CN106415978B - 蓄电系统 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于车辆的蓄电系统。所述蓄电系统包括温度传感器、电池加热器、充电器、以及控制器。所述温度传感器被配置为检测所述电池的温度。所述充电器能与外部电源连接,并且被配置为向所述电池和所述电池加热器输送外部电力。所述控制器被配置为在所述电池的温度等于或低于预定温度时,执行充电控制和温度调节控制。所述充电控制是用于使用所述外部电力对所述电池充电的控制。所述温度调节控制是用于当所述电池的温度等于或低于所述预定温度时向所述电池加热器供应所述外部电力的一部分并且升高所述电池的温度的控制。在所述系统中,当所述电池的充电状态大于预定值并且所述电池的温度等于或低于所述预定温度时,向所述电池加热器供应第一电力,当所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值并且所述电池的温度等于或低于所述预定温度时,向所述电池加热器供应第二电力。所述第一电力小于所述第二电力。
Description
技术领域
本发明涉及用于车辆的蓄电系统,所述车辆包括电池,所述电池向电动机供应电力以便移动所述车辆,并且能够使用从外部电源供应的电力充电。
背景技术
在插电式混合动力车辆或电动车辆中,使用从外部电源供应的电力对向电动机供应电力以便移动车辆的电池充电(外部充电)。在如第2012-191782(JP 2012-191782 A)号日本专利申请公开中描述的控制系统中,向加热器输送外部电力的一部分,以使得能够对电池加热和充电。这是因为当电池的温度(电池温度)降低时,内阻增加,并且充电效率劣化,从而导致在外部充电之后电池的输入和输出下降。
发明内容
在JP 2012-191782 A的系统中,例如,对电池充电以使得充电状态(SOC)保持在给定值,并且向加热器供应电力以便加热电池。如果当外部电力正在被供应给电池和加热器两者期间到加热器的电力供应被中断或停止,则应向加热器供应的电力被转移并且加到充电电力。因此,向电池供应的充电电力暂时迅速增加。如果电池的SOC此时处于高级别,则由于充电电力的迅速增加,电池的电压可能超过上限电压。如果电池的电压超过上限电压,则电池可能劣化。
本发明提供一种能够在进行外部充电和加热时降低电池的劣化的蓄电系统。
本发明的第一方面涉及一种用于车辆的蓄电系统。所述车辆包括用于移动所述车辆的电动机,以及被配置为向所述电动机供应电力的电池。所述电池适于使用从外部电源供应的外部电力而被充电。所述蓄电系统包括温度传感器、电池加热器、充电器、以及控制器。所述温度传感器被配置为检测所述电池的温度。所述电池加热器被配置为升高所述电池的温度。所述充电器能与所述外部电源连接,并且被配置为分别向所述电池和所述电池加热器输送外部电力。所述控制器被配置为当所述电池的温度等于或低于预定温度时,执行充电控制和温度调节控制。所述充电控制是用于使用所述外部电力对所述电池充电的控制。所述温度调节控制是用于当所述电池的温度等于或低于所述预定温度时向所述电池加热器供应所述外部电力的一部分并且升高所述电池的温度的控制。在所述蓄电系统中,当所述电池的充电状态大于预定值并且所述电池的温度等于或低于所述预定温度时,向所述电池加热器供应第一电力,当所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值并且所述电池的温度等于或低于所述预定温度时,向所述电池加热器供应第二电力。所述第一电力小于所述第二电力。
根据本发明的第一方面,即使当所述电池的温度低,并且需要进行所述电池的外部充电和加热时,在其中所述电池的所述充电状态大于所述预定值的区域中向所述电池加热器供应的电力被控制为小于在其中所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值的区域中向所述电池加热器供应的电力。使用该布置,能够减小当到所述电池加热器的电力供应被停止时转移并加到充电电力的电力量。因此,所述电池的电压不太可能或不可能由于充电电力的另外可能增加而超过所述上限电压。以这种方式,能够减小或抑制所述电池的劣化。
在如上所述的蓄电系统中,所述充电控制可以包括第一充电控制和第二充电控制。所述第一充电控制在所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值时由所述控制器执行。所述第二充电控制在所述电池的所述充电状态大于所述预定值时由所述控制器执行。所述控制器可以被配置为在执行所述第一充电控制期间执行所述温度调节控制,以使得:随着所述电池的所述充电状态增大,向所述电池加热器供应的电力减小。
随着对所述电池充电,所述电池的所述充电状态增大,并且所述电池的电压朝向所述上限电压增大。因此,当所述电池的所述充电状态较高时,减小向所述电池加热器供应的电力,以使得即使当执行所述电池的充电和加热期间停止对所述电池加热器的电力供应时也能够减小转移并加到充电电力的电力。因此,在所述第一充电控制下所述电池的电压不太可能或不可能超过所述上限电压,同时确保升高所述电池的温度的机会。因此,能够减小或抑制所述电池的劣化。
在如上所述的蓄电系统中,所述控制器可以被配置为执行所述第一充电控制,以使得:随着所述电池的所述充电状态增大,向所述电池供应的充电电力减小。
当所述电池的所述充电状态较高时,减小向所述电池供应的充电电力,以使得:即使当执行所述电池的充电和加热期间停止对所述电池加热器的电力供应而且电力被转移并加到充电电力时,也能够适当地控制向所述电池供应的充电电力。因此,在所述第一充电控制下所述电池的电压不太可能或不可能超过所述上限电压,同时确保升高所述电池的温度的机会。因此,能够减小所述电池的劣化。
在如上所述的蓄电系统中,所述充电控制可以包括第一充电控制和第二充电控制。所述第一充电控制在所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值时由所述控制器执行并且包括多个控制区域。所述控制区域基于所述电池的所述充电状态的大小被限定。所述第二充电控制在所述电池的所述充电状态大于所述预定值时由所述控制器执行。所述控制器被配置为在执行所述温度调节控制期间执行所述充电控制,以使得:在所述控制区域中的所述第一充电控制当前被执行的一个控制区域中的所述电池的所述充电状态较高时,向所述电池供应的充电电力减小,并且向所述电池加热器供应的电力减小。
当对所述电池充电时,所述电池的所述充电状态增大,并且所述电池的电压朝向所述上限电压增大。因此,可以根据所述电池的所述充电状态的大小,将所述第一充电控制分成多个控制区域,并且在当前控制区域中的所述电池的所述SOC较高时,可以减小向所述电池加热器供应的电力,并且可以减小向所述电池供应的充电电力。使用该布置,即使当对所述电池充电和加热期间停止向所述电池加热器供应电力,也能够减小转移并加到充电电力的电力量。此外,即使向所述电池加热器供应的电力被转移并加到充电电力,也能够将向所述电池供应的充电电力控制到相对低的级别。因此,在所述第一充电控制中,所述电池的电压不太可能或不可能超过所述上限电压,同时确保升高所述电池的温度的机会。因此,能够减小所述电池的劣化。
在如上所述的蓄电系统中,所述第二充电控制可以是这样的充电模式:在该充电模式下,在所述电池的所述充电状态的范围为从所述预定值到预定上限值的区域中对所述电池充电。所述电池可以在所述充电模式下使用小于所述第一充电控制的充电电力的充电电力而被充电。
在接近上限充电状态的区域中,能够使用保持在相对低级别的充电电力对所述电池充电,以便抑制或避免所述电池的过电压。在其中接近所述上限充电状态的区域中对所述电池充电的第二充电控制模式下,当所述电池的温度低并且需要进行所述电池的充电和加热时向所述电池加热器供应的电力被控制到小于在所述第一充电模式下向所述电池加热器供应的电力,以使得能够限制或减小在停止对所述电池加热器的电力供应时转移并加到充电电力的电力。因此,所述电池的电压不太可能或不可能由于充电电力的增加而超过所述上限电压。因此,能够减小所述电池的劣化。
在如上所述的蓄电系统中,所述控制器可以被配置为在所述电池的所述充电状态大于所述预定值时,即使当所述电池的温度等于或低于所述预定温度时也禁止执行所述温度调节控制。
使用上述布置,当停止向所述电池加热器供应电力时,防止将电力转移并且加到充电电力,并且不增大充电电力。因此,所述电池电压不太可能或不可能超过所述上限电压。因此,能够减小所述电池的劣化。
本发明的第二方面涉及一种用于车辆的蓄电系统。所述车辆包括用于移动所述车辆的电动机,以及被配置为向所述电动机供应电力的电池。所述电池适于使用从外部电源供应的外部电力而被充电。所述蓄电系统包括温度传感器、电池加热器、充电器、以及控制器。所述温度传感器被配置为检测所述电池的温度。所述电池加热器被配置为升高所述电池的温度。所述充电器能与外部电源连接,并且被配置为分别向所述电池和所述电池加热器输送外部电力。所述控制器被配置为当所述电池的温度等于或低于预定温度时,执行充电控制和温度调节控制。所述充电控制是用于使用外部电力对所述电池充电的控制。所述温度调节控制是用于当所述电池的温度等于或低于所述预定温度时向所述电池加热器供应所述外部电力的一部分并且升高所述电池的温度的控制。所述控制器被配置为当所述电池的所述充电状态大于预定值时,即使当所述电池的温度等于或低于所述预定温度时,也禁止执行所述温度调节控制。
根据本发明的上述方面,即使当所述电池的温度低,并且所述电池需要在充电期间被加热时,在其中所述电池的所述充电状态大于所述预定值的区域中也不执行温度调节控制,即不向所述电池加热器供应电力。使用该布置,当停止向所述电池加热器供应电力时,防止将电力转移并加到充电电力,并且不增加充电电力。因此,所述电池的电压不太可能或不可能超过所述上限电压。因此,能够减小所述电池的劣化。
本发明的第三方面涉及一种用于车辆的蓄电系统。所述车辆包括电池,所述电池适于使用从外部电源供应的外部电力而被充电。所述蓄电系统包括温度传感器、电池加热器、充电器、以及控制器。所述温度传感器被配置为检测所述电池的温度。所述电池加热器被配置为升高所述电池的温度。所述充电器能与所述外部电源连接,并且被配置为分别向所述电池和所述电池加热器输送所述外部电力。所述控制器被配置为执行用于使用所述外部电力对所述电池充电的充电控制,当所述电池的充电状态大于预定值并且所述电池的温度等于或低于预定温度时使用第一电力执行温度调节控制,以及当所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值并且所述电池的温度等于或低于所述预定温度时,使用第二电力执行温度调节控制。所述第二电力等于或大于所述第一电力,并且所述温度调节控制是用于向所述电池加热器供应所述外部电力的一部分并且升高所述电池的温度的控制。
在根据本发明的第一、第二或第三方面的蓄电系统中,所述预定值可以低于所述电池的所述充电状态的上限值,所述上限值可以等于所述电池的满充电容量,或者所述上限值可以低于所述满充电容量并且是在所述充电控制下所述电池的所述充电状态的容许范围的上限值。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特性、优点以及技术和工业意义,其中相同标号表示相同元素,这些附图是:
图1是示出根据本发明第一实施例的安装在车辆上的电池系统的配置的图;
图2是用于解释根据第一实施例的包括电池的温度调节控制的外部充电控制的图;
图3是用于解释根据第一实施例的当同时执行充电控制和温度调节控制时,在停止向电池加热器供应电力时的电池的充电电力和电压的变化的图;
图4是示出根据第一实施例的包括温度调节控制的外部充电控制的处理流程的图;
图5是示出根据第一实施例的包括电池的温度调节控制的外部充电控制中的第一充电控制的修改例的图;
图6是示出第一实施例的外部充电控制的处理流程,更具体地说,是示出图5中所示的第一充电控制中的控制充电电力和升温电力(加热器供应电力)的方法的修改例的图;以及
图7是跟随图6并示出外部充电控制的处理流程的图。
具体实施方式
将描述本发明的一个实施例。
图1到图7示出本发明的第一实施例。图1是示出安装在车辆上的该实施例的电池系统的配置的框图。电池系统可以安装在车辆上,例如具有使用来自外部电源的电力对电池充电的功能的插电式混合动力车辆,或者电动车辆。
该实施例的电池系统包括充电/放电系统和外部充电系统。在充电/放电系统中,经由逆变器4从电池1向电动机-发电机(MG)5供应直流电力,并且在车辆的制动期间使用再生能量对电池1充电。在外部充电系统中,针对电池1设置温度调节器,并且使用来自外部电源23的电力对电池1充电。
如图1中所示,电池1是电池组件,其具有串联电连接的多个单元电池(unit cell)2。作为每个单元电池2,可以使用二次电池,例如镍金属氢化物电池或锂离子电池。此外,可以使用电双层电容器代替二次电池。
上述多个单元电池2(蓄电装置)通过母线串联电连接以便构成电池1。多组并联电连接的两个或更多单元电池2可以串联以便构成电池1。可以按照需要,根据在其上安装电池1的车辆的所需输入等,确定构成电池1的单元电池2的数量。
在该实施例的电池系统中,在电池1与逆变器4之间连接直流/直流转换器3(升压电路),并且将连接到电池1的直流/直流转换器3连接到逆变器4。直流/直流转换器3能够升高或提高电池1的输出电压,并且将其输送给逆变器4。此外,直流/直流转换器3能够降低从逆变器4到电池1的输出电压。
分别在连接到电池1的正极端子的正极线PL和连接到电池1的负极端子的负极线NL中设置系统主继电器SMR-B、SMR-G。响应于来自控制器10的控制信号,系统主继电器SMR-B、SMR-G在接通与关断之间切换。系统主继电器SMR-P和限流电阻器R与系统主继电器SMR-G并联,并且系统主继电器SMR-P与限流电阻器R串联。
系统主继电器SMR-B、SMR-G允许电池1与直流/直流转换器3(逆变器4)彼此电连接。为了将电池1连接到直流/直流转换器3,控制器10首先将系统主继电器SMR-B、SMR-P从关断切换到接通。因此,电流流经限流电阻器R,由此能够抑制或减小当电池1连接到逆变器4时流动的突入电流。
在将系统主继电器SMR-G从关断切换到接通之后,控制器10将系统主继电器SMR-P从接通切换到关断。以这种方式,完成电池1与直流/直流转换器3(逆变器4)之间的连接,并且使图1中所示的电池系统进入启动(准备开启)状态。控制器10接收有关车辆的点火开关的接通/关断(IG-ON/IG-OFF)的信息。响应于点火开关从关断切换到接通,控制器10启动电池系统。
另一方面,当将点火开关从接通切换到关断时,控制器10将系统主继电器SMR-B、SMR-G从接通切换到关断。因此,电池1与直流/直流转换器3(逆变器4)彼此断开,并且使电池系统进入停止状态。
监视单元6检测电池1的端子之间的电压,或者检测每个单元电池2的电压。监视单元6将检测结果输出到控制器10。监视单元6可以检测每个单元电池2的电压值,或者检测跨作为一个块串联的一组给定数量的单元电池2的电压。可以根据需要设置包括在一个块中的单元电池2的数量。
电流传感器7检测流经电池1的电流,并且将检测结果输出到控制器10。在该实施例中,电流传感器7设置在连接到电池1的正极端子的正极线PL中。可以适当地设置其中设置电流传感器7的位置,前提是电流传感器7能够检测流经电池1的电流。例如,电流传感器7可以设置在连接到电池1的负极端子的负极线NL中。此外,可以使用两个或更多电流传感器7。
温度传感器8检测电池1的温度(电池温度)。温度传感器8将检测结果输出到控制器10。温度传感器8可以设置在电池1中的一个位置处,或者可以设置在电池1中的两个或更多不同位置处。当使用电池1的两个或更多检测温度时,可以适当地使用两个或更多检测温度的最小值或最大值,或者两个或更多检测温度的中间值或平均值等,作为电池1的温度。
控制器10可以包括存储器10a。存储器10a存储监视单元6、电流传感器7和温度传感器8的相应检测值、使用相应检测值计算的SOC、满充电容量等的计算值、用于充电/放电控制的各种信息等。存储器10a可以被配置为在外部连接到控制器10的单独存储区域。即,存储器10a可以被结合在控制器10中或者在外部连接到控制器10。对于将在后面描述的充电控制装置30的存储器30a也是如此。
控制器10基于由监视单元6检测的电压值、由电流传感器7检测的电流值和由温度传感器8检测的电池温度,计算(推定)电池1的SOC。然后,控制器10基于计算的SOC和满充电容量的推定值,执行电池1的充电/放电控制。控制器10可以被配置为包括相应功能单元,例如SOC推定单元、满充电容量计算单元等。
电池1的SOC(充电状态)表示电池1的当前充电容量与满充电容量之比,并且满充电容量是SOC的上限。可以从电池1的开路电压(OCV)指定SOC。例如,将电池1的OCV与SOC之间的对应关系作为OCV-SOC映射预先存储在存储器10a中。控制器10从由监视单元6检测的闭路电压(CCV)计算电池1的OCV,并且从OCV-SOC映射计算SOC。
因为电池1的OCV与SOC之间的对应关系根据电池温度而变化,所以可以针对每个电池温度将OCV-SOC映射存储在存储器10a中,并且可以根据当从电池1的OCV推定SOC时检测的电池温度,针对相应电池温度通过从OCV-SOC映射中选择一个映射来推定电池1的SOC。
因此,控制器10能够通过监视由监视单元6在充电或放电期间检测的电压值(CCV),掌握电池1的过充电状况或过放电状况。例如,控制器10可以通过以下操作执行充电/放电控制:限制电池1的充电以使得计算的SOC不会变得高于相对于满充电容量预先确定的上限SOC,或者限制放电以使得计算的SOC不会变得低于下限SOC。
控制器10可以针对直流/直流转换器3、逆变器4和电动机-发电机5的每一个设置,或者可以被配置为由两个或更多控制装置构成的一个控制单元。
接下来,将描述用于使用来自外部电源23的外部电力对电池1充电的电池系统的外部充电系统。外部充电系统使用从外部电源23供应的外部电力执行电池1的外部充电,并且使用温度调节器执行电池1的温度调节。
充电器20经由充电线PL1、NL1连接到电池1。充电线PL1连接到电池1的正极端子与直流/直流转换器3之间的正极线PL。充电线NL1连接到电池1的负极端子与直流/直流转换器3之间的负极线NL。
充电继电器Rch1、Rch2分别设置在充电线PL1、NL1中。响应于来自充电控制装置30的控制信号,在接通与关断之间切换充电继电器Rch1、Rch2。当将充电继电器Rch1、Rch2和系统主继电器SMR-B、SMR-G切换到接通时,电池1与充电器20(外部电源23)彼此电连接。
将充电插头22连接到入口21。充电插头22是设置在从外部电源23延伸的充电电缆中的连接器。将充电插头22连接到入口21后,能够经由充电器20从外部电源23向电池1供应外部电力。以这种方式,能够使用外部电源23对电池1充电。充电器20具备交流/直流转换器(未示出)。当从外部电源23供应交流电力时,充电器20将来自外部电源23的交流电力转换为直流电力,并且向电池1供应直流电力。使用从外部电源23供应的电力对电池1充电将被称为“外部充电”。
尽管在该实施例中通过将充电插头22连接到入口21执行外部充电,但本发明的外部充电系统并不限于该布置。更具体地说,可以使用所谓的非接触式充电系统向电池1供应外部电源23的电力。在非接触式充电系统中,可以利用电磁感应或共振现象,以使得可以不使电流流经电缆而供应电力。非接触式充电系统可以适当地采用已知布置或配置。
充电器20经由电力线PL2、NL2连接到直流/直流转换器42。直流/直流转换器42连接到电池加热器40,并且可操作以升高从充电器20接收的直流电力的电压,向电池加热器40输送产生的电力。电池加热器40是用于升高电池1的温度的加热装置,并且也是使用外部电力驱动的温度调节器。温度传感器41检测电池加热器40的温度(加热器温度),并且将检测结果输出到控制器10或充电控制装置30。
例如,可以使用将电能转换为热能的电加热器作为电池加热器40。电池加热器40可以被设置为与电池1直接接触,或者可以通过介于加热器40与电池1之间的构件或空间而间接设置。此外,两个或更多电加热器可以构成一个电池加热器40。在这种情况下,加热部分可以设置在电池1中的两个或更多位置处。
开关Rh1、Rh2分别设置在电力线PL2、NL2中。在控制器10或充电控制装置30的控制下,在接通与关断之间切换开关Rh1、Rh2。当将开关Rh1、Rh2置于接通位置时,直流/直流转换器42与电池加热器40彼此连接。
充电器20执行第一电力供应以便向电池1供应外部电力,并且执行第二电力供应以便经由直流/直流转换器42向电池加热器40供应外部电力。充电器20根据充电控制装置30的控制信号操作,并且可以同时或彼此独立执行第一电力供应和第二电力供应。
图2是用于解释包括电池1的温度调节控制的外部充电控制的图。在图2中,横轴指示时间,并且纵轴分别指示电池1的SOC、向电池1供应的充电电力和电池加热器40的加热器输出。
在该实施例中,在两种充电模式(即,第一充电模式和第二充电模式)的选定一种模式下执行外部充电。在第一充电模式(对应于第一充电控制)下,执行恒定电流(CC)充电,即,当在开始外部充电时检测的电池1的初始SOC等于或小于第一充电模式的阈值SOC_th时,使用预设容许充电电流对电池1充电。在第二充电模式(对应于第二充电控制)下,执行恒定电流恒定电压(CCCV)充电,即,在其中电池1的SOC大于阈值SOC_th的区域中,使用被限制为小于第一充电模式的充电电流的某一值的充电电流对电池1充电,以使得电池1的电压被控制为等于或低于给定值。
例如,如图2中所示,当电池1的初始SOC等于或小于阈值SOC_th时,充电控制装置30在时间t1使用对应于给定充电电力的恒定充电电流开始充电。电池1的SOC(电压)随时间增加,并且在时间t2达到阈值SOC_th。此时,充电控制装置30切换到恒定电流恒定电压充电(第二充电模式),其中充电电流被限制为较小值以使得电池1的电压被控制为等于或低于给定值。当在时间t3SOC达到上限SOC时,充电控制装置30结束充电。
在恒定电流恒定电压充电中,在其中电池1的SOC大于阈值SOC_th的区域中,设置上限电压并且限制充电电流,如上所述。如果在其中SOC高的状况下对电池1充电,则充电效率降低;因此,设置上限电压并且将充电电流限制为较小值,以便控制或抑制由于充电效率降低而导致的温度升高和过电压。如果在低温下对电池1充电,则电池电阻(内阻)增大;因此,电压根据充电电流与内阻的乘积而增加,如从关系V=IR(R:内阻)理解的那样。当充电电流增大时,电压变得过高,并且电池的劣化继续;因此,执行恒定电流恒定电压充电,即,充电电流被限制为较小值以使得在充电期间电压不会超过上限电压。以这种方式,能够抑制或防止电池的劣化。
在图2的实例中,针对外部充电设置的上限SOC可以等于满充电容量,或者可以被设置某一值,该值低于满充电容量并且是在电池1的充电/放电控制下的SOC的容许范围的上限。阈值SOC_th是充电控制从第一充电模式改变到第二充电模式时的阈值。当在开始外部充电时检测的初始SOC大于阈值SOC_th时,充电控制装置30在第二充电模式下开始外部充电,而不经历第一充电模式。
在该实施例中,当电池1的温度等于或低于预定温度时,在充电期间,与如上所述的充电控制同时或并行针对电池1执行温度调节控制,如图2中所示。在温度调节控制中,使用从外部电源23供应的外部电力的一部分操作电池加热器40。
在温度调节控制中,将加热器供应电力从充电器20输送给电池加热器40,以使得操作电池加热器40以提供恒定加热器输出,以便升高电池1的温度。例如,在图1的实例中,充电器20向电池1供应从外部电源23供应的外部电力的最大电力中的特定量的充电电力,并且将剩余电力作为加热器供应电力输送给电池加热器40。
当同时对电池1充电和加热时,向电池加热器40供应电力有时可能紧急停止,以便当电池1的温度或电池加热器40的加热器温度发生异常时保护电池1。
图3是用于解释当停止向电池加热器40供应电力时的电池1的充电电力和电压的变化的图。如图3中所示,充电控制装置30能够从温度传感器8的检测结果掌握或检测电池1的温度异常等;因此,在发生异常时充电控制装置30首先将电力线PL2、NL2的开关Rh1、Rh2置于关断位置,以便停止向电池加热器40供应电力(加热器关断)。
因为当从充电器20向电池1供应充电电力期间停止向电池加热器40供应电力,所以向电池加热器40供应的电力被转移用作充电电力,并且将从外部电源23供应的全部外部电力供应给电池1作为充电电力,从而例如导致充电电力增加(由图3中的双点划线指示的行为)。因此,当向电池加热器40供应电力期间停止向电池加热器40供应电力时,充电控制装置30需要通过停止充电控制或者减小因此增加的充电电力(充电电力切断),限制或防止充电电力的迅速增加。执行上述控制以便防止电池1(单元电池2)的电压超过上限电压。
但是,如图3中所示,如果在“加热器关断”的时间(时间t21)与“充电电力切断”的时间(时间t22)之间出现时间滞后,则不能抑制由于关闭电池加热器40而导致的充电电力的迅速增加,并且电池1的电压迅速增加。如果在其中电池1的SOC高的状态下电池1的电压迅速增加,则电池1(单元电池2)的电压可能超过上限电压。
具体地说,当监视电池1的状况的控制器10从温度传感器8、41的检测结果掌握或检测到电池1的温度异常,并且在发生异常时独立于充电控制装置30将电力线PL2、NL2的开关Rh1、Rh2控制到关断位置时,在将开关Rh1、Rh2置于关断位置时,可能相对于当控制器10将开关Rh1、Rh2置于关断位置时的时间发生从控制器10到充电控制装置30的通信延迟、充电控制装置30的控制延迟等。因此,充电电力可能由于向电池加热器40供应的电力转移用作充电电力而不可避免地增加。
因此,在该实施例中,当电池1的SOC大于阈值SOC_th并且电池1的温度等于或低于预定温度时向电池加热器40供应的加热器供应电力W2被设置为小于当SOC等于或小于阈值SOC_th并且电池1的温度等于或低于预定温度时向电池加热器40供应的加热器供应电力W1。以这种方式,能够减小当停止向电池加热器40供应电力时加到充电电力的电力,并且电池1不太可能或不可能劣化。
加热器供应电力W2只需小于加热器供应电力W1。例如,当电池1的SOC大于阈值SOC_th时,可以控制加热器供应电力W2以使得0<W2<W1,如由示出加热器输出与时间之间的关系的图2中的单点划线指示。更具体地说,加热器供应电力W2可以被控制为等于或小于加热器供应电力W1的十分之一(1/10)。
其中加热器供应电力W2小于加热器供应电力W1的情况包括其中加热器供应电力W2小于预设加热器供应电力W2’(W1>W2’>W2>0)的情况,在这种情况下通过预先将加热器供应电力W2’设置为小于加热器供应电力W1的值来执行温度调节控制。即,如果第二充电模式下的加热器供应电力W2小于第一充电模式下的加热器供应电力W1,或者小于第二充电模式下的预先设置的加热器供应电力W2’(<W1),则能够减小其中电池1的电压超过上限电压的区域(其由图3中的双点划线指示),并且电池1不太可能或不可能劣化。
此外,将加热器供应电力W2设置为小于加热器供应电力W1包括将加热器供应电力W2设置为0。即,在不向电池加热器40供应电力的情况下,可以不执行温度调节控制。更具体地说,当电池1的SOC大于阈值SOC_th时,使向电池加热器40供应的电力等于0,如由指示加热器输出与时间之间的关系的图2的图中的实线指示。使用该布置,当停止向电池加热器40供应电力时,防止转移电力以便用作充电电力,并且不增加充电电力。因此,电池1的电压不太可能或不可能超过上限电压,并且电池1不太可能或不可能劣化。
因此,当电池的温度等于或低于预定温度时,在第一充电模式下同时执行充电控制和温度调节控制。在其中电池1的SOC等于或小于阈值SOC_th,并且在第一充电模式下执行充电控制的区域中,SOC低于第二充电模式下的SOC,并且因此,即使当停止向电池加热器40供应电力时增加充电电力,也认为能够抑制或防止过电压。因此,使用加热器供应电力W1执行温度调节控制。
另一方面,在其中电池1的SOC大于阈值SOC_th,并且在第二充电模式下执行充电控制的区域中,当电池1的温度等于或低于预定温度时,可以使用小于加热器供应电力W1的加热器供应电力W2执行温度调节控制,或者即使电池1的温度等于或低于预定温度,也可以不执行温度调节控制。使用该布置,能够通过以下操作保护电池1:减小其中电池1的电压超过上限电压(由于其中电池1的SOC大的区域中的充电电力增加)的区域,或者防止电压超过上限电压,同时通过在其中电池1的SOC小的区域中积极地升高电池1的温度,确保提高电池1的充电效率并且缩短充电时间。
电池1的SOC的阈值(用于使用小于加热器供应电力W1的加热器供应电力W2执行温度调节控制,或者禁止执行温度调节控制)可以等于如上所述用作第一充电模式与第二充电模式之间的控制边界的阈值SOC_th,或者可以是不同于阈值SOC_th的阈值。例如,可以在其中电池1的电压等于或低于给定值(即使该给定值在以下情况下超过上限值:当停止向电池加热器40供应电力时,在充电电力由于转移并且加到充电电力的电力而增加时)的范围内设置给定阈值,或者可以在其中电池1的电压不超过上限阈值的范围内设置给定阈值。当在其中SOC大于因此确定的阈值的区域中对电池1充电时,当电池1的温度等于或低于预定温度时,可以使用小于加热器供应电力W1的加热器供应电力W2执行温度调节控制,或者即使电池的温度等于或低于预定温度,也可以禁止执行温度调节控制,与第一充电模式与第二充电模式之间的控制边界以及充电模式的切换无关。
图4是示出根据该实施例的包括温度调节控制的外部充电控制的处理流程的图。由充电控制装置30执行图4的处理。
如果将充电插头22连接到入口21(步骤S101中的是),则生成从入口21到充电控制装置30的充电插头连接信号,以使得充电控制装置30开始外部充电控制。
在外部充电控制开始时,充电控制装置30将充电继电器Rch1、Rch2从关断切换到接通,并且将系统主继电器SMR-B、SMR-G从关断切换到接通以便将充电器20与电池1相连接。充电控制装置30可以经由控制器10执行用于将系统主继电器SMR-B、SMR-G从关断切换到接通的控制。
充电控制装置30从温度传感器8获得当开始充电时测量的电池1的电池温度T。此外,充电控制装置30从监视单元6获得电池1的检测电压值,并且计算开始充电时的初始SOC(S102)。
如果检测的电池温度T高于温度T1(步骤S103中的否),则充电控制装置执行正常外部充电,而不使用电池加热器40升高电池1的温度(S121)。温度T1被预先设置为不需要通过电池加热器40加热电池1的温度,并且可以考虑到随电池温度T变化的充电效率,通过实验等获得。
如果电池温度T低于温度T1(步骤S103中的是),则充电控制装置30判定初始SOC是否小于阈值SOC_th(S104)。如果初始SOC小于阈值SOC_th,则充电控制装置30在第一充电模式下执行充电控制(S105),并且将开关Rh1、Rh2置于接通位置以便向电池加热器40供应外部电力的一部分(S106)。在这种情况下,向电池加热器40供应的电力将被称为“供应电力W1”。充电控制装置30能够通过控制直流/直流转换器42,调整供应给电池加热器40的供应电力。如果在步骤S104中判定初始SOC大于阈值SOC_th,则充电控制装置30继续到步骤S111,并且在第二充电模式下开始充电控制,而不在第一充电模式下执行充电控制。
在步骤S105、S106中,可以预先设置第一充电模式的充电电力和温度调节控制需要的加热器供应电力。例如,可以在外部电源23的最大功率范围内,预先指定导致最短充电时间的充电电力与加热器供应电力之比。充电控制装置30可以设置充电电力和加热器供应电力,并且同时执行充电控制和温度调节控制。可以在开始温度调节控制之前开始充电控制,并且在电池1被充电期间,可以通过电池加热器40升高电池1的温度。
当向电池1供应充电电力并且向电池加热器40供应加热器供应电力W1期间,充电控制装置30根据需要检测电池1的电池温度T和SOC(电压)(S107)。当电池温度T变得高于温度T1时(步骤S107中的是),充电控制装置30停止向电池加热器40供应电力以便关闭电池加热器40(S109),并且停止温度调节控制(使用电池加热器40加热电池1),同时仅继续充电控制。因为不再需要升高电池1的温度,所以充电控制装置30通过将向电池加热器40供应的电力量加到充电电力而重新设置充电电力,以便在第一充电模式下使用更新后的充电电力对电池1充电。
在第一充电模式下,使用对应于充电电力的充电电流对电池1充电,直至电池1的SOC达到阈值SOC_th(S108)。当电池1的SOC变得大于阈值SOC_th时(步骤S108中的是),充电控制装置30结束第一充电模式下的充电并且切换到第二充电模式,即使当电池温度T低于温度T1时也是如此。同样,在步骤S110中,当在停止加热电池1之后获得的SOC变得大于阈值SOC_th时(步骤S110中的是),充电控制装置30结束第一充电模式下的充电,并且切换到第二充电模式。
然后,在步骤S111中,充电控制装置30在第二充电模式下执行充电控制。在第二充电模式下的充电控制中,充电控制装置30在步骤S112中判定电池温度T是否低于温度T1。
当充电控制装置30判定电池温度T低于温度T1时,它将向电池加热器40供应的电力设置为供应电力W2(<W1并且≥0)(S113)。此时,在上述方法中的一种方法中,可以在第二充电模式下执行用于向电池加热器40供应电力的电力供应控制。在图4中所示的流程图中,可以省略对应于另一种方法的处理。
首先,当使用小于加热器供应电力W1的加热器供应电力W2执行温度调节控制时,充电控制装置30将向电池加热器40供应的电力设置为供应电力W2(>0),并且开启电池加热器40。此时,当电池温度T低于温度T1时,在其中在第一充电模式下执行温度调节控制并且需要在第二充电模式下执行温度调节控制的状况下,将向电池加热器40供应的电力从供应电力W1更改(重设)为W2,并且保持向电池加热器40供应电力。当在第二充电模式下开始充电时(步骤S104中的否),电池加热器40处于关闭状态,并且因此,充电控制装置30将向电池加热器40供应的电力设置为供应电力W2,并且将电池加热器40从关闭切换到开启。
当在第二充电模式下执行温度调节控制以使得向电池加热器40供应加热器供应电力W2(>0)时(步骤S114中的是),充电控制装置30继续到步骤S116以便判定电池温度T是否高于温度T1。当向电池加热器40供应加热器供应电力W2并且向电池1供应充电电力期间电池温度T变得高于温度T1时(步骤S116中的是),充电控制装置30停止向电池加热器40供应电力,并且关闭电池加热器40(步骤S118)。
充电控制装置30执行充电控制直至电池1的SOC达到上限SOC(步骤S117中的是)。当电池1的SOC变得等于上限SOC时,即使电池温度T低于温度T1,充电控制装置30也执行充电终止操作以便结束外部充电控制(步骤S126)。同样,在步骤S119中,在电池加热器40关闭之后的第二充电模式下的充电控制期间,当电池1的SOC变得等于上限SOC时(步骤S119中的是),充电控制装置30执行充电终止操作以便结束外部充电控制(步骤S126)。
其次,可以控制电池系统以使得将向电池加热器40供应的加热器供应电力W2设置为0,并且即使电池1的电池温度T低于温度T1,也不在第二充电模式下执行温度调节控制。为了禁止执行温度调节控制,可以将开关Rh1、Rh2从接通切换到关断以使得关闭电池加热器40,或者可以控制直流/直流转换器42以使得在开关Rh1、Rh2保持接通期间,加热器供应电力W2变得等于0。
在步骤S113中,充电控制装置30可以将加热器供应电力W2设置为0,并且关闭电池加热器40。当在第一充电模式下执行温度调节控制时(当电池加热器40处于开启状态时),充电控制装置30将电池加热器40从开启切换到关闭。
因此,当电池加热器40处于开启状态时关闭电池加热器40,或者当电池加热器40处于关闭状态时禁止开启电池加热器40期间,充电控制装置30可以在第二充电模式下开始充电。
当将电池加热器40控制为关闭状态以使得不在第二充电模式下执行温度调节控制时,充电控制装置30可以使用加热禁止标志以便禁止执行温度调节控制。充电控制装置30可以当关闭电池加热器40时将加热禁止标志设置为开启,或者可以当初始SOC大于阈值SOC_th时将加热禁止标志设置为开启。充电控制装置30可以通过参考存储在存储器30a中的加热禁止标志的开启/关闭,在电池1的电池温度T低于温度T1时控制温度调节控制的执行/禁止。
当电池加热器40关闭时在第二充电模式下充电期间,当电池1的SOC变得等于上限SOC时(步骤S115中的是),充电控制装置30执行充电终止操作以便结束外部充电控制(S126)。
当在步骤S112中判定电池温度T高于温度T1时,充电控制装置30确定不需要执行温度调节控制,并且将电池加热器40切换到关闭状态(如果其处于开启状态)。在这种情况下,仅执行充电控制。当电池1的SOC变得等于上限SOC时(步骤S120中的是),充电控制装置30执行充电终止操作以便结束外部充电控制(S126)。
在步骤S121和后续步骤中,执行没有加热的正常外部充电。当在步骤S103中判定电池温度T高于温度T1时,确定不需要在第一充电模式和第二充电模式下(换言之,在整个外部充电控制中)执行电池1的温度调节控制。当初始SOC小于阈值SOC_th时(步骤S121中的是),充电控制装置30设置例如对应于最大电力的充电电力,并且针对电池1执行充电控制(S122)。当电池1的SOC变得大于阈值SOC_th时(步骤S123中的是),充电控制装置30结束第一充电模式下的充电,并且从第一充电模式切换到第二模式。
随后,充电控制装置30切换到第二充电模式,并且设置小于第一充电模式下的充电电力的充电电力,以便针对电池1执行充电控制(步骤S124)。当电池1的SOC变得等于上限SOC时(步骤S125中的是),充电控制装置30执行充电终止操作以便结束外部充电控制(步骤S126)。当在步骤S121中判定初始SOC大于阈值SOC_th时,控制电池系统以使得在第二充电模式下开始外部充电(步骤S124)。
在步骤S126的充电终止操作中,计算完成充电时的电池1的SOC(终止SOC),并且计算满充电容量,同时将充电继电器Rch1、Rch2和系统主继电器SMR-B、SMR-G从接通切换到关断以使得充电器20与电池1彼此断开。可以使用初始SOC和终止SOC,以及在第一充电模式和/或第二充电模式下向电池1供应的充电电流的累计值来计算满充电容量。
在上面描述中,作为一个实例,针对即时充电(当由从外部电源23延伸的充电插头22与入口21的连接触发时,开始即时充电),描述了涉及该实施例的温度调节控制的外部充电控制。但是,本发明并不限于这种类型的充电。
本发明可以适用于计时器充电,其中在预设充电开始时间开始充电。例如,当按下计时器充电开关(未示出)时,允许用户针对计时器充电设置充电开始时间和/或充电结束时间。充电控制装置30通过以下操作执行计时器充电:当设置的充电开始时间到达时开始充电,或者当从设置的充电结束时间和当前时间计算的充电开始时间到达时开始充电。在图4的实例中,可以在步骤S101之前判定当前时间是否是充电开始时间,并且如果当前时间是充电开始时间,则可以开始外部充电。在外部充电控制期间,当充电结束时间到达时,还可以强制系统结束外部充电。
图5到图7是示出该实施例的修改例的图。在所述修改例中,假设执行如上所述的第二充电模式下的温度调节控制,并且更改第一充电模式下的充电控制和温度调节控制。
更具体地说,在第一充电模式下,当电池1的温度等于或低于预定值时,执行温度调节控制以使得当电池1的SOC增大时,减小向电池加热器40供应的电力。此外,在第一充电模式下,执行充电控制以使得当电池1的SOC增大时,减小向电池1供应的充电电力。
图5是用于解释根据修改例的包括电池的温度调节控制的外部充电控制的图。与如上所述的第二充电模式下的充电控制相比,当在其中电池1的SOC较小的区域中执行第一充电模式下的充电控制时,当对电池1充电时电池1的SOC增大,并且电池的电压朝向上限电压增大。因此,如果同时执行向电池加热器40供应电力和充电,则即使在第一充电模式下,当停止对电池加热器40的电力供应时,电池的电压也可能超过上限电压。
因此,如图5中所示,基于电池的SOC的大小,在第一充电模式下设置两个或更多控制区域,并且执行温度调节控制以使得在当前控制区域中的电池1的SOC较高时,减小向电池加热器40供应的电力,同时执行充电控制以使得在当前控制区域中的电池1的SOC较高时,减小向电池1供应的充电电力。
使用上述布置,即使当同时执行电池1的充电和加热期间停止对电池加热器40的电力供应,也能够减小转移并且加到充电电力的电力,并且即使向电池加热器40供应的电力被转移用作充电电力,也能够将向电池1供应的充电电力保持在相对低的级别。因此,电池1的电压不太可能或不可能由于电池1的温度异常等而超过上限电压(包括其中电池电压超过上限电压的区域的减小),同时确保在第一充电模式下升高电池的温度的机会。
图6和图7是示出修改例的外部充电控制的处理流程的图。与图4中所示的外部充电控制的处理流程相同的步骤被分配相同的参考标号或步骤编号,并且将主要详细描述不同于图4的处理流程的步骤。
首先,如图5中所示,在其中电池1的SOC等于或小于阈值SOC_th,并且在第一充电模式下执行充电的区域中,根据电池1的SOC的大小,预先设置控制区域A(SOC≤SOC_A)、控制区域B(SOC_A<SOC≤SOC_B)和控制区域C(SOC_B<SOC≤阈值SOC_th)。在这种情况下,还预先设置每个控制区域中的充电电力,以使得充电电力A>充电电力B>充电电力C(>充电电力D)。当在第二充电模式下设置充电电力D,并且设置其中在第二充电模式下执行充电的控制区域D时,与控制区域D相邻的第一充电模式的控制区域C中的充电电力C可以被设置为大于充电电力D。
此外,预先设置每个控制区域中的加热器供应电力,以使得加热器供应电力Ah>加热器供应电力Bh>加热器供应电力Ch(>加热器供应电力Dh≥0)。在第二充电模式下设置加热器供应电力Dh,并且其对应于如上所述的加热器供应电力W2。尽管在图5的实例中加热器供应电力Dh等于0,但可以将加热器供应电力Dh设置为大于0但小于加热器供应电力Ch,如由图2中的单点划线指示的那样。与第二充电模式相邻的第一充电模式的控制区域C的加热器供应电力Ch被设置为以下值:该值大于加热器供应电力Dh,并且也大于0。将如此设置的信息存储在存储器30a中。
如图6中所示,在步骤S103、S104中,当电池1的电池温度T低于温度T1,并且SOC小于阈值SOC_th时,充电控制装置30在第一充电模式下执行充电控制,而同时执行温度调节控制。
充电控制装置30确定电池1的SOC落入哪个控制区域中。当电池1的SOC小于对应于控制区域A的SOC_A时(步骤S201中的是),充电控制装置30将充电电力A设置为充电电力(S202),并且将加热器供应电力Ah设置为加热器供应电力(A203)。
充电控制装置30使用在步骤S202中设置的充电电力A,在第一充电模式下执行充电控制(S204),同时通过开启电池加热器40并且向电池加热器40供应在步骤S203中设置的加热器供应电力Ah,执行温度调节控制(S205)。
当向电池1供应充电电力A并且向电池加热器40供应加热器供应电力Ah时,充电控制装置30根据需要检测电池1的电池温度T和SOC(电压)。当电池温度T变得高于温度T1时(步骤S206中的是),充电控制装置30停止向电池加热器40供应电力,以便关闭电池加热器40(S109),并且在停止温度调节控制的同时仅继续执行充电控制(S110)。在这一点上,当在第一充电模式下操作期间电池温度T变得高于温度T1时,充电控制装置30可以使用给定充电电力在第一充电模式下执行充电控制,而不考虑第一充电模式的两个或更多控制区域。然后,当电池1的SOC变得大于阈值SOC_th时(步骤S110中的是),充电控制装置30可以切换到第二充电模式。
另一方面,在控制区域A中,使用对应于充电电力A的充电电流对电池1充电,直至电池1的SOC变得等于SOC_A(S207),并且当电池1的SOC变得大于SOC_A时(步骤S207中的是),充电控制装置30切换到控制区域B。
当充电控制装置30将电池1的控制区域从A改变到B,并且在控制区域B中执行充电控制和温度调节控制时,它将充电电力重新设置为充电电力B(<A)(S208),并且将加热器供应电力重新设置为加热器供应电力Bh(<Ah)(S209)。充电控制装置30使用在步骤S208中设置的充电电力B,继续在第一充电模式下执行充电控制(S210),并且同时通过向电池加热器40供应在步骤S209中设置的加热器供应电力Bh,执行温度调节控制(S211)。
类似于步骤S206,当向电池1供应充电电力B并且向电池加热器40供应加热器供应电力Bh时电池温度T变得高于温度T1时(步骤S212中的是),充电控制装置30继续到步骤S109、S110。在控制区域B中,使用对应于充电电力B的充电电流对电池1充电,直至电池1的SOC变得等于SOC_B(S213),并且当电池1的SOC变得大于SOC_B时(步骤S213中的是),充电控制装置30切换到控制区域C。
为了随后在控制区域C中执行充电控制和温度调节控制,充电控制装置30将充电电力重新设置为充电电力C(<B)(S214),并且将加热器供应电力重新设置为加热器供应电力Ch(<Bh)(S215)。充电控制装置30使用在步骤S214中设置的充电电力C继续在第一充电模式下执行充电控制(S216),并且同时通过向电池加热器40供应在步骤S215中设置的加热器供应电力Ch,执行温度调节控制(S217)。
类似于步骤S206、S212,当向电池1供应充电电力C并且向电池加热器40供应加热器供应电力Ch时电池温度T变得高于温度T1时(步骤S218中的是),充电控制装置30继续到步骤S109、S110。然后,在控制区域C中,使用对应于充电电力C的充电电流对电池1充电,直至电池1的SOC变得等于阈值SOC_th(S219),并且当电池1的SOC变得大于阈值SOC_th时(步骤S219中的是),充电控制装置30切换到第二充电模式。
当电池1的SOC变得大于阈值SOC_th时,充电控制装置30继续到步骤S111,并且以与图4中相同的方式,在第二充电模式下执行充电控制。此时,如图5的实例中那样,第二充电模式可以将控制区域D视为构成整个充电控制的控制区域中的一个控制区域。充电控制装置30将充电电力重新设置为充电电力D(<C),并且将加热器供应电力重新设置为加热器供应电力Dh(Ch>Dh≥0)。当电池1的温度等于或低于预定温度时,可以使用小于加热器供应电力Ch的加热器供应电力Dh执行温度调节控制,或者即使电池1的温度T等于或低于预定温度,也可以在第二充电模式(CCCV充电)下执行充电控制,同时禁止温度调节控制。
当在步骤S201中判定电池1的初始SOC等于或大于SOC_A时(步骤S201中的否),充电控制装置30继续到步骤S223,并且判定电池1的SOC是否在控制区域B内。如果电池1的SOC等于或大于SOC_A但小于SOC_B,则充电控制装置30跳过控制区域A(S202–S207),并且继续到步骤S208,以便从控制区域B执行充电控制和温度调节控制。
同样,当在步骤S223中判定电池1的初始SOC等于或大于SOC_B时(步骤S223中的否),充电控制装置30继续到步骤S224,并且判定电池1的SOC是否在控制区域C内。当电池1的SOC等于或大于SOC_B但小于阈值SOC_th时,充电控制装置30跳过控制区域A(S202–S207)和控制区域B(S208–S213),并且继续到步骤S214,以便从控制区域C执行充电控制和温度调节控制。
进一步,当在步骤S224中判定电池1的初始SOC等于或大于阈值SOC_th时(步骤S224中的否),充电控制装置30继续到步骤S111,并且在第二充电模式下开始充电控制。
因此,在该修改例的第一充电模式下,执行温度调节控制以使得在当前控制区域中的电池1的SOC较高时,减小向电池加热器40供应的电力,并且执行充电控制以使得在当前控制区域中的电池1的SOC较高时,减小向电池1供应的充电电力。使用该布置,即使当同时进行电池1的充电和加热期间停止对电池加热器40的电力供应,也能够减小转移并且加到充电电力的电力,并且即使向电池加热器40供应的电力被转移用作充电电力,也能够将向电池1供应的充电电力保持在低级别。因此,电池1的电压不太可能或不可能超过上限值,同时确保在第一充电模式下升高电池的温度的机会。
在如上所述的修改例中,当在第一充电模式下当前控制区域中的电池1的SOC较高时,将用于减小向电池加热器40供应的电力的温度调节控制以及用于减小向电池1供应的充电电力的充电控制相组合。但是,本发明并不限于该布置。
即,在第一充电模式下,可以执行充电控制以使得在第一充电模式下的整个操作时段内,向电池1供应的充电电力保持恒定而不改变(如图3和图4中所示),同时可以执行温度调节控制以使得当电池1的SOC增大时,减小向电池加热器40供应的电力。在这种情况下,也在其中电池1的SOC较高的区域中减小向电池加热器40供应的电力;因此,即使当同时执行电池的充电和加热期间停止对电池加热器40的电力供应,也能够减小转移并加到充电电力的电力量。因此,在第一充电模式下电池1的电压不太可能或不可能超过上限电压,同时确保升高电池1的温度的机会。
此外,在第一充电模式下,可以执行温度调节控制以使得在第一充电模式下的整个操作期间内,向电池加热器40供应的电力保持恒定而不改变(如图3和图4中所示),同时可以执行充电控制以使得当电池1的SOC增大时,减小向电池1供应的充电电力。在这种情况下,也在其中电池1的SOC较高的区域中减小向电池1供应的充电电力;因此,即使当同时执行电池1的充电和加热期间停止对电池加热器40的电力供应,而且向电池加热器40供应的电力被转移并加到充电电力,也能够防止向电池1供应的充电电力显著增加。因此,电池1的电压不太可能或不可能例如超过上限电压,同时确保升高电池1的温度的机会。
在该修改例中,针对两个或更多区域的每一个,向电池加热器40供应的电力和向电池1供应的充电电力被控制为以逐步方式减小,如图5中所示。但是,本发明并不限于该布置。例如,在控制区域B中,可以控制加热器供应电力以便从控制区域A的加热器供应电力Ah朝向控制区域B的加热器供应电力Bh减小。即,向电池加热器40供应的电力和/或向电池1供应的电力可以被控制为随电池1的SOC的增大而减小。
尽管在修改例中设置两个或更多控制区域,但可以不设置控制区域。例如,可以掌握电池的SOC的增大方式,并且向电池加热器40供应的电力和/或向电池1供应的充电电力可以被控制为随电池1的SOC的增大而减小,以使得根据SOC的增大量或增大速率,以给定速率减小向电池加热器40供应的电力和向电池1供应的充电电力。
上面描述了根据该实施例的包括温度调节控制的外部充电控制。尽管在如上所述的实施例中在第一充电模式和第二充电模式的两个阶段中进行充电,但本发明并不限于该布置。例如,在充电时段期间(即,直至SOC达到上限SOC),可以以三种或更多不同充电模式控制电池系统,或者仅以一种充电模式控制电池系统。还能够使用恒定充电电流对电池充电,而不设置任何模式。在这种情况下,也可以使用以下两者作为预定值:充电模式从一种更改为另一种时的SOC的阈值,或者在不考虑充电模式的情况下基于电池1的SOC大小与上限电压之间的关系设置的阈值。当电池1的SOC大于预定值时,可以与充电控制同时执行温度调节控制,方法是当电池1的SOC大于预定值并且电池1的温度等于或低于预定温度时,减小向电池加热器40供应的加热器供应电力,以便低于当SOC小于预定值并且电池1的温度低于预定温度时向电池加热器40供应的加热器供应电力,或者即使当电池1的电池温度T等于或低于预定温度时,也可以不与充电控制同时执行温度调节控制。
Claims (8)
1.一种用于车辆的蓄电系统,所述车辆包括用于移动所述车辆的电动机,以及被配置为向所述电动机供应电力的电池,所述电池适于使用从外部电源供应的外部电力而被充电,所述蓄电系统的特征在于包括:
温度传感器,其被配置为检测所述电池的温度;
电池加热器,其被配置为升高所述电池的温度;
充电器,其能与所述外部电源连接,并且被配置为分别向所述电池和所述电池加热器输送所述外部电力;以及
控制器,其被配置为
当所述电池的温度等于或低于预定温度时,执行充电控制和温度调节控制,所述充电控制是用于使用所述外部电力对所述电池充电的控制,所述温度调节控制是用于当所述电池的温度等于或低于所述预定温度时向所述电池加热器供应所述外部电力的一部分并且升高所述电池的温度的控制,
所述控制器被配置为,当所述电池的充电状态大于预定值并且所述电池的温度等于或低于所述预定温度时,执行用于向所述电池加热器供应第一电力的控制,以及
所述控制器被配置为,当所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值并且所述电池的温度等于或低于所述预定温度时,执行用于向所述电池加热器供应第二电力的控制,所述第一电力小于所述第二电力。
2.根据权利要求1所述的蓄电系统,其特征在于
所述充电控制包括第一充电控制和第二充电控制,所述第一充电控制在所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值时由所述控制器执行,所述第二充电控制在所述电池的所述充电状态大于所述预定值时由所述控制器执行,并且
所述控制器被配置为在执行所述第一充电控制期间执行所述温度调节控制,以使得:随着所述电池的所述充电状态增大,向所述电池加热器供应的电力减小。
3.根据权利要求2所述的蓄电系统,其特征在于
所述控制器被配置为执行所述第一充电控制,以使得:随着所述电池的所述充电状态增大,向所述电池供应的充电电力减小。
4.根据权利要求1所述的蓄电系统,其特征在于
所述充电控制包括第一充电控制和第二充电控制,所述第一充电控制在所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值时由所述控制器执行并且包括多个控制区域,所述控制区域基于所述电池的所述充电状态的大小被限定,所述第二充电控制在所述电池的所述充电状态大于所述预定值时由所述控制器执行,并且
所述控制器被配置为在执行所述温度调节控制期间执行所述充电控制,以使得:在所述控制区域中的所述第一充电控制当前被执行的一个控制区域中的所述电池的所述充电状态较高时,向所述电池供应的充电电力减小,并且向所述电池加热器供应的电力减小。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的蓄电系统,其特征在于
所述第二充电控制是这样的充电模式:在该充电模式下,在所述电池的所述充电状态的范围为从所述预定值到预定上限值的区域中对所述电池充电,所述电池在所述充电模式下使用小于所述第一充电控制的充电电力的充电电力而被充电。
6.根据权利要求1所述的蓄电系统,其特征在于
所述控制器被配置为在所述电池的所述充电状态大于所述预定值时,即使当所述电池的温度等于或低于所述预定温度时也禁止执行所述温度调节控制。
7.一种用于车辆的蓄电系统,所述车辆包括电池,所述电池适于使用从外部电源供应的外部电力而被充电,所述蓄电系统的特征在于包括:
温度传感器,其被配置为检测所述电池的温度;
电池加热器,其被配置为升高所述电池的温度;
充电器,其能与所述外部电源连接,并且被配置为分别向所述电池和所述电池加热器输送所述外部电力;以及
控制器,其被配置为
(a)执行用于使用所述外部电力对所述电池充电的充电控制;
(b)当所述电池的充电状态大于预定值并且所述电池的温度等于或低于预定温度时,使用第一电力执行温度调节控制;以及
(c)当所述电池的所述充电状态等于或小于所述预定值并且所述电池的温度等于或低于所述预定温度时,使用第二电力执行温度调节控制,所述第二电力等于或大于所述第一电力,所述温度调节控制是用于向所述电池加热器供应所述外部电力的一部分并且升高所述电池的温度的控制。
8.根据权利要求1或7所述的蓄电系统,其特征在于
所述预定值低于所述电池的所述充电状态的上限值,所述上限值等于所述电池的满充电容量,或者所述上限值低于所述满充电容量并且是在所述充电控制下所述电池的所述充电状态的容许范围的上限值。
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KR102554926B1 (ko) * | 2018-12-05 | 2023-07-11 | 현대자동차주식회사 | 저온 시 배터리 충전 방법 |
JP7147621B2 (ja) * | 2019-02-20 | 2022-10-05 | トヨタ自動車株式会社 | 充電制御装置及び方法 |
JP7040489B2 (ja) * | 2019-04-03 | 2022-03-23 | 株式会社デンソー | 制御装置 |
US10953726B2 (en) * | 2019-04-23 | 2021-03-23 | GM Global Technology Operations LLC | Battery thermal management |
TWI691142B (zh) * | 2019-06-20 | 2020-04-11 | 廣達電腦股份有限公司 | 智慧電池裝置及充電方法 |
US11203265B2 (en) * | 2019-08-01 | 2021-12-21 | GM Global Technology Operations LLC | System and method of controlling power distribution from charging source to electric vehicle |
JP7331548B2 (ja) * | 2019-08-09 | 2023-08-23 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
DE102019216645A1 (de) * | 2019-10-29 | 2021-04-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichersystems, elektrisches Energiespeichersystem und Fahrzeug |
CN111106400B (zh) * | 2019-12-27 | 2021-10-22 | 联想(北京)有限公司 | 一种电池控制方法和电池管理设备 |
CN112644288B (zh) * | 2020-12-25 | 2022-04-12 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种车辆能量回收分配方法、装置、车辆及存储介质 |
CN112606695B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-06-24 | 无锡蓝海华腾技术有限公司 | 一种新能源汽车坡道环境下的控制方法及系统 |
DE102021111631A1 (de) | 2021-05-05 | 2022-11-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes eines Fahrzeugs, Energiemanagementvorrichtung und Fahrzeug |
CN113352944B (zh) * | 2021-05-31 | 2022-05-06 | 重庆长安新能源汽车科技有限公司 | 基于低温快充的动力电池热管理参数的确定方法及系统 |
JP2023180402A (ja) * | 2022-06-09 | 2023-12-21 | 株式会社豊田自動織機 | バッテリシステム |
JP2024011195A (ja) | 2022-07-14 | 2024-01-25 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6624615B1 (en) * | 2002-08-23 | 2003-09-23 | Hyundai Motor Company | Battery temperature management method of an electric vehicle |
WO2007142041A1 (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-13 | Panasonic Corporation | 充電回路、充電システム、及び充電方法 |
CN102934322A (zh) * | 2010-06-09 | 2013-02-13 | 日产自动车株式会社 | 电池充电系统 |
CN103098339A (zh) * | 2011-03-11 | 2013-05-08 | 日产自动车株式会社 | 电池充电控制装置 |
CN103430375A (zh) * | 2011-03-11 | 2013-12-04 | 日产自动车株式会社 | 电池温度控制装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000040536A (ja) | 1998-07-23 | 2000-02-08 | Toyota Motor Corp | バッテリ暖機装置 |
GB2416631B (en) * | 2004-07-23 | 2007-12-12 | Ford Motor Co | Energy management system and method |
JP4623181B2 (ja) * | 2008-09-24 | 2011-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両および充電制御システム |
FR2942080B1 (fr) * | 2009-02-09 | 2011-04-01 | Vehicules Electr Soc D | Procede de gestion thermique d'une batterie electrique |
JP5736860B2 (ja) * | 2011-03-11 | 2015-06-17 | 日産自動車株式会社 | バッテリ充電制御装置 |
DE102011086569A1 (de) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | Sb Limotive Company Ltd. | Verfahren zur Temperierung eines Fahrzeuges mit zumindest teilweisem elektrischen Antrieb, Fahrzeug und Ladestation |
JP5928497B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2016-06-01 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
-
2014
- 2014-05-28 JP JP2014110369A patent/JP6331697B2/ja active Active
-
2015
- 2015-05-26 WO PCT/IB2015/000756 patent/WO2015181614A1/en active Application Filing
- 2015-05-26 EP EP15732332.0A patent/EP3149831B1/en active Active
- 2015-05-26 CN CN201580026851.6A patent/CN106415978B/zh active Active
- 2015-05-26 US US15/313,150 patent/US10358047B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6624615B1 (en) * | 2002-08-23 | 2003-09-23 | Hyundai Motor Company | Battery temperature management method of an electric vehicle |
WO2007142041A1 (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-13 | Panasonic Corporation | 充電回路、充電システム、及び充電方法 |
CN102934322A (zh) * | 2010-06-09 | 2013-02-13 | 日产自动车株式会社 | 电池充电系统 |
CN103098339A (zh) * | 2011-03-11 | 2013-05-08 | 日产自动车株式会社 | 电池充电控制装置 |
CN103430375A (zh) * | 2011-03-11 | 2013-12-04 | 日产自动车株式会社 | 电池温度控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015181614A1 (en) | 2015-12-03 |
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