CN110945738B - 充电时间运算方法和充电控制装置 - Google Patents

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Abstract

使用温度传感器来检测表示蓄电池的温度的蓄电池温度和表示蓄电池的周围的温度的蓄电池周围温度，使用电压传感器来检测所述蓄电池的电压，基于蓄电池的电压来运算蓄电池的充电状态，基于蓄电池的电压和蓄电池的充电上限电压来运算蓄电池的可充电电力，将可充电电力和充电器的可输出电力进行比较，运算出较低一方的电力来作为第一充电电力，基于蓄电池温度、蓄电池周围温度以及以第一充电电力进行充电时的充电电流运算蓄电池温度达到规定的限制温度的定时来作为第一定时，运算受蓄电池温度限制的第二充电电力，参照表示充电电力、充电状态、蓄电池温度以及蓄电池的充电时间的对应关系的对应图，基于达到第一定时时的蓄电池的状态和第二充电电力运算第一定时之后的充电时间来作为第二充电时间，运算将达到第一定时为止的第一充电时间与第二充电时间相加所得到的时间来作为总充电时间。

Description

充电时间运算方法和充电控制装置
技术领域
本发明涉及一种充电时间运算方法和充电控制装置。
背景技术
作为运算剩余充电时间的方法，已知如下一种方法(专利文献1)：根据电池的端子电压和温度，通过参照表示达到最大电池容量及满充电电压为止的电池容量与端子电压的关系的电压-电池容量关系信息来求出SOC，使用表示SOC与从当前时间点起至满充电为止所需的时间的关系的对应图来求出剩余充电时间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-91879号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，存在充电时间的运算精度低的问题。
本发明要解决的问题是提供一种提高了充电时间的运算精度的充电时间运算方法和充电控制装置。
用于解决问题的方案
本发明通过以下方法解决上述问题：基于蓄电池温度、蓄电池周围温度以及通过第一充电电力进行充电时的充电电流，运算蓄电池温度达到规定的限制温度的定时来作为第一定时，参照对应图，基于达到第一定时时的蓄电池的状态和第二充电电力运算比第一定时靠后的充电时间来作为第二充电时间，并且运算将达到第一定时为止的第一充电时间与第二充电时间相加所得到的时间来作为蓄电池的总充电时间。
发明的效果
根据本发明，起到提高充电时间的运算精度的效果。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的充电系统的框图。
图2是用于说明蓄电池所包括的电池单体的最高电压与可输入电力的对应关系的曲线图。
图3是图1的控制器的框图。
图4是用于说明表示蓄电池温度、SOC、充电电力以及充电时间的对应关系的对应图的图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的实施方式。图1是本实施方式所涉及的充电系统的框图。本实施方式所涉及的充电系统是对搭载于电动汽车、插电混合动力车的车辆等的蓄电池进行充电的系统。此外，充电系统不限于搭载于车辆，也可以搭载于具备蓄电池的其它装置。
本实施方式所涉及的充电系统具备蓄电池20、电源30以及充电控制装置100。充电控制装置100对蓄电池20的状态进行管理，控制从电源30输入的电力，针对蓄电池20控制充电电力，由此对蓄电池20的充电进行控制。另外，充电控制装置100运算蓄电池20的充电时间。充电控制装置100具有控制器10、充电器11、电压传感器12、电流传感器13以及温度传感器14、15。
控制器10获取电压传感器12、电流传感器13以及温度传感器14、15的检测值，控制从充电器11向蓄电池20输出的充电电力。此外，在以下的记载中，将由控制器10进行的对从充电器11向蓄电池20输出的充电电力的充电控制也简单地记载为由控制器10进行的充电控制。控制器10具有控制针对蓄电池20的充电电力的充电控制功能和运算蓄电池20的充电时间(从充电开始到结束的充电时间，也记载为总充电时间)的充电时间运算功能。控制器10具有CPU、存储器等。在存储器中存储有用于发挥蓄电池20所包括的充电控制功能、充电时间运算功能等各种功能的程序。而且，CPU是用于执行存储器中记录的各种程序的硬件。CPU通过执行程序来发挥各种功能。控制器10通过运算蓄电池20的充电状态(SOC：State оfCharge)来管理蓄电池20的状态。控制器10根据蓄电池20的充电模式来运算蓄电池20的充电时间。如果是例如电动汽车、插电混合动力车的车辆，则将由控制器10计算出的充电时间显示于在仪表板等能够由车辆的用户进行视觉确认的位置设置的显示装置40。此外，也可以是，将从计算出的充电时间(从充电开始到结束的时间)减去自充电开始起的经过时间所得到的时间作为从现在起至充电结束为止的时间(剩余充电时间)显示于显示装置40。
充电器11连接于蓄电池20与电源30之间。充电器11与电源30连接。充电器11将从电源30输入的电压变换为适于蓄电池20的充电的电压，将变换后的电压作为蓄电池20的充电电压向蓄电池20输出。充电器11具有电压变换电路、开关等。
电压传感器12是用于检测蓄电池20的端子间电压的传感器。在蓄电池20由多个电池构成的情况下，电压传感器12检测多个电池的各端子间电压。电压传感器12连接于蓄电池20所包括的各电池的端子间。电流传感器13是用于检测蓄电池20的充电电流的传感器。电流传感器13连接于充电器11的输出与蓄电池20之间。
温度传感器14是用于检测蓄电池20自身的温度的传感器。温度传感器14以与蓄电池20直接接触的状态设置于蓄电池20。此外，温度传感器14也可以设置于能够间接地检测蓄电池20的位置。温度传感器15是用于检测蓄电池20的周围的温度(环境温度)的传感器。温度传感器15设置于蓄电池20的外部。
蓄电池20具有锂离子电池等二次电池(电池单体)。二次电池并联或串联连接。电源30是家庭用的交流电源等。
在本实施方式中，在利用设置于一般家庭的交流电源来对蓄电池20进行充电的情况(例如普通充电的情况)下，电源30所包括的插座与设置于车辆的充电器11之间通过充电线缆电连接，由此充电器11、蓄电池20以及电源30电连接。在利用设置于屋外的充电装置来对蓄电池20进行充电的情况(例如急速充电的情况)下，成为充电器11和电源30设置于外部的充电装置的结构，将与充电器11的输出连接的充电线缆同蓄电池20电连接，由此充电器11、蓄电池20以及电源30电连接。
接着，对控制器10的充电控制功能进行说明。控制器10根据蓄电池的状态和蓄电池20的上限电压来控制充电器11，从而控制对蓄电池20进行充电时的充电电力。
控制器10基于蓄电池20的电压与预定的上限电压(例如蓄电池20成为满充电的情况下的电压)之差来计算可充电电力，基于可充电电力来控制从充电器11向蓄电池20供给的充电电力。具体地说，控制充电器11，以使在作为充电器11能够输出的电力的最大值的可输出电力小于蓄电池20的可充电电力的情况下以充电器11的可输出电力进行恒定电力充电，在充电器11的可输出电力为蓄电池20的可充电电力以上的情况下以可充电电力进行充电。另外，在蓄电池20的温度成为预定的规定温度以上的情况下，控制器10将从充电器11向蓄电池20供给的充电电流限制为限制充电电流，该限制充电电流是能够抑制与蓄电池20的温度相应的蓄电池20的温度上升的电流值。
在此，通常地，充电期间的蓄电池20的相对于车辆用的充电器11的可输出电力(例如50kW)的电压变化(例如20V)足够小，因此在以充电器11的可输出电力进行恒定电力充电时的电流变化小。因而，能够将以充电器11的可输出电力进行的恒定电力充电称为大致CC充电(恒定电流充电)。另外，处于充电器11的可输出电力成为蓄电池20的可充电电力以上且开始以可充电电力进行充电后的蓄电池20的电压已经处于接近上限电压的状态，之后的蓄电池20的电压变化是极小的。因而，将充电器11的可输出电力成为蓄电池20的可充电电力以上之后的以可充电电力进行的充电称为CV充电(恒定电压充电)。
如上所述，将由控制器10实施的基于可充电电力的充电控制称为CC-CV充电。因此，控制器10也可以适当地在包括CC充电模式、CC-CV充电模式以及温度切换充电模式的多个充电模式之间进行切换来实施充电。在CC充电模式中，以CC(constant-current)方式(恒定电流方式)对蓄电池20进行充电。CC(constant-current)方式是使充电电流固定来对蓄电池20进行充电的方式。在CC-CV充电模式中，基于蓄电池20的可充电电力在充电的中途从CC方式切换为CV(constant-voltage)方式(恒定电压方式)来对蓄电池20进行充电。CV方式是使充电电压固定来对蓄电池20进行充电的方式。在进行基于CC方式的充电后切换到基于CV方式的充电的情况下，在基于CV方式的充电期间，将充电电压保持固定，并且使充电电流逐步地减小，对蓄电池20进行充电直到达到目标SOC为止。在温度切换充电模式中，在蓄电池20的温度达到限制温度之后，根据蓄电池温度将充电电流限制为作为能够抑制蓄电池20的温度上升的电流值的限制充电电流，以限制充电电流对蓄电池20进行充电。
控制器10运算蓄电池20的当前的SOC(以下，也称为当前SOC)和蓄电池20的可充电电力，来作为蓄电池20的初始状态。在控制器10的存储器中存储有表示蓄电池20的开路电压(OCV)与SOC的对应关系的对应图(电压-SOC对应图)。控制器10参照电压-SOC对应图，运算与电压传感器12的检测电压(相当于开路电压)对应的SOC来作为蓄电池20的当前SOC。此外，在电压-SOC对应图中示出的关系根据蓄电池20的劣化度而改变，因此，也可以是，控制器10运算蓄电池20的劣化度，并且在根据劣化度校正了电压与SOC的对应关系后运算当前SOC。控制器10例如基于对电池出厂时的开路电压与当前的开路电压进行的比较、或者内阻的大小来运算劣化度即可。
可充电电力是在蓄电池20的充电时能够抑制蓄电池20的劣化加速并进行充电的最大的电力，并且是能够从充电器11向蓄电池20输入的最大的输入电力。由于能够对蓄电池20输入的电力根据蓄电池20的当前的电压与蓄电池的上限电压之差而改变，因此也可以根据蓄电池20的当前的电压与蓄电池的上限电压(充电上限电压)之差来运算可充电电力。此外，可充电电力一般也称为可输入电力或最大可充电电力、最大可输入电力，在本实施方式中记载为可充电电力。控制器10通过以下的要点来运算可充电电力。
在蓄电池20中，根据蓄电池20的性能，针对每个电池单体设定了充电上限电压。充电上限电压是用于防止蓄电池20的劣化的、成为对蓄电池20进行充电时的上限的电压。充电上限电压被设定为在构成蓄电池20的电池(电池单体)的内部开始析出锂的电压，或者被设定为比开始析出锂的电压低的电压。
根据向蓄电池20输入的充电电流、蓄电池温度以及蓄电池20的内阻来运算充电上限电压。例如，蓄电池20的充电电流越大则将充电上限电压运算得越低，蓄电池20的充电电流越小则将充电上限电压运算得越高。
在蓄电池20由多个电池构成的情况下，必须将多个电池中的电压最高的电池的电压抑制为充电上限电压。控制器10根据各电池单体的电压来确定电压最高的电池单体。可充电电力运算部55基于确定出的电池单体的电压、该电池单体的内阻、电池单体的充电电流以及充电上限电压，来运算能够向蓄电池输入的可输入电流。
根据具有最高的端子电压的电池单体的内阻和该电池单体的充电上限电压来运算可输入电流。根据电池单体的端子电压和该电池单体的充电电流来运算电池单体的内阻。
图2是说明可输入电流(IMAX)的运算方法的图。如图2所示，控制器10根据具有最高的端子电压的电池单体的内阻来运算该电池单体的内阻线LR。
内阻线LR是关于具有最高的端子电压的电池单体表示出该电池单体的充电电流与该电池单体的电压的关系的直线。此外，例如能够根据蓄电池20的总内阻和蓄电池20的开路电压来运算内阻线LR。蓄电池20的总内阻为蓄电池20所包括的多个电池单体的整体的电阻值。
充电上限电压线LV_LIM与蓄电池20的充电电流具有相关性。因此，具有充电上限电压(相当于充电上限电压线LV_LIM)与蓄电池20的充电电流的相关性的对应图被预先记录于存储器。
在图2所示的特性中，充电上限电压线LV_LIM与内阻线LR的交点上的电流为向具有最高的端子电压的电池单体输入的可输入电流。由此，运算出可输入电流。如上所述，能够根据蓄电池20的开路电压来运算内阻，开路电压越低则内阻越小。而且，根据图2的特性，内阻越低则可输入电流越高。
而且，可充电电力运算部55能够通过将蓄电池20的充电上限电压与可输入电流(IMAX)相乘来运算可充电电力。由此，控制器10基于蓄电池20的电压和蓄电池20的充电上限电压来运算蓄电池20的可充电电力。在蓄电池20的充电期间，控制器10也运算可充电电力。此外，可充电电力的运算方法也可以是上述以外的方法。
控制器10根据蓄电池20的可充电电力和充电器11的可输出电力，来切换充电模式。充电器11的可输出电力表示能够从充电器11输出的最大的输出电力，相当于充电器11的额定电力。即，可输出电力是根据充电器11的能力预先设定的值，充电器11的输出电力被限制为该可输出电力以下。充电器11包括可输出电力高的急速充电器和可输出电力比急速充电器的可输出电力低的普通充电器。控制器50当确认了充电器11与蓄电池20之间的连接时，通过线缆等接收从充电器11发送的信号，获取充电器11的可输出电力。
控制器10将蓄电池20的可充电电力与充电器11的可输出电力进行比较，在蓄电池20的可充电电力高于充电器11的可输出电力的情况下，将充电器11的可输出电力设定为蓄电池20的充电电力。然后，控制器10以将针对蓄电池20的充电电力固定地保持为运算出的充电电力的方式对蓄电池20进行充电。此外，在此，如上所述，能够将以充电器11的可输出电力进行的蓄电池20的充电称为通过大致CC方式进行的充电，因此在下面为了方便而记载为CC方式。
在从充电开始到充电结束一直保持蓄电池的可充电电力高于充电器11的可输出电力的状态的情况下，控制器10仅通过CC方式对蓄电池20进行充电。例如，在用户将比满充电的SOC低的SOC设定为目标值且通过普通充电器来对蓄电池20进行充电的情况下，即使蓄电池20被充电至目标SOC，蓄电池的可充电电力也仍旧高于充电器11的可输出电力。在进行这样的充电情况下，控制器10仅通过CC方式对蓄电池20进行充电。
在蓄电池20的可充电电力低于充电器的可输出电力的情况下，控制器10将蓄电池20的可充电电力设定为蓄电池20的充电电力。在此，蓄电池20的可充电电力低于充电器的可输出电力的情况是蓄电池的电压接近大致上限电压的状态，因此成为以将蓄电池20的电压保持为大致固定的方式进行充电。即，控制器10实施将蓄电池20的电压保持为大致固定并且使蓄电池20的充电电流随时间的经过而减少的充电。因此，在下面为了方便而将以该蓄电池20的可充电电力进行的充电记载为CV方式。
例如，在用户将接近满充电的SOC设定为目标SOC且通过充电器对蓄电池20进行充电的情况下，在蓄电池20的充电开始时，蓄电池20的可充电电力高于充电器的可输出电力。首先，控制器10通过CC方式对蓄电池20进行充电。蓄电池20的电压逐渐变高，蓄电池20的可充电电力变低。然后，当蓄电池20的可充电电力低于充电器的可输出电力时，控制器10将蓄电池20的充电模式从CC方式向CV方式切换。控制器10通过CV方式对蓄电池20进行充电，直到蓄电池20的SOC达到目标SOC为止。
为了防止蓄电池20在充电期间成为高温状态，设定有限制温度。限制温度是预先设定的温度阈值。在充电期间，控制器10使用温度传感器14对蓄电池20的温度进行管理。控制器10将由温度传感器14检测出的温度与限制温度进行比较。在温度传感器14的检测温度低于限制温度的情况下，控制器10通过CC方式对蓄电池20进行充电。另一方面，在温度传感器14的检测温度为限制温度以上的情况下，控制器10以作为能够抑制蓄电池20的温度上升的电流值的限制充电电流对蓄电池20进行充电。例如，在蓄电池20的周围温度高的环境下对蓄电池20进行充电时，蓄电池20的温度变得比充电期间的温度高，因此蓄电池20的温度成为容易达到限制温度的状态。当在这样的环境下对蓄电池20进行充电的情况下，控制器10通过CC方式开始进行蓄电池20的充电，在蓄电池20的温度达到限制温度的时间点，开始通过限制充电电力来限制充电电流。然后，控制器10以限制后的充电电力进行充电，直到蓄电池20的SOC达到目标SOC为止。此外，例如能够通过将充电电力限制为以下的电力来实施该对充电电流的限制，该电力是将蓄电池20的温度越高则越小的1以下的系数与蓄电池20的温度达到限制温度的时间点的充电电力相乘所得到的电力。在该情况下，蓄电池20的温度越高则充电电流(限制充电电流)被限制为越小的值，因此充电电流成为不使蓄电池20的温度上升的电流值。充电电流的限制方法不限于上述方法，也可以将充电电流限制为预定的防止蓄电池20的温度上升的程度的足够小的电流值。
如上述那样，控制器10分别对蓄电池20的可充电电力和蓄电池20的温度进行管理，并且控制蓄电池20的充电电力。即，当在蓄电池20的可充电电力变得比充电器11的可输出电力低之前蓄电池20的温度达到限制温度的情况下，控制器10通过温度切换充电模式，基于CC方式以用于抑制蓄电池20的温度上升的限制充电电流对蓄电池20进行充电。另一方面，当在蓄电池20的温度变得比限制温度高之前蓄电池20的可充电电力变得比充电器11的可输出电力低的情况下，控制器10通过CC-CV充电模式从CC方式切换为CV方式来对蓄电池20进行充电。在基于CV方式的充电中，伴随SOC的增加，充电电力(充电电流)减少，因此结果是抑制蓄电池20的温度上升。因而，在蓄电池20的温度达到限制温度之前从CC方式切换为基于CV方式的充电的情况下，蓄电池20的温度不会达到限制温度。由此，在本实施方式所涉及的充电系统中，防止蓄电池20的高温状态，并且对蓄电池20进行充电。
在充电期间，控制器10使用电流传感器13对检测蓄电池20的充电电流进行检测。控制器10将检测出的充电电流进行累计，由此运算充电期间的SOC。然后，在蓄电池20的当前SOC达到目标SOC的情况下，控制器10停止从充电器11向蓄电池20的输出，来使蓄电池20的充电结束。
接着，使用图3来说明控制器10的充电时间运算功能。图3是用于说明控制器10的充电时间运算功能的框图。此外，图3的箭头示出了主要的控制流程的顺序，但是控制器10不一定按箭头所示的顺序来执行控制流程。
控制器10针对预先设定的多个目标SOC运算充电时间。多个目标SOC例如是25％、50％、75％以及100％。控制器10根据目标SOC来切换充电控制模式。充电时间的运算方法根据充电控制模式而不同。因此，控制器10针对多个目标SOC决定充电至目标SOC为止时的充电控制模式，针对多个目标SOC运算在以所决定的充电控制模式进行了充电的情况下的充电时间。控制器10在蓄电池的充电实际开始之前，通过下面说明的方法来运算从蓄电池20的当前SOC起至目标SOC为止的充电时间。
在步骤S1中，控制器10为了确认蓄电池20的充电开始时的状态，使用电压传感器12来检测蓄电池20的电压，使用温度传感器14来检测蓄电池20的当前的温度(蓄电池状态的检测)。另外，控制器10使用温度传感器15来检测蓄电池20的周围温度(蓄电池周围温度的检测)。在步骤S2中，控制器10通过与充电控制功能相同的方法来运算蓄电池20的当前的可充电电力。在步骤S3中，控制器10通过与充电控制功能相同的方法，基于蓄电池20的当前的开路电压来运算当前SOC。在步骤S4中，控制器10基于蓄电池20的当前的可充电电力和充电器11的可输出电力，来运算蓄电池的充电电流。
在步骤S5中，控制器10运算蓄电池20的充电上限电压(CC充电时的上限电压)。如图2所示，充电上限电压根据充电电流而变化。在控制器10中预先存储有图2所示的对应图，因此控制器10参照对应图并且基于在步骤S4中运算出的充电电流来运算充电上限电压。
在步骤S6中，控制器10运算蓄电池20的可充电电力变得小于充电器的可输出电力的定时(以下，也称为CCCV切换定时)，并且运算CCCV切换定时时的SOC(以下，也称为CCCV切换SOC)。在充电开始前，能够根据蓄电池20的特性和充电器11的输出特性掌握充电期间的蓄电池的状态变化(状态的推移)。因此，在进行基于CC方式的充电的情况下，控制器10运算从蓄电池20的充电开始时起的蓄电池电压的上升推移，并根据运算出的蓄电池电压和上限电压运算可充电电力变得小于充电器的可输出电力的定时来作为CCCV切换定时。
控制器10求出从充电开始时起至CCCV切换定时为止的充电电流的累计值，将蓄电池20的当前的充电容量与累计值相加，由此运算CCCV切换定时时的充电容量。根据蓄电池20的当前的SOC来运算当前的充电容量。然后，控制器10将CCCV切换定时时的充电容量除以蓄电池20的满充电容量，由此运算CCCV切换SOC。
在步骤S7中，控制器10基于蓄电池20的温度、蓄电池20的周围温度、基于CC方式的充电时的充电电流，来运算达到限制温度时的定时(以下，也称为限制温度定时)。限制温度定时是由于充电而上升的蓄电池温度达到限制温度的定时。限制温度是根据蓄电池20的特性预先设定的，例如设定为50℃。
具体地说，控制器10使用下述式(1)来运算限制温度定时。
[数1]
Δt＝(TLIM-Tb)/[{I2×R-K×(Ta-Tb)}/Qc]   (1)
其中，t表示从充电开始时起至限制温度定时为止的时间，TLIM表示限制温度，Ta表示蓄电池20的周围温度，Tb表示蓄电池温度，I表示充电电流，R表示蓄电池20的内阻，K表示散热系数，Qc表示热容量。
TLIM和K是根据蓄电池20的性能预先决定的。Qc是根据构成蓄电池20的电池单体的组构造等决定的。Ta是从温度传感器15获取的，Tb是从温度传感器14获取的。I是通过步骤S4运算出的。R是通过根据蓄电池20的劣化度等进行运算而求出的。
控制器10通过传感器的检测值和运算来获取式(1)所包括的参数，通过式(1)来运算限制温度定时。
在步骤S8中，控制器10运算蓄电池温度达到限制温度时的SOC(以下，也称为限制温度SOC)。具体地说，控制器10求出从充电开始时起至限制温度定时为止的充电电流的累计值，将蓄电池20的当前的充电容量与累计值相加，由此运算限制温度定时时的充电容量。控制器10将限制温度定时时的充电容量除以蓄电池20的满充电容量，由此运算限制温度SOC。
在步骤S9中，控制器10从未图示的存储器中获取多个目标SOC。
在步骤S10中，控制器10将目标SOC、限制温度SOC以及CCCV切换SOC进行比较，来确定最低的SOC。例如，假定限制温度SOC的运算结果为45％，CCCV切换SOC的运算结果假设为60％。在目标SOC为25％的情况下，最低的SOC成为目标SOC，在目标SOC为50％、75％或100％的情况下，最低的SOC成为限制温度SOC。
控制器10根据三种SOC(目标SOC、限制温度SOC以及CCCV切换SOC)中的被确定为最低的SOC的SOC的种类，来切换充电时间的运算方法。在CCCV切换SOC为最低的情况下，控制器10通过步骤S11的运算处理来运算充电时间。在目标SOC为最低的情况下，控制器10通过步骤S12的运算处理来运算充电时间。在限制温度SOC为最低的情况下，控制器10通过步骤S13的运算处理来运算充电时间。
在步骤S11中，控制器10基于充电开始时的蓄电池的温度、充电开始时的SOC以及充电电力来运算蓄电池20的充电时间。图4是用于说明表示蓄电池温度、SOC、充电电力以及充电时间的对应关系的对应图的图。在存储器中预先存储有图4所示的对应图。图4所示的对应图表示充电至规定的SOC时的充电时间，针对多个目标SOC存储有对应图。控制器10选择与目标SOC对应的对应图，参照选择出的对应图来运算与充电开始时的蓄电池温度、SOC以及充电电力对应的充电时间。
在步骤S12中，控制器10将为了从充电开始时的SOC起充电至目标SOC所需要的充电容量除以基于CC方式的充电时的充电电流，由此运算充电时间。
在步骤S13中，控制器10将比限制温度定时靠前的充电时间(以下，也称为第一充电时间)与限制温度定时以后的充电时间(以下，也称为第二充电时间)相加，由此运算总充电时间。总充电时间是从蓄电池20的当前SOC起至目标SOC为止的充电时间。第一充电时间是由限制温度定时表示的时间。
控制器10使用图4所示的对应图来运算第二充电时间。控制器10将蓄电池20的充电开始时的周围温度应用为对应图上的蓄电池温度，将限制温度SOC应用为对应图上的SOC。另外，控制器10将充电器的可输出电力应用为对应图上的充电电力。在蓄电池20的温度达到限制温度的情况下，充电电力受蓄电池温度(相当于限制温度)限制。此外，控制器10也可以应用限制温度定时时的充电电流，以取代充电电力。在应用充电电流时，在对应图上示出充电电流与充电时间的对应关系，以取代充电电力与充电时间的对应关系。控制器10参照图4所示的对应图运算与蓄电池20的周围温度、限制温度SOC、限制温度定时时的充电电流对应的充电时间来作为第二充电时间。然后，控制器10将第一充电时间与第二充电时间相加，由此运算总充电时间。
在通过步骤S11～S13的控制流程结束充电时间的运算之后，控制器10根据由用户指定的目标SOC来决定运算出的充电时间中的与所指定的目标SOC对应的充电时间。在蓄电池20的充电开始后，控制器10通过倒计时来对充电时间进行减法运算，由此运算充电期间的充电时间。
如上述那样，在本实施方式所涉及的充电控制装置中，控制器10基于蓄电池20的当前的电压来运算蓄电池的SOC，基于蓄电池20的电压和蓄电池20的充电上限电压来运算蓄电池的可充电电力。控制器10将可充电电力与充电器11的可输出电力进行比较，运算出较低一方的电力来作为充电电力，基于蓄电池20的温度、蓄电池20的周围温度以及以充电电力进行充电时的充电电流来运算限制温度定时。另外，控制器10运算受蓄电池温度限制的限制充电电力。控制器10参照表示充电电力、充电状态、蓄电池温度以及充电时间的对应关系的对应图，基于达到限制温度定时时的蓄电池20的状态和充电电力来运算限制温度定时之后的第二充电时间。然后，控制器10运算将直至达到限制温度定时为止的第一充电时间与第二充电时间相加所得到的时间，来作为蓄电池20的总充电时间。由此，能够提高充电时间的运算精度。
在本实施方式中，在限制温度定时早于CCCV切换定时的情况下，分别运算第一充电时间和第二充电时间，将第一充电时间与第二充电时间相加，由此运算总充电时间。
在限制温度定时早于CCCV切换定时的情况下，作为与本实施方式不同的充电时间的运算方法，也考虑根据充电开始时的蓄电池状态(SOC、蓄电池温度)和充电开始时的充电电力，参照图4所示的对应图来运算充电时间。换言之，也考虑不对限制温度定时和CCCV切换定时进行区分，仅通过使用了图4所示的对应图的对应图运算来运算充电时间的方法。然而，例如在短时间内重复进行了高速行驶和急速充电的情况下，充电开始时的温度变得比蓄电池20的周围温度高，因此当通过使用了图4所示的对应图的对应图运算来求出总充电时间时，存在运算精度低的问题。即，图4的对应图所包括的温度条件通常将以下状态设为温度条件：蓄电池20被长时间放置，蓄电池20的温度稳定，蓄电池温度与周围温度之间不存在大的差的状态。因此，在对应图所假定的蓄电池20的状态与实际的蓄电池20的状态不同的情况下，运算精度变低。
另外，也考虑对对应图所包括的参数追加蓄电池20的周围温度。然而，存在对应图变复杂的问题。
在本实施方式中，使用包括蓄电池20的发热量、散热量、电池组热容量、蓄电池温度、蓄电池20的周围温度以及充电开始时的充电电流的关系式，基于充电开始时的蓄电池20的状态运算从蓄电池的充电开始时起至蓄电池温度达到限制温度为止的时间来作为第一充电时间。然后，基于蓄电池20的温度达到限制温度时的蓄电池的状态和限制充电电力，通过对应图运算来运算第二充电时间。由此，即使在充电开始时蓄电池的状态为不适于对应图运算的状态，也能够提高充电时间的运算精度。
另外，在本实施方式中，运算CCCV切换定时，在CCCV切换定时早于限制温度定时的情况下，参照图4所示的对应图并基于充电开始时的蓄电池20的状态和充电开始时的充电电力来运算总充电时间。由此，在本实施方式中，能够在从充电开始到充电结束的期间将蓄电池温度抑制为限制温度以下的情况下高精度地运算充电时间。
另外，在本实施方式中，基于限制温度定时时的SOC、蓄电池20的周围温度以及限制充电电力来运算第二充电时间。由此，能够提高充电时间的运算精度。
另外，在本实施方式中，在蓄电池的充电实际开始之前运算总充电时间。本实施方式的充电时间的运算方法能够在实际充电之前获取运算所需的参数，能够在实际的充电开始之前运算充电时间。
附图标记说明
10：控制器；11：充电器；12：电压传感器；13：电流传感器；14、15：温度传感器；20：蓄电池；30：电源；50：控制器；100：充电控制装置。

Claims (5)

1.一种充电时间运算方法，运算用于通过来自充电器的充电电力将蓄电池充电至规定的目标充电状态为止的总充电时间，在所述充电时间运算方法中，
使用温度传感器来检测表示所述蓄电池的温度的蓄电池温度和表示所述蓄电池的周围的温度的蓄电池周围温度，
使用电压传感器来检测所述蓄电池的电压，
基于所述蓄电池的电压来运算所述蓄电池的充电状态，
基于所述蓄电池的电压和所述蓄电池的充电上限电压来运算所述蓄电池的可充电电力，
将所述可充电电力与所述充电器的可输出电力进行比较，运算出较低一方的电力来作为第一充电电力，
基于所述蓄电池温度、所述蓄电池周围温度以及以所述第一充电电力进行充电时的充电电流，运算所述蓄电池温度达到规定的限制温度的定时来作为第一定时，
运算受所述蓄电池温度限制的第二充电电力，
参照表示所述充电电力、所述充电状态、所述蓄电池温度以及所述蓄电池的充电时间的对应关系的对应图，基于达到所述第一定时时的所述蓄电池的状态和所述第二充电电力运算所述第一定时之后的充电时间来作为第二充电时间，
运算将达到所述第一定时为止的第一充电时间与所述第二充电时间相加所得到的时间来作为所述总充电时间。
2.根据权利要求1所述的充电时间运算方法，其特征在于，
在所述蓄电池的充电开始后，运算所述可充电电力成为小于所述可输出电力的第二定时，
在所述第二定时早于所述第一定时的情况下，参照所述对应图并且基于所述蓄电池的充电开始时的所述蓄电池的状态和所述第一充电电力来运算所述总充电时间。
3.根据权利要求1或2所述的充电时间运算方法，其特征在于，
在所述第二充电时间的运算中，基于所述第一定时时的所述充电状态、所述蓄电池周围温度以及所述第二充电电力来运算所述第二充电时间。
4.根据权利要求1或2所述的充电时间运算方法，其特征在于，
在所述蓄电池的充电实际开始之前运算所述总充电时间。
5.一种充电控制装置，具备：
温度传感器，其检测表示蓄电池的温度的蓄电池温度和表示所述蓄电池的周围的温度的蓄电池周围温度；
电压传感器，其检测所述蓄电池的电压；
充电器，其向所述蓄电池输出充电电力；以及
控制器，其控制所述充电器，运算用于将所述蓄电池充电至规定的充电状态为止的总充电时间，
其中，所述控制器基于所述蓄电池的电压来运算所述蓄电池的充电状态，
基于所述蓄电池的电压和所述蓄电池的充电上限电压来运算所述蓄电池的可充电电力，
将所述可充电电力与所述充电器的可输出电力进行比较，将较低一方的电力设定为第一充电电力，
基于所述蓄电池温度、所述蓄电池周围温度以及通过所述第一充电电力进行充电时的充电电流，运算所述蓄电池温度达到规定的限制温度的定时来作为第一定时，
设定受所述蓄电池温度限制的第二充电电力，
参照表示所述充电电力、所述充电状态、所述蓄电池温度以及所述蓄电池的充电时间的对应关系的对应图，基于达到所述第一定时时的所述蓄电池的状态和所述第二充电电力运算所述第一定时之后的充电时间来作为第二充电时间，
运算将达到所述第一定时为止的第一充电时间与所述第二充电时间相加所得到的时间来作为所述总充电时间，
在所述总充电时间的运算之后，以所述第一充电电力对所述蓄电池进行充电，
在通过所述第一充电电力进行充电之后，通过所述第二充电电力对所述蓄电池进行充电。
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