CN1441527A - 用于电动汽车的电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动汽车用的电源装置，具有：包括驱动行驶用马达的驱动电池以及控制该驱动电池的充放电并计算出驱动电池的残存容量的电池控制电路的电池系统、和驱动汽车中电器部件的电器用电池。并且，控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路，在汽车处于停止的状态下，利用电器用电池的电能把驱动电池充电到规定状态，同时电池控制电路将驱动电池的残存容量值修正到规定容量值，然后使驱动电池对电器用电池进行充电，使驱动电池的残存容量达到规定值。通过对驱动电池(2)的残存容量进行正确地计算，消除了构成驱动电池(2)的蓄电池的容量差，并且最佳地消除了驱动电池(2)的存储效应和自身放电，还可防止低温状态下的输出降低。

Description

用于电动汽车的电源装置
技术领域
本发明涉及一种用于电动汽车的电源装置。
背景技术
作为电动汽车的一种的混合型汽车，是通过发动机和马达驱动车轮而行驶的。作为驱动马达的电源，安装了由将多个蓄电池(镍镉电池、镍氢电池或锂离子蓄电池等)串联连接的电池组件所构成的驱动电池。该驱动电池是使用由发动机驱动的发电机、或者利用作为再生制动使汽车停止时的惯性力驱动的发电机进行充电。
对于驱动电池而言，一般要求寿命长、可靠性高及安全性好。因此，在通常情况下，为了防止各种蓄电池的过充电及过放电，通过适当控制充电量和放电量使驱动电池的残存容量处于规定的范围(例如40～60％)。
在这种驱动电池中，必须控制充放电使驱动电池的残存容量处于规定的范围，因而需要正确地算出驱动电池的残存容量。
另外，驱动电池由于是将多个蓄电池串联连接的结构，所以当各蓄电池之间的容量有差异时，有可能发生部分电池会产生过充电或过放电的弊端。
并且，一般地，对于由蓄电池组成的驱动电池而言，还会发生存储效应或自身放电，甚至在低温状态下的输出降低。
发明内容
本发明是以有效地解决上述缺点为目的而提出的。其目的之一是正确地算出驱动电池的残存容量。
其目的之二是适当地消除驱动电池的容量差。
另外，本发明的目的还在于，最佳地消除驱动电池的存储效应或自身放电，以及防止在低温状态下的输出降低。
本发明的电动汽车的电源装置，具有：包括驱动行驶用的马达的驱动电池以及控制该驱动电池的充放电、同时对驱动电池的残存容量进行计算的电池控制电路的电池系统和驱动汽车的用电零件的电器用电池。
发明之一的特征在于，还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路，充电电路，在汽车处于停止的状态下，利用电器用电池的电能把驱动电池充电到规定状态、同时电池控制电路将驱动电池的残存容量值修正到规定容量值，然后，使驱动电池对电器用电池进行充电，使驱动电池的残存容量达到规定值。
发明之二的特征在于，还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路，充电电路，在汽车处于停止的状态下，利用电器用电池的电能以低速率对驱动电池进行充电，减少驱动电池的残存容量之差，然后，使驱动电池对电器用电池进行充电，使驱动电池的残存容量达到规定值。
发明之三的特征在于，还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路，充电电路，在汽车处于停止的状态下，使驱动电池的电能向电器用电池放电，消除驱动电池的存储效应，然后，使电器用电池对驱动电池进行充电，使驱动电池的残存容量达到规定值。
发明之四的特征在于，还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路，充电电路，在汽车处于停止的状态下，当驱动电池的残存容量小于规定值时，使电器用电池对驱动电池进行充电。
发明之五的特征在于，还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路、和检测驱动电池的温度的温度检测电路，当驱动电池的温度低于规定值时，充电电路使电器用电池对驱动电池进行充电。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的电动汽车的电源装置的方框图。
其中：1—电池系统；2—驱动电池；5—电器用电池；6—电池控制电路；7—充电电路。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
图1所示的电动汽车用的电源装置，包括：具有驱动行驶用的马达3的驱动电池2的电池系统1、将内置在电池系统1中的驱动电池2的电力输出供给到马达3的换流器4、以及用于驱动汽车中的电器部件的电器用电池5。
电池系统1包括：驱动电池2、使该驱动电池2充放电、并且在防止其过充电或过放电的同时计算驱动电池2的残存容量的电池控制电路6、控制驱动电池2与电器用电池5之间的充电的充电电路7、以及用于冷却驱动电池2的冷却风扇10。
驱动电池2是将多个蓄电池组件化后串联连接在一起的。蓄电池由镍镉电池、镍氢电池、或锂离子蓄电池等组成。
电池控制电路6检测出驱动电池2的电压、流过驱动电池2的电流、以及驱动电池2的温度。将多个蓄电池串联连接的驱动电池2，检测各蓄电池的电压，或着，也可以对将由多个蓄电池串联连接的各电池组件进行电压检测。流过驱动电池2的电流的检测，是通过检测与电池串联连接的电流检测电阻(图中未示出)上所产生的电压来进行的。充电电流与放电电流的区分，是根据电流检测电阻上所产生的电压的方向来确定的。驱动电池2的温度由温度传感器检测。把温度传感器设置在靠近各电池、或靠近各电池组件的位置。
电池控制电路6根据充电电流及放电电流计算驱动电池2的残存容量。残存容量的计算是针对构成驱动电池2的各电池组件来进行的。充电容量是通过充电电流的累计值和充电效率来计算的。放电容量是通过放电电流的累计值来计算的。另外，放电容量的计算中也考虑了驱动电池2的自身放电。电池控制电路6，受汽车的控制单元控制，在通常的动作中，控制驱动电池2的充放电，使驱动电池2的残存容量处于规定的范围(例如40～60％)内。
另外，电池控制电路6，预先存储了代表驱动电池2的电压与残存容量的关系的关系表，从而可以对电池控制电路6算出的驱动电池2的残存容量进行修正。例如，当正在充电的驱动电池2的电压到达最大值时，电池控制电路6将驱动电池2的残存容量设定到90％。
另外，电池控制电路6还控制充电电路7，使电器用电池5对驱动电池2进行充电，或使驱动电池2对电器用电池5进行充电。当驱动电池2的残存容量变得少于设定值、由驱动电池2驱动旋转的马达3无法启动发动机8时，或者，在进行根据本发明的对驱动电池2残存容量的修正或各种控制时，电池控制电路6通过充电电路7，使电器用电池5对驱动电池2进行充电，反之，使驱动电池2对电器用电池5进行充电。
充电电路7通过改变电压来实现对电器用电池5或驱动电池2的充电。由于驱动电池2的电压比电器用电池5的高，所以在使电器用电池5对驱动电池2进行充电时，电器用电池5的电压升高，而在使驱动电池2对电器用电池5进行充电时，驱动电池2的电压降低。
冷却风扇10在驱动电池2的温度高于正常情况时，向驱动电池2送冷却风进行冷却。因此，冷却风扇10的驱动受到电池控制电路6的控制。冷却风扇10的电能由电器用电池5供给，但也可以用驱动电池2驱动。
换流器4将驱动电池2的直流电能转换成三相交流电，使驱动电池2驱动马达3。另外，换流器4将发电机9的输出电力转换成对驱动电池2进行充电的直流电压，利用发电机9的输出对驱动电池2进行充电。因此，换流器4连接在驱动电池2与马达3之间，并且也连接在发电机9与驱动电池2之间。
电器用电池5是12V的铅蓄电池，但并不局限于此，也可以使用24V的铅蓄电池、或铅蓄电池以外的蓄电池。
本发明为了能正确地计算驱动电池2的残存容量，对残存容量进行适当地修正、消除了构成驱动电池2的蓄电池的容量差，并最佳的消除了驱动电池2的存储效应或自身放电，还可防止低温状态时的输出下降，但以上这些均是在汽车的停止状态、也就是在点火开关钥匙处于“关”的状态时进行的。
首先，对驱动电池2的残存容量的修正动作进行说明。
有关修正动作是以每一规定的期间、或在驱动电池2的残存容量的运算值与实际的容量有很大差异时进行的。在汽车进行运转时，电池控制电路6，如上所述的那样，控制驱动电池2的充放电使驱动电池2的残存容量处于所设定的范围(例如40～60％)内，但在进行修正动作时，电池控制电路6进行充放电控制，使驱动电池2的残存容量的上限为70～80％。
然后，当汽车处于停止状态(也就是在点火开关钥匙处于“关”的状态)时，电池控制电路6通过控制充电电路7，使电器用电池5对驱动电池2进行充电。该充电是以恒定功率(例如2KW)进行的。
在以恒定功率进行充电的情况下，当驱动电池2的电池电压到达最大值时，电池控制电路6将驱动电池2的残存容量修正到90％。这样，驱动电池2的残存容量就成为正确的值。
然后，电池控制电路6控制充电电路7，使驱动电池2对电器用电池5进行充电(换句话说就是使驱动电池2放电)，把驱动电池2的残存容量控制在设定范围(40～60％)内。
这样，残存容量的修正动作，由于是在汽车处于停止状态下进行的，所以可以正确地检测驱动电池2的状态，因而可以进行更加正确的残存容量的计算。
其次，对消除构成驱动电池2的蓄电池之间的容量差的动作进行说明。
有关消除动作是以每一规定的期间、或在构成驱动电池2的蓄电池(或电池组件)的容量之差变大时进行的。在进行容量差的消除时，也是由电池控制电路6进行充放电控制，使驱动电池2的残存容量的上限为70～80％。
然后，当汽车处于停止状态(也就是在点火开关钥匙处于“关”的状态)时，电池控制电路6控制充电电路7，使电器用电池5对驱动电池2进行充电。该充电以低速率(例如0.1～0.5C)的恒定电流对驱动电池2进行充电。
在这种充电的情况下，当驱动电池2的电池电压到达最大值时，或当驱动电池2的电池电压到达规定值时，或者经过规定的时间时，电池控制电路6结束对驱动电池2的充电。这样，就消除了驱动电池2的容量之差。
然后，电池控制电路6控制充电电路7，使驱动电池2对电器用电池5进行充电(换句话说就是使驱动电池2放电)，把驱动电池2的残存容量控制在设定范围(40～60％)内。
其次，对消除驱动电池2的存储效应的动作进行说明。
有关消除动作是以每一规定的期间、或在判断出在构成驱动电池2的蓄电池中产生了存储效应时进行的。在这种情况下，电池控制电路6进行充放电控制，使驱动电池2的残存容量的下限为20～30％。
然后，当汽车处于停止状态(也就是在点火开关钥匙处于“关”的状态)时，电池控制电路6控制充电电路7，使驱动电池2对电器用电池5进行充电。换句话说就是使驱动电池2放电。
在这种放电情况下，当驱动电池2的残存容量到达10～15％时，电池控制电路6结束驱动电池2的放电。这样，驱动电池2的存储效应就被消除。
然后，电池控制电路6控制充电电路7，使电器用电池5对驱动电池2进行充电，把驱动电池2的残存容量控制在设定范围(40～60％)内。
并且，电池控制电路6，在汽车处于停止的状态下，还进行驱动电池2的电池电压或残存容量的监视。并且，在驱动电池2的电池电压小于规定的电压时，或着在驱动电池2的自身放电容量大于规定量时，控制充电电路7，使电器用电池5对驱动电池2进行充电，把驱动电池2的残存容量控制在设定范围(40～60％)内。
另外，电池控制电路6，在汽车处于停止的状态下，还进行驱动电池2的电池温度的监视。并且，在驱动电池2的电池温度小于规定温度时，控制充电电路7，用电器用电池5对驱动电池2进行充电，使驱动电池2的电池温度上升。这样，驱动电池2的放电特性就会提高，从而就可以以规定的输出进行放电。
当驱动电池2的电池温度上升到规定温度时，电池控制电路6控制充电电路7，使驱动电池2对电器用电池5进行充电(换句话说就是使驱动电池2放电)，把驱动电池2的残存容量控制在设定范围(40～60％)内。
根据本发明，可以使驱动电池的残存容量始终为正确的值，从而可以适当地消除驱动电池的容量之差。
并且，可以最佳地消除驱动电池的存储效应和自身放电，另外，还可以防止低温状态下的输出下降。
另外，根据本发明，这些动作由于是在汽车处于停止的状态下自动地进行的，所以可以正确地进行。
并且，即使在进行驱动电池的修正或进行消除对各公司的不利影响的动作时，由于能够把驱动电池的状态控制在规定状态，所以不会对汽车的运转动作产生任何不良影响。

Claims (5)

1.一种电动汽车的电源装置，具有：包括驱动行驶用的马达的驱动电池以及控制该驱动电池的充放电并对驱动电池的残存容量进行计算的电池控制电路的电池系统、和驱动汽车的电器部件的电器用电池，其特征在于，
还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路，
充电电路在汽车处于停止的状态下，利用电器用电池的电能把驱动电池充电到规定状态，同时电池控制电路将驱动电池的残存容量值修正到规定容量值，然后，使驱动电池对电器用电池进行充电，使驱动电池的残存容量达到规定值。
2.一种电动汽车的电源装置，具有：包括驱动行驶用马达的多个驱动电池以及控制该驱动电池的充放电并对驱动电池的残存容量进行计算的电池控制电路的电池系统、和驱动汽车的电器部件的电器用电池，其特征在于，
还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路，
充电电路，在汽车处于停止的状态下，利用电器用电池的电能以低速率对驱动电池进行充电，减少驱动电池的残存容量之差，然后，用驱动电池对电器用电池进行充电，使驱动电池的残存容量达到规定值。
3.一种电动汽车的电源装置，具有：包括驱动行驶用的马达的多个驱动电池以及控制该驱动电池的充放电并对驱动电池的残存容量进行计算的电池控制电路的电池系统、和驱动汽车的电器部件的电器用电池，其特征在于，
还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路，
充电电路在汽车处于停止的状态下，使驱动电池的电能向电器用电池放电，消除驱动电池的存储效应，然后，用电器用电池对驱动电池进行充电，使驱动电池的残存容量达到规定值。
4.一种电动汽车的电源装置，具有：包括驱动行驶用的马达的多个驱动电池以及控制该驱动电池的充放电并对驱动电池的残存容量进行计算的电池控制电路的电池系统、和驱动汽车的电器部件的电器用电池，其特征在于，
还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路，
充电电路，在汽车处于停止的状态下，当驱动电池的残存容量小于规定值时使电器用电池对驱动电池进行充电。
5.一种电动汽车的电源装置，具有：包括驱动行驶用的马达的多个驱动电池以及控制该驱动电池的充放电并对驱动电池的残存容量进行计算的电池控制电路的电池系统、将驱动电池的输出电能供给到所述马达的换流器、以及驱动汽车的电器部件的电器用电池，其特征在于，
还具有：控制驱动电池与电器用电池之间的充电的充电电路和检测驱动电池的温度的温度检测电路，
当驱动电池的温度低于规定值时，充电电路使电器用电池对驱动电池进行充电。
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