CN105703461B - 充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够使要求稳定工作的负载适当工作的充电控制。充电装置(100)是具备多个电池(15、17)和发电单元(11)的车辆的充电装置。该充电装置具备：判定单元(20)，其取得多个电池的各个电池的蓄电比例，基于该取得的蓄电比例，判定多个电池的各个电池的蓄电比例是否处于合适范围内；和控制单元(20)，其在由该判定单元判定为多个电池中的至少一个电池的蓄电比例不处于该一个电池的蓄电比例合适范围内的情况下，控制发电单元以使得发电单元的发电电压处于与分别与多个电池对应的多个蓄电比例合适范围的开路电压相当的重复范围内。

Description

充电装置
技术领域
本发明涉及例如搭载于汽车等车辆的充电装置的技术领域。
背景技术
作为这种装置，例如有人提出了如下装置，该装置是具有铅蓄电池、锂蓄电池、发电机以及负载彼此并联地电连接的结构的装置，具备：发电机和铅蓄电池；MOS-FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属-氧化物半导体场效应晶体管)，其对锂蓄电池与负载的通电和切断进行切换；以及继电器，其电连接在该MOS-FET与锂蓄电池之间，对相对于该锂蓄电池的通电和切断进行切换，在该装置中，控制MOS-FET和继电器的工作状态以及调整器的设定电压，以使得铅蓄电池的SOC(State of Charge：充电状态)和锂蓄电池的SOC均处于合适范围内(参照专利文献1)。
或者，有人提出了如下技术：在铅蓄电池与锂蓄电池并联地电连接的装置中，设定锂蓄电池，以使得在铅蓄电池的SOC使用范围与锂蓄电池的SOC使用范围中存在铅蓄电池的开放电压与锂蓄电池的开放电压一致的点(参照专利文献2)。
或者，有人提出了如下装置，在该装置中，具有小内部电阻且容量小的高输出电池与具有比该高输出电池大的内部电阻且容量比高输出电池大的高容量电池并联连接，高输出电池的开路电压相对于SOC减少的下降倾向被设定为比高容量电池的开路电压相对于SOC减少的下降倾向大(参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-176958号公报
专利文献2：日本特开2011-178384号公报
专利文献3：日本特开2007-122882号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所述的技术中，存在如下的技术问题：在MOS-FET处于切断状态时，在要使例如电动主动稳定器等为了稳定工作而需要来自两个蓄电池的电力供给的负载(电设备)工作的情况下，由于成为仅来自锂蓄电池的电力供给，所以存在该负载无法适当工作的可能性。通过专利文献2和3所记载的技术无法解决该技术问题。
本发明例如鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种即使在存在要求稳定工作的负载的情况下，也能够使该负载适当工作的充电装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的充电装置是具备多个电池和能够再生发电的发电单元的车辆的充电装置，所述发电单元能够向所述多个电池的每个电池供给电力，并且用于将动能变换为电能，其中，所述充电装置具备：判定单元，其取得所述多个电池的每个电池的蓄电量相对于总容量的比例即蓄电比例，基于所述取得的蓄电比例来判定所述多个电池的每个电池的蓄电比例是否处于合适范围内；和控制单元，在由所述判定单元判定为所述多个电池中的至少一个电池的蓄电比例不处于所述至少一个电池的蓄电比例合适范围内的情况下，控制所述发电单元以使得所述发电单元的发电电压处于与分别与所述多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内，所述控制单元，在由所述判定单元判定为所述多个电池中的至少一个电池的蓄电比例超过了所述至少一个电池的蓄电比例合适范围的上限、且所述发电单元在所述车辆的减速时正在进行所述再生发电的情况下，控制所述发电单元以使得所述发电单元的发电电压处于与分别与所述多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内。
根据本发明的充电装置，该充电装置搭载于具备多个电池和发电单元的车辆。发电单元构成为能够实施将动能变换为电能的再生发电。在此，动能例如可以是发动机的驱动力，也可以是驱动轮的旋转力。
该充电装置构成为具备判定单元和控制单元。
例如具备存储器、处理器、比较器等而成的判定单元，取得多个电池的各个电池的蓄电比例(例如SOC)，基于该取得的蓄电比例，判定多个电池的各个电池的蓄电比例是否处于合适范围内。在此，蓄电比例合适范围是指电池不会成为过充电和/或过放电的状态的蓄电比例范围(所谓的使用SOC范围)。
例如具备存储器、处理器等而成的控制单元，在由判定单元判定为多个电池中的至少一个电池的蓄电比例不处于该至少一个电池的蓄电比例合适范围内的情况下，控制发电单元以使得发电单元的发电电压处于与分别与多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内。
与蓄电比例合适范围相当的开路电压，是指在示出电池的蓄电比例与该电池的开路电压的关系的电压特性线上，与蓄电比例合适范围的下限值对应的开路电压和与该合适范围的上限值对应的开路电压之间的开路电压。开路电压的重复范围，是指与一个电池的蓄电比例合适范围相当的开路电压和与其他电池的蓄电比例合适范围相当的开路电压的重复范围。
若电池的蓄电比例增加，则该电池的开路电压也上升。也就是说，示出电池的蓄电比例与该电池的开路电压的关系的电压特性线是单调增加的图表。
因此，在一个电池的蓄电比例例如超过了该一个电池的蓄电比例合适范围的上限值的情况下，若发电单元的发电电压被设为与该一个电池的合适范围相当的开路电压，则发电电压比与当前的一个电池的充电比例相当的开路电压低，因此，该一个电池会放电。
另一方面，在一个电池的蓄电比例例如低于该一个电池的蓄电比例合适范围的下限值的情况下，若发电单元的发电电压被设为与该一个电池的合适范围相当的开路电压，则发电电压比与当前的一个电池的充电比例相当的开路电压高，因此，该一个电池会被充电。
在此，根据本申请发明人的研究，得知：若为了将电池的蓄电比例维持在合适范围而例如在车辆行驶期间将电池与负载及发电机之间电连接或者切断，则电动主动稳定器等需要电压稳定化的负载可能不会适当工作。
在本发明中，如上所述那，由控制单元控制发电单元的发电电压，由此控制电池的蓄电比例。即，在本发明中，无需为了将电池的蓄电比例维持在合适范围而将该电池例如从负载和/或发电机电切断。根据本发明的充电装置，即使在存在要求稳定工作的负载的情况下，也能够供给该负载所需的电力，能够使该负载适当工作。
在本发明中，特别地，在由判定单元判定为多个电池中的至少一个电池的蓄电比例超过了该至少一个电池的蓄电比例合适范围的上限、且发电单元在车辆的减速时正在进行再生发电的情况下，由控制单元控制发电单元，以使得发电单元的发电电压处于与分别与多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内。
在车辆减速时，将发电单元的发电电压设定为尽可能高而积极回收再生发电的电力(即，对电池进行充电)，在提高燃料经济性的方面是重要的。但是，在一个电池的蓄电比例超过了该一个电池的蓄电比例合适范围的上限的情况下，该一个电池可能会成为过充电。
于是，在该技术方案中，由控制单元控制发电单元，以使得发电单元的发电电压处于与分别与多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内。其结果，发电电压比与当前的一个电池的充电比例相当的开路电压低，该一个电池会放电，因此，能够防止该一个电池的过充电。
在本发明的充电装置的一技术方案中，所述控制单元，在由所述判定单元判定为所述多个电池中的至少一个电池的蓄电比例低于所述至少一个电池的蓄电比例合适范围的下限、且没有进行所述再生发电的情况下，控制所述发电单元以使得所述发电单元的发电电压处于与分别与所述多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内。
在此，“没有进行再生发电的情况”是指车辆的加速时、定速行驶时等车辆的减速时以外的时候。在该情况下，将发电单元的发电电压抑制为比较低在实现燃料经济性提高的方面是重要的。但是，在一个电池的蓄电比例低于该一个电池的蓄电比例合适范围的下限的情况下，该一个电池可能会成为过放电。
于是，在该技术方案中，由控制单元控制发电单元，以使得发电单元的发电电压成为与分别与多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内。其结果，发电电压比与当前的一个电池的充电比例相当的开路电压高，该一个电池被充电，因此，能够防止该一个电池的过放电。
在本发明的其他技术方案中，所述多个电池包含铅电池和镍氢电池、或者铅电池和锂离子电池，所述车辆具备大输出负载，该大输出负载是在动作时被从所述铅电池和所述镍氢电池的双方、或者所述铅电池和所述锂离子电池的双方供给电力的负载。
根据本发明的充电装置，如上所述，能够使搭载于车辆的大输出负载适当工作。
本发明的作用和其他的优点将会通过以下说明的实施方式而明了。
附图说明
图1是示出实施方式的充电装置的概要的概略结构图。
图2是铅电池和镍氢电池各自的电压特性线的一例。
图3是由铅电池的SOC和镍氢电池的SOC规定的发电电压的一例。
图4是示出实施方式的充电控制处理的流程图。
图5是示出电池的SOC和电流、以及发电机的发电电压的时间变动的一例的时间图。
图6是铅电池、镍氢电池以及锂离子电池各自的电压特性线的一例。
具体实施方式
基于附图，对本发明的充电装置的实施方式进行说明。
(充电装置的结构)
首先，参照图1，对实施方式的充电装置的结构进行说明。图1是示出实施方式的充电装置的概要的概略结构图。
在图1中，搭载充电装置100的车辆构成为具备交流发电机11、启动器马达12、大输出负载13、辅机14、铅电池15、小辅机16、第2电池17以及ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)20。此外，在本实施方式中，假设第2电池17是镍氢电池。
交流发电机11例如通过由发动机(未图示)驱动或者通过在车辆减速时被传递驱动轮(未图示)的旋转，来进行将动能变换为电能的再生发电。该再生发电的电力也用于铅电池15和第2电池17各自的充电。此外，交流发电机11也可以兼具启动器马达12的功能。
大输出负载13例如是指电动主动稳定器、电动助力转向装置、电子控制悬架、电动型控制制动器等为了其稳定的工作而需要电压的稳定化(具体而言，在动作时从铅电池15和第2电池17的双方被供给电力)的负载。
第2电池17经由开关A和开关B与交流发电机11和铅电池15电连接。开关A和开关B各自由ECU20控制。
在例如第2电池17发生了劣化的情况下，开关B被设为断开状态(开关A处于接通状态)。或者，在铅电池15发生了故障的情况下，开关A被设为断开状态，并且开关B被设为接通状态，第2电池17作为小辅机16的备用电源发挥功能。在本实施方式中，以不存在铅电池15的故障和/或第2电池17的劣化为前提，因此，假设开关A和开关B均处于接通状态来进行以下的说明。也就是说，在车辆的通常行驶时，开关A和开关B均被设为接通状态。
本实施方式的充电装置100构成为具备ECU20。也就是说，在本实施方式中，将进行车辆的各种电子控制的ECU20的功能的一部分用作充电装置100的一部分。
(充电控制处理)
接着，对充电装置100主要在车辆的行驶期间实施的充电控制处理进行说明。
作为充电装置100的一部分的ECU20取得铅电池15和第2电池17各自的SOC。SOC的取得方法可以应用公知的各种方式，因而省略详细的说明。此外，本实施方式的“SOC”是本发明的“蓄电比例”的一例。
ECU20判定铅电池15和第2电池17各自的SOC是否处于各自的SOC的合适范围(以下，适当称作“合适SOC范围”)内。合适SOC范围例如根据电池的规格等而适当设定。在本实施方式中，如图2所示，关于铅电池15，SOC90％～100％是合适SOC范围，关于第2电池17，SOC30％～70％是合适SOC范围。
ECU20在判定为铅电池15和第2电池17中的至少一方的电池的SOC偏离了其合适SOC范围的情况下，控制交流发电机11的发电电压。
具体而言，ECU20控制交流发电机11，以使得交流发电机11的发电电压处于与铅电池15的合适SOC范围相当的开路电压(在此为“13V～14V”；参照图2的“Pb-OCV”)和与第2电池17的合适SOC范围相当的开路电压(在此为“12.8V～14.3V”；参照图2的“Ni-OCV”)的重复范围(在此为“13V～14V”；参照图2的网格范围)内。
更具体而言，ECU20根据铅电池15的SOC和第2电池17的SOC以及车辆的行驶状态，控制交流发电机11以使得成为图3所示的发电电压。
具体而言，在铅电池15的SOC大于100％的情况下，也就是说，在铅电池15的SOC超过了其合适SOC范围的上限的情况下，铅电池15可能会成为过充电。于是，ECU20在铅电池15的SOC大于100％的情况下，将车辆减速时的交流发电机11的发电电压设定为14V(参照图3的“PbSOC：大于100％”这一行)。
14V比铅电池15的SOC大于100％的情况下的开路电压低(参照图2)。因而，若交流发电机11的发电电压被设为14V，则铅电池15放电，该铅电池15的SOC下降。其结果，可防止铅电池15成为过充电。另一方面，由于与铅电池15的SOC100％相当的开路电压是14V(参照图2)，所以铅电池15的SOC被维持在100％附近。此外，由交流发电机11发电产生的电力的至少一部分被直接供给到大输出负载13、辅机14等。
在铅电池15的SOC小于90％的情况下，也就是说，在铅电池15的SOC低于其合适SOC范围的下限的情况下，铅电池15可能会成为过放电。于是，ECU20在铅电池15的SOC小于90％的情况下，将车辆加速时的交流发电机11的发电电压设定为13V(参照图3的“PbSOC：小于90％”这一行)。
13V比铅电池15的SOC小于90％的情况下的开路电压高(参照图2)。因而，若交流发电机11的发电电压被设为13V，则铅电池15被充电，该铅电池15的SOC增加。其结果，可防止铅电池15成为过放电。
另一方面，从燃料经济性的观点来看，希望车辆加速时的交流发电机11的发电电压尽可能低。由于13V是与铅电池15的SOC90％相当的开路电压，所以能够抑制由该充电控制处理引起的燃料经济性的下降。
在第2电池17的SOC大于70％的情况下，也就是说，在第2电池17的SOC超过了其合适SOC范围的上限的情况下，第2电池17可能会成为过充电。于是，ECU20在第2电池17的SOC大于70％大的情况下，将车辆减速时的交流发电机11的发电电压设定为14V(参照图3的“NiSOC：大于70％”这一列)。
14V比第2电池17的SOC大于70％的情况下的开路电压低(参照图2)。因而，若交流发电机11的发电电压被设为14V，则第2电池17放电，该第2电池17的SOC下降。其结果，可防止第2电池17成为过充电。另一方面，由于与第2电池17的SOC70％相当的开路电压是14V(参照图2)，所以第2电池17的SOC被维持在70％附近。
在第2电池17的SOC小于30％的情况下，也就是说，在第2电池17的SOC低于其合适SOC范围的下限的情况下，第2电池17可能会成为过放电。于是，ECU20在第2电池17的SOC小于30％的情况下，将车辆加速时的交流发电机11的发电电压设定为13V(参照图3的“NiSOC：小于30％”这一列)。
13V比第2电池17的SOC小于30％的情况下的开路电压高(参照图2)。因而，若交流发电机11的发电电压被设为13V，则第2电池17被充电，该第2电池17的SOC增加。其结果，可防止第2电池17成为过放电。
另一方面，从燃料经济性的观点来看，希望车辆加速时的交流发电机11的发电电压尽可能低。由于13V是与第2电池17的SOC30％相当的开路电压，所以能够抑制由该充电控制处理引起的燃料经济性的下降。
此外，在铅电池15的SOC和第2电池17的SOC均处于合适SOC范围内的情况下，ECU20在预先设定的交流发电机11的发电电压的范围(在此为“12V～15V”)内设定该发电电压。
接着，参照图4的流程图，对上述充电控制处理进行说明。
在图4中，作为充电装置100的一部分的ECU20首先判定是否车辆处于减速期间而交流发电机11正在进行再生发电(以后，适当称作“减速再生期间”)(步骤S101)。此外，是否处于减速再生期间的判定可以应用公知的各种方式，因此，省略详细的说明。
在判定为处于减速再生期间的情况下(步骤S101：是)，ECU20判定是否铅电池15的SOC大于100％或者第2电池17的SOC大于70％(步骤S102)。
在判定为铅电池15的SOC大于100％或者第2电池17的SOC大于70％的情况下(步骤S102：是)，ECU20将SOC标志的值设定为“2”(步骤S103)。接着，ECU20控制交流发电机11以使得交流发电机11的发电电压成为14V(步骤S104)。
在步骤S102的处理中判定为铅电池15的SOC为100％以下且第2电池17的SOC为70％以下的情况下(步骤S102：否)，ECU20判定SOC标志的值是否为“2”(步骤S105)。
在判定为SOC标志的值为“2”的情况下(步骤S105：是)，ECU20判定是否铅电池15的SOC大于99％或者第2电池17的SOC大于65％大(步骤S106)。
在判定为铅电池15的SOC大于99％或者第2电池17的SOC大于65％的情况下(步骤S106：是)，ECU20控制交流发电机11以使得交流发电机11的发电电压成为14V(步骤S107)。
在SOC标志的值为“2”的情况下，由于是铅电池15的SOC和第2电池17的SOC的至少一方超过了(或者过去超过了)合适SOC范围的上限的情况，所以交流发电机11的发电电压被设定为14V(参照上述步骤S103以及S104)。此时，若以铅电池15的SOC和第2电池17的SOC均处于合适SOC范围内为条件而立即变更交流发电机11的发电电压(在此是从14V向15V提高)，则上述至少一方可能会再次超过合适SOC范围的上限。于是，通过进行上述步骤S105～S107的处理来使该充电控制处理具有滞后性。
在上述步骤S105的处理中判定为SOC标志的值不为“2”的情况下(步骤S105：否)，或者，在上述步骤S106的处理中判定为铅电池15的SOC为99％以下且第2电池17的SOC为65％以下的情况下(步骤S106：否)，ECU20将SOC标志的值设定为“1”(步骤S108)。
接着，ECU20控制交流发电机11以使得交流发电机11的发电电压成为15V(步骤S109)。
在上述步骤S101的处理中判定为不处于减速再生期间的情况下(步骤S101：否)，ECU20判定是否铅电池15的SOC小于90％或者第2电池17的SOC小于30％(步骤S110)。
在判定为铅电池15的SOC小于90％或者第2电池17的SOC小于30％的情况下(步骤S110：是)，ECU20将SOC标志的值设定为“0”(步骤S111)。接着，ECU20控制交流发电机11以使得交流发电机11的发电电压成为13V(步骤S112)。
在上述步骤S110的处理中判定为铅电池15的SOC为90％以上且第2电池17的SOC为30％以上的情况下(步骤S110：否)，ECU20判定SOC标志的值是否为“0”(步骤S113)。
在判定为SOC标志的值为“0”的情况下(步骤S113：是)，ECU20判定是否铅电池15的SOC小于91％或者第2电池17的SOC小于35％(步骤S114)。
在判定为铅电池15的SOC小于91％或者第2电池17的SOC小于35％的情况下(步骤S114：是)，ECU20控制交流发电机11以使得交流发电机11的发电电压成为13V(步骤S115)。
在SOC标志的值为“0”的情况下，由于是铅电池15的SOC和第2电池17的SOC的至少一方低于(或者，过去低于)合适SOC范围的下限的情况，所以交流发电机11的发电电压被设定为13V(参照上述步骤S111和S112)。此时，若以铅电池15的SOC和第2电池17的SOC均处于合适SOC范围内为条件而立即变更交流发电机11的发电电压(在此是从13V向12V降低)，则上述至少一方可能会再次低于合适SOC范围的下限。于是，通过进行上述步骤S113～S115的处理来使该充电控制处理具有滞后性。
在上述步骤S113的处理中判定为SOC标志的值不为“0”的情况下(步骤S113：否)，或者，在上述步骤S114的处理中判定为铅电池15的SOC为91％以上且第2电池17的SOC为35％以上的情况下(步骤S114：否)，ECU20将SOC标志的值设定为“1”(步骤S116)。
接着，ECU20控制交流发电机11以使得交流发电机11的发电电压成为12V(步骤S117)。
接着，参照图5的时间图，对该充电控制处理的具体事例进行说明。
在图5的时刻t1，车辆开始减速，与此相伴，交流发电机11的发电电压上升(参照“车速”和“交流发电机的发电电压”)。此时，铅电池15的SOC和第2电池17的SOC均处于合适SOC范围内(参照“PbSOC”、“NiSOC”)，因此，ECU20判定SOC标志的值是否为“2”(参照图4的步骤S101、S102以及S105)。
在此，SOC标志的值不为“2”，因此，ECU20控制交流发电机11以使得该交流发电机11的发电电压成为15V(参照图5的时刻t1～t2、图4的步骤S105、S108以及S109)。
在图5的时刻t3车辆开始了加速的情况下，铅电池15的SOC和第2电池17的SOC都处于合适SOC范围内，因此，ECU20判定SOC标志的值是否为“0”(参照图4的步骤S101、S110以及S113)。
在此，SOC标志的值不为“0”，因此，ECU20控制交流发电机11以使得该交流发电机11的发电电压成为12V(参照图5的时刻t3～t4、图4的步骤S113、S116以及S117)。
在图5的时刻t4车辆再次开始了减速的情况下，铅电池15的SOC和第2电池17的SOC均处于合适SOC范围内，SOC标志的值也不为“2”，因此，ECU20控制交流发电机11以使得该交流发电机11的发电电压成为15V(参照图5的时刻t4～t5)。
在图5的时刻t4～t5的期间，若因第2电池17被充电而导致该第2电池17的SOC在时刻t5变得大于70％(参照“NiSOC”)，则ECU20将SOC标志的值设定为“2”，并且控制交流发电机11以使得该交流发电机11的发电电压成为14V(参照图4的步骤S101、S102、S103以及S104)。
其结果，发电电压变得比与第2电池17的当前的SOC相当的开路电压低，因此，第2电池17开始放电(参照“NiSOC”、“Ni电流”)。另一方面，由于发电电压比与铅电池15的当前的SOC相当的开路电压高，所以铅电池15继续被充电(参照“PbSOC”、“Pb电流”)。
在时刻t5以后的车辆的减速期间内，SOC标志的值为“2”，且第2电池17的SOC大于65％，因此，ECU20将发电电压维持在14V(参照图4的步骤S101、S102、S105、S106以及S107)。
在本实施方式的充电装置100中，无需在调整第2电池17的SOC时特别将该第2电池17从例如交流发电机11和/或铅电池15电切离。换言之，充电装置100能够将第2电池17保持在与例如交流发电机11和/或铅电池15甚至是各种负载电连接的状态下调整第2电池17的SOC。
因此，即使在为了其稳定的工作而需要电压的稳定化(即，需要来自铅电池15和第2电池17的电力的供给)的大输出负载13搭载于车辆的情况下，也能够使该大输出负载13适当工作。即，充电装置100既能保证大输出负载13的稳定的工作，也有助于确保该大输出负载13的商品性。
实施方式的“ECU20”是本发明的“判定单元”和“控制单元”的一例。实施方式的“交流发电机11”是本发明的“发电单元”的一例。
此外，在本实施方式中，虽然对具备铅电池15和第2电池17的双电池系统的充电控制处理进行了说明，但本发明也可以应用于具备3个以上的电池的系统。
<变形例>
接着，参照图6，对实施方式的充电装置100的变形例进行说明。图6是铅电池、镍氢电池以及锂离子电池各自的电压特性线的一例。
虽然在上述实施方式中第2电池17(参照图1)是镍氢电池，但即使是锂离子电池，也能够应用上述实施方式的充电控制处理。
例如，如图6所示，锂离子电池的SOC的合适SOC范围是SOC30％～70％。与锂离子电池的合适SOC范围相当的开路电压是12.8V～14V(参照图6的“Li-OCV”)。因此，与铅电池15的合适SOC范围相当的开路电压和与锂离子电池的合适SOC范围相当的开路电压的重复范围是13V～14V。
本发明不限于上述实施方式，能够在不违反可从权利要求书和说明书整体读出的发明的要旨或思想的范围内进行适当变更，伴有这样的变更的充电装置也包含于本发明的技术范围。
标号说明
11…交流发电机，12…启动器马达，13…大输出负载，14…辅机，15…铅电池，16…小辅机，17…第2电池，20…ECU，100…充电装置。

Claims (3)

1.一种充电装置，是具备多个电池和能够进行再生发电的发电单元的车辆中的充电装置，所述发电单元能够向所述多个电池的每个电池供给电力，并且用于将动能变换为电能，
所述充电装置的特征在于，具备：
判定单元，其取得所述多个电池的每个电池的蓄电量相对于总容量的比例即蓄电比例，基于所述取得的蓄电比例来判定所述多个电池的每个电池的蓄电比例是否处于合适范围内；和
控制单元，其在由所述判定单元判定为所述多个电池中的至少一个电池的蓄电比例不处于所述至少一个电池的蓄电比例合适范围内的情况下，控制所述发电单元以使得所述发电单元的发电电压处于与分别与所述多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内，
所述控制单元，在由所述判定单元判定为所述多个电池中的至少一个电池的蓄电比例超过了所述至少一个电池的蓄电比例合适范围的上限、且所述发电单元在所述车辆的减速时正在进行所述再生发电的情况下，控制所述发电单元以使得所述发电单元的发电电压处于与分别与所述多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，
所述控制单元，在由所述判定单元判定为所述多个电池中的至少一个电池的蓄电比例低于所述至少一个电池的蓄电比例合适范围的下限、且没有进行所述再生发电的情况下，控制所述发电单元以使得所述发电单元的发电电压处于与分别与所述多个电池对应的多个蓄电比例合适范围相当的多个开路电压的重复范围内。
3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，
所述多个电池包括铅电池和镍氢电池、或者铅电池和锂离子电池，
所述车辆具备大输出负载，该大输出负载是在动作时被从所述铅电池和所述镍氢电池的双方、或者所述铅电池和所述锂离子电池的双方供给电力的负载。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6011578B2 (ja) * 2014-05-14 2016-10-19 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置、車両および車両制御方法
JP6201968B2 (ja) * 2014-11-27 2017-09-27 トヨタ自動車株式会社 充電制御装置
KR20170037260A (ko) * 2015-09-25 2017-04-04 현대자동차주식회사 차량용 배터리 시스템 및 그 제어 방법
JP6658761B2 (ja) 2015-10-02 2020-03-04 日産自動車株式会社 車両用電源制御方法、車両用電源制御装置
JP6953737B2 (ja) * 2017-02-24 2021-10-27 株式会社デンソー 制御装置
JP6919302B2 (ja) * 2017-04-17 2021-08-18 株式会社デンソー 車両用蓄電装置
JP6616851B2 (ja) * 2018-01-26 2019-12-04 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両用電源装置
JP6768039B2 (ja) * 2018-08-01 2020-10-14 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両用電源装置
FR3109248B1 (fr) * 2020-04-10 2022-03-04 Renault Sas Système d'alimentation en énergie électrique d'un véhicule automobile

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1440892A (zh) * 2002-02-26 2003-09-10 丰田自动车株式会社 用于车辆的供电控制系统及其控制方法
CN101395789A (zh) * 2006-07-18 2009-03-25 丰田自动车株式会社 电源系统及其方法
CN101944756A (zh) * 2009-07-01 2011-01-12 株式会社电装 用于车辆的电源装置
JP2011176958A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Denso Corp 車載電源装置
CN102237706A (zh) * 2010-04-27 2011-11-09 株式会社电装 具有多个蓄电池的电源单元
JP5494498B2 (ja) * 2010-02-03 2014-05-14 株式会社デンソー 車載電源装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5846073B2 (ja) * 2012-08-06 2016-01-20 株式会社デンソー 電源システム
JP6003743B2 (ja) * 2013-03-21 2016-10-05 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1440892A (zh) * 2002-02-26 2003-09-10 丰田自动车株式会社 用于车辆的供电控制系统及其控制方法
CN101395789A (zh) * 2006-07-18 2009-03-25 丰田自动车株式会社 电源系统及其方法
CN101944756A (zh) * 2009-07-01 2011-01-12 株式会社电装 用于车辆的电源装置
JP5494498B2 (ja) * 2010-02-03 2014-05-14 株式会社デンソー 車載電源装置
JP2011176958A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Denso Corp 車載電源装置
CN102237706A (zh) * 2010-04-27 2011-11-09 株式会社电装 具有多个蓄电池的电源单元

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