CN1874912A - 二次电池控制装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及二次电池控制装置及控制方法，其中，电池ECU执行一包括下列步骤的程序：检测车速(S100)；检测电池温度(S110)；计算电池SOC(S120)；基于电池温度和电池SOC计算用于开始充电限制控制的车速阈值(S130)；以及，当检测出的车速大于计算出的车速阈值时(在S140中为是)，即使在再生制动之前也设定用于限制待充电的电量的充电限制标志(S150)。

Description

二次电池控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于延长安装在车辆上的二次电池的寿命的技术，并更具体地涉及一种用于在再生制动期间限制充入二次电池的电能的技术。
背景技术
通过电动机获得驱动力的电动车辆、混合动力车辆以及燃料电池车辆安装有二次电池。在电动车辆中，储存在二次电池中的电能用于驱动电动机以驱动车辆。在混合动力车辆中，储存在二次电池中的电能用于驱动电动机以驱动车辆，并且电动机辅助发动机驱动车辆。在燃料电池车辆中，来自燃料电池的电能用于驱动电动机以驱动车辆，并且除了来自燃料电池的电能以外，储存在二次电池中的电能也用于驱动电动机以驱动车辆。
这种车辆具有再生制动的功能，该功能使得电动机在车辆制动期间用作发电机，从而将车辆的动能转换成电能以实现制动。此处所转换的电能被储存在二次电池中并再利用于加速等。
因为二次电池的过度放电或过度充电会损害电池的性能并缩短寿命，所以需要知道二次电池的充电状态(SOC，也称为剩余电量)以控制充电和放电。具体地，对于通过安装在车辆上的热机来驱动发电机以产生电能并且然后将该电能充入二次电池的混合动力车辆，所要充入的电量通常控制在充满状态(100％)和未充(0％)之间的大致中间状态(50-60％)，从而二次电池可以接受再生的电能并且也可以根据要求立即向电动机供给电能。为了这样控制并且也为了延长二次电池的寿命，需要避免过度放电或过度充电。
在日本专利待审公开No.11-220810中公开了一种安装有包括这种二次电池的蓄电装置的混合动力车辆控制装置。该公开文献公开了一种混合动力车辆控制装置，该混合动力车辆控制装置能更好地控制车辆减速时所要再生的电量、防止蓄电装置劣化并在必要时充分辅助驱动。该混合动力车辆控制装置控制混合动力车辆，其中，该混合动力车辆包括：使车辆的驱动轴转动的发动机、利用电能来辅助发动机使驱动轴转动并具有将驱动轴的动能转换成电能的再生功能的电动机、以及用于向电动机供给电能并储存从电动机输出的电能的蓄电装置。该控制装置包括：用于检测包括至少车辆行驶速度的车辆行驶状态的行驶状态检测单元、用于检测蓄电装置的剩余电量的剩余电量检测单元以及用于基于行驶状态检测单元的输出来控制该混合动力车辆减速时所要由电动机再生的电量的减速再生控制单元。该减速再生控制单元包括用于基于剩余电量检测单元的输出来校正所要再生的电量的单元。
根据在该公开文献中所公开的混合动力车辆控制装置，基于行驶状态检测单元的输出来控制当车辆减速时所要由电动机再生的电量，并且基于蓄电装置的剩余电量来校正所要由电动机再生的电量。因此，该混合动力车辆控制装置能更好地控制车辆减速时所要再生的电量，防止蓄电装置劣化并在必要时充分辅助驱动。
另一方面，根据在该公开文献中所公开的混合动力车辆控制装置，基于蓄电装置的剩余电量来校正所要再生的电量。在此，当蓄电装置的剩余电量小于第一预定剩余电量时，或当小于比该第一预定剩余电量大的第二预定剩余电量并且最新的积分放电量大于一预定放电量时，根据车速计算再生量增加校正系数(＞1.0)，从而将减速再生量校正成增加。换句话说，当蓄电装置的剩余电量较小时，将减速再生量校正成增加以获得较大的再生电能。如果作为一种蓄电装置的二次电池(特别是镍金属氢化物电池)在再生制动操作期间以大电力长时间连续充电，则该电池的温度升高，从而该电池劣化并且寿命缩短。此外，电池温度升高还会减小充满电量。从而，即使是当实际上仅对低SOC充电时，也可能判定为SOC高。从而可能不会接受再生电力而降低燃料的经济性。
如果在检测到输入电量很大之后对所要充入的电量进行控制以对其进行限制，则通过再生制动(电动发电机发电)而不是通过发动机制动或车轮制动使车辆减速，直到开始该限制。在此，如果当所要充入二次电池的电量过大时对其进行限制，则从该时刻开始限制再生制动并通过发动机制动或车轮制动来使车辆减速。在此，自动变速器自动降档以在减速期间更强有力地进行发动机制动从而增加发动机速度，或制动控制计算机更强有力地进行车轮制动。因此，当驾驶员以相同方式压下制动踏板时，他/她可能会感到不方便(不舒适)。
发明内容
本发明为解决上述问题而提出，其目的在于提供一种用于二次电池的控制装置及控制方法，其在再生制动期间控制所要充入的电量，从而延长安装在车辆上的二次电池的寿命。
根据本发明的一个方面的二次电池的控制装置控制安装在车辆上的二次电池。该控制装置包括：检测与所述车辆的行驶有关的状态量的检测单元(检测部)；预测归因于所述状态量的、由于在所述车辆的再生制动时充电而造成的所述二次电池劣化(恶化)的程度的预测单元；和基于所述预测出的劣化程度来限制在所述再生制动时待充入的电量的限制单元。
根据本发明，在安装有电动发电机以便利用该电动机辅助发动机或者在再生制动期间利用发电机来再生电能的混合动力车辆、电动车辆及燃料电池车辆中，在车辆行驶期间检测与车辆(行驶)有关的状态量。在此，例如检测车辆的行驶速度、随着行驶而充电/放电的电量(电能量)等。当作为车辆的状态量的速度高时(例如当车辆在高速公路上高速巡航时)，如果此后在高速状态下致动制动器，则产生很大的再生制动电能。如果以这样的大电能(大电流)对二次电池充电，则该电池受到大负荷并且其温度升高。电池温度升高促使电池过早劣化。基于这些方面，预测单元预测由于在车辆的再生制动期间充电而造成的所述二次电池劣化的程度。限制单元限制在再生制动时待充入的电量。从而，当基于与车辆的行驶有关的状态量预测到电池劣化时，限制在再生制动时待充入二次电池的电量，从而防止电池温度过度升高。在此，当在再生制动之前开始由限制单元执行的限制时，在制动开始后不存在从再生制动至机械制动(减档并致动发动机制动并且提高车轮制动压力)的切换，驾驶员不会感觉到不舒适。因此，可以提供一种用于二次电池的、在再生制动期间控制待充入的电量的控制装置。
优选地，所述预测单元预测由于所述二次电池的温度升高而导致的劣化的程度。
根据本发明，基于随着二次电池的温度升高而劣化的程度，限制待充入二次电池的电量，从而抑制二次电池的温度过度升高，并可以延长其寿命。
更优选地，预测到所述二次电池的温度升高越大，所述预测单元预测所述劣化程度越高。
根据本发明，预测到所述电池的温度升高越大，则预测所述劣化程度越高，并且限制为二次电池再生的电量，从而可抑制二次电池的温度过度升高，并可以延长其寿命。
更优选地，所述检测单元检测所述车辆的车速。当所述车速越高时，所述预测单元预测所述劣化程度越高。
根据本发明，当车速高时，如果随后在高速下致动制动器，则预测将产生很大的再生制动电能。如果用这样的大电能(大电流)对二次电池充电，则会使电池受到很大的负荷并且温度升高，从而促使电池过早劣化。因此，当所述车速越高时，预测所述劣化程度越高，并限制在车辆的再生制动期间待充入二次电池的电量。
更优选地，所述检测单元检测所述车辆的车速。当所述车速大于预定速度的时间段持续超过预定时间段时，所述预测单元预测所述劣化程度为高。
根据本发明，当车速高的时间段持续时，如果之后在高速下致动制动器，则预测将产生很大的再生制动电能。因此，当所述车速大于预定速度的时间段持续越长时，预测所述劣化程度越高，并限制在车辆的再生制动期间待充入二次电池的电量。
更优选地，所述检测单元检测所述车辆的车速。当所述车速大于预定速度的时间段连续地持续超过预定时间段时，所述预测单元预测所述劣化程度为高。
根据本发明，当车速高的时间段连续地持续长时间时，如果随后在高速下致动制动器，则预测将产生很大的再生制动电能。因此，当所述车速大于预定速度的时间段持续越长时，预测所述劣化程度越高，并限制在车辆的再生制动期间待充入二次电池的电量。在这种情况下，当车速(高的时间)不连续地持续时(当车速暂时高时)，不限制在再生制动期间待充入二次电池的电量，而是用该再生电能对二次电池充电。
更优选地，所述检测单元检测所述车辆的车速。当所述车速大于预定速度的频率超过预定频率时，所述预测单元预测所述劣化程度为高。
根据本发明，当车速高的频率(车速在预定时间段内变高的次数)高时，如果随后在高速下致动制动器时，则预测为可能产生很大的再生制动电能。因此，当所述车速大于预定速度的频率越高时，预测所述劣化程度越高，并限制在再生制动期间待充入二次电池的电量。在这种情况下，当车速(高的时间)不连续地持续时，不限制在再生制动期间待充入二次电池的电量，并用该再生电能对二次电池充电。
更优选地，所述检测单元检测待充入所述二次电池的电量。当所述待充入的电量大于预定电量的时间段持续超过预定时间段时，所述预测单元预测所述劣化程度为高。
根据本发明，检测单元将待充入所述二次电池的电量作为与车辆行驶有关的状态量来检测。当待充入二次电池的电量很大的时间段持续越长时，预测劣化程度越高，这是因为可能会造成二次电池的温度过度升高。因此，限制待充入所述二次电池的电量。
更优选地，所述检测单元检测待充入所述二次电池的电量。当所述待充入的电量大于预定电量的时间段连续地持续超过预定时间段时，所述预测单元预测所述劣化程度为高。
根据本发明，检测单元将待充入所述二次电池的电量作为与车辆行驶有关的状态量来检测。当待充入二次电池的电量很大的时间段连续地持续越长时，预测劣化程度越高，这是因为可能会造成二次电池的温度过度升高。因此，限制待充入所述二次电池的电量。
更优选地，所述检测单元检测待充入所述二次电池的电量。当所述待充入的电量大于预定电量的频率大于预定频率时，所述预测单元预测所述劣化程度为高。
根据本发明，检测单元将待充入所述二次电池的电量作为与车辆行驶有关的状态量来检测。当待充入二次电池的电量很大的频率越大时，预测劣化程度越高，这是因为可能会造成二次电池的温度过度升高。因此，限制待充入所述二次电池的电量。
更优选地，所述预测单元考虑到所述二次电池的状态预测由于所述车辆再生制动时充电而造成的所述二次电池劣化的程度。
根据本发明，当预测单元预测二次电池的劣化程度时，预测单元例如使用考虑到二次电池的剩余电量(SOC)-即二次电池的状态-而确定的阈值，或者考虑到二次电池的电池温度而确定的阈值。因此，当二次电池的SOC低时，可以放松对要充电的电量的限制，并可以当电池温度高时严格限制。
更优选地，所述控制装置基于所述预测出的劣化程度来控制冷却装置的冷却能力。
根据本发明，安装有二次电池的车辆通常安装有用于冷却该二次电池的冷却装置。如果所述预测出的劣化程度高，则该控制装置提高冷却能力(冷却空气的空气体积(风量)或者冷却空气的温度)。通过提高冷却能力并限制待充入二次电池的电量，可以抑制二次电池劣化并延长其寿命。
根据本发明的另一方面，用于二次电池的控制方法是用于安装在车辆上的二次电池的控制方法。该方法包括以下步骤：检测与所述车辆的行驶有关的状态量；预测归因于所述状态量的、由于在所述车辆的再生制动时充电而造成的所述二次电池的劣化的程度；以及基于所述预测出的劣化程度来限制在所述再生制动时待充入的电量。
附图说明
图1是安装有根据本发明第一实施例的电池ECU的车辆的控制框图；
图2是示出在根据本发明第一实施例的电池ECU中执行的程序的控制结构的流程图；
图3示出在安装有根据本发明第一实施例的电池ECU的车辆中限制充入的电能的情况；
图4是示出在根据本发明第二实施例的电池ECU中执行的程序的控制结构的流程图；
图5示出在安装有根据本发明第二实施例的电池ECU的车辆中限制充入的电能的情况；
图6示出在根据本发明第三实施例的电池ECU中执行的程序的控制结构的流程图；
图7示出在安装有根据本发明第三实施例的电池ECU的车辆中限制充入的电能的情况；
图8是示出在根据本发明第四实施例的电池ECU中执行的程序的控制结构的流程图；
图9是示出在根据本发明第五实施例的电池ECU中执行的程序的控制结构的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行说明。在下面的说明中，相同的部件具有相同的标号。其名称和功能也相同。因此，不再重复说明。
下面将对控制待充入二次电池的电能的装置进行说明，其中该二次电池向车辆的驱动装置和辅助电器供应电能并接受在再生制动时来自电动发电机的电能。尽管该二次电池的类型未具体限定，但是在下面的说明中假定该二次电池是镍金属氢化物电池。根据本发明的实施例的限制待充入二次电池的电能的装置可适用于电动车辆、混合动力车辆或燃料电池车辆。
<第一实施例>
参照图1，对安装有根据本发明的电池ECU(电子控制单元)200的车辆的电力装置进行说明，其中该电池ECU实现限制待充入二次电池的电能的装置。如图1所示，该车辆的电力装置包括镍金属氢化物电池100和电池ECU200。
在该镍金属氢化物电池100上安装有用于测量镍金属氢化物电池100的温度的温度传感器110和用于测量镍金属氢化物电池100的电压的电压传感器130。在连接该镍金属氢化物电池100和车辆的电源线的输出电缆或输入电缆上安装有用于测量充电/放电电流值的电流传感器120。
电池ECU200包括：温度传感器110、电流传感器120、电压传感器130、车速信号线、与点火开关接通信号线和充电限制标志信号线相连接的输入/输出接口500、控制电池ECU200的CPU(中央处理单元)300、时钟400和存储各种数据的存储器600。镍金属氢化物电池100的电源端子与车辆的电源线相连接，以向车辆的驱动电动机(驱动马达)、辅助电器等供应电能。
由测量镍金属氢化物电池100的温度的温度传感器110检测到的温度信号经由电池ECU200的输入/输出接口500传送给CPU300。
由测量向该镍金属氢化物电池100充电的充电电流值和从该镍金属氢化物电池100放电的放电电流值的电流传感器120检测到的电流值，经由电池ECU200的输入/输出接口500传送给CPU300。CPU300能够通过对电流值进行时间积分来计算SOC。
由测量镍金属氢化物电池100的电压的电压传感器130检测到的电压值经由电池ECU200的输入/输出接口500传送给CPU300。CPU300能够基于在预定条件下测量的开路电压(OCV)来计算SOC，并通过将由电压传感器130检测到的电压值与由电流传感器120检测到的电流值相乘来计算电能(功率)值。
在电池ECU200中，输入/输出接口500、CPU300、时钟400和存储器600通过内部总线700连接，并能够在彼此之间进行数据通信。存储器600存储在CPU300中执行的程序、在该程序中所使用的阈值等。
电池ECU200设定用于限制待充入二次电池的电能的充电限制标志，并将其传送给控制电动发电机的ECU(例如混合动力ECU)。该混合动力ECU控制电动发电机以限制再生的电能，并控制为二次电池设置的冷却风扇的风量或冷却温度。
参照图2，说明在根据本实施例的作为用于限制待充入二次电池的电能的装置的电池ECU200的CPU300中执行的程序的控制结构。
在步骤(下面将步骤简称为S)100中，CPU300检测车速。在S110中，CPU300检测电池温度。在S120中，CPU300计算电池SOC。
在S100中的车速是基于经由输入/输出接口500输入的车速信号计算出的；在S110中检测到的电池温度是基于经由输入/输出接口500从温度传感器110输入的温度信号计算出的；在S120中计算出的电池SOC是通过对基于经由输入/输出接口500从电流传感器120输入的电流值信号的电流值进行积分计算出的。
在S130中，CPU300基于电池温度和电池SOC计算用于开始充电限制控制的车速阈值。在此，进行计算使得电池温度越高则车速阈值越低；电池SOC越低则车速阈值越高。
在S140中，CPU300判断检测到的车速是否大于计算出的车速阈值。如果检测到的车速大于计算出的车速阈值(在S140中为是)，则处理转到S150。否则(在S140中为否)，则处理转到S160。
在S150中，CPU300设定用于限制在再生时待充电的电量的充电限制标志。
在S160中，CPU300重新设定用于限制在再生时待充电的电量的充电限制标志。
在S170中，CPU300判断点火开关是否断开。该判断是基于经由输入/输出接口500输入的点火开关接通信号进行的。如果点火开关是断开的(在S170中为是)，则处理结束。否则(在S170中为否)，则处理返回S100并重复进行S100-S170的处理步骤。
下面基于上述结构和流程图说明安装有根据本实施例的电池ECU200的车辆的操作。当车辆行驶时，检测车速(S100)，检测电池温度(S110)，并对由检测通过镍金属氢化物电池100的电流的电流传感器120检测到的电流值进行积分，从而计算出电池SOC(S120)。基于电池温度和电池SOC，计算用于开始充电限制控制的车速阈值(S130)。如果检测到的车速大于计算出的车速阈值(在S140中为是)，则设定用于限制在再生时待充电的电量的充电限制标志(S150)。只要点火开关是断开的，即只要车辆在行驶，则重复执行该处理。
图3(A)示出车速随时间的变化，而图3(B)示出要充电的电量随时间的变化。如图3(A)所示，在安装有根据本实施例的电池ECU的车辆中，在车速超过车速阈值的时刻，进行控制以对待充电的电量进行限制。具体地，设定充电限制标志(S150)，并基于所设定的充电限制标志，例如混合动力ECU进行控制以对要再生的电量进行限制。
如上所述，根据本实施例的电池ECU，基于电池温度和电池SOC计算用于开始充电限制控制的车速阈值。如果车速大于车速阈值，则在再生制动时将很大的再生电能充入镍金属氢化物电池，这样会使镍金属氢化物电池的温度迅速升高并导致电池劣化。因此，在车速超过车速阈值的时刻并且在开始再生制动之前，设定充电限制标志以限制待充入镍金属氢化物电池的电量。从而，可以抑制镍金属氢化物电池的温度过度升高、防止其劣化并延长其寿命。
<第二实施例>
下面将对根据本发明的第二实施例的用于限制待充入二次电池的电量的装置进行说明。本实施例用与上述第一实施例相同的硬件结构(控制框图)来实施。只是在电池ECU200的CPU300中执行的程序不同。因此，在此除程序之外不再重复详细说明。
参照图4，说明在根据本实施例的作为用于限制待充入二次电池的电量的装置的电池ECU200的CPU300中执行的程序的控制结构。在图4的流程图中，与上述图2中所示的流程图中相同的处理步骤具有相同的步骤标号。其处理也相同。因此，在此不再重复详细说明。
在S200中，CPU300初始化高速持续时间VT。注意，在CPU300中将该高速持续时间VT视为变量。
在S210中，对高速持续时间VT进行积分。在S220中，基于电池温度和电池SOC计算用于开始充电限制控制的高速持续时间阈值VT(TH)。在此，进行计算以使得电池温度越高则高速持续时间阈值VT(TH)越低，电池SOC越低则高速持续时间阈值VT(TH)越高。
在S230中，CPU300判断积分后的高速持续时间VT是否大于计算出的高速持续时间阈值VT(TH)。如果高速持续时间VT大于计算出的高速持续时间阈值VT(TH)(在S230中为是)，则处理转到S240。否则(在S230中为否)，则处理转到S250。
在S240中，在经过预定时间后，CPU300设定用于限制在再生时待充入的电量的充电限制标志。
在S250中，CPU300重新设定用于限制在再生时待充入的电量的充电限制标志。
下面基于上述结构和流程图说明安装有根据本实施例的电池ECU200的车辆的操作。
当点火开关接通时，初始化高速持续时间VT(S200)。检测车速(S100)。如果车速大于车速阈值(在S140为是)，则对高速持续时间VT进行积分(S210)。在此，当车速至少为车速阈值时(在S140中为否)，则初始化高速持续时间VT(S200)。换句话说，只要车速大于车速阈值，就对高速持续时间VT进行积分，并且一旦车速至少为车速阈值时，就初始化高速持续时间VT。
基于电池温度和电池SOC计算用以开始充电限制控制的高速持续时间阈值VT(TH)(S220)。如果积分后的高速持续时间VT大于计算出的高速持续时间阈值VT(TH)(在S230中为是)，则在经过预定时间后设定用于限制在再生时待充入的电量的充电限制标志(S240)。
图5(A)示出车速随时间的变化，而图5(B)示出待充电的电量随时间的变化。如图5(A)所示，如果车速大于车速阈值(的时间)大于高速持续时间阈值VT(TH)，则从该时间点(时刻)经过预定时间后，设定用于限制待充电的电量的充电限制标志。从而，如图5(B)所示，限制待充入镍金属氢化物电池100的电量。
如上所述，根据本实施例的电池ECU，如果车速连续大于车速阈值的状态大于基于电池温度和电池SOC计算出的高速持续时间阈值VT(TH)，则进行控制以限制在再生制动时待充入的电量。具体地，当持续车速高的状态时，则在随后的再生制动期间将很大的再生电能充入镍金属氢化物电池。因此，预先设定用于限制在再生时待充入的电量的充电限制标志，以对待充入的电量设置一定的限制。从而，镍金属氢化物电池不会充入很大的电能，并防止了镍金属氢化物电池的温度过度升高。从而，可以防止镍金属氢化物电池劣化并可以延长其寿命。
注意，在图4的流程图中，当在S140中为否时，处理可以不返回到S200，而是返回到S100。从而，不仅当车速连续大于车速阈值时，而且当车速暂时降低并且车速大于车速阈值的状态间歇性地持续时，也可以进行控制以限制在再生制动时待充入的电量。
<第三实施例>
下面将对根据本发明的第三实施例的用于限制待充入二次电池的电量的装置进行说明。与上述第二实施例相似，该装置的硬件结构(控制框图)与上述第一实施相同。因此，在此不再重复对其详细说明。
参照图6，说明在根据本实施例的电池ECU200的CPU300中执行的程序的控制结构。在图6的流程图中，与上述图2和4中所示的流程图中相同的处理步骤具有相同的步骤标号。其处理也相同。因此，在此不再重复详细说明。
在S300中，CPU300初始化高速行驶频率α。注意，在CPU300中将该高速行驶频率α视为变量。
在S310中，CPU300对频率α加上1。在S320中，CPU300判断测量频率α的时间是否已经过。如果测量频率α的时间已经过(在S320中为是)，则处理转到S110。否则(在S320中为否)，则处理转到S100。
在S330中，CPU300基于电池温度和电池SOC计算用于开始充电限制控制的高速行驶频率阈值α(TH)。在S340中，CPU300判断计算出的频率α是否大于计算出的频率阈值α(TH)。如果计算出的频率α大于计算出的频率阈值α(TH)(在S340中为是)，则处理转到S240。否则(在S340中为否)，则处理转到S250。
下面说明安装有基于上述结构和流程图的根据本实施例的电池ECU200的车辆的操作。
当点火开关接通时，初始化高速行驶频率α(S300)。在车辆行驶期间检测车速(S100)。如果车速大于车速阈值(在S140中为是)，则对频率α加上1(S310)。重复执行这些处理步骤，直到经过测量频率α的时间。
当已经过测量频率α的时间时(在S320中为是)，检测电池温度(S110)，计算电池SOC(S120)，并基于电池温度和电池SOC计算用以开始充电限制控制的高速行驶频率阈值α(TH)(S330)。当计算出的频率α大于计算出的高速行驶频率阈值α(TH)时，在经过预定时间后，设定用于限制在再生时待充入的电量的充电限制标志(S240)。
图7(A)示出车速随时间的变化，而图7(B)示出待充电的电量随时间的变化。如图7(A)所示，对作为车速大于车速阈值时的频率的高速行驶频率α进行测量。如果频率α大于高速行驶频率阈值α(TH)时(在S340中为是)，则从该时间点(时刻)经过预定时间后，设定用于限制在再生时待充电的电量的充电限制标志(S240)，并且如7(B)所示，限制待充入的电量。
如上所述，根据本实施例的电池ECU，基于高速行驶频率，当该频率高时，则进行控制以限制在再生时待充入的电量。车速大于车速阈值的频率是指在高速行驶后的再生制动时可能会产生很大的再生电能。因此，预先限制待充入镍金属氢化物电池的电量。从而，可以抑制镍金属氢化物电池的温度过度升高，可以防止其劣化并可以延长其寿命。
<第四实施例>
下面将对根据本发明的第四实施例的用于限制待充入二次电池的电量的装置进行说明。与上述第二和第三实施例相似，该装置的硬件结构(控制框图)与上述第一实施相同。因此，在此不再重复对其详细说明。
参照图8，说明在根据本实施例的电池ECU200的CPU300中执行的程序的控制结构。在图8的流程图中，与上述图2中所示的流程图中相同的处理步骤具有相同的步骤标号。其处理也相同。因此，在此不再重复详细说明。
在S400中，CPU300初始化大电能充电时间T。注意，在CPU300中将该大电能充电时间T视为变量。
在S410中，CPU300检测由再生电能充电的电能值。CPU300基于由电流传感器120检测出的电流值和由电压传感器130检测出的电压值来检测由再生电能所充电的电能值。
在S420中，CPU300判断检测出的充电的电能值是否大于预定电能阈值。如果检测出的充电的电能值大于预定电能阈值(在S420中为是)，则处理转到S430。否则(在S420中为否)，则处理转到S400。
在S430中，CPU300对大电能充电时间T进行积分。在S440中，CPU300基于电池温度和电池SOC计算用于开始充电限制控制的大电能充电时间阈值T(TH)。在S450中，CPU300判断积分后的大电能充电时间T是否大于计算出的大电能充电时间阈值T(TH)。如果积分后的大电能充电时间T大于计算出的大电能充电时间阈值T(TH)(在S450中为是)，则处理转到S460。否则(在S450中为否)，则处理转到S470。
在S460中，CPU300设定用于限制待充入的电量的充电限制标志。在S470中，CPU300重新设定用于限制待充入的电量的充电限制标志。
下面说明安装有基于上述结构和流程图的、根据本实施例的ECU200的车辆的操作。
当点火开关接通时，初始化大电能充电时间T(S400)。检测由再生电能充电的电能值(S410)。当检测出的充电的电能值大于电能阈值(在S420中为是)，对大电能充电时间T进行积分(S430)。基于电池温度和电池SOC计算大电能充电时间阈值T(TH)(S440)。如果计算出的大电能充电时间T大于大电能充电时间阈值T(TH)(在S450中为是)，则设定充电限制标志(S460)。
另一方面，如果计算出的大电能充电时间T至少为大电能充电时间阈值T(TH)(在S450中为否)，则重新设定充电限制标志(S470)。重复执行这些处理步骤，直到点火开关断开(在S170中为是)。
从而，电池ECU基于由电流传感器120检测出的电流值和由电压传感器130检测出的电压值来检测由再生电能充电的电能值(S410)，并在所充电的电能值大于预定电能阈值时对大电能充电时间T进行积分(S430)。当积分后的大电能充电时间T大于基于电池温度和电池SOC计算出的大电能充电时间阈值T(TH)时，设定充电限制标志(在S450中为是，S460)。
如上所述，根据本实施例的电池ECU，检测由再生电能充入镍金属氢化物电池的电能的值。当所充电的电能值大于预定电能阈值时，对大电能充电时间T进行积分。当积分后的大电能充电时间T大于基于电池温度和电池SOC计算出的大电能充电时间阈值T(TH)时，进行充电限制控制。因此，通过在充入镍金属氢化物电池的电量很大的时间持续时，执行充电限制，因此，可以抑制镍金属氢化物电池的温度的过度升高，可以防止其劣化并可以延长其寿命。
<第五实施例>
下面将对根据本发明的第五实施例的用于限制待充入二次电池的电量的装置进行说明。与上述第二至第四实施例相似，该装置的硬件结构(控制框图)与上述第一实施相同。因此，在此不再重复对其详细说明。
参照图9，说明在根据本实施例的电池ECU200的CPU300中执行的程序的控制结构。在图9的流程图中，与上述图8中所示的流程图中相同的处理步骤具有相同的步骤标号。其处理也相同。因此，在此不再重复详细说明。
在S500中，CPU300初始化大电能充电频率β。注意，在CPU300中将该大电能充电频率β视为变量。
在S510中，CPU300对频率β加上1。在S520中，CPU300判断测量频率β的时间是否已经过。如果测量频率β的时间已经过(在S520中为是)，则处理转到S110。否则(在S520中为否)，则处理转到S410。
在S530中，CPU300基于电池温度和电池SOC计算用于开始充电限制控制的大电能充电频率阈值β(TH)。在S540中，CPU300判断大电能充电频率β是否大于计算出的大电能充电频率阈值β(TH)。如果大电能充电频率β大于计算出的大电能充电频率阈值β(TH)(在S540中为是)，则处理转到S460。否则(在S540中为否)，则处理转到S470。
下面说明安装有基于上述结构和流程图的、根据本实施例的ECU200的车辆的操作。
当点火开关接通时，初始化大电能充电频率β(S500)。检测要由再生电能充电的电能值(S410)。如果待充电的电能值大于电能阈值(在S420中为是)，则对频率β加上1(S510)。重复执行这些处理步骤，直到经过测量频率β的时间(在S520中为否)。
当已过测量频率β的时间时(在S520中为是)，检测电池温度(S110)，计算电池SOC(S120)。基于电池温度和电池SOC计算大电能充电频率阈值β(TH)(S530)。如果大电能充电频率β大于计算出的大电能充电频率阈值β(TH)时(在S540中为是)，则设定用于限制待充入的电量的充电限制标志(S460)。
如上所述，根据本实施例的电池ECU，检测待充入镍金属氢化物电池的电能值。当待充入的电能值大于电能阈值的频率大于一阈值时，进行控制以限制要充电的电量。因此，可以抑制镍金属氢化物电池的温度过度升高，可以防止其劣化并可以延长其寿命。
尽管上述第一至第三实施例涉及基于车速进行限制要充电的电量的控制，但是上述第四和第五实施例涉及基于充电的电量进行限制电量的控制，但是本发明并不限于这些实施例。也可以结合第一至第五实施例来实施。
应当理解本文所公开的实施例在各方面是示例性的并且是非限制性的。本发明的范围由权利要求的条款来限定，而不是由上述说明和示例来限定，并且包括在权利要求的范围内和与权利要求的条款相当的意义内的任何修改和改变。

Claims (36)

1.一种用于安装在车辆上的二次电池(100)的控制装置，包括：
用于检测与所述车辆的行驶有关的状态量的检测单元(110、120、130)；
用于预测归因于所述状态量的、由于在所述车辆的再生制动时的充电而造成的所述二次电池(100)的劣化程度的预测单元(200)；和
用于基于所述预测的劣化程度来限制在所述再生制动时要充入的电量的限制单元(200)。
2.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，所述预测单元(200)包括用于预测归因于所述二次电池(100)的温度升高的劣化程度的单元。
3.根据权利要求2所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，所述预测单元(200)包括用于当所述二次电池(100)的温度升高被预测为越高时将所述劣化程度预测为越高的单元。
4.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述检测单元(110、120、130)包括用于检测所述车辆的车速的单元；并且，
所述预测单元(200)包括用于当所述车速越高时将所述劣化程度预测为越高的单元。
5.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述检测单元(110、120、130)包括用于检测所述车辆的车速的单元；并且，
所述预测单元(200)包括用于当所述车速大于预定速度的期间持续超过预定期间时将所述劣化程度预测为高的单元。
6.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述检测单元(110、120、130)包括用于检测所述车辆的车速的单元；并且，
所述预测单元(200)包括用于当所述车速大于预定速度的期间连续地持续超过预定期间时将所述劣化程度预测为高的单元。
7.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述检测单元(110、120、130)包括用于检测所述车辆的车速的单元；并且，
所述预测单元(200)包括用于当所述车速大于预定速度的频率超过预定频率时将所述劣化程度预测为高的单元。
8.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述检测单元(110、120、130)包括用于检测要充入所述二次电池(100)的电量的单元；并且，
所述预测单元(200)包括用于当所述要充入的电量大于预定电量的期间持续超过预定期间时将所述劣化程度预测为高的单元。
9.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述检测单元(110、120、130)包括用于检测要充入所述二次电池(100)的电量的单元；并且，
所述预测单元(200)包括用于当所述要充入的电量大于预定电量的期间连续地持续超过预定期间时将所述劣化程度预测为高的单元。
10.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述检测单元(110、120、130)包括用于检测要充入所述二次电池(100)的电量的单元；并且，
所述预测单元(200)包括用于当所述要充入的电量大于预定电量的频率大于预定频率时将所述劣化程度预测为高的单元。
11.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，所述预测单元(200)包括用于考虑到所述二次电池(100)的状态预测由于所述车辆再生制动时的充电而造成的所述二次电池(100)的劣化程度的单元。
12.根据权利要求1所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
在所述车辆中安装有用于冷却所述二次电池(100)的冷却单元；并且，
所述控制装置还包括用于基于所述预测的劣化程度来控制所述冷却单元的冷却能力的控制单元(200)。
13.一种用于安装在车辆上的二次电池(100)的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测(S100、S110、S120)与所述车辆的行驶有关的状态量；
预测归因于所述状态量的、由于在所述车辆的再生制动时的充电而造成的所述二次电池(100)的劣化程度；和
基于所述预测的劣化程度来限制在所述再生制动时要充入的电量(S150)。
14.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括预测归因于所述二次电池(100)的温度升高的劣化程度的步骤。
15.根据权利要求14所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括当所述二次电池(200)的温度升高被预测为越高时将所述二次电池(100)的劣化程度预测为越高的步骤。
16.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，
所述检测状态量的步骤(S100、S110、S120)包括检测所述车辆的车速的步骤，并且，
所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括当所述车速越高时将所述劣化程度预测为越高的步骤。
17.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，
所述检测状态量的步骤(S100、S110、S120)包括检测所述车辆的车速的步骤，并且，
所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括当所述车速大于预定速度的期间持续超过预定期间时将所述劣化程度预测为高的步骤。
18.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，
所述检测状态量的步骤(S100、S110、S120)包括检测所述车辆的车速的步骤，并且，
所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括当所述车速大于预定速度的期间连续地持续超过预定期间时将所述劣化程度预测为高的步骤。
19.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，
所述检测状态量的步骤(S100、S110、S120)包括检测所述车辆的车速的步骤，并且，
所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括当所述车速大于预定速度的频率超过预定频率时将所述劣化程度预测为高的步骤。
20.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，
所述检测状态量的步骤(S100、S110、S120)包括检测要充入所述二次电池(100)的电量的步骤，并且，
所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括当所述要充入的电量大于预定电量的期间持续超过预定期间时将所述劣化程度预测为高的步骤。
21.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，
所述检测状态量的步骤(S100、S110、S120)包括检测要充入所述二次电池(100)的电量的步骤；并且，
所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括当所述要充入的电量大于预定电量的期间连续地持续超过预定期间时将所述劣化程度预测为高的步骤。
22.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，
所述检测状态量的步骤(S100、S110、S120)包括检测要充入所述二次电池(100)的电量的步骤；并且，
所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括当所述要充入的电量大于预定电量的频率大于预定频率时将所述劣化程度预测为高的步骤。
23.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，所述预测所述二次电池(100)的劣化程度的步骤包括考虑到所述二次电池(100)的状态来预测由于所述车辆再生制动时的充电而造成的所述二次电池(100)的劣化程度的步骤。
24.根据权利要求13所述的用于二次电池(100)的控制方法，其特征在于，
在所述车辆中安装有用于冷却所述二次电池(100)的二次电池(100)冷却装置；并且，
所述控制方法还包括用于基于所述预测的劣化程度来控制所述二次电池(100)冷却装置的冷却能力的步骤。
25.一种用于安装在车辆上的二次电池(100)的控制装置，包括：
检测与所述车辆的行驶有关的状态量的传感器(110、120、130)；和
电子控制单元(200)，其预测归因于所述状态量的、由于在所述车辆的再生制动时的充电而造成的所述二次电池(100)的劣化程度，并基于所述预测的劣化程度限制在所述再生制动时要充入的电量。
26.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，所述电子控制单元(200)预测归因于所述二次电池(100)的温度升高的劣化程度。
27.根据权利要求26所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，当所述二次电池(100)的温度升高被预测为越高时，所述电子控制单元(200)将所述劣化程度预测为越高。
28.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述传感器(110、120、130)包括检测所述车辆的车速的传感器；并且，
当所述车速越高时，所述电子控制单元(200)将所述劣化程度预测为越高。
29.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述传感器(110、120、130)包括检测所述车辆的车速的传感器；并且，
当所述车速大于预定速度的期间持续超过预定期间时，所述电子控制单元(200)将所述劣化程度预测为高。
30.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述传感器(110、120、130)包括检测所述车辆的车速的传感器；并且，
当所述车速大于预定速度的期间连续地持续超过预定期间时，所述电子控制单元(200)将所述劣化程度预测为高。
31.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述传感器(110、120、130)包括检测所述车辆的车速的传感器；并且，
当所述车速大于预定速度的频率超过预定频率时，所述电子控制单元(200)将所述劣化程度预测为高。
32.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述传感器(110、120、130)包括检测要充入所述二次电池(100)的电量的传感器；并且，
所述电子控制单元(200)包括用于当所述要充入的电量大于预定电量的期间持续超过预定期间时将所述劣化程度预测为高的单元。
33.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述传感器(110、120、130)包括检测要充入所述二次电池(100)的电量的传感器；并且，
当所述要充入的电量大于预定电量的期间连续地持续超过预定期间时，所述电子控制单元(200)将所述劣化程度预测为高。
34.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，
所述传感器(110、120、130)包括检测要充入所述二次电池(100)的电量的传感器；并且，
当所述要充入的电量大于预定电量的频率大于预定频率时，所述电子控制单元(200)将所述劣化程度预测为高。
35.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，所述电子控制单元(200)考虑到所述二次电池(100)的状态来预测由于所述车辆再生制动时的充电而造成的所述二次电池(100)的劣化程度。
36.根据权利要求25所述的用于二次电池(100)的控制装置，其特征在于，在所述车辆中安装有用于冷却所述二次电池(100)的冷却风扇；并且，所述电子控制单元(200)基于所述预测的劣化程度来控制所述冷却风扇的冷却能力。
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