CN107636885B - 存储设备、控制设备以及运动体 - Google Patents

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Abstract

存储设备存储包括二次电池的剩余容量和与剩余容量相对应的输出密度的组的输出特性数据。在输出特性数据中，包括输出密度极值的组的剩余容量和包括在极值之前紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，以及包括输出密度极值的组的剩余容量和包括在极值之后紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，这两个差值均小于彼此相邻的其他组的输出密度之间的差值。

Description

存储设备、控制设备以及运动体
技术领域
本发明涉及存储设备、控制设备以及运动体。
背景技术
在相关技术中已知有可以对诸如锂离子电池和镍氢电池之类的二次电池进行充电的混合动力汽车。
在相关技术中也已知的是，混合动力汽车具有电动汽车(EV)模式和混合动力电动汽车(HEV)模式，其中在EV模式下只有二次电池的功率被用来驱动混合动力汽车，而在HEV模式下发动机的功率和二次电池的功率二者都被用来驱动混合动力汽车。
引用列表
专利文献
[PTL 1]日本专利No.5624333
发明内容
技术问题
在传统的混合动力汽车中，二次电池的输出随着二次电池的剩余容量的减少而降低。因此，例如在HEV模式中，二次电池的剩余容量越少，发动机提供的功率(动力)的比率就越大。其结果是，可能阻止每单位距离的燃料消耗量的减少。
此外，传统的混合动力汽车中，在为了降低每单位距离的燃料消耗量从而使二次电池保持在较大剩余容量状态的情况下，可能使二次电池的降解持续进行以及使二次电池的寿命变短。
本公开的目的是减少每单位距离的燃料消耗量，并防止二次电池的降解。
解决问题的手段
实施例提供了用于存储输出特性数据的存储设备，该输出特性数据包括二次电池的剩余容量和对应于剩余容量的输出密度的组。在输出特性数据中，包括输出密度中极值的组的剩余容量和包括在极值之前紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，以及包括输出密度中极值的组的剩余容量和包括在极值之后紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，这两个差值均小于彼此相邻的其他组的输出密度之间的差值。
实施例还提供了用于控制运动体的控制设备。控制设备包括存储设备和控制单元，其中存储单设备被配置来存储包括二次电池的剩余容量以及对应于剩余容量的输出密度的组的输出特性数据；控制单元被配置为按照输出特性数据控制由二次电池提供的电力驱动的包括发动机和转轴的所述运动体的运动。在输出特性数据中，包括输出密度极值的组的剩余容量和包括在极值之前紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，以及包括输出密度极值的组的剩余容量和包括在极值之后紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，这两个差值均小于彼此相邻的其他组的输出密度之间的差值。
发明的有利效果
根据本公开，可减少每单位距离的燃料消耗量，并可防止二次电池的降解。
附图说明
图1是例示第一实施例的运动体和存储单元之间的关系的图；
图2示出了例示普通锂离子电池的SOC输出特性的曲线图；
图3示出了例示第一实施例的二次电池的SOC输出特性的曲线图；
图4是例示第一实施例的输出特性数据的示例的表格；
图5是例示第一实施例的运动体的配置的示意图；
图6是例示第一实施例的BCU 220的功能性配置的框图；
图7A例示二次电池的SOC输出特性；
图7B例示二次电池的SOC输入特性；
图8是例示第二实施例的BCU的功能性配置的框图；
图9示出了例示第二实施例的输出特性数据的曲线图；
图10示出了例示普通锂离子电池的充电特性的示例的曲线图；
图11示出了例示第二实施例的二次电池的充电特性的曲线图；
图12示出了例示活性材料的劣化率的曲线图；
图13示出了例示二次电池降解前的充电特性和二次电池降解后的充电特性的第二实施例的曲线图；
图14是例示通过第二实施例的BCU对输出特性数据进行选择的流程图；
图15是例示第三实施例的二次电池的电压微分量特性的曲线图；
图16示出了例示二次电池降解前的电压微分量特性和二次电池降解后的电压量微分特性的第三实施例的曲线图；
图17是例示通过第三实施例的BCU 220A对输出特性数据进行选择的流程图；
图18示出了例示使用电压微分量特性计算各个范围的容量的曲线图；以及
图19是例示第四实施例的BCU的功能性配置的框图。
具体实施方式
第一实施例
在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。图1是例示第一实施例的运动体100和存储单元10之间的关系的图。
第一实施例的运动体100包括作为电源的二次电池。具体而言，第一实施例的运动体100可以是例如混合动力电动汽车(HEV)或插电式混合动力电动汽车(PHEV)。
第一实施例的存储单元10被设置在管理安装在运动体100上的二次电池状态的电池控制单元(BCU)之中。例如，第一实施例的存储单元10可以是包含在BCU中的非易失性存储器。将稍后介绍BCU的详细情况。
存储单元10作为第一实施例的存储设备的示例，存储二次电池的输出特性数据20。第一实施例的二次电池被安装在运动体100上，并向运动体100提供电力。基于存储单元10中存储的二次电池的输出特性数据20控制第一实施例的运动体100的运动。
在下文中，将描述第一实施例的输出特性数据20。图2示出了例示普通锂离子电池的SOC输出特性的曲线图。图3示出了例示第一实施例的二次电池的SOC输出特性的曲线图。在图2和图3中，纵坐标指示输出密度且横坐标指示充电状态(SOC)。第一实施例的SOC是表示二次电池的剩余容量的值，并且是以比率(rate)表示充电量相比于二次电池的额定电量的值。
如图2所示，在普通锂离子电池中，输出密度具有单调递减的特性，其中在高SOC侧的输出密度高，而在低SOC侧的输出密度低。
另一方面，如图3所示，第一实施例的二次电池的输出特性包括输出中的两个局部最大值O1、O2和局部最小值O3。
例如，当用连续函数f(x)表示输出和SOC值之间的关系时，第一实施例中的局部最大值是在函数f(x)从增加变为减小处函数f(x)的值。此外，第一实施例中的局部最小值是在函数f(x)从减小变为增加处函数f(x)的值。
在第一实施例的输出特性中，对应于局部最大值O1的SOC值大于对应于局部最小值O3的SOC值，以及对应于局部最小值O3的SOC值大于对应于局部最大值O2的SOC值。在第一实施例中，对应于局部最大值O2的SOC值约为30％。
也就是说，第一实施例的电池包括即使当SOC在低的范围内，输出也成为局部最大值O2的输出特性。
存储在第一实施例的存储单元10中的输出特性数据20通过将SOC值和对应于SOC值的输出密度的组(记录)集合，来表示图3所示的输出特性。稍后将描述在第一实施例中获得输出特性数据的方法。
在下文中，将参照图4描述输出特性数据20。图4是例示第一实施例中的输出特性数据20的示例的表格。
如图4所示，在第一实施例的输出特性数据20中，SOC值(剩余容量)和对应于SOC值的输出密度是相关联的。换句话说，SOC值与剩余容量成一一对应关系。在图4中，SOC值和输出密度的组按SOC值的升序排列。
此外，根据第一实施例中的输出特性数据20，在图3所示的输出特性的SOC值中，包括对应于局部最大值O1的SOC值的第一范围内的记录的数量、包括对应于局部最大值O2的SOC值的第二范围内的记录的数量以及包括对应于局部最小值O3的SOC值的第三范围内的记录的数量均大于其他范围内的记录的数量。
具体来说，在第一实施例的输出特性的输出特性数据20中，例如，在对应于局部最大值O1的SOC值为80％的情况下，在其中心值(SOC 80％)的±5％的第一范围内的记录的数量大于其他范围内的记录的数量。
在图4所示的输出特性数据20中，在SOC值80％到85％之间的记录的数量为3。另一方面，在SOC值85％到90％之间的记录的数量为2。
类似地，在其中对应于局部最大值O2的SOC值为30％以及对应于局部最小值O3的SOC值为40％的情况下，距其中心值(SOC 30％)的±5％的第二范围内的记录的数量和距其中心值(SOC 40％)的±5％的第三范围内的记录的数量大于其他范围内的记录的数量。
在图4所示的输出特性数据20中，第二范围内(SOC值25％到35％之间)的记录的数量为9。此外，在输出特性数据20中，第三范围内(SOC值35％到45％之间)的记录的数量为5。另一方面，输出特性数据20中的SOC值45％到55％之间的记录的数量为3。
即，相比于其中输出密度单调递增的范围内的输出特性，第一实施例的输出特性数据20更详细地表示对应于局部最大值O1、局部最大值O2和局部最小值O3的SOC值附近的输出特性。
这是为了在第一实施例的运动体100的控制中重点关注等于或小于与局部最小值O3相对应的SOC值，其中运动体100将稍后被描述。在控制中，优选地更详细地表示对应于局部最大值O1、局部最大值O2和局部最小值O3的SOC值附近的SOC值和输出密度之间的关系。
特别地，在第一实施例的输出特性数据20中，优选地更详细地表示对应于局部最大值O2的SOC值附近的SOC值和输出密度之间的关系。
换句话说，在第一实施例的输出特性数据20中，输出密度是局部最大值O2的记录中的SOC值和输出密度紧邻在局部最大值O2之前的记录中的SOC值之间的差值，以及输出密度是局部最大值O2的记录中的SOC值和输出密度紧邻在局部最大值O2之后的记录中的SOC值之间的差值，这两个差值均小于其他两个记录(两个彼此相邻的记录)中包括的SOC值之间的差值。
需要注意的是，稍后将详细描述在运动体100的控制中重点关注等于和小于与局部最小值O3相对应的SOC值的原因。
在图4所示的输出特性数据20中，包括局部最大值O2的记录的SOC值为30％。此外，在输出特性数据20中，紧邻在局部最大值O2之前的输出密度和紧邻在局部最大值O2之后的输出密度二者均为是2550。此外，包括紧邻在局部最大值O2之前的输出密度的记录的SOC值为29％，以及包括紧邻在局部最大值O2之后的输出密度的记录的SOC值为31％。因此，包括局部最大值O2的记录的SOC值和包括紧邻在局部最大值O2之前的输出密度的记录的SOC值之间的差值，以及包括局部最大值O2的记录的SOC值和包括紧邻在局部最大值O2之后的输出密度的记录的SOC值之间的差值，这两个差值均为1％。
另一方面，例如在局部最大值O1附近，包括局部最大值O1的记录的SOC值为80％。此外，在输出特性数据20中，紧邻在局部最大值O1之前的输出密度是3100，紧邻在局部最大值O1之后的输出密度是3150。包括紧邻在局部最大值O1之前的输出密度的SOC值为78％，以及包括紧邻在局部最大值O1之后的输出密度的SOC值为82％。因此，包括局部最大值O1的记录的SOC值和包括紧邻在局部最大值O1之前的输出密度的记录的SOC值之间的差值，以及包括局部最大值O1的记录的SOC值和包括紧邻在局部最大值O1之后的输出密度的记录的SOC值之间的差值，这两个差值均为2％。
即，在第一实施例的输出特性数据20中，在计算目标记录包含的SOC值和紧邻在目标记录之前的记录包含的SOC值之间的差值，以及计算目标记录包含的SOC值和紧邻在目标记录之后的记录包含的SOC值之间的差值的情况下，当目标记录是包括局部最大值O2的记录时，这些差值为最小。
换句话说，这些差值小于相邻记录中包含的SOC值的差值，其中相邻记录为除了包括输出特性数据20的局部最大值O2的记录以外的记录。
此外，在根据第一实施例的二次电池的输出特性中，其中输出密度单调递增的部分中的记录的数量为最少，而包括局部最大值的部分中的记录的数量和包括局部最小值的部分中的记录的数量较多。相应地，相比于记录的数量在整个SOC值的范围内都均匀大的配置的存储容量，能够减少存储单元10所需的用于存储根据第一实施例的输出特性数据20的存储容量。换句话说，在第一实施例的存储单元10中存储的输出特性数据20中，减少其中输出密度单调递增的范围内的记录的数量，以便减少用于存储输出特性数据20的存储容量。
根据第一实施例，通过将包括上述输出特性数据20的二次电池安装在运动体100上，可以利用二次电池的输出特性来控制运动体100。
具体而言，即使在SOC降低时，第一实施例的二次电池也可以提供输出高于普通锂电池输出的局部最大值O2。因此，根据第一实施例，可以减小发动机提供的用于驱动运动体100所需的功率(动力)的比率。以这样的方式，根据第一实施例，可以减少运动体100中的每单位距离的燃料消耗量。此外，根据第一实施例，即使当二次电池不保持在高SOC状态下，也可以获得局部最大值O2作为输出。因此，不需要使二次电池一直保持在高SOC状态下，并且可以防止二次电池的降解(劣化)。
应当注意的是，例如，图4所示的输出特性数据20是对应于设置在封装表面或二次电池内的热电偶的温度25摄氏度(℃)的输出特性数据。第一实施例的存储单元10存储对应于25摄氏度以外的温度的输出特性数据。
此外，虽然在图3所示的输出特性中包括的、输出从增加变为减小或从减小变为增加处的极值(局部最大值、局部最小值)的数量为3，二次电池的输出特性的极值的数量并不仅限于3。例如，二次电池的输出特性中的极值的数量可以根据二次电池的材料的组合而变化。因此，输出特性中的极值的数量可以是任意数。在输出特性的极值的数量是任意数的情况下，重点关注在低SOC侧出现的一个或多个极值，输出特性数据20被制成使得对应于重点关注的极值的SOC值附近的记录的数量较多。
在此，将描述用于获得第一实施例的输出特性数据20的方法。
第一实施例的输出特性数据20首先是通过基于测试方法(标准号JEVS D713)测量第一实施例的二次电池的输出密度的所获得的结果的数据，其中该测试方法是用于在日本电动汽车标准中判断混合动力电动汽车的密封镍氢电池的输出密度和输入密度。
具体来说，在输出特性数据的测量中，在特定的充电状态(SOC)下，当测量施加10秒电流倍率(current rate)为1C、2C、3C以及10C的放电电流脉冲时，电压降落。随后，当通过将测量出的电压降落进行线性近似而获得的直线被延伸至放电终止电压时，计算最大输出。值得注意的是，当额定容量值的二次电池在恒定电流下以预定的时间放电而放电结束时，该电流值为电流率1C。
此外，在第一实施例中，也可以使用上述测试方法类似地来测量二次电池230的输入密度。具体而言，在特定的充电状态(SOC)下，当测量施加10秒电流倍率为1C、2C、3C以及10C的放电电流脉冲时，电压升高。随后，当通过将测量出的电压升高进行线性近似而获得的直线被推算至放电终止电压时，计算最大输入。
在第一实施例中，可以通过在25摄氏度的状态下基于上述测试方法评估每个SOC值的输出密度来获得输出特性数据20。具体地说，在第一实施例中，使用上述测试方法测量图4所示的输出特性数据20的每个SOC值的输出密度。
此外，第一实施例的存储单元10包括通过类似测量获得的、除了25摄氏度以外的不同温度的输出特性数据。
例如，第一实施例的存储单元10可以存储在-30摄氏度到50摄氏度之间以10度为区间的各个温度的输出特性数据，例如-20摄氏度的输出特性数据、-10摄氏度的输出特性数据等。
接下来，将参照图5描述第一实施例的运动体100。图5是例示第一实施例的运动体100的配置的示意图。
第一实施例的运动体100包括发动机110、马达120、电子控制单元(ECU)130、转轴140和充电控制设备200。例如，第一实施例的运动体100可以是混合动力电动汽车(HEV)或插电式混合动力电动汽车(PHEV)。
发动机110是已知的使用汽油、轻质汽油等作为燃料的内燃机。马达120是已知的作为电动机和发电机的发电电动机。马达120可以由二次电池230提供的电力进行操作。
ECU 130是综合控制发动机110、马达120、电池控制单元(BCU)220等的计算机(微型计算机)。具体而言，例如，第一实施例的ECU 130的控制包括对马达120的控制、制动控制等。
例如，第一实施例的转轴140是运动体100所包含的轮胎的驱动轴。在第一实施例中，通过使用发动机110和/或马达120转动转轴140，来驱动运动体100。
第一实施例的充电控制设备200包括电池组210和BCU 220。第一实施例的BCU 220包括存储单元10。即，第一实施例的BCU 220包括(存储)输出特性数据20。
第一实施例的电池组210包括二次电池230和电池监视单元(BMU)240。
第一实施例的二次电池230是可充电的二次电池。在第一实施例的二次电池230中，n个单元(从单元230-1到单元230-n)被连接。应当注意的是，虽然第一实施例的二次电池230包括多个单元，但本发明并不限于此。二次电池230可以是一个二次电池单元。
第一实施例的二次电池230在马达120充当电动机时起到提供电力的作用，以及在马达120充当发电机时起到储存再生制动产生的电力的作用。
此外，在第一实施例中，在其中运动体100是PHEV的情况下，提供外部电源插头。通过将外部电源插头插入插座，第一实施例的二次电池230可以通过从商业电源提供的电力充电。此外，在第一实施例的二次电池230中，可以为每个电池单元230-1到230-n提供多个热电偶。
此外，在第一实施例中，n个数量的BMU 240被连接，从BMU 240-1到BMU 240-n对应于单元230-1到单元230-n。应该注意的是，虽然第一实施例包括多个BMU 240，本发明并不局限于此。在一些实施例中可以仅包括一个BMU 240。
第一实施例的BMU 240具有监视二次电池230的状态的功能。例如，BMU 240包括电压传感器、电流传感器等。BMU 240可以检测二次电池230的电压、二次电池230的充电电流以及二次电池230的放电电流。此外，第一实施例的BMU 240可以从设置在二次电池230上的热电偶获得二次电池230的温度。
第一实施例的BCU 220从BMU 240获得二次电池230的温度、电压等从而控制二次电池230的充电和放电。
在第一实施例中，例如，为了使二次电池230具有图3和图4中所示的输出特性，可以在正电极中使用将具有与电池电压相关的不同输出特性的材料进行混合而形成的电极。
二次电池230的具体示例是具有通过将具有Li3V2(PO4)3的基本骨架的磷酸钒锂或类似化合物(以下简称为磷酸钒锂)与三元材料(镍、钴、铝等)进行混合而形成的正电极的锂离子电池，其中类似化合物是通过使磷酸钒锂的一部分结构变性而形成的。尽管很难单独提高磷酸钒锂的容量(能量密度)(例如，100Wh/kg或更大)，但磷酸钒锂是一种有利于提高输出的材料。三元材料有利于提高容量(能量密度)。负电极的材料有例如石墨等类似物。
接下来，将参照图6描述第一实施例的BCU 220。图6是例示第一实施例的BCU 220的功能性配置的框图。
第一实施例的BCU 220包括存储单元10、电池状态检测单元221、SOC估计222单元以及通信单元223。
第一实施例的电池状态检测单元221基于通过BMU 240监视的状态持续地检测二次电池230的电压。此外，第一实施例的电池状态检测单元221可以从BMU 240获得二次电池230的充电电流、二次电池230的放电电流以及二次电池230的温度。
第一实施例的SOC估计单元222获得电池状态检测单元221通过BMU 240所获得的二次电池230的电压和温度，并基于二次电池230的电压和温度估计SOC值。换句话说，SOC估计单元222可以基于输出特性数据20以及通过电池状态检测单元221所检测出的二次电池230的状态来估计二次电池230的剩余容量。随后，SOC估计单元222读取存储在存储单元10中的输出特性数据20，从而基于所估计的SOC值和输出特性数据20来估计二次电池230的当前输出。应该注意的是，第一实施例的SOC估计单元222读取与所检测的二次电池230的温度相对应的温度的输出特性数据20。
第一实施例的ECU 130通过通信单元223接收由SOC估计单元222基于输出特性数据20所估计的输出，并根据所接收的输出来控制运动体100的运动。换句话说，ECU 130可以根据输出特性数据20来控制运动体100的运动，其中运动体100包括由二次电池230提供的电力驱动的发动机110和转轴140。此外，ECU 130可以根据SOC估计单元222所估计的SOC值(剩余容量)来控制(驱动)运动体100。
因此，在第一实施例中，即使当二次电池230的SOC值在较低范围内时，ECU 130也可以利用二次电池230的输出特性并且可以将二次电池230用作电源。因此，根据第一实施例，可以减少发动机110提供的用于驱动运动体100所需的电力(功率)的比率，并且可以减少运动体100中的每单位距离的燃料消耗量。
此外，在第一实施例中，由于在其中SOC值低的范围内可以由二次电池230提供电力，因此二次电池230可以保持在低SOC的状态下。因此，根据第一实施例，可以防止二次电池230的降解。应该注意的是，SOC值低的范围是例如SOC值等于或小于50％的范围。
接下来，参照图7A和7B，将描述在运动体100的控制中重点关注的SOC值的原因，该SOC值等于和小于与局部最小值O3相对应的SOC值。图7A和7B例示了第一实施例的二次电池230的特性。图7A例示了二次电池230的SOC输出特性。图7B例示了二次电池230的再生操作中的SOC输入特性。
首先，将描述二次电池230的SOC输出特性。如图3所示，第一实施例的二次电池230具有这样的输出特性，其中低SOC侧的输出高于高SOC侧的一部分的输出。例如，在局部最大值O2附近的输出相对较高。
具体而言，在第一个实施例的二次电池230的SOC输出特性中，与预定的SOC值A3相对应的输出是局部最小值O3，以及与预定的剩余容量相对应的输出是局部最大值O2，其中该预定的剩余容量小于与局部最小值O3相对应的SOC。此外，在第一实施例的二次电池230的SOC输出特性中，与小于值A3的预定的SOC值A4相对应的输出是局部最小值O4，其为小于局部最小值O3(第一局部最小值)的第二局部最小值。
即，第一实施例的二次电池230在SOC输出特性中具有第一局部最小值O3和第二局部最小值O4。第二局部最小值O4小于局部最小值O3，以及与第二局部最小值O4相对应的SOC值A4小于与第一局部最小值O3相对应的SOC值A3。此外，与第二局部最小值O4相对应的SOC值A4小于与局部最大值O2相对应的SOC值A2。
接下来，将描述第一实施例的二次电池230的SOC输入特性。如图7B所示，输入到第一实施例的二次电池230的能量随着SOC值的下降而增加直到SOC值变为预定值A4。
因此，当SOC值为A4时，第一实施例的二次电池230中输入的能量最多。换言之，当SOC值接近A4时，二次电池230被最有效地充电。
因此，当SOC值等于或小于A4时，第一实施例的BCU 220停止二次电池230的输出并开始再生操作从而对二次电池230进行充电。BCU 220禁止二次电池230的输出并且仅通过再生操作执行充电直到二次电池230的SOC值变为A3。随后，当二次电池230的SOC值大于或等于A3时，BCU 220允许来自二次电池230的输出。
根据第一实施例，通过如上所述控制二次电池230的充电和放电，当二次电池230的SOC值变为能够最有效充电的值时开始充电。
在SOC值下降到值A4的情况下，剩余的SOC根据二次电池230的使用状况有可能被完全用尽。因此，在这种情况下，优选的是尽快充电以提高二次电池230的SOC值。
在第一实施例的二次电池230中，当SOC值下降时，二次电池230中的能量输入增加。当SOC值降为值A4时，输入能量变为最大值P。
因此，在第一实施例中，当SOC值下降到值A4时，停止二次电池230的输出，并且通过再生操作开始对二次电池230进行充电。在第一实施例中，当二次电池230的SOC值变为A3时，允许二次电池230的输出。需要注意的是，虽然允许在二次电池230输出时停止充电，但充电不一定要停止。
在下文中，将描述当二次电池230的SOC值变为值A3时二次电池230的输出被允许的原因。
在第一实施例中，如图7A所示，在二次电池230的输出变为局部最小值O3后，输出随着SOC值的减小而增加。因此，当SOC值从值A3增大或减小时，可获得大于局部最小值O3的二次电池230的输出。
在这种情况下，相比于通过对二次电池230进行充电来提高SOC值从而获得高输出，在考虑到充电的电力、SOC增大所导致的二次电池230发热和降解的情况下，通过使二次电池230的输出持续以减小SOC值从而获得等效于高输出的输出是有效的。因此，根据第一实施例，当二级电池230的SOC值变成值A3时，二次电池230的输出被允许。换句话说，当二次电池230的SOC值(剩余容量)变为在对应于局部最小值O4的SOC值A4到对应于局部最小值O3的SOC值A3的范围H内的预定值时，ECU 130可以开始二次电池230的输出从而为转轴140提供电力。更具体地说，当SOC值(剩余容量)变为大于SOC值A4且小于或等于SOC值A3的预定值时，ECU 130可以允许来自二次电池230的输出。
如上所述，由于第一实施例的BCU 220控制二次电池230，优选的是输出特性数据20表示详细的SOC值和输出密度间的关系，尤其是在范围H内与极值相对应的SOC值附近的值。
因此，第一实施例的输出特性数据20详细表示在对应于局部最大值O2的SOC附近、对应于局部最小值O3的SOC附近以及对应于局部最小值O4的SOC附近的SOC值和输出密度的关系。
在第一实施例中，通过使用输出特性数据20来控制二次电池230的输出，可以延长使二次电池230的SOC值保持在值A3到值A4的范围H内的时间段。
在第一实施例的范围H中包括局部最大值O2并且获得与大约70％的SOC值相对应的输出等效的输出。此外，在第一实施例的范围H中，再生操作输入的能量大于比范围H高的SOC侧的能量，以便能够快速充电。
因此，在第一实施例中，通过在范围H内使用二次电池230，在SOC值小于或等于值A4的情况下，SOC值快速恢复到值A3。此外，当SOC值大于值A3时，通过停止充电以及开始二次电池230的输出，从而在保持低SOC值的同时可获得高输出。
应该注意的是在第一实施例中，在二次电池230的SOC处于范围H内时需要大于局部最大值O2的输出的情况下，可以使用发动机来辅助输出。
同时，在普通的锂离子电池中，SOC输出特性具有输出随SOC的下降而减小的单调递减的趋势，并且不考虑锂离子电池输出停止处的SOC值和锂离子电池输出开始处的SOC值间的关系。
在第一实施例中，通过使具有上述SOC输出特性和SOC输入特性的二次电池230的SOC值保持在范围H内，在安装在混合动力汽车上的二次电池230具有与普通锂离子电池相同的重量的情况下，可以获得与普通锂离子电池相比更高的输出。
在图7A所示的示例中，范围H在SOC值A3和SOC值A4之间。然而，范围H并不限于此。例如，只要包括与局部最大值O2相对应的SOC值，则第一实施例的范围H可以变化。此外，优选地，第一实施例的范围H存在于值A3和值A4之间。
因此，第一实施例的范围H可以在值A21和A22之间、在值A3和A22之间，或在值A21和A4之间。
如上所述，根据第一实施例，通过在SOC处于范围H内的状态下使用二次电池230，可以使二次电池230的SOC保持相对较低，从而限制二次电池230的发热和降解。此外，根据第一实施例，由于可以限制二次电池230的发热，所以不需要用于冷却的能量并且可以减少每单位距离的燃料消耗量。
应该注意的是，虽然在第一实施例中允许二次电池230的输出的SOC值是值A3，二次电池230的输出被允许处的SOC值可以是值A3和对应于局部最大值O2的值A2之间的值。
(第二实施例)
接下来，将参照图8到14描述第二实施例。第二实施例与第一实施例的区别在于在第二实施例的存储单元10A中存储按照二次电池230的降解(劣化)的输出特性数据。在第二实施例的以下描述中，将描述第二实施例和第一实施例之间的区别。将第一实施例的描述中使用的类似的附图标记赋予与第一实施例的元件类似的第二实施例的元件，并且适当省略对它们的描述。
图8是例示第二实施例的BCU 220A的功能性配置的框图。第二实施例的BCU 220A包括电池状态检测单元221、SOC估计单元222、通信单元223、存储单元10A、降解判断单元224和输出特性选择单元225。
第二实施例的存储单元10A存储输出特性数据20和输出特性数据30。输出特性数据30是当降解判断单元224判断二次电池230降解时，通过SOC估计单元222估计二次电池230的输出所使用的、用于降解的输出特性数据。稍后将描述输出特性数据30的详细情况。
第二实施例的降解判断单元224判断二次电池230是否处于降解状态。稍后将描述通过降解判断单元224判断降解的详细情况。
当降解判断单元224判断二次电池230处于降解状态时，输出特性选择单元225指示SOC估计单元222选择输出特性数据(第二输出特性数据)30。此外，当降解判断单元224判断二次电池230未处于降解状态时，输出特性选择单元225指示SOC估计单元222选择输出特性数据(第一输出特性数据)20。
接下来，将参照图9描述第二实施例的输出特性数据30。图9例示了第二实施例的输出特性数据的曲线图。
在图9中，由实线表示的曲线R1是图3所示的二次电池230的输出特性。曲线R1所表示的输出特性是在二次电池230未降解的状态下的输出特性。在图9中，以虚线表示的曲线R2是在二次电池230降解的状态下的二次电池230的输出特性。
第二实施例的输出特性数据20是曲线R1中的SOC值和对应于SOC值的输出值的组(记录)的集合。
在第二实施例中，输出特性数据30是曲线R2中的SOC值和对应于SOC值的输出值的组(记录)的集合。
应该注意的是，图9所示的曲线R2是例如在对二次电池230进行恒定电流充电的情况下，电流容量小于或等于在曲线R1的输出特性的状态下类似地计算出的容量的70％的情况下的、二次电池230的输出特性，其中电流容量是电池电压从3.8V直到变为4.2V所施加的电流的积分来计算的。
与曲线R1相类似，曲线R2包括局部最大值O1-1、局部最大值O2-1、以及局部最小值O3-1。在曲线R2中，对应于局部最大值O1-1的SOC值大于对应于局部最小值O3-1的SOC值，以及对应于局部最小值O3-1的SOC值大于对应于局部最大值O2-1的SOC值。即对应于局部最大值O1-1的SOC值、对应于局部最大值O2-1的SOC值以及对应于局部最小值O3-1的SOC值间的关系与对应于局部最大值O1的SOC值、对应于局部最大值O2的SOC值以及对应于局部最小值O3的SOC值间的关系相类似。
在第二实施例中，曲线R2是通过预先测量在降解状态的二次电池230的输出特性而获得的，并且通过提取SOC值和对应于SOC值的输出值的组(记录)的集合来获得输出特性数据30。
与输出特性数据20相类似，第二实施例的输出特性数据30更详细地表示在对应于局部最大值O1-1、局部最大值O2-1以及局部最小值O3-1的SOC值附近的输出密度的SOC值间的关系。
即，在输出特性数据30中，在距对应于局部最大值O1-1的SOC值的中心值的±5％的范围内的记录的数量、在距对应于局部最大值O2-1的SOC值的中心值的±5％的范围内的记录的数量、以及在距对应于局部最小值O1-1的SOC值的中心值的±5％的范围内的记录的数量，这三个数量均大于其他SOC的10％范围内的记录的数量。
接下来，将描述第二实施例的降解判断单元224对二次电池230的降解的判断。
第二实施例的降解判断单元224使用第二实施例的二次电池230的充电特性而不对二次电池230进行完全放电，来判断二次电池230是否降解。
在下文中，将描述第二实施例的二次电池230的充电特性。首先，在描述第二实施例的二次电池230的充电特性之前，描述普通锂离子电池的充电特性。
图10示出了例示普通锂离子电池的充电特性的示例的曲线图。在图10中，横坐标表示容量(Ah)而纵坐标表示端子之间的电压(V)。图10示出了恒定电流充电曲线。
普通锂离子电池使用，例如NCA(镍、钴、铝)作为阴极(正电极)活性材料。图10示出了该情况下的充电特性。如图10所示，容量相对单调递增直至充电的最终电压4.2V。
图11示出了例示第二实施例的二次电池230的充电特性的曲线。在图11中，横坐标表示容量(Ah)而纵坐标表示端子之间的电压(V)。图11示出了恒定电流充电曲线。
另一方面，第二实施例的二次电池230使用混合有具有关于电池电压的不同输出特性的活性材料的电极来作为阴极(正电极)。在这种情况下，由于不同的材料虽进行了混合但其不会发生化学反应，因此在充电和放电时每个电压下离子的离开和进入都作为材料的特性表现在充电特性中。
例如，第二实施例的二次电池230是使用将具有Li3V2(PO4)3的基本骨架的磷酸钒锂或类似化合物与NCA进行混合而形成的正电极的锂离子电池，其中类似化合物是通过使磷酸钒锂的一部分结构变性而形成的。此外，例如，第二实施例的二次电池230使用石墨作为负极的活性材料。
在这种情况下，如图11所示，在二次电池230的充电特性中表现出范围A至D。范围A和C相对平坦。范围B和D具有相对较大的倾斜。范围A和C是主要表现为磷酸钒锂的特性的范围。另一方面，范围B和D是主要表现为NCA的特性的范围。
图12是表示活性物质的劣化速度(降解速度)的曲线图。在图12中，横坐标表示电池的使用时间(h)，纵坐标表示容量的保持率。
尽管有各种降解的因素，但主要因素是循环(使用)次数、温度、充电/放电电流量等。电池因使用或储存在完全充电状态而降解。降解的程度取决于活性材料的种类而变化。一些电池的降解程度很大，而其他电池的降解程度很小。图12所示的直线(1)是相对难以降解的磷酸钒锂的特性的示例。图12所示的直线(2)是相对容易降解的NCA的特性的示例。
根据如图12所示的活性物质的种类而引起的降解速度，图13示出了降解前的二次电池230的充电特性和降解后的二次电池230的充电特性。
图13示出了例示二次电池降解前的充电特性和二次电池降解后的充电特性的第二实施例的曲线图。图13所示的实线(1)例示了降解前(初始状态)的二次电池230的充电特性的示例。图13所示的虚线(2)例示了降解后的二次电池230的充电特性的示例。
在图13所示的示例中，在将其中主要表现出相对难以降解的磷酸钒锂特性的范围A和C与降解后的范围A'和C'进行比较时，平坦范围的宽度几乎不变。即，在其中主要表现出磷酸钒锂特性的范围A和C中，即使在降解之后，其容量也几乎不变。
另一方面，在将其中主要表现出相对容易降解的NCA特性的范围B和D与降解后的范围B'和D'进行比较时，范围B'和D'的倾斜更大且范围B'和D'的宽度更窄。也就是说，在其中主要表现出NCA特性的范围B和D中，降解后的容量降低。
如上所述，第二实施例的二次电池230在恒定电流充电曲线中包括取决于降解速度快的活性材料(第一活性材料)的特性的范围和取决于降解缓慢的活性材料(第二活性材料)的特性的范围。因此，当降解持续进行时，相对容易降解的活性材料首先降解，并且取决于该活性材料的特性的范围的容量与初始容量相比变小。此外，每种活性材料对充电特性的贡献根据电池电压而变化。例如，在2.5V至4.2V的电池电压间，存在取决于各自的活性物质而特性不同的多个范围。
具体而言，在电池电压3.5V附近和电池电压3.8V附近，在恒定电流充电曲线中表现出容量几乎不因降解而变化的磷酸钒锂的性质。此外，在从电池电压3.5V附近到电池电压3.8V附近的电压间，以及从电池电压3.8V附近到电池电压4.2V的电压间，在恒定电流充电曲线中主要表现出因降解而容量降低的NCA的特性。应该注意的是，二次电池230的充电终止电压是4.2V。
在包括上述二次电池230的第二实施例中，计算范围A、范围B、范围C和范围D中的至少一个的特性值。随后，将计算出的特性值与特性值被计算的范围的初始特性值进行比较。由此，可以估计降解状态，并判断二次电池230是否降解。在第二实施例中，特性值被计算为“容量”。
重点关注上述观点，第二实施例的降解判断单元224使用例如范围D的容量或范围C的容量作为降解的指标，从而当范围D的容量或范围C的容量等于或小于初始特性值的预定百分比时以判断二次电池230降解。可以适当地判断预定百分比的具体值。例如，预定百分比是70％。
应该注意的是，各个范围内降解前的容量是预先计算的，并且存储在BCU 220A所包含的存储器等之中。
在下文中，将参照图14描述通过第二实施例的BCU 220A按照二次电池230的降解来选择输出特性数据。图14是例示第二实施例的BCU 220A的输出特性数据的选择的流程图。应该注意的是，图14所示的处理表示其中在二次电池230的电压低于3.8V的状态下，将范围D的容量用作判断二次电池230的降解的指标的情况。
在步骤S1401中，第二实施例的BCU 220A检测以恒定电流对二次电池230进行充电的开始。具体而言，例如在其中运动体100是插电式混合动力电动汽车(PHEV)的情况下，BCU220A在检测到在运动体100上提供的外部电源插头插入插座时，检测以恒定电流对二次电池230进行充电的开始。
随后，在步骤S1402中，BCU 220A使电池状态检测单元221测量(监视)二次电池230。
随后，在步骤S1403中，BCU 220A使降解判断单元224判断二次电池230的电池电压是否达到充电终止电压4.2V。在电池电压未达到4.2V的情况下(步骤S1403中的否)，BCU220A将处理返回至步骤S1402。
在电池电压达到4.2V的情况下(步骤S1403中的是)，在步骤S1404中，BCU 220A使降解判断单元224计算范围D的容量。应该注意的是，当电池电压达到4.2V时，对二次电池230的充电终止。
在下文中将描述范围D的容量的计算。第二实施例的降解判断单元224从恒定电流充电的开始到结束期间保存(存储)通过电池状态检测单元221获得的电流、温度和电压的信息。随后，当恒定电流充电结束时，降解判断单元224基于所保存的信息来计算范围D的容量。
例如，在其中范围C和范围D之间的边界电压为3.8+αV(α是预设值)的情况下，降解判断单元224通过计算充电电流的积分量来计算范围D的容量，直到电池电压从3.8+αV增加到4.2V。
随后，在步骤S1405中，降解判断单元224判断计算出的范围D的容量是否等于或小于范围D的初始容量的70％。
在计算出的范围D的容量等于或小于范围D的初始容量的70％的情况下(步骤S1405中的是)，降解判断单元224判断二次电池230降解，并且在步骤S1406中，输出特性选择单元225选择输出特性数据30。随后，处理结束。
此外，在其中计算出的范围D的容量大于范围D的初始容量的70％的情况下(步骤S1405中的否)，降解判断单元224判断二次电池230未降解，并且在步骤S1407中，输出特性选择单元225选择输出特性数据20。随后，处理结束。
SOC估计单元222参考通过输出特性选择单元225选择的输出特性数据20或输出特性数据30并用于估计SOC和二次电池230的输出。
如上所述，根据第二实施例，可以在二次电池230没有完全放电的情况下判断二次电池230是否降解。因此，根据第二实施例，可以判断二次电池230是否降解而不会阻碍便利性并使二次电池230降解。换句话说，可以估计二次电池230的降解状态。
此外，根据第二实施例，在二次电池230降解的情况下，可以使用与降解状态相对应的输出特性数据30来估计二次电池230的输出。此外，类似于输出特性数据20，在第二实施例的输出特性数据30中，包括对应于局部最大值O1-1的SOC的预定范围内的记录的数量、包括对应于局部最大值O2-1的SOC的预定范围内的记录的数量以及包括对应于局部最小值O3-1的SOC的预定范围内的记录的数量均大于其它范围内的记录的数量。
此外，在第二实施例中，由于即使当二次电池230降解时，也能够在SOC值低的范围内由二次电池230供电，所以可以使二次电池230保持在低SOC的状态。因此，根据第二实施例，可以防止二次电池230的降解。
应该注意的是，范围D的最终电压不必须是完全充电时的电压(充电终止电压)。范围D的最终电压可以是在完全充电之前的电压，例如4.15V。以这样的方式，在恒定电流充电曲线的完全充电侧的范围内，可以以等于或小于预定电压的电压来计算容量，以便不使二次电池230完全充电。因此，即使在没有完全充电的情况下，也能够估计二次电池230的降解状态。
此外，尽管在图14中范围D的容量被用作判断降解的指标，可选地，可以使用范围B的容量作为指标。此外，(范围C的容量)+(范围D的容量)、(范围B的容量)+(范围C的容量)、(范围B的容量)+(范围C的容量)+(范围D的容量)等可以用作指标。
应该注意的是，虽然第二实施例的存储单元10A存储输出特性数据30作为在二次电池230降解时要使用的输出特性数据(降解的二次电池230的数据)，但是本发明不限于此。除了输出特性数据20和输出特性数据30之外，存储单元10A还可以按照降解的程度来存储多个输出特性数据组。
例如，存储单元10A可以存储对应于其中范围D的容量等于或小于初始容量的80％的情况下的输出特性的输出特性数据，以及对应于其中范围D的容量等于或小于初始容量的60％的情况下的输出特性的输出特性数据。在这种情况下，降解判断单元224可以按照计算出的范围D的容量与范围D的初始容量的比率来判断二次电池230的降解程度，并且输出特性选择单元225可以选择与降解程度相对应的输出特性数据。
此外，尽管第二实施例的降解判断单元224在二次电池230没有完全放电的情况下判断二次电池230是否降解，但本发明不限于此。可以通过其中二次电池230完全放电的方法或其他已知方法来判断二次电池230是否降解。
(第三实施例)
接下来，将参照图15至18描述第三实施例。第三实施例与第二实施例的不同在于使用将容量相对于电压进行微分而获得的微分量来判断降解。在第三实施例的以下描述中，将描述第三实施例与第二实施例之间的区别。在第二实施例的描述中使用的类似的附图标记被赋予与第二实施例的元件类似的第三实施例的元件，并且可以适当地省略对它们的描述。
图15示出了例示第三实施例的二次电池230的电压-微分量特性(相对于电压的微分量的特性)的曲线图。图15示出了电压和二次电池230的容量相对于电压进行微分而获得的微分量之间的关系的示例。
在第二实施例描述的图13中，纵坐标表示电压(V)，横坐标表示容量(Ah)。由于当降解持续进行时容量降低，在图13中，指示降解后的特性的虚线(2)的范围B'、D'中的曲线的倾斜大于指示初始特性的实线(1)的范围B、D中的曲线的倾斜。
另一方面，在第三实施例的图15中，横坐标表示电压(V)以及纵坐标表示将容量相对于电压进行微分而获得的微分量(dQ/dV)。因此，在图15中，图13中相对平坦的范围A和范围C中的局部最大值大于范围B和范围D中的局部最大值。
图16示出了第三实施例的曲线图，该曲线图例示了降解前相对于二次电池230的电压的微分量特性以及降解后相对于二次电池230的电压的微分量特性。在图16中，在主要表现出相对难以降解的活性物质的磷酸钒锂特性的范围A和C中，局部最大值很难改变。另一方面，在主要表现出相对容易降解的活性物质的NCA特性的范围B和D中，局部最大值容易因降解而变化(减小)。图16中所示的实线(1)例示了降解前(初始状态)的二次电池230的电压微分量特性。图16中所示的虚线(2)例示了降解后的二次电池230的电压微分量特性。
在第三实施例中，将二次电池230的容量相对于电压进行微分而获得的微分量的局部最大值(而不是二次电池230的容量)作为要比较的特性值。随后，判断二次电池230是否降解。
具体而言，第三实施例的降解判断单元224使用例如范围B的微分量的局部最大值或范围C的微分量的局部最大值作为降解的指标，从而当范围B的微分量的局部最大值或范围C的微分量的局部最大值等于或小于初始特性值的预定百分比时，判断二次电池230降解。可以适当判断预定百分比的具体值。例如，预定百分比是70％。
在下文中，参照图17描述第三实施例的BCU 220A对输出特性数据进行选择。
图17是例示第三实施例的BCU 220A对输出特性数据进行选择的流程图。应该注意的是，图17所示的处理表示在二次电池230的电压小于3.6V的状态下，将范围B的容量相对于电压进行微分所获得的微分量的局部最大值作为用于判断二次电池230的降解的指标的情况。
由于图17中的步骤S1701和步骤S1702中的处理与图14中的步骤S1401和步骤S1402中的处理类似，因此省略对他们的描述。
随后，在步骤S1703中，BCU 220A使降解判断单元224判断二次电池230的电池电压是否达到范围B和范围C之间的边界电压的3.7V。在电池电压未达到3.7V(步骤S1703中的否)的情况下，BCU 220A使处理返回到步骤S1702。
在电池电压达到3.7V(步骤S1703中的是)的情况下，在步骤S1704中，降解判断单元224计算图16所示的范围B的微分量的局部最大值。
应该注意的是，降解判断单元224基于保存(存储)的信息(电池电压、充电电流、温度)计算图16所示的范围B的微分量的最大值，直到电池电压从恒定电流充电的开始达到3.7V。
具体而言，例如，在其中范围A与范围B间的边界的微分量的局部最小值为3.6V，以及范围B与范围C间的边界的微分量的局部最小值为3.7V的情况下，在二次电池230的电池电压从3.6V上升到3.7V的同时，每当二次电池230的电压上升ΔV(例如0.05mV)时，计算积分量/ΔV。随后，在计算出的值中，可以将最大值作为范围B的微分量的局部最大值来处理。
随后，在步骤S1705中，降解判断单元224判断计算出的局部最大值是否等于或小于初始值的70％。应该注意的是，各个范围中的局部最大值的初始值被预先存储在BCU220A中。
在计算出的最大值等于或小于初始值的70％(步骤S1705中的是)的情况下，处理进入步骤S1706。在计算出的最大值不等于或不小于初始值的70％(步骤S1705中的否)的情况下，处理进入步骤S1707。
由于图17的步骤S1706和步骤S1707中的处理与图14的步骤S1406和步骤S1407中的处理类似，因此省略对他们的描述。
应该注意的是，尽管在图17的示例中当二次电池230的电池电压达到3.7V时计算范围B的局部最大值，本发明不限于此。例如，可以在二次电池230的电池电压达到充电终止电压并且完成充电之后计算范围B的局部最大值。
此外，尽管在图17的示例中将范围B的微分量的局部最大值作为指标，可选地，也可以将范围D的微分量的局部最大值作为指标。在这种情况下，可以以等于或小于预定电压的电压来计算微分量的局部最大值，以便不使二次电池230完全充电。以这种方式，即使当二次电池230没有完全充电时，也可以估计二次电池230的降解状态。
另外，在第三实施例中，可以使用(范围C的微分量的局部最大值)+(范围D的微分量的局部最大值)、(范围B的微分量的局部最大值)+(范围C的微分量的局部最大值)、(范围B的微分量的局部最大值)+(范围C的微分量的局部最大值)+(范围D的微分量的局部最大值)等作为指标。
此外，对于范围A，在其中要将二次电池230完全放电或放电至可以计算微分量的局部最大值的范围的情况下，范围A的局部最大值可以被用作降解的判断指标。
此外，可以使用图15所示的电压-微分量特性来计算范围A至D的各自的容量。在下文中，将参照图18描述使用电压-微分量特性来计算各个范围的容量。图18例示了利用电压-微分量特性计算各个范围的容量的曲线图。
在使用电压-微分量特性计算容量时，基于半高(half maximum)的全宽的面积来计算各个范围的容量。如图18所示，可以从范围A至D中的局部最大值和局部最小值来计算半高全宽。图18中的范围A至D的各自的阴影区域是范围的半高全宽。通过计算各个范围A至D中的半高全宽的面积，可以获得这些范围的容量。换句话说，半高全宽的面积就是该范围的容量。
因此，降解判断单元224可以使用从电压-微分量特性计算出的容量来判断降解。
(第四实施例)
接下来，将参照图19描述第四实施例。第四实施例与第二实施例的不同在于，第四实施例的存储单元10A中存储代表输出特性的曲线的函数而不是输出特性数据。在第四实施例的以下描述中，将描述第四实施例和第二实施例之间的区别。在第二实施例的描述中使用的类似的附图标记被赋予与第二实施例的元件类似的第四实施例的元件，并可以适当地省略对它们的描述。
图19是例示第四实施例的BCU 220B的功能性配置的框图。第四实施例的BCU 220B包括电池状态检测单元221、SOC估计单元222、通信单元223、降解判断单元224、输出特性选择单元225A和存储单元10B。
存储单元10B存储输出特性函数f(1)和输出特性函数f(2)。输出特性选择单元225A根据降解判断单元224的判断结果来选择输出特性函数。
第四实施例的输出特性函数f(1)是图9所示的曲线R1的近似公式，以及第四实施例的输出特性函数f(2)是图9所示的曲线R2的近似公式。即，输出特性函数f(1)是表示二次电池230降解前的SOC值和输出密度之间的关系的公式，输出特性函数f(2)是表示二次电池230降解后的SOC值和输出密度之间的关系的公式。可以通过基于曲线R1和R2的已知方法来获取输出特性函数f(1)和f(2)。
此外，第四实施例的存储单元10B可以按照二次电池230的降解程度存储多个输出特性函数。
根据第四实施例，由于存储单元10B代替输出特性数据20和输出特性数据30存储近似表示输出特性的曲线的函数f(1)和f(2)，因此可以获得类似于第二实施例的效果。此外，根据第四实施例，与存储输出特性数据20和输出特性数据30的情况相比，可以减小存储单元10B的存储区域。
此外，本发明不限于这些实施例，可以在不偏离本发明的范围的情况下进行各种变化和修改。
本申请是基于2015年6月16日向日本专利局提交的申请号为2015-120731的日本在先申请以及2016年4月15日向日本专利局提交的申请号为2016-082371的日本在先申请，并且要求其优先权，其全部内容现通过引用合并于此。
附图标记列表
10,10A,10B 存储单元
20,30 输出特性数据
100 运动体
110 发动机
120 马达
130 ECU
140 转轴
200 充电控制设备
210 电池组
220,220A,220B BCU
221 电池状态检测单元
222 SOC估计单元
224 降解判断单元
225 输出特性选择单元
230 二次电池
240 BMU

Claims (13)

1.一种存储设备，用于存储输出特性数据，所述输出特性数据包括二次电池的剩余容量和与所述剩余容量相对应的输出密度的组，
其中在所述输出特性数据中，包括输出密度极值的组的剩余容量和包括在所述极值之前紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，以及包括输出密度极值的组的剩余容量和包括在极值之后紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，二者均小于输出密度彼此相邻的其他组的剩余容量之间的差值。
2.根据权利要求1所述的存储设备，
其中所述输出密度包括第一局部最大值和小于所述第一局部最大值的第二局部最大值，以及
其中所述极值是所述第二局部最大值。
3.根据权利要求2所述的存储设备，
其中包括所述第一局部最大值的组的剩余容量和包括在所述第一局部最大值之前紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，以及包括所述第一局部最大值的组的剩余容量和包括在所述第一局部最大值之后紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值二者，均大于包括所述第二局部最大值的组的剩余容量和包括在所述第二局部最大值之前紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，以及包括所述第二局部最大值的组的剩余容量和包括在所述第二局部最大值之后紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值二者。
4.根据权利要求3所述的存储设备，
其中所述输出特性数据在其中输出密度按照剩余容量的增加而增加的范围内，包括第一输出密度、与所述第一输出密度相对应的第一剩余容量、在所述第一输出密度之前紧邻的第二输出密度、与所述第二输出密度相对应的第二剩余容量、在第一输出密度之后紧邻的第三输出密度，以及与所述第三输出密度相对应的第三剩余容量，其中所述第一输出密度大于所述第二输出密度，所述第三输出密度大于所述第一输出密度，所述第一剩余容量大于所述第二剩余容量，所述第三剩余容量大于所述第一剩余容量，以及，
其中包括所述第一局部最大值的组的剩余容量和包括在所述第一局部最大值之前紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，以及包括所述第一局部最大值的组的剩余容量和包括在所述第一局部最大值之后紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值二者，均小于所述第一剩余容量和所述第二剩余容量之间的差值以及所述第一剩余容量和所述第三剩余容量之间的差值二者。
5.一种用于控制运动体的控制设备，所述控制设备包括：
存储设备，被配置为存储包括二次电池的剩余容量和与剩余容量相对应的输出密度的组的输出特性数据；以及
控制单元，被配置为按照所述输出特性数据控制由二次电池提供的电力驱动的、包括发动机或转轴的所述运动体的运动，
其中在所述输出特性数据中，包括输出密度极值的组的剩余容量和包括在极值之前紧邻的输出密度的组合的剩余容量之间的差值，以及包括输出密度极值的组的剩余容量和包括在极值之后紧邻的输出密度的组的剩余容量之间的差值，二者均小于输出密度彼此相邻的其他组的剩余容量之间的差值。
6.根据权利要求5所述的控制设备，还包括：
电池状态检测单元，被配置为检测所述二次电池的状态；以及
剩余容量估计单元，被配置为基于所述输出特性数据和通过所述电池状态检测单元检测出的所述二次电池的状态来估计所述二次电池的剩余容量；
其中所述控制单元被配置为按照所述剩余容量估计单元所估计的剩余容量来驱动所述运动体。
7.根据权利要求6所述的控制设备，
其中所述输出特性数据是第一输出特性数据，
其中所述存储设备按照所述二次电池的降解来存储第二输出特性数据，所述第二输出特性数据是二次电池处于降解状态下SOC值和对应于SOC值的输出值的组的集合，
其中所述控制设备包括降解判断单元以及输出特性选择单元，所述降解判断单元被配置为判断所述二次电池是否降解，所述输出特性选择单元被配置为按照所述降解判断单元的判断结果来选择所述第一输出特性数据或所述第二输出特性数据，以及
其中所述剩余容量估计单元被配置为使用由所述输出特性选择单元选择的所述第一输出特性数据或所述第二输出特性数据来估计所述二次电池的剩余容量。
8.根据权利要求7所述的控制设备，
其中所述二次电池包括电极，所述电极至少包括第一活性材料和第二活性材料，其中所述第二活性材料的降解速度比所述第一活性材料的降解速度慢，
其中，所述二次电池的恒定电流曲线包括取决于所述第一活性材料的特性的第一范围、取决于所述第二活性材料的特性的第二范围，和处于比所述第一范围和所述第二范围更低的电压侧的第三范围，以及
其中所述降解判断单元计算所述第一范围、所述第二范围和所述第三范围中的至少一个的特性值，并且将所计算的特性值与对应于所计算的特性值的初始特性值进行比较，以基于比较结果判断所述二次电池是否降解。
9.根据权利要求8所述的控制设备，
其中所述特性值是所述二次电池的容量。
10.根据权利要求9所述的控制设备，
其中基于与曲线的所述第一范围和所述第二范围相对应的半高全宽值来计算所述第一范围的容量和所述第二范围的容量，其中所述曲线表示所述二次电池的电压和将所述二次电池的容量相对于所述电压进行微分而获得的微分量之间的关系。
11.根据权利要求8所述的控制设备，
其中所述特性值是将所述二次电池的容量相对于所述电压进行微分而获得的微分量的局部最大值。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的控制设备，
其中所述输出特性数据包括与所述输出密度中的第一局部最小值相对应的剩余容量、与所述输出密度中大于所述第一局部最小值的局部最大值相对应的剩余容量，以及与所述输出密度中小于所述局部最大值的第二局部最小值相对应的剩余容量，以及对应于所述第一局部最小值的剩余容量大于对应于所述局部最大值的剩余容量，
其中，所述控制单元被配置为当所述二次电池的剩余容量变为预定值时，开始所述二次电池的输出以向所述转轴提供电力，其中所述预定值大于与所述第二局部最小值相对应的剩余容量且等于或小于与所述第一局部最小值相对应的剩余容量。
13.一种运动体，包括：
根据权利要求5至11中任一项所述的控制设备；
二次电池；
马达，其通过由二次电池提供的电力进行操作；以及
发动机。
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