CN110126657A - 车辆和对蓄电装置充电的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆和对蓄电装置充电的方法。所述车辆包括电力转换器；蓄电装置；控制单元。所述控制单元被配置为i)将指令电力朝着目标电力以指定的基准量来阶段性地增加ii)在指令电力达到目标电力之后，每当蓄电装置的电压超过第一阈值电压时减小指令电力，并且iii)当蓄电装置的电压达到高于第一阈值电压的第二阈值电压时，停止从外部电源供应电力。将指定的基准量设置为，使得在增加指令电力的每个阶段的所述蓄电装置的电压的增加量小于第二阈值电压和第一阈值电压之间的电压差。

Description

车辆和对蓄电装置充电的方法

技术领域

本公开涉及车辆和对蓄电装置充电的方法，并且具体地，涉及利用从系统电源供应的电力对设置在车辆中的蓄电装置进行充电的技术。

背景技术

近年来，车辆的开发已经进步，其中可以利用从系统电源供应的电力对蓄电装置进行充电，并且这种车辆的示例包括插电式混合动力车辆和电动车辆。在这些车辆中，期望蓄电装置应被充电以使其进入几乎完全充电状态，以便于确保尽可能长的可行驶距离(即，尽可能长的EV行驶距离)。因此，已经提出用于实现蓄电装置的完全充电状态的各种充电方法。

例如，WO2012/004846公开一种车辆控制装置，其适当地使用开路电压(OCV)和闭路电压(CCV)两者作为车载蓄电装置的电压值。更具体地，WO2012/004846中公开的车辆控制装置执行第一充电控制以通过使用外部电源将蓄电装置充电到充电电力的上限值，并且当通过电压传感器检测到的CCV变为等于或高于作为对应于完全充电状态的OCV的第一阈值时终止第一充电控制。其后，车辆控制装置执行第二充电控制以通过低于第一充电控制中的充电电力的恒定充电电力对蓄电装置充电。当CCV变成等于或高于作为对应于完全充电状态的CCV的第二阈值时，车辆控制装置终止第二充电控制。

发明内容

通常，优选地，车载蓄电装置的内阻应尽可能低，以便于减小能量损耗并且扩大在其内能够对车载蓄电装置充电和放电的电压范围。然而，一些车载蓄电装置由于其配置而具有相对高的内阻。另外，可以取决于放置蓄电装置的环境(例如，低温环境)来增加蓄电装置的内阻。

发明人已经关注事实，取决于蓄电装置的内阻，可能难以对蓄电装置充电使得蓄电装置仅通过执行基于如在WO2012/004846中所公开的蓄电装置的电压值的控制而被引入几乎完全充电状态。

本公开提供一种技术，该技术使其能够对蓄电装置充电直到蓄电装置在车辆中并且在对蓄电装置充电的方法中被引入几乎完全充电状态。

(1)本发明的第一方面涉及一种车辆，该车辆包括电力转换器，该电力转换器被配置为转换从外部电源供应的电力；蓄电装置，该蓄电装置具有高于指定值的内阻，该蓄电装置被配置为存储由电力转换器转换的电力；以及控制单元，该控制单元被配置为控制电力转换器，使得从外部电源供应与指令电力相对应的电力，并且执行蓄电装置的恒定电力充电。控制单元被配置为i)将指令电力朝着目标电力以指定的基准量而阶段性地增加，ii)在指令电力达到目标电力之后，每当蓄电装置的电压超过第一阈值时减小指令电力，并且iii)当蓄电装置的电压达到高于第一阈值电压的第二阈值电压时，停止来自于外部电源的电力的供应。将指定的基准量设置为使得，在增加指令电力的每个阶段的蓄电装置的电压的增加量小于第二阈值电压和第一阈值电压之间的电压差。

在(1)中描述的配置中，在增加指令电力的每个阶段的蓄电装置的电压的增加量被设置为小于第二阈值电压与第一阈值电压之间的电压差。尽管稍后将描述细节，但是能够降低蓄电装置的电压超过第一阈值电压并且由于指令电力的增加而达到第二阈值电压的可能性。因此，蓄电装置的电压能够被保持在第一阈值电压附近，并且指令电力能够被逐渐减小(稍后将会描述细节)。结果，可以继续充电直到蓄电装置进入几乎完全充电状态。

(2)外部电源可以是系统电源。控制单元可以被配置为执行第一增加控制，该第一增加控制将指令电力以指定的基准量阶段性地增加；和第二增加控制，该第二增加控制将指令电力以比所述指定的基准量大并且比在系统电源中引起闪变的增加量小的指定的增加量而阶段性地增加。控制单元可以被配置为在指令电力减小到零之后在指令电力再次朝着目标电力增加的情况下执行第二增加控制，并且在指令电力被减小使得指令电力没有达到零之后指令电力朝着目标电力再次增加的情况下执行第一增加控制。

如关于(1)所述，能够对蓄电装置进行充电，直到通过执行第一增加控制使蓄电装置进入几乎完全充电状态。然而，在第一增加控制中，指令电力被增加的增加量小于第二增加控制中的增加量。因此，在第一增加控制中，蓄电装置的充电时段长于第二增加控制中的充电时段。因此，利用(2)中描述的配置，当满足在指令电力减小到零之后指令电力再次朝着目标电力增加的条件时，执行第二增加控制。因此，能够减小蓄电装置的充电时段。

尽管稍后将描述细节，但是能够执行第二增加控制的原因如下。也就是说，在指令电力减小之前，蓄电装置未被完全充电。另外，当指令电力为零时，蓄电装置不被充电。因此，在指令电力再次开始增加时蓄电装置的OCV等于在指令电力减小之前的蓄电装置的OCV。另外，即使在指令电力再次开始增加时指令电力增加的增加量相对较大的情况下，即使在增加指令电力的增加量等于减小指令电力的减小量的情况下，蓄电装置的电压的增加量(充电电流I和内阻R的乘积)仅等于在指令电力的减小期间的电压的减小量。因此，即使当由于第二增加控制而增加蓄电装置的电压(＝OCV+I×R)时，蓄电装置的电压不会达到第二阈值电压。

(3)控制单元可以被配置为，在指令电力从正值减小到零之后指令电力再次朝着目标电力增加的情况下，执行第二增加控制直到指令电力从零达到正值并且执行第一增加控制直到指令电力从正值达到目标电力。

在(3)中描述的配置中，执行第二增加控制直到指令电力从零达到正值，即，直到指令电力返回到减小之前设置的值。如(2)中所述，这是因为，即使当由于第二增加控制而增加蓄电装置的电压时，蓄电装置的电压不会达到第二阈值电压。通过执行第二增加控制，能够减小蓄电装置的充电时段。在指令电力达到正值之后，当蓄电装置的电压由于第二增加控制被增加了增加量时，蓄电装置的电压可以达到第二阈值电压。因此，在指令电力达到正值之后，执行第一增加控制。因此，能够对蓄电装置充电，直到蓄电装置进入几乎完全充电状态。

(4)车辆还可包括电流传感器，该电流传感器被配置为检测流入和流出蓄电装置的电流。控制单元可以被配置为将指令电力周期性地减小到零，并且获取在指令电力为零的状态下检测到的电流传感器的值，作为电流传感器的偏移值。

在(4)中描述的配置中，周期性地获取电流传感器的偏移值。因此，能够以高精度控制电力转换器。

(5)本发明的第二方面涉及一种利用从外部电源供应的电力对蓄电装置充电的方法。蓄电装置设置在车辆中并且具有高于指定值的内阻。该车辆包括电力转换器，该电力转换器被配置为转换从外部电源供应的电力并且执行蓄电装置的恒定电力充电。该方法包括将针对电力转换器的指令电力朝着目标电力以基准量而阶段性地增加；在指令电力达到目标电力之后，每当蓄电装置的电压超过第一阈值电压时减小指令电力；以及当蓄电装置的电压达到高于第一阈值电压的第二阈值电压时，停止来自于外部电源的电力的供应。设置基准量使得在增加指令电力的每个阶段的蓄电装置的电压的增加量小于第二阈值电压和第一阈值电压之间的电压差。

根据(5)中描述的方法，能够对蓄电装置进行充电，直到蓄电装置进入几乎完全充电状态，如在(1)中描述的配置中那样。

根据本公开，能够对蓄电装置进行充电，直到蓄电装置在车辆中和在对蓄电装置充电的方法中进入几乎完全充电状态。

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征、优点以及技术和工业重要性，其中相同的数字表示相同的元件，并且其中：

图1是示意性地示出根据第一实施例的包括车辆的充电系统的整体配置的框图；

图2是详细地示出电力转换器的配置的示例的电路框图；

图3是比较例中的外部充电控制的时间图；

图4是用于图示比较例中的外部充电控制的问题的时间图；

图5是第一实施例中的外部充电控制的时间图；

图6是第一实施例中的外部充电控制的另一示例的时间图；

图7是用于图示第一实施例中的设置通过其增加指令电力的增加量的方法的流程图；

图8是第二实施例中的外部充电控制的时间图；

图9是用于图示在第二实施例中的设置通过其改变指令电力的变化量的方法的流程图；

图10是第二实施例的修改例中的外部充电控制的时间图；以及

图11是用于图示在第二实施例的修改例中的设置通过其改变指令电力的变化量的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中将参考附图提供关于本公开的实施例的详细描述。注意，附图中相同或相应的部分将用相同的附图标记表示，并且不再重复其描述。

在下面将描述的实施例中，将描述其中根据本公开的车辆是插电式混合动力车辆的配置示例。然而，根据本公开的车辆不限于插电式混合动力车辆，只要车载蓄电装置能够通过从系统电源供应的电力充电，并且车辆可以是电动车辆。

图1是示意性地示出根据第一实施例的包括车辆的充电系统的整体配置的框图。参考图1，充电系统9包括车辆1和系统电源900。车辆1和系统电源(外部电源)900能够通过充电电缆800彼此连接。充电电缆800包括连接器810；插头820，被配置为可机械连接到系统电源900的出口910；以及电力线830，连接连接器810和插头820。

车辆1包括电池10、系统主继电器(SMR)20、电力控制单元(PCU)30、电动发电机41、42、动力传输齿轮50、引擎60、驱动轮70、充电继电器(CHR)80、电力转换器200、入口90和电子控制单元(ECU)100。

电池(蓄电装置)10是诸如锂离子二次电池或镍氢电池的二次电池。电池10经由SMR 20电连接到PCU 30。电池10将用于产生车辆1的驱动力的电力供应给PCU 30。电池10还存储由电动发电机41、42产生的电力。注意，代替电池10，可以采用诸如电双层电容器的电容器。

电池10设置有电压传感器11、电流传感器12和温度传感器13。电压传感器11检测电池10的电压VB。电流传感器12检测流入电池10和从电池10流出的电流IB。温度传感器13检测电池10的温度TB。每个传感器向ECU 100输出检测值。基于这些检测值，ECU 100控制电池10的充电和放电并估计电池10的SOC。注意，电流传感器12可以被视为根据本公开的“电流传感器”。

SMR 20电连接在电池10和PCU 30之间。响应于来自ECU 100的控制信号，SMR 20允许和中断从电池10到PCU 30和从PCU 30到电池10的电力供应。

PCU 30包括未示出的转换器和逆变器。转换器升高来自电池10的直流(DC)电压。响应于来自ECU 100的控制信号，逆变器将来自转换器的DC电压转换成交流(AC)电压并将AC电压输出到电动发电机41、42。

电动发电机41、42中的每一个是AC旋转电机，并且例如是三相AC永磁同步电动机。来自电动发电机41、42的输出扭矩经由动力传输齿轮50发送到驱动轮70，该动力传输齿轮50被配置为包括减速器和动力分配机制。

当引擎60被启动时，电动发电机41使用电池10的电力来使引擎60的曲轴旋转。此外，电动发电机41能够利用引擎60的动力产生电力。由电动发电机41产生的AC电力由PCU30转换为DC电力，并且DC电力被存储在电池10中。存在由电动发电机41产生的AC电力供应给电动发电机42的情况。

电动发电机42使用从电池10供应的电力和由电动发电机41产生的电力中的至少一个来旋转驱动轴。另外，电动发电机42能够通过执行再生制动来产生电力。由电动发电机42产生的AC电力由PCU 30转换成DC电力，并且DC电力被存储在电池10中。

引擎60是内燃机，诸如汽油引擎或柴油引擎。响应于来自ECU 100的控制信号，引擎60产生用于使车辆1行驶的动力。

CHR 80被电连接在电池10和电力转换器200之间。响应于来自ECU 100的控制信号，CHR 80允许和中断从电力转换器200到电池10的电力供应。

入口90被设置在车辆1的外表面上并且被配置成使得充电电缆800的连接器810能够被机械地连接到入口90。来自系统电源900的电力经由充电电缆800和入口90被供应到车辆1。

电力转换器200经由CHR 80被电连接到电池10，并且还电连接到入口90。响应于来自ECU 100的控制信号，电力转换器200将从系统电源900供应的AC电力转换成DC电力并且将DC电力输出到电池10。

ECU 100被配置为包括未示出的中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出端口等。ECU 100基于来自传感器和设备的信号以及存储在存储器中的映射和程序来控制各种设备，使得实现车辆1的期望行驶状态。由ECU 100执行的主要控制的示例是“外部充电控制”。在外部充电控制中，电池10由从系统电源900供应的电力充电。下面将详细描述外部充电控制。

图2是详细示出电力转换器200的配置的示例的电路框图。参考图2，电力转换器200包括AC-DC转换器210、DC-DC转换器220和输出电路230。

AC-DC转换器210将从系统电源900供应的AC电力转换成DC电力。AC-DC转换器210包括AC滤波器211、浪涌电流防止电路212、功率因数校正(PFC)电路213、电流传感器214、电容器C2和电压传感器215。

AC滤波器211包括电抗器L1、L2和电容器C1。电抗器L1、L2分别设置在正侧和负侧电力线中。电容器C1连接在上述电力线之间。AC滤波器211消除从系统电源900供应的AC电力中包含的噪声分量。

浪涌电流防止电路212包括继电器RY1至RY3和电阻器R1。继电器RY1、RY2分别设置在正侧和负侧电力线中。继电器RY1、RY2中的每一个允许和中断来自系统电源900的电力供应。继电器RY3和电阻器R1彼此串联连接并且与继电器RY2并联连接。在电力转换器200通电时，继电器RY2保持在打开状态，并且继电器RY1、RY3被闭合。因为部分电流被电阻器R1消耗，所以能够减小流入电容器C2的电流，并且防止到电容器C2的浪涌电流。当电容器C1的预充电完成时，继电器RY2闭合，并且然后继电器RY3被打开。

PFC电路213包括开关元件Q1至Q4。由开关元件Q1至Q4形成全桥。开关元件Q1至Q4中的每一个将AC电力整流成DC电力，并通过使DC电流的AC分量接近正弦波来校正功率因数。

电流传感器214检测来自PFC电路213的输出电流，并将检测值输出到ECU 100。

电容器C2连接在PFC电路213的输出节点之间，并且平滑从PFC电路213输出的DC电压。

电压传感器215连接在电容器C2的端子之间。电压传感器215检测来自PFC电路213的输出电压VH，并将检测值输出到ECU 100。

DC-DC转换器220包括逆变器电路221、变压器TR1、整流器电路222、扼流线圈L3、电流传感器223和电容器C3。DC-DC转换器220将来自AC-DC转换器210的输出电压VH转换成DC电压VDC。

逆变器电路221包括开关元件Q5至Q8。响应于来自ECU 100的控制信号(详细地，脉冲宽度调制(PWM)信号的占空比)，开关元件Q5至Q8将从AC-DC转换器210输出的DC电力转换成AC电力，并且将AC电力供应给变压器TR1的初级绕组。

变压器TR1将来自逆变器电路221的AC电压转换成具有与初级绕组和次级绕组之间的绕组比对应的电压值的AC电压。

整流器电路222包括二极管D1至D4。二极管桥由二极管D1至D4形成。二极管D1至D4对来自变压器TR1的次级绕组的AC电力进行整流，即，将AC电力转换成DC电力。

扼流线圈L3和电容器C3在整流器电路222的输出节点之间彼此串联连接。扼流线圈L3和电容器C3组成LC滤波器并消除从整流器电路222输出的，并由开关元件Q5至Q8的开关操作产生的DC电流中包含的纹波分量。

电流传感器223检测流过扼流线圈L3的电流，并将检测值输出到ECU 100。

输出电路230包括二极管D5、继电器RY4和电压传感器231。输出电路230将DC电压VDC从DC-DC转换器220输出到电池10。

二极管D5防止电流回流。在正侧电力线中，二极管D5被连接使得从DC-DC转换器220到继电器RY4的方向是正向。

继电器RY4被连接在DC-DC转换器220和电力转换器200的输出端子之间。继电器RY4允许和中断从电力转换器200到电力转换器200的外部的电力供应。

电压传感器231被连接在电力转换器200的输出端子之间。电压传感器231检测从电力转换器200输出的DC电压VDC，并将检测值输出到ECU 100。

在外部充电控制中，ECU 100控制电力转换器200中的每个电路，使得从系统电源900供应与指令电力(即，命令功率)P对应的电力。具体地，ECU 100设置目标电力(即，目标功率)TAG，并且将用于电力转换器200的指令电力P朝着目标电力TAG改变。目标电力TAG被设置为等于或低于能够从系统电源900供应的上限电力和电池10能够接收的上限电力中的较低者。例如，可以使用系统电源900的电压(例如，AC 200V)和充电电缆800的额定电流(已知值)来计算能够从系统电源900供应的上限电力。下面将详细描述改变指令电力P的方式。

图1和图2示出控制整个车辆1的ECU 100也控制电力转换器200的配置示例。然而，ECU 100可以适当地被划分为多个ECU，或者可以提供控制电力转换器200的专用ECU(充电ECU)。

在如上所述地被配置的车辆1中，能够通过控制用于电力转换器200的指令电力P来调整(调节)从系统电源900供应的电力。在本实施例中的外部充电控制具有基于指令电力P适当地调整从系统电源900供应的电力的特征。在下文中，为了阐明本实施例中的外部充电控制的特征，将首先描述比较例中的外部充电控制。

在外部充电控制期间的许多时段中，ECU 100维持指令电力P使得指令电力P恒定，使得以恒定电力对电池10充电。因此，ECU 100管理被用于控制以恒定电力充电(恒定电力(CP)充电)的开始/终止的控制标志CP。在电池10的CP充电期间(以及在CP充电之前)，控制标志CP基本上被设置为0(CP＝0(截止))。当中断电池10的CP充电以改变指令电力P时，控制标志CP被设置在1处(CP＝1(导通))。

图3是比较例中的外部充电控制的时间图。在下面将会描述的图3和图4至图6的每一个中，横轴表示流逝的时间。纵轴表示从上侧起的按照陈述的顺序的电池10的指令电力P、控制标志CP以及电压VB。上面已经描述的目标电力TAG被设置用于指令电力P。此外，将在下面描述的标志阈值TH1和完全充电阈值TH2针对电压VB的电压VB被预先设置。

参考图3，在时间t10处，指令电力P被设置为0，并且尚未启动电池10的充电。控制标志CP被设置为0(CP＝0)。

在时间t11，启动电池10的充电。指令电力P从0增加了F1，并且因此，电池10的电压VB开始升高。在以下描述中，指令电力P的增加量(即，指令电力P增加的量)和指令电力P的减小量(即，指令电力P被减小的量)也将统称为指令电力P的“变化量ΔP”。在图3所示的示例中，变化量ΔP被设置为F1(ΔP＝F1)。

在变化量ΔP过大的情况下，指令电力P的增加可能对连接到系统电源900的另一电气设备(例如，未示出的照明设备)产生负面影响。例如，由于指令电力P的增加，可能在连接到系统电源900的其他电气设备中引起闪变。因此，F1被预先设置为小于在启动将来自于系统电源900的电力供应到车辆1时引起系统电源900中的闪变的电力的变化量的值(换句话说，引起连接到系统电源900的其他电气设备中的闪变的电力的变化量)。作为一个示例，当系统电源900是AC 200V系统时，F1是1,650W。

在从时间t11开始流逝的指定时段(例如，1.2秒)之后，在时间t12，指令电力P增加了F2并且达到目标电力TAG。由于这种增加，电池10的电压VB被进一步升高。与F1一样，F2是小于电力的变化量的值，其引起系统电源900中的闪变。此外，F2是对应于在增加之前目标电力TAG和电力(F1)之间的功率差(＝TAG-F1)的值。

图3示出指令电力P从0开始以两步增加并且达到目标电力TAG的示例。然而，指令电力P增加的次数不限于两次，并且取决于目标电力TAG可以是三次或更多次。例如，当指令电力P增加三次时，变化量ΔP按所述顺序变为F1、F1和F2。

此后，随着电池10的充电进行，电压VB逐渐增加并在时间t13达到标志阈值TH1。因此，控制标志CP从0切换到1(从CP＝0切换到CP＝1)。结果，指令电力P线性减小。注意，指令电力P减小的方式不限于指令电力P线性减小的方式。可以以非线性方式(例如，以弯曲方式)减小指令电力P。控制标志CP在预定的短周期(例如，小于一秒)内保持在1(CP＝1)，并且然后再次切换到0(CP＝0)(时间t14)。因此，重新开始CP充电。

作为电压传感器11的检测值的电压VB是通过将电池10的过电压添加到电池10的开路电压(OCV)而获得的值。过电压由针对电池10的充电电流IB和电池10的内阻R的乘积(IB×R)来表达。因此，当指令电力P被减小时，充电电流IB减小，并且从而减小过电压。因此，由于过电压的减小，CP充电重启时的电压VB(时间t14)低于标志阈值TH1。

此后，CP充电继续，并且电压VB在时间t15再次达到标志阈值TH1。此时，与从时间t13到时间t14的时段中执行的控制的情况一样，切换控制标志CP，并且减小指令电力P。结果，电压VB变得低于标志阈值TH1。此后，通过以与上述方式相同的方式适当地减小指令电力P，能够继续电池10的充电，尽管不再重复详细描述。

存在圆柱形电池用于车载电池的情况。例如，18650尺寸的圆柱形电池具有比典型的矩形棱柱电池更高的内阻。另外，因为此圆柱形电池的尺寸和容量小于矩形棱柱电池，所以电池中使用的圆柱形电池的数量(包括在电池中的圆柱形电池的数量)增加。因此，当电池10被配置为包括圆柱形电池时，电池10的内阻相对地增加。通常，诸如二次电池或电容器的蓄电装置表现出温度依赖性，即，随着温度降低，蓄电装置的内阻增加。因此，电池10的内阻可以在低温环境中，例如，在摄氏温度低于零度的温度时为较高。在为具有这种高电阻的电池10执行如比较例(参见图3)中的外部充电控制的情况下，可能发生以下问题。

图4是用于图示比较例中的外部充电控制的问题的时间图。参考图4，在时间t20，指令电力P被设置为0，并且控制标志CP被设置为0(CP＝0)，如图3中的时间t10的情况。

在时间t21，指令电力P从0增加F1。由于该增加，电池10的充电开始，并且电池10的电压VB开始升高。如上所述，电压VB的增加量等于通过将过电压(＝IB×R)添加到OCV的增加量而获得的值，即，OCV由于电池10的充电的进行被增加的量。因此，当电池10的内阻R相对高时，其过电压也变高。结果，电压VB的增加率(每单位时间的增加量)增加。

当从时间t21开始指定时段流逝时，指令电力P从F1进一步增加了F2并且达到目标电力TAG(时间t22)。由于这种增加，电池10的电压VB进一步升高并变得等于或高于标志阈值TH1。因此，控制标志CP从0切换到1(从CP＝0到CP＝1)(时间t23)。结果，指令电力P开始线性减小。

因为电池10的内阻R相对高，所以其过电压可能增加。因此，例如，在由于指令电力P的增加而电流IB增加的情况下(例如，在发生电流IB的轻微过冲的情况下)，过电压过度增加，这可能导致电压VB达到完全充电阈值TH2。可替选地，在由于指令电力P的线性减小而降低过电压之前，由于电压VB的高增加率，电压VB可以达到完全充电阈值TH2(时间t24)。结果，尽管电池10实际上不处于完全充电状态，但是电池10的充电停止(时间t25)。

因此，在比较例的外部充电控制中，在电池10的内阻R相对高的情况下，通过在指令电力P增加到目标电力TAG之后减小指令电力P在电压VB返回到等于或低于标志阈值TH1的值之前电压VB达到完全充电阈值TH2。结果，存在在电池10进入完全充电状态(或几乎完全充电状态)之前不能继续得以电池10充电的可能性。

鉴于上述情况，本实施例采用这样的配置，其中指令电力P的变化量ΔP被设置为G1，其是为了防止在系统电源900中发生闪变而设置的小于F1的值。在下文中，将描述在本实施例中设置变化量ΔP的方法。

图5是第一实施例中的外部充电控制的时间图。参考图5，在第一实施例中，从时间t31开始，每当指定时段(例如，1.2秒)流逝时，指令电力P被增加了G1。此变化量ΔP＝G1是充分小于比较例中的变化量ΔP＝F1的值(在系统电源900是AC 200V系统的情况下为1,650W)。例如，此变化量ΔP＝G1为100W。G1可以被视为本公开中的“基准量”。

此后，在时间t32，指令电力P最后增加了G2并且达到目标电力TAG。G2是值，其对应于紧接在指令电力P之前的余数，已经阶段性地增加了G1，达到目标电力TAG。换句话说，G2是对应于所谓的分数并且等于或小于G1的值。

因此，指令电力P的变化量ΔP＝G1被设置为充分小于比较例中的变化量ΔP＝F1。更具体地，设置G1使得在增加指令电力P的每个阶段处的电压VB的增加量小于在完全充电阈值TH2和标志阈值TH1之间的电压差(＝TH2-TH1)。

由于指令电力P的相对小的变化量ΔP＝G1，当指令电力P增加时，电流IB不太可能快速增加(换句话说，电流IB的过冲不太可能发生)。因此，防止过电压的过度增加。

图6是第一实施例中的外部充电控制的另一示例的时间图。如图6中所示，存在在指令电力P达到目标电力TAG之前电压VB变得等于或高于标志阈值TH1的情况(参见时间t43)。在这种情况下，控制标志CP从0切换到1(从CP＝0切换到CP＝1)，并且指令电力P减小。结果，防止电压VB达到完全充电阈值TH2。

图7是第一实施例中的外部充电控制的流程图。此流程图从主例程(未示出)被调用，并且例如当在充电电缆800连接到入口90的状态下开始充电时执行此流程图。注意，下面将会描述的图7和图11中所示的流程图的每个步骤(下文中缩写为“S”)基本上由ECU 100执行的软件处理来实现，并且可以通过ECU 100中设置的专用硬件(电路)来实现。

参考图5至图7，在S10中，ECU 100将指令电力P的变化量ΔP设置为G1。如已经描述的，G1是这样设置的值(例如，0.1kW，即，100W)，使得即使当指令电力P阶段性地增加了G1时，电压VB的增加量小于完全充电阈值TH2和标志阈值TH1之间的电压差(＝TH2-TH1)。

在S20中，ECU 100将指令电力P增加了G1(参见时间t31)。然后，ECU 100确定增加的指令电力P是否已达到目标电力TAG(S30)。如果指令电力P没有达到目标电力TAG(S30中的否)，则ECU 100进一步确定电压VB是否等于或高于标志阈值TH1(S35)。如果指令电力P没有达到目标电力TAG并且电压VB低于标志阈值TH1(S30中的否和S35中的否)，则ECU 100等待指定的时段(例如，1.2秒)(S40)，则处理返回到S10，并且ECU 100进一步将指令电力P增加了G1。在重复执行S10至S40中的处理的情况下，指令电力P被阶段性地增加。注意，紧接在指令电力P达到目标电力TAG之前的变化量ΔP被设置为G2，其小于G1(参见时间t32)。

当指令电力P达到目标电力TAG时(S30中的是)，处理进入S50，并且ECU 100确定电池10的电压VB是否等于或高于标志阈值TH1。如果电压VB低于标志阈值TH1(S50中的否)，则ECU 100将控制标志CP设置为0(CP＝0)并且保持指令电力P使得指令电力P恒定(S60)。

如果电压VB等于或高于标志阈值TH1(S50中的是)，则例如ECU 100将控制标志CP从0切换到1(从CP＝0到CP＝1)并且线性地减小指令电力P(S70，参见时间t33)。

注意，如果指令电力P没有达到目标电力TAG并且电压VB等于或高于标志阈值TH1(S30中的否和S35中的是)，则处理进入S70，并且ECU 100将控制标志CP从0切换为1(从CP＝0到CP＝1)并且减小指令电力P(参见时间t43)。

在S80中，ECU 100确定电压VB是否等于或高于完全充电阈值TH2。如果电压VB低于完全充电阈值TH2(S80中的否)，则ECU 100在指定时段的流逝之后将控制标志CP从1返回到0(从CP＝1到CP＝0)并停止指令电力P的减小(S90，参见时间t34)。此后，当电压VB变得等于或高于完全充电阈值TH2时(S80中的是)，ECU 100停止电力转换器200的电力转换操作并且终止电池10的充电(S100)。

如到目前为止已经描述的，根据第一实施例，指令电力P的变化量ΔP被设置为G1，其是充分小于为了防止系统电源900中的闪变发生而设置的值(F1)的值。此G1被设置成即使当命令电力P增加了G1时，电压VB也没有从标志阈值TH1达到完全充电阈值TH2。因此，随着指令电力P的增加，防止电池10达到完全充电状态。结果，能够实现将电压VB返回到等于或低于标志阈值TH1的值的控制，并且每当电压VB达到标志阈值TH1时逐渐减小指令电力P。因此，能够对电池10充电，直到电池10进入接近完全充电状态的几乎完全充电状态。

这里，电池10的完全充电状态是认为电池10的充电完成并因此停止的状态，并且包括电池10的SOC为100％的状态。然而，电池10的完全充电状态不限于此。通常，在完全充电状态的二次电池长时间未使用的情况下，二次电池的劣化可能进行。因此，电池10的完全充电状态可以包括SOC低于100％的状态。另外，存在将完全充电阈值TH2设置为低于与SOC＝100％对应的电压的值的情况。

将描述第二实施例。如在第一实施例中已经描述的，当指令电力P的变化量ΔP被设置为足够小的值的G1时，电池10能够被充电到接近完全充电状态。在设置变化量ΔP＝G1的情况下，减小对电池10充电的充电电力，并且因此，与变化量ΔP＝F1被设置的情况相比，可以增加在其期间充电电池10的充电时段。

详细地，在设置变化量ΔP＝F1的情况下，在指令电力P增加若干次之后指令电力P达到目标电力TAG(参见图3)。相反，在设置变化量ΔP＝G1的情况下，可以要求指令电力P增加数十次，直到指令电力P达到目标电力TAG(参见图5)。在这种情况下，当每个阶段的等待时段(参见图7中的S40)是1.2秒时，对于指令电力P达到目标电力TAG耗费几十秒到几分钟。因此，充电时段被延长。在第二实施例中，将描述其中当电池10能够被充电直到电池10进入接近完全充电状态时防止充电时段的增加的配置。注意，根据第二实施例的车辆的配置与根据第一实施例的车辆1的配置相同，并且因此将不提供其描述。

图8是第二实施例中的外部充电控制的时间图。在下面将会描述的图8和图10中的每一个中，横轴表示流逝的时间，并且纵轴表示指令电力P。图8和图10中的每一个示出从系统电源900开始供应电力之后的情况。

电池10设置有电流传感器12，其检测流入和流出电池10的电流IB(参见图1)。通常，电流传感器的输出信号可以包括对应于电流传感器的温度等的偏移分量。因此，为了改善电流传感器12的检测精度并由此以高精度估计电池10的SOC，例如，可以获取电流传感器12的偏移值。因此，如图8中所示，ECU 100在从时间t51到时间t53的时段中执行“偏移学习控制”。

详细地，在时间t51，在目标电力TAG恒定的指令电力P减小了F1。此外，在从时间t51开始指定时段已经流逝的时间t52，指令电力P减小了F2并且达到0。指令电力P为0的状态(即，电流为0的状态)被保持，直到时间t53，并且获取在此时段中的电流传感器12的检测值作为电流传感器12的偏移值。在偏移学习控制之后，在时间t53指令电力P被增加了F1，在时间t54被进一步增加了F2，并返回到目标电力TAG。尽管未在图8中示出，在外部充电控制期间周期性地执行偏移学习控制。

另外，在电池10的充电期间允许充电电力Win被用于保护电池10，并且允许充电电力Win指示电池10的充电电力的上限控制值。例如，可以根据电池10的状态(SOC、温度TB等)或电池10的使用历史来改变允许充电电力Win。因此，可以根据允许充电电力Win的变化来改变指令电力P。在下文中，使用允许充电电力Win限制指令电力P的控制也将被称为“输入限制控制”。

在从时间t55到时间t57的输入限制控制期间，指令电力P等于允许充电电力Win。在时间t55，启动输入限制控制，并且例如线性地减小允许充电电力Win。在时间t56，例如，允许充电电力Win被阶段性地减小。但是，在图8中所示的示例中，允许充电电力Win未达到0(零)，并且在从时间t56到时间t57的时段中保持恒定在大于0的值(正值)。在时间t57，输入限制控制终止。

在执行输入限制控制之后的从时间t57到时间t58的时段中，每当指定时段(例如，1.2秒)流逝时，指令电力P增加了G1，如第一实施例中那样。然后，在时间t58，指令电力P增加了G2并达到目标电力TAG。

在图8中所示的整体控制中，存在增加指令电力P的两个机会。第一个机会是偏移学习控制之后的时段(参见时间t53到t54)，并且第二个机会是输入限制控制之后的时段(参见时间t57到t58)。可以想到在这两个机会中将指令电力P的变化量ΔP设置为G1。但是，在图8中所示的示例中，偏移学习控制之后的变化量ΔP被设置为F1。将描述将偏移学习控制之后的变化量ΔP设置为F1的原因。

在执行偏移学习控制之前，电池10尚未进入完全充电状态。另外，在偏移学习控制中，指令电力P减小到0(零)。因此，当在指令电力P在一个阶段中减小之后并且直到指令电力P达到0(从时间t51到t52的时段)的时段中电池10被稍微充电时，在偏移学习控制期间的用于电池10的充电电力能够被认为是大约0。因此，偏移学习控制之前的OCV基本上等于偏移学习控制之后的OCV。

此外，在当指令电力P减小了F2(时间t52)时的电压的减小量(电压减小的量)基本上等于在指令电力P被增加了F1(时间t53)时的电压的增加量(电压被增加的量)。这是因为电池10的内阻在偏移学习控制之前和之后保持恒定，并且F1近似等于F2(F1≈F2)，并且因此，在时间t52的电流的减小量(即，电流被减小的量)基本上等于在时间t53的电流的增加量(即，电流被增加的量)。

因此，偏移学习控制之前的OCV和电压变化量基本上等于偏移学习控制之后的OCV和电压变化量。因此，在执行偏移学习控制(时间t52)之前电压VB没有达到阈值电压(完全充电阈值)TH2的情况下，电压VB在执行偏移学习控制(时间t53)之后没有达到阈值电压TH2。。因此，在执行偏移学习控制之后，能够将变化量ΔP设置为F1。以这种方式，与在偏移学习控制之后设置变化量ΔP＝G1的情况相比，能够减小充电时段。

在输入限制控制期间，指令电力P保持在正值，电池10的充电进行，并且OCV增加。因此，在输入限制控制之后增加指令电力P时的电压的增加量大的情况下(即，在ΔP＝F1的情况下)，电压VB可以达到阈值电压TH2。因此，在执行输入限制控制之后，与第一实施例中一样，设置变化量ΔP＝G1。

注意，在输入限制控制之后增加指令电力P的控制可以被视为根据本公开的“第一增加控制”，并且在偏移学习控制之后增加指令电力P的控制可以被视为根据本公开的“第二增加控制”。

图9是用于图示第二实施例中的设置指令电力的变化量ΔP的处理的流程图。此流程图从主例程(未示出)被调用，并且例如在外部充电控制期间以指定的时间间隔重复执行。

参考图8和图9，在S210中，ECU 100确定在另一个未图示的例程中执行的对指令电力P的控制是否是阶段性地减小指令电力P的控制。如果如在偏移学习控制中那样阶段性地减小指令电力P(S210中的是)，则将变化量ΔP设置为F1(或F2)(S220，参见时间t51和t52)。

如果对指令电力P的控制不是阶段性地减小指令电力P的控制(S210中的否)，则ECU 100确定对指令电力P的控制是否是阶段性地增加指令电力P的控制(S230)。如果指令电力P阶段性地增加(S230中的是)，则ECU 100进一步确定指令电力P是否开始从正值增加(S232)。

如果指令电力P开始从0增加(S232中的否)，即，如果指令电力P被设置为0并且然后如在偏移学习控制中那样增加，则将变化量ΔP设置为F1(或F2)(S242，参见时间t53和t54)。

另一方面，如果指令电力P从正值开始增加(S232中的是)，即，如果指令电力P减小使得指令电力P未达到0并且然后如图8中所示的输入限制控制那样增加，变化量ΔP被设置为G1(或G2)(S240，参见时间t57至t58)。

注意，如果对指令电力P的控制既不是阶段性地减小指令电力P的控制也不是阶段性地增加指令电力P的控制，并且是线性地减小指令电力的控制，例如(S230中的否)，未设置变化量ΔP，并且处理返回到主例程。另外，在通过针对闪变的措施的输入限制控制给予电池10的保护高优先级的情况下，在S230中做出否定确定。

如到目前为止所描述的，根据第二实施例，在指令电力P从指令电力P＝0阶段性地增加的情况下设置的变化量ΔP不同于在指令电力P从指令电力P>0阶段性地增加的情况下设置的变化量ΔP。在指令电力P从指令电力P＞0阶段性地增加的情况下(在执行图8中示出的示例中的输入限制控制之后)，设置变化量ΔP＝G1，并且因此能够对电池10充电，直到电池10进入接近完全充电状态。另一方面，在指令电力P从P＝0阶段性地增加的情况下(在图8中所示的示例中执行偏移学习控制之后)，设置变化量ΔP＝F1。以这种方式，与变化量ΔP被设置为G1的情况相比，电池10的充电时段减小。因此，通过取决于情况使用变化量ΔP的不同值，能够减小电池10的充电时段，同时能够对电池10充电，直到电池10进入接近完全充电状态。

将描述第二实施例的修改例。在第二实施例中，在输入限制控制期间在Win大于0(Win＞0)的时间点停止允许充电电力Win的减小。在这种情况下，指令电力P也减小到正值(参见图8中的时间t56)。取决于电池10的状态或使用历史，存在禁止对电池10充电并且允许充电电力Win达到0(Win＝0)的情况。在这种情况下，指令电力P也达到0(P＝0)。在第二实施例的修改例中，将描述在指令电力P减小到0(指令电力P＝0)之后重新开始电池10的充电的情况。

图10是第二实施例的修改例中的外部充电控制的时间图。将此时间图与第二实施例中的时间图进行比较(参见图8)。参考图10，直到时间t65执行的控制与在第二实施例的时间图中直到时间t55执行的控制相同，并且因此将不提供其描述。

在时间t66，允许充电电力Win减小到0，并且因此，指令电力P也被设置在0。在从时间t66到时间t67的时段中，指令电力P为0(P＝0)的状态被保持。

在时间t67，指令电力P从0增加了F1。在时间t68，指令电力P从F1进一步增加了F2并且返回到紧接在减小到0之前设置的指令电力P的值(换句话说，指令电力P被返回到紧接在减小到0之前设置的值)。在指令电力P返回到紧接在减小之前设置的值之后，从时间t69开始，每当指定时段(例如，1.2秒)流逝时，指令电力P增加了G1。在时间t70，指令电力P增加了G2并且达到目标电力TAG。

在指令电力P被保持在0(在从时间t66到时间t67的时段中)时，对电池10的充电电力是0。因此，在当指令电力P减小到0时的时间(在时间t66)电池10不处于完全充电状态的情况下，电池10在从0开始增加指令电力P时(在时间t67)不处于完全充电状态。同时，OCV保持恒定而指令电力P保持为0。此外，即使在指令电力P从0开始增加(在时间t67)的电压增加量相对大且指令电力P的变化量ΔP P为F1的情况下，此时的电压增加量基本上等于当指令电力P减小到0时(在时间t66)的电压减小量。因此，在指令电力P减小到0之前电压VB没有达到阈值电压TH2的情况下，在指令电力P的增加开始时电压VB没有达到阈值电压TH2。因此，在从指令电力P从0开始增加到指令电力P返回到减小到0之前设置的值的时间的时段中，能够将变化量ΔP设置为F1(或F2)。因此，防止系统电源900中的闪变的发生，并且与从指令电力P的增加开始将指令电力P阶段性地增加了G1的情况相比，能够减小充电时段。

电池10的OCV由于其中变化量ΔP被设置为F1或F2的充电(从时间t67到时间t69的充电)而被升高。因此，在指令电力P达到减小到0之前设置的值之后(即，从时间t69开始)，如果电压的增加量大，则OCV可以达到阈值电压TH2。因此，指令电力P增加了G1。以这种方式，如在第一和第二实施例中那样，能够对电池10充电，直到电池10进入几乎完全充电状态。

图11是用于图示第二实施例的修改例中的设置指令电力P的变化量ΔP的方法的流程图。此流程图与第二实施例(参见图9)中的流程图的不同之处在于包括S334中的处理和S344中的处理。

参考图10和图11，在S332中，ECU 100确定指令电力P是否从正值开始增加(即，开始增加)。如果指令电力P从正值开始增加(S332中的是)，则变化量ΔP被设置为G1(或G2)(S340)，如第二实施例中那样。

同时，在此修改例中，如果指令电力P开始从P＝0增加(S332中的否)，则ECU 100进一步确定在指令电力P达到在减小到0之前设置的值之前或者在指令电力P达到减小到0之前设置的值之后指令电力P中的增加是否发生(S334)。如果在指令电力P达到减小到0之前设置的值之前发生指令电力P的增加(S334中的是)，则将变化量ΔP设置为F1(或F2)(S342，参见时间t67和t68)。另一方面，如果在指令电力P达到减小到0之前设置的值之后发生指令电力P的增加(S334中的否)，则将变化量ΔP设置为G1(或G2)(S344，参见时间t69到t70)。

注意，在偏移学习控制中，指令电力P从目标电力TAG减小到0，并且然后从0返回到目标电力TAG。也就是说，指令电力P没有增加到比减小到0之前设置的值高的值。因此，通过执行在S334中进行肯定确定之后的S342中的处理来设置偏移学习控制之后的变化量ΔP。

另外，存在在指令电力P低于目标电力TAG的状态下执行偏移学习控制的情况。在这种情况下，如果在执行偏移学习控制之前指令电力P阶段性地增加了G1，则在执行偏移学习控制之后指令电力P也从执行偏移学习控制之前设置的值(即，从在指令电力P减小之前设置的值)阶段性地增加了G1。同时，在控制标志CP被接通并且指令电力P变为恒定的情况下，在执行偏移学习控制之后的指令电力P返回到在执行偏移学习控制之前设置的值(即，恒定值)。此外，同样在指令电力P受输入限制控制限制的情况下，执行偏移学习控制之后的指令电力P被返回到执行偏移学习控制之前设置的值(即，受输入限制控制限制的值)。

如到目前为止已经描述的，根据第二实施例的修改例，在指令电力P从0增加的情况下，变化量ΔP被设置为F1(或F2)直到指令电力P返回到减小到0之前设置的值。在指令电力P返回到减小到0之前设置的值之后(从时间t69开始)，变化量ΔP被设置为G1(或G2)。因此，在指令电力P返回到减小到0之前设置的值的时段中，防止系统电源900中闪变的发生，并且与指令电力P被阶段性地增加了G1的情况相比，充电时段能够被减小。此外，在指令电力P达到减小到0之前设置的值之后，能够对电池10充电，直到电池10进入几乎完全充电状态。

注意，在第一和第二实施例中，从系统电源900供应电力。然而，电源不限于系统电源900，并且可以是AC电源(DC-AC转换器等)或诸如另一蓄电装置的DC电源。

应理解，本文公开的实施例在所有方面都是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种车辆，其特征在于包括：

电力转换器，所述电力转换器被配置为转换从外部电源供应的电力；

蓄电装置，所述蓄电装置具有高于指定值的内阻，所述蓄电装置被配置为存储由所述电力转换器转换的电力；以及

控制单元，所述控制单元被配置为控制所述电力转换器，使得从所述外部电源供应与指令电力相对应的电力并且执行所述蓄电装置的恒定电力充电，

其中，

所述控制单元被配置为：

i)使所述指令电力朝着目标电力以指定的基准量来阶段性地增加，

ii)在所述指令电力达到所述目标电力之后，每当所述蓄电装置的电压超过第一阈值电压时，所述控制单元减小所述指令电力，以及

iii)当所述蓄电装置的电压达到比所述第一阈值电压高的第二阈值电压时，所述控制单元停止来自所述外部电源的电力的供应，以及

所述指定的基准量被设置为使得：在增加所述指令电力的每个阶段的所述蓄电装置的电压的增加量小于在所述第二阈值电压和所述第一阈值电压之间的电压差。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：

所述外部电源是系统电源；

所述控制单元被配置为执行第一增加控制和第二增加控制，所述第一增加控制将所述指令电力以所述指定的基准量来阶段性地增加，所述第二增加控制将所述指令电力以比所述指定的基准量大并且比引起所述系统电源中的闪变的增加量小的指定的增加量来阶段性地增加；以及

所述控制单元被配置为：

在将所述指令电力减小到零之后再次朝着所述目标电力增加所述指令电力的情况下，执行所述第二增加控制，以及

在将所述指令电力减小以使得所述指令电力没有达到零之后再次朝着所述目标电力增加所述指令电力的情况下，执行所述第一增加控制。

3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于：

所述控制单元被配置为：在当将所述指令电力从正值减小到零之后再次朝着所述目标电力增加所述指令电力的情况下，

执行所述第二增加控制，直到所述指令电力从零达到所述正值，以及

执行所述第一增加控制，直到所述指令电力从所述正值达到所述目标电力。

4.根据权利要求2或者3所述的车辆，其特征在于进一步包括：

电流传感器，所述电流传感器被配置为检测流入以及流出所述蓄电装置的电流，

其中，

所述控制单元被配置为：

将所述指令电力周期性地减小到零，以及

获取在所述指令电力为零的状态下被检测到的所述电流传感器的值，作为所述电流传感器的偏移值。

5.一种利用从外部电源供应的电力对蓄电装置充电的方法，所述蓄电装置被设置在车辆中并且具有高于指定值的内阻，并且所述车辆包括电力转换器，所述电力转换器被配置为转换从所述外部电源供应的电力并且执行所述蓄电装置的恒定电力充电，

所述方法的特征在于包括：

将针对所述电力转换器的指令电力朝着目标电力以基准量来阶段性地增加；

在所述指令电力达到所述目标电力之后，每当所述蓄电装置的电压超过第一阈值电压时，减小所述指令电力；以及

当所述蓄电装置的电压达到比所述第一阈值电压高的第二阈值电压时，停止来自所述外部电源的电力的供应，

其中，

所述基准量被设置为使得：在增加所述指令电力的每个阶段的所述蓄电装置的电压的增加量小于在所述第二阈值电压和所述第一阈值电压之间的电压差。