电池控制系统、车辆控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及电池控制系统以及车辆控制系统。
【背景技术】
[0002]锂离子电池等二次电池在被以大电流持续进行放电时，与电池劣化时同样地内部电阻值临时上升，变得无法充分发挥该电池本来具有的性能。因此，为了防止这样的性能劣化，专利文献I公开了如下的电池控制方法:累计由于电池的持续放电而造成的电池劣化程度的评价值，在该累计值超过预定的容许值的情况下，限制电池的放电。
[0003]专利文献1:日本特开2013-51115号公报
【发明内容】
[0004]专利文献I公开的电池控制方法中，根据从上次的评价值计算时起的经过时间、放电电流的大小等，计算表示电池的劣化程度的评价值，根据该评价值的累计值判定是否要限制电池的放电。但是，在电流连续变化的同时电池持续地充放电的情况下，在这样的评价值的计算方法中，无法正确地求出电池的劣化程度，因此无法可靠地防止电池的性能劣化。
[0005]根据本发明的第I方式，提供一种电池控制系统，与电池连接，控制电池的充放电，具备:电流检测部，检测在电池中流过的充放电电流而测定电流值；电压检测部，检测电池的电压;温度检测部，检测电池的温度;有效电流值计算部，根据由电流检测部测定出的电流值，计算预定的时间窗中的有效电流值；以及充放电限制部，根据由有效电流值计算部计算出的有效电流值，进行用于限制充放电电流的第I充放电限制。
[0006]根据本发明的第2方式，在第I方式的电池控制系统中，优选有效电流值计算部分别计算相互不同的多个时间窗中的多个有效电流值，充放电限制部根据多个有效电流值进行第I充放电限制。
[0007]根据本发明的第3方式，在第I或2方式的电池控制系统中，优选还具备累计时间计算部，计算作为有效电流值超过预定的容许值的时间的累计值的累计时间。在该电池控制系统中，充放电限制部根据由累计时间计算部计算出的累计时间，进行用于进一步限制充放电电流的第2充放电限制。
[0008]根据本发明的第4方式，在第3方式的电池控制系统中，优选充放电限制部根据有效电流值的大小设定针对累计时间的阈值，根据累计时间与阈值的比较结果进行第2充放电限制。
[0009]根据本发明的第5方式，在第3或第4方式的电池控制系统中，优选充放电限制部在从开始第2充放电限制起的经过时间或者进行了第2充放电限制的合计时间超过预定的限制解除时间时，解除第2充放电限制。
[0010]根据本发明的第6方式，在第5方式的电池控制系统中，优选连接于车辆内的通信网络，充放电限制部经由通信网络而获取经过时间或合计时间的信息。
[0011]根据本发明的第7方式，提供一种车辆控制系统，具备:电池控制系统，与电池连接，控制电池的充放电；以及车辆控制部，与电池控制系统连接，电池控制系统具有:电流检测部，检测在电池中流过的充放电电流而测定电流值；电压检测部，检测电池的电压;温度检测部，检测电池的温度；以及有效电流值计算部，根据由电流检测部测定出的电流值，计算预定的时间窗中的有效电流值，车辆控制部根据由有效电流值计算部计算出的有效电流值，对电池控制系统指示用于限制充放电电流的第I充放电限制。
[0012]根据本发明，即使充放电电流连续变化的同时电池持续地充放电的情况下，也能可靠地防止电池的性能劣化。
【附图说明】
[0013]图1是示出包括本发明的一个实施方式的电池控制系统120的电池系统100及其周边的结构的图。
[0014]图2是示出单电池控制部12Ia的电路结构的图。
[0015]图3是示出电池的时间窗与容许值的关系的一个例子的图。
[0016]图4是示出电池的使用循环数与劣化度的关系的一个例子的图。
[0017]图5是示出与充放电限制有关的组电池控制部150的控制块的图。
[0018]图6是用于进行第I阶段的充放电限制的处理的流程图。
[0019]图7是示出有效电流通过实施第I阶段的充放电限制而变化的样子的一个例子的图。
[0020]图8是示出用于进行第2阶段的充放电限制的处理的流程图。
[0021]图9是用于说明累计时间的计算方法的图。
[0022]图1O是用于说明切换时间的设定方法的图
[0023]图11是示出有效电流通过实施第I阶段以及第2阶段的充放电限制而变化的样子的一个例子的图。
[0024]图12是使出有效电流通过解除第2阶段的充放电限制而变化的样子的一个例子的图。
[0025](符号说明)
[0026]100:电池系统；110:组电池；111:单电池；112a、112b:单电池群；120:电池控制系统；121a、121b:单电池控制部；122:电压检测部；123:控制电路；124:信号输入输出电路；125:温度检测部；130:电流检测部；140:电压检测部；150:组电池控制部；151:有效电流值计算部；152:累计时间计算部；153:充放电限制部；160:信号通信路；170:绝缘元件；180:存储部;200:车辆控制部;300、310、320、330:继电器;400:逆变器;410:马达发电机;420:充电器
【具体实施方式】
[0027]以下，根据附图，说明本发明的实施方式。在以下的实施方式中，以针对构成混合动力汽车(HEV)的电源的电池系统应用了本发明的情况为例子进行说明。
[0028]另外，在以下的实施方式中，以采用了锂离子电池的情况为例子进行说明，但另外还能够使用镍氢电池、铅电池、双电层电容器、混合电容器等。另外，在以下的实施方式中，将单电池串联地连接而构成了组电池，但也可以将把单电池并联连接的结构串联连接而构成组电池，还可以将串联连接了的单电池并联连接而构成组电池。
[0029]图1是示出包括本发明的一个实施方式的电池控制系统120的电池系统100及其周边的结构的图。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具备组电池110和电池控制系统120。电池控制系统120具备单电池控制部121a、121b、电流检测部130、电压检测部140、组电池控制部150以及存储部180。
[0030]组电池110是将由多个单电池111分别构成的单电池群112a、112b串联地连接而构成的。单电池控制部121a以及121b与单电池群112a、112b分别连接，检测构成这些单电池群的各单电池111的电池电压(两端电压)、温度，将表示其检测结果的信号经由信号通信路160以及绝缘元件170发送到组电池控制部150。另外，作为绝缘元件170使用例如光耦合器。
[0031]电流检测部130检测在组电池110中流过的电流而测定其电流值。电压检测部140检测组电池110的两端电压、即在组电池110中串联连接的单电池111的总电压。
[0032]组电池控制部150根据从单电池控制部121a、121b发送的信号，获取各单电池111的电池电压以及温度。另外，从电流检测部130接受在组电池110中流过的电流值，从电压检测部140接受组电池110的总电压值。根据这些信息，组电池控制部150检测组电池110的状态，控制组电池110。由组电池控制部150检测组电池110的状态而得到检测的结果被发送到单电池控制部121 a、121 b、车辆控制部200。
[0033]组电池110是将能够进行电能的积蓄以及释放(直流电力的充放电)的多个单电池111电气地串联地连接而构成的。为了实施状态的管理/控制，针对每预定的单位数，对构成组电池110的单电池111进行分组。分组了的各单电池111被电气地串联地连接，构成单电池群112a、112b。另外，构成单电池群112的单电池111的个数，既可以在所有单电池群112中是相同的数量，也可以针对每个单电池群112使单电池111的个数不同。在本实施方式中，为了简化说明，如图1所示，将4个单电池111电气地串联连接而分别构成单电池群112a和112b，并将这些单电池群112a和112b进一步电气地串联连接，从而组电池110具备合计8个单电池111。
[0034]此处，说明组电池控制部150与单电池控制部12 Ia以及121 b之间的通信方法。单电池控制部121a以及121b依照各自监视的单电池群112a以及112b的电位从高到低的顺序而串联地连接。将从组电池控制部150发送的信号经由绝缘元件170以及信号通信路160输入到单电池控制部121a。将单电池控制部121a的输出经由信号通信路160输入到单电池控制部121b。将最下位的单电池控制部121b的输出经由绝缘元件170以及信号通信路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12Ia与单电池控制部121b之间未设置绝缘元件，但也能够经由绝缘元件而在它们之间发送接收信号。
[0035]存储部180中存储有为了组电池控制部150