CN106463997B - 充电控制装置以及充电控制方法 - Google Patents

Abstract

在控制电池(3)的充电的充电控制装置中，具备：充电器(2)，其通过全波整流或半波整流对从电源供给的交流电力进行整流，并且以整流后的电力为电池的充电电力来对电池充电；传感器(4)，其检测电池(3)的状态；以及控制单元，其将比电池(3)的限制电压低的电压设定为能够从充电器(2)对电池(3)充电的充电上限电压，来控制充电器(2)，其中，控制单元将基于传感器(4)的检测值和充电上限电压而能够对电池(3)充电的电力作为可充电电力进行管理，并基于可充电电力来控制充电电力，在充电电力高于规定的阈值的情况下，该控制单元将充电上限电压设定为第一充电上限电压，在充电电力低于规定的阈值的情况下，该控制单元将充电上限电压设定为比第一充电上限电压高的第二充电上限电压。

Description

充电控制装置以及充电控制方法

技术领域

本发明涉及一种充电控制装置以及充电控制方法。

背景技术

公开了如下一种电池充电系统(专利文献1)：在将来自外部交流电源的供给电力P_SUP限制为充电允许电力P_LIM来进行电池的充电的状态下，在要求通过PWM控制来进行脉冲驱动的PTC加热器的驱动的情况下，PTC加热器的驱动电力由于PWM控制而以固定的周期变化(脉动)，因此电池的充电电力也变化。此时，在PTC加热器的驱动电力最大的部分，通过将电池设为放电状态来保持电池的充电电力不超过充电允许电力P_LIM的状态。

专利文献1：日本特开2012-19678号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述以往的系统中，在利用PTC加热器进行驱动时，通过将电池设为放电状态以避免电池的充电电力由于因PWM控制的开关动作发生的脉动而超过充电允许电力P_LIM，来避免电池的电压超过充电上限电压。另外，以因PWM控制的开关动作引起的脉动的大小固定为前提，进行控制以避免电池的充电电力超过充电允许电力P_LIM。

另一方面，在通过全波整流方式或半波整流方式对交流电力进行整流并且对电池充电的充电系统中，充电电力也随着整流而发生脉动。在这种充电系统中，在如上述以往的系统那样将电池设为放电状态以避免电池的充电电压超过充电上限电压的情况下，实际上对电池充电的电力相对于充电电力降低(充电效率降低)，作为结果，导致每单位时间内能够对电池充电的电力量减少。另外，在如以往的系统那样以脉动的大小固定为前提并且在上述的充电系统中将电池的充电上限电压限制为降低与大小固定的脉动相应的量的电压的情况下，导致能够对电池充电的电压相对于实际的脉动的大小过低。因此，存在如下问题：导致能够对电池充电的电力量减少，作为结果，导致充电完成时的电池中已充电的电力量降低。

本发明要解决的问题在于提供一种在通过全波整流方式或半波整流方式对交流电力进行整流并且对电池充电的系统中提高能够对电池充电的电力量的充电控制装置以及充电方法。

用于解决问题的方案

本发明通过如下方法解决上述问题：将基于传感器的检测值和电池的充电上限电压而能够对电池充电的电力作为可充电电力进行管理，基于可充电电力来控制电池的充电电力，在充电电力高于规定的阈值的情况下，将充电上限电压设定为第一充电上限电压，在充电电力低于该规定的阈值的情况下，将充电上限电压设定为比第一充电上限电压高的第二充电上限电压。

发明的效果

在本发明中，当充电电力中包含的脉动变小时，充电上限电压变高，因此电池的可充电电力变大，从而不使充电效率降低就能够提高能够对电池充电的电力量。

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是用于说明在图1的充电系统中电池的充电电力的脉动的曲线图。

图3是用于说明在图1的充电系统中电池的充电电压的特性的曲线图。

图4是示出图1的控制器的控制过程的流程图。

图5是用于说明在图1的充电系统中电池的充电电压和充电电流的推移的曲线图。

图6是示出在图1的充电系统中电池的充电电力和充电电压随时间的推移的曲线图。

图7是用于说明在本发明的变形例所涉及的充电系统中电池的充电电压和充电电流的推移的曲线图。

图8是示出在本发明的其它实施方式所涉及的充电系统中控制器的控制过程的流程图。

图9是示出在本发明的其它实施方式所涉及的充电系统中电池的充电电力随时间的推移的曲线图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。

《第一实施方式》

图1是包含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。本实施方式所涉及的充电系统是使用全波整流方式或半波整流方式的逆变器的充电系统。充电系统具备交流电源1、充电器2、电池3、传感器4以及控制器5。

交流电源1例如是家庭用的100V或200V的电源。充电器2通过全波整流或半波整流将从交流电源1供给的交流电力整流为直流电力。另外，充电器2以整流后的直流电力为电池3的充电电力来对电池3充电(输出)。充电器2具有整流功能，具有逆变器等。而且，基于从控制器5发送的控制信号来驱动充电器2的逆变器，由此对从充电器2向电池3充电的电压和电流进行控制。

电池3是通过将多个二次电池连接而构成的。传感器4与电池3连接，检测电池3的电流(端子电流)和电压(端子电压)来作为表示电池3的状态的检测值。传感器4的检测值被输出到控制器5。

控制器5是通过基于传感器4的检测值控制充电器2中包含的逆变器等来控制电池3的充电的控制器。具体地说，控制器5基于传感器4的检测值来计算向电池充电的充电电流和充电电压、即充电电力的目标值，并且通过控制充电器2中包含的逆变器等，来将向电池3充电的充电电力的有效值(有效电力)控制为目标值。

接着，使用图2来说明从充电器2对电池3充电的充电电力。图2是表示对交流电力进行全波整流后输出的充电电力的有效电力与脉动成分之间的关系的曲线图。如上述那样，充电器2使用全波整流或半波整流的逆变器。因此，充电器2的充电电力(从充电器2实际输出的输出电力)产生脉流。充电电力的脉流的大小与有效电力的大小成比例。

如图2所示，在将有效电力设为A的情况下，使用有效电力(A)的倍的值表示充电电力的峰值(相当于振幅)。另外，在将有效电力设为比A低的B(<A)的情况下，使用有效电力(B)的倍的值表示充电电力的峰值。如图2所示，当有效电力变低时，脉动的幅度也变小。此外，如上述那样，在图2中只关于对交流电力进行全波整流后输出的充电电力进行了记载，但是不言而喻的是，在对交流电力进行半波整流后输出的情况下也同样产生脉流。但是，在半波整流后的充电电力中，充电电力的峰值为有效电力的2倍的值。在本实施例中，说明了充电器2对交流电力进行全波整流后输出的情况，省略关于对交流电力进行半波整流后输出的情况的说明。

另外，脉动的周期为交流电源1的商用频率的2倍的周期。例如，日本存在商用频率为50Hz的地区和商用频率为60Hz的地区。在商用频率为50Hz的情况下，脉动的周期为10msec(100Hz)，在商用频率为60Hz的情况下，脉动的周期为8msec(120Hz)。

接着，使用图3来说明电池3的充电上限电压与充电电力之间的关系。图3是表示电池3的充电电压的特性的曲线图，(a)表示以3kW的有效电力对电池3充电的情况下的特性，(b)、(c)表示以1kW的有效电力对电池3充电的情况下的特性。

为了防止电池3劣化，对电池3预先规定了限制电压(V_M)来作为充电电压的上限值。例如，在将锂离子电池用作电池3的情况下，基于使锂开始析出的电压等来决定限制电压。

如图2所示，电池3的充电电力产生脉动，充电电压也随之产生脉动。而且，在电池3的充电电压的峰值由于脉动而瞬间超过了限制电压的情况下，电池的劣化有可能更快地加剧。因此，电池3的充电上限电压(电压控制中的上限值)被设定为比电池3的限制电压低与脉动相当的电压量的电压。此外，关于电池3的充电上限电压，也可以在不仅考虑脉动的电压、还考虑例如包含传感器4等的误差等的余量的基础上设定为比限制电压低的电压值。

另外，在与本发明不同而脉动的大小(振幅)不变化的情况下，如果将电池3的充电上限电压设为固定值并且能够进行充电直到电池3的电压达到充电上限电压为止，则能够充入足够的电力量。

然而，在如本发明那样脉动的大小变化的情况下，当将电池3的充电上限电压设为固定值时，对电池3的充电上限电压施与大的限制，导致电池3的充电电压(充电完成时的电池电压)降低。例如，假定使充电电力随着电池3的充电进行而减少的充电控制。电池3的电压随着充电进行而变高，因此充电器2通过使充电电流减小来使电池3的充电电力减小。而且，由于充电电力变小，因此脉动变小。

例如图3的(a)所示，在将充电上限电压设为V_L1且以3kW的充电电力(有效电力)进行充电的情况下，脉动的大小大。另外，电池3的充电电压的峰值与限制电压(V_M)大致相等。设从图3的(a)所示的状态起充电电力(有效电力)从3kW下降到1kW。有效电力降低充电电力减小的量，因此脉动变小。

如图3的(b)所示，充电电压的峰值减小了脉动减小的量，但是由于充电上限电压被固定为V_L1，因此不能提高充电电压。另外，在充电电压的峰值与限制电压之间产生大的电压差。因此，虽然能够使充电电压提高脉动减小的量，但是电池3的充电电压的充电上限电压被限制为V_L1，因此实际的电池3的充电电压相对限制电压(V_M)而言受到更大的限制。而且，对电池3充电的电力量减少电池3的充电电压不升高的量。另外，电池3的充电电压低，因此导致充电时间变长。

另一方面，如图3的(c)所示，在充电上限电压从V_L1升高了脉动减小的量而变为V_L2的情况下，电池3被充电直到电池3的充电电压变为充电上限电压(V_L2>V_L1)为止。另外，电池3的充电电压的峰值被抑制为限制电压(V_M)以下。

控制器5通过根据充电电力的脉动的大小来提高充电上限电压(V_L)，来提高能够对电池3充电的电力并且对电池3充电。以下，使用图4～图6来说明控制器5的控制。图4是表示控制器5的控制过程的流程图。

图5是用于说明电池3的充电电压和充电电流的推移的曲线图。在图5中，曲线a是表示电池3的充电电压和充电电流随着充电的推移而推移的曲线。电池3的充电电压和充电电流随着充电的推移而在曲线a上推进。曲线b表示充电上限电压(V_L)，曲线c表示限制电压(V_M)，曲线d₁～d₃表示从充电器2对电池3充电的充电电力的等效电力线。充电电力从曲线d₁起按曲线d₁、曲线d₂、曲线d₃的顺序变小。

图6的(a)是用于说明电池3的充电电力的推移的曲线图，(b)是用于说明电池3的充电电压的推移的曲线图。在图6的(a)中，曲线a是表示电池3的可充电电力的曲线，曲线b是表示电池3的实际的充电电压(端子电压)的曲线。在图6的(b)中，曲线a表示限制电压(V_M)，曲线b表示充电上限电压(V_L)。

另外，图5、6所示的电池的状态(P₁～P₄)分别与时间(t₁～t₄)对应，随着充电的推移，时间按t₁、t₂、t₃以及t₄的顺序推进。

当电池3的充电开始时，在步骤S1中，控制器5使用传感器4检测电池3的充电电流和充电电压，并且基于电池3的检测值和充电上限电压(V_L)来计算电池3的可充电电力。可充电电力是电池3从当前的电压充电至充电上限电压(V_L)为止所需要的充电电力。

在此，将充电开始的时间设为t₁，将电池3在时间(t₁)的状态(初始状态)设为P₁。使用图5的点(P₁)表示电池3的状态(P₁)。在电池3的状态为P₁时，当以充电器2的最大充电电力(相当于曲线d₁)对电池3充电时，电池3的充电电压变为V₁，电池3的充电电流变为I₁。

根据在电池3的状态(P₁)时由传感器4检测出的电池3的电压、电流以及电池3的内部电阻及充电上限电压(V_L)来计算可充电电力。此外，充电上限电压(V_L)的初始值设为V₃，V₃是从限制电压(V_M)减去充电器2的最大充电电力时的电压振幅(准确地说，是对最大充电电力时的电压振幅考虑了测量误差等余量后的值)所得到的电压值。另外，例如也可以根据电池3的电压的变化量与电池3的电流的变化量之比来计算内部电阻。首先，通过对充电上限电压(V₃)与当前的电压(V₁)的之间电压差(ΔV)除以电池3的内部电阻，来计算电池的电压从状态(P₁)达到充电上限电压(V₃)为止流过的电流的增加量(ΔI)(ΔI＝(V₃-V₁)/R)。另外，通过对当前的电池3的电流(I₁)加上增加量(ΔI)来计算从状态(P₁)达到充电上限电压(V₃)为止流过的电流(I₁’)(I₁’＝I₁+ΔI)。然后，通过将电流(I₁’)与充电上限电压(V₃)相乘来计算可充电电力。控制器5通过上述的计算方法来计算电池3的当前的状态下的可充电电力。

在步骤S2中，控制器5对电池3的可充电电力与充电器2的最大充电电力进行比较。充电器2的最大充电电力是根据交流电源1的供给电力和充电器2的性能决定的电力，是能够从充电器2对电池3充电的(能够输出的)最大的电力。在电池3的可充电电力大于充电器2的最大充电电力的情况下，虽然电池3的状态处于能够以比充电器2的最大充电电力大的充电电力进行充电的状态，但是被限制为充电器2的最大充电电力。

因此，控制器5以充电器2的最大充电电力为从充电器2输出的充电电力的有效值来控制充电器2(步骤S3)。具体地说，以恒定电力进行电池3的充电控制，以使得从充电器2对电池供给的充电电力(有效电力)为充电器2的最大充电电力。当电池3的充电进行时，电池3的电压上升。因此，控制器5对充电器2进行控制，以使电池3的充电电流随着电池3的电压上升而逐渐减小，并且使向电池3充电的充电电力成为充电器2的最大充电电力。

然后，通过反复进行步骤S1至步骤S3的控制流程，来进行基于充电器2的最大充电电力的恒定电力的充电控制。使用图5、图6来说明基于步骤S1至步骤S3的控制循环的充电控制。

电池3的充电电力在图5的曲线d₁所示的等效电力线上，从状态(P₁)向状态(P₂)推移。电池3的电压随着充电进行而变高，因此电池3的充电电流缩小到I₂。另外，直到达到充电上限电压(V₃)为止流过的电流变得比I₁’小，并且在状态(P₂)变为I₂’。电流(I₂’)是相对于电池3的电流(I₂)从状态(P₂)达到充电上限电压(V₃)为止流过的电流。而且，充电上限电压(V_L)被固定为固定值(V₃)。因此，电池3的可充电电力随着充电进行而变小。

而且，如图6的(a)所示，在从状态(P₁)至状态(P₂)，电池3的充电电力以作为固定值的充电器2的最大充电电力(P_c)推移。另外，电池3的充电电力是充电器2的最大充电电力，因此充电电力的脉动大。电池3的充电电压随着充电进行而变高，但是充电电压成为相对充电上限电压(V₃)而言足够低的值。因此，如图6的(b)所示，充电电压的峰值被抑制为充电上限电压(V₃)以下。

此外，关于从状态(P₁)推移至状态(P₂)时的充电上限电压(V_L)，在电池3的可充电电力大于充电器2的最大充电电力的情况下，电池3的充电电力被限制为充电器2的最大充电电力。另外，电池3的充电电压变得与电池3的限制电压(V_M)相比足够低。而且，如图6的(b)所示，即使由于充电电力的脉动而电池3的电压发生波动(脉动)，电压的峰值也不超过限制电压(V_M)。因此，将充电上限电压(V_L)设为了固定值V₃。

返回到图4，可充电电力随着充电进行而变小，当可充电电力变为最大电力以下时，前进到步骤S4。在步骤S4中，控制器5使电池3的充电上限电压提高，来将充电上限电压设定为比V₃高的电压。新设定的充电上限电压是从限制电压(V_M)减去与脉动量相应的电压所得到的电压。基于从充电器2对电池3充电的充电电力和电池3的内部电阻来计算与脉动量相应的电压。控制器5对电池3的状态和充电器2的充电电力进行管理，因此也能够计算与脉动量相应的电压。此外，只要预先通过实验等将针对充电电力和内部电阻的电压脉动的大小(电压振幅的大小)存储在对应表等中并根据所计算出的充电电力参照对应表来计算与脉动量相应的电压即可。另外，电池3的内部电阻在充电时间程度的短时间内不大幅地变化，因此也可以是，在充电中，将电池3的内部电阻设为固定值，只基于充电电力来计算与脉动量相应的电压。而且，控制器5通过从限制电压(V_M)减去与脉动量相应的电压来计算应设定的充电上限电压。

当电池3的充电进行并且电池3的可充电电力变为充电器2的最大充电电力以下时，电池3的充电电力随着充电的推移而变低。而且，如上述所示的那样，当电池3的充电电力变低时，充电电力的脉动也变小。因此，从限制电压(V_M)减去的与脉动量相应的电压也变小，从而充电上限电压变高。另外，与脉动量相应的电压与充电电力的变化相应地变化，因此在本例中，充电上限电压也设为可变的值。

在步骤S5中，控制器5计算可充电电力。可充电电力的计算方法与步骤S1相同。此时，充电上限电压变为比V₃高的电压，因此电池3的可充电电力变大。

在步骤S6中，控制器5基于电池3的可充电电力来控制充电器2。控制器5进行电池3的充电控制，以使从充电器2对电池3充电的充电电力的有效值为可充电电力。在步骤S7中，控制器5对表示电池的3的满充电的目标电压与传感器4的检测电压进行比较，来判定电池3的检测电压是否低于目标电压。在电池3的充电电压低于目标电压的情况下，控制器5判定为不是满充电状态，返回到步骤S4。然后，通过反复进行步骤S4至步骤S7的控制流程，充电上限电压(V_L)与脉动的降低相应地上升，由此可充电电力变大，进行基于可充电电力的充电控制。

使用图5、图6来说明基于步骤S4至步骤S7的控制循环的充电控制。当充电进行并且电池3的可充电电力变小时，从充电器2对电池3充电的电力(电池3的充电电力)变小。因此，在图5所示的曲线图中，电池的状态偏离等效电力线(d₁)而按顺序向状态(P₃)、状态(P₄)推移。

电池3的电压随着充电进行而变高。因此，在充电上限电压(V₃)为固定值的情况下，电池3的可充电电力变小。另一方面，在本发明中，充电上限电压(V₃)随着充电进行而逐渐变高。例如，在电池3的状态从P₂推移到P₃的情况下，充电上限电压从V₃升高到V_{3_1}。在电池3的状态(P₃)时，电池3的充电电压为V_{2_1}，充电电流为I_{2_1}。另外，直到达到充电上限电压(V_{3_1})为止流过的电流变为I_{2_1}’。即，通过充电上限电压从V₃升高到V_{3_1}，从而状态(P₃)的电压(V_{2_1})与充电上限电压(V_L)之间的电压差比将充电上限电压设为固定值V₃的情况下的该电压差大。另外，从电池3的状态(P₃)至充电上限电压为止流过的电流也比将充电上限电压设为固定值V₃时的该电流大。因此，电池3的可充电电力比将充电上限电压(V₃)设为固定值时的可充电电力大。

并且，在电池3的状态从P₃推移到P₄的情况下也同样地，电池3的可充电电力比将充电上限电压(V₃)设为固定值时的可充电电力大。

如图6的(a)所示，在电池3的状态(P₂)以后，电池3的充电电力随着电池3的充电进行而变低。充电电力的脉动也逐渐变小，电压振幅(脉动)也随之变小。随着充电进行，电池3的充电电压变高，充电上限电压(V_L)也变高，但是脉动逐渐变小。因此，如图6的(b)所示，充电电压的峰值被抑制为限制电压(V_M)以下。

即，在充电上限电压被固定为V₃的情况下，电池3只能充电至电池3的电压变为充电上限电压(V₃)为止。另一方面，在本发明中，在电池3的充电电力高于充电器2的最大充电电力的情况下，控制器5将充电上限电压设定为V₃，在电池3的充电电力低于充电器2的最大充电电力的情况下，控制器5将充电上限电压设定为比V₃高的V_{3_1}、V_{3_2}。充电结束时的电池3的电压变得比V₃高，因此能够提高能够对电池3充电的电力量。

返回到图4，在步骤S7中电池3的充电电压为目标电压以上的情况下，控制器5判定为是满充电状态，前进到步骤S8。然后，控制器5通过使充电器2停止来使电池3的充电停止，本例的控制流程结束。

如上述那样，在本发明中，控制器5基于传感器4的检测值和电池3的充电上限电压来管理电池3的可充电电力，并且基于该可充电电力来控制电池3的充电电力。而且，在电池3的充电电力高于充电器2的最大充电电力的情况下，控制器5将充电上限电压设定为V₃，在电池3的充电电力低于充电器2的最大充电电力的情况下，控制器5将充电上限电压设定为比V₃高的电压。由此，当电池3的充电电力变低从而充电电力的脉动变小时，充电上限电压变高。因此，电池的可充电电力变大，从而能够提高能够对电池充电的电力量。

另外，在本发明中，在电池3的充电电力低于充电器2的最大充电电力的情况下，控制器5使充电上限电压随着电池3的充电进行而升高。当电池3的充电进行时，电池3的充电电力缩小，因此脉动逐渐变小。而且，通过将脉动减少的幅度与充电上限电压的上升幅度对应起来，来使逐渐变小的脉动幅度的减少量与可充电电力的增加量相当。由此，能够提高能够对电池3充电的电力量。

此外，控制器5也可以根据电池3的劣化程度、电池3的温度、电池3的SOC等来校正可充电电力。在电池3的内部电阻由于电池3的劣化程度、温度、SOC等而变高的情况下，直到电池3的电压达到充电上限电压为止流过的电流值变小，因此可充电电力也变小。因此，例如控制器5根据电池3的劣化程度、温度、SOC等来校正内部电阻，并且以内部电阻越大则可充电电力越低的方式计算可充电电力。此外，电池3的温度只要由温度传感器进行检测即可。

另外，控制器5也可以根据电池3的劣化程度、温度、SOC等来校正充电上限电压的上升幅度。在电池3的内部电阻由于电池3的劣化程度、温度、SOC等而变高的情况下，充电电力的脉动的幅度也变大。因此，例如控制器5以内部电阻越大则使充电上限电压的上升幅度越小的方式计算充电上限电压。

如图5所示，电池3的充电电力随着电池3的充电进行而变小。而且，在本发明中，根据变小的充电电力来提高充电上限电压，但是也可以根据电池3的可充电电力来提高充电上限电压，还可以根据电池3的充电电流来提高充电上限电压，还可以根据电池3的当前的电压与控制电压(V_M)之间的电压差来提高充电上限电压。例如，在根据电池3的可充电电力来设定充电上限电压的情况下，控制器5只要以可充电电力越低则充电上限电压越高的方式设定充电上限电压即可。对于电池3的充电电流以及电池3的当前的电压与控制电压(V_M)之间的电压差，也与可充电电力同样地进行设定即可。

此外，在本发明中，将充电器2的最大充电电力设为阈值并且根据电池3的可充电电力是否大于充电器2的最大充电电力来改变充电上限电压，但是阈值无需一定设为充电器2的最大充电电力。例如，在电池3的可充电电力低于充电器2的最大充电电力的状态下，在电池3的充电电力(即，电池3的可充电电力)高于规定的电力阈值的情况下，控制器5将充电上限电压设定为V_x，在电池3的充电电力低于该规定的电力阈值的情况下，控制器5将充电上限电压设定为比V_x高的V_y。由此，例如即使在电池3满充电时的容量小而不能以充电器2的最大充电电力开始电池3的充电时，也能够应用本发明。另外，在图5所示的状态(P₂)以后的充电控制中，能够进行基于电池3的充电电力与阈值之间的比较的充电上限电压的可变控制。

此外，本发明还能够应用于恒定电压充电控制或恒定电流充电控制。

此外，作为本发明的变形例，控制器5也可以使充电上限电压以离散方式升高。图7是用于说明在变形例所涉及的充电控制装置中电池3的充电电压和充电电流的推移的曲线图。图7的各曲线a～c、曲线d₁～d₃与图5所示的曲线相同。

控制器5将充电上限电压设定为V₃来作为初始值(相当于电池3的状态(P₁))。在电池3的充电进行并且电池3的可充电电力变得比充电器2的第一电力阈值低的情况下，控制器5将充电上限电压从V₃设定为V_{3_1}。第一电力阈值是预先设定好的充电电力的阈值，被设定为充电器2的最大电力阈值以下的值。此外，在图7中，在电池3的可充电电力为第一电力阈值时，电池3的充电电压变为V₂。另外，充电上限电压(V_{3_1})高于充电上限电压(V₃)。

在电池3的充电进行并且电池3的可充电电力变得比充电器2的第二电力阈值低的情况下，控制器5将充电上限电压从V_{3_1}设定为V_{3_2}。第二电力阈值与第一电力阈值同样，是预先设定好的充电电力的阈值，被设定为比第一电力阈值低的值。此外，在图7中，在电池3的可充电电力为第二电力阈值时，电池3的充电电压变为V_{2_1}。另外，充电上限电压(V_{3_2})高于充电上限电压(V_{3_1})。

并且，在电池3的充电进行并且电池3的可充电电力变得比充电器2的第三电力阈值低的情况下，控制器5将充电上限电压从V_{3_2}设定为V_{3_3}。第三电力阈值与第一电力阈值和第二电力阈值同样，是预先设定好的充电电力的阈值，被设定为比第二电力阈值低的值。此外，在图7中，在电池3的可充电电力为第三电力阈值时，电池3的充电电压变为V_{2_2}。另外，充电上限电压(V_{3_3})高于充电上限电压(V_{3_2})。由此，在变形例中，通过使充电上限电压(V_L)随着电池3的充电进行而以离散方式提高，来提高能够对电池充电的电力量。

上述的控制器5相当于本发明的控制单元。

《第二实施方式》

对本发明的其它实施方式所涉及的充电系统进行说明。在本例中，与上述的第一实施方式的不同点在于将充电上限电压变更为高的电压时的充电电力的控制。除此以外的结构与上述的第一实施方式相同，引用其记载。

使用图8和图9来说明控制器5的控制。图8是表示控制器5的控制流程的流程图。图9是用于说明电池3的充电电力随时间的推移的曲线图。

步骤S11～步骤S13的控制流程与第一实施方式所涉及的步骤S1～步骤S3的控制流程相同，因此省略说明。

在步骤S14中，控制器5对充电器2进行控制，以使得从充电器2对电池3充电的充电电力为可充电电力。在步骤S15中，控制器5对电池3的充电电力与电力阈值进行比较。电力阈值是使用充电电力表示变更充电上限电压的定时的阈值，是预先设定好的。在电池3的充电电力高于电力阈值的情况下，在步骤S16中，控制器5计算电池3的可充电电力，并且返回到步骤S14。在相当于步骤S14～S16的控制循环的充电控制中，充电上限电压保持被设定为初始值(V_p)的状态。

在电池3的充电电力为电力阈值以下的情况下，前进到步骤S17。在步骤S17中，控制器5将充电上限电压从V_p变更为V_s。充电上限电压(V_s)高于初始值的充电上限电压(V_p)。充电上限电压的上升幅度是预先决定好的。但是，在步骤S17的时间点，即使充电上限电压变更，充电电力也没有改变。

在步骤S18中，控制器5根据传感器4的检测值来检测电池3的当前的状态，并且计算从当前的电池3的状态(电池3的当前的电压)达到充电上限电压(V_s)为止所需要的可充电电力。可充电电力的计算方法与步骤S11的控制流程相同。此外，为了方便，将通过步骤S18的控制流程而计算出的可充电电力称为必要充电电力。

在步骤S19中，控制器5对必要充电电力与电力阈值进行比较。电力阈值是与步骤S15的控制流程中使用的电力阈值相同的值。在必要充电电力高于电力阈值的情况下，前进到步骤S20。在步骤S20中，控制器5对充电器2进行控制，以使电池3的充电电力成为电力阈值。即，控制器5以电力阈值的恒定电力控制电池3的充电。然后，返回到步骤S18。

使用图9来说明基于步骤S14至步骤S16的控制循环的充电控制以及基于步骤S18至步骤S20的控制循环的充电控制。当电池3的可充电电力变为充电器2的最大充电电力(P_M)以下时(相当于图9的时间(t₁))，电池3的充电电力缩小。在时间(t₁)以后，电池3的充电电力如曲线a所示那样逐渐变小。曲线a表示将基于充电上限电压(V_p)计算出的可充电电力设为充电电力的情况下的充电电力随时间的推移。而且，在时间(t₂)，电池3的充电电力变得与电力阈值(P_th)相等。通过步骤S14至步骤S16的控制循环而推移的充电电力相当于图9的时间t₁至t₂之间的曲线a。

在时间(t₂)，控制器5将充电上限电压从V_p变更为V_s(相当于步骤S17)。在图9中，P₁表示时间(t₂)的电池的状态。P₁’表示在时间(t₂)将充电电力提高到必要充电电力的情况下的电池3的假想的状态。曲线b表示将基于充电上限电压(V_s)计算出的可充电电力设为充电电力的情况下的充电电力随时间的推移。

在充电上限电压变高的情况下，可充电电力瞬间变大。此时，当使充电电力也与可充电电力相应地瞬间升高时，充电电力的脉动也变大，因此充电电压的峰值有可能瞬间变得比限制电压(V_M)高。因此，在本发明中，在使充电上限电压升高的时间点(时间t₂)，不使充电电力升高，而使用变更充电上限电压时的充电电力以恒定电力控制电池3的充电。即，电池3的状态不会从P₁向P₁’转变。另外，充电电力以作为固定值的电力阈值(P_th)推移。

当以作为固定电力的充电电力(P_th)进行充电时，电池3的电压上升。因此，必要充电电力随着充电进行而逐渐降低(参照图9的曲线b)。在时间t₂以后，控制器5将必要充电电力和电力阈值中较低的电力设为充电电力(以下也称为低选(日语：セレクトロー))。因此，在时间t₂至时间t₃之间，电力阈值低于必要充电电力，因此控制器5将电力阈值设为电池3的充电电力。通过步骤S18至步骤S20的控制循环而推移的充电电力相当于图9的时间t₁至时间t₂之间的曲线a。

充电电力是固定值，但是必要充电电力随着电池3的电压上升而降低。因此，在时间(t₃)，必要充电电力变得与电力阈值(P_th)相等。即，在步骤S19中必要充电电力变为电力阈值以下的定时相当于时间(t₃)。

返回到图8，当在步骤S19中必要充电电力变为电力阈值以下时，前进到步骤S21。在步骤S21中，控制器5对充电器2进行控制，以使必要充电电力为电池3的充电电力。在步骤S22中，控制器5判定电池3是否变为满充电状态。

在电池3不为满充电状态的情况下，在步骤S23中，控制器5计算电池3的必要充电电力(基于充电上限电压V_s的可充电电力)，并且返回到步骤S21。在电池3为满充电状态的情况下，控制器5通过使充电器2停止来使电池3的充电停止(步骤S24)，本例的控制流程结束。

如图9所示，在时间(t₃)以后，必要充电电力变得比电力阈值低，因此即使进行充电控制使得充电电力变为必要充电电力，充电电压的峰值也不会超过限制电压(V_M)。另外，基于变更后的充电上限电压来计算可充电电力，并且进行充电控制使得充电电力变为可充电电力，因此电池3的电压变高。由此，能够提高能够对电池3充电的电力量。

如上述那样，在本发明中，控制器5基于传感器4的检测值和充电上限电压(V_s)来计算从当前的电池3的状态达到充电上限电压(V_s)为止所需要的可充电电力(必要充电电力)。而且，在充电电力为规定的电力阈值(P_th)以下的情况下，控制器5将电力阈值(P_th)和必要充电电力中较低的电力设为电池3的充电电力。由此，在充电上限电压被设定为高的值的情况下，能够将充电电压的峰值抑制为限制电压(V_M)以下。

此外，在本发明中也可以是，在时间(t₂)以后，能够设定为充电电力的固定的电力值是比电力阈值(P_th)低的电力值。另外，图8的控制流程中的步骤S19、步骤S20以及步骤S21的控制流程相当于时间t₂以后的低选控制。

此外，在本发明中，将充电上限电压的可变阶段设为一个阶段，但是不限于一个阶段，也可以设为多个阶段。

上述的充电上限电压(V_p)相当于第一充电上限电压，充电上限电压(V_s)相当于第二充电上限电压。

附图标记说明

1：交流电源；2：充电器；3：电池；4：传感器；5：控制器。

Claims (4)

1.一种控制电池的充电的充电控制装置，其特征在于，具备：

充电器，其通过全波整流或半波整流对从电源供给的交流电力进行整流，并且以整流后的电力为所述电池的充电电力来对所述电池充电；

传感器，其检测向所述电池供给的电压和电流来作为所述电池的状态；以及

控制单元，其将比所述电池的限制电压低的电压设定为能够从所述充电器对所述电池充电的充电上限电压，来控制所述充电器，

其中，所述控制单元基于所述传感器的检测值和所述充电上限电压计算能够对所述电池充电的电力来作为可充电电力，

所述控制单元基于所述可充电电力来控制所述充电电力的有效值，

在所述充电电力的有效值高于规定的阈值的情况下，所述控制单元将第一充电上限电压设定为所述充电上限电压，

在所述充电电力的有效值低于所述规定的阈值的情况下，所述控制单元将比所述第一充电上限电压高的第二充电上限电压设定为所述充电上限电压，

所述控制单元基于所述检测值和所述第二充电上限电压，计算从当前的所述电池的状态达到所述第二充电上限电压为止所需要的所述可充电电力来作为必要充电电力，

在所述充电电力的有效值为所述规定的阈值以下的情况下，所述控制单元将所述规定的阈值以下的固定电力和所述必要充电电力中较低的电力设为所述充电电力。

2.根据权利要求1所述的充电控制装置，其特征在于，

在所述充电电力的有效值低于所述规定的阈值的情况下，所述控制单元使所述充电上限电压随着所述电池的充电进行而升高。

3.根据权利要求1或2所述的充电控制装置，其特征在于，

在所述充电电力的有效值低于所述规定的阈值的情况下，所述控制单元使所述充电上限电压以离散方式升高。

4.一种充电控制方法，包括以下步骤：

使用连接于电源与电池之间的充电器来通过全波整流或半波整流对从所述电源供给的交流电力进行整流，并且以整流后的电力为所述电池的充电电力来对所述电池充电，

利用与所述电池连接的传感器检测向所述电池供给的电压和电流来作为所述电池的状态，

将比所述电池的限制电压低的电压设定为能够从所述充电器对所述电池充电的充电上限电压，

基于所述传感器的检测值和所述充电上限电压计算能够对所述电池充电的电力来作为可充电电力，并且基于所述可充电电力来控制所述充电电力的有效值，

在所述充电电力的有效值高于规定的阈值的情况下，将第一充电上限电压设定为所述充电上限电压，

在所述充电电力的有效值低于所述规定的阈值的情况下，将比所述第一充电上限电压高的第二充电上限电压设定为所述充电上限电压，

基于所述检测值和所述第二充电上限电压，计算从当前的所述电池的状态达到所述第二充电上限电压为止所需要的所述可充电电力来作为必要充电电力，

在所述充电电力的有效值为所述规定的阈值以下的情况下，将所述规定的阈值以下的固定电力和所述必要充电电力中较低的电力设为所述充电电力。