CN108431616B - 锂离子电池剩余容量预测装置 - Google Patents

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Abstract

对启动发动机起动机(1)的锂离子电池(3)的剩余容量进行预测的锂离子电池剩余容量预测装置包括控制部(30)。该控制部(30)根据电压传感器(SN1)和电流传感器(SN2)在从启动发动机起动机时算起经过了第一时间时的检测值、电压传感器和电流传感器在经过了比第一时间长的第二时间时的检测值，计算锂离子电池的正极和负极各自的电阻值，根据该正极和负极各自的电阻值随时间的增加量预测锂离子电池的剩余容量。控制部(30)在发动机起动机的上一次启动时间比第二时间短时或者从上一次剩余容量预测起到经过了规定时间时发动机起动机的启动时间变长的条件下，利用锂离子电池启动发动机起动机。

Description

锂离子电池剩余容量预测装置
技术领域
这里所公开的技术涉及一种锂离子电池剩余容量预测装置。
背景技术
近年来，从降低车辆的耗油量的观点出发，采用了所谓的减速再生系统的车辆在不断地增多，所谓的减速再生系统是通过在车辆减速时集中发电来减轻发动机的负担的一种系统。
因为要在短时间内将减速时所产生的大容量电充到电池里，所以采用了减速再生系统的车辆上大多安装有锂离子电池。该锂离子电池与在现有技术中广泛采用的铅电池不同，与铅电池相比，该锂离子电池能够更加快速地进行充放电。通过安装特性不同的两种蓄电装置，既能够毫无浪费地将减速时所产生的电回收起来，又能够确保充分大的充电容量。
专利文献1中公开了以下技术：启动发动机时，在两个时刻测量锂离子电池的电压和电流，并根据它来预测锂离子电池的正极和负极各自的劣化状况。
专利文献1：日本公开专利公报特开2014－44149号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
因为锂离子电池的容量并非一点点地逐渐劣化，而会有突然劣化的情况，所以需要每隔一段较短的时间就对劣化状况进行一次预测。而且，因为锂离子电池的正极和负极随着时间劣化的程度不同，所以需要对正极和负极的容量劣化状况分别进行预测。这里，为预测锂离子电池的正极和负极容量的劣化状况需要这样做，即由锂离子电池对负荷供电后，再在两个时刻检测锂离子电池的电压和电流。但理想做法是让尽量大的电流从锂离子电池流向负荷。就这一点来说，该理想的做法是，在利用锂离子电池启动发动机起动机时检测锂离子电池的电压和电流。但是，如果发动机启动得过早，则存在不能检测锂离子电池的电压和电流的情况。在该情况下，就有可能无法准确地预测锂离子电池的剩余容量。
本发明正是为解决上述问题而完成的。这里所公开的技术的目的在于：提高对安装在车辆上的锂离子电池的剩余容量的预测精度。
－用以解决技术问题的技术方案－
这里所公开的技术是一种锂离子电池剩余容量预测装置，其预测启动发动机起动机的锂离子电池的剩余容量，其特征在于：该锂离子电池剩余容量预测装置包括：电压传感器、电流传感器以及控制部。所述电压传感器检测锂离子电池的电压。所述电流传感器检测锂离子电池的电流。所述控制部根据电压传感器和电流传感器在从发动机起动机启动时算起经过了第一时间时的检测值、电压传感器和电流传感器在从发动机起动机启动时算起经过了比第一时间长的第二时间时的检测值，计算锂离子电池的正极和负极各自的电阻值，从正极和负极各自的电阻值随时间的增加量来预测锂离子电池的剩余容量。控制部当在发动机起动机的上一次启动时间比第二时间短时，或者从上一次剩余容量预测起经过了规定时间时发动机起动机的启动时间变长的条件下，利用锂离子电池启动发动机起动机。
根据该构成方式，通过在发动机起动机的上一次启动时间比第二时间短时，或者在从上一次剩余容量预测起已经过了规定时间时延长发动机起动机的启动时间，就能够检测锂离子电池在从发动机起动机启动时算起经过了第二时间时的电压和电流。这样一来，就能够以良好的精度预测锂离子电池的剩余容量。
可以是这样的，在电压传感器的检测值比用于启动发动机起动机的基准值低的情况下，控制部也可以利用锂离子电池启动发动机起动机，加长发动机起动机的启动时间。
可以是这样的，该锂离子电池剩余容量预测装置包括检测散热器的水温的温度传感器。在温度传感器的检测值比用于启动发动机起动机的基准值低的情况下，控制部也利用锂离子电池启动发动机起动机，加长发动机起动机的启动时间。
可以是这样的，控制部在怠速止动后再次热启动发动机时，利用锂离子电池启动发动机起动机，而且，控制部在冷启动发动机时，也利用锂离子电池启动发动机起动机，加长发动机起动机的启动时间。
可以是这样的，在发动机起动机的上一次启动时间比第二时间短且从上一次剩余容量预测起经过了规定时间时，控制部让发电负荷作用在与发动机起动机不同的起动机上，利用锂离子电池启动不同的起动机，从锂离子电池此时的电压值和电流值预测锂离子电池的剩余容量。
可以是这样的，在不能利用锂离子电池启动发动机起动机的情况下，控制部利用锂离子电池让发动机附件工作，从锂离子电池此时的电压值和电流值预测锂离子电池的剩余容量。
可以是这样的，控制部让发动机的点火时刻滞后，加长发动机起动机的启动时间。
－发明的效果－
根据这里所公开的技术，能够提高对安装在车辆上的锂离子电池的剩余容量的预测精度。
附图说明
图1是示出车辆用电源控制装置的电气结构的电路图。
图2是示出控制系统的连接关系的方框图。
图3是锂离子电池的等效电路图。
图4是示出锂离子电池的交流阻抗特性的乃奎斯特图。
图5是示出正极和负极的交流阻抗特性的乃奎斯特图。
图6是示出正极电阻和负极电阻随时间增加的曲线图。
图7是示出正极容量和负极容量随时间劣化的曲线图。
图8是示出启动发动机时所进行的控制(第一控制例)步骤的流程图。
图9是示出启动发动机时所进行的控制(第二控制例)步骤的流程图。
图10是示出启动发动机时所进行的控制(第三控制例)步骤的流程图。
图11是示出启动发动机时所进行的控制(第四控制例)步骤的流程图。
图12是示出启动发动机时所进行的控制(第五控制例)步骤的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明示例出的实施方式。
(1)车辆的整体结构
图1是示出车辆用电源控制装置的电气结构的电路图。图1所示的车辆包括：从设置在发动机室内且未图示的汽油发动机(以下，简称发动机)获得动力而发电的B－ISG(带驱动式集成式起动机/发电机)1；与B－ISG1电连接，将B－ISG1所产生的电蓄积起来的电池2和锂离子电池(LiB)3；降低B－ISG1所产生的电的电压的DC/DC转换器4；由耗电的各种电气设备构成的电气负荷5；以及起动机6，该起动机6让曲柄轴旋转来启动发动机。需要说明的是，B－ISG1相当于“发动机起动机”，起动机6相当于“不同的起动机”，电气负荷5相当于“发动机附件”。
B－ISG1利用轮带(省略图示)与发动机的输出轴相连结，通过让与发动机的输出轴联动旋转的转子在磁场中旋转而发电，故B－ISG1能够根据施加给产生磁场的激磁线圈的电流的增减，在最大到25V的范围内调节所产生的电。B－ISG1内置有将所产生的交流电转换为直流电的整流器(省略图示)。亦即，B－ISG1所产生的电经该整流器转换为直流后供往各部分。相反，B－ISG1能够从LiB3接收电，作为起动机工作来启动发动机。
电池2是车辆上所使用的蓄电装置，且是额定电压为12V的普通铅电池。因为这样的电池2是通过化学反应而将电能蓄积起来的，所以不适合快速充放电。但因为这样的电池2容易确保充电容量，所以具有可蓄积电量相对较大这样的特性。
LiB3是将多个基本单元即锂离子电池单元连结在一起而实现了大容量化的电池，最大能够充电到25V。这样的LiB3与电池2不同，是利用锂离子的物理吸附来将电蓄积起来的，故这样的LiB3具有能够快速地进行充放电且内部电阻也较少这样的特性。
DC/DC转换器4是通过接通或切断(开关动作)内置的开关元件而让电压变化的开关式转换器。需要说明的是，在本实施方式中，DC/DC转换器4具有利用开关动作来降低从B－ISG1或LiB3一侧供向电气负荷5或电池2一侧(亦即，从图中的左侧供向右侧)的电的电压的功能，但不具有除此以外的功能，例如不具有允许朝着与上述方向相反的方向(亦即，从图中的右侧供向左侧)供电的功能或者使电压上升的功能。
B－ISG1和LiB3经供电用第一供电线7彼此连接起来。从第一供电线7分支出第二供电线8，在该第二供电线8的中途设置有DC/DC转换器4。从第二供电线8分支出第三供电线9，电池2和第二供电线8经该第三供电线9彼此连接起来。从第三供电线9分支出第四供电线10，起动机6和电池2经该第四供电线10彼此连接起来。
在第一供电线7上从它与第二供电线8的分支点到LiB3之间的部位，设置有用于保持B－ISG1和LiB3之间的连接状态或切断B－ISG1和LiB3之间的连接状态的LiB断路继电器12。LiB断路继电器12能够在允许从B－ISG1向LiB3供电的“ON”状态(关闭：连接状态)和切断该供电的“OFF”状态(打开：切断状态)之间进行切换。
而且，第一供电线7还分支出与第二供电线8并排着延伸的旁路供电线11，该旁路供电线11连接在第二供电线8上比DC/DC转换器4离输出一侧还近的中途部位。亦即，旁路供电线11不经DC/DC转换器4就将B－ISG1和电气负荷5连接起来，并且不经DC/DC转换器4就将电池2和LiB3连接起来。为保持这些连接状态或者切断这些连接状态，而在旁路供电线11上设置有旁路继电器13。旁路继电器13能够在允许经旁路供电线11(将DC/DC转换器4旁路)供电的“ON”状态(关闭：连接状态)和切断该供电的“OFF”状态(打开：切断状态)之间进行切换。
电气负荷5除包括利用电气马达等的驱动力辅助驾驶员进行转向操作的电动式动力转向机构(以下，简称为EPAS)21以外，还包括空调22、音响23等。这些EPAS21、空调22、音响23等电气负荷与设置有DC/DC转换器4的第二供电线8相连接，或者经未设置DC/DC转换器4的旁路供电线11与第一供电线7相连接。
本实施方式中的电气负荷5除了包括EPAS21等电气负荷以外，还包括电热塞26。电热塞26是在冷启动发动机(在本实施方式中，为汽油发动机)时，利用通电加热而使发动机的燃烧室的温度升高的加热器。电热塞26与起动机6并联后与电池2相连接，PTC加热器25是利用通电加热来将室内制热的加热器，在最大到25V的电压下也能够稳定地工作，故将该PTC加热器25设置在相对于DC/DC转换器4而言的B－ISG1和LiB3这一侧。
(2)控制系统
图2是示出控制系统的连接关系的方框图。如图2所示，上述B－ISG1、DC/DC转换器4、起动机6、LiB断路继电器12、旁路继电器13、电气负荷5(EPAS21、空调22、音响23、……)等部件经各种信号线与控制器30相连接，按照来自控制器30的指令控制这些部件。控制器30是现有技术中公知的由CPU、ROM、RAM等构成的微型计算机，相当于“控制部”。
控制器30经信号线与设置在车辆上的各种传感器类相连接。具体而言，在本实施方式的车辆上设置有电压传感器SN1、电流传感器SN2、启动开关传感器SN3以及温度传感器SN4等，由这些传感器类检测到的信息依次输入控制器30。
图1中也示出，电压传感器SN1是检测LiB3的电压的传感器。
图1中也示出，电流传感器SN2是检测LiB3的电流的传感器。
启动开关传感器SN3是一种检测在启动发动机或让发动机停止时由驾驶员操作但未图示的点火钥匙被操作到发动机启动位置这一情况的传感器。
温度传感器SN4是检测未图示的散热器的水温的传感器。
控制器30根据来自各传感器类SN1～SN4的输入信息控制B－ISG1所产生的发电量和作为起动机的动作、DC/DC转换器4的降压动作、电气负荷5和起动机6的工作/停止、继电器12、13的关闭(ON)/打开(OFF)操作等，并且还预测LiB3的剩余容量。
(3)锂离子电池的剩余容量预测
接下来，说明普通的预测锂离子电池剩余容量的预测方法。图3是锂离子电池的等效电路图。就这样，锂离子电池中的正极、负极、表面皮膜(固体电解质界面，SEI：SolidElectrolyte Interface)等分别能够用R－CPE(恒相位元件：Constant Phase Element)并联电路表示，这些R－CPE并联电路又串联在一起。
锂离子电池的电池内部状态能够用交流阻抗法进行解析。图4是示出锂离子电池的交流阻抗特性的乃奎斯特图。图4的交流阻抗特性包括图3的等效电路中的正极、负极、SEI的各R－CPE并联电路的交流阻抗特性。因此，由图4的交流阻抗特性建立图3的等效电路，并且如果用该建立结果对正极和负极分别进行解析，就能够得到正极和负极的交流阻抗特性。
图5是示出正极和负极的交流阻抗特性的乃奎斯特图。如图5所示，正极和负极的交流阻抗特性都能够用半圆形曲线表示。这里，正极和负极分别具有固有的顶点频率fca和fan，即使锂离子电池随着时间的推移而劣化，这些顶点频率也是一定不变的。因此，能够在从锂离子电池开始向负荷供电时算起经过了时间T1＝1/fca时，根据锂离子电池的电压和电流计算正极电阻，还能够在从锂离子电池开始向负荷供电时算起经过了时间T2＝1/fan时，根据锂离子电池的电压和电流计算出负极电阻。时间T1相当于“第一时间”，时间T2相当于“第二时间”。以下，说到测量电阻的时候，意味着由电压和电流计算电阻。
正极电阻和负极电阻随着时间的推移而增加，而成为锂离子电池容量劣化的原因。正极电阻和负极电阻随时间的增加率能够从到此时为止的测量值计算出来。图6是示出正极电阻和负极电阻随时间增加的曲线图。图6中的曲线图，是以最初测得的正极电阻和负极电阻作为初始值(原点)，用这之后测得的正极电阻和负极电阻作为相对于初始值的相对值而描绘出来的。通过这样对在过去的多个时刻测得的正极电阻和负极电阻进行多元回归分析，就能够计算出正极电阻和负极电阻随时间的增加率。需要说明的是，也能够从上一次的测量值和这一次的测量值计算出正极电阻和负极电阻随时间的增加率。
设初始(新产品)状态下的锂离子电池的剩余容量为SOH(0)，容量维持率为η，锂离子电池的剩余容量SOH就能够用
SOH＝η×SOH(0) (1)
表示。也就是说，可以将锂离子电池的容量劣化看成是容量维持率η的减少。容量维持率η能够由正极和负极的容量维持率的初始值和正极电阻和负极电阻随时间的增加率预测出来。这里，设正极和负极的容量维持率的初始值为ηca (0)和ηan (0)，设将正极和负极随时间的增加率转换为容量减少率的函数(以时间t为自变量的函数)为fca(t)和fan(t)，则锂离子电池的正极和负极的容量维持率ηca和ηan就能够用
ηca＝fca(t)+ηca (0) (2)
ηan＝fan(t)+ηan (0) (3)
表示。
图7是示出正极容量和负极容量随时间变化的曲线图。一般情况下，锂离子电池都是以正极容量大于负极容量的方式或者以负极容量大于正极容量的方式制造出来的，故正极和负极的容量维持率的初始值ηca (0)和ηan (0)会彼此不同。锂离子电池的正极和负极的容量维持率按照式(2)和式(3)彼此独立地随时间劣化。因此，如果画两条表示正极和负极的容量维持率随时间变化的直线，则如图7所示，存在两条直线在从开始使用锂离子电池时算起经过了规定时间后的时刻P相交叉这样的情况。
将锂离子电池整体的容量维持率限定为正极的容量维持率和负极的容量维持率中较低的一方。因此，在图7所示之例中，有关式(1)中的锂离子电池整体的容量维持率η，在从开始使用时算起到时刻P的这段时间内η＝ηan，在时刻P以后η＝ηca。也就是说，在图7之例中，有关锂离子电池的容量劣化，在从开始使用时算起到时刻P的这段时间内负极容量的劣化占支配地位，在时刻P以后正极容量的劣化占支配地位。
(4)利用锂离子电池剩余容量预测装置预测LiB3的剩余容量
接下来，详细说明是如何利用本实施方式中的锂离子电池剩余容量预测装置来预测LiB3的剩余容量的。由图2所示的控制器30、电压传感器SN1、电流传感器SN2以及温度传感器SN4构成的部分相当于本实施方式中的锂离子电池剩余容量预测装置。
在本实施方式的锂离子电池剩余容量预测装置中，由控制器30根据上述方法预测LiB3的剩余容量。而且，在控制器30预测出了LiB3的剩余容量并判断出LiB3的容量劣化发展到了目录规格以上的情况下，控制器30也能够判断出LiB3异常。具体而言，针对锂离子电池产品公开了使剩余容量和开电路电压对应起来的特性作目录值。如果按照上述方法计算出的LiB3的剩余容量比从上述特性得到的剩余容量低规定值以上或低规定比例以上，控制器30就能够判断出LiB3异常。
为按照上述方法预测LiB3的剩余容量，就需要测量LiB3的正极电阻和负极电阻。但为了高精度地测量这些电阻，则优选在LiB3输出大电流的时刻检测LiB3的电压和电流。因此，优选，在启动发动机时亦即在利用LiB3启动B－ISG1的时刻，检测LiB3的电压和电流。
而且，需要检测LiB3在从该LiB3开始向B－ISG1供电时算起经过了时间T1(例如，0.1秒)时和在从该LiB3开始向B－ISG1供电时算起经过了时间T2(例如，0.5秒)时这两个时刻的电压和电流。但如果启动发动机启动得早，在经过时间T2以前就会结束从LiB3向B－ISG1供电，就无法检测在经过了B－ISG1的启动过程中的时间T2时的LiB3的电压和电流。如上所述，本实施方式中的锂离子电池剩余容量预测装置通过对在过去的多个时刻测得的正极电阻和负极电阻进行多元回归分析来计算正极电阻和负极电阻随时间的增加率。因此，如果无法检测LiB3在经过了时间T2时的电压和电流的这一情况持续规定时间以上，LiB3的剩余容量预测精度就有可能下降。于是，在上述情况持续规定时间以上的情况下，控制器30下一次就会在B－ISG1的启动时间增长的条件下利用LiB3启动B－ISG1，或者利用LiB3驱动B－ISG1以外的负荷，例如驱动电气负荷5，做到能够检测在经过了时间T2时的LiB3的电压和电流。以下，说明由控制器30进行控制的控制例。
(第一控制例)
图8是示出启动发动机时，由控制器30进行的控制(第一控制例)步骤的流程图。
在步骤S1中，打开点火开关。在步骤S2中，由电压传感器SN1和电流传感器SN2开始检测LiB3的电压V和电流I，由温度传感器SN4开始检测温度(散热器的水温)T。
在步骤S3中，由控制器30根据来自启动开关传感器SN3的输入信息判断是否已打开了启动开关(亦即，驾驶员是否已经进行了启动发动机的操作)。其结果是，在“否”的情况下，返回步骤S2，并继续由电压传感器SN1、电流传感器SN2、温度传感器SN4检测电压V、电流I、温度T。另一方面，在“是”的情况下，进入步骤S4。
在步骤S4中，由控制器30判断B－ISG1的上一次启动时间是否比时间T2短，或者由控制器30判断从上一次LiB3剩余容量预测起是否经过了规定时间。B－ISG1的上一次启动时间比时间T2短就意味着：在上一次启动发动机时没能够对LiB3的剩余容量进行预测，或者意味着：如后所述，已经根据利用LiB3驱动消耗电流少于B－ISG1的电气负荷5时的LiB3的电压和电流对LiB3的剩余容量进行了预测。
当在步骤S4中为“否”的情况下，在步骤S5中，就由控制器30对LiB3的电压V(电压传感器SN1的检测值)和基准值Va进行比较。在V>Va的情况下(在步骤S5中，为“是”)，在步骤S6中，就由控制器30利用LiB3启动B－ISG1。如果LiB3的电压过低，就不能利用LiB3启动B－ISG1，故这样设定会成为LiB3启动B－ISG1的基准的基准值Va。另一方面，在V≤Va的情况下(在步骤S5中，为“否”)，控制器30就判断出不能利用LiB3启动B－ISG1。在步骤S7中，利用电池2启动起动机6。
另一方面，当在步骤S4中为“是”的情况下，在步骤S8中，就由控制器30对LiB3的电压V(电压传感器SN1的检测值)和另一基准值Vb进行比较。这里，将基准值Vb设定得比基准值Va低。在V>Vb的情况下(在步骤S8中，为“是”)，在步骤S6中，就由控制器30利用LiB3启动B－ISG1。也就是说，降低利用LiB3启动B－ISG1的基准，即使LiB3的电压V稍微低一些，也利用LiB3启动B－ISG1。另一方面，V≤Vb的情况下(在步骤S8中，为“否”)，控制器30判断出即使应用已被降低的基准，也不能利用LiB3启动B－ISG1。在步骤S7中，就利用电池2启动起动机6。
如果在步骤S6中利用LiB3启动B－ISG1，在步骤S9中，就由控制器30判断B－ISG1的启动时间是否在T2以上。在B－ISG1的启动时间在T2以上的情况下(在步骤S9中，为“是”)，在步骤S10中，就由控制器30从电压传感器SN1和电流传感器SN2获取在从LiB3开始向B－ISG1供电时算起经过了时间T1时的LiB3的电压V和电流I的检测值，还由控制器30从电压传感器SN1和电流传感器SN2获取在从LiB3开始向B－ISG1供电时算起经过了时间T2时的LiB3的电压V和电流I的检测值。
另一方面，在不能利用LiB3启动B－ISG1而在步骤S7中利用电池2启动起动机6的情况下，或者在即使利用LiB3启动了B－ISG1，启动时间却较短且在步骤S9中B－ISG1的启动时间小于T2的情况下(在步骤S9中，为“否”)，在步骤S11中，控制器30便利用LiB3经DC/DC转换器4向电气负荷5供电，从而利用LiB3让电气负荷5工作。虽然利用LiB3让电气负荷5工作时的LiB3的电流比启动B－ISG1时的小，但能够检测由LiB3向负荷供电时的LiB3的电压和电流。于是，在步骤S12中，就由控制器30从电压传感器SN1和电流传感器SN2获取在从LiB3开始向电气负荷5供电时算起经过了时间T1时的LiB3的电压V和电流I的检测值，还由控制器30从电压传感器SN1和电流传感器SN2获取在从LiB3开始向电气负荷5供电时算起经过了时间T2时的LiB3的电压V和电流I的检测值。
在步骤S13中，控制器30根据在步骤S10或步骤S12中获取的LiB3的电压V和电流I计算LiB3的正极和负极各自的电阻值，并根据正极和负极的各电阻值随时间的增加量预测LiB3的剩余容量。当预测出LiB3的剩余容量以后，控制器30就能够判断LiB3异常并通知驾驶员。
(第二控制例)
图9是示出启动发动机时，由控制器30进行的控制(第二控制例)步骤的流程图。以下，与第一控制例相同的地方不再说明，说明与第一控制例不同的地方。
在第一控制例中，是根据LiB3的电压决定由B－ISG1和起动机6中的哪一个起动机来启动发动机的。在第二控制例中根据散热器的水温决定由B－ISG1和起动机6中的哪一个起动机来启动发动机。也就是说，第二控制例是用步骤S15和步骤S18取代了第一控制例中的步骤S5和步骤S8后而得到的。
从步骤S1到步骤S4与第一控制例相同。当在步骤S4中为“否”的情况下，在步骤S15中，就由控制器30对散热器的水温T(温度传感器SN4的检测值)和基准值Ta进行比较。在T>Ta的情况下(在步骤S15中，为“是”)，在步骤S6中，就由控制器30利用LiB3启动B－ISG1。如果在发动机温度过低的情况下启动B－ISG1，B－ISG1的带就会打滑，这不是理想状况，因此这样设定将会成为LiB3启动B－ISG1的基准的基准值Ta。另一方面，在T≤Ta的情况下(在步骤S15中，为“否”)，控制器30则判断出不能利用LiB3启动B－ISG1，在步骤S7中，就利用电池2启动起动机6。
另一方面，当在步骤S4中为“是”的情况下，在步骤S18中，就由控制器30对散热器的水温T(温度传感器SN4的检测值)和另一基准值Tb进行比较。这里，将基准值Tb设定得比基准值Ta低。在T>Tb的情况下(在步骤S18中，为“是”)，在步骤S6中，就由控制器30利用LiB3启动B－ISG1。也就是说，降低利用LiB3启动B－ISG1的基准，即使发动机温度稍微低一些，也利用LiB3启动B－ISG1。另一方面，在T≤Tb的情况下(在步骤S18中，为“否”)，控制器30判断出即使应用降低了的基准，也不能利用LiB3启动B－ISG1。在步骤S7中，就利用电池2启动起动机6。以后的步骤S9到步骤S13与第一控制例相同。
(第三控制例)
图10示出启动发动机时由控制器30进行的控制(第三控制例)步骤的流程图。以下，与第一控制例相同的地方不再说明，说明与第一控制例不同的地方。
某些车辆在怠速止动后再次热启动发动机时使用B－ISG1。第三控制例是一个应用于在上述怠速止动后再次热启动发动机时使用B－ISG1的车辆的控制例。第三控制例是省略了第一控制例中的步骤S8，用步骤S25取代了步骤S5且新增加了步骤S21后而得到的。
从步骤S1到步骤S4与第一控制例相同。如果除了在步骤S1中打开点火开关以外，在步骤S21中还接收到了怠速止动后的再次热启动指示，那么，在步骤S6中，就由控制器30利用LiB3启动B－ISG1。
当在步骤S4中为“否”的情况下，在步骤S25中，就由控制器30判断发动机是否进行冷启动。如果是进行冷启动(在步骤S25中，为“是”)，在步骤S7中，就由控制器30利用电池2启动起动机6，进而启动发动机。另一方面，如果不是进行冷启动(在步骤S25中，为“否”)，在步骤S6中，就由控制器30利用LiB3启动B－ISG，进而启动发动机。
另一方面，当在步骤S4中为“是”的情况下，控制器30就不判断发动机是否进行冷启动，而是在步骤S6中，由控制器30利用LiB3启动B－ISG1，进而启动发动机。也就是说，即使进行了冷启动，也不利用电池2启动起动机6，而是利用LiB3启动B－ISG1，进而启动发动机。以后的步骤S9到步骤S13与第一控制例相同。
(第四控制例)
图11示出启动发动机时，由控制器30进行的控制(第四控制例)步骤的流程图。以下，与第一控制例相同的地方不再说明，说明与第一控制例不同的地方。
LiB3不仅能够启动B－ISG1，还能够经DC/DC转换器4向起动机6供电，进而启动起动机6。于是，在第四控制例中，即使在不能利用LiB3启动B－ISG1的情况下，也能够利用LiB3启动起动机6，并检测LiB3此时的电压和电流。第四控制例是省略了第一控制例中的步骤S5和步骤S8并分别用步骤S17、步骤S19、步骤S20取代了步骤S7、步骤S9、步骤S10后而得到的。
从步骤S1到步骤S4与第一控制例相同。当在步骤S4中为“否”的情况下，在步骤S6中，控制器30就利用LiB启动B－ISG1。另一方面，当在步骤S4中为“是”的情况下，在步骤S17中，控制器30就利用LiB3启动起动机6。此时，让发电负荷作用于起动机6，而从LiB3提供更大的电流。
如果在步骤S6中利用LiB3启动B－ISG1，或者，在步骤S17中利用LiB3启动起动机6，在步骤S19中，就由控制器30判断B－ISG1或起动机6的启动时间是否在T2以上。当B－ISG1或起动机6的启动时间在T2以上的情况下(在步骤S19中，为“是”)，在步骤S20中，就由控制器30检测从电压传感器SN1和电流传感器SN2获取在从LiB3开始向B－ISG1或起动机6供电时算起经过了时间T1时的LiB3的电压V和电流I的检测值、从电压传感器SN1和电流传感器SN2获取在从该LiB3开始向B－ISG1或起动机6供电时算起经过了时间T2时的LiB3的电压V和电流I的检测值。
另一方面，当在步骤S19中B－ISG1或起动机6的启动时间小于时间T2的情况下(在步骤S19中，为“否”)，在步骤S11中，控制器30就利用LiB3经DC/DC转换器4向电气负荷5供电，从而利用LiB3让电气负荷5工作。以后的步骤S11到S13与第一控制例相同。
(第五控制例)
图12示出启动发动机时，由控制器30进行的控制(第五控制例)步骤的流程图。以下，与第一控制例相同的地方不再说明，说明与第一控制例不同的地方。
如上所述，优选根据启动B－ISG1时的LiB3的电压和电流预测LiB3的剩余容量。于是，在第五控制例中，进行强制地延长B－ISG1的启动时间的控制。第五控制例是省略了第一控制例中的步骤S5、步骤S7、步骤S8，设置了步骤S16后而得到的。
从步骤S1到步骤S4与第一控制例相同。当在步骤S4中为“否”的情况下，在步骤S6中，就由控制器30利用LiB3启动B－ISG1。另一方面，当在步骤S4中为“是”的情况下，在步骤S16中，就由控制器30让发动机的点火时刻滞后并利用LiB3启动B－ISG1。以后的步骤S9到步骤S13与第一控制例相同。
(5)作用
如上所述，在本实施方式中，对启动B－ISG1的LiB3的剩余容量进行预测的锂离子电池剩余容量预测装置包括：检测LiB3的电压的电压传感器SN1、检测LiB3的电流的电流传感器SN2以及控制器30。控制器30根据电压传感器SN1和电流传感器SN2在从B－ISG1启动时算起经过了时间T1时的检测值、电压传感器SN1和电流传感器SN2在从B－ISG1启动时算起经过了比时间T1长的时间T2时的检测值，计算LiB3的正极和负极各自的电阻值，根据正极和负极各自的电阻值随时间的增加量预测LiB3的剩余容量。控制器30在B－ISG1的上一次启动时间比时间T2短时，或者从上一次剩余容量预测起经过了规定时间时B－ISG1的启动时间变长的条件下，利用LiB3启动B－ISG1。
根据该构成方式，在B－ISG1的上一次启动时间比时间T2短时，或者从上一次剩余容量预测起经过了规定时间时，延长B－ISG1的启动时间就能够检测从启动B－ISG1时算起经过了时间T2时的LiB3的电压和电流。这样一来，就能够以良好的精度预测LiB3的剩余容量。
(6)变形例
在上述实施方式中，以将这里所公开的技术应用到装载有汽油发动机的车辆上的情况为例做了说明，但这里所公开的技术当然还能够应用到装载有汽油发动机以外的发动机(例如柴油发动机)的车辆上。
－产业实用性－
综上所述，这里所公开的技术作为锂离子电池剩余容量预测装置有用。
－符号说明－
1 B－ISG(发动机起动机)
3 LiB(锂离子电池)
5 电气负荷(发动机附件)
6 起动机(不同的起动机)
SN1 电压传感器
SN2 电流传感器
SN4 温度传感器
30 控制器(控制部)

Claims (7)

1.一种锂离子电池剩余容量预测装置，其预测启动发动机起动机的锂离子电池的剩余容量，其特征在于：
该锂离子电池剩余容量预测装置包括：电压传感器、电流传感器以及控制部，
所述电压传感器检测所述锂离子电池的电压，
所述电流传感器检测所述锂离子电池的电流，
所述控制部根据所述电压传感器和所述电流传感器在从所述发动机起动机启动时算起经过了第一时间时的检测值、所述电压传感器和所述电流传感器在从所述发动机起动机启动时算起经过了比所述第一时间长的第二时间时的检测值，计算所述锂离子电池的正极和负极各自的电阻值，从所述正极和所述负极各自的所述电阻值随时间的增加量来预测所述锂离子电池的剩余容量，
所述控制部在所述发动机起动机的上一次启动时间比所述第二时间短时，或者从上一次剩余容量预测起到经过了规定时间时所述发动机起动机的启动时间变长的条件下，利用所述锂离子电池启动所述发动机起动机。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量预测装置，其特征在于：
在所述电压传感器的检测值比用于启动所述发动机起动机的基准值低的情况下，所述控制部也利用所述锂离子电池启动所述发动机起动机，加长所述发动机起动机的启动时间。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量预测装置，其特征在于：
该锂离子电池剩余容量预测装置包括检测散热器的水温的温度传感器，
在所述温度传感器的检测值比用于启动所述发动机起动机的基准值低的情况下，所述控制部也利用所述锂离子电池启动所述发动机起动机，加长所述发动机起动机的启动时间。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量预测装置，其特征在于：
所述控制部在怠速止动后再次热启动所述发动机时，利用所述锂离子电池启动所述发动机起动机，而且，所述控制部在冷启动所述发动机时，也利用所述锂离子电池启动所述发动机起动机，加长所述发动机起动机的启动时间。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量预测装置，其特征在于：
在所述发动机起动机的上一次启动时间比所述第二时间短且从上一次剩余容量预测起经过了规定时间时，所述控制部让发电负荷作用在与所述发动机起动机不同的起动机上，利用所述锂离子电池启动所述不同的起动机，从所述锂离子电池此时的电压值和电流值预测所述锂离子电池的剩余容量。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量预测装置，其特征在于：
在不能利用所述锂离子电池启动所述发动机起动机的情况下，所述控制部利用所述锂离子电池让发动机附件工作，从所述锂离子电池此时的电压值和电流值预测所述锂离子电池的剩余容量。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量预测装置，其特征在于：
所述控制部让所述发动机的点火时刻滞后，加长所述发动机起动机的启动时间。
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