二次电池的控制装置及控制方法_2

文档序号:9515465阅读:来源:国知局
力及电动发电机41发电的电力中的至少任一方来驱动。电动发电机42的驱动力向驱动轴70传递。由此,电动发电机42对发动机50进行辅助而使车辆5行驶,或仅由自身的驱动力使车辆5行驶。
[0054]另外,在车辆5的再生制动时,电动发电机42利用由车轮的旋转力进行驱动的情况而作为发电机进行动作。此时,由电动发电机42发电的再生电力经由PCU30对蓄电池10充电。
[0055]P⑶30在蓄电池10及电动发电机41、42之间进行双方向的电力转换,并且以电动发电机41、42按照各自的动作指令值(代表性的是转矩指令值)进行动作的方式控制该电力转换。例如,PCU30包括将来自蓄电池10的直流电力转换成交流电力而向电动发电机41、42施加的逆变器等。该逆变器也能够将电动发电机41、42的再生发电电力转换成直流电力而对蓄电池10进行充电。
[0056]系统主继电器22、24设置在P⑶30与蓄电池10之间。系统主继电器22、24根据继电器控制信号SE而被接通切断。在系统主继电器22、24的切断(打开)时,蓄电池10的充放电路径被机械性地隔断。
[0057]车辆5还具备用于监视蓄电池10的监视单元20、控制电路100、及显示装置200。
[0058]监视装置20基于设置在蓄电池10上的温度传感器12、电压传感器14及电流传感器16的输出,将表示蓄电池10的状态的值向控制电路100输出。如后述那样,在监视单元20内置有过电压检测机构,关于过电压检测机构的输出,也向控制电路100输出。
[0059]需要说明的是,在图1中,分别总括表示温度传感器12及电压传感器14。S卩,实际上,温度传感器12及电压传感器14设置多个。而且,也可以设置多个电流传感器16。
[0060]控制电路100由内置有未图示的CPU (Central Processing Unit)及存储器的电子控制单元(EOJ -Electronic Control Unit)构成,基于存储在该存储器中的信息,执行规定的运算处理。存储器中包含能够电气性地改写内容的EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory:电可擦可编程只读存储器)。
[0061]控制电路100基于使用者的油门操作量、车速,设定对电动发电机41、42的转矩要求值。控制电路100以使电动发电机41、42按照该转矩要求值进行动作的方式控制由PCU30进行的电力转换。此时,控制电路100对PCU30进行控制,以使向蓄电池10充电的电力不超过充电电力上限值Win,且以使从蓄电池10放电的电力不超过放电电力上限值Wout。
[0062]需要说明的是,发动机50由未图示的另一 ECU控$1」。而且,在图1中,将控制电路100记载作为单一的单元,但也可以分割成2个以上的不同的单元。
[0063]显示装置200按照来自控制电路100的控制信号而将各种各样的消息向使用者显示。显示在显示装置200上的消息包括要求使用者接受后述的诊断装置300进行的蓄电池10的老化状态的诊断(以下,称为“电池诊断”)的情况的消息(以下,称为“诊断要求消息”)、及将不能使用蓄电池10这一信息向使用者通知的消息(以下,称为“不能使用消息”)。
[0064]此外,车辆5构成为能够与诊断装置300连接。以下,说明诊断装置300设置于在经销商等处设置的修理工厂中的情况。需要说明的是,诊断装置300未必限定为设置在车辆5的外部,也可以将诊断装置300设置在车辆5的内部。在将诊断装置300设置在车辆5的内部时,例如只要在车辆停止状态下按照使用者的指示而使诊断装置300进行电池诊断即可。
[0065]当将诊断装置300与车辆5连接时,成为能够进行诊断装置300与控制电路100之间的通信的状态。
[0066]诊断装置300由在修理工厂中工作的维修人员等操作。诊断装置300进行与控制电路100的通信来进行上述的电池诊断。在电池诊断中,根据蓄电池10的放电时的电压下降来计测蓄电池10的锂析出量。并且,诊断装置300基于计测出的锂析出量,来诊断蓄电池10是“能够继续使用”、还是“不能继续使用”、或者是“新品状态”(更换为新品的状态或与新品同样的状态)。
[0067]诊断装置300在诊断结果为“能够继续使用”时,将信号Rl向控制电路100发送,在诊断结果为“不能继续使用”时,将信号R2向控制电路100发送,在诊断结果为“新品状态”时,将信号R3向控制电路100发送。
[0068]图2是表示蓄电池10及监视单元20的结构的图。
[0069]蓄电池10由多个电池块11构成。并且,各电池块11将N个(N为2以上的整数)电池单元10#串联连接而构成。需要说明的是,在图2中例示了 N = 7时的结构。
[0070]电压传感器14按照各电池块11设置多个,来检测各电池块11的输出电压。
[0071]监视单元20具有:对应于电池块11的内部的各电池单元10#设置的多个电压比较电路20a ;与各电压比较电路20a连接的过电压检测电路20b ;及IG切断计数器20c。图2图示的电压比较电路20a及过电压检测电路20b按照各电池块11设置。需要说明的是,过电压检测电路20b也可以设置在控制电路100的内部。
[0072]各电压比较电路20a将分别对应的电池单元10#的两端电压(单体电池电压)与用于判定过电压的判定电压Vl (例如4.05伏特)进行比较,在单体电池电压超过判定电压Vl时,将信号SI向过电压检测电路20b输出。同样地,各电压比较电路20a将分别对应的单体电池电压与判定电压V2(例如4.25伏特)进行比较,在单体电池电压超过判定电压V2时,将信号S2向过电压检测电路20b输出。
[0073]过电压检测电路20b在从各电压比较电路20a中的至少I个接收到信号SI时,将过电压检测信号Fl向控制电路100输出。同样地,过电压检测电路20b在从各电压比较电路20a中的至少I个接收到信号S2时,将过电压检测信号F2向控制电路100输出。
[0074]IG切断计数器20c对用于指示车辆5的驱动系统的起动/停止的开关(以下,称为“IG开关”)被切断后经过的经过时间(以下,称为“IG切断时间Tigoff”)进行计数并存储。需要说明的是,IG切断计数器20c对将最低有效位(LSB:Least Significant Bit)分别形成为I分钟、I小时、I天的3种IG切断时间Tigoff进行计数。并且,IG切断计数器20c在IG开关被接通时,将存储的IG切断时间Tigoff向控制电路100输出,并对存储的IG切断时间Tigoff进行初始化(形成为零)。
[0075]然而,在长期使用蓄电池10那样的锂离子二次电池时,其内部会析出金属锂而可能发生故障。
[0076]图3是表示蓄电池10中的金属锂的析出逻辑的图。如图3所示,当蓄电池10的连续充电、油门的接通/切断、车轮80的打滑/抓地等发生时,蓄电池10的各单体电池电压超过判定电压,或超过容许值的电流向蓄电池10充电。这种状态成为主要原因,在蓄电池10的内部析出金属锂。
[0077]图4是表示锂析出量与蓄电池10的故障开始温度之间的关系的图。如图4所示,锂析出量越增加,蓄电池10的故障开始温度越下降。即,锂析出量越增加,蓄电池10发生故障的可能性越高。当蓄电池10发生故障时,不能向电动发电机41、42供给电力,实质上成为不能行驶。
[0078]为了避免这种状况,优选定期地接受由上述的诊断装置300进行的电池诊断而准确地把握锂析出状态,根据需要而将蓄电池10更换为新品。
[0079]因此,本实施例的控制电路100基于蓄电池10的使用状况的履历来推定锂析出量,在推定出的锂析出量达到了上限量时,向使用者发出需要电池诊断这一信息的警告而催促使用者进行电池诊断。然后,在经过规定期间仍未进行电池诊断的情况下,控制电路100限制(限制或禁止)蓄电池10的使用。
[0080]图5是控制电路100的与电池诊断相关连的部分的功能框图。需要说明的是,图5所示的各功能块既可以利用硬件(电子电路等)来实现,也可以利用软件处理(程序的执行等)来实现。
[0081]控制电路100包括计算部110、存储部120、判定部130、显示控制部140、电力限制部150、及起动禁止部160。此外,控制电路100包括接收部170、及更新部180。
[0082]计算部110基于蓄电池10的使用状况的履历来算出“蓄电池年龄Y”。该蓄电池年龄Y相当于蓄电池10的老化的程度、即锂析出量的推定值,在是否需要电池诊断的判定中使用。
[0083]计算部110按照锂析出的主要原因而算出4种蓄电池年龄Y。4种蓄电池年龄Y分别由第一计算部111、第二计算部112、第三计算部113、第四计算部114算出。
[0084]首先,对第一计算部111进行说明。第一计算部111
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