充電控制裝置以及充電時(shí)間運(yùn)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種充電控制裝置以及充電時(shí)間運(yùn)算方法。
[0002]本申請(qǐng)要求2012年9月21日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)的特愿2012-208703號(hào)的優(yōu)先權(quán)，針對(duì)文獻(xiàn)參照中引用的指定國(guó)，上述申請(qǐng)記載的內(nèi)容作為參照引用入本申請(qǐng)中，并作為本申請(qǐng)的記載的一部分。
【背景技術(shù)】
[0003]已知如下一種技術(shù):使用表示電池中蓄積的電池容量與電池的端子電壓的關(guān)系的對(duì)應(yīng)表，根據(jù)端子電壓來(lái)確定當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)被充電的電池容量(SOC)，與充電電流的量對(duì)應(yīng)地記錄多個(gè)表示預(yù)先登記的SOC與剩余充電時(shí)間的關(guān)系的對(duì)應(yīng)表，參照該對(duì)應(yīng)表來(lái)獲取與SOC及充電電流量對(duì)應(yīng)的剩余充電時(shí)間，并顯示該剩余充電時(shí)間(專利文獻(xiàn)I)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-91879號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

_5] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0006]然而，電池的端子電壓根據(jù)充電電流的大小等不同而有所不同，存在難以根據(jù)表示SOC與端子電壓的關(guān)系的對(duì)應(yīng)表運(yùn)算出準(zhǔn)確的剩余充電時(shí)間而無(wú)法準(zhǔn)確地顯示剩余充電時(shí)間的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明提供一種能夠運(yùn)算出準(zhǔn)確的剩余充電時(shí)間的充電控制裝置以及充電時(shí)間運(yùn)算方法。
_8] 用于解決問(wèn)題的方案
[0009]本發(fā)明通過(guò)以下方式來(lái)解決上述問(wèn)題:在充電電流從規(guī)定的電流閾值以上變?yōu)樾∮谝?guī)定的電流閾值的情況下，與從充電電流變?yōu)樾∮陔娏鏖撝档臅r(shí)間點(diǎn)起的經(jīng)過(guò)時(shí)間相應(yīng)地對(duì)在該充電電流變?yōu)樾∮谠撾娏鏖撝档臅r(shí)間點(diǎn)運(yùn)算出的剩余充電時(shí)間進(jìn)行減法運(yùn)算來(lái)運(yùn)算剩余充電時(shí)間。
_0] 發(fā)明的效果
[0011]本發(fā)明通過(guò)在電池的SOC不大幅變化的狀態(tài)下進(jìn)行與經(jīng)過(guò)時(shí)間相應(yīng)的剩余充電時(shí)間的運(yùn)算，能夠運(yùn)算出準(zhǔn)確的剩余充電時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的充電系統(tǒng)的框圖。
[0013]圖2是表示與圖1的電池的充電電流對(duì)應(yīng)的最高電壓?jiǎn)卧碾妷禾匦缘那€圖。
[0014]圖3是圖1的存儲(chǔ)器中記錄的對(duì)應(yīng)表的概要圖。
[0015]圖4是圖1的存儲(chǔ)器中記錄的對(duì)應(yīng)表的概要圖。
[0016]圖5的(a)是表示充電電力的特性的曲線圖，(b)是表示剩余充電時(shí)間運(yùn)算用電力的曲線圖，(C)是表示SOC的特性的曲線圖，(d)是表示剩余充電時(shí)間的特性的曲線圖。
[0017]圖6的(a)是表示充電電力的特性的曲線圖，(b)是表示SOC的特性的曲線圖，(c)是表示追加充電計(jì)數(shù)器的特性的曲線圖，(d)是表示剩余充電時(shí)間的特性的曲線圖。
[0018]圖7的(a)是表示SOC的特性的曲線圖，(b)是表示指定電力的特性的曲線圖，(c)是表示追加充電計(jì)數(shù)器的特性的曲線圖，(d)是表示滿充電標(biāo)志的特性，(e)是表示剩余充電時(shí)間的特性的曲線圖。
[0019]圖8是表示圖1的LBC的控制過(guò)程的流程圖。
[0020]圖9是表示圖8的恒壓控制的流程圖。
[0021]圖10是表示圖8的追加充電控制的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面，基于附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0023]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的充電控制裝置的充電系統(tǒng)的框圖。本例的充電系統(tǒng)是對(duì)電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車輛這些車輛等對(duì)裝載電池充電的系統(tǒng)。充電控制裝置是充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一部分，裝載于該車輛等。
[0024]本例的充電系統(tǒng)具備充電器10、電池20、顯示部30、存儲(chǔ)器40以及LBC50。電池20、顯示部30、存儲(chǔ)器40以及LBC 50裝載于車輛側(cè)。此外，裝載充電裝置的車輛除了具備電池20等結(jié)構(gòu)以外，還具備電動(dòng)機(jī)等結(jié)構(gòu)，在圖1中省略了圖示。
[0025]充電器10是對(duì)電池20充電的充電器，設(shè)置于車輛的外部。充電器10是在LBC 50的控制下將從交流電源100輸入的電力變換為適于電池20的充電的電力并輸出到電池20的充電電路。充電器16具有逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器以及控制器等。充電器10通過(guò)線纜等與電池20連接。
[0026]電池20是通過(guò)連接多個(gè)鋰離子電池等二次電池(以下也稱為單元。)而構(gòu)成的電池，是車輛的動(dòng)力源。電池20經(jīng)由逆變器(未圖示)與電動(dòng)機(jī)(未圖示)連接。能夠通過(guò)該電動(dòng)機(jī)的再生對(duì)電池20充電，還能夠利用車輛外部的充電器10對(duì)電池20充電。
[0027]顯示部30是顯示對(duì)電池20充電時(shí)的剩余充電時(shí)間的顯示器。剩余充電時(shí)間表示使電池20的當(dāng)前的充電狀態(tài)(SOC !State of Charge、或者充電率)達(dá)到目標(biāo)SOC為止的剩余的充電時(shí)間。顯示部30的顯示由LBC 50來(lái)控制。此外，顯示部30不僅可以設(shè)置于車輛，也可以設(shè)置于例如用戶所擁有的便攜式電話等，或者還可以裝載于包括充電器10的充電裝置。
[0028]存儲(chǔ)器40是用于記錄與電池20的狀態(tài)有關(guān)的信息的記錄介質(zhì)。存儲(chǔ)器40中記錄的信息由LBC 50來(lái)管理。此外，在后文中敘述存儲(chǔ)器40中記錄的信息。
[0029]LBC(鋰離子電池控制器)50是如下控制器:根據(jù)連接于電池20的電壓傳感器、電流傳感器以及檢測(cè)電池20的溫度的傳感器的檢測(cè)值來(lái)測(cè)量電池20的SOC等，管理已被充電至電池20的電池容量等電池20的狀態(tài)。另外，LBC 50還是如下控制器:通過(guò)與充電器10進(jìn)行控制信號(hào)的發(fā)送和接收來(lái)控制充電器10，由此控制電池20的充電。
[0030]LBC 50具有電流檢測(cè)部51、電壓檢測(cè)部52、溫度檢測(cè)部53、SOC運(yùn)算部54、可充電電力運(yùn)算部55、實(shí)際充電運(yùn)算部56、充電器控制部57以及剩余充電時(shí)間以及運(yùn)算部58。
[0031]電流檢測(cè)部51與電池20連接，是檢測(cè)電池20的電流的傳感器。電流檢測(cè)部51的檢測(cè)值被輸出到SOC運(yùn)算部54、可充電電力運(yùn)算部55、實(shí)際電力運(yùn)算部56以及充電器控制部57。
[0032]電壓檢測(cè)部52與電池20連接，是檢測(cè)電池20的電壓的傳感器。電壓檢測(cè)部52檢測(cè)電池20所包含的多個(gè)電池各自的電壓以及該多個(gè)電池的總電壓。電流檢測(cè)部52的檢測(cè)值被輸出到可充電電力運(yùn)算部55和實(shí)際電力運(yùn)算部56。
[0033]溫度檢測(cè)部53設(shè)置于電池20，是檢測(cè)電池20的溫度的傳感器。溫度檢測(cè)部51的檢測(cè)值被輸出到可充電電力運(yùn)算部55、實(shí)際電力運(yùn)算部56以及充電器控制部57。
[0034]SOC運(yùn)算部54通過(guò)對(duì)由電流檢測(cè)部51檢測(cè)出的檢測(cè)值進(jìn)行累加來(lái)對(duì)充電電流進(jìn)行積分，從而運(yùn)算電池20的SOC。SOC運(yùn)算部54將運(yùn)算出的SOC輸出到充電器控制部57和剩余充電時(shí)間運(yùn)算部58。
[0035]此外，SOC運(yùn)算部54也可以根據(jù)電壓檢測(cè)部52的檢測(cè)電壓來(lái)運(yùn)算電池20的S0C。電池20的電壓與SOC之間具有相關(guān)性，因此，表示該相關(guān)性的對(duì)應(yīng)表被記錄于存儲(chǔ)器40，SOC運(yùn)算部54參照存儲(chǔ)器40的該對(duì)應(yīng)表運(yùn)算與電壓檢測(cè)部52的檢測(cè)電壓對(duì)應(yīng)的SOC來(lái)作為電池20的SOCo
[0036]此外，電池20與SOC的相關(guān)性根據(jù)電池20的劣化度不同而變化，因此也可以將對(duì)應(yīng)表設(shè)為與電池20的劣化度相應(yīng)的對(duì)應(yīng)表。例如根據(jù)電池20的內(nèi)阻來(lái)運(yùn)算電池20的劣化度即可。
[0037]可充電電力運(yùn)算部55根據(jù)電流檢測(cè)部51的檢測(cè)電流、電壓檢測(cè)部52的檢測(cè)電壓以及溫度檢測(cè)部53的檢測(cè)溫度來(lái)運(yùn)算電池20的可充電電力?？沙潆婋娏κ窃陔姵?0的充電時(shí)能夠在抑制電池20的加速劣化的同時(shí)充電的最大電力，是能夠從充電器10輸入到電池20的最大的輸入電力。此外，可充電電力一般也被稱為可輸入電力或者最大可充電電力、最大可輸入電力，在本實(shí)施方式中記載為可充電電力?？沙潆婋娏\(yùn)算部55按以下方法來(lái)運(yùn)算可充電電力。
[0038]對(duì)于電池20，與電池20的性能相應(yīng)地對(duì)各單元設(shè)定充電上限電壓。充電上限電壓是為了防止電池20的劣化而成為對(duì)電池20充電時(shí)的上限的被預(yù)先確定的電壓。充電上限電壓被設(shè)定為在構(gòu)成電池20的電池(單元)的內(nèi)部開(kāi)始析出鋰的電壓或者比開(kāi)始析出鋰的電壓低的電壓。
[0039]根據(jù)電池溫度、輸入到電池20的充電電流以及電池20的內(nèi)阻來(lái)運(yùn)算充電上限電壓。例如，電池20的充電電流越大，則所運(yùn)算出的充電上限電壓越低，電池20的充電電流越小，則所運(yùn)算出的充電上限電壓越高。
[0040]在電池20由多個(gè)電池構(gòu)成的情況下，必須將多個(gè)電池中的電壓最高的電池的電壓抑制為充電上限電壓?？沙潆婋娏\(yùn)算部55根據(jù)由電壓檢測(cè)部52檢測(cè)出的各單元的電壓來(lái)確定電壓最高的單元?？沙潆婋娏\(yùn)算部55基于所確定的單元的電壓、該單元的內(nèi)阻、單元的充電電流以及充電上限電壓來(lái)運(yùn)算能夠輸入到電池的可輸入電流。
[0041]根據(jù)具有最高的端子電壓的單元的內(nèi)阻和該單元的充電上限電壓來(lái)計(jì)算可輸入電流。根據(jù)由電壓檢測(cè)部52檢測(cè)出的該單元的端子電壓和該單元的充電電流來(lái)運(yùn)算單元的內(nèi)阻。
[0042]圖2是說(shuō)明可輸入電流(Imax)的運(yùn)算方法的圖。可充電電力運(yùn)算部55根據(jù)具有最高的端子電壓的單元的內(nèi)阻，如圖2所示那樣運(yùn)算該單元的內(nèi)阻線LK。
[0043]內(nèi)阻線Lk是針對(duì)具有最高的端子電壓的單元表示該單元的充電電流與該單元的電壓的關(guān)系的直線。此外，例如能夠根據(jù)電池20的總內(nèi)阻和電池20的開(kāi)路電壓來(lái)計(jì)算內(nèi)阻線LK。電池20的總內(nèi)阻是電池20所包含的多個(gè)單元的整體的電阻值。
[0044]充電上限電壓線Lv um與電池20的充電電流具有相關(guān)性。因此，表示充電上限電壓與電池20的充電電流的相關(guān)性的對(duì)應(yīng)表被預(yù)先記錄于存儲(chǔ)器40，可充電電力運(yùn)算部55