CN107004916A - 蓄电系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

蓄电系统(2)包括含有电解质溶液的电池(150)以及ECU(300)，ECU(300)基于电池(150)的内部温度(Ti)控制电池(150)的充电/放电的允许和禁止。ECU(300)设定等于或高于电解质溶液的凝固点(Tf)的判定温度(T1)和高于判定温度(T1)的判定温度(T2)。当在电解质溶液处于液态的同时内部温度(Ti)低于判定温度(T1)时，ECU(300)禁止电池(150)的充电/放电，以及当电解质溶液从其中电解质溶液至少部分凝固的状态转变为液态时并且当电池(150)的温度超过判定温度(T2)时，ECU(300)解除对电池(150)的充电/放电的禁止。

Description

蓄电系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种蓄电系统以及该蓄电系统的控制方法，更具体地，涉及极低温环境下的蓄电系统以及该蓄电系统的控制方法。
背景技术
已知在低温环境(例如，在-15℃至-10℃下)下以高电力对电池的充电/放电加速电池的劣化，从而导致电池寿命缩短并且不能呈现足够的电池性能。因此，已提出了根据电池的温度而禁止充电/放电的配置。例如，公开号为2010-252427的日本专利公开(PTL1)公开了当由温度检测装置检测到的二次电池的温度低于规定的温度时，不对二次电池充电的配置。
引用列表
专利文献
[PTL1]公开号为2010-252427的日本专利公开
[PTL2]公开号为2013-5663的日本专利公开
发明内容
技术问题
在极低温环境(例如，在-35℃至-30℃下)下，电池的电解质溶液可能凝固(冻结)。一般而言，随着环境温度的降低，电池的电解质溶液开始局部凝固，之后，电解质溶液的凝固逐渐推进，最终导致电解质溶液完全凝固。在这种情况下，为了保护电池，即使在电解质溶液局部凝固的状态下，也希望禁止充电/放电。在电池的温度已升高到使电解质溶液完全熔化并返回至液体之后，希望解除对充电/放电的禁止。因此，可以设定用于判定充电/放电的禁止以及解除该禁止的判定温度。
如果将判定温度设定得低，则将不容易禁止电池的充电/放电，这样允许在较宽的温度范围内使用电池。由此，可以提高用户的便利性。另一方面，如果将判定温度设定得过低，则可能无法充分地保护电池。因此，当设定判定温度时，希望同时提高用户便利性和保护电池。
本发明是为了解决上述问题而做出的，并且本发明的目的在于提供一种在蓄电系统中的在保护电池的同时扩大电池可使用的温度范围的技术。
问题解决方案
根据本发明的一方面的一种蓄电系统包括：电池，其含有电解质溶液；以及控制装置，其基于所述电池的温度来控制所述电池的充电/放电的允许和禁止。所述控制装置设定等于或高于所述电解质溶液的凝固点的第一判定温度和高于所述第一判定温度的第二判定温度。当在所述电解质溶液处于液态的同时所述电池的温度低于所述第一判定温度时，所述控制装置禁止所述电池的充电/放电，以及当所述电解质溶液从其中所述电解质溶液至少部分凝固的状态转变为液态时并且当所述电池的温度超过所述第二判定温度时，所述控制装置解除对所述电池的充电/放电的禁止。
根据本发明的另一方面的一种用于控制蓄电系统的方法包括以下步骤：设定等于或高于电池的电解质溶液的凝固点的第一判定温度；设定高于所述第一判定温度的第二判定温度；当在所述电解质溶液处于液态的同时所述电池的温度低于所述第一判定温度时，禁止所述电池的充电/放电；以及当所述电解质溶液从其中所述电解质溶液至少部分凝固的状态转变为液态时并且当所述电池的温度超过所述第二判定温度时，解除对所述电池的充电/放电的禁止。
由于电池的电解质溶液的性质，在电解质溶液的凝固点和熔点之间存在滞后现象，其凝固点低于熔点。根据上述配置和方法，分别设定用于在电池的温度降低时禁止电池的充电/放电的第一判定温度以及用于在电池的温度升高时解除对电池的充电/放电的禁止的第二判定温度。这允许与使用同一判定温度进行充电/放电的禁止以及该禁止的解除的情况相比，通过使用低于第二判定温度的第一判定温度，可以在宽温度范围内使用电池而不禁止充电/放电。此外，因为使用高于第一判定温度的第二判定温度，响应于电解质溶液的熔化而解除对电池的充电/放电的禁止，所以可以适当地保护电池。
优选地，所述第一判定温度基于所述电解质溶液的凝固点与所述电池的劣化度之间的关系而被设定。更优选地，所述劣化度使用所述电池的内部电阻增加率或所述电池的容量维持率而被计算出。
在电解质溶液的凝固点与电池的劣化度之间，以下关系成立：随着电池的劣化的进行，电解质溶液的凝固点变高。在这种情况下，由于第一判定温度是基于此关系而被设定的，因此可以根据电解质溶液的状态在适当的温度下禁止电池的充电/放电。
优选地，所述第二判定温度被设定为比所述电解质溶液的熔点高一规定的温度。在这种情况下，在电解质溶液完全熔化之后，解除对充电/放电的禁止。因此，可以更可靠地保护电池。
优选地，所述蓄电系统进一步包括被配置为测量所述电池的环境温度的环境温度传感器以及被配置为测量所述电池的表面温度的表面温度传感器。所述控制装置根据所述环境温度和所述表面温度而计算所述电池的内部温度，并且基于所述内部温度来控制对所述电池的充电/放电的允许和禁止。
当电池的环境温度和表面温度彼此不同时，在电池与环境之间发生热传递。这可导致表面温度变化与电池的内部温度变化之间的时间差。例如，当环境温度降低时，在表面温度由此降低之前需要一定时长，然后内部温度降低。或者，例如，当使用加热器加热电池表面时，在内部温度由此升高之前需要一定时长。根据上述配置，由于内部温度是在考虑了热传递的情况下根据环境温度和表面温度而被计算出，因此可以根据电解质溶液的状态在适当的温度下禁止电池的充电/放电。
优选地，所述蓄电系统被安装在电动车辆中。所述电动车辆包括用于启动和停止(shut down)所述电动车辆的行驶系统的操作单元。所述控制装置被配置为当所述电池的温度在起动时段(activated period)期间低于所述第一判定温度时，禁止所述电池的充电/放电，所述起动时段是通过所述操作单元的操作从所述行驶系统的启动至停止之间的时段。所述控制装置被配置为即使所述电池的温度在所述起动时段期间超过所述第二判定温度，也不解除对所述电池的充电/放电的禁止，并且当所述电池的温度在上述起动时段之后的起动时段期间超过所述第二判定温度时，解除对所述电池的充电/放电的禁止。
电动车辆的行驶系统通过用户接通操作单元(例如，点火开关)而被启动。如果在该系统起动时段期间电池的温度低于第一判定温度，则禁止电池的充电/放电，使得电动车辆进入Ready-OFF状态(不可行驶状态)。此外，如果电池的温度在同一起动时段期间超过第二判定温度，则可以解除对充电/放电的禁止，以使电动车辆切换到Ready-ON状态(可行驶状态)。然而，在这种情况下，即使用户没有操作操作单元，电动车辆也从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。这可能会导致用户的不适。根据上述配置，可以在通过用户操作来启动另一系统起动时段之后解除对充电/放电的禁止，从而防止用户的不适。
本发明的有益效果
根据本发明，在蓄电系统中，可以在保护电池的同时扩大电池可使用的温度范围。
附图说明
图1是示意性示出安装有根据第一实施例的蓄电系统的电动车辆的整体配置的框图。
图2是示意性示出图1所示的电池的配置的透视图。
图3是用于更详细地说明图2所示的电池单体的配置的图。
图4(A)和(B)是用于说明判定温度T1和判定温度T2的概念图。
图5(A)和(B)是示例出用于计算电池单体的劣化度的示例性方法的图。
图6(A)和(B)是说明用于计算判定温度T1的方法的图。
图7是用于说明安装有根据第一实施例的蓄电系统的电动车辆中的充电/放电控制的时间图。
图8是用于说明安装有根据第一实施例的蓄电系统的电动车辆中的充电/放电控制的流程图。
图9是用于说明安装有根据第二实施例的蓄电系统的电动车辆中的充电/放电控制的时间图。
图10是用于说明安装有根据第二实施例的蓄电系统的电动车辆中的充电/放电控制的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例，其中相同或相应的元件由相同的参考标号表示，并且将不重复对其的描述。
在本发明的实施例中，将描述其中根据本发明的蓄电系统被安装在插电式混合动力车辆上的配置，该插电式混合动力车辆被配置为能够从车辆外部进行充电(外部充电)。然而，可以安装根据本发明的蓄电系统的电动车辆不限于此，也可以是一般的混合动力汽车、电力汽车或燃料汽车。此外，根据本发明的蓄电系统不仅可以用于车辆，而且可以用于其它目的。
在本发明和本发明的实施例中所使用的术语“充电/放电”是指充电和放电中的至少一者。在本发明的实施例中，将描述包括作为电池的能够被充电和放电的二次电池的蓄电系统的实例。然而，该电池也可以是一次电池。
第一实施例
<蓄电系统的配置>
图1是示意性示出安装有根据第一实施例的蓄电系统的电动车辆的整体配置的框图。参考图1，车辆1包括蓄电系统2、系统主继电器(SMR)160、电力控制单元(PCU)200、引擎100、第一电动发电机(MG)10、动力分割装置30、第二MG 20和驱动轮350。蓄电系统2包括电池150和电子控制单元(ECU)300。
车辆1可以使用从引擎100和第二MG 20中的至少一者输出的驱动力而行驶。引擎100被配置为例如包括诸如汽油引擎或柴油引擎的内燃机。由第一MG 10使曲柄转动而启动时的引擎100经由动力分割装置30向驱动轮350和第一MG 10中的至少任一者提供动力。
第一MG 10和第二MG 20中的每一者都是AC旋转电机，例如三相AC永磁型同步电动机。第一MG 10可以使用经由动力分割装置30接收到的引擎100的动力来产生电力。例如，当电池150的SOC(充电状态)已达到规定的下限值时，引擎100被启动以使第一MG 10产生电力。由第一MG 10产生的电力被PCU 200变换为用于存储在电池150中并且用于直接提供给第二MG 20的电压。
第二MG 20使用被存储在电池150中的电力和由第一MG 10产生的电力中的至少一者来产生驱动力。第二MG 20的驱动力经由传动轴被提供给驱动轮350。
动力分割装置30例如是行星齿轮机构，并且被配置为将由引擎100产生的驱动力分为用于驱动驱动轮350的动力和用于驱动第一MG 10的动力。
PCU 200是用于基于来自ECU 300的控制信号而驱动第一MG 10和第二MG 20的驱动装置。PCU 200包括用于变换在电池150与第一MG 10之间的电压的逆变器210、用于变换在电池150与第二MG 20之间的电压的逆变器220、以及用于升高或降低在电池150和逆变器210、220之间的DC电压的变换器230。
SMR 160被电连接在PCU 200和电池150之间。SMR 160基于来自ECU 300的控制信号切换在PCU 200与电池150之间的电力供给和关断。应注意，引擎100、第一MG 10、第二MG20、PCU 200、SMR 160等对应于根据本发明的车辆1的“行驶系统”。
电池150是可再充电的DC电源，并且被配置为例如包括诸如锂离子电池、镍金属氢化物电池等的二次电池，或诸如电双层电容器等的电容器。在该实施例中，将描述其中使用锂离子二次电池的电池组作为电池组152的例子。
电池150进一步包括电压传感器155、电流传感器156、表面温度传感器157和环境温度传感器158。电压传感器155检测电池150的电压Vb。电流传感器156检测被输入到电池150以及从电池150输出的电流Ib。表面温度传感器157检测电池150的表面温度Tb。环境温度传感器158检测电池150的环境温度Tc。每个传感器将检测值输出到ECU 300。ECU 300基于来自每个传感器的检测值计算电池150的SOC，并且控制电池150的充电/放电。
车辆1进一步包括作为电池150的外部充电的配置的充电继电器(CHR)170、电力变换器180和充电连接器190。
在外部充电期间，CHR 170闭合，并且外部电源500经由充电插头510被电连接到充电连接器190。外部电源500通常由商业AC电源形成。电力变换器180被电连接在CHR 170与充电连接器190之间，以将来自外部电源500的AC电压变换为用于给电池150充电的DC电压。该DC电压经由CHR 170和SMR 160被提供给电池150。应注意，车辆1可以被配置为向外部供电以将电池150的电力提供给车辆的外部。在这种情况下，车辆1的充电连接器190代替外部电源500而与未示出的电负荷(例如，电力装置、电力设备或另一电动车辆)电连接。
ECU 300被配置为包括中央处理单元(CPU)302、易失性和/或非易失性存储器304、输入/输出缓冲器(未示出)等。ECU 300基于来自各种传感器中的每一个的输入信号而输出控制信号，并且控制每个装置。更具体地，除了电池150的电压传感器155、电流传感器156和表面温度传感器157之外，ECU 300还与点火开关310连接。
点火开关(操作单元)310通过用户操作而被接通/关断。当点火开关310被接通时，从点火开关310向ECU 300输出IG-ON信号。ECU 300在接收到IG-ON信号时，判定Ready-ON等待要求的接通/关断，如将在下面参考图7详细描述的。当Ready-ON等待要求被接通时，即使ECU 300已接收到IG-ON信号，车辆1也被维持在Ready-OFF状态。当Ready-ON等待要求被关断时，SMR 160从打开位置被切换到闭合位置。这使得车辆1从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。
另一方面，如果点火开关310被关断，则从点火开关310向ECU 300输出IG-OFF信号。ECU 300在接收到IG-OFF信号时停止引擎100，并将SMR 160从闭合位置切换到打开位置。这使得车辆1从Ready-ON状态切换到Ready-OFF状态。然而，应注意，即使在点火关断状态下，如果将充电连接器190插入用于外部充电的充电插头510中，则SMR 160和CHR 170闭合。结果，来自外部电源500的AC电力可以被电力变换器180变换为用于提供给电池150的DC电力。
图2是示意性示出图1所示的电池150的配置的透视图。参考图2，在该实施例中，将描述其中布置有例如30个电池单体101至130的电池组152的配置。尽管通常使用包括大约几十至一百个电池单体的电池组作为车载电池，但对电池单体的数量不作特别的限制。由于电池单体101至130中的每一个的配置都相同，因此下面将描述作为代表的电池单体101的配置。
图3是用于更详细地说明图2所示的电池单体101的配置的图。在图3中，电池单体101被示出为内部被透视。参考图3，电池单体101具有大致长方体形状的电池壳161。电池壳161的顶面(z轴方向上的上表面)用盖162密封。盖162设置有用于外部连接的正电极端子163和负电极端子164。正电极端子163和负电极端子164中的每一者的一端从盖162向外部突出。正电极端子163和负电极端子164的另一端被电连接到电池壳161内的内部正电极端子和内部负电极端子(都未示出)。
电极体165被容纳在电池壳161内。电极体165具有卷绕形状，其中夹着隔板(separator)168而彼此堆叠的正电极片166和负电极片167以管状被卷绕。隔板168被设置为与形成在正电极片166上的正电极活性材料层(未示出)和形成在负电极片167上的负电极活性材料层(未示出)都接触。在隔板168中形成有孔隙，这些孔隙中填充有电解质溶液。
作为电解质溶液，使用例如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸亚乙酯(EC)的混合溶剂。在该有机溶剂中，诸如六氟磷酸锂(LiPF6)等的锂盐被溶解作为电解质。剩余的电解质溶液169被存储在电池壳161的底部(z轴方向上的下部)中。
ECU 300基于由表面温度传感器157检测到的电池单体101的表面温度Tb和由环境温度传感器158检测到的电池单体101的环境温度Tc来计算电池单体101的内部温度Ti。下面将详细描述该计算方法。
<电解质溶液的凝固和熔化>
在具有上述配置的蓄电系统2中，电池150内的每个电池单体的电解质溶液可以在极低温环境下凝固。一般而言，电解质溶液随着环境温度的降低而开始局部凝固，之后，电解质溶液的凝固逐渐推进，最终导致电解质溶液完全凝固。当电解质溶液局部凝固时，即使电池150能够被充电/放电，充电/放电电流也集中在电解质溶液的未凝固部分。由此，电解质溶液未凝固的部分的电流密度可能超过可接受值。结果，可能无法实现对电池150的适当保护。由此，希望设定用于禁止电池的充电/放电以及用于解除上述禁止的判定值，以使得在电解溶液凝固(甚至是局部凝固)之前禁止充电/放电，并且在电解质溶液完全熔化之后解除对充电/放电的禁止。
本发明人关注以下事实：由于在电池150中使用的电解质溶液的性质，在凝固点(凝固开始时的温度)与熔点(熔化开始时的温度)之间存在滞后现象，其中凝固点低于熔点。也就是说，当电解质溶液的温度降低时，电解质溶液不太可能在电解质溶液的温度达到比熔点低的凝固点之前凝固。相反地，当电解质溶液的温度升高时，电解质溶液不太可能在电解质溶液的温度达到比凝固点高的熔点之前熔化。
因此，在该实施例中，使用这样的配置：其中，分别设置用于判定电池150的充电/放电的禁止的判定温度T1(第一判定温度)和用于判定对充电/放电的禁止的解除的判定温度T2(第二判定温度)。
图4(A)和(B)是用于说明判定温度T1和判定温度T2的概念图。图4(A)示出根据该实施例的用于设定判定温度T1、T2的方法，图4(B)示出根据比较例的用于设定判定温度的方法。这里，将假设电解质溶液由于电池单体101的内部温度Ti(该内部温度Ti可以近似地等于电解质溶液的温度)的降低而凝固，然后电解质溶液由于内部温度Ti的升高而熔化的情况来进行描述。
参考图4(A)，当内部温度Ti降低时，如果内部温度Ti高于凝固点Tf，则电解质溶液为液体。
当内部温度Ti已达到凝固点Tf时，电解质溶液开始局部凝固。之后，电解质溶液的凝固逐渐推进，最终导致电解质溶液完全凝固。或者，温度可能在电解溶液完全凝固之前开始升高。
在该实施例中，判定温度T1被设定为等于或高于电解质溶液的凝固开始时的温度(凝固点Tf)。当温度降低时，如果在电解质溶液为液体的同时内部温度Ti高于判定温度T1，则允许电池150的充电/放电。另一方面，当内部温度Ti变得等于或低于判定温度T1时，禁止电池150的充电/放电。
另一方面，当内部温度Ti升高时，由于电解质溶液的性质，熔点Tm高于凝固点Tf。当内部温度Ti已达到熔点Tm时，电解质溶液开始熔化。电解质溶液的熔化在内部温度Ti持续等于熔点Tm的同时推进，从而导致电解质溶液完全熔化。
判定温度T2被设定为高于判定温度T1。当温度升高时，电解质溶液从其中电解质溶液部分或完全凝固的状态完全转变为液体，并且当内部温度Ti等于或低于判定温度T2时，继续禁止电池150的充电/放电。另一方面，当内部温度Ti已超过判定温度T2时，解除对电池150的充电/放电的禁止(允许充电/放电)。
<判定温度T1>
接下来，参考图4(B)，将详细描述用于设定判定温度T1的方法。如在图4(B)所示的比较例中那样，可以设定用于内部温度Ti降低时和用于内部温度Ti升高时的共同判定温度T0。例如，当判定温度T0被设定为高于熔点Tm时，在电解质溶液开始凝固之前禁止充电/放电，从而可以保护电池。然而，当温度降低时，尽管内部温度从判定温度T0降至凝固点Tf，即使电解质溶液没有凝固，也禁止电池的充电/放电。也就是说，由于电池的充电/放电被禁止的温度范围过大，因此用户便利性可能受损。
与此形成对照，在该实施例中，如图4(A)所示，判定温度T1被设定为等于或高于电解质溶液的凝固点Tf且低于电解质溶液的熔点Tm。以此方式，尽管内部温度Ti从熔点Tm降至判定温度T1，也允许电池150的充电/放电，与比较例相比，这使得电池能够被充电/放电的温度范围宽。由此，增强了用户的便利性。
虽然判定温度T1可以被设定为固定值，但其优选地根据电池150的劣化的进展(劣化度)而改变。
图5(A)和(B)是示例出用于计算电池单体101的劣化度的示例性方法的图。如图5(A)所示，例如可以将内部电阻的增加率(电池单体的当前时刻的内部电阻相对于初始状态(例如刚被制造出时的状态)下的内部电阻的比率)用作电池单体101的劣化度。随着电池单体101的内部电阻的增加率的增大，劣化度被计算为越大。或者，如图5(B)所示，可以使用容量维持率(电池单体的当前时刻的容量相对于初始状态下的容量的比率)。随着电池单体101的容量维持率减小，劣化度被计算为越大。
图6(A)和(B)是用于更详细地说明计算判定温度T1的方法的图。在图6(A)和(B)的每一者中，横轴表示电池单体101中的锂盐浓度(单位：mol/L)。图6(A)中的纵轴表示电池单体101的劣化度。图6(B)中的纵轴表示电池单体101的电解质溶液的凝固点Tf。
参考图6(A)，一般而言，电解质溶液中的锂盐浓度随着电池单体的劣化的进展而降低。更具体地，当电池单体的劣化进展时，电池单体中的内部电阻增大，或者电池单体的容量减小。于是，电解质溶液中的锂盐浓度随着内部电阻增大或容量减小而降低。ECU 300的存储器304例如以图(map)M1(未示出)的形式存储如图6(A)所示的电池单体101的劣化度与电解质溶液中的锂盐浓度之间的相关性。
接下来，参考图6(B)，当锂盐浓度增大时，电解质溶液的凝固点Tf由于凝固点的下降而降低。ECU 300的存储器304还以图M2(未示出)的形式存储如图6(B)所示的电解质溶液的凝固点Tf与锂盐浓度之间的相关性。
参考图M1，ECU 300根据电池单体101的劣化度Za计算出与劣化度Za对应的锂盐浓度Ca。此外，参考图M2，ECU 300根据锂盐浓度Ca计算出与锂盐浓度Ca对应的凝固点Tfa。以此方式，ECU 300可以基于电池单体101的劣化度计算出电解质溶液的凝固点Tf。
如上所述，判定温度T1被设定为等于或高于凝固点Tf。当电池150的劣化进行而使劣化度从Za变为Zb时，凝固点Tf从Tfa升高至Tfb。在这种情况下，伴随着凝固点Tf的升高，判定温度T1优选地从等于或高于Tfa的值改变为等于或高于Tfb的值。以此方式，通过基于电解质溶液的凝固点Tf与电池150的劣化度之间的关系来设定判定温度T1，可以根据电解质溶液的状态在适当的温度下禁止电池150的充电/放电。
应注意，ECU 300可以具有直接表示电解质溶液的凝固点Tf与电池单体101的劣化度之间的相关性的另一图来替代图M1和M2。此外，计算凝固点Tf的方法不限于使用图。例如，可以使用规定的函数来计算凝固点Tf。
<判定温度T2>
接下来，返回到图4，将描述用于设定判定温度T2的方法。即使在内部温度Ti升高而到达到熔点Tm时，在电解质溶液完全熔化之前也需要一定时长。现在将对此进行更具体的描述。在已凝固一次之后正在熔化的电解质溶液的温度恒定在熔点Tm。在电解质溶液已基本上完全熔化之后，电解质溶液的温度从熔点Tm开始升高。因此，为了使电解质溶液完全熔化，判定温度T2优选地被设定为比熔点Tm高一规定的温度ΔT。可以在考虑内部温度Ti的计算误差的情况下，基于模拟结果或实验结果适当地设定ΔT的大小。如上所述设定判定温度T2确保了在电解质溶液完全熔化时电池150被充电/放电。因此，可以更可靠地保护电池150。
<内部温度的计算>
在上面的描述中，电池单体101的内部温度Ti被用作电解质溶液的温度。虽然可以优选地在电池单体101内设置温度传感器以非常精确地检测电解质溶液的温度，但是难以实现这样的配置。因此，内部温度Ti是在考虑到电池150与环境之间的热传递，基于由表面温度传感器157检测到的电池单体101的表面温度Tb和由环境温度传感器158检测到的电池单体101的环境温度Tc而被计算出的。下面将详细描述该计算方法的例子。
返回参考图3，当电池壳161的表面积被表示为S(单位：m2)，并且从电池壳161到外部空气的对流传热系数被表示为h(单位：W/(m2×K))时，通过对流的来自电池壳161的热辐射量Qt(单位：W)由以下等式(1)表示：
Qt＝(Tb-Tc)×S×h...(1)
此外，当表面发射率被表示为p(无量纲数)，并且斯蒂芬-玻尔兹曼(Stefan-Boltzmann)常数被表示为σ(单位：W/(m2×K4))时，通过辐射的来自电池壳体161的热辐射量Qh(单位：W)由以下等式(2)表示：
Qh＝(Tb4-Tc4)×S×p×σ...(2)
这里，当电池壳161的厚度(例如，用于电池壳161的铝合金板的厚度)被表示为d(单位：m)，并且热导率被表示为K(单位：W/(m×K))时，以下等式(3)在内部温度Ti与表面温度Tb之间的温度差与热辐射量之和(Qt+Qh)之间成立：
(Ti-Tb)×K×S/d＝Qt+Qh...(3)
当通过将等式(1)和(2)代入等式(3)而使等式(3)变型，并且常数由α、β(α>0，β>0)表示时，得到关于内部温度Ti的以下等式(4)：
Ti＝Tb+α(Tb-Tc)+β(Tb4-Tc4)...(4)
从等式(4)可以看出，内部温度Ti被表示为表面温度Tb和环境温度Tc的函数。因此，在内部温度Ti、表面温度Tb和环境温度Tc之间成立的关系预先被以图M的形式存储在ECU 300中的存储器304内。这允许基于表面温度Tb和环境温度Tc来计算内部温度Ti。应注意，优选地在考虑到表面温度传感器157和环境温度传感器158中的每一者的误差的情况下创建图M。
如上所述，在该实施例中，由于在考虑到电池150与环境之间的热传递的情况下根据表面温度Tb和环境温度Tc来计算内部温度Ti，因此可以根据电解质溶液的状态在适当的温度下禁止电池150的充电/放电。
应注意，尽管在此已经描述了电池单体101，但是由于电池单体101至130具有相同的配置，因此它们都设置有表面温度传感器。在这种情况下，优选地使用由所有表面温度传感器检测到的表面温度Tb的最低值来计算内部温度Ti。在这样做时，根据上面的等式(4)，内部温度Ti被计算为最低的，使得内部温度Ti容易低于判定温度T1。结果，在较早的阶段禁止充电/放电，从而可以更可靠地保护电池150。
或者，电池150可以设置有多个环境温度传感器。在这种情况下，优选地使用由所有环境温度传感器检测到的环境温度Tc的最高值作为环境温度Tc。根据上面的等式(4)，当环境温度Tc升高时，所计算出的内部温度Ti较低，使得内部温度Ti容易低于判定温度T1。因此，可以更可靠地保护电池150。
<电动车辆的控制>
希望在行驶开始之前而不是在行驶期间判定是否需要禁止车辆1中的电池150的充电/放电。在下文中，将假设车辆1在极低温环境下停泊的情况，描述点火开关310被接通时的控制。应注意，作为例子，以下控制不在外部充电或外部供电期间执行，而是在通常条件下行驶系统被起动时执行。
图7是用于说明安装有根据第一实施例的蓄电系统2的车辆1中的充电/放电控制的时间图。图7中的横轴表示经过的时间。图7中的纵轴从上开始依次表示点火的接通/关断状态、Ready-ON等待要求的接通/关断状态、内部温度Ti、以及充电/放电禁止标志的接通/关断状态。
参考图1和图7，在开始时刻(0)，点火开关310处于关断状态，已在极低温下冷却的电池150的内部温度Ti低于判定温度T1。然而，应注意，充电/放电禁止标志处于关断状态。
在时刻t11，当点火开关310被接通时，第一系统起动时段开始。术语“系统起动时段”表示通过接通点火开关310而启动行驶系统的时刻与通过关断点火开关310而停止行驶系统的时刻之间的时段。
在第一实施例中，在系统启动时，不考虑充电/放电禁止标志的接通/关断，Ready-ON等待要求被接通，这是为了在充电/放电禁止标志处于关断状态的情况下，即使内部温度Ti为低的，也防止紧接在点火被接通之后电池150被充电/放电。在Ready-ON等待要求处于接通状态期间，车辆1被维持在Ready-OFF状态。
当在内部温度Ti低于判定温度T1的情况下已经经过规定的时段时，在时刻t12，充电/放电禁止标志从关断被转换为接通。这使得电池150的充电/放电被禁止，从而使Ready-ON等待要求保持接通状态。
之后，内部温度Ti逐渐升高，并在时刻t13达到判定温度T2。当在内部温度Ti等于或高于判定温度T2的情况下已经经过规定的时段时，在时刻t14，充电/放电禁止标志从接通被转换为关断。这使得Ready-ON等待要求从接通被转换为关断。因此，车辆1从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。
在时刻t15，当点火开关310被关断时，第一系统起动时段结束。这使得车辆1进入Ready-OFF状态。
在时刻t16，当点火开关310被再次接通时，第二系统起动时段开始。如上所述，在系统启动时，Ready-ON等待要求被接通。由于内部温度Ti高于判定温度T2，因此充电/放电禁止标志保持关断。因此，在时刻t17，Ready-ON等待要求从接通被转换为关断，这使得车辆1从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。
图8是用于说明安装有根据第一实施例的蓄电系统2的车辆1中的充电/放电控制的流程图。图8所示的流程图从主例程被调用，并且当例如点火开关310被接通时执行。应注意，尽管该流程图中的每个步骤基本上通过ECU 300的软件处理而被实现，但其也可以通过在ECU 300中制造的硬件(电子电路)而被实现。
参考图1、7和8，在S10中，ECU 300基于表面温度Tb和环境温度Tc计算内部温度Ti。由于该计算方法已经被详细描述，因此这里不再重复对其的描述。
在S20中，ECU 300计算判定温度T1。在S30中，ECU 300计算判定温度T2。由于该计算方法也已参考图4和5而被详细描述过，因此这里不再重复对其的描述。
在点火开关310刚被接通(S40中的“是”)时，ECU 300接通Ready-ON等待要求(S50)(参见图7中的时刻t11、t16)。如果不是这样(S40中的“否”)，则ECU 300跳过S50并使处理前进到S60。
在S60中，ECU 300比较内部温度Ti和判定温度T1的高低。当内部温度Ti持续一规定的时段低于判定温度T1(S60中的“是”)时，ECU 300接通充电/放电禁止标志(S70)(参见图7中的时刻t12)。这使得Ready-ON等待要求保持处于接通状态，从而使车辆1维持在Ready-OFF状态。
当充电/放电标志从接通被转换为关断时，由于诸如噪声叠加在来自表面温度传感器157或环境温度传感器158的信号上的原因，可能会作出内部温度Ti低于判定温度T1的错误判定。在这种情况下，即使车辆1实际上处于可行驶状态，电池150的充电/放电也被禁止，从而使车辆1不能行驶。因此，优选地，更慎重地将充电/放电标志从接通转换为关断，也就是，在内部温度Ti已持续一规定的时段低于判定温度T1之后，将充电/放电标志从接通转换为关断。ECU 300然后使处理返回到主例程。
另一方面，在S60中，当内部温度Ti等于或高于判定温度T1，或者当内部温度Ti并非持续一规定的时段低于判定温度T1(S60中的“否”)时，ECU 300比较内部温度Ti和判定温度T2的高低(S80)。当内部温度Ti持续一规定的时段等于或高于判定温度T2(S80中的“是”)时，ECU 300将充电/放电禁止标志从接通转换为关断(S90)。然后，ECU 300将Ready-ON等待要求从接通转换为关断(S100)(参见图7中的时刻t14)。这使得车辆1从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。
在S80中，当内部温度Ti低于判定温度T2，或者当内部温度Ti并非持续一规定的时段等于或高于判定温度T2(S80中的“否”)时，ECU 300跳过S90和S100，并且使处理返回到主例程。也就是说，车辆1被维持在Ready-OFF状态。
如上所述，根据第一实施例，分别设定用于在电池150的温度降低时禁止电池150的充电/放电的判定温度T1以及用于在电池150的温度升高时解除对电池150的充电/放电的禁止的判定温度T2。因此，与图4(B)所示的比较例中的将同一判定温度用于禁止充电/放电和解除该禁止的情况相比，可以使用判定温度T1在宽温度范围内使用电池150而不禁止充电/放电。此外，由于响应于电解质溶液的熔化而解除对电池150的充电/放电的禁止，因此可以使用判定温度T2而适当地保护电池150。
第二实施例
在第一实施例中，已描述了这样的例子：其中，在一个系统起动时段期间禁止电池的充电/放电以使车辆进入Ready-OFF状态的情况下，如果内部温度升高，则即使在同一系统起动时段期间，也解除对充电/放电的禁止，从而使车辆切换到Ready-ON状态(参见图7中的时刻t14)。然而，在这种情况下，即使用户没有进行任何特定的操作，车辆也会从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。这可能导致用户的不适。因此，在第二实施例中，将描述这样的配置：其中，在同一系统起动时段期间，即使内部温度升高，也不解除对充电/放电的禁止，并且在通过用户的操作而开始另一系统起动时段之后，解除对充电/放电的禁止。
在第二实施例中，ECU 300具有禁止历史标志，该禁止历史标志用于管理在过去的(前一个)系统起动时段期间的充电/放电禁止标志的接通/关断。应注意，安装有根据第二实施例的蓄电系统的车辆在其他方面与图1至3所示的车辆1相同，由此将不再重复对其的详细说明。
图9是用于说明安装有根据第二实施例的蓄电系统2的车辆1的充电/放电控制的时间图。除了由图7的时间图的纵轴表示的各项之外，图9的时间图的纵轴还表示禁止历史标志的接通/关断状态。开始时刻的禁止历史标志处于关断状态。
参考图9，在时刻t21，当点火开关310被接通时，第一系统起动时段开始。当在内部温度Ti低于判定温度T1的情况下已经经过规定的时段时，在时刻t22，接通充电/放电禁止标志，并且使禁止历史标志从关断转换为接通。这使得电池150的充电/放电被禁止，从而使Ready-ON等待要求维持接通状态。
在时刻t23，内部温度Ti达到判定温度T2。在第二实施例中，即使如在从时刻t23到时刻t24的时段中那样，内部温度Ti持续等于或高于判定温度T2，也会在第一系统起动时段期间使充电/放电禁止标志维持接通。这使得Ready-ON等待要求保持接通状态，从而使车辆1维持在Ready-OFF状态。然后，在时刻t24，第一系统起动时段结束。
在时刻t25，当点火开关310再次被接通时，第二系统起动时段开始。在系统启动时，Ready-ON等待要求被接通。
这里，由于禁止历史标志处于接通状态，因此充电/放电禁止标志也被接通一次(once)。然而，由于内部温度Ti等于或高于判定温度T2，因此在时刻t26，充电/放电禁止标志从接通被转换为关断，并且禁止历史标志从接通被转换为关断。这使得Ready-ON等待要求从接通被转换为关断，从而使车辆1从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。然后，在时刻t27，第二系统起动时段结束。
在时刻t28，当点火开关310被再次接通时，第三系统起动时段开始。在系统启动时，Ready-ON等待要求被接通。由于禁止历史标志处于关断状态，因此充电/放电禁止标志也处于关断状态。由于内部温度Ti高于判定温度T2，因此在时刻t29，Ready-ON等待要求由接通转换为关断，从而使车辆1从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。
图10是用于说明安装有根据第二实施例的蓄电系统2的车辆1的充电/放电控制的流程图。参考图10，由于S60之前的处理与图8所示的流程图中的对应处理相同，因此将不再重复对其的详细说明。
在S60中，当内部温度Ti持续一规定的时段低于判定温度T1(S60中的“是”)时，ECU300接通充电/放电禁止标志(S70)，然后接通禁止历史标志(S72)(参见图9中的时刻t22)。这使得Ready-ON等待要求保持接通，从而使车辆1维持在Ready-OFF状态。然后，ECU 300使处理返回到主例程。
另一方面，在S60中，当内部温度Ti等于或高于判定温度T1，或者当内部温度Ti并非持续一规定的时段内低于判定温度T1(S60中的“否”)时，ECU 300判定禁止历史标志是否处于接通状态(S62)。
当禁止历史标志处于接通状态(S62中的“是”)时，并且内部温度Ti持续一规定的时段内等于或高于判定温度T2(S80中的“是”)时，ECU 300将充电/放电禁止历史标志从接通转换为关断(S90)，并且将禁止历史标志从接通转换为关断(S92)。然后，ECU 300将Ready-ON等待要求从接通转换为关断(S100)(参见图9中的时刻t26)。这使得车辆1从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。
当在S62中禁止历史标志处于关断状态(S62中的“否”)，并且内部温度Ti持续一规定的时段等于或高于判定温度T2(S110中的“是”)时，ECU 300使充电/放电禁止标志保持关断(S120)。然后，ECU 300将Ready-ON等待要求从接通转换为关断(S130)(参见图9中的时刻t29)。这使得车辆1从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态。
应注意，在S80或S110中，当内部温度Ti低于判定温度T2，或者内部温度Ti并非持续一规定的时段等于或高于判定温度T2(S80或S110中的“否”)时，ECU 300跳过后续处理，并使处理返回到主例程。
如上所述，根据第二实施例，即使内部温度升高，在同一系统起动时段期间也不解除对充电/放电的禁止。由此，需要用户操作来解除对充电/放电的禁止。因此，可以防止在车辆1从Ready-OFF状态切换到Ready-ON状态时的用户不适。
应当理解，在此公开的实施例在各方面都是示例性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求的范围而非上面的描述来限定，并且旨在包括与权利要求的范围等同的范围和含义内的任何变型。
参考标号列表
1：车辆；2：蓄电系统；10：第一电动发电机(第一MG)；20：第二电动发电机(第二MG)；30：动力分割装置；50：电池壳；52：盖；60、64：正电极端子；62、66：负电极端子；70：电极体；72：正电极片；74：负电极片；76：隔板；100：引擎；101、130：电池单体；150：电池；152：二次电池；155：电压传感器；156：电流传感器；157：表面温度传感器；158：环境温度传感器；160：系统主继电器(SMR)；161：电池壳；162：盖；163：正电极端子；164：负电极端子；165：电极体；166：正电极片；167：负电极片；168：隔板；169：剩余电解质溶液；170：充电继电器(CHR)；180：电力变换器；190：充电连接器；200：电力控制单元(PCU)；210、220：逆变器；230：变换器；300：电子控制单元(ECU)；302：CPU；304：存储器；310：点火开关；350：驱动轮；500：外部电源；510：充电插头。

Claims (8)

1.一种蓄电系统，包括：
电池，其含有电解质溶液；以及
控制装置，其基于所述电池的温度来控制所述电池的充电/放电的允许和禁止，
所述控制装置被配置为：
设定等于或高于所述电解质溶液的凝固点的第一判定温度和高于所述第一判定温度的第二判定温度；以及
当在所述电解质溶液处于液态的同时所述电池的温度低于所述第一判定温度时，禁止所述电池的充电/放电，以及当所述电解质溶液从其中所述电解质溶液至少部分凝固的状态转变为液态时并且当所述电池的温度超过所述第二判定温度时，解除对所述电池的充电/放电的禁止。
2.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中
所述第一判定温度基于所述电解质溶液的凝固点与所述电池的劣化度之间的关系而被设定。
3.根据权利要求2所述的蓄电系统，其中
所述劣化度使用所述电池的内部电阻增加率或所述电池的容量维持率而被计算出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电系统，其中
所述第一判定温度被设定为等于或高于所述电解质溶液的凝固点且低于所述电解质溶液的熔点。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电系统，其中
所述第二判定温度被设定为比所述电解质溶液的熔点高一规定的温度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蓄电系统，进一步包括：
环境温度传感器，其被配置为测量所述电池的环境温度，以及
表面温度传感器，其被配置为测量所述电池的表面温度，其中
所述控制装置根据所述环境温度和所述表面温度而计算所述电池的内部温度，并且基于所述内部温度来控制对所述电池的充电/放电的允许和禁止。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的蓄电系统，其中
所述蓄电系统被安装在电动车辆中，
所述电动车辆包括用于启动和停止所述电动车辆的行驶系统的操作单元，并且
所述控制装置被配置为：
当所述电池的温度在起动时段期间低于所述第一判定温度时，禁止所述电池的充电/放电，所述起动时段是通过所述操作单元的操作从所述行驶系统的启动至停止的时段；以及
即使所述电池的温度在所述起动时段期间超过所述第二判定温度，也不解除对所述电池的充电/放电的禁止，并且当所述电池的温度在所述起动时段之后的起动时段期间超过所述第二判定温度时，解除对所述电池的充电/放电的禁止。
8.一种用于控制蓄电系统的方法，包括以下步骤：
设定等于或高于电池的电解质溶液的凝固点的第一判定温度；
设定高于所述第一判定温度的第二判定温度；
当在所述电解质溶液处于液态的同时所述电池的温度低于所述第一判定温度时，禁止所述电池的充电/放电；以及
当所述电解质溶液从其中所述电解质溶液至少部分凝固的状态转变为液态时并且当所述电池的温度超过所述第二判定温度时，解除对所述电池的充电/放电的禁止。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6183446B2 (ja) * 2015-12-25 2017-08-23 マツダ株式会社 リチウムイオン電池充放電制御装置
US20170271984A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-21 Atigeo Corp. Using battery dc characteristics to control power output
JP6708120B2 (ja) * 2016-12-26 2020-06-10 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
JP6760119B2 (ja) * 2017-02-06 2020-09-23 住友電気工業株式会社 電池温度推定装置、電池温度推定方法及びコンピュータプログラム
JP6928864B2 (ja) * 2017-03-09 2021-09-01 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の制御システム
JP7060332B2 (ja) * 2017-03-16 2022-04-26 トヨタ自動車株式会社 制御装置
JP6747382B2 (ja) * 2017-05-26 2020-08-26 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン電池の状態推定装置および状態推定方法
JP7060383B2 (ja) * 2018-01-12 2022-04-26 Fdk株式会社 アルカリ蓄電池の充電制御方法及びアルカリ蓄電池用充電器
JP6871483B2 (ja) * 2018-05-31 2021-05-12 日本たばこ産業株式会社 香味生成装置、香味生成装置を制御する方法、及びプログラム
US11942612B2 (en) * 2018-06-22 2024-03-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery system
WO2020035899A1 (ja) * 2018-08-13 2020-02-20 日本たばこ産業株式会社 香味生成システム、方法及びプログラム
US10666076B1 (en) 2018-08-14 2020-05-26 Veritone Alpha, Inc. Using battery state excitation to control battery operations
US10452045B1 (en) 2018-11-30 2019-10-22 Veritone Alpha, Inc. Controlling ongoing battery system usage while repeatedly reducing power dissipation
US10816949B1 (en) 2019-01-22 2020-10-27 Veritone Alpha, Inc. Managing coordinated improvement of control operations for multiple electrical devices to reduce power dissipation
US11097633B1 (en) 2019-01-24 2021-08-24 Veritone Alpha, Inc. Using battery state excitation to model and control battery operations
US11644806B1 (en) 2019-01-24 2023-05-09 Veritone Alpha, Inc. Using active non-destructive state excitation of a physical system to model and control operations of the physical system
US11069926B1 (en) 2019-02-14 2021-07-20 Vcritonc Alpha, Inc. Controlling ongoing battery system usage via parametric linear approximation
US11407327B1 (en) 2019-10-17 2022-08-09 Veritone Alpha, Inc. Controlling ongoing usage of a battery cell having one or more internal supercapacitors and an internal battery
CN112964991B (zh) 2019-11-28 2022-07-15 比亚迪股份有限公司 电池内部温度信息处理方法、计算机设备和存储介质
US11892809B2 (en) 2021-07-26 2024-02-06 Veritone, Inc. Controlling operation of an electrical grid using reinforcement learning and multi-particle modeling
CN114824520B (zh) * 2022-06-27 2022-10-28 广州汽车集团股份有限公司 车辆电池保护方法、存储介质、装置及车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130013944A (ko) * 2011-07-29 2013-02-06 우석대학교 산학협력단 전파정류를 이용한 충전장치
CN103098298A (zh) * 2011-03-11 2013-05-08 日产自动车株式会社 电池温度控制装置
WO2013161550A1 (ja) * 2012-04-24 2013-10-31 住友電気工業株式会社 電源システムとその制御方法
CN103415957A (zh) * 2011-03-11 2013-11-27 日产自动车株式会社 电池温度控制装置
CN103682519A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 惠州市亿能电子有限公司 电动汽车低温环境加热方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3680898B2 (ja) * 1997-10-13 2005-08-10 トヨタ自動車株式会社 二次電池の充放電制御装置
US8004244B2 (en) * 2006-08-15 2011-08-23 Lenvo (Singapore) Pte. Ltd. Power supply methods and arrangements
JP2010252427A (ja) 2009-04-10 2010-11-04 Toyota Motor Corp 自動車およびこれに搭載された二次電池の充電方法
JP2013005663A (ja) * 2011-06-21 2013-01-07 Toyota Motor Corp 電池パック入出力制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103098298A (zh) * 2011-03-11 2013-05-08 日产自动车株式会社 电池温度控制装置
CN103415957A (zh) * 2011-03-11 2013-11-27 日产自动车株式会社 电池温度控制装置
KR20130013944A (ko) * 2011-07-29 2013-02-06 우석대학교 산학협력단 전파정류를 이용한 충전장치
WO2013161550A1 (ja) * 2012-04-24 2013-10-31 住友電気工業株式会社 電源システムとその制御方法
CN103682519A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 惠州市亿能电子有限公司 电动汽车低温环境加热方法

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Publication number Publication date
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