CN113370843A - 蓄电池控制系统和蓄电池控制程序 - Google Patents

蓄电池控制系统和蓄电池控制程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蓄电池控制系统和蓄电池控制程序，其能够根据蓄电池的控制内容来确定蓄电池的剩余价值，并将蓄电池的剩余价值返还给用户。本发明的蓄电池控制系统，具备：电动车辆10，其具备蓄电池40、通信装置50、蓄电池控制部36及显示装置60；及，服务器装置300；其中，蓄电池控制部36限制蓄电池40的部分功能并进行蓄电池40的充放电控制，并藉由输入限制解除密钥，解除蓄电池40的部分功能的限制，并且，显示装置60显示关于被蓄电池控制部36限制的蓄电池40的部分功能的信息，服务器装置300具有接受从通信装置50发送的限制解除请求的接受部310、及对通信装置50发送限制解除密钥的发送部320。

Description

蓄电池控制系统和蓄电池控制程序
技术领域
本发明涉及一种蓄电池控制系统和蓄电池控制程序。
背景技术
先前，业界提供一种利用马达的驱动力来行驶的电动汽车和混合动力汽车等电动车辆。此类电动车辆，利用可充放电的二次电池(蓄电池)的电力驱动马达。另外，已知一种可以使用蓄电池所蓄积的电力作为住宅用蓄电池的技术。蓄电池随着持续使用，劣化进行，并根据劣化状态进行蓄电池的再利用。蓄电池的劣化，根据使用状态的不同而发生变化，因此，提出一种基于蓄电池的运行状况对蓄电池的状态进行分类，并扩大再利用的用途的技术(例如参照专利文献1)。
[先前技术文献]
(专利文献)
专利文献1：日本特开2017-152333号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是，电动车辆中的蓄电池的相对价值较大，因此，对于保有电动车辆的用户和租赁公司而言，优选对蓄电池残留的剩余价值进行使用。另外，考虑藉由对进行使用蓄电池残留的剩余价值的用户给予奖励，以便可以将蓄电池的剩余价值返还给用户。但是，目前的现状是并未提出控制如上所述的蓄电池的使用的控制系统。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种蓄电池控制系统和蓄电池控制程序，能够根据蓄电池的控制内容来确定蓄电池的剩余价值，并将蓄电池的剩余价值返还给用户。
[解决问题的技术手段]
(1)、本发明涉及一种蓄电池控制系统，具备：电动车辆，其具备蓄电池、通信装置、蓄电池控制部及显示装置；及，服务器装置；其中，前述蓄电池控制部限制前述蓄电池的部分功能并进行前述蓄电池的充放电控制，并藉由输入限制解除密钥，解除前述蓄电池的部分功能的限制，并且，前述显示装置显示关于被前述蓄电池控制部限制的前述蓄电池的部分功能的信息，前述服务器装置具有接受从前述通信装置发送的限制解除请求的接受部、及对前述通信装置发送前述限制解除密钥的发送部。
根据(1)的发明，能够提供一种蓄电池控制系统，所述蓄电池控制系统可以根据蓄电池的控制内容来确定蓄电池的剩余价值，并将蓄电池的剩余价值返还给用户。
(2)、根据(1)所述的蓄电池控制系统，其中，被前述蓄电池控制部限制的前述蓄电池的部分功能，包含前述电动车辆的每单位时间内的可行驶距离。
根据(2)的发明，能够提供一种蓄电池控制系统，其基于每单位时间内的可行使距离控制蓄电池的功能，从而促进电动车辆的安全运行，提升蓄电池的剩余价值。
(3)、根据(1)或(2)所述的蓄电池控制系统，其中，前述电动车辆还具备送电装置，所述送电装置对外部输送前述蓄电池所蓄积的电力，被前述蓄电池控制部限制的前述蓄电池的部分功能，包含由前述送电装置在每单位时间内对外部的送电量。
根据(3)的发明，基于每单位时间内对外部的送电量来控制蓄电池的功能，从而能够确定在将蓄电池用于对负荷变动较少的外部送电用途时的蓄电池的剩余价值，并返还给用户。
(4)、另外，本发明涉及一种蓄电池控制程序，其控制被搭载于电动车辆上的蓄电池，并执行以下步骤：注册步骤，注册前述蓄电池的每种放电用途的放电容量；识别步骤，识别前述蓄电池的放电时的放电用途；输出步骤，基于前述蓄电池注册的每种前述放电用途的前述放电容量，输出可放电容量；及，放电控制步骤，当前述放电容量不足时，输出放电控制信号。
根据(4)中的发明，能够提供一种蓄电池控制程序，可以根据蓄电池的控制内容来确定蓄电池的剩余价值，并将蓄电池的剩余价值返还给用户。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施方式的蓄电池控制系统的结构的图。
图2是示出本发明的蓄电池控制系统的控制内容的一例。
图3是示出根据本发明的实施方式的蓄电池控制程序的处理流程的图。
具体实施方式
＜蓄电池控制系统＞
图1是示出根据本发明的一实施方式的蓄电池控制系统的图。如图1所示，本实施方式的蓄电池控制系统包含电动车辆10与服务器装置300。
电动车辆10是安装有提供行驶用电力的二次电池(蓄电池)40的电动汽车、混合动力汽车等车辆。电动车辆10可以将已充电至蓄电池40中的电力向外部放出。例如将设置在外部充电电缆220的一端的插头222与家庭用蓄电装置200连接，并将设置在该充电电缆220的另一端的插头224与设置在电动车辆10的车身外部的充放电接口71连接，并藉由控制部36进行放电控制而使蓄电池40放电。上述放出的电力被蓄积在家庭用蓄电装置200中。另外，将插头222与充电器200连接，并藉由充电器200的充电控制部(省略图示)进行充电控制，而对蓄电池40充电。此外，可以广泛使用以非接触方式进行充电的构成、使用设置在电动车辆10中的内燃机、燃料电池等的电力进行充电的构成等来取代藉由充电电缆220的连接。
电动车辆10例如具备：马达12、驱动轮14、制动装置16、车辆传感器20、功率控制单元(Power Control Unit；PCU)30、蓄电池(二次电池)40、蓄电池传感器42、通信装置50、显示装置60及作为送电装置的充放电装置70。
马达12例如是三相交流电动机。马达12的转子与驱动轮14连结，并利用被供给的电力来驱动驱动轮14，另外，减速时，利用驱动轮14的旋转能量进行发电并输出电力。
制动装置16例如具备制动钳、将液压传递至制动钳的压缸、使压缸产生液压的电动马达。制动装置16也可以具备将藉由制动踏板的操作而产生的液压经由主压缸传递至压缸的机构作为备用。此外，制动装置16并不限于上述说明的构成，也可以是将主压缸的液压传递至压缸的电子控制式液压制动装置。
车辆传感器20具备加速踏板开度传感器、车速传感器及制动踩踏量传感器。加速踏板开度传感器安装在加速踏板上，加速踏板是接受驾驶员发出的加速指示的操纵器的一例，加速踏板开度传感器检测加速踏板的操作量并作为加速踏板开度输出至控制部36。车速传感器具备例如安装在各车轮上的车轮转速传感器和速度计算机，整合由车轮转速传感器检测到的车轮转速并导出车辆的速度(车速)，并输出至控制部36和显示装置60。制动踩踏量传感器安装在制动踏板上，检测制动踏板的操作量，并作为制动踩踏量输出至控制部36。
PCU(动力控制单元)30具备例如转换器32、电压控制单元(Voltage ControlUnit；VCU)34及蓄电池控制部36。此外，也可以分散地配置这些组件，而不是将这些组件集成为PCU 30。
转换器32例如是AC-DC(交流-直流)转换器。转换器32的直流侧端子与直流链路DL连接。直流链路DL上经由VCU 34连接有蓄电池40。转换器32在减速时将藉由马达12产生的交流电力转换成直流电力并输出至直流链路DL。另外，与此相反，在藉由马达12驱动时，转换器32经由直流链路DL将从VCU 34输出的直流电力转换成交流电力并输出至马达12。
VCU 34例如是DC-DC(直流-直流)变流器。在藉由马达12驱动时，VCU34将由蓄电池40供给的电力升压后输出至直流链路DL，另外，与此相反地，在减速时将从直流链路DL输出的电力以特定电压输出至蓄电池40。
蓄电池控制部36控制蓄电池40和VCU 34。此外，作为PCU 30具备的控制部，还包含马达控制部、制动器控制部等。蓄电池控制部、马达控制部、及制动器控制部，也可以分别替换成单独的控制装置，例如蓄电池ECU(电子控制单元)、马达ECU、制动器ECU之类的控制装置。
蓄电池控制部36基于安装在蓄电池40上的蓄电池传感器42的输出，算出蓄电池40的蓄电池充电率(State Of Charge；SOC)并输出至VCU 34。VCU34根据蓄电池控制部36发出的指示将直流链路DL的电压升压。VCU 34根据蓄电池控制部36发出的指示对外部的家庭用蓄电装置200进行送电。
蓄电池控制部36具备的存储部中容纳有后述蓄电池控制程序，蓄电池控制部36进行限制和解除蓄电池40的部分功能的控制。此外，马达控制部，基于车辆传感器20的输出来控制马达12。制动器控制部，基于车辆传感器20的输出来控制制动装置16。
蓄电池40例如是锂离子电池等二次电池。蓄电池40蓄积由电动汽车10的外部的充电器200供给的电力，并将该蓄积的电力进行放电，以用于电动汽车10的行驶或家庭用蓄电装置200的蓄电。另外，减速时蓄积从VCU 34输出的电力。蓄电池传感器42例如具备电流传感器、电压传感器、温度传感器。蓄电池传感器42检测例如蓄电池40的电流值、电压值、温度。蓄电池传感器42将检测到的电流值、电压值、温度等输出至控制部36。
通信装置50包含用于连接蜂窝网和Wi-Fi网的无线模块。通信装置50经由图1所示的网络NW而与服务器装置300互相通信。电动车辆10的用户(以下有时仅描述为“用户”)可以经由通信装置50对服务器装置300发送限制解除请求，限制解除请求是请求解除被蓄电池控制部36限制的蓄电池40的部分功能的限制。
显示装置60例如具备显示部和显示控制部。显示部显示与显示控制部的控制对应的信息。显示控制部根据从车辆传感器20和控制部36输出的信息，使关于蓄电池40的信息显示在显示部上。例如显示关于被控制部36限制的蓄电池40的部分功能的信息。另外，显示控制部使从车辆传感器20输出的车速等显示在显示部上。
作为送电装置的充放电装置70，具备充放电接口71和变流器72。充放电装置70经由充放电接口71将从充电器200导入的交流电力转换成直流电力并充电至蓄电池40。另外，充放电装置70将从蓄电池40放出的直流电力送电至外部的家庭用蓄电装置200。对蓄电池40的外部的家庭用蓄电装置200的送电，例如藉由检测插头224被连接到充放电接口71的状态来识别。
服务器装置300可与通信装置50互相通信，具备接受部310和发送部320。此外，这些组件的部分或全部可以由大规模集成电路(Large ScaleIntegration；LSI)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit；ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array；FPGA)、图形处理单元(Graphics Processing Unit；GPU)等硬件(电路部；包含circuitry)来实现，也可以藉由软件与硬件的协作来实现。
接受部310接受从通信装置50发送的限制解除请求。限制解除请求包含用户识别信息与限制解除内容。接受到的限制解除请求，存储在服务器装置300中，并输出限制解除密钥。也可以输出限制解除密钥的同时，算出与限制解除内容对应的收费额，并将其与用户识别信息一同存储在服务器装置300中。服务器装置300的管理者(例如电动车辆10的租赁公司)能以上述用户识别信息与收费额为基础，对用户进行收费。
发送部320对通信装置50发送上述输出的限制解除密钥。用户经由通信装置50接收的限制解除密钥被输入至蓄电池控制部36。蓄电池控制部36藉由被输入限制解除密钥，根据限制解除内容来解除蓄电池40的部分功能的限制。
(蓄电池控制部)
以下对蓄电池控制部36的结构的细节加以说明。蓄电池控制部36，根据用户的合同等，限制蓄电池40的部分功能并对蓄电池40进行充放电控制。例如，用户在购买电动车辆10时或开始租赁时，将蓄电池40的每单位时间内的可使用的放电容量与购买合同或租赁合同一起约定在蓄电池40的每种用途中。此处，单位时间可以任意设置，例如设置成每一天、每一周、每个月等。另外，蓄电池40的用途例如可以列举电动车辆10的行驶和对外部的家庭用蓄电装置200送电等。
图2是示意性地示出电动车辆10的用户的合同内容的图表。图2的图表中的纵轴是每单位时间的电池容量(％)，例如用蓄电池充电率(State Of Charge；SOC)表示。图2的图表中的横轴例如与电动车辆10的每单位时间的可行驶范围(km)及针对家庭用蓄电装置200的储能(kWh)对应。此外，考虑用距离而不用电力量来规定蓄电池40的电动车辆10的行驶用途，从而能够抑制会促使蓄电池40的劣化之类的超速和粗暴驾驶。
如图2所示，用户A的合同内容是可行驶范围长且储能较多。与此相对地，用户B的合同内容是可行驶范围短且储能多。用户B的合同内容比用户A的合同内容每单位时间的可行驶范围短。因此，考虑与按照用户A的合同内容进行控制相比，藉由按照用户B的合同内容来控制蓄电池40更能抑制对蓄电池40施加的负荷，因此，期望合同期结束后蓄电池40的剩余价值提高。根据上述情况，例如当租赁电动车辆10时，与用户A相比，相对于合同内容，租赁公司能够对用户B给予更多的奖励。用户B藉由签订与蓄电池40的用途对应的合同，从而获得奖励，例如以低成本接受电动车辆10的提供。
除上述情况以外，也可以根据预测的蓄电池40的劣化，对给予用户的奖励设置差异。例如考虑即使每单位时间的电池容量相同的情况下，与将蓄电池40用于电动车辆10的行驶时相比，将蓄电池40用于向家庭用蓄电装置200送电时，蓄电池40的劣化程度更低。考虑原因在于，由于将蓄电池40用于向家庭用蓄电装置200送电时，用于电动车辆10的行驶时的剧烈的负荷变动也比较少，因此，能够抑制蓄电池40的劣化进行。
蓄电池控制部36，可以根据用户的要求，解除蓄电池40的被限制的部分功能。例如设为某用户其电动车辆10的行驶距离较少且可行驶范围较短的合同内容。此用户有时会希望例如仅在某特定的期间内增加电动车辆10的可行驶范围。此时，用户经由通信装置50得到限制解除密钥，并输入至蓄电池控制部36。由此，蓄电池控制部36能够解除蓄电池40的被限制的部分功能例如电动车辆10的可行驶范围的限制。上述被解除的蓄电池40的部分功能，可以全部解除限制，也可以部分解除限制。
＜蓄电池控制程序＞
使用图3对本实施方式的蓄电池控制程序进行的处理流程加以说明。
本实施方式的蓄电池控制程序，存储并容纳在电动车辆10的蓄电池控制部36的存储部。本实施方式中的蓄电池控制程序，执行注册步骤S1、识别步骤S2、存储步骤S3、输出步骤S4、判定步骤S5及放电控制信号输出步骤S6。
在注册步骤S1中，蓄电池控制程序执行以下处理，将基于用户合同的放电用途(例如电动车辆10的行驶)和上述每种放电用途的容量(例如可行驶范围a)，预先存储至蓄电池控制部36的存储部并进行注册。
在识别步骤S2中，蓄电池控制程序进行如下处理，基于与蓄电池的放电用途对应的检测结果，识别蓄电池的放电用途。例如以从蓄电池40放电且插头224被连接到充放电接口71的检测结果为基础，识别蓄电池40的放电用途是对外部(例如家庭用蓄电装置200)送电。同理，以从蓄电池40放电且插头224没有被连接到充放电接口71的检测结果为基础，识别蓄电池40的放电用途是电动车辆10的行驶。
在放电量存储步骤S3中，蓄电池控制程序，在识别步骤S2中识别到的每个放电用途中，在每单位时间内执行存储蓄电池40的累积使用量的处理。例如基于从车辆传感器20接收到的信息，存储每一天的电动车辆10的累积行驶距离b(km)。
在输出步骤S4中，蓄电池控制程序，输出每个放电用途中的剩余容量。例如放电用途是电动车辆10的行驶时，注册的可行驶范围a为每一天100km，目前每一天的累积行驶距离b是30km时，藉由算出上述差量(a-b)，输出剩余容量即70km(c)。
在判定步骤S5中，蓄电池控制程序判定是否每种放电用途都有剩余容量。即判定在输出步骤S4中输出的每种放电用途的剩余容量是否为正值。上述情况为是时，结束处理。上述情况为否时，进入放电控制信号输出步骤S6。
在放电控制信号输出步骤S6中，蓄电池控制程序，进行输出放电控制信号的处理，所述放电控制信号控制从蓄电池放出的放电量。放电控制信号，例如可以对蓄电池控制装置36进行停止或抑制蓄电池的放电之类的控制，也可以使显示装置60显示警告显示。进行放电控制信号输出步骤S6后，结束处理。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，加以适当变更的情况也包含在本发明的范围内。
附图标记
10 电动车辆
36 蓄电池控制部
40 蓄电池
50 通信装置
60 显示装置
70 充放电装置(送电装置)
300 服务器装置
310 接受部
320 发送部

Claims (4)

1.一种蓄电池控制系统，具备：
电动车辆，其具备蓄电池、通信装置、蓄电池控制部及显示装置；及，
服务器装置；
其中，前述蓄电池控制部限制前述蓄电池的部分功能并进行前述蓄电池的充放电控制，并藉由输入限制解除密钥，解除前述蓄电池的部分功能的限制，
并且，前述显示装置显示关于被前述蓄电池控制部限制的前述蓄电池的部分功能的信息，
前述服务器装置具有接受从前述通信装置发送的限制解除请求的接受部、及对前述通信装置发送前述限制解除密钥的发送部。
2.根据权利要求1所述的蓄电池控制系统，其中，被前述蓄电池控制部限制的前述蓄电池的部分功能，包含前述电动车辆的每单位时间内的可行驶距离。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池控制系统，其中，前述电动车辆还具备送电装置，所述送电装置对外部输送前述蓄电池所蓄积的电力，
被前述蓄电池控制部限制的前述蓄电池的部分功能，包含由前述送电装置在每单位时间内对外部的送电量。
4.一种蓄电池控制程序，其控制被搭载于电动车辆上的蓄电池，并执行以下步骤：
注册步骤，注册前述蓄电池的每种放电用途的放电容量；
识别步骤，识别前述蓄电池的放电时的放电用途；
输出步骤，基于前述蓄电池注册的每种前述放电用途的前述放电容量，输出可放电容量；及，
放电控制步骤，当前述放电容量不足时，输出放电控制信号。
CN202110245958.7A 2020-03-10 2021-03-05 蓄电池控制系统和蓄电池控制程序 Pending CN113370843A (zh)

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