电池的充电控制装置的制造方法_2

文档序号:8367715阅读:来源:国知局
充电至目的的容量的电池的充电控制装置。
【附图说明】
[0024]图1是说明本发明中的充电电流值以及电池温度的控制方式例的图。
[0025]图2是示出充电曲线的例子的图。
[0026]图3是示出脉冲电流响应结果的例子的图。
[0027]图4是示出充电控制映射的例子的图。
[0028]图5是说明本发明的一个实施方式的控制例的流程图。
[0029]图6是说明本发明的其他实施方式的控制例的流程图。
【具体实施方式】
[0030]在成为某特定的SOC的时刻结束电池的充电时充电的电池的劣化的程度轻的情况下,即使进行增大了充电电流值的高速充电,也在避免电池发生缺陷的同时易于将电池充电至目的的SOC。相对于此,如果以与劣化的程度轻的电池(劣化度X小于第I值Xl的电池)相同的温度并且相同的充电电流值对劣化发展的电池(劣化度X是第I值Xi以上的电池)进行高速充电,则存在在达到目的的SOC之前在电池中产生缺陷的担忧。为了避免该事态,提高劣化发展的电池的离子传导度是有效的,能够通过提高电池的温度来提高电池的离子传导度。因此,为了对劣化度X是第I值Xi以上的电池进行高速充电,在提高了电池的温度的状态下进行高速充电是有效的。但是,如果电池的劣化进一步发展而劣化度X成为第2值X2以上,则存在即使在提高了电池的温度的状态下进行充电,也在达到目的的SOC之前在电池中产生缺陷的担忧。在电池的缺陷是例如Li析出的情况下,将一旦产生了缺陷的电池返回到产生缺陷之前的状态是困难的,所以为了防止在电池中产生缺陷,通过降低充电电流值来降低充电速度是有效的。这样,关于劣化度X是第2值X2以上的电池,虽然能够通过降低充电速度来抑制电池发生缺陷,但如果在提高了电池的温度的状态下进行充电,则电池的劣化易于发展。因此,在劣化发展到在维持降低的充电速度时存在在电池中产生缺陷的担忧的程度的情况(电池的劣化度X是大于第2值X2的第3值X3以上的情况)下,优选在进一步降低充电电流值来降低充电速度,并且降低了电池的温度的状态下,进行充电。这样,在劣化的程度轻的期间,通过根据需要对电池进行加热来维持充电速度高的状态,如果劣化的程度发展的结果达到难以维持高的充电速度的状态,则通过降低充电速度来进行充电,从而能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量。
[0031]图1示出本发明中的充电电流值以及电池温度的控制方式例。图1的纸面上侧是说明充电电流值和时间的关系的图,图1的纸面下侧是说明电池温度和时间的关系的图。在图1中,11、12、以及13表示充电电流值,13〈12〈11的关系成立。另外,在图1中,T1、T2、以及Τ3表示电池温度,Τ3 ( ΤΚΤ2的关系成立。在本发明中,Χ〈Χ1的电池以温度Tl并且充电电流值Il进行高速充电,Xl ( Χ〈Χ2的电池以温度Τ2并且充电电流值Il进行高速充电。然后,例如,Χ2 ( Χ〈Χ3的电池以温度Τ2并且充电电流值12进行充电,Χ3 ^ X的电池以温度Τ3并且充电电流值13进行充电。通过以这样的方式进行充电,能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量。
[0032]认为例如在对车载电池进行充电的情况等下高速充电的必要性高。因此,具体而言,能够在对车载电池进行充电时等,进行这样的方式的充电控制。但是,在本发明中高速充电的电池不限于车载电池,也可以是车载以外的用途的电池。
[0033]为了进行本发明的上述充电控制,需要(I)掌握电池的劣化度X、(2)使用加热器等加热装置来提高电池的温度、(3)确定加热温度(加热后的电池温度)、(4)确定降低后的充电电流值、以及(5)确定降低后的电池温度等。其中,关于上述(1),能够通过例如每当进行充电时测定劣化度X来掌握。在使用充电曲线来确定劣化度X的情况下,预先确定能够显现初始性能的电池(初始电池)的充电曲线,在用确定了该充电曲线时的电池温度以及充电电流值制作了充电对象电池的充电曲线之后,计算达到充电结束后的目标电压时的充电对象电池的电池容量与达到充电结束后的目标电压时的初始电池的电池容量之差,从而能够确定劣化度X。图2示出初始电池以及充电对象电池的充电曲线的例子。图2的纵轴是电压[V],横轴是电池容量[Ah]。
[0034]另一方面,在根据电池电阻确定劣化度X的情况下,在预先确定了电池电阻与容量的关系之后,例如,通过脉冲电流响应来测定初始电池以及充电对象电池的电池电阻,使用所测定的充电对象电池的电池电阻,掌握充电对象电池的容量,从而能够掌握劣化度X。图3示出初始电池以及充电对象电池的脉冲电流响应例。图3的左侧的纵轴是电压[V],右侧的纵轴是充电电流[A],横轴是时间[s]。在将电流变化设为△ 1、将初始电池的电压变化设为Δν、将充电对象电池的电压变化设为ΔΓ时,初始电池的电池电阻是Δν/ΔΙ,充电对象电池的电池电阻是Δν’ /Δ 10
[0035]另外,关于上述(3)至(5),例如,通过预先制作表示充电电流值、电池温度、以及能够不使电池产生缺陷地充电的最大SOC (以下有时称为“能够充电的S0C”)的关系的充电控制映射(map),从而能够根据该充电控制映射来确定。图4示出充电控制映射的例子。图4的纵轴是能够充电的S0C[% ],横轴是温度的倒数[1/K]。为便于说明,在图4中仅示出了 2个电流值时的图表,但在实施本发明时使用的充电控制映射中,记载更多的各种电流值的图表即可。
[0036]在本发明中,应存储充电控制映射的地方没有特别限定。充电控制映射既可以存储于搭载了电池的车所具备的E⑶(Engine Control Unit,发动机控制单元。以下相同)等计算机,也可以存储于在对车载电池进行充电时使用的充电器等供电装置中搭载的计算机。根据充电控制映射确定的与温度变更后的电池温度有关的信息例如从存储了充电控制映射的计算机的输出部(第I输出部)被送到加热器等公知的加热装置,控制加热装置的输出,从而能够控制电池温度。在本发明中,上述(2)中的加热装置的方式没有特别限定,加热装置既可以搭载于车,也可以搭载于充电器等供电装置,也可以设置于车以及供电装置以外。另外,在本发明中,能够采用用于对电池进行充电的充电信号例如从充电器等供电装置的输出部(第2输出部)送到电池的方式。
[0037]以下,边示出以对车载电池进行高速充电的目的实施本发明的例子,边具体说明本发明。在以下的说明中,有时将充电的电池的劣化度记载为X,将劣化度的第I值记载为XI,将劣化度的第2值记载为X2,将劣化度的第3值记载为X3。另外,以下所示的方式是本发明的例示,本发明不限于以下所示的方式。
[0038]1.第I实施方式
[0039]图5是说明本发明的一个实施方式的由电池的充电控制装置实施的控制例的流程图。在图5所示的方式中,由搭载了电池的车辆所具备的计算机(例如ECU等)判断X是否为Xl以上、是否为X2以上、是否为X3以上。然后,从接收到从车载计算机发出的信号的加热装置输出加热信号,从接收到从车载计算机发出的信号的供电装置输出充电信号,从而对车载电池进行充电。即,在第I实施方式中,车辆所具备的计算机作为控制部发挥功會K。
[0040]在图5所示的方式中,在搭载于车辆的控制部中,判断是否为对电池进行充电的充电模式(步骤S101)。在步骤SlOl中进行了否定判断的情况下,是不对电池进行充电的非充电模式,所以不执行以后的一连串的处理,而使处理转移到步骤S120。
[0041]在步骤SlOl中进行了肯定判断的情况下,是对电池进行充电的充电模式,所以从搭载于车辆的控制部朝向供电装置,发送指示供电装置的启动的启动指令(步骤S102)。如果朝向供电装置发送了启动指令,则测定电池的温度(步骤S103),接下来,确认电池的劣化度(步骤S104)。能够通过公知的温度传感器来进行步骤S103的温度测定。能够通过例如上述方法(使用充电曲线的方法、使用脉冲电流响应的方法)进行步骤S104的劣化度确认,在步骤S104中,确定电池的劣化度X。如果这样确定了电池的劣化度X,则接下来,在控制部中判断该劣化度X是否为Xl以上(步骤S105)。在步骤S105中进行了肯定判断的情况下,如果在与能够显现初始性能的电池相同的条件下进行高速充电则存在电池产生缺陷等的担忧,所以为了维持充电速度需要变更充电
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