电源控制装置的制作方法

文档序号:19991309发布日期:2020-02-22 02:19阅读:155来源:国知局
电源控制装置的制作方法

本发明涉及对车辆中搭载的电池的完全充电容量进行估计的电源控制装置。



背景技术:

日本未审查专利申请公开no.2013-101072(jp2013-101072a)公开了用于准确地估计电池的完全充电容量的技术。在该技术中,每次执行从外部电源到车辆的充电时,使用电流积分方法计算电池的完全充电容量,并将通过将前次学习的完全充电容量以预定比率添加到当前计算的完全充电容量中而获得的完全充电容量作为新的完全充电容量进行学习。因此,可以减少传感器误差或检测误差的影响,并准确地估计电池的完全充电容量。



技术实现要素:

在荷电状态(stateofcharge,soc)-开路电压(opencircuitvoltage,ocv)特性(见图2)的状态中具有平坦区域的电池(例如磷酸铁锂电池)中,由于难以从开路电压(ocv)确定荷电状态(soc),因此可以考虑使用电流积分方法来计算soc。在此,由于使用电流积分方法计算soc所需的完全充电容量是随着电池劣化而变化的值,因此期望通过增加执行估计处理的频率来获取最新的可能的值。

然而,在jp2013-101072a中描述的方案中,完全充电能力估计处理仅在有限的机会时执行,例如在执行外部充电的时刻。此外,需要确保充电前后大的soc差值(δsoc),以便准确地估计完全充电容量,但是在jp2013-101072a中描述的方案中,由于外部充电是根据情况执行的,因此不足以确保δsoc。因此,在执行完全充电容量估计处理的时刻或方案上,存在改进的余地。

本发明提供一种电源控制装置,该电源控制装置能够在适当的时刻或使用适当的方案执行估计电池的完全充电容量的处理。

本发明的一方面涉及电源控制装置,该电源控制装置估计车辆中搭载的电池的完全充电容量。该电源控制装置包括:判定单元,配置为:当在车辆的电源关断的时刻电池的荷电状态等于或大于第一预定值时,判定是否需要校正当前估计的完全充电容量;电力传输单元,配置为:当判定单元判定需要校正当前估计的完全充电容量时,从电池向另一电池传输预定电力;以及容量估计单元,配置为:在由电力传输单元进行电力传输之后车辆的电源接通的时刻,或在由电力传输单元进行电力传输期间,执行预定的完全充电容量估计处理。

在根据本发明的该方面的电源控制装置中,判定单元可以配置为:基于从容量估计单元最后估计电池的完全充电容量之日起是否已过去了预定天数,来判定是否需要校正完全充电容量。

在根据本发明的该方面的电源控制装置中,判定单元可以配置为估计电池的完全充电容量的劣化状态,并且可以配置为基于估计的劣化状态来判定是否需要校正完全充电容量。

在根据本发明该方面的电源控制装置中,判定单元可以配置为:基于从预定老化劣化曲线获得的完全充电容量与由容量估计单元估计的完全充电容量之间的偏差是否等于或大于第二预定值,来估计劣化状态。

在根据本发明该方面的电源控制装置中,判定单元可以配置为:基于从预定电池温度信息获得的电池的温度变得等于或低于预定温度的时间与自开始使用以来的时间的比率是否等于或小于第六预定值,来估计劣化状态。

在根据本发明该方面的电源控制装置中,电力传输单元可以配置为:当电池的开路电压比另一电池的开路电压高出第三预定值或更多时,从电池向另一电池传输预定电力。

在根据本发明的该方面的电源控制装置中,电力传输单元可以配置为:当电池的荷电状态变得等于或小于比第一预定值小的第四预定值时,或当从电池放电的电流值变得等于或小于第五预定值时,结束电力传输。

在根据本发明的该方面的电源控制装置中,当电池的荷电状态小于第一预定值时,容量估计单元可以配置为在车辆的电源接通的时刻执行完全充电容量估计处理,而判定单元不做判定。

在根据本发明的该方面的电源控制装置中,电力传输单元可以配置为:当由于电力传输而完成了对电池的完全充电容量的估计时,执行以传输至另一电池的电力的至少一部分来对电池进行充电的处理。

根据本发明的该方面,能够在适当的时刻或使用适当的方案执行估计电池的完全充电容量的处理。

附图说明

本发明的示例实施例的特征、优点和技术及工业显著性,将在下文中结合对附图的引用而加以描述,其中相似标号表示相似要素,且其中:

图1是示出包括根据第一实施例的电源控制装置的电源系统的示意性配置示例的图;

图2是示出锂离子电池soc-ocv的特性的示例的图;

图3是示出由根据第一实施例的电源控制装置执行的关于对电池完全充电容量的估计的处理的流程的流程图;

图4a是示出电池容量劣化的理想曲线的示例的图;

图4b是示出电池容量劣化的理想曲线的示例的图;

图4c是示出电池容量劣化的理想曲线的示例的图;

图5是示出包括根据第二实施例的电源控制装置的电源系统的示意性配置示例的图;

图6a是示出由根据第二实施例的电源控制装置执行的关于对电池完全充电容量的估计的处理的流程的流程图;

图6b是示出由根据第二实施例和第四实施例的电源控制装置执行的关于对电池完全充电容量的估计的处理的流程的流程图;

图7是示出由根据第三实施例的电源控制装置执行的关于对电池完全充电容量的估计的处理的流程的流程图;

图8是示出当电池的环境温度已改变时老化劣化特性的示例的图;

图9是示出针对电池的每一温度已计算了存在时间的示例的表格;

图10是示出针对电池的每一温度已计算了存在频率的示例的表格;

图11是示出图10中的电池的每一温度的存在频率的图;以及

图12是示出由根据第四实施例的电源控制装置执行的关于对电池完全充电容量的估计的处理的流程的流程图。

具体实施方式

概述

本发明的电源控制装置在关断车辆的电源的时刻将其中需要校正完全充电容量的电池的电力传输至另一电池,并且将该电力降低至预定soc。在车辆电源接通的时刻,使用大soc宽度的电流积分方法来计算作为校正目标的、电池的完全充电容量。因此,可以高精度地估计完全充电容量。

第一实施例

配置

图1是示出根据本发明第一实施例的包括电源控制装置40的车辆的电源系统1的示意性配置示例的图。图1中所示的电源系统1包括第一电源系统、第二电源系统、电源单元30和电源控制装置40,其中第一电源系统包括第一dcdc转换器(下称“第一ddc”)11、第一电池12、第一运动系统13和负载14,第二电源系统包括第二dcdc转换器(下称“第二ddc”)21、第二电池22和第二运动系统23。

在该电源系统1中,采用了包括第一电源系统和第二电源系统的冗余电源配置。第一电源系统与第二电源系统经由用于供应暗电流的第一继电器装置51连接。第二电池22与第二电源系统经由用于电池保护的第二继电器装置52连接。第一继电器装置51和第二继电器装置52的连接/断开由电源控制装置40控制。

电源单元30可以并行地供应电力至第一ddc11和第二ddc21。例如,对于该电源单元30,可以使用配置为可充电和可放电的高压电池,例如锂离子电池。

第一ddc11转换从电源单元30供应的电力,并将所得的电力输出至第一电池12、第一运动系统13和负载14。具体地,第一ddc11将从电源单元30供应的高压电力降压为低压电力,并将低压电力输出至第一电池12、第一运动系统13和负载14。

例如,第一电池12是配置为可充电和可放电的蓄电元件,例如铅电池。第一电池12可以存储(充电)从第一ddc11输出的电力,并将存储在第一电池12中的电力输出(放电)至第一运动系统13和负载14。

第一运动系统13包括与车辆的运动(行进、转弯和停止)相关的车载装置。第一运动系统13包括例如用于转向、制动、自动驾驶支持等的装置。

负载14包括与车辆的运动无关的一个或多个车载装置。负载14包括例如前照灯或刮水器等装置。

第二ddc21可以转换从电源单元30供应的电力,并将所得的电力输出至第二电池22和第二运动系统23。具体地,第二ddc21将从电源单元30供应的高压电力降压为低压电力,并将低压电力输出至第二电池22和第二运动系统23。

第二电池22是配置为可充电和可放电的蓄电元件,例如锂离子电池。在第一实施例中,第二电池22是具有如图2所示的在soc-ocv特性中的平坦区域的磷酸铁锂电池(lfp(lithiumironphosphate,磷酸铁锂)电池)。第二电池22可以经由第二继电器装置52存储(充电)从第二ddc21输出的电力,并且可以将存储在第二电池22中的电力输出(放电)至第二运动系统23。第二电池22用作备用电源,用于在车辆的驾驶期间第一电池12发生故障时维持与车辆的运动相关的功能。

第二运动系统23是其中冗余地提供了与第一运动系统13相同的系统的运动系统,并且类似于第一运动系统13,还包括与车辆的运动相关的车载装置。

电源控制装置40可管理第一ddc11、第二ddc21、第一电池12、第二电池22、第一继电器装置51和第二继电器装置52的状态和操作等,以控制电源系统1的状态。根据第一实施例的电源控制装置40执行用于高精度地估计第二电池22的完全充电容量的控制。

电源控制装置40包括判定单元41、电力传输单元42和容量估计单元43。

判定单元41判定当第二电池22的荷电状态(soc)等于或大于第一预定值时,是否需要校正当前估计的完全充电容量。判定单元41可以通过例如能够使用传感器等监测第二电池22的电压、电流和温度的监控电子控制单元(ecu)(未图示)等来实现。

当判定单元41判定需要校正第二电池22的完全充电容量时,电力传输单元42将预定电力从第二电池22传输至不需要校正完全充电容量的另一电池(在第一实施例中,为第一电池12)。电力传输单元42可以通过例如能够控制第一继电器装置51的连接状态并控制第一ddc11或第二ddc21的输出电压的电源ecu(未图示),或能够控制第二继电器装置52的连接状态的监控ecu(未图示)来实现。

容量估计单元43根据车辆的电源状态对第二电池22执行预定完全充电容量估计处理。容量估计单元43可以通过例如能够控制第二ddc21的输出电压的电源ecu(未图示)来实现。

判定单元41、电力传输单元42和容量估计单元43的详细控制将在下文描述。

控制

接下来,将参考图3和图4a至4c描述根据本发明第一实施例的电源控制装置40执行的控制。图3是示出与由根据第一实施例的电源控制装置40执行的对第二电池22的完全充电容量的估计相关的处理的流程图。图4a至4c是示出电池容量劣化的理想曲线的示例的图。

当车辆的电源关断时(例如,ig_off)时,例如在车辆停放时,图3所示的处理开始。

(步骤s301)判定单元41判定第二电池22的soc是否等于或大于第一预定值。做出该判定,以便在当执行完全充电容量估计处理时,判定是否需要有意地降低第二电池22的soc以确保提高了估计精度的δsoc。因此,第一预定值被设定为一soc,利用该soc,高精度地估计完全充电容量所需的δsoc被判定为能够得以确保。在具有图2所示的soc-ocv特性的磷酸铁锂电池中,可以将低于平坦区域的soc设定为第一预定值。

当第二电池22的soc等于或大于第一预定值(s301中为“是”)时,处理继续至步骤s302,当第二电池22的soc小于第一预定值(s301中为“否”)时,处理继续至步骤s308。

(步骤s302)判定单元41判定从已估计了第二电池22的当前完全充电容量之日(最后的估计处理日期)起,是否已过去预定天数或更长的天数。做出该判定,以判定是否有由于第二电池22随时间的劣化而导致的校正(核查)其当前完全充电容量的需要。对于预定天数,可以基于车辆的使用环境等选择性地确定适当的值,但预定天数可以设定为例如30天。

如果从已估计了当前完全充电容量之日起已过去预定天数或更长时间(s302中为“是”),则该处理继续至步骤s303;如果从已估计了当前完全充电容量之日起未过去预定天数或更长时间(s302中为“否”),则该处理结束。

(步骤s303)判定单元41估计第二电池22的完全充电容量的劣化状态,并基于估计的劣化状态判定是否需要校正当前的完全充电容量。更具体地,判定单元41判定在前次处理中估计的当前完全充电容量与理想完全充电容量之间的偏差是否等于或大于第二预定值。理想完全充电容量是从电池容量的老化劣化曲线(理想曲线)和车辆的实际使用状态计算的完全充电容量,该电池容量的老化劣化曲线展示电池随过去的年限的变化的容量维持率(=劣化后的完全充电容量/新产品的完全充电容量)。

通过改变电池温度和与电池容量劣化相关的soc水平,可以预先获得理想曲线。例如,图4a示出了当具有相同soc的电池留在25℃的环境中以及当电池留在40℃的环境中时的理想曲线。图4b示出了在相同温度环境下电池留在90%soc的状态和80%soc状态时的理想曲线。

例如,车辆的使用状态是电池实际暴露的温度环境或电池所使用的soc的状态。在车辆中,通过使用例如安装在车辆中的各种传感器的测量值来存储时刻地改变的温度环境或电池soc的历史,并且可以基于温度环境或soc的使用率来计算理想完全充电容量。例如,当暴露于温度为25℃的环境中的时段和暴露于温度为40℃的环境中的时段基本上四年都具有相同的比率(1:1)时,可以将图4a中所示的两个理想曲线的中间值(四年)计算为理想完全充电容量。

判定单元41判定使用上述方案计算的理想完全充电容量和在前次处理中估计的当前充电容量是否彼此偏差了第二预定值或更多。第二预定值可以基于例如车辆所需的规格或性能而设定为适当的值。该偏差可以完全由当前的完全充电容量与本次计算的理想完全充电容量之间的简单差值来确定,也可以根据截至前次时间所估计的时间中每个时间点的目前完全充电容量的过渡和到目前为止所计算的理想完全充电容量的过渡(图4c)来确定。此外,通过重置本次获得的偏差差值而获得的完全充电容量可以被设定为当前的完全充电容量。

如果当前完全充电容量与理想完全充电容量之间的偏差等于或大于第二预定值(s303中为“是”),则该处理继续至步骤s304,而当前完全充电容量与理想完全充电容量之间的偏差没有等于或大于第二预定值(s303中为“否”)时,则该处理结束。

(步骤s304)判定单元41判定第二电池22的开路电压(ocv)是否比第一电池12的开路电压(ocv)高出了第三预定值或更多。做出该判定,使得降低要确保δsoc所需的第二电池22的soc的处理能被执行,而无需浪费地丢弃第二电池22的电力。特别地,由于该处理是假定在车辆电源关断(像停车的时间)的状态下执行的,因此,该处理还用于恢复由于长期停车而自放电的第一电池12的soc。

基于是否能有效地执行下面将描述的从第二电池22到第一电池12的电力传输,而设定第三预定值。例如,当第二电池22的开路电压与第一电池12的开路电压之间基本没有电压差时,电池之间基本没有电流流动。因此,传输的电力也减少了,第二电池22的soc不能有效地降低。因此,设定第三预定值,以使得能够确定一定的电压差。理想的是,考虑到从第二电池22到第一电池12的布线路径(线束等)的电阻值而导致的电压降来设定预定值。

当第二电池22的开路电压比第一电池12的开路电压高出了第三预定值或更多时(s304中为“是”),该处理继续至步骤s305。当第二电池22的开路电压没有比第一电池12的开路电压高出第三预定值或更多时(s304中为“否”),该处理继续至步骤s301。

(步骤s305)电力传输单元42开始从第二电池22到第一电池12的电力传输。电力传输单元42可以通过接通将第二电池22连接至第二供电系统的第二继电器装置52,或者接通将第一电源系统连接至第二电源系统的第一继电器装置51,来开始电力传输。

(步骤s306)判定单元41判定第二电池22的soc是否已变得等于或小于第四预定值。执行该判定,以便判定降低要确保δsoc所需的第二电池22的soc的处理是否已经完成。因此,第四预定值被设定为一soc,该soc比第一预定值小,且利用该soc要高精度地估计完全充电容量所需的δsoc被判定为得以确保。在具有如图2所示的soc-ocv特性的磷酸铁锂电池中,可以将低于平坦区域的soc(如30%)设定为第四预定值。

判定单元41可以判定第二电池22的放电电流是否等于或低于第五预定值,而不是判定第二电池22的soc是否已变得等于或小于第四预定值。这是因为,通过观察第二电池22的放电电流,判定单元41能够判定当第二电池22的开路电压与第一电池12的开路电压之间没有电压差时电力传输已被执行了,并且能够间接地判定第二电池22的soc已降至要确保δsoc而所需的soc。

当第二电池22的soc等于或低于第四预定值(或放电电流等于或小于第五预定值)时(s306中为“是”),该处理继续至步骤s307,而当第二电池22的soc没有等于或小于第四预定值(或放电电流没有等于或小于第五预定值)时(s306中为“否”),重复执行步骤s306的处理。

(步骤s307)电力传输单元42结束从第二电池22到第一电池12的电力传输。电力传输单元42可以通过关断将第二电池22连接至第二电源系统的第二继电器装置52,或者关断将第一电源系统连接至第二电源系统的第一继电器装置51,来结束电力传输。

(步骤s308)当车辆的电源下一次接通(ready_on等)时,判定单元41将用于请求估计预定完全充电容量的处理的执行的标志设定为on状态。当车辆的电源接通时,容量估计单元43确认该标志,并且当该标志被设定为on状态时,容量估计单元43高精度地执行使用所确保的δsoc来估计第二电池22的完全充电容量的处理。当容量估计单元43完成估计第二电池22的完全充电容量的处理时,判定单元41将该标志设定为off状态。可以使用在从低soc到高soc的充电行为中众所周知的电流积分方法来执行完全充电容量估计处理。

当在上述步骤s301至s308的处理期间车辆的电源接通时,用于请求完全充电容量估计处理的执行的标志为off。因此,将不会执行完全充电容量估计处理。当车辆的电源下一次关断时,上述步骤s301的处理再次开始。

第二实施例

配置

图5是示出根据本发明第二实施例的包括电源控制装置40的车辆的电源系统2的示意性配置示例的图。图5中所示的电源系统2包括第一电源系统、第二电源系统、电源单元30和电源控制装置40,其中第一电源系统包括第一ddc11、第一电池12、第一运动系统13和负载14,第二电源系统包括第二ddc21、第二电池22和第二运动系统23。

在该电源系统2中,采用了使用第一电源系统和第二电源系统的冗余电源配置。第一电源系统和第二电源系统经由用于暗电流供应的第一继电器装置51连接。此外,第一电源系统和第二电源系统经由第三继电器53和开关dcdc转换器60(以下简称“开关ddc”)相互连接。第二电池22经由用于电池保护的第二继电器装置52连接至开关ddc60,并经由第四继电器装置54连接至第二电源系统的第二运动系统23。第一继电器装置51、第二继电器装置52、第三继电器装置53、第四继电器装置54和开关ddc60的连接/断连由电源控制装置40控制。

在第二实施例的电源系统2的配置中,电源单元30、第一ddc11、第一运动系统13、负载14和第二运动系统23与第一实施例的电源系统1的相应部件相同,因此将省略其描述。

例如,第一电池12是配置为可充电和可放电的蓄电元件,例如铅电池。第一电池12可以存储(充电)从第一ddc11输出的电力和从第二ddc21输出的电力,并且将存储在第一电池12中的电力输出(放电)至第一运动系统13和负载14。

第二ddc21转换从电源单元30供应的电力,并将所得电力输出到第一电池12、第一运动系统13和负载14。具体地,第二ddc21将从电源单元30供应的高压电力降压为低压电力,并将低压电力输出至第一电池12、第一运动系统13和负载14。

第二电池22是配置为可充电和可放电的蓄电元件,例如锂离子电池。在第二实施例中,第二电池22是具有如图2所示的soc-ocv特性的平坦区域的磷酸铁锂电池(lfp(lithiumironphosphate,磷酸铁锂)电池)。第二电池22可以经由第二继电器装置52和第四继电器装置54将存储在第二电池22中的电力输出(放电)至第二运动系统23。第二电池22用作用于在车辆的驾驶期间第一电池12发生故障时维持与车辆的运动相关的功能的备用电力。

电源控制装置40可以管理第一ddc11、第二ddc21、第一电池12、第二电池22、第一继电器装置51、第二继电器装置52、第三继电器装置53、第四继电器装置54和开关ddc60的状态和操作等,以控制电源系统2的状态。根据第二实施例的电源控制装置40执行用于高精度地估计第二电池22的完全充电容量的控制。

电源控制装置40包括判定单元41、电力传输单元42和容量估计单元43。

判定单元41判定当第二电池22的荷电状态(soc)等于或大于第一预定值时,是否需要校正当前估计的完全充电容量。例如,判定单元41可以通过能够使用传感器等监测第二电池22的电压、电流和温度的监控ecu(未图示)来实现。

当判定单元41判定需要校正第二电池22的完全充电容量时,电力传输单元42将预定电力从第二电池22传输至不需要校正完全充电容量的另一电池(在第二实施例中,为第一电池12)。此外,电力传输单元42还可以通过在该电力传输期间使电力从第一电池12返回到第二电池来执行充电。电力传输单元42可以通过例如能够控制第一继电器装置51、第三继电器装置53、第四继电器装置54和开关dcdc转换器60的连接状态的电源ecu(未图示)或能够控制第二继电器装置52的连接状态的监控ecu(未图示)来实现。

容量估计单元43根据车辆的电源状态对第二电池22执行预定完全充电容量估计处理。容量估计单元43可以通过例如能够控制开关ddc60的输出电压的电源ecu(未图示)来实现。

判定单元41、电力传输单元42和容量估计单元43的详细控制将在下文描述。

控制

接下来,将参考图6a和图6b描述根据本发明第二实施例的电源控制装置40执行的控制。图6a和图6b是示出根据第二实施例的电源控制装置40执行的与第二电池22的完全充电容量的估计相关的处理的流程图。在第二实施例的图6a和图6b中所示的步骤中,执行与在第一实施例中图3所示的步骤相同的处理的步骤用相同的附图标记表示,并且将省略对其的描述。

(步骤s605)当在步骤s304中做出第二电池22的开路电压比第一电池12的开路电压大了第三预定值或更多的判定时,电力传输单元42开始从第二电池22向第一电池12的电力传输。电力传输单元42可以通过接通将第二电池22连接至第二电源系统的第二继电器装置52,或者接通将第一电源系统连接至第二电源系统的第三继电器装置53和开关ddc60,来开始电力传输。同时地,容量估计单元43基于由开关ddc60控制的从第二电池22放电到第一电池12的电流量来开始估计第二电池22的完全充电容量的处理。由于开路电压或传输电流可由开关ddc60精确地控制,因此通过将众所周知的电流积分方法应用于从高soc到低soc的放电行为,可以执行第二电池22的完全充电容量高精度估计。

(步骤s607)当在步骤s306中判定第二电池22的soc等于或小于第四预定值(或放电电流等于或小于第五预定值)时,电力传输单元42结束从第二电池22到第一电池12的电力传输。电力传输单元42可通过关断将第二电池22连接至第二电源系统的第二继电器装置52或关断将第一电源系统连接至第二电源系统的第三继电器装置53和开关ddc60,来结束电力传输。此外,容量估计单元43结束估计第二电池22的完全充电容量的处理。

(步骤s608)容量估计单元43判定是否由于电力传输的执行而已完成第二电池22的完全充电容量的估计。当完全充电容量的估计完成时(s608中为“是”),该处理继续至步骤s609。当完全充电容量的估计未完成时(s608中为“否”),该处理继续至步骤s611。

(步骤s609)利用第一电池12的电力,电力传输单元42开始对第二电池22充电的处理。执行该充电以便增加由于电力传输而被降低的第二电池22的soc。充电量可以是所有传输的电量,或可以是该电量的一部分。电力传输单元42可以通过接通将第二电池22连接至第二电源系统的第二继电器装置52或接通将第一电源系统连接至第二电源系统的第三继电器装置53和开关ddc60,来开始充电处理。

(步骤s610)判定单元41判定第二电池22的soc是否已变得等于或大于第六预定值。做出该判定以便判定是否已将足够的电量返回到第二电池22。这里,第六预定值(即足够的电量)可以被设定为例如备用支持与车辆运动相关的功能所需的电量(荷电状态)。

当第二电池22的soc变得等于或大于第六预定值(s610中为“是”)时,该处理结束。当第二电池22的soc没有等于或大于第六预定值时(s610中为“否”),重复执行步骤s610的处理。

(步骤s611)当车辆的电源下一次接通(ready_on等)时,判定单元41将用于请求估计预定完全充电容量的处理的执行的标志设定为on状态。当车辆的电源接通时,容量估计单元43确认该标志,并且当标志设定为on状态时,容量估计单元43高精度地执行使用所确保的δsoc来估计第二电池22的完全充电容量的处理。当容量估计单元43完成估计第二电池22的完全充电容量的处理时,判定单元41将标志设定为off状态。完全充电容量估计处理可以使用在从低soc到高soc的充电行为中众所周知的电流积分方法来执行。

当在上述步骤s301至s611的处理期间车辆的电源接通时,用于请求完全充电容量估计处理的执行的标志为off。因此,将不会执行完全充电容量估计处理。当车辆的电源下一次关断时,再次开始上述步骤s301的处理。

第三实施例

配置

根据第三实施例的电源控制装置40具有与应用于图1所示的第一实施例的电源系统1的电源控制装置相同的配置。

控制

将参照图7描述根据本发明第三实施例的电源控制装置40执行的控制。图7是示出根据由第三实施例的电源控制装置执行的关于电池的完全充电容量的估计的处理的流程图。在图7中所示的流程图,步骤s701中的判定被添加到图3中所示的第一实施例的流程图中。由于除了图7中的步骤s701之外的步骤与参照图3所描述的处理相同,因此省略其描述。

(步骤s701)判定单元41基于第二电池22的温度估计第二电池22的完全充电容量的劣化状态,并基于所估计的劣化状态判定是否需要校正当前的完全充电容量。更具体地,判定单元41判定从预定电池温度信息获得的、第二电池22的温度变得等于或低于预定温度的时间与从第二电池22自开始使用以来的时间的比率是否等于或小于第六预定值。

由锂离子电池、铅电池等制成的电池具有在高温时比在低温时劣化更剧烈的特性。例如,图8说明了当具有相同荷电状态(soc)的电池在0℃、10℃、25℃、45℃、60℃和70℃温度环境中长时间段停留的老化劣化特性。如图8所示,当电池长时间停留在其中电池的环境温度被设定为0℃的状态下而没有任何充电时,具有相同荷电状态的电池的容量维持率在240天已过去后劣化达到93%。当电池长时间停留在其中电池的环境温度被设定为70℃的状态下而没有任何充电时,容量维持率在120天已过去的时间点劣化达到62%。因此,对于电池来说,环境温度的适当管理是非常重要的。

当执行步骤s701中的确定时,判定单元41通过对如图9所示的电池在针对每个预设温度分区(b温度:tb1至tbn)的状态下的时间进行累加,来计算“存在时间”,作为电池温度信息。存在时间可以仅是车辆像行驶一样被使用的时间,也可以包括车辆像停车一样没有被使用的时间。可以选择性地设定温度分区,如1℃单位或10℃单位。例如,如图9所示,从车辆自开始使用以来到当前时间第二电池22在温度tb3下已经使用的存在时间为t3。

接下来,判定单元41将图9中所示的每个温度分区处的存在时间除以自车辆开始使用到目前所过去的时间,以计算如图10所示的每个温度分区(b温度:tb1至tbn)的存在频率(=存在时间/所过去的时间),作为电池温度信息。对于所过去的时间,可以使用步骤s302中计算的天数。上述存在时间和存在频率可以在每次执行步骤s701时被计算,或者可以在车辆的使用期间被顺序地计算和存储。例如,如图10所示,自车辆开始使用到目前第二电池22在温度tb3处已被使用的存在频率为p3(=t3/所过去的时间)。以这种方式获得的各温度分区中的存在频率(温度频率)的分布图在图11中说明。

判定单元41基于获得的温度频率分布,判定第二电池22的温度变得等于或低于预定温度的时间与第二电池22自开始使用以来的时间的比率是否等于或小于第六预定值。做出该判定,以判定第二电池22在低温度下被使用的时间是长还是短。当第二电池22在低温度下长时间使用时,可以估计电池劣化的进展是缓慢的,且当第二电池22在低温度下长时间未使用时,可以估计电池劣化的进展是快速的。因此,例如,当图11中所示的阴影部分的面积较小时,可以做出电池很可能劣化的判定。第六预定值可以根据第二电池22的容量、特性等可选地设定。

当第二电池22的温度变得等于或低于预定温度的时间与第二电池22自开始使用以来的时间的比率等于或小于第六预定值时(s701中为“是”),该处理继续至步骤s304,当第二电池22的温度变得等于或低于预定温度的时间与第二电池22自开始使用以来的时间的比率没有等于或小于第六个预定值时(s701中为“否”),该处理结束。

第四实施例

配置

根据第四实施例的电源控制装置40具有与应用于图5所示的第二实施例的电源系统2的电源控制装置相同的配置。

控制

图12是示出由根据本发明第四实施例的电源控制装置40执行的关于第二电池22的完全充电容量的估计的处理的一部分流程图。通过将在第三实施例中描述的步骤s701的判定添加至在图6a中所示的第二实施例的流程图中,来获得图12所示的流程图。在步骤s701中,判定单元41基于第二电池22的温度估计第二电池22的完全充电容量的劣化状态,并基于估计的劣化状态判定是否需要校正当前完全充电容量。更具体地,判定单元41判定第二电池22的温度变得等于或低于预定温度的时间与第二电池22自开始使用以来的时间的比率是否等于或小于第六预定值。

图12中除了步骤s701之外的步骤与图6a中描述的处理相同。此外,图12的连接器a、b和c连接至图6b中所示的第二实施例的流程图的连接器a、b和c。

修改示例

在第三和第四实施例中,步骤s701被添加至步骤s302和s303,以判定是否需要校正当前估计的完全充电能量。此外,仅在步骤s302和s701中,可以做出是否需要校正当前估计的完全充电容量的判定。

操作和效果

根据上述根据本发明实施例的电源控制装置40,在车辆的电源被关断的时刻,其中由于荷电状态等于或大于预定值(第一预定值)而需要校正完全充电容量的目标电池(第二电池22)的电力,被传输至另一电池(第一电池12),并被降低至预定的低soc。在下一次接通车辆的电源的时刻,以从低soc到高soc的宽soc来执行充电,并基于电流积分方法计算目标电池的完全充电容量。因此,可以在适当的时刻执行估计电池的完全充电容量的处理。特别地,可以通过确保大的δsoc来抑制传感器中电流、电压等测量误差的影响,并高精度地估计目标电池的完全充电容量。

此外,在根据该实施例的电源控制装置40中,基于从最后估计电池的完全充电容量的那天起是否已过去预定天数,或基于电池的完全充电容量的劣化状态,做出是否需要校正完全充电容量的判定。劣化状态是基于从预定老化劣化曲线获得的完全充电容量与容量估计单元估计的完全充电容量之间的偏差是否等于或大于预定值(第二预定值)来估计的。通过以这种方式考虑完全充电容量的偏差,可以准确地判定完全充电容量的校正的必要性。此外,劣化状态是基于电池温度变得等于或低于预定温度的时间与电池自开始使用以来的时间的比率是否等于或小于预定值(第六预定值)来估计的。通过以这种方式考虑电池的温度,可以更适当地判定完全充电容量的校正的必要性。利用这些判定,可以抑制完全充电容量估计处理中所需的电力损耗,并且可以在具有自主驾驶功能的车辆中在完全充电容量估计处理期间根据电池的荷电状态的下降而缩短自主驾驶的禁止时间。

此外,在根据该实施例的电源控制装置40中,当目标电池的开路电压比非目标电池的开路电压高出了预定值(第三预定值)或更多时,预定电力从目标电池传输到另一电池。因此,可以避免低效率的电力传输。此外,当目标电池的荷电状态变得等于或小于预定值(第四预定值)时,或者当从目标电池放电的电流值变得等于或小于预定值(第五预定值)时,电力传输结束。因此,可以避免浪费的电力传输。由于执行完全充电容量估计处理而没有对荷电状态小于预定值(第一预定值)的电池执行电力传输,因此可以节省电力传输中的人力。

此外,在根据本实施例的电源控制装置40中,只要第一电池12和第二电池22通过能够高精度地控制电流的开关ddc60连接,则通过将众所周知的电流积分方法应用于当电力从第二电池22传输至第一电池12时发生的从高soc到低soc的放电动作,也可以高精度地估计第二电池22的完全充电容量。

尽管上文已经描述了本发明的实施例,但本发明可以被确定为电源控制装置、包括电源控制装置的车辆电源系统、由电源控制装置执行的估计完全充电容量的方法、估计完全充电容量的程序、存储该程序的非暂时性计算机可读记录介质,或搭载有电源控制装置的车辆。

本发明的电源控制装置可用于例如其中安装有包括两个电源系统的电源系统的车辆。

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