时间。
12.一种充电控制方法，用于利用来自充电器的输出电力将电池充电至规定的充电率，该充电控制方法的特征在于，包括以下步骤：
运算作为上述电池的充电时间的允许充电时间的允许时间运算；
参照表示上述电池的充电电力与上述电池的状态及上述电池的充电时间对应的关系的对应表来设定在上述允许充电时间内对上述电池充电的上述充电电力；以及
进行控制使得来自上述充电器的输出电力成为基于上述允许充电时间设定的上述充电电力。
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