电池控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及电池控制装置。
【背景技术】
[0002]在以电为动力行驶的车辆中，搭载铅电池、镍氢电池、锂离子电池等蓄电池。混合动力车和电动车行驶时所需的电力由这些蓄电池来供给。
[0003]下述专利文献I中记载有这样一种技术，其基于利用修正求得的内阻值和内阻值的初始值计算内阻值的增加率并基于其计算结果判断蓄电单元是否已经达到了寿命。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本国特开2010-256323号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的技术问题
[0008]在上述专利文献I记载的技术中，基于通过计算求得的内阻值的增加率判断蓄电单元是否达到了寿命。这在内阻值的增加率显示一致特性的电池的情况下是有效的方法。然而，根据电池的种类不同，有的是从电流充电或放电开始起至经过一段时间为止的内阻值的增加率不显示一致特性的。利用这种电池的情况下，无法通过通电时间来获得正确的内阻值的增加率，有可能出现增加率的误差或误判寿命，并不优选。
[0009]本发明是为了解决上述的技术问题而做出的，其目的在于提供一种考虑内阻值增加率的特性，能够获得稳定的内阻值增加率而不依赖于通电时间的电池控制装置。
[0010]用于解决问题的技术方案
[0011 ]本发明的电池控制装置包括:检测在电池中流动的电流的电流检测部;检测电池的两端电压的电压检测部;检测电池的温度的温度检测部;根据由电流检测部检测出的电流、由电压检测部检测出的两端电压和由温度检测部检测出的温度计算电池的内阻增加率的内阻增加率运算部;和设定与内阻增加率特性相应的规定的运算无效时间的运算无效时间设定部，使内阻增加率的运算结果在从电池的充电或放电开始起至经过运算无效时间为止的无效期间无效。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明的电池控制装置，考虑使用的电池的内阻值增加率的特性能够获得稳定的内阻增加率而不依赖于通电时间。
【附图说明】
[0014]图1是表示电池系统100及其周边的结构的图。
[0015]图2是表示单电池控制部121a的电路结构的图。
[0016]图3是表示实施方式I的组电池控制部150的控制模块的图。
[0017]图4是表示充电电流以一定值在组电池110中流动时的电流和电压的时间变化的情形的一例的曲线图。
[0018]图5是表示通电的时间长度与内阻的关系的曲线图的例子。
[0019]图6是表示电池温度与内阻的关系的曲线图的例子。
[0020 ]图7是以通电时间和温度为轴确定的初始内阻Rmap的映射值181的例子。
[0021 ]图8是表示电池劣化时的内阻增加率与通电时间的关系的一例的曲线图。
[0022]图9是表示实施方式I的组电池控制部150的动作步骤的流程图。
[0023]图10是表示实施方式2的组电池控制部150的动作步骤的流程图。
[0024]图11是表示电池劣化时的内阻增加率与通电时间的关系的一例的曲线图。
[0025]图12是表示实施方式3的组电池控制部150的控制模块的图。
[0026]图13是表示运算无效时间设定部151设定运算无效时间时使用的运算无效时间映射图的例子的图。
[0027 ]图14是表示电池劣化时的内阻增加率与通电时间的关系的一例的曲线图。
[0028]图15是表示实施方式4的组电池控制部150的控制模块的图。
[0029]图16是表示运算无效时间设定部151设定运算无效时间时使用的运算无效时间映射图的例子的图。
[0030]图17是表示电池劣化时的内阻增加率与通电时间的关系的一例的曲线图。
[0031]图18是表示实施方式5的组电池控制部150的控制模块的图。
[0032]图19是表示运算无效时间设定部151设定运算无效时间时使用的运算无效时间映射图的例子的图。
[0033]图20是表示实施方式6的组电池控制部150的控制模块的图。
[0034]图21是表示实施方式6的组电池控制部150的动作步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0035]以下，基于【附图说明】本发明的实施方式。在以下实施方式中，以应用本发明的情况为例说明对构成插电式混合动力车(PHEV)的电源的电池系统进行控制的电池控制装置。
[0036]另外，在以下的实施方式中，以采用锂离子电池的情况为例进行说明，但此外也能够使用镍氢电池、铅电池、电双层电容器、混合电容器等。另外，在以下的实施方式中将单电池串联起来构成组电池，但也可以将单电池并联连接后再串联连接起来构成组电池，还可以将串联连接的单电池并联连接起来构成组电池。
[0037]〈系统结构〉
[0038]图1是表示具有本发明的电池控制装置120的电池系统100及其周边结构的图。电池系统100经由继电器300和310与逆变器400连接。电池系统100包括组电池110和电池控制装置120。电池控制装置120包括单电池控制部121a、121b、电流检测部130、电压检测部140、组电池控制部150和存储部180。
[0039]组电池110通过将分别由多个单电池111构成的单电池组112a、112b串联连接而构成。单电池控制部12 Ia和12Ib分别与单电池组112a、112b连接，检测构成这些单电池组的各单电池111的电池电压(两端电压)和温度，将表示其检测结果的信号经由信号通信路160和绝缘元件170发送到组电池控制部150。另外，绝缘元件170例如使用光电耦合器。
[0040]电流检测部130检测在组电池110中流动的电流。电压检测部140检测组电池110的两端电压，即组电池110中串联连接的单电池111的总电压。
[0041]组电池控制部150基于从单电池控制部121a、121b发送来的信号，获取各单电池111的电池电压和温度。另外，分别从电流检测部130和电压检测部140接收在组电池110中流动的电流值和组电池110的总电压值。基于这些信息，组电池控制部150检测组电池110的状态，控制组电池110。基于组电池控制部150的组电池110的状态检测结果被发送到单电池控制部121a、121b和车辆控制部200。
[0042 ]组电池110通过将能够储存和放出电能(直流电的充放电)的多个单电池111电串联连接起来而构成。构成组电池110的单电池111在实施状态管理和控制上按规定的单位数进行分组。分组后的各单电池111被电串联连接，构成单电池组112a、112b。另外，构成单电池组112的单电池111的个数可以在所有的单电池组112中都相同，或者也可以每个单电池组112中的单电池111的个数不同。本实施方式中，为了简化说明，如图1所示，将四个单电池111电串联连接起来分别构成单电池组112a和112b，进一步将这些单电池组112a和112b电串联连接，使得组电池110包括总计八个单电池111。
[0043]此处，对组电池控制部150与单电池控制部121a和121b之间的通信方法进行说明。单电池控制部12Ia和121b按照各自监视的单电池组112a和112b的电位从高到低的顺序串联连接。从组电池控制部150发送来的信号经由绝缘元件170和信号通信路160输入到单电池控制部121a。单电池控制部121a的输出经由信号通信路160输入到单电池控制部121b。最下级的单电池控制部121b的输出经由绝缘元件170和信号通信路160传送到组电池控制部150。另外，在本实施方式中，在单电池控制部121a与单电池控制部121b之间没有设置绝缘元件，但也可以经由绝缘元件在它们之间收发信号。
[0044]在存储部180中存储并保存用于组电池控制部150进行组电池110的控制所需的各种信息。例如，关于各单电池111的充电状态(S0C:State Of Charge)的信息、关于各单电池111的内阻的信息等保存在存储部180中。这些信息的详细内容在后面进行说明。
[0045]组电池控制部150利用分别从单电池控制部121a、121b、电流检测部130、电压检测部140和车辆控制部200收到的信息、保存在存储部180中的信息等，执行用于控制组电池110的各种处理和运算。例如，执行各单电池111的SOC和劣化状态(SOH:State of Health)的运算、组电池110中能够充放电的允许电力的运算、组电池110的异常状态的判断、用于控制组电池110的充放电量的运算等。并且，基于这些运算结果，将组电池110的控制所需的信息发送到电池控制部121a、121b或车辆控制部200。
[0046]车辆控制部200利用从组电池控制部150发送来的信息，控制经由继电器300和310与电池系统100连接的逆变器400。车辆行驶过程中，电池系统100与逆变器400连接。逆变器400利用电池系统100中存储在组电池110中的能量驱动电动发电机410。
[0047]搭载电池系统100的车辆系统起动并行驶时，在车辆控制部200的管理下，电池系统100与逆变器400连接。并且，利用存储在组电池110中的能量，由逆变器400驱动电动发电机410。另一方面，在再生时，由电动发电机410的发电电力对组电池110充电。
[0048]电池系统100经由继电器320、330与充电器420连接时，由从充电器420供给来的充电电流，对组电池110充电直至满足规定的条件。通过充电存储在组电池110中的能量在下次车辆行驶时利用，并且也利用于使车辆内外的电装品等动作。另外，根据需要，有时也会放出到以家庭用电源为代表的外部电源。另外，充电器420搭载在以家庭用电源或充电柱为代表的外部电源。搭载电池系统100的车辆与这些电源连接时，基于车辆控制部200发送的信息，电池系统100与充电器420连接。
[0049]图2是表示单电池控制部12Ia的电路结构的图。如图2所示，单电池控制部12Ia包括电压检测部122、控制电路123、信号输入输出电路124和温度检测部125。另外，图1的单电池控制部12 Ia和单电池控制部12 Ib具有同样的电路结构。因此，图2中代表这些，表示单电池控制部121a的电路结构。
[0050]电压检测部122测定各单电池111的端子间电压(两端电压)。控制电路123从电压检测部122和温度检测部125接收测定结果，经由信号输入输出电路124发送到组