本发明涉及一种电池控制装置及动力系统。
背景技术：
近年来，诸如面向移动体的蓄电装置、系统互连稳定化用蓄电装置、应急用蓄电装置这样的内置大量二次电池的电池系统受到关注。为了充分发挥这些电池系统的性能，需要算出各电池的充电率(SOC)、劣化度(SOH)、可充放的最大电流(容许电流)等参数而恰当地进行各电池的控制。为了实现这一目的，通常在电池系统中对各电池安装有电压测量用电路(单元控制器)，搭载有中央运算处理装置(CPU)的电池控制器根据从单元控制器送来的信息而执行各种运算和动作，从而实现上述控制。
上述控制中所使用的电池参数之一的容许电流的算出是为了保护电池。具体而言，根据当前的电池电压、温度来求不脱离由电池的规格决定的上下限电压、温度等这样的最大电流，由此可以算出容许电流。因而，若该容许电流的运算的误差较大，则有可能将电流限制到所需程度以上，或者流通对于电池而言较为危险的电流。
关于容许电流的运算，已知有专利文献1记载的技术。专利文献1揭示了如下技术：具备针对电池的充电或放电持续时间的每一值而记述有与电池的温度、充电状态相应的内部电阻值的内部电阻表格，使用该内部电阻表格来求电池的容许电流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/169063号
技术实现要素：
发明要解决的问题
在专利文献1记载的现有技术中，可以跟踪与电池的充电或放电持续时间相应的内部电阻的变化来求容许电流。但是，对于连续变化的电池的负载而言，难以求出恰当的容许电流。因此，难以一方面可靠地保护电池、另一方面充分发挥电池的充放电性能。
解决问题的技术手段
本发明的电池控制装置决定针对二次电池的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit或者针对所述二次电池的电流值的极限值即Ilimit，并决定所述二次电池的上限电压及下限电压中的至少一方，根据所述ΔVlimit或所述Ilimit和所述上限电压及所述下限电压中的至少一方来算出所述二次电池的容许电流。
本发明的一形态的动力系统具备：内燃机；以及电动马达，其使用从二次电池供给的电力进行驱动，所述动力系统决定针对所述二次电池的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit或者针对所述二次电池的电流值的极限值即Ilimit，并决定所述二次电池的上限电压及下限电压中的至少一方，根据所述ΔVlimit或所述Ilimit和所述上限电压及所述下限电压中的至少一方来决定所述内燃机与所述电动马达的动力分配比。
本发明的另一形态的动力系统具备：制动器，其用以对被制动体进行制动；以及发电机，其使用来自所述被制动体的输入进行再生发电，生成用以对二次电池进行充电的电力，所述动力系统决定针对所述二次电池的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit或者针对所述二次电池的电流值的极限值即Ilimit，并决定所述二次电池的上限电压及下限电压中的至少一方，根据所述ΔVlimit或所述Ilimit和所述上限电压及所述下限电压中的至少一方来决定所述制动器与所述发电机的负载分配比。
发明的效果
根据本发明，一方面能够可靠地保护电池，另一方面能够充分发挥电池的充放电性能。
附图说明
图1为表示运用了本发明的一实施方式的电池控制装置的电池系统的构成的图。
图2为表示电池状态推断运算的例子的图。
图3为表示电池等效电路模型的构成例的图。
图4为与本发明的第1实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图5为表示ΔV实效值与限制率k的关系的一例的图。
图6为表示ΔV实效值与限制率k的关系的另一例的图。
图7为本发明的第1实施方式的电池保护用容许电流运算部的功能框图。
图8为与本发明的第2实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图9为与本发明的第3实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图10为表示ΔV实效值与权重G的关系的例子的图。
图11为与本发明的第4实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图12为本发明的第4实施方式的性能维持及电池保护用容许电流运算部的功能框图。
图13为与本发明的第5实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图14为本发明的第5实施方式的性能维持及电池保护用容许电流运算部的功能框图。
图15为与本发明的第6实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图16为本发明的第6实施方式的性能维持用容许电流运算部的功能框图。
图17为与本发明的第7实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图18为与本发明的第8实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图19为本发明的第8实施方式的性能维持及电池保护用容许电流运算部的功能框图。
图20为与本发明的第9实施方式的ΔV实效值的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图21为表示运转时刻信息的例子的图。
图22为表示本发明的第9实施方式的运转比率运算部的处理流程的图。
图23为表示本发明的第9实施方式的ΔV实效值运算部的处理流程的图。
图24为与本发明的第10实施方式的ΔV实效值的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图25为表示温度T与环境温度TA的差和与其相对应的运转比率的关系的一例的图。
图26为与本发明的第11实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器的功能框图。
图27为表示I实效值与限制率k的关系的一例的图。
图28为表示本发明的第12实施方式的动力系统的构成的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，使用图1～7，对本发明的第1实施方式进行说明。
图1为表示运用了本发明的一实施方式的电池控制装置的电池系统的构成的图。图1所示的电池系统100与逆变器110及上位控制器112连接在一起。负载111与逆变器110连接在一起。
逆变器110是通过上位控制器112的控制进行动作的双向逆变器。逆变器110将从电池系统100供给的直流电转换为交流电而输出至负载111。负载111例如为车辆中搭载的三相交流电动机，使用从逆变器110供给的交流电进行旋转驱动，由此产生车辆的驱动力。此外，当通过利用车辆的动能使负载111作为发电机动作而进行再生发电时，从负载111输出交流电。在该情况下，逆变器110将从负载111输出的交流电转换为直流电，并将所获得的直流电输出至电池系统100加以积蓄。如此，通过根据上位控制器112的控制使逆变器110动作，得以进行电池系统100的充放电。
再者，只要能够恰当地控制电池系统100的充放电，则本发明不限定于图1的构成。例如，也可将区别于逆变器110的充电系统连接至电池系统100，使用该充电系统视需要进行电池系统100的充电。
电池系统100具备电池模块101、电流传感器102、电压传感器103、温度传感器104、漏电传感器105、继电器106A、继电器106B及电池控制器107。
电池模块101是将多个单位电池串联或串并联而构成的可充放电的二次电池。再者，也可将电池模块101分为2个以上的组，并在各组间设置可以手动操作的断路器。如此一来，在电池系统100的组装、拆解、检修等作业时，通过断开断路器，可以防止触电事故、短路事故的发生。
电流传感器102检测流至电池模块101的充放电电流。电压传感器103检测电池模块101的电压。温度传感器104检测电池模块101的温度。漏电传感器105检测电池模块101的绝缘电阻。电流传感器102、电压传感器103、温度传感器104及漏电传感器105的各检测结果分别输出至电池控制器107。
继电器106A、106B用以切换电池模块101与逆变器110之间的电性连接状态，由电池控制器107或上位控制器112控制。继电器106A连接在电池模块101的正极侧与逆变器110之间，继电器106B连接在电池模块101的负极侧与逆变器110之间。再者，也可省略继电器106A、106B中的任一方。此外，为了限制冲击电流，也能以与继电器106A或106B并联的方式设置预充电继电器及电阻。在该情况下，在电池模块101与逆变器110的连接时，先导通预充电继电器，在电流变得足够小之后，导通继电器106A或106B并断开预充电继电器即可。
电池控制器107相当于本发明的一实施方式的电池控制装置。电池控制器107获取电流传感器102、电压传感器103、温度传感器104及漏电传感器105的各检测结果，根据这些检测结果来进行电池系统100的控制。例如，电池控制器107根据电流传感器102的充放电电流的检测结果、电压传感器103的电压的检测结果来进行电池的状态推断运算，由此算出电池模块101的充电状态(SOC：State Of Charge)、劣化状态(SOH：State Of Health)。继而，根据这些算出结果来进行电池模块101的充放电控制、用以使电池模块101的各单位电池的SOC均等化的平衡控制等。此外，电池控制器107根据漏电传感器105的绝缘电阻的检测结果来判断电池模块101是否是漏电状态或者将要漏电的状态，在判断处于这些状态的情况下，停止电池系统100的动作。除此以外，电池控制器107还可以执行各种处理。
上位控制器112根据从电池控制器107发送的电池模块101的各种信息来控制电池系统100、逆变器110的动作状态。
接着，使用图2及图3，对电池控制器107中进行的电池的状态推断运算进行说明。电池模块101的开路电压(OCV)、SOC、极化电压Vp等的值是根据电池模块101的内部状态而定的值，无法直接从外部测量。因此，这些值必须根据可以使用电流传感器102、电压传感器103、温度传感器104分别进行测定的流至电池模块101的电流的历史、闭路电压(CCV)的历史、温度等进行推断。为了进行该推断，在电池控制器107中存储有像图2所示那样将电池模块101的等效电路模型化而得的电池等效电路模型702。电池控制器107使用电流传感器102、电压传感器103、温度传感器104分别测量电池模块101的电流I、CCV、温度T，并将这些测量结果输入至电池等效电路模型702。通过将根据这些输入值而从电池等效电路模型702输出的OCV、SOC、极化电压Vp的值用作电池模块101的内部状态，实现了电池模块101的内部状态的推断。
图3为表示电池等效电路模型702的构成例的图。电池等效电路模型702由用以根据SOC算出OCV的理想电池模型751、与理想电池模型751串联的用以算出内部电阻值RDC的内部电阻模型752、以及用以算出极化电压Vp的极化模型755构成。极化模型755是通过将极化电阻753与电容器754并联来表现。通过像这样构成电池等效电路模型702，可以表现电池模块101中所测量的电池电压的各种变化，例如与SOC相应的变化、流通的电流所引起的变化、电流历史所引起的变化等。
使用电池等效电路模型702的OCV、SOC、Vp的推断例如可以按照以下次序进行。在电池系统100启动时，电容器754的电荷量以及电流I均为0，因此，因内部电阻模型752所表现的内部电阻值RDC而产生的电压和极化电压Vp也分别为0。因此，理想电池模型751所表现的OCV与CCV相等。由此，求出OCV的初始值。
求出OCV的初始值后，接着使用电池控制器107所具有的OCV与SOC的对应表来求与OCV的初始值相对应的SOC，将其作为初始SOC。
电池系统100启动后，使用由电流传感器102测量出的电流I而使电容器754的电荷量增减，由此算出极化电压Vp。此处，电容器754有温度依存性，因此，优选利用使用温度传感器104测量出的温度T对电容器754的特性进行调节来算出极化电压Vp。例如，使用预先设定的温度-时间常数转换表、温度-电容器容量转换表等，使得电容器754的特性成为适于当前温度T的特性。
此外，与上述一样，使用由电流传感器102测量出的电流I而使电池中积蓄的电荷量增减，由此算出SOC。再者，SOC的算出也可使用OCV的推断结果。即，也可以通过从由电压传感器103测量出的CCV减去极化电压Vp和因内部电阻值RDC而产生的电压来推断OCV，并反向查找OCV与SOC的对应表，由此推断SOC。
如此，通过对电池等效电路模型702输入CCV、电流I、温度T，可以使电池等效电路模型702与当前的电池模块101的内部状态相等，从而能够推断OCV、SOC、Vp。
再者，在图3的例子中，通过一组极化电阻753与电容器754来表现极化模型755，由此简化了极化电压Vp的运算，但为了提高运算精度，也可增加表现极化模型755的极化电阻与电容器的组数。此外，也可在电池系统100启动时、来自上位控制器112的初始化指令值接收时视需要将电容器754的电荷量设置为0。该操作优选在例如系统的停止时间相对于电池的时间常数而言足够长、可以视为极化已消失时进行。
接着，使用图4，对用以运算容许电流的电池控制器107的功能构成进行说明。通常，我们知道，在电池模块101这样的二次电池中，若对电池持续施加较大负载，则会发生电池的内部电阻暂时上升的、被称为高负载电阻上升的现象。在本发明中，通过在电池控制器107中根据电池模块101的使用状态来运算恰当的容许电流，避免了这种高负载电阻上升的发生。
图4为与本发明的第1实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。如图4所示，本实施方式的电池控制器107具有ΔV实效值运算部201、ΔVlimit数据库202、电流限制率运算部203、电池保护用容许电流运算部204及乘法器205各功能块。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。再者，电池控制器107除了执行电池模块101的容许电流的运算以外，还执行与电池系统100的控制相关的各种处理和控制。但是，图4的功能框图省略了本发明的说明所需以外的图示。
ΔV实效值运算部201运算与电池模块101的CCV和OCV的差的时间变化相关的ΔV实效值。ΔV实效值运算部201例如通过将电池模块101的CCV与OCV的差导入包含滞后元素的滤波器来运算ΔV实效值。具体而言，在ΔV实效值运算部201中，对电池模块101的CCV与OCV的差的平方值(ΔV)运用一阶滞后滤波器，并对其结果的平方根反映SOH，将由此所得的值作为ΔV实效值输出，由此，可以运算ΔV实效值。
利用以下式(1)～(3)来表示ΔV实效值运算部201的ΔV实效值的运算式的例子。其中，式(1)的CCV(n)表示当前的电池模块101的CCV的值，OCV(n)表示当前的电池模块101的OCV的值。CCV(n)、OCV(n)中的n表示由电压传感器103获取到的CCV和OCV的数据的时间序列顺序。此外，式(2)的t表示数据的采样间隔，τ表示滤波器的时间常数。此外，式(3)的SOHR为表示电池模块101的劣化状态的指标，表示内部电阻相对于初始状态而言变为了几％。即，电池模块101为新品时，SOHR为100％，随着劣化，SOHR增加。
[数式1]
ΔV(n)＝(CCV(n)-OCV(n))2···(1)
式(1)是运算表示电池模块101的负载的大小的指标值ΔV(n)的公式。式(1)中，CCV与OCV的差即CCV(n)－OCV(n)表示当前的电池模块101的负载的大小。该值可以用作判断电池模块101是否是发生前文所述的高负载电阻上升这样的状态用的指标。再者，式(1)中，通过取CCV(n)－OCV(n)的平方来运算指标值ΔV(n)。由此，可以应对充电、放电两方。
式(2)是通过对式(1)中求出的ΔV(n)运用一阶滞后滤波器来运算表示电池模块101的负载状态的时间变化的指标值Y(n)的公式。通过式(2)的运算，可以获得指标值Y(n)，该指标值Y(n)表示电池模块101中是否长时间地产生了高负载状态即ΔV(n)为较大值的状态。
式(3)是通过使式(2)中求出的负载状态的时间变化的指标值Y(n)反映SOHR来运算ΔV实效值的公式。通过式(3)的运算，还可以应对因与电池模块101的劣化相应的内部电阻的变化而产生的ΔV(n)的变化。
ΔV实效值运算部201通过执行如以上说明过的运算，可以求出与电池模块101的CCV和OCV的差的时间变化相关的ΔV实效值。如此获得的ΔV实效值是反映出对电池模块101施加了何种程度的期间的何种大小的负荷的值。因此，可以作为用以判定是否需要考虑了高负载电阻上升的容许电流运算的指标。再者，在本实施方式中，对使用计算量较少的一阶滞后滤波器的运算例进行了说明，但也可使用其他运算方法来求ΔV实效值。例如，也可使用FIR滤波器或移动平均，由此，将对高负载电阻上升的发生无影响的一定期间以上之前的数据从计算的对象中排除而实现运算的高精度化。
ΔVlimit数据库202是记录有电池模块101的SOC及温度T与针对电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit的关系的数据库。通过使用该ΔVlimit数据库202，可以根据前文所述的利用电池等效电路模型702求出的SOC和使用温度传感器104测量出的温度T来决定作为用以防止高负载电阻上升的极限值的ΔVlimit。再者，ΔVlimit表示一定时间内所容许的OCV与CCV的差即负载的极限值。即，当OCV与CCV的差的绝对值超过ΔVlimit的状态持续一定期间时，电池模块101中有可能发生高负载电阻上升。但是，根据负载的大小的不同，到可能发生高负载电阻上升为止的期间会发生变化，因此，也可使ΔVlimit数据库202具有针对多个期间而各不相同的ΔVlimit。如此一来，能使最终的容许电流运算结果高精度化。
ΔVlimit数据库202例如可以通过存储有与各种SOC与温度T的组合中的每一种相对应的ΔVlimit的值的数组来实现。在该情况下，相对于为连续值的SOC及温度T的测量结果而言，ΔVlimit数据库202中存储的ΔVlimit的值对应于离散值的SOC及温度T。因此，在未存储有与ΔVlimit数据库202中输入的SOC、温度T相对应的ΔVlimit的值的情况下，优选利用线性插补等来决定应输出的ΔVlimit的值。
电流限制率运算部203根据从ΔV实效值运算部201输出的ΔV实效值和从ΔVlimit数据库202输出的ΔVlimit来运算用以限制容许电流的限制率k。通过利用该电流限制率运算部203而根据ΔV实效值来改变限制率k，可以切换不需要考虑高负载电阻上升的状态(k＝1)与需要考虑高负载电阻上升的状态(0≤k＜1)。
电流限制率运算部203例如根据图5所示那样的ΔV实效值与限制率k的关系来进行限制率k的运算。图5展示了与ΔV实效值相对应的限制率k的值，分为k＝1的区域即不需要容许电流的限制的区域231(0≤ΔV实效值＜ΔVlimit1)和k＜1的区域即需要容许电流的限制的区域232(ΔV实效值≥ΔVlimit1)。区域232进一步分为限制率k根据ΔV实效值而变化的区域233(ΔVlimit1≤ΔV实效值＜ΔVlimit2)和限制率k成为固定值kmin的区域234(ΔV实效值≥ΔVlimit2)。
此处，在电流限制率运算部203中，将上述ΔVlimit2设为电池模块101中开始高负载电阻上升的ΔV实效值的大小即ΔVlimit数据库202中决定好的极限值ΔVlimit，进而，将ΔVlimit1设为比该ΔVlimit小的值。由此，当ΔV实效值接近ΔVlimit而超过ΔVlimit1时，限制率k被设定为小于1的值。由此，使针对电池模块101的容许电流降低，从而能够避开发生高负载电阻上升这样的条件。再者，若在区域234内将kmin设为0，则理论上有可能发生容许电流变为0的情况。但是，通过像上述那样将ΔVlimit1与ΔVlimit2设为不同值，通常在限制率k变为0之前ΔV实效值便不会再增加。因此，即便将kmin设为0，容许电流也不会实际变为0，是没有问题的。
或者，电流限制率运算部203也可根据图6所示那样的ΔV实效值与限制率k的关系来进行限制率k的运算。在该例中，将ΔV实效值通过利用ΔVlimit相除加以归一化，将相当于图5的ΔVlimit1及ΔVlimit2的值分别设为固定的值。具体而言，在图6的例子中，将ΔV实效值/ΔVlimit为100％～120％的部分设为上述的限制率k根据ΔV实效值而变化的区域233，将其前后的区域分别设为上述区域231、234。
电池保护用容许电流运算部204根据从电池等效电路模型702、温度传感器104、电流传感器102输出的SOC、OCV、极化电压Vp、温度T、电流I的值来运算用以保护电池模块101的电池保护用容许电流。该容许电流满足电池模块101的CCV限制范围、温度使用范围等。再者，电池保护用容许电流运算部204采用的电池保护用容许电流的具体运算方法将在后面使用图7进行说明。
乘法器205根据由电流限制率运算部203运算出的限制率k和由电池保护用容许电流运算部204运算出的电池保护用容许电流来算出电池模块101的容许电流。具体而言，乘法器205对电池保护用容许电流的值乘以限制率k，由此实现与限制率k相应的容许电流即与ΔV实效值相应的容许电流的限制。由此，在ΔV实效值足够小的情况下，即，在电池模块101的负载足够小或者对电池模块101施加负载的时间足够短的情况下，将电池保护用容许电流不作限制地直接用作容许电流，由此实现容许电流的最大化。另一方面，在ΔV实效值较大的情况下，即，在对电池模块101长时间施加较大负载的情况下，对容许电流进行限制，由此防止高负载电阻上升的发生。
此处，对电池保护用容许电流运算部204的电池保护用容许电流的运算方法进行说明。图7为本发明的第1实施方式的电池保护用容许电流运算部204的功能框图。如图7所示，电池保护用容许电流运算部204由电池参数的数据库703、运算无极化时的容许电流的运算块704、预测一定时间后的极化的预测块705、算出修正极化的影响的值的修正块706、以及运用修正的减法器707构成。
数据库703根据电池等效电路模型702所输出的SOC、温度传感器104所输出的温度T、以及电流传感器102所输出的电流I来输出容许电流的运算所需的上下限电压、第1电阻及第1增益。由此，能够运算电池的保护所需的容许电流。数据库703可为SOC、温度T及电流I的值与它们的输出数据的值相互关联、映射化而得的数据库。如此一来，能够实现计算量的削减、对理论公式不明的特性的应对。或者，也可将利用近似式来表示SOC、温度T及电流I的值与它们的输出数据的值的关系的数据库作为数据库703。由此，能够削减数据量、提高输出值的精度。
在运算块704中，根据电池等效电路模型702所输出的OCV和数据库703所输出的上下限电压及第1电阻来运算无极化时的容许电流。利用以下式(4)表示运算块704中的容许充电电流的运算式的例子。
Imax＝(Vmax－OCV)/R1···(4)
上述式(4)中，Imax表示无极化时的容许充电电流，Vmax表示上限电压，R1表示第1电阻。再者，式(4)例示了求无极化时的容许充电电流的公式，而通过使用下限电压Vmin代替上限电压Vmax，无极化时的容许放电电流也能借助同样的运算而求出。上限电压Vmax、下限电压Vmin可以根据数据库703所输出的上下限电压求出。或者，也可在数据库703中仅决定上限电压Vmax或下限电压Vmin中的一方，并在运算块704中根据该值而仅运算无极化时的容许充电电流或容许放电电流中的一方。
此外，上述式(4)中，第1电阻R1的值优选使用从无极化状态起将一定电流持续流至电池模块101的情况下的一定时间后的电阻值。如此一来，通过式(4)求出的无极化时的容许充电电流Imax的值成为从无极化状态起于一定时间后达到上限电压的电流值，即，一定时间内不会达到上限电压的电流值。在运算块704中，通过像这样使用OCV、上下限电压、第1电阻，可以算出无极化时的容许电流。
在预测块705中，根据电池等效电路模型702所输出的极化电压Vp和数据库703所输出的第1增益来预测并输出一定时间后(设为n秒后)的极化电压即第1极化电压。预测块705例如使用利用指数函数的以下式(5)，由此可以预测流通一定电流的情况下的n秒后的极化电压。
Vpn＝IRp－(IRp－Vp0)exp(-n/RpCp)···(5)
上述式(5)中，Vpn表示n秒后的极化电压，Rp表示极化电阻，I表示电流，Vp0表示当前的极化电压，Cp表示极化电容。此处，在容许电流的运算时，由于n、Rp、Cp均为常数，因此式(5)可以变形为以下式(6)的样子。
Vpn＝IRp－(IRp－Vp0)Gt···(6)
上述式(6)中，Gt为第1增益。如此，通过设为在预测块705中使用第1增益来计算一定时间后的极化电压的构成，可以不需要计算量大的指数函数。因此，即便在使用计算能力有限的嵌入式CPU作为电池控制器107的情况下，也能运算一定时间后的极化电压。
在修正块706中，根据极化信息和数据库703所输出的第1电阻来算出考虑了极化电压对容许电流产生的影响的容许电流修正值。此处，例如可以将预测块705所输出的第1极化电压用作极化信息。由此，能够严谨地运算持续流通一定时间的容许电流。或者，也可不同于图7的构成，而直接使用电池等效电路模型702所输出的极化电压Vp。在该情况下，会较大地预估极化电压，因此所运算的容许电流的值会变小，但能够更可靠地担保安全。此外，极化的影响的修正量可以通过极化信息除以数据库703所输出的第1电阻来算出。再者，也可对极化电压乘以固定值来加以利用。如此一来，可以调整极化电压的影响程度，因此可以防止由电池等效电路模型702中的极化电压的推断误差引起的过电压。
减法器707从运算块704所输出的无极化时的容许电流减去修正块706所输出的容许电流修正值，由此进行考虑了极化电压的影响的容许电流的修正。由此，可以算出即便对电池模块101持续流通一定时间CCV也不会达到上限电压或下限电压的最大电流即电池保护用容许电流。
再者，也可根据电池模块101的直流电阻(DCR)、每单位电流的OCV的变化率即第2增益、极化电阻以及第1增益来求第1电阻的值，以此来替代像上述那样从数据库703直接输出第1电阻的值。例如，可以使用以下式(7)来算出第1电阻的值。
R1＝DCR+Gsoc+Rp(1－G1)···(7)
式(7)中，R1表示第1电阻，Gsoc表示第2增益，Rp表示极化电阻，G1表示第1增益。如此，通过间接地计算第1电阻，可以应对由电池的劣化等引起的参数变化。
电池保护用容许电流运算部204可以通过如以上说明过的运算方法来进行电池保护用容许电流的运算。
在本发明的第1实施方式中，电池控制器107以如上构成进行容许电流的运算处理，由此，可以运算用以判断是否需要考虑高负载电阻上升的指标值即ΔV实效值，并据此限制容许电流。结果，能够实现仅在需要考虑高负载电阻上升的情况下限制容许电流的控制，使得高负载电阻上升的防止与容许电流的增加能够并存。
根据以上说明过的本发明的第1实施方式，取得以下作用效果。
(1)电池控制器107进行图4的功能框图所示的运算处理，由此，决定针对作为二次电池的电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit，而且决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。根据如此决定的ΔVlimit和上限电压及下限电压中的至少一方来算出电池模块101的容许电流。因此，一方面能够可靠地保护电池模块101，另一方面能够充分发挥电池模块101的充放电性能。
(2)电池控制器107通过电流限制率运算部203、根据ΔVlimit来运算针对容许电流的限制率k，并通过电池保护用容许电流运算部204、根据上限电压及下限电压中的至少一方来运算用以保护电池模块101的电池保护用容许电流。继而，通过乘法器205、根据限制率k和电池保护用容许电流来算出电池模块101的容许电流。因此，能够恰当地算出一方面可靠地保护电池模块101、另一方面充分发挥电池模块101的充放电性能这样的容许电流。
(3)电池控制器107通过ΔV实效值运算部201来运算与CCV和OCV的差的时间变化相关的ΔV实效值。在电流限制率运算部203中，根据该ΔV实效值和ΔVlimit来运算限制率k。因此，能够考虑CCV与OCV的差的时间变化而准确地运算限制率k。
(4)在ΔV实效值运算部201中，将CCV与OCV的差导入包含滞后元素的滤波器，由此可以算出ΔV实效值。该滤波器例如可以使用一阶滞后滤波器。因而，能够可靠地运算与CCV和OCV的差的时间变化相关的ΔV实效值。
(第2实施方式)
接着，对本发明的第2实施方式进行说明。在本实施方式中，作为用以运算一方面考虑高负载电阻上升、另一方面能对电池模块101流通一定时间的容许电流的电池控制器107的功能构成，对区别于第1实施方式中说明过的内容的内容进行说明。
图8为与本发明的第2实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。图8中，对与已在第1实施方式中说明过的图4的功能框图共通的部分标注有与图4相同的符号。对于该共通部分，只要没有特别需要，则以下省略说明。
如图8所示，本实施方式的电池控制器107具有性能维持用容许电流运算部211及最小值选择器212来代替图4的电流限制率运算部203及乘法器205。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。
性能维持用容许电流运算部211根据ΔV实效值运算部201所输出的ΔV实效值、ΔVlimit数据库202所输出的ΔVlimit、以及从电池等效电路模型702和温度传感器104输出的SOC、温度T、SOHR的值来运算用以维持电池模块101的性能的性能维持用容许电流。该容许电流用以避免电池模块101发生高负载电阻上升。
最小值选择器212根据性能维持用容许电流运算部211所输出的性能维持用容许电流和电池保护用容许电流运算部204所输出的电池保护用容许电流来算出电池模块101的容许电流。具体而言，最小值选择器212对这些容许电流进行比较，选择较小的某一方作为容许电流并输出。
此处，对性能维持用容许电流运算部211的性能维持用容许电流的运算方法进行说明。在前文所述的式(2)中，若假定ΔV(n)的值固定而设为ΔV(n)＝ΔV，则滤波器的时间常数τ以及数据的采样间隔t为电池系统100的设计时规定的常数。因此，可以将式(2)简化为以下式(8)的样子。其中，式(2)的m表示容许电流运算中应考虑的一定时间，A及B表示由τ、t、m决定的常数。
[数式2]
Y(n)＝AΔV+BY(n-m)···(8)
若设为ΔV实效值＝ΔVlimit，则通过前文所述的式(3)和上述式(8)导出以下式(9)。
[数式3]
此处，ΔV可以像以下式(10)那样表示，因此，根据式(10)和上述式(9)，可以通过以下式(11)来求电流值I。再者，式(11)中，内部电阻值RDC、极化电阻Rp的值可以通过SOC及温度T来决定。
[数式4]
ΔV＝(IRDC+IRP)2···(10)
通过上述式(11)求出的电流值I表示若对电池模块101持续流通一定时间则ΔV实效值变得与ΔVlimit相等这样的值。因而，由该电流值I规定的电流的大小成为用以避免电池模块101发生高负载电阻上升的容许电流即性能维持用容许电流。
性能维持用容许电流运算部211可以通过如以上说明过的运算方法来进行性能维持用容许电流的运算。
在本发明的第2实施方式中，电池控制器107以如上构成进行容许电流的运算处理，由此，分别运算根据当前的ΔV实效值加以推断的用以避免电池模块101发生高负载电阻上升的性能维持用容许电流和用以实现电池模块101的保护的电池保护用容许电流。继而，选择这些容许电流中的较小一方。由此，通过限制电池保护用的容许电流而作为最终的容许电流输出，可以同时实现高负载电阻上升的防止和电池的保护。
此外，在性能维持用容许电流的运算中，是求若对电池模块101持续流通一定时间则ΔV实效值变得与ΔVlimit相等的电流值。在不发生高负载电阻上升的条件下，即，在与图5的区域231相对应的条件下，该电流值比电池保护用容许电流大。因此，与第1实施方式一样，可以使不需要考虑高负载电阻上升时的容许电流与电池保护用容许电流相等而增加容许电流。另一方面，在有可能发生高负载电阻上升的与图5的区域232相对应的条件下，考虑了高负载电阻上升的性能维持用容许电流较小，因此，将其作为容许电流输出。再者，前文所述的式(11)是含有平方根的计算，因此，与根据图5和图6所示那样的ΔV实效值与限制率k的关系来运算容许电流的限制率k的第1实施方式相比，计算变得复杂。但是，通过进行该计算，能够运算对于高负载电阻上升而言更恰当的容许电流。
根据以上说明过的本发明的第2实施方式，取得以下作用效果。
(1)电池控制器107进行图8的功能框图所示的运算处理，由此，决定针对作为二次电池的电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit，而且决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。根据如此决定的ΔVlimit和上限电压及下限电压中的至少一方来算出电池模块101的容许电流。因此，一方面能够可靠地保护电池模块101，另一方面能够充分发挥电池模块101的充放电性能。
(2)电池控制器107通过性能维持用容许电流运算部211、根据ΔVlimit来运算用以维持电池模块101的性能的性能维持用容许电流。此外，通过电池保护用容许电流运算部204、根据上限电压及下限电压中的至少一方来运算用以保护电池模块101的电池保护用容许电流。继而，通过最小值选择器212、根据性能维持用容许电流和电池保护用容许电流来算出电池模块101的容许电流。因此，能够恰当地算出一方面可靠地保护电池模块101、另一方面充分发挥电池模块101的充放电性能这样的容许电流。
(3)电池控制器107通过ΔV实效值运算部201来运算与CCV和OCV的差的时间变化相关的ΔV实效值。在性能维持用容许电流运算部211中，根据该ΔV实效值和ΔVlimit来运算性能维持用容许电流。此外，在最小值选择器212中，对性能维持用容许电流与电池保护用容许电流进行比较，将较小的某一方作为容许电流。因此，能够考虑CCV与OCV的差的时间变化而准确地运算性能维持用容许电流，并据此算出恰当的容许电流。
(第3实施方式)
接着，对本发明的第3实施方式进行说明。在本实施方式中，对为了改善相当于图5的区域234的条件下的容许电流的精度而通过对第2实施方式中说明过的性能维持用容许电流和电池保护用容许电流进行加权平均来求容许电流的例子进行说明。
图9为与本发明的第3实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。图9中，对与已在第1、第2实施方式中说明过的图4、图8的功能框图共通的部分标注有与这些图相同的符号。对于该共通部分，只要没有特别需要，则以下省略说明。
如图9所示，本实施方式的电池控制器107除了第1实施方式中说明过的ΔV实效值运算部201、ΔVlimit数据库202及电池保护用容许电流运算部204和第2实施方式中说明过的性能维持用容许电流运算部211以外，还具有权重运算部221及加权运算部222。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。
在本实施方式中，不从ΔV实效值运算部201对性能维持用容许电流运算部211输入ΔV实效值。性能维持用容许电流运算部211使用ΔVlimit代替ΔV实效值，通过如第2实施方式中说明过的运算方法来运算性能维持用容许电流。由此，ΔV实效值与ΔVlimit相等的情况下的容许电流作为性能维持用容许电流从性能维持用容许电流运算部211输出。通过使用如此求出的性能维持用容许电流，避免ΔV实效值超过ΔVlimit，能够实现考虑了高负载电阻上升的控制。
权重运算部221根据ΔV实效值运算部201所输出的ΔV实效值和ΔVlimit数据库202所输出的ΔVlimit来运算针对性能维持用容许电流和电池保护用容许电流的权重G。该权重G的值根据ΔV实效值及ΔVlimit的值而在0～1之间变化。
权重运算部221例如根据图10所示那样的ΔV实效值与权重G的关系来进行权重G的运算。图10与图5、6一样，分为G＝1的区域即不需要容许电流的限制的区域231(0≤ΔV实效值＜ΔVlimit1)和G＜1的区域即需要容许电流的限制的区域232(ΔV实效值≥ΔVlimit1)。区域232进而分为权重G根据ΔV实效值而在1至0之间变化的区域233(ΔVlimit1≤ΔV实效值＜ΔVlimit2)和权重G成为0的区域234(ΔV实效值≥ΔVlimit2)。
加权运算部222根据权重运算部221所输出的权重G对性能维持用容许电流运算部211所输出的性能维持用容许电流和电池保护用容许电流运算部204所输出的电池保护用容许电流进行加权平均，算出容许电流。具体而言，加权运算部222将G＝1、0分别与电池保护用容许电流和性能维持用容许电流关联，对电池保护用容许电流乘以G而得的值与性能维持用容许电流乘以(1－G)而得的值进行合计，由此算出容许电流。由此，可以根据ΔV实效值的值将最终的容许电流的值设为电池保护用容许电流与性能维持用容许电流之间的任意值。
在本发明的第3实施方式中，电池控制器107以如上构成进行容许电流的运算处理，由此，可以根据ΔV实效值来输出电池保护用容许电流与性能维持用容许电流之间的值作为容许电流。
再者，对本实施方式的运算方法与第1实施方式中说明过的运算方法进行比较，第1实施方式是通过对电池保护用容许电流乘以限制率k来求容许电流。因此，k＝kmin的情况下的容许电流的运算结果根据电池保护用容许电流而变化。因而，有实际的容许电流比性能维持用容许电流小的倾向。另一方面，在本实施方式中，虽然计算量增大，但为利用性能维持用容许电流来限制容许电流的形态。由此，由于电池保护用容许电流通常比性能维持用容许电流大，因此容许电流最低都是与性能维持用容许电流相等的值，即，与能够维持电池性能的最大电流相等的值。结果，能够期待容许电流的增加。
根据以上说明过的本发明的第3实施方式，取得以下作用效果。
(1)电池控制器107进行图9的功能框图所示的运算处理，由此，决定针对作为二次电池的电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit，而且决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。根据如此决定的ΔVlimit和上限电压及下限电压中的至少一方来算出电池模块101的容许电流。因此，一方面能够可靠地保护电池模块101，另一方面能够充分发挥电池模块101的充放电性能。
(2)电池控制器107通过性能维持用容许电流运算部211、根据ΔVlimit来运算用以维持电池模块101的性能的性能维持用容许电流。此外，通过电池保护用容许电流运算部204、根据上限电压及下限电压中的至少一方来运算用以保护电池模块101的电池保护用容许电流。继而，通过加权运算部222、根据性能维持用容许电流和电池保护用容许电流来算出电池模块101的容许电流。因此，能够恰当地算出一方面可靠地保护电池模块101、另一方面充分发挥电池模块101的充放电性能这样的容许电流。
(3)电池控制器107通过ΔV实效值运算部201来运算与CCV和OCV的差的时间变化相关的ΔV实效值，通过权重运算部221、根据该ΔV实效值和ΔVlimit来运算针对性能维持用容许电流和电池保护用容许电流的权重G。在加权运算部222中，根据该权重G对性能维持用容许电流和电池保护用容许电流进行加权平均，算出容许电流。因此，能够考虑CCV与OCV的差的时间变化而准确地运算性能维持用容许电流，并据此算出恰当的容许电流。
(第4实施方式)
接着，对本发明的第4实施方式进行说明。在本实施方式中，对统一运算实现电池的保护和性能维持的容许电流的例子进行说明。
图11为与本发明的第4实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。图11中，对与已在第1～第3实施方式中说明过的图4、图8、图9的功能框图共通的部分标注有与这些图相同的符号。对于该共通部分，只要没有特别需要，则以下省略说明。
如图11所示，本实施方式的电池控制器107具有第1实施方式中说明过的ΔVlimit数据库202和基于电池模型的性能维持及电池保护用容许电流运算部226。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。
性能维持及电池保护用容许电流运算部226运算电池模块101的性能维持及保护用的容许电流。性能维持及电池保护用容许电流运算部226根据从ΔVlimit数据库202输出的ΔVlimit和从电池等效电路模型702、温度传感器104、电流传感器102输出的SOC、OCV、极化电压Vp、温度T、电流I的值，通过如以下所说明的运算方法来进行该容许电流的运算。
对性能维持及电池保护用容许电流运算部226的容许电流的运算方法进行说明。图12为本发明的第4实施方式的性能维持及电池保护用容许电流运算部226的功能框图。如图12所示，性能维持及电池保护用容许电流运算部226除了第1实施方式中利用图7说明过的电池保护用容许电流运算部204的各构成以外，还具有加法器711和最小值选择器712。
加法器711根据ΔVlimit和OCV来运算电池模块101的极限电压。具体而言，加法器711输出将ΔVlimit与OCV相加而得的值作为用以避免电池模块101发生高负载电阻上升的CCV的上限值即极限电压。通过该极限电压来规定不发生高负载电阻上升的CCV的上限。再者，上述例子是对ΔVlimit加上OCV，但也可使用CCV代替OCV。在该情况下，优选在对ΔVlimit加上CCV之后减去极化电压、直流电阻所引起的电压降低量等，将所得值作为极限电压输出。
最小值选择器712根据加法器711所输出的极限电压和数据库703所输出的上限电压来算出用以算出电池模块101的容许电流的电压上限值。具体而言，最小值选择器712对极限电压与上限电压进行比较，选择较小的某一方作为电压上限值并输出。如此，通过利用加法器711所输出的极限电压来限制上限电压，求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的上限电压这样的CCV的值。
根据该电压上限值，运算块704可以使用如前文所述的运算方法来求无极化时的容许电流。即，在第1实施方式中的电池保护用容许电流运算部204中，如图7所示，是将OCV、上下限电压及第1电阻的值输入至运算块704，运算块704根据这些值来求无极化时的容许电流。相对于此，在本实施方式中，是将最小值选择器712的输出代替上下限电压输入至运算块704，运算块704使用该输出来求无极化时的容许电流。性能维持及电池保护用容许电流运算部226根据该无极化时的容许电流来算出最终的容许电流。由此，求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的上限电压这样的容许电流的值。
再者，在上述说明中，是通过加法器711对OCV加上ΔVlimit来求极限电压，并通过最小值选择器712对该极限电压与上限电压进行比较，由此来求电压上限值。因此，性能维持及电池保护用容许电流运算部226中求出的最终的容许电流为电池模块101的充电时的容许电流即容许充电电流。但在性能维持及电池保护用容许电流运算部226中，也可将加法器711替换为减法器，并将最小值选择器712替换为最大值选择器。在该情况下，与上述相反，通过减法器从OCV减去ΔVlimit来求极限电压，并通过最大值选择器对该极限电压与下限电压进行比较，由此求出电压下限值。因此，性能维持及电池保护用容许电流运算部226中求出的最终的容许电流为电池模块101的放电时的容许电流即容许放电电流。如此一来，求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的下限电压这样的容许电流的值。进而，在性能维持及电池保护用容许电流运算部226中，也可求容许充电电流和容许放电电流两方。
在本发明的第4实施方式中，电池控制器107以如上构成进行容许电流的运算处理，由此，能够统一运算一同实现电池的保护和性能维持的容许电流，从而能够削减运算量。
根据以上说明过的本发明的第4实施方式，取得以下作用效果。
(1)电池控制器107进行图11的功能框图所示的运算处理，由此，决定针对作为二次电池的电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit，而且决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。根据如此决定的ΔVlimit和上限电压及下限电压中的至少一方来算出电池模块101的容许电流。因此，一方面能够可靠地保护电池模块101，另一方面能够充分发挥电池模块101的充放电性能。
(2)电池控制器107通过性能维持及电池保护用容许电流运算部226、根据CCV或OCV和ΔVlimit来运算电池模块101的极限电压，并根据该极限电压和上限电压及下限电压中的至少一方来运算电池模块101的容许电流。因此，能够恰当地算出一方面可靠地保护电池模块101、另一方面充分发挥电池模块101的充放电性能这样的容许电流。
(3)性能维持及电池保护用容许电流运算部226通过最小值选择器712对由加法器711运算出的极限电压与从数据库703输出的上限电压及下限电压中的至少一方进行比较，根据该比较结果来选择极限电压或者上限电压及下限电压中的至少一方。性能维持及电池保护用容许电流运算部226根据该最小值选择器712所选择的极限电压或者上限电压及下限电压中的至少一方、通过运算块704及减法器707来算出容许电流。因此，一方面能够削减运算量，另一方面能够算出恰当的容许电流。
(第5实施方式)
接着，对本发明的第5实施方式进行说明。在本实施方式中，对在第4实施方式中说明过的容许电流的运算方法中能够反映ΔV实效值的例子进行说明。
图13为与本发明的第5实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。图13中，对与已在第1～第4实施方式中说明过的图4、图8、图9、图11的功能框图共通的部分标注有与这些图相同的符号。对于该共通部分，只要没有特别需要，则以下省略说明。
如图13所示，本实施方式的电池控制器107具有第1实施方式中说明过的ΔV实效值运算部201、ΔVlimit数据库202及电流限制率运算部203和基于电池模型的性能维持及电池保护用容许电流运算部227。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。
性能维持及电池保护用容许电流运算部227与第4实施方式中说明过的图11的性能维持及电池保护用容许电流运算部226一样，运算电池模块101的性能维持及保护用的容许电流。性能维持及电池保护用容许电流运算部227根据从电流限制率运算部203输出的限制率k和从电池等效电路模型702、温度传感器104、电流传感器102输出的SOC、OCV、极化电压Vp、温度T、电流I的值，通过如以下所说明的运算方法来进行该容许电流的运算。
对性能维持及电池保护用容许电流运算部227的容许电流的运算方法进行说明。图14为本发明的第5实施方式的性能维持及电池保护用容许电流运算部227的功能框图。如图14所示，性能维持及电池保护用容许电流运算部227具有在第4实施方式中说明过的图12的性能维持及电池保护用容许电流运算部226中将加法器711及最小值选择器712替换为乘法器713而得的构成。
乘法器713对数据库703所输出的上限电压乘以限制率k，由此，根据限制率k来限制上限电压，输出不会发生高负载电阻上升的CCV的上限值。由此，求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的上限电压这样的电压上限值。此外，通过使用ΔV实效值，可以仅在需要限制上限电压以防止高负载电阻上升时根据限制率k来限制上限电压。
根据该限制后的上限值，运算块704可以使用如前文所述的运算方法来求无极化时的容许电流。即，在第1实施方式中的电池保护用容许电流运算部204中，如图7所示，是将OCV、上下限电压及第1电阻的值输入至运算块704，运算块704根据这些值来求无极化时的容许电流。相对于此，在本实施方式中，是将乘法器713的输出代替上下限电压输入至运算块704，运算块704使用该输出来求无极化时的容许电流。性能维持及电池保护用容许电流运算部227根据该无极化时的容许电流来算出最终的容许电流。由此，求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的上限电压这样的容许电流的值。
再者，在上述说明中，是通过乘法器713对上限电压乘以限制率k，由此来求电压上限值。因此，性能维持及电池保护用容许电流运算部227中求出的最终的容许电流为电池模块101的充电时的容许电流即容许充电电流。但在性能维持及电池保护用容许电流运算部227中，也可与上述相反，通过乘法器713从OCV减去ΔVlimit来求极限电压，并通过最大值选择器对下限电压乘以限制率k，由此来求电压下限值。在该情况下，性能维持及电池保护用容许电流运算部227中求出的最终的容许电流为电池模块101的放电时的容许电流即容许放电电流。如此一来，求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的下限电压这样的容许电流的值。进而，在性能维持及电池保护用容许电流运算部227中，也可求容许充电电流和容许放电电流两方。
在本发明的第5实施方式中，电池控制器107以如上构成进行容许电流的运算处理，由此，与第4实施方式一样，可以统一运算一同实现电池的保护和性能维持的容许电流，从而能够削减运算量。
根据以上说明过的本发明的第5实施方式，取得以下作用效果。
(1)电池控制器107进行图13的功能框图所示的运算处理，由此，决定针对作为二次电池的电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit，而且决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。根据如此决定的ΔVlimit和上限电压及下限电压中的至少一方来算出电池模块101的容许电流。因此，一方面能够可靠地保护电池模块101，另一方面能够充分发挥电池模块101的充放电性能。
(2)电池控制器107通过电流限制率运算部203、根据ΔVlimit来运算针对上限电压及下限电压中的至少一方的限制率k，并通过性能维持及电池保护用容许电流运算部227、根据限制率k和上限电压及下限电压中的至少一方来运算电池模块101的容许电流。因此，能够恰当地算出一方面可靠地保护电池模块101、另一方面充分发挥电池模块101的充放电性能这样的容许电流。
(3)电池控制器107通过ΔV实效值运算部201来运算与CCV和OCV的差的时间变化相关的ΔV实效值。在电流限制率运算部203中，根据该ΔV实效值和ΔVlimit来运算限制率k。因此，能够考虑CCV与OCV的差的时间变化而准确地运算限制率k。
(第6实施方式)
接着，对本发明的第6实施方式进行说明。在本实施方式中，对在第2实施方式中说明过的性能维持用容许电流的运算中考虑了极化电压Vp的例子进行说明。
图15为与本发明的第6实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。图15中，对与已在第1～第5实施方式中说明过的图4、图8、图9、图11、图13的功能框图共通的部分标注有与这些图相同的符号。对于该共通部分，只要没有特别需要，则以下省略说明。
如图15所示，本实施方式的电池控制器107具有第1实施方式中说明过的ΔVlimit数据库202及电池保护用容许电流运算部204、第2实施方式中说明过的最小值选择器212、以及基于电池模型的性能维持用容许电流运算部228。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。
性能维持用容许电流运算部228与第2实施方式中说明过的性能维持用容许电流运算部211一样，运算用以维持电池模块101的性能的性能维持用容许电流。性能维持用容许电流运算部228根据从ΔVlimit数据库202输出的ΔVlimit和从电池等效电路模型702、温度传感器104、电流传感器102输出的SOC、OCV、极化电压Vp、温度T、电流I的值，通过如以下所说明的运算方法来进行性能维持用容许电流的运算。继而，将算出的性能维持用容许电流输出至最小值选择器212。
最小值选择器212根据性能维持用容许电流运算部228所输出的性能维持用容许电流和电池保护用容许电流运算部204所输出的电池保护用容许电流，以与第2实施方式相同的方式算出电池模块101的容许电流。即，最小值选择器212对这些容许电流进行比较，选择较小的某一方作为容许电流并输出。
对性能维持用容许电流运算部228的性能维持用容许电流的运算方法进行说明。图16为本发明的第6实施方式的性能维持用容许电流运算部228的功能框图。如图16所示，性能维持用容许电流运算部228除了第1实施方式中利用图7说明过的电池保护用容许电流运算部204的各构成以外，还具有加法器711。
加法器711与第4实施方式中说明过的一样，根据ΔVlimit和OCV来运算电池模块101的极限电压。即，加法器711输出将ΔVlimit与OCV相加而得的值作为用以避免电池模块101发生高负载电阻上升的CCV的上限值即极限电压。通过该极限电压来规定不发生高负载电阻上升的CCV的上限。再者，上述例子是对ΔVlimit加上OCV，但也可使用CCV代替OCV。在该情况下，优选在对ΔVlimit加上CCV之后减去极化电压、直流电阻所引起的电压降低量等，将所得值作为极限电压输出。
根据该极限电压，运算块704可以使用如前文所述的运算方法来求无极化时的容许电流。即，在第1实施方式中的电池保护用容许电流运算部204中，如图7所示，是将OCV、上下限电压及第1电阻的值输入至运算块704，运算块704根据这些值来求无极化时的容许电流。相对于此，在本实施方式中，是将从加法器711输出的极限电压代替上下限电压输入至运算块704，运算块704使用该极限电压来求无极化时的容许电流。性能维持用容许电流运算部228根据该无极化时的容许电流来算出性能维持用容许电流。由此，考虑当前的极化电压Vp而求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的上限电压这样的容许电流的值。
再者，在上述说明中，是通过加法器711对OCV加上ΔVlimit来求极限电压。因此，性能维持用容许电流运算部228中求出的性能维持用容许电流为电池模块101的充电时的容许电流即容许充电电流。但在性能维持用容许电流运算部228中，也可将加法器711替换为减法器。在该情况下，与上述相反，通过减法器从OCV减去ΔVlimit来求极限电压。因此，性能维持用容许电流运算部228中求出的性能维持用容许电流为电池模块101的放电时的容许电流即容许放电电流。如此一来，求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的下限电压这样的容许电流的值。进而，在性能维持用容许电流运算部228中，也可求容许充电电流和容许放电电流两方。
在本发明的第6实施方式中，电池控制器107以如上构成进行容许电流的运算处理，由此，能够考虑伴随电池模块101的充放电而必然产生的极化电压对容许电流产生的影响。因此，能够更准确地运算不发生高负载电阻上升的容许电流。
根据以上说明过的本发明的第6实施方式，取得以下作用效果。
(1)电池控制器107进行图15的功能框图所示的运算处理，由此，决定针对作为二次电池的电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit，而且决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。根据如此决定的ΔVlimit和上限电压及下限电压中的至少一方来算出电池模块101的容许电流。因此，一方面能够可靠地保护电池模块101，另一方面能够充分发挥电池模块101的充放电性能。
(2)电池控制器107通过性能维持用容许电流运算部228、根据ΔVlimit来运算用以维持电池模块101的性能的性能维持用容许电流。此外，通过电池保护用容许电流运算部204、根据上限电压及下限电压中的至少一方来运算用以保护电池模块101的电池保护用容许电流。继而，通过最小值选择器212、根据性能维持用容许电流和电池保护用容许电流来算出电池模块101的容许电流。因此，能够恰当地算出一方面可靠地保护电池模块101、另一方面充分发挥电池模块101的充放电性能这样的容许电流。
(3)性能维持用容许电流运算部228通过加法器711、根据CCV或OCV和ΔVlimit来运算电池模块101的极限电压，并根据该极限电压、通过运算块704及减法器707来运算性能维持用容许电流。在最小值选择器212中，对该性能维持用容许电流与电池保护用容许电流进行比较，将较小的某一方作为容许电流。因此，能够考虑CCV与OCV的差的时间变化而准确地运算性能维持用容许电流，并据此算出恰当的容许电流。
(第7实施方式)
接着，对本发明的第7实施方式进行说明。在本实施方式中，对在第3实施方式中说明过的性能维持用容许电流的运算中考虑了极化电压Vp的例子进行说明。
图17为与本发明的第7实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。图17中，对与已在第1～第6实施方式中说明过的图4、图8、图9、图11、图13、图15的功能框图共通的部分标注有与这些图相同的符号。对于该共通部分，只要没有特别需要，则以下省略说明。
如图17所示，本实施方式的电池控制器107具有第1实施方式中说明过的ΔV实效值运算部201、ΔVlimit数据库202及电池保护用容许电流运算部204、第3实施方式中说明过的权重运算部221及加权运算部222、以及第6实施方式中说明过的基于电池模型的性能维持用容许电流运算部228。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。
在本发明的第7实施方式中，电池控制器107以如上构成进行容许电流的运算处理，由此，与第3实施方式一样，可以根据ΔV实效值来输出电池保护用容许电流与性能维持用容许电流之间的值作为容许电流。此外，与第6实施方式一样，能够考虑伴随电池模块101的充放电而必然产生的极化电压对容许电流产生的影响。因此，能够更高精度地进行不发生高负载电阻上升的容许电流的运算。
根据以上说明过的本发明的第7实施方式，取得以下作用效果。
(1)电池控制器107进行图17的功能框图所示的运算处理，由此，决定针对作为二次电池的电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit，而且决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。根据如此决定的ΔVlimit和上限电压及下限电压中的至少一方来算出电池模块101的容许电流。因此，一方面能够可靠地保护电池模块101，另一方面能够充分发挥电池模块101的充放电性能。
(2)电池控制器107通过性能维持用容许电流运算部228、根据ΔVlimit来运算用以维持电池模块101的性能的性能维持用容许电流。此外，通过电池保护用容许电流运算部204、根据上限电压及下限电压中的至少一方来运算用以保护电池模块101的电池保护用容许电流。继而，通过加权运算部222、根据性能维持用容许电流和电池保护用容许电流来算出电池模块101的容许电流。因此，能够恰当地算出一方面可靠地保护电池模块101、另一方面充分发挥电池模块101的充放电性能这样的容许电流。
(3)电池控制器107通过ΔV实效值运算部201来运算与CCV和OCV的差的时间变化相关的ΔV实效值，并通过权重运算部221、根据该ΔV实效值和ΔVlimit来运算针对性能维持用容许电流和电池保护用容许电流的权重G。在加权运算部222中，根据该权重G对性能维持用容许电流和电池保护用容许电流进行加权平均，算出容许电流。因此，能够考虑CCV与OCV的差的时间变化而准确地运算性能维持用容许电流，并据此算出恰当的容许电流。
(第8实施方式)
接着，对本发明的第8实施方式进行说明。在本实施方式中，对通过在第4、第5实施方式中说明过的容许电流的运算中追加加权运算来反映ΔV实效值的例子进行说明。
图18为与本发明的第8实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。图18中，对与已在第1～第7实施方式中说明过的图4、图8、图9、图11、图13、图15、图17的功能框图共通的部分标注有与这些图相同的符号。对于该共通部分，只要没有特别需要，则以下省略说明。
如图18所示，本实施方式的电池控制器107具有第1实施方式中说明过的ΔV实效值运算部201及ΔVlimit数据库202、第3实施方式中说明过的权重运算部221、以及基于电池模型的性能维持及电池保护用容许电流运算部229。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。
性能维持及电池保护用容许电流运算部229与第4实施方式中说明过的图11的性能维持及电池保护用容许电流运算部226、第5实施方式中说明过的图13的性能维持及电池保护用容许电流运算部227一样，运算电池模块101的性能维持及保护用的容许电流。性能维持及电池保护用容许电流运算部229根据从ΔVlimit数据库202输出的ΔVlimit、从权重运算部221输出的权重G、以及从电池等效电路模型702、温度传感器104、电流传感器102输出的SOC、OCV、极化电压Vp、温度T、电流I的值，通过如以下所说明的运算方法来进行该容许电流的运算。
对性能维持及电池保护用容许电流运算部229的容许电流的运算方法进行说明。图19为本发明的第8实施方式的性能维持及电池保护用容许电流运算部229的功能框图。如图19所示，性能维持及电池保护用容许电流运算部229具有在第4实施方式中说明过的图12的性能维持及电池保护用容许电流运算部226中将最小值选择器712替换为加权运算器714而得的构成。
加权运算器714根据权重运算部221所输出的权重G对加法器711所输出的极限电压和数据库703所输出的上限电压进行加权平均，算出应作为CCV的目标的目标CCV。具体而言，加权运算器714将G＝1、0分别与上限电压和极限电压关联，对上限电压乘以G而得的值与极限电压乘以(1－G)而得的值进行合计，由此算出目标CCV。由此，可以根据ΔV实效值将目标CCV的值设为上限电压与极限电压之间的任意值。
根据该目标CCV，运算块704可以使用如前文所述的运算方法来求无极化时的容许电流。即，在第1实施方式中的电池保护用容许电流运算部204中，如图7所示，是将OCV、上下限电压及第1电阻的值输入至运算块704，运算块704根据这些值来求无极化时的容许电流。相对于此，在本实施方式中，是将加权运算器714的输出代替上下限电压输入至运算块704，运算块704使用该输出来求无极化时的容许电流。性能维持及电池保护用容许电流运算部229根据该无极化时的容许电流来算出最终的容许电流。由此，反映ΔV实效值而求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的上限电压这样的容许电流的值。
再者，在上述说明中，是通过加法器711对OCV加上ΔVlimit来求极限电压，并通过加权运算器714对该极限电压和上限电压进行加权平均，由此来求目标CCV。因此，性能维持及电池保护用容许电流运算部229中求出的最终的容许电流为电池模块101的充电时的容许电流即容许充电电流。但在性能维持及电池保护用容许电流运算部229中，也可将加法器711替换为减法器。在该情况下，与上述相反，通过减法器从OCV减去ΔVlimit来求极限电压，并通过加权运算器714对该极限电压和下限电压进行加权平均，由此来求目标CCV。因此，性能维持及电池保护用容许电流运算部229中求出的最终的容许电流为电池模块101的放电时的容许电流即容许放电电流。如此一来，反映ΔV实效值而求出不会发生高负载电阻上升而且不会脱离电池的下限电压这样的容许电流的值。进而，在性能维持及电池保护用容许电流运算部229中，也可求容许充电电流和容许放电电流两方。
在本发明的第8实施方式中，电池控制器107以如上构成进行容许电流的运算处理，由此，能够反映ΔV实效值而统一运算一同实现电池的保护和性能维持的容许电流，从而能够削减运算量。
根据以上说明过的本发明的第8实施方式，取得以下作用效果。
(1)电池控制器107进行图18的功能框图所示的运算处理，由此，决定针对作为二次电池的电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit，而且决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。根据如此决定的ΔVlimit和上限电压及下限电压中的至少一方来算出电池模块101的容许电流。因此，一方面能够可靠地保护电池模块101，另一方面能够充分发挥电池模块101的充放电性能。
(2)电池控制器107通过性能维持及电池保护用容许电流运算部229、根据CCV或OCV和ΔVlimit来运算电池模块101的极限电压，并根据该极限电压和上限电压及下限电压中的至少一方来运算电池模块101的容许电流。因此，能够恰当地算出一方面可靠地保护电池模块101、另一方面充分发挥电池模块101的充放电性能这样的容许电流。
(3)电池控制器107通过ΔV实效值运算部201来运算与CCV和OCV的差的时间变化相关的ΔV实效值，并通过权重运算部221、根据该ΔV实效值和ΔVlimit来运算针对极限电压和上限电压及下限电压中的至少一方的权重G。性能维持及电池保护用容许电流运算部229通过加权运算器714、根据由权重运算部221运算出的权重G对极限电压和从数据库703输出的上限电压及下限电压中的至少一方进行加权平均，并通过运算块704及减法器707来算出容许电流。因此，能够考虑CCV与OCV的差的时间变化地一方面削减运算量、另一方面算出恰当的容许电流。
(第9实施方式)
接着，对本发明的第9实施方式进行说明。在本实施方式中，对将电池控制器107搭载于车辆的情况下的ΔV实效值的运算例进行说明。
在将包含电池控制器107的电池系统100搭载于汽车等车辆的情况下，为了削减耗电，当车辆的钥匙被关断时，电池控制器107会关闭。在电池控制器107关闭的期间内，在ΔV实效值运算部201中，ΔV实效值的运算所需的一阶滞后滤波器不会动作，从而无法通过前文所述式(2)所示的运算来求ΔV实效值。因此，在下一次系统启动时的ΔV实效值的运算中，需要进行反映因关闭而产生的充放电休止期间的例外处理。在本实施方式中，为了实现该例外处理，在电池控制器107中进行如使用图20～23而在以下说明的运算，由此运算ΔV实效值。
图20为与本发明的第9实施方式的ΔV实效值的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。如图20所示，本实施方式的电池控制器107具有日期时间信息生成部241、基于日期时间的运转比率运算部242、非易失性存储器243以及ΔV实效值运算部244各功能块。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。再者，本实施方式的电池控制器107使用该图20所示的功能构成代替图4、图8、图9、图13、图17、图18中的ΔV实效值运算部201来进行ΔV实效值的运算。继而，根据所获得的ΔV实效值的运算结果来进行如第1～第3、第5、第7、第8实施方式中分别说明过的运算处理，由此进行容许电流的运算。关于该容许电流的运算处理，以下省略说明。
日期时间信息生成部241生成表示当前的日期、时刻的信息，并作为日期时间信息输出。日期时间信息生成部241例如可以根据电池控制器107中搭载的未图示的实时时钟或者从上位控制器112送来的信息来获取当前的日期、时刻。
运转比率运算部242根据日期时间信息生成部241所输出的日期时间信息、从上位控制器112等送来的车辆的启动信号、以及非易失性存储器243中存储的运转时刻信息来运算基于日期时间的电池控制器107的运转比率。再者，关于运转比率运算部242的运转比率的运算方法，将在后面详细进行说明。
非易失性存储器243存储表示电池控制器107的过去的运转历史的运转时刻信息、最终Y(n)等。所谓最终Y(n)，是指上一次系统运转中最后求出的与电池模块101的负载状态的时间变化相关的指标值Y(n)，以前文所述的式(2)表示。运转时刻信息通过运转比率运算部242而存储至非易失性存储器243并从非易失性存储器243中读出，最终Y(n)通过ΔV实效值运算部244而存储至非易失性存储器243并从非易失性存储器243中读出。
图21为表示非易失性存储器243中存储的运转时刻信息的例子的图。如图21所示，在非易失性存储器243中，例如记录有表示每30分钟的电池控制器107的运转状况的运转标记作为电池控制器107的过去的运转历史。在该例中，将一天分割为每30分钟的时段即48个时段，在各时段内电池控制器107正运转的情况下，存储标记值“1”作为运转标记，在未运转的情况下，存储标记值“0”作为运转标记。在图21所示的范围内，表示运转中的标记值“1”有4处，因此得知，电池控制器107在24小时内合计运转了大致2小时(4÷48×24＝2)左右。再者，虽然图21中没有展示，但表示最后向非易失性存储器243存储了数据的日期时间的最终数据存储时刻信息也与运转时刻信息一起保存在非易失性存储器243中。
ΔV实效值运算部244根据运转比率运算部242所输出的运转比率、电池模块101的CCV及OCV、表示车辆的状态的启动信号、以及从非易失性存储器243读出的最终Y(n)来运算ΔV实效值。再者，关于ΔV实效值运算部244的ΔV实效值的运算方法，将在后面详细进行说明。
接着，对运转比率运算部242中的运转比率的运算方法进行说明。图22为表示本发明的第9实施方式的运转比率运算部242的处理流程的图。
电池控制器107启动后，在步骤1001中，运转比率运算部242从非易失性存储器243中读出存储于非易失性存储器243中的运转时刻信息及最终数据存储时刻信息。
在步骤1002中，运转比率运算部242根据步骤1001中读出的运转时刻信息中的运转标记值“1”的比例来求过去24小时内的运转时间的比例，作为电池控制器107的运转比率加以算出。继而，将算出的运转比率输出至ΔV实效值运算部244。再者，在算出运转时间的比例时，优选根据步骤1001中读出的最终数据存储时刻来判定运转时刻信息当中哪些数据是现在起过去24小时以内的数据，仅将该数据作为计算对象。由此，将旧到对高负载电阻上升不产生影响的程度的信息忽略掉。
在步骤1003中，运转比率运算部242将非易失性存储器243中存储的运转时刻信息中不需要的旧数据删除。例如，针对现在起24小时以前的所有旧数据而将运转标记的值设置为“0”，由此进行步骤1003的删除处理。
在步骤1004中，运转比率运算部242对非易失性存储器243中存储的运转时刻信息中与当前时段相对应的数据的运转标记设置表示为运转中这一情况的标记值“1”。
在步骤1005中，运转比率运算部242将当前日期时间作为最终数据存储时刻信息保存至非易失性存储器243。通过以上说明过的步骤1003、1004及1005的处理，非易失性存储器243中存储的运转时刻信息得以更新为过去24小时以内的运转时刻信息。
在步骤1006中，运转比率运算部242待机直至当前日期时间从步骤1004中设置运转标记值“1”的时段变为下一时段为止。在已变为下一时段的情况下，再次进行上述步骤1004、1005的处理，之后在步骤1006中待机。由此，在电池控制器107的运转中，可以将非易失性存储器243内的数据始终保持为最新。
再者，在上述例子中，假定过去24小时以内的电池控制器107的运转状况有可能对高负载电阻上升产生影响而对非易失性存储器243中存储的运转时刻信息的内容、更新次序进行了说明，但本实施方式并不限定于此。例如，也可对记录运转时刻信息的时段的数量、长度进行增减，或者对图22的各步骤的处理中使用的数值进行变更。由此，能够实现与电池系统100中使用的电池的特性相应的运转比率的运算。
接着，对ΔV实效值运算部244中的ΔV实效值的运算方法进行说明。图23为表示本发明的第9实施方式的ΔV实效值运算部244的处理流程的图。
电池控制器107启动后，在步骤1011中，ΔV实效值运算部244从非易失性存储器243中读出存储于非易失性存储器243中的最终Y(n)。如前文所述，该最终Y(n)是上一次系统运转中最后求出的指标值Y(n)。
在步骤1012中，ΔV实效值运算部244对步骤1011中读出的最终Y(n)乘以图22的步骤1002中从运转比率运算部242输出的运转比率，由此设定用于ΔV实效值的运算的指标值Y(n)的初始值。由此，可以根据电池系统100的关闭时间将ΔV实效值的初始值设定为0以外的值。
在步骤1013中，ΔV实效值运算部244使用步骤1012中设定的Y(n)的初始值，通过如第1实施方式中说明过的运算方法来执行ΔV实效值的运算。由此，能够反映伴随着电池系统100的关闭的电池模块101的充放电休止时间而进行ΔV实效值的运算。
在步骤1014中，ΔV实效值运算部244判定是否输入了表示车辆动作结束的启动信号。若未输入表示车辆动作结束的启动信号，则使处理退回至步骤1013而继续运算ΔV实效值，若输入了表示车辆动作结束的启动信号，则使处理进入至步骤1015。
在步骤1015中，ΔV实效值运算部244将当前的指标值Y(n)的值作为最终Y(n)保存至非易失性存储器243。在下一次系统启动时，在步骤1011中从非易失性存储器243中读出该最终Y(n)的值，由此，能够正确地设定ΔV实效值的初始值。
根据以上说明过的本发明的第9实施方式，电池控制器107在其启动时将ΔV实效值的初始值设定为0以外的值。具体而言，电池控制器107根据非易失性存储器243中存储的、表示电池控制器107的过去的运转历史的运转时刻信息，通过运转比率运算部242来运算电池控制器107的运转比率。根据该运转比率，通过ΔV实效值运算部244来求ΔV实效值的初始值。因此，在第1～第3、第5、第7、第8各实施方式中，还能够反映伴随着电池系统100的关闭的电池模块101的充放电休止时间而准确地进行ΔV实效值的运算。
(第10实施方式)
接着，对本发明的第10实施方式进行说明。在本实施方式中，针对将电池控制器107搭载于车辆的情况下的ΔV实效值的运算而说明区别于第9实施方式的例子。
在前文所述的第9实施方式中，对在汽车等当中搭载的电池控制器107中可以通过图20所示的功能构成而从实时时钟等获取当前的日期、时刻的情况的例子进行了说明。但是，在未安装有实时时钟等没有获知当前日期时间的手段的情况下，无法使用第9实施方式中说明过的运算方法。在本实施方式中，对即便在这种情况下也会反映因电池系统100的关闭而产生的充放电休止期间而进行下一次系统启动时的ΔV实效值的运算的电池控制器107的功能构成进行说明。
图24为与本发明的第10实施方式的ΔV实效值的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。图24中，对与已在第9实施方式中说明过的图20的功能框图共通的部分标注有与图20相同的符号。对于该共通部分，只要没有特别需要，则以下省略说明。
如图24所示，本实施方式的电池控制器107具有基于温度的运转比率运算部245来代替图20的日期时间信息生成部241及运转比率运算部242。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。
运转比率运算部245根据从温度传感器104输出的电池模块101的温度T以及环境温度TA来运算基于温度的电池控制器107的运转比率。具体而言，运转比率运算部245根据温度T与环境温度TA的差和预先设定的该差与运转比率的关系来求电池控制器107的运转比率。再者，虽然省略了图示，但在本实施方式中，为了能够测定温度T和环境温度TA，而在电池控制器107内设置有多个温度传感器104。
图25为表示温度T与环境温度TA的差(T－TA)和与其相对应的电池控制器107的运转比率(duty)的关系的一例的图。在该例中，在T与TA的差为规定阈值ΔT以上的情况下，运转比率运算部245将运转比率设为1，在不到ΔT的情况下，运转比率运算部245将运转比率设为0。即，着眼于环境温度TA与电池温度T的差，在该差较大的情况下，判断为刚刚对电池模块101施加了较大的负载，从而提高运转比率，反过来，在差较小的情况下，降低运转比率。由此，即便在当前日期时间不明的情况下，也能推断充放电休止期间而求电池控制器107的运转比率。再者，运转比率运算部245也可使用这以外的关系来求运转比率。
根据以上说明过的本发明的第10实施方式，电池控制器107根据电池模块101的温度T与环境温度TA的差、通过运转比率运算部245来运算电池控制器107的运转比率。根据该运转比率、通过ΔV实效值运算部244来求ΔV实效值的初始值。因此，与第9实施方式一样，在第1～第3、第5、第7、第8各实施方式中还能反映伴随着电池系统100的关闭的电池模块101的充放电休止时间而准确地进行ΔV实效值的运算。
(第11实施方式)
接着，对本发明的第11实施方式进行说明。在本实施方式中，对使用流至电池模块101的电流I的平方值代替前文所述的ΔV实效值作为表示电池模块101的负载的大小的指标的例子进行说明。
图26为与本发明的第11实施方式的容许电流的运算处理相关的电池控制器107的功能框图。图26中，对与已在第1实施方式中说明过的图4的功能框图共通的部分标注有与图4相同的符号。对于该共通部分，只要没有特别需要，则以下省略说明。
如图26所示，本实施方式的电池控制器107具有I实效值运算部251、Ilimit数据库252及电流限制率运算部253代替图4的ΔV实效值运算部201、ΔVlimit数据库202及电流限制率运算部203。电池控制器107例如可以通过由CPU执行规定程序来实现这些功能块。
I实效值运算部251运算与电池模块101的电流值I的时间变化相关的I实效值。I实效值运算部251与第1实施方式中说明过的ΔV实效值运算部201一样，例如通过将电流值I导入包含滞后元素的滤波器来运算I实效值。具体而言，在I实效值运算部251中，可以对电流值I的平方值运用一阶滞后滤波器，并将其结果的平方根作为I实效值输出，由此运算I实效值。
通过以下式(12)、(13)来表示I实效值运算部251的I实效值的运算式的例子。其中，式(12)的I(n)表示当前的电流值I。I(n)中的n表示由电流传感器102获取到的电流值I的数据的时间序列顺序。此外，式(12)的t表示数据的采样间隔，τ表示滤波器的时间常数。
[数式5]
式(12)是通过对I(n)的平方值运用一阶滞后滤波器来运算表示电池模块101的负载状态的时间变化的前文所述的指标值Y(n)的公式。通过式(12)的运算，能够获得表示电池模块101中是否在长时间地产生了高负载状态即电流I为较大值的状态的指标值Y(n)。再者，式(12)是通过取I(n)平方来运算指标值Y(n)。由此，可以应对充电、放电两方。
式(13)是通过取式(12)中求出的负载状态的时间变化的指标值Y(n)的平方根来运算I实效值的公式。
I实效值运算部251通过执行如以上说明过的运算，可以求出与电池模块101的电流值的时间变化相关的I实效值。如此获得的I实效值与前文所述的ΔV实效值一样，是反映出对电池模块101施加了何种程度的期间的何种大小的负荷的值。因此，可以作为用以判定是否需要考虑了高负载电阻上升的容许电流运算的指标。
Ilimit数据库252是记录有电池模块101的SOC及温度T与针对电池模块101的电流值I的极限值即Ilimit的关系的数据库。通过使用该Ilimit数据库252，可以根据利用电池等效电路模型702求出的SOC和使用温度传感器104测量出的温度T来决定作为用以防止高负载电阻上升的极限值的Ilimit。再者，Ilimit表示一定时间内所容许的电流I的极限值，等于I2t。即，当电流I的绝对值超过Ilimit的状态持续一定期间时，电池模块101中有可能发生高负载电阻上升。
Ilimit数据库252例如可以通过存储有与各种SOC与温度T的组合中的每一种相对应的Ilimit的值的数组来实现。在该情况下，相对于为连续值的SOC及温度T的测量结果而言，Ilimit数据库252中存储的Ilimit的值对应于离散值的SOC及温度T。因此，在未存储有与Ilimit数据库252中输入的SOC和温度T相对应的Ilimit的值的情况下，优选利用线性插补等来决定应输出的Ilimit的值。
电流限制率运算部253根据从I实效值运算部251输出的I实效值和从Ilimit数据库252输出的Ilimit来运算用以限制容许电流的限制率k。通过利用该电流限制率运算部253而根据I实效值来改变限制率k，与第1实施方式一样，可以切换不需要考虑高负载电阻上升的状态(k＝1)与需要考虑的状态(0≤k＜1)。
电流限制率运算部253例如根据图27所示那样的I实效值与限制率k的关系来进行限制率k的运算。图27表示与I实效值相对应的限制率k的值，分为k＝1的区域即不需要容许电流的限制的区域261(0≤I实效值＜Ilimit1)和k＜1的区域即需要容许电流的限制的区域262(I实效值≥Ilimit1)。区域262进而分为限制率k根据I实效值而变化的区域263(Ilimit1≤I实效值＜Ilimit2)和限制率k成为固定值kmin的区域264(I实效值≥Ilimit2)。
此处，在电流限制率运算部253中，将上述Ilimit2设为电池模块101中开始高负载电阻上升的I实效值的大小即Ilimit数据库252中决定好的极限值Ilimit，进而将Ilimit1设为比该Ilimit小的值。由此，当I实效值接近Ilimit而超过Ilimit1时，限制率k被设定为小于1的值。由此，使针对电池模块101的容许电流降低，从而能够避开发生高负载电阻上升这样的条件。再者，若在区域264内将kmin设为0，则理论上有可能发生容许电流变为0的情况。但是，通过像上述那样将Ilimit1与Ilimit2设为不同值，通常在限制率k变为0之前I实效值便不会再增加。因此，即便将kmin设为0，容许电流也不会实际变为0，是没有问题的。
在本发明的第11实施方式中，电池控制器107以如上构成进行容许电流的运算处理，由此，可以根据电流I来求用以判断是否需要考虑高负载电阻上升的指标值即I实效值，并求出针对该I实效值的极限值Ilimit。通过进行基于这些值的容许电流限制，能够预防高负载电阻上升。此外，不需要SOHR的推断。
再者，上述I实效值与第1～第3、第5、第7、第8各实施方式中的ΔV实效值一样，是对电池模块101的负载的大小及期间的指标。因而，通过恰当地转换I实效值，能与ΔV实效值同样地加以使用。因此，可以在上述各实施方式中将使用CCV、OCV算出的ΔV实效值替换为根据电流I求出的I实效值。同样地，各实施方式中所使用的Vlimit可以通过进行恰当的转换而替换为Ilimit。由此，能使其他实施方式也产生前文所述那样的效果。
根据以上说明过的本发明的第11实施方式，电池控制器107进行图26的功能框图所示的运算处理，由此，决定针对作为二次电池的电池模块101的电流值的极限值即Ilimit，而且决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。根据如此决定的Ilimit和上限电压及下限电压中的至少一方来算出电池模块101的容许电流。因此，一方面能够可靠地保护电池模块101，另一方面能够充分发挥电池模块101的充放电性能。
(第12实施方式)
接着，对本发明的第12实施方式进行说明。在本实施方式中，对搭载有具有上述各实施方式中说明过的电池控制器107的电池系统100的动力系统进行说明。
图28为表示本发明的第12实施方式的动力系统的构成的图。本实施方式的动力系统为汽车等车辆中的动力系统，如图28所示，具备电池系统100、逆变器110、上位控制器112、发动机150、动力分割机构151、发电机/电动机152、轮胎153以及制动器154。再者，电池系统100、逆变器110及上位控制器112分别与图1所示的构件相同。即，虽然图28中没有展示，但电池系统100具备图1的电池模块101、电流传感器102、电压传感器103、温度传感器104、漏电传感器105、继电器106A、继电器106B及电池控制器107。此外，发电机/电动机152对应于图1的负载111。
作为内燃机的发动机150经由动力分割机构151来驱动发电机/电动机152和轮胎153。当发电机/电动机152被发动机150驱动时，发电机/电动机152作为发电机而动作，生成用以对电池系统100中搭载的图1的电池模块101进行充电的电力。另一方面，当轮胎153被发动机150驱动时，轮胎153旋转、车辆移动。
制动器154及发电机/电动机152用于对被制动体即车辆进行制动。车辆减速时，使用制动器154将车辆的动能转换为热能，或者将轮胎153的旋转力经由动力分割机构151传递至发电机/电动机152，由此使得发电机/电动机152作为发电机而动作，将车辆的动能转换为电能而进行再生。此时，发电机/电动机152使用来自车辆的输入进行再生发电，生成用以对电池系统100中搭载的电池模块101进行充电的电力。如此获得的电能经由逆变器110而被输出至电池系统100，并被积蓄在电池系统100内的电池模块101中。
电池系统100中积蓄的电能视需要从电池系统100中被释放出来，经由逆变器110而被供给至发动机/电动机152。此时，发电机/电动机152作为电动机而动作，使用从电池系统100中搭载的电池模块101供给的电力进行驱动。该发动机/电动机152的驱动力经由动力分割机构151而被传递至轮胎153，使轮胎153旋转而使车辆移动。
电池系统100内的电池控制器107通过如前文所述的第1～第11各实施方式中说明过的运算方法来算出针对电池模块101的容许电流。该容许电流的算出结果从电池控制器107通知给上位控制器112。再者，也可在上位控制器112而不是电池控制器107中根据从电池系统100或逆变器110获得的电流值I、电池电压CCV等来进行容许电流的算出。
上位控制器112针对动力系统所要求的输出或输入，根据电池控制器107或自身所算出的容许电流来决定发动机150与发电机/电动机152的动力分配比或者制动器154与发电机/电动机152的负载分配比。即，在动力系统要求输出的情况下，根据基于ΔVlimit或Ilimit和电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方算出的容许电流的算出结果来考量发动机150的状态、电池系统100的SOC、发电机/电动机152的容量等，从而决定发动机150与发电机/电动机152的动力分配比。继而，按照所决定的动力分配比来输出针对发动机150和逆变器110的动作指令值。另一方面，在动力系统要求输入的情况下，即，在对车辆进行减速的情况下，根据基于ΔVlimit或Ilimit和电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方算出的容许电流的算出结果来考量电池系统100的SOC、发电机/电动机152的容量等，从而决定制动器154与发电机/电动机152的负载分配比。继而，按照所决定的负载分配比来输出针对制动器154的制动量的指令值和针对逆变器110的再生能源量的指令值。
再者，即便在动力系统未要求输入的状态下，在电池系统100的SOC较低时也可进行从上位控制器112到发动机150的输出指令，而且对逆变器110输出再生能源量的指令值。此时的各指令值与动力系统要求输入时一样，优选考量基于ΔV实效值或I实效值的容许电流、发动机150的状态、电池系统100的SOC、发电机/电动机152的容量等来决定。
在本发明的第12实施方式中，通过设为这种动力系统的构成，能使动力系统动作而不会在电池系统100内的电池模块101中发生高负载电阻上升。由此，得以维持较高的输出、制动力、再生效率。
根据以上说明过的本发明的第12实施方式，取得以下作用效果。
(1)动力系统具备作为内燃机的发动机150和使用从作为二次电池的电池系统100内的电池模块101供给的电力进行驱动的发电机/电动机152。动力系统通过电池系统100内的电池控制器107或者上位控制器112来决定针对电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit或者针对电池模块101的电流值I的极限值即Ilimit，并决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。继而，通过上位控制器112、根据所决定的ΔVlimit或Ilimit和上限电压及下限电压中的至少一方来决定发动机150与发电机/电动机152的动力分配比。因此，能以避免电池模块101中发生高负载电阻上升的方式恰当地决定发动机150与发电机/电动机152的动力分配比。
(2)动力系统具备：对被制动体即车辆进行制动用的制动器154；和发电机/电动机152，其使用来自车辆的输入进行再生发电而生成用以对作为二次电池的电池系统100内的电池模块101进行充电的电力。动力系统通过电池系统100内的电池控制器107或者上位控制器112来决定针对电池模块101的CCV与OCV的差的极限值即ΔVlimit或者针对电池模块101的电流值I的极限值即Ilimit，并决定电池模块101的上限电压及下限电压中的至少一方。继而，通过上位控制器112、根据所决定的ΔVlimit或Ilimit和上限电压及下限电压中的至少一方来决定制动器154与发电机/电动机152的负载分配比。因此，能以避免电池模块101中发生高负载电阻上升的方式恰当地决定制动器154与发电机/电动机152的负载分配比。
再者，本发明不限定于上述实施方式。在本发明的技术思想的范围内思索的其他形态也包含在本发明的范围内。
符号说明
100 电池系统
101 电池模块
102 电流传感器
103 电压传感器
104 温度传感器
105 漏电传感器
106A、106B 继电器
107 电池控制器
110 逆变器
111 负载
112 上位控制器
201、244 ΔV实效值运算部
202 ΔVlimit数据库
203、253 电流限制率运算部
204 电池保护用容许电流运算部
205 乘法器
211、228 性能维持用容许电流运算部
212 最小值选择器
221 权重运算部
222 加权运算部
226、227、229 性能维持及电池保护用容许电流运算部
241 日期时间信息生成部
242、245 运转比率运算部
243 非易失性存储器
251 I实效值运算部
252 Ilimit数据库。