CN114303274A - 蓄电元件的管理装置、蓄电装置、蓄电元件的输入输出控制方法 - Google Patents
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Abstract
具备:电压检测电路,测定串联地连接了蓄电元件100的组电池20的电压;电流检测电阻,检测组电池20的电流;以及CPU33,计算基于组电池20的连续充电或者连续放电的通电电量等,CPU33对组电池20充放电时的输入输出进行控制,以使将所述通电电量除以组电池20的实际容量而得的值即ΔSOC不超过上限ΔSOC。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电元件的管理装置、蓄电装置、蓄电元件的输入输出控制方法。
背景技术
以往已知在锂离子电池中,若连续的充放电时间超过一定时间,则产生称为极限扩散的现象。因此,专利文献1公开了若检测到电池的内部电阻的上升幅度超过了规定值,则控制电池的输出,从而控制极限扩散的产生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-338944号公报
发明内容
发明要解决的课题
迄今为止,在大多情况下,一直仅在不产生极限扩散的范围内使用了锂离子电池。然而,对于产生极限扩散的条件的研究并不充分,换言之,无法充分地使用电池的性能。
因此,研究了如下方法:根据充电状态(SOC)、温度、电阻依次计算允许输出,由此充分地使用电池的性能。然而,即使在依次计算允许输出的情况下,也有可能因极限扩散的影响而计算出实力以上的允许输出,因此期望其改善。
用于解决课题的手段
蓄电元件的管理装置具备:电量计算部,计算基于蓄电元件的连续充电或者连续放电的通电电量;以及控制部,所述控制部对蓄电元件的充放电时的输入输出进行控制,以使将所述通电电量除以所述蓄电元件的实际容量而得的值即ΔSOC不超过上限ΔSOC。
发明效果
根据上述结构,能够抑制产生由伴随着极限扩散的蓄电元件的电阻增加引起的放电时的输出下降,充分地使用电池的性能。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的蓄电装置的框图。
图2是蓄电元件的立体图。
图3是蓄电元件的分解立体图。
图4是示出蓄电元件的电极体的立体图。
图5是示出了蓄电元件或者组电池放电时的电压与电流的相关关系的曲线图。
图6是示出了蓄电元件或者组电池充电时的电压与电流的相关关系的曲线图。
图7是示出了表示蓄电元件或者组电池的内部电阻的变化的电压与电流的相关关系的曲线图。
图8是示出了0℃、SOC15%的蓄电元件或者组电池中的电流的时间推移的例子的曲线图。
图9是示出了0℃、SOC15%的蓄电元件或者组电池中的电压的时间推移的例子的曲线图。
图10是示出了0℃、SOC15%的蓄电元件或者组电池中的电压与电流的相关关系的曲线图。
图11是示出了0℃、SOC15%的蓄电元件或者组电池中的ΔSOC与电流的相关关系的曲线图。
图12是示出了-30℃、SOC45%的蓄电元件或者组电池中的电流的时间推移的曲线图。
图13是示出了-30℃、SOC45%的蓄电元件或者组电池中的电压的时间推移的曲线图。
图14是示出了-30℃、SOC45%的蓄电元件或者组电池中的电压与电流的相关关系的曲线图。
图15是示出了-30℃、SOC45%的蓄电元件或者组电池中的ΔSOC与电流的相关关系的曲线图。
图16是示出了不同的温度下的上限ΔSOC与SOC的相关关系的曲线图。
图17是示出了不同种类电池中的上限ΔSOC与SOC的相关关系的曲线图。
图18是示出实施方式1所涉及的输入输出控制处理的流程图。
图19是示出实施方式2所涉及的输入输出控制处理的流程图。
具体实施方式
(本实施方式的概要)
首先,对蓄电元件的管理装置、蓄电装置以及蓄电元件的输入输出控制方法的概要进行说明。
蓄电元件的管理装置具备:电量计算部,计算基于蓄电元件的连续充电或者连续放电的通电电量;以及控制部,所述控制部对蓄电元件的充放电时的输入输出进行控制,以使将所述通电电量除以所述蓄电元件的实际容量而得的值即ΔSOC不超过上限ΔSOC。
蓄电装置具备蓄电元件和所述管理装置。
在蓄电元件的输入输出控制方法中,对所述蓄电元件的充放电时的输入输出进行控制,以使将基于蓄电元件的充放电的通电电量除以实际容量而得的值即ΔSOC不超过上限ΔSOC。
这里,所谓实际容量(available capacity)是指从蓄电元件被完全充电的状态能够取出的容量。通电电量是I×T,也就是电流与通电时间的积(积分值)。SOC是残留容量相对于实际容量的比率。
本发明的发明人们研究了锂离子电池的使用条件(特别是,输出下限电压)与极限扩散的关系。本发明的发明人们着眼于以往电池的输出下限电压大多在安全方面充分地取余量来设定,而并没有用完电池性能。本发明的发明人们发现了对蓄电元件的充放电时的输入输出进行控制,以使将基于蓄电元件的连续充电或者连续放电的通电电量除以实际容量而得的值即ΔSOC不超过上限ΔSOC,由此能够抑制极限扩散。
通过控制使ΔSOC不超过上限ΔSOC,由此能够抑制由伴随着极限扩散的蓄电元件的电阻增加引起的放电时的输出下降,充分地使用电池的性能。
所述控制部也可以在所述蓄电元件的连续充电或者连续放电超过规定时间而进行时,对所述蓄电元件的充放电时的输入输出进行控制,以使所述ΔSOC不超过所述上限ΔSOC。
所述控制部也可以基于所述蓄电元件的连续充电或者连续放电前的充电状态,决定所述上限ΔSOC。
本发明的发明人们发现了上限ΔSOC对蓄电元件的连续充电或者连续放电前的充电状态(SOC)存在依赖性。通过基于蓄电元件的连续充电或者连续放电前的充电状态(SOC)来决定上限ΔSOC,与不基于蓄电元件的连续充电或者连续放电前的SOC来决定上限ΔSOC的情况相比,能够使极限扩散抑制的精度得以提高。
所述控制部也可以基于所述蓄电元件的连续充电或者连续放电前的温度来决定所述上限ΔSOC。
本发明的发明人们发现了上限ΔSOC对蓄电元件的连续充电或者连续放电前的温度存在依赖性。通过基于蓄电装置的连续充电或者连续放电前的温度来决定上限ΔSOC,与不基于温度来决定上限ΔSOC的情况相比,能够使极限扩散抑制的精度得以提高。
蓄电装置也可以具备阻断所述蓄电元件的通电的电流阻断装置,所述控制部也可以在所述ΔSOC超过了所述上限ΔSOC的情况下,通过所述电流阻断装置对所述蓄电元件的通电进行阻断。
在ΔSOC超过了上限ΔSOC的情况下,通过电流阻断装置对蓄电元件的通电进行阻断,由此能够抑制在蓄电元件产生极限扩散。
蓄电装置也可以具备抑制所述蓄电元件的输出的输出控制装置,所述控制部也可以在所述ΔSOC超过了被设定得比所述上限ΔSOC低的输出抑制基准值的情况下,通过所述输出控制装置对所述蓄电元件的输出进行抑制。
根据上述结构,能够在ΔSOC超过了被设定得比上限ΔSOC低的输出抑制基准值的情况下,通过输出控制装置对蓄电元件的输出进行抑制,因此能够延长ΔSOC超过上限ΔSOC而蓄电元件的通电被阻断为止的期间。
(实施方式的详细)
以下,参照图1至图21,对本发明的实施方式进行说明。
蓄电装置例如是搭载在电动汽车、由发动机和马达驱动的混合动力车辆的蓄电装置10,其向搭载在车辆的车辆负载C1供给电力,并且通过车辆侧发电机(例如,交流发电机)C2接受充电。
如图1所示,蓄电装置10构成为具备串联地连接了多个蓄电元件100的组电池20、管理组电池20的电池管理装置(是“电量计算部”、“控制部”的一例,以下,称为“BMU”)30、电流检测部(“测定部”的一例)41、温度测定部(“测定部”的一例)42、输出控制电路(“输出控制单元”的一例)43、电流阻断装置44、和外部端子11。组电池20也可以串联以及并联地连接多个蓄电元件100。
蓄电装置10也可以是进行向发动机起动装置、辅机的电源供给的12V电源。蓄电装置10也可以是进行向车辆驱动辅助(assist)、辅机的电源供给的48V电源。
本实施方式中的蓄电元件100是非水电解质二次电池,具体地,是锂离子电池。蓄电元件100并不限定于锂离子电池。蓄电元件100也可以是产生与锂离子电池同样的短暂性的输出下降的、锂离子电池以外的电池、电容器。
如图2至图4所示,蓄电元件100具备包含正极123以及负极124的电极体102、容纳电极体102的壳体103、和配置在壳体103的外侧的外部端子104。蓄电元件100具有使电极体102和外部端子104导通的集电体105。
电极体102具备卷芯121、和以相互绝缘的状态卷绕于卷芯121的周围的正极123和负极124。也可以不设置卷芯。在电极体102中,锂离子在正极123与负极124之间移动,由此蓄电元件100被充放电。
正极123具有金属箔、和形成于金属箔上的正极活性物质层。金属箔是带状。金属箔例如是铝箔。
作为正极活性物质,优选使用LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等、Li1+xM1-yO2(M是选自Fe、Ni、Mn、Co等的一种或者两种以上的过渡金属元素,0≤x<1/3、0≤y<1/3)等层状结构的锂过渡金属氧化物等。作为该正极活性物质,也可以混合LiMn2O4、LiMn1.5Ni0.5O4等尖晶石型锂锰氧化物、LiFePO4等橄榄石型正极活性物质等、和上述层状结构的锂过渡金属氧化物而使用。正极活性物质并不限定于这些。
负极124具有金属箔、和形成于金属箔上的负极活性物质层。金属箔是带状。金属箔例如是铜箔。
本实施方式中的负极活性物质是碳材料。具体地,负极活性物质也可以是石墨、易石墨化碳、难石墨化碳等中任一个。
如以上那样构成的正极123和负极124在通过隔离件125(separator)而绝缘的状态下被卷绕。即,在本实施方式的电极体102中,正极123、负极124以及隔离件125在层叠的状态下被卷绕。隔离件125是具有绝缘性的构件。隔离件125被配置在正极123与负极124之间,由此,在电极体102中,正极123和负极124被相互绝缘。隔离件125在壳体103内保存电解液,由此,在蓄电元件100充放电时,锂离子在隔着隔离件125而交替地层叠的正极123与负极124之间移动。
电极体102并不限于卷绕类型的电极体。电极体102也可以是板状的正极、隔离件、和板状的负极被层叠的堆叠类型的电极体。
壳体103具有:壳体主体131,具有开口;以及盖板132,封堵(封闭)壳体主体131的开口。壳体103通过将壳体主体131的开口周缘部136、和盖板132的周缘部在重叠的状态下进行接合而形成。壳体103具有由壳体主体131和盖板132划分的内部空间。壳体103将电解液与电极体102以及集电体105等一起容纳在内部空间。
壳体主体131具备矩形板状的封闭部134、和与封闭部134的周缘连接的方筒形状的主体部135。壳体主体131具有在开口方向(Z轴方向)上的一个端部被堵塞的方筒形状(即有底方筒形状)。
盖板132是封堵壳体主体131的开口的板状的构件。具体地,盖板132具有与壳体主体131的开口周缘部136对应的轮廓形状。即,盖板132是矩形形状的板材。盖板132的周缘部与壳体主体131的开口周缘部136重叠,以使盖板132封堵壳体主体131的开口。以下,如图2所示,将盖板132的长边方向设为正交坐标中的X轴方向,将盖板132的短边方向设为正交坐标中的Y轴方向,将盖板132的法线方向设为正交坐标中的Z轴方向。收纳电极体、集电体的外装体并不限定于棱柱形壳体103,例如也可以是包含金属层和树脂层的袋(层压外装体)。
外部端子104是与其他蓄电元件的外部端子或者外部设备等电连接的部位。外部端子104由具有导电性的构件形成。例如,外部端子104由铝或者铝合金等铝类金属材料、铜或者铜合金等铜类金属材料等焊接性高的金属材料形成。
集电体105配置在壳体103内,并与电极体102能够通电地直接或者间接地连接。集电体105由具有导电性的构件形成,沿着壳体103的内表面配置。也可以不设置集电体105。电极体102也可以与外部端子104直接连接。
蓄电元件100具备对电极体102和壳体103进行绝缘的绝缘构件106。本实施方式的绝缘构件106是袋状。绝缘构件106被配置在壳体103(详细地,壳体主体131)与电极体102之间。本实施方式的绝缘构件106例如由聚丙烯、聚苯硫醚等树脂形成。在本实施方式的蓄电元件100中,被容纳于袋状的绝缘构件106的状态的电极体102(电极体102以及集电体105)被容纳在壳体103内。也可以不设置绝缘构件106。
将各蓄电元件100的外部端子104例如通过汇流条等串联地连接,由此构成组电池20。
电流检测部41也可以是电流检测电阻(例如分流电阻)。通过检测电流检测电阻的两端间的电位差,能够检测流过组电池20的电流。温度测定部42设为接触式或者非接触式,测定组电池20的温度[℃]。温度测定部42可以测定组电池20的附近的温度,也可以测定所指定的一个蓄电元件或者多个蓄电元件各自的温度。如图1所示,电流检测部41和温度测定部42与BMU30连接,电流检测部41的检测值、温度测定部42的检测值被BMU30取得。
输出控制电路43响应来自BMU30的指令,控制组电池20的输出电流或输出电压。
电流阻断装置44例如是FET等半导体开关、继电器,其响应来自BMU30的指令而进行驱动,阻断组电池20与车辆负载C1以及车辆侧发电机C2之间的电流。
如图1所示,BMU30构成为具备电压检测电路(“测定部”的一例)31、中央处理装置即CPU(“控制部”的一例)33、和存储器34,BMU30通过从组电池20接受电力的供给而进行驱动。
电压检测电路31经由电压检测线分别与各蓄电元件100的两端连接,响应来自CPU33的指示,测定各蓄电元件100的单体电池电压以及组电池20的电池电压(多个蓄电元件100的总电压)。电压检测电路31也可以仅测定组电池20的总电压。
存储器34例如设为闪存、EEPROM等非易失性存储器。在存储器34中存储有管理各蓄电元件100或者组电池20的各种程序、各种程序的执行所需要的数据,例如,组电池20的OCV-SOC相关关系、组电池20的初始的实际容量等。
CPU33根据接收到的各种信号检测组电池20的电压、电流、温度等,并且基于从存储器34读出的程序,进行各部分的监视以及控制。CPU33基于OCV-SOC相关关系,根据电压计算SOC,并基于SOC的变化量计算通电电量。如图5以及图6所示,在电压与电流之间存在线性的相关关系,CPU33能够根据该斜率求出组电池20的内部电阻R、允许输出。
具体地,在放电时到达下限电压的情况下,如图5所示,在电压与电流的相关关系中参照下限电压中的推定电流,将下限电压与推定电流进行乘法运算,由此计算此时的允许输出。在充电时,在到达上限电流的情况下,如图6所示,在电压与电流的相关关系中参照上限电流中的推定电压,将上限电流与推定电压进行乘法运算,由此计算此时的容许输入。
CPU33基于该内部电阻与下限电压、内部电阻与上限电流,求出推定电流、推定电压,由此能够推定组电池20中的充放电时的最大容许输入输出,根据该最大允许输出来对输出控制电路43输出指令。
在组电池20中,若连续的充放电超过一定时间,则在各蓄电元件100中产生称为极限扩散的现象。虽然存在仅在不产生极限扩散的范围内使用组电池20的方法,但是在这样的情况下,由于将组电池20中的输出的下限值设定得高,因此无法充分地使用组电池20的性能。
因此,考虑如下方法:如图7所示,根据充电状态(SOC)、温度、内部电阻等,依次计算组电池20的允许输出(电压与电流的关系),由此充分地使用组电池20的性能。在图7所示的曲线图中,Y轴表示电压(CCV),X轴表示电流。
在产生了极限扩散的情况下,如图7的实线R1所示,组电池20的输出急剧下降。如图7的点划线R2所示,在被计算出组电池20的实力以上的允许输出的情况下,充放电系统的动作变得不稳定。
本发明的发明人们发现了基于因对组电池20进行连续充电或者连续放电而产生了极限扩散时的电压值以及电流值,预先决定ΔSOC的上限值(以下,称为“上限ΔSOC”),并进行控制以使基于组电池20的使用时的电压值以及电流值而决定的ΔSOC不超过上限ΔSOC,由此能够避免组电池20到达极限扩散。这里,所谓连续充电以及连续放电是指连续地继续充电或连续地继续放电,例如,放电在中途切换为充电的情况、放电被临时停止并再次开始放电的情况从连续放电中排除。
例如,使SOC为15%、温度0℃的组电池20在多个条件下连续放电,并测定如图8以及图9所示的组电池的多个规定电流中的电压动作。在图8所示的曲线图中,Y轴表示组电池20的电流[A],X轴表示经过时间[sec],图9所示的曲线图是与图8对应的曲线图,Y轴表示组电池20的电压[V],X轴表示经过时间[sec]。
能够基于图8以及图9所示的电压/电流动作的曲线图的、在开始连续放电之后经过规定时间t0时的电流值I1,I2…In以及各电压V1,V2…Vn,求出如图10所示的电压-电流的关系(组电池的输出),并求出与各条件对应的内部电阻R1,R2…Rn。在图10所示的曲线图中,Y轴表示电压[V],X轴表示电流[A]。
如图10所示,蓄电元件的内部电阻R以指定的条件RP为界,此后急剧变大(在蓄电元件100内产生极限扩散),放电时的输出急剧下降。
通过电流累计法来求出放电中的通电电量,并将该通电电量除以组电池20的实际容量而计算ΔSOC(通电电量/实际容量),由此能够得到如图11所示的ΔSOC与电压的关系。所谓实际容量是指从组电池被完全充电的状态能够取出的容量。在图11的曲线图中,Y轴表示ΔSOC[%],X轴表示电压[V]。
将根据电压-电流的关系得到的极限扩散的结果、和ΔSOC与电流的关系进行对照,由此,如图11所示,能够决定产生极限扩散的ΔSOC的上限值即上限ΔSOC。
具体地,将成为极限扩散的情况下的图10的各电压、和图11所示的ΔSOC与电流的关系进行对照,由此能够决定图11中的上限ΔSOC。
在对组电池20进行连续放电时,使ΔSOC不超过上限ΔSOC,由此能够抑制在组电池20中产生极限扩散。
此外,本发明的发明人们发现了上限ΔSOC分别对进行连续放电、连续充电前的SOC即SOC初始值、进行连续放电、连续充电前的蓄电元件的温度存在依赖性。
例如,使SOC为45%、温度-30℃的组电池20连续放电(参照图12以及图13),求出此时的电压-电流的关系(参照图14)以及ΔSOC与电流的关系(图15)。如图16所示,通过求出多个SOC初始值中的上限ΔSOC,本发明的发明人们发现了在将X轴设为SOC[%]并且将Y轴设为上限ΔSOC[%]的SOC初始值与上限ΔSOC的关系中,存在若SOC初始值增加则上限ΔSOC也上升的倾向。本发明的发明人们发现了关于组电池20的温度,与SOC初始值同样地,也存在上限ΔSOC与温度的增加一起上升的倾向。也可以将表示组电池20的每个温度的SOC初始值与上限ΔSOC的相关性的数据(图16的曲线图)存储在存储器34。
本发明的发明人们发现了即使在变更了蓄电元件中的极板的厚度、极板以及隔离件的空孔率的不同种类的组电池(组电池A以及组电池B)中,如图17所示,也存在若SOC初始值增加则上限ΔSOC也上升的倾向。
对于连续充电中的组电池20的上限ΔSOC,也能够用与放电的情况同样的方法来求出,因此省略说明。
图14以及图15所示的四角点是与圆点相同种类的组电池的结果,三角形点是将与圆点相同种类的组电池放置一定期间(几百日以上)而经年劣化时的结果,此时的上限ΔSOC在组电池20的劣化前和劣化后的任一情况下,均为同样的倾向。也就是说,在相同种类的组电池的情况下,通过应用任意组电池中的上限ΔSOC,从而能够抑制在组电池20中产生极限扩散。求出经年劣化的组电池的上限ΔSOC时的实际容量例如能够通过容量基于实际使用的累计时间、组电池的充放电次数而下降的法则(根源(route)侧)而求出。
在本实施方式中,为了避免在组电池20中产生极限扩散,如图18所示,CPU33在组电池20的充放电时进行输入输出控制。
在输入输出控制处理中,例如,通过定期向电压检测电路31提供指令,从而检测组电池20的开路电压(OCV),车辆的点火被开启而从组电池20向车辆侧负载的电力供给被开始,由此求出紧前的开路电压(OCV)。然后,基于检测到的OCV,根据存储于存储器34的OCV-SOC对应关系求出SOC初始值(S11)。此外,CPU33根据来自温度测定部42的信号,求出点火被开启(ON)时的组电池20的初始温度(S12)。
接着,CPU33在基于针对组电池20的充放电的通电的开始后,CPU33通过来自电流检测部41的输出计算电流值,并且检测来自电压检测电路31的组电池20的闭路电压(CCV),计算通电开始后的组电池20的SOC(S13)。SOC是残留容量相对于组电池20的实际容量的比率。SOC可以根据电流值通过电流累计法来求出,也可以根据闭路电压利用CCV-SOC的相关性来求出。
然后,在计算出SOC时,CPU33基于SOC和SOC初始值来计算通电电量,并将通电电量除以存储于存储器34的实际容量,由此计算ΔSOC(S14)。通电电量也可以根据在通电开始后计测到的电流的累计值来计算。
接着,CPU33基于来自电流检测部41的信号来判定计算ΔSOC时的通电是否为基于连续充电或连续放电的通电(S15),在不是连续充电或连续放电的情况下(S15:否),作为不会有到达极限扩散的担忧的情况,返回S11。
另一方面,在从SOC初始值到计算出SOC为止的期间的通电是连续充电或连续放电的情况下(S15:是),CPU33决定与SOC初始值以及组电池20的初始温度的条件一致的上限ΔSOC(S16)。上限SOC也可以仅根据SOC初始值或组电池20的初始温度中的任一方的条件来决定。
接着,CPU33对通过S16而被决定的上限ΔSOC与ΔSOC进行比较(S17),在ΔSOC比上限ΔSOC小的情况下(S16:是),作为能够不产生极限扩散而继续连续通电的情况,返回S12。
另一方面,在ΔSOC不小于上限ΔSOC的情况下(S16:否),向电流阻断装置44提供指令,进行基于电流阻断装置44的通电的阻断,由此停止组电池20与车辆侧发电机C2以及车辆负载C1之间的连续通电(S18)。
如以上那样,根据本实施方式的蓄电装置10,虽然能够将组电池20使用到组电池20中产生极限扩散的输出极限,但是能够在即将到达极限扩散之前阻断从组电池20向车辆负载C1的连续放电,防止组电池20中的极限扩散,因此能够抑制组电池20的输出的急剧的下降。
根据本实施方式,CPU33根据组电池20的连续充电或者连续放电前的SOC、温度来决定上限ΔSOC,因此能够提高组电池20中的极限扩散抑制的精度。
<实施方式2>
接着,参照图19对实施方式2进行说明。
与实施方式1不同,实施方式2的输入输出控制处理是如下的处理:在对上限ΔSOC与ΔSOC进行比较之前进行充放电时的输出抑制,延长ΔSOC到达上限ΔSOC。对于与实施方式1共通的结构、作用以及效果,由于重复,因此省略其说明,对于与实施方式1相同的结构,使用相同的标号。
在实施方式2的输出控制处理中,首先,CPU33对电压检测电路31提供指令,由此检测流过车辆的点火即将开启之前的组电池20的开路电压(OCV),并基于检测到的OCV,根据存储于存储器34的OCV-SOC对应关系求出SOC初始值(S111)。CPU33根据来自温度测定部42的信号,检测点火被开启时的组电池20的初始温度(S112)。
接着,CPU33在基于针对组电池20的充放电的通电的开始后,CPU33通过来自电流检测部41的输出计算电流值,并且检测基于电压检测电路31的闭路电压(CCV),计算通电开始后的SOC(S113)。
在计算出SOC时,基于SOC和SOC初始值来计算通电电量,并将通电电量除以存储于存储器34的实际容量,由此计算ΔSOC(S114)。
接着,CPU33判定计算ΔSOC时的通电是否为连续充电或连续放电(S115),在不是连续充电或连续放电的情况下(S115:否),作为不会有到达极限扩散的担忧的通电,返回S111。
另一方面,在从SOC初始值到计算出SOC为止的期间的通电是连续充电或连续放电的情况下(S115:是),CPU33对ΔSOC与输出抑制阈值进行比较(S116)。这里,所谓输出抑制阈值是,根据车辆负载C1等的消耗电力而被决定为比上限ΔSOC小的值,例如,本实施方式中的输出抑制阈值被设为上限ΔSOC的90%的值。
然后,在ΔSOC比输出抑制阈值小的情况下(S116:是),作为不会有产生极限扩散的担忧而能够继续连续通电的情况,返回S111。
另一方面,在ΔSOC不小于输出抑制阈值的情况下(S116:否),向输出控制电路43提供指令,控制组电池20的输出电流或输出电压(S117)。
接着,CPU33决定与SOC初始值以及组电池20的初始温度的条件一致的上限ΔSOC(S118)。上限SOC也可以仅根据SOC初始值或者组电池20的初始温度中的任一方的条件来决定。
CPU33对ΔSOC与上限ΔSOC进行比较(S119)。然后,在ΔSOC比上限ΔSOC小的情况下(S119:是),作为虽然基于输出控制电路43的输出限制继续,但是能够继续连续通电的情况,返回S113。
另一方面,在ΔSOC不小于上限ΔSOC的情况下(S119:否),向电流阻断装置44提供指令,进行基于电流阻断装置44的通电的阻断,由此停止组电池20与车辆侧发电机C2以及车辆负载C1之间的连续通电(S120)。
即,根据本实施方式,在ΔSOC超过了被设定得比上限ΔSOC低的输出抑制基准值的情况下,能够抑制组电池20的充放电时的输出,因此能够延长ΔSOC超过上限ΔSOC而组电池20的通电被阻断为止的期间,能够延长在蓄电装置10中能够充放电的期间。
<其他实施方式>
在本说明书中公开的技术并不限定于通过上述记述以及附图而说明的实施方式,例如也包含如下的各种方式。例如,能够在某实施方式的结构中追加其他实施方式的结构,此外,能够将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构。进而,能够删除某实施方式的结构的一部分。
(1)在上述实施方式中,说明了搭载在电动汽车、混合动力车辆的蓄电装置10,但是并不限于此,也可以作为两轮车、其他机械、装置等中的蓄电装置而构成。
(2)在上述实施方式中,设为了根据OCV-SOC对应关系来求出SOC初始值等的SOC的结构。然而,并不限于此,也可以设为根据来自充放电开始时的电流累计来求出SOC的结构。
(3)在上述实施方式中,在收纳蓄电元件100或者组电池20的容器中配置管理装置30,但是本发明并不限定于该例子。管理装置30或者管理装置30的一部分(例如CPU33、存储器34)也可以配置在与蓄电元件100(组电池20)分离的部位。例如,车辆所具备的控制部也可以发挥作为蓄电元件的电池控制装置的功能。
在上述实施方式中,根据连续放电、连续充电前的SOC即SOC初始值、连续放电、连续充电前的蓄电元件的温度来决定了上限ΔSOC,但是并不限于此,也可以根据连续通电时间t0来决定上限ΔSOC。
附图标记的说明
10:蓄电装置;
30:电池管理装置;
31:电压检测电路(“测定部”的一例);
33:CPU(“电量计算部”、“控制部”的一例);
41:电流检测部(“测定部”的一例);
42:温度测定部(“测定部”的一例);
43:输出控制电路(“输出控制单元”的一例);
44:电流阻断装置;
100:蓄电元件。
Claims (8)
1.一种蓄电元件的管理装置,具备:
电量计算部,计算基于蓄电元件的连续充电或者连续放电的通电电量;以及
控制部,
所述控制部对蓄电元件的充放电时的输入输出进行控制,以使将所述通电电量除以所述蓄电元件的实际容量而得的值即ΔSOC不超过上限ΔSOC。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件的管理装置,其中,
所述控制部在所述蓄电元件的连续充电或者连续放电超过规定时间而进行时,对所述蓄电元件的充放电时的输入输出进行控制,以使所述ΔSOC不超过所述上限ΔSOC。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的蓄电元件的管理装置,其中,
所述控制部基于所述蓄电元件的连续充电或者连续放电前的充电状态,决定所述上限ΔSOC。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的蓄电元件的管理装置,其中,
所述控制部基于所述蓄电元件的连续充电或者连续放电前的温度,决定所述上限ΔSOC。
5.一种蓄电装置,具备:
蓄电元件;以及
权利要求1至权利要求4中任一项所述的蓄电元件的管理装置。
6.根据权利要求5所述的蓄电装置,其中,
所述蓄电装置具备:电流阻断装置,阻断所述蓄电元件的通电,
所述控制部在所述ΔSOC超过了所述上限ΔSOC的情况下,通过所述电流阻断装置对所述蓄电元件的通电进行阻断控制。
7.根据权利要求6所述的蓄电装置,其中,
所述蓄电装置具备:输出控制单元,抑制所述蓄电元件的输出,
所述控制部在所述ΔSOC超过了被设定得比所述上限ΔSOC低的输出抑制阈值的情况下,通过所述输出控制单元对所述蓄电元件的输出进行抑制控制。
8.一种蓄电元件的输入输出控制方法,
对所述蓄电元件的充放电时的输入输出进行控制,以使将基于蓄电元件的充放电的通电电量除以实际容量而得的值即ΔSOC不超过上限ΔSOC。
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