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CN103314501A - 电池控制装置及电池控制方法 - Google Patents

电池控制装置及电池控制方法 Download PDF

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CN103314501A
CN103314501A CN2011800601313A CN201180060131A CN103314501A CN 103314501 A CN103314501 A CN 103314501A CN 2011800601313 A CN2011800601313 A CN 2011800601313A CN 201180060131 A CN201180060131 A CN 201180060131A CN 103314501 A CN103314501 A CN 103314501A
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battery unit
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

本发明的目的在于防止单电池(电池单元)的劣化。其特征在于，获取各电池单元(201)的电池单元电压值(S1)，基于所测量的电池单元电压值计算各电池单元SOC(S2)，通过对由多个电池单元(201)构成的组电池(2)的电流值进行累计，从而计算电流累计值(Ah)，基于累计电流值及电池单元SOC，计算各电池单元(201)的电池单元容量值(S3)，根据电池单元容量值及电池单元SOC计算电池单元可放电容量值(S4)，基于电池单元可放电容量值对组电池(2)的充放电进行控制(S5)。

Description

电池控制装置及电池控制方法
技术领域
本发明涉及电池控制装置及电池控制方法的技术。
背景技术
专利文献1中公开了一种通过对与基准电压(例如由构成组电池的多个单电池得到的开路电压中最小的电压)之间具有规定的阈值以上的电压差的单电池进行放电或者充电，从而对单电池的电压进行均等化的技术。
另外，专利文献2中公开了一种根据构成组电池的模块电池(由单电池构成的组电池)的端子电压来估算基准电压，根据该基准电压来判定模块电池内的单电池的故障的技术。在专利文献2中，记载了该基准电压利用模块电池的单电池的电压的平均值、中值等而求出。
另外，通常是根据开路电压来求出SOC(State Of Charge，充电状态)的，但求出SOC时的开路电压，如专利文献2所记载的那样多采用平均值等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2009/017009号文本
专利文献2：日本特开平9-15311号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，二次电池中，通过反复进行充放电从而产生内部电阻增大的劣化。若产生劣化，则电池单元(单电池)的电池容量值即电池单元容量值(单位：Ah：安培小时)减少。在这样的状态下，会产生以下这样的现象。
图12是示出在两个电池单元(cell)中的一个电池单元的劣化大、另一个电池单元的劣化小的情况下，进行了专利文献1中记载的均等化处理的情况的示例的图。
另外，在图12中，与使用上限SOC对应的开路电压是4.2V，与使用下限SOC对应的开路电压是2.7V。
在图12中，以长方形的高度表示劣化的程度。即，表示劣化小的一方的长方形的高度较高，具有较大的电池单元容量值，若劣化大，则长方形的高度变低，电池单元容量值减少。另外，由阴影线表示充电区域。
另外，图12(a)是对“劣化大”、“劣化小”的电池单元均进行了开路电压的均等化的状态。这时，设“劣化大”、“劣化小”的各个电池单元的开路电压是“3.45V”，是没有开路电压差的状态。然后，对图12(a)的状态的各电池单元，提供相同的充电容量(单位：Ah)1201，进行两个电池单元的充电之后的状态是图12(b)。如图12(b)所示，由于“劣化大”的电池单元的电池单元容量值小，因此与“劣化小”的电池单元相比更快地达到使用上限SOC。即，充电后，“劣化大”、“劣化小”的电池单元间的SOC(开路电压)产生差。因此，在充电后需要再次执行用于使“劣化大”的电池单元与“劣化小”的电池单元的SOC(开路电压)一致的均等化。
同样地，对图12(a)的状态的各电池单元进行相同放电容量(单位：Ah)1202的放电，进行两个电池单元的放电之后的状态是图12(c)。如图12(c)所示，由于“劣化大”的电池单元的电池单元容量值小，因此比“劣化小”的电池单元更快地达到下限SOC。即，在放电后，“劣化大”、“劣化小”的电池单元间的SOC(开路电压)产生差。因此，需要在放电后再次进行用于使“劣化小”的电池单元的SOC与“劣化大”的SOC(开路电压)一致的均等化。
其结果是，用于均等化的充放电被反复执行，会促进电池单元的劣化。
另外，如专利文献2所记载，当对开路电压进行平均化时，即，当对SOC进行平均化来计算组电池的SOC时，若以例如图13所示那样由四个单电池构成的组电池进行说明，则在各单电池中的一个单电池的SOC是“20％”，另三个单电池的SOC是“80％”的情况下，计算出组电池SOC为65％。看到该数值的用户，认识到可放电容量值＞可充电容量值。
另外，在此假设SOC上下限为例如“100％”、“0％”。
然而，在实际使用的情况下，在一个电池单元已达到使用下限SOC，但其他电池单元未达到使用下限SOC的状态下，若进一步进行放电，则达到使用下限SOC的电池单元成为过放电的状态，因此不优选。
同样地，在一个电池单元已达到使用上限SOC，但其他电池单元未达到使用上限SOC的状态下，若进一步进行充电，则达到使用上限SOC的电池单元成为过充电的状态，因此不优选。
因此，在图13的状态下，只能够对各电池单元中的电池单元容量值的20％(实际的可放电容量值)进行放电，只能够对各电池单元中的电池单元容量值的20％(实际的可充电容量值)进行充电。即，在图13的状态下，实际的可放电容量值＝实际的可充电容量值，用户的认识和实际的可充放电容量值之间产生差异。
另外，在图13中，各个电池单元的电池单元容量值相同，但劣化会导致各电池单元的电池单元容量值产生变化，其结果是，在电池单元SOC产生了偏差的状态下也是同样。
结果，有可能虽然实际上一个电池单元已经达到使用下限SOC，但用户仍然认识为尚可进行放电，会进行电池单元容量值小的电池单元的过放电。
这是虽然实际的可放电容量值＝实际的可充电容量值，但用户误认为可放电容量值＞可充电容量值的示例，但还能考虑到用户误认为可放电容量值＜可充电容量值的案例。这种情况下，有可能虽然一个电池单元已经达到使用上限SOC，但用户认识为尚可进行充电而进行过充电。
进行了这些过充电/过放电的结果是，有可能会促进电池单元的劣化。
因此，本发明的课题在于，提供一种防止单电池(电池单元)的劣化加速的电池控制装置及电池控制方法。
用于解决课题的技术手段
解决上述课题的本发明中的第一发明是一种电池控制装置，其特征在于，具有：电压检测部，其测量各单电池的电压；充电率计算部，其基于所测量的上述电压值来计算上述各单电池的充电率；电流累计部，其通过对由多个上述单电池构成的组电池的电流值进行累计，从而计算电流累计值；单电池容量估算部，其基于上述累计电流值及上述各单电池的充电率，来计算上述各单电池的电池容量值；可放电容量值计算部，其根据上述单电池的电池容量值及上述充电率来计算该单电池的可放电容量值；和控制部，其基于上述可放电容量值来控制上述组电池的充放电。
根据第一发明，通过基于各单电池的可放电容量值(单位：Ah)进行充放电控制，从而各个单电池的剩余容量值(单位：Ah)变得明确。这样，便能够防止因劣化而导致的单电池的电池容量值的偏差所引起的过充电、过放电。因此，能够防止单电池的劣化加速。
另外，第二发明是第一发明所涉及的电池控制装置，其特征在于，上述电池控制装置还具有剩余容量比较部，该剩余容量比较部对上述可放电容量值和预先设定的目标剩余容量值进行比较，上述控制部，根据上述可放电容量值和上述目标剩余容量值之间的比较结果，对各单电池中、上述可放电容量值大于上述目标剩余容量值的上述单电池进行放电。
根据第二发明，通过基于各单电池的可放电容量值(单位：Ah)进行剩余容量值的均等化(以下，仅称作均等化)，即使从被均等化后的状态起进行充电/放电，也能够防止进行因单电池的劣化而引起的再次的均等化。即，能够防止无用的均等化，能够使均等化所伴随的充电/放电减少，因此能够防止单电池的劣化加速。
然后，第三发明是第一发明所涉及的电池控制装置，特征在于，上述电池控制装置还具有：可充电容量值计算部，其根据上述单电池的电池容量值及上述充电率来计算上述单电池的可充电容量值；和组电池充电率计算部，其基于上述可放电容量值及上述可充电容量值各自的最小值，来计算上述组电池的充电率，上述控制部，基于所计算出的上述组电池的充电率，来进行上述组电池的充放电。
根据第三发明，通过基于可充电容量值(单位：Ah)、可放电容量值(单位：Ah)各自的最小值来计算组电池的充电率，从而能够计算不受单电池的劣化、或者剩余容量值的偏差的影响的组电池的充电率。由此，由于能够计算出符合实际的可充电容量值、可放电容量值的组电池的充电率，因此能够防止因用户的误解而产生的过充电/过放电，能够防止单电池的劣化加速。
第四发明是一种对组电池的充放电进行控制的电池控制装置的电池控制方法，其特征在于，上述电池控制装置获取在电压检测部中测量的各单电池的电压，基于所测量的上述电压值，计算上述各单电池的充电率，通过对由多个上述单电池构成的组电池的电流值进行累计，从而计算电流累计值，基于上述累计电流值及上述各单电池的充电率，计算上述各单电池的电池容量值，根据上述单电池的电池容量值及上述充电率来计算该单电池的可放电容量值，基于上述可放电容量值来控制上述组电池的充放电。
根据第四发明，通过基于可放电容量值(单位：Ah)来进行充放电控制，从而各个单电池的剩余容量值(单位：Ah)变得明确。这样，能够防止因劣化导致的单电池容量值的偏差所引起的过充电、过放电。因此，能够防止单电池的劣化加速。
发明效果
根据本发明，能够提供一种防止单电池(电池单元)的劣化加速的电池控制装置及电池控制方法。
附图说明
图1是表示第1实施方式及第2实施方式所通用的处理的概要的顺序图。
图2是表示第1实施方式中的处理的概要的顺序图。
图3是表示第1实施方式所涉及的电池控制系统的构成例的图。
图4是表示第1实施方式所涉及的均等化处理的步骤的流程图(其1)。
图5是表示第1实施方式所涉及的均等化处理的步骤的流程图(其2)。
图6是第1实施方式所涉及的均等化处理的示意图。
图7是表示进行了第1实施方式所涉及的均等化处理的结果的图。
图8是表示第2实施方式中的处理概要的顺序图。
图9是表示第2实施方式所涉及的电池控制系统的构成例的图。
图10是表示第2实施方式所涉及的组电池控制处理的步骤的流程图(其1)。
图11是表示第2实施方式所涉及的组电池控制处理的步骤的流程图(其2)。
图12是表示进行了现有的SOC的均等化后的充放电的结果的示意图。
图13是电池单元间的充电状态存在偏差的情况下的各电池单元的示意图。
具体实施方式
接着，针对用于实施本发明的方式(称作“实施方式”)，适当参照附图详细进行说明。
《通用处理概要》
图1是表示后述的第1实施方式及第2实施方式所通用的处理的概要的顺序图。另外，关于详细处理，后面进行说明。
电池控制装置1(图3、图9)，通过组电池2所具备的电流传感器205来测量组电池2的电流值，对该电流值进行累计来计算电流累计值(ΔAh)。
在将多个电池单元(单电池)201串联连接而构成的组电池2中，各个电池单元201具备对电池单元201的电压值(电池单元电压值)进行测量的电池单元电压传感器(电压检测部)203。
电池控制装置1，从该电池单元电压传感器203获取各电池单元201的电池单元电压值(S1)，基于电池单元电压值，参照预先储存在存储部中的电池单元SOC-电池单元电压值对应映射图111，计算各电池单元201中的SOC即电池单元SOC(S2)。这时，电池控制装置1，还计算电流累计开始时的电池单元SOC(第1电池单元SOC：充电率)、和电流累计结束时的电池单元SOC(第2电池单元SOC：充电率)之间的差分值即差分电池单元SOC(ΔSOC)。
电池控制装置1，根据所计算的电流累计值(ΔAh)、和步骤S2中计算的电池单元SOC、以及预先设定的各电池单元201的初始容量值，采用下述式(1)计算各电池单元201中的电池单元容量值(电池容量值)(S3)。
电池单元容量值＝初始容量值×(ΔAh/ΔSOC)···(1)
另外，式(1)中的(ΔAh/ΔSOC)这一项是步骤S3的图表中的斜率，表示电池单元201的劣化度。
然后，电池控制装置1，基于步骤S2中计算的电池单元SOC(第2电池单元SOC)、在步骤S3中计算的电池单元容量值、以及预先设定的使用下限SOC，根据下述式(2)计算各电池单元201中的可放电容量值即电池单元可放电容量值(S4)。
电池单元可放电容量值＝电池单元容量值×(当前SOC-使用下限SOC)···(2)
在此，式(2)中的当前SOC是指第2电池单元SOC。
如图1的步骤S4中的示意图所示，电池单元可放电容量值，是指从当前SOC(第2电池单元SOC)至使用下限SOC的电池容量值，单位是Ah(安培小时)。
然后，电池控制装置1，根据各电池单元201中的电池单元可放电容量值，对电动机进行驱动，或者将电动机的再生电力发送给组电池2，或者直接对组电池2进行控制等以进行组电池2的充放电控制(S5)。
(通用处理的总结)
这样，通过基于电池单元可放电容量值(单位：Ah)进行充放电控制，从而各个电池单元201的剩余容量值(单位：Ah)变得明确。从而，能够防止因劣化导致的电池单元容量值的偏差所引起的过充电、过放电。因此，能够防止电池单元201的劣化加速。
《第1实施方式：均等化处理》
接着，参照图2～图7对本发明所涉及的第1实施方式进行说明。第1实施方式中的图1的步骤S5的充放电控制成为电池单元201的均等化处理。
(处理概要)
图2是表示第1实施方式中的处理的概要的顺序图。另外，第1实施方式中的详细处理在后面进行说明。
图2中，步骤S11～S14与图1的步骤S1～S4相同，因此省略说明。
在步骤S14之后，当从各电池单元201中的电池单元可放电容量值中检测到最小值的电池单元可放电容量值即最小可放电容量值时，电池控制装置1a(图3)将该最小可放电容量值作为均等化的目标值(目标剩余容量值)，进行各电池单元201的电池单元可放电容量值是否在该目标值之上的电池单元均等化判定(S15)，按每个电池单元201分别地进行放电指示以进行充放电控制，直至各电池单元201中的电池单元可放电容量值成为目标值为止(S16)。具体而言，通过将每个电池单元201所具备的电池单元放电电路202的开关(SW：开关)设为接通，从而进行该电池单元201的放电。
另外，在各电池单元201中具备温度传感器204，电池控制装置1a，在步骤S15中也可以基于通过该温度传感器204测量出的各电池单元201的温度及电池单元电压传感器203的温度来判定是否进行均等化。具体而言，如果电池单元201为高温/低温(比预先设定的上限温度高的温度、或者比预先设定的下限温度低的温度)，则电池控制装置1a不进行均等化，如果电池单元电压传感器203是高温，则电池控制装置1a不进行均等化。这是因为，若电池单元201为高温，则电池单元201的内部电阻值变小，无法测量出正确的电池单元电压值，或者若电池单元电压传感器203为高温，则无法测量出正确的电池单元电压值。
同样地，由于若电池单元201为低温，则内部电阻值变大，无法测量出正确的电池单元电压值，因此如果电池单元201是低温，则电池控制装置1a不进行均等化。
(系统构成)
图3是表示第1实施方式所涉及的电池控制系统的构成例的图。
电池控制系统10a(10)具有：将多个电池单元201串联连接的组电池2a(2)、以及进行该组电池2a中的电池单元201的均等化的电池控制装置1a(1)。
组电池2a具有：测量每个电池单元201的电压的电池单元电压传感器203、按每个电池单元设置的温度传感器204、以及电池单元放电电路202。温度传感器204，对电池单元201的温度、电池单元电压传感器203的温度进行测量。
电池单元放电电路202具有：电阻和开关(附图中记载为“SW”)，当开关变成接通时，电流从电池单元201向电阻流动，进行电池单元201的放电。
另外，在组电池2a中具备用于对组电池2a中的电流进行测量的电流传感器205。
电池控制装置1a具有：处理部100a和存储部110a。
处理部100a具有：电流累计部101、电池单元SOC计算部(充电率计算部)102、电池单元容量值计算部(单电池容量估算部)103、可充放电容量值计算部(可放电容量值计算部)104a、目标值检测部105、和均等化处理部(控制部、剩余容量比较部)106。
电流累计部101，对从电流传感器205获取的电流值进行累计以计算电流累计值(ΔAh)。电流值的累计值的计算例如在点火开关接通的同时被执行。
电池单元SOC计算部102，参照从电池单元电压传感器203获取的电池单元201的电压值(电池单元电压值)、和在存储部110a中设定的电池单元SOC-电池单元电压值对应映射图111，计算每个电池单元201的SOC即电池单元SOC。
电池单元容量值计算部103，基于电流累计部101计算出的电流累计值ΔAh、差分电池单元SOC(ΔSOC)、和电池单元201的初始容量值(未图示)，根据上述的式(1)计算各电池单元201的电池容量值即电池单元容量值。
另外，差分电池单元SOC，是如上述那样在电流累计开始时的电池单元SOC(第1电池单元SOC)、与电流累计结束时的电池单元SOC(第2电池单元SOC)之间的差分值。
可充放电容量值计算部104a，基于电池单元容量值、当前SOC(上述的第2电池单元SOC)、和预先设定的使用下限SOC112，根据上述的式(2)计算电池单元可放电容量值。
目标值检测部105，将在可充放电容量值计算部104a中针对各电池单元201计算出的电池单元可放电容量值中、最小的值设为电池单元可放电容量值的均等化(以下仅称作均等化)的目标值。
然后，均等化处理部106对电池单元放电电路202进行控制，进行电池单元201的放电直至各电池单元201的电池单元可放电容量值达到在目标值检测部105中被检测出的目标值为止。
另外，均等化处理部106，在图2的步骤S15中如前述那样根据从温度传感器204获取的电池单元温度、电池单元电压传感器203的温度也能控制是否进行均等化处理。
在存储部110a中预先存储电池单元SOC-电池单元电压值对应映射图111、和使用下限SOC112。
另外，电池控制装置1a被搭载在ECU(Engine Control Unit，引擎控制单元)等中，处理部100a及各部101～106，通过由CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)执行在ROM(Read Only Memory，只读存储器)等中储存的程序而得以实现。
(流程图)
接着，参照图3，按照图4及图5进行第1实施方式所涉及的均等化处理的详细说明。
图4及图5是表示第1实施方式所涉及的均等化处理的步骤的流程图。
首先，当从电池单元电压传感器203获取各电池单元201中的电池单元电压值(具体而言，开路电压)(图4的S101：相当于图2的步骤S11)时，电池单元SOC计算部102根据电池单元SOC-电池单元电压值对应映射图111计算电池单元SOC(第1电池单元SOC)(S102)。在此，也可以考虑温度传感器204所检测的电池单元的温度来计算第1电池单元SOC。
电流累计部101，通过对从电流传感器205得到的组电池2a的电流值进行累计，从而计算组电池2a中的电流累计值(ΔAh)(S103)。
电流累计部101判断是否经过了规定时间(S104)。
在步骤S104的结果为未经过规定时间的情况下(S104→否)，电流累计部101将处理返回至步骤S103。
在步骤S104的结果是经过了规定时间的情况下(S104→是)，当从电池单元电压传感器203获取了各电池单元201中的电池单元电压值(具体而言，开路电压)(S105：相当于图2中的步骤S11)时，电池单元SOC计算部102，以与步骤S102同样的步骤计算电流累计结束后的各电池单元SOC(第2电池单元SOC)(S106)。步骤S102、S106相当于图2的步骤S12。在此，也可以考虑温度传感器204所检测的电池单元的温度来计算第2电池单元SOC。该第2电池单元SOC成为图1、图2中的当前SOC。
接着，电池单元容量值计算部103通过计算第2电池单元SOC、和第1电池单元SOC之间的差分来计算差分电池单元SOC(ΔSOC)(S107)。
接着，电池单元容量值计算部103从存储部110a中获取预先设定的各电池单元201的初始容量值(未图示)，一旦获取了电流累计部101所累计的电流累计值(ΔAh)，则根据上述的式(1)针对各电池单元201计算各电池单元201中的单电池容量值即电池单元容量值(S108：相当于图2的步骤S13)。
接着，一旦从存储部110a获取了各电池单元201中的使用下限SOC112，则可充放电容量值计算部104a，根据上述的式(2)计算各电池单元201中的可放电容量值即电池单元可放电容量值(S109：相当于图2的步骤S14)，并暂时存储在存储部110a中。
另外，式(2)中的“当前SOC”是步骤S106中计算出的“第2电池单元SOC”。
接着，目标值检测部105通过步骤S110～S112的处理，基于可充放电容量值计算部104a所计算出的多个电池单元可放电容量值，来检测用于均等化的目标值。在此，将最小的电池单元可放电容量值作为目标值。
首先，目标值检测部105选择一个电池单元201(S110)。
接着，目标值检测部105判断所选择的电池单元201的电池单元可放电容量值是否小于目标值(S111)。
另外，在最初的循环中的步骤S111中，由于未设定作为比较对象的目标值，因此目标值检测部105将作为处理对象的电池单元可放电容量值作为目标值进行存储，在第二次循环之后，使用已存储的目标值来进行比较处理。
在步骤S111的结果是所选择的电池单元201的电池单元可放电容量值小于目标值的情况下(S111→是)，目标值检测部105，将目标值更新为作为处理对象的电池单元201的电池单元可放电容量值(S112)。
在步骤S111的结果是所选择的电池单元201的电池单元可放电容量值为目标值以上的情况下(S111→否)，目标值检测部105跳过步骤S214的处理，而判断是否存在未进行步骤S110～S112的处理的电池单元201(S113)。
在步骤S113的结果是存在未进行步骤S110～S112的处理的电池单元201的情况下(S113→是)，目标值检测部105将处理返回至步骤S110，并选择其他的电池单元201。
接着，均等化处理部106判断从温度传感器204获取的电池单元201的温度(电池单元温度(Tc))是否在规定的范围内(图5的S114)。
在步骤S114的结果是电池单元温度(Tc)为规定的范围外的情况下(S114→否)，处理部100a结束处理。
在步骤S114的结果是电池单元温度(Tc)为规定的范围内的情况下(S114→是)，均等化处理部106判断从温度传感器204获取的电池单元电压传感器203的温度(电池单元电压传感器温度(TS))是否小于规定的值(上限值)(S115)。
在步骤S115的结果是电池单元电压传感器温度(TS)为规定的值以上(高温)的情况下(S115→否)，处理部100a结束处理。
另外，步骤S114、S115只要是步骤S116之前的阶段，则可以在任何时刻进行。
在步骤S115的结果是电池单元电压传感器温度(TS)小于规定的值的情况下(S115→是)，均等化处理部106选择一个电池单元201(S116)，判断该电池单元201的电池单元可放电容量值是否为目标值(S117)。
在步骤S117的结果是所选择的电池单元201的电池单元可放电容量值不是目标值的情况下(S117→否)，若均等化处理部106将该电池单元201的电池单元放电电路202接通(S118)，并进行放电，则将处理返回至步骤S117。即，若参照图6进行说明，则均等化处理部106，对“A”部分的电力进行放电直至电池单元可放电容量值成为目标值为止。
该处理例如按照以下步骤被执行。首先，均等化处理部106将开关(SW)设置为接通-断开，由电池单元SOC计算部102检测电池单元SOC，根据由电池单元容量值计算部103在步骤S13(图2)中得到的电池单元容量值，每次由可充放电容量值计算部104a计算可充放电容量值。然后，若可充放电容量值达到目标值，则均等化处理部106停止电池单元放电电路202的接通-断开控制。
在步骤S117的结果是所选择的电池单元201的电池单元可放电容量值为目标值的情况下(S117→是)，均等化处理部106将该电池单元201的电池单元放电电路202设置为断开(S119)，并判断是否存在未进行均等化的电池单元201(S120)。
在步骤S120的结果是存在未进行均等化的电池单元201的情况下(S120→是)，均等化处理部106将处理返回至步骤S116，并选择其他电池单元201。
在步骤S120的结果是不存在未进行均等化的电池单元201的情况下(S120→否)，处理部100a结束处理。另外，步骤S114～S120相当于图2的步骤S15、S16。
另外，在本实施方式中，使各电池单元201的电池单元可放电容量值与目标值一致，但不限于此，均等化处理部106也可以进行放电以使各电池单元201的电池单元可放电容量值处于离目标值规定的范围内。
进而，本实施方式中，采用了电池控制装置1a通过将最小的电池单元可放电容量值设为均等化的目标值，从而使其他电池单元201的电池单元可放电容量值与具有最小的电池单元可放电容量值的电池单元201一致的形式，但不限于此，也可以将任意的值作为均等化的目标值。这种情况下，式(2)中的使用下限SOC成为目标值，根据式(2)计算出的值成为使之均等化至目标值为止时的各电池单元201中的充放电值。如果该电池单元201具有的电池单元可放电容量值大于目标值，则该充放电值具有正值，如果该电池单元201具有的电池单元可放电容量值小于目标值，则该充放电值具有负值。然后，均等化处理部106，也可以对各电池单元201进行充电，或者进行放电，直至该充放电值成为“0”为止。
图7是表示进行了第1实施方式所涉及的均等化处理的结果的图。在图7中，与上述的图12同样地，以长方形的高度表示劣化的程度。另外，在图7中，使用上限SOC为80％(开路电压4.2V)，使用下限SOC为20％(开路电压2.7V)。
图7(a)是进行了第1实施方式所涉及的均等化处理的状态，是两个电池单元可放电容量值之间没有差异的状态。
然后，对图7(a)的状态的各电池单元提供相同的充电容量(单位：Ah)701，图7(b)是进行两个电池单元的充电之后的状态。如图7(b)所示，是虽然两个电池单元中的SOC不同，但不管劣化的大小如何，电池单元可放电容量值都没有差异的状态。
同样地，对图12(a)的状态的各电池单元进行相同放电容量(单位：Ah)702的放电，图7(c)是进行两个电池单元的放电之后的状态。如图7(c)所示，是虽然两个电池单元中的SOC不同，但电池单元可放电容量值没有差异的状态。
按照这样，若基于各电池单元201中的电池单元可放电容量值进行均等化，则成为即使在进行了充放电之后，也能保持均等化的状态，因此不需要在充放电后再次进行均等化。因此，能够使均等化所导致的充放电减少，能够防止电池单元的劣化加速。
《第2实施方式：计算组电池SOC》
接着，参照图8～图11对本发明涉及的第2实施方式进行说明。第2实施方式的目的在于，采用电池单元可放电容量值及电池单元可充电容量值(详细后述)，计算组电池的SOC(组电池SOC)。
(处理概要)
图8是表示第2实施方式中的处理概要的图。
另外，第2实施方式中的详细处理在后面进行说明。
在图8中，步骤S21～S23，与图1的步骤S1～S3相同，因此省略说明。
在图1的步骤S4中，电池控制装置1采用上述的式(2)计算电池单元可放电容量值，但第2实施方式中，除了计算电池单元可放电容量值之外，还采用式(3)计算电池单元可充电容量值。
电池单元可充电容量值＝电池单元容量值×(使用上限SOC-当前SOC)···(3)
这里，当前SOC是指第2电池单元SOC。
如图8的步骤S24的图所示，电池单元可充电容量值，是指当前SOC、和使用上限SOC之间的容量值，单位是Ah(安培小时)。
然后，电池控制装置1b(图9)，基于所计算出的电池单元可放电容量值中的最小值即最小可放电容量值、与电池单元可充电容量值中的最小值即最小可充电容量值，根据以下的式(4)计算组电池2中的可使用容量值即组电池可使用容量值，进而根据式(5)计算组电池SOC(S25)。
组电池可使用容量值＝最小可充电容量值+最小可放电容量值···(4)
组电池SOC＝(最小可放电容量值/组电池可使用容量值)×100＝{最小可放电容量值/(最小可充电容量值+最小可放电容量值)}×100···(5)
然后，电池控制装置1b(图9)，根据所计算出的组电池SOC，在组电池SOC小时，中断组电池2的放电，或者在组电池SOC大时，中断充电(收集来自电动机的再生电力)，来进行充放电控制(S26)。
(系统构成)
图9是表示第2实施方式所涉及的电池控制系统的构成例的图。
电池控制系统10b(10)，具有：将多个电池单元201串联连接的组电池2b(2)、和计算该组电池2b的SOC(组电池SOC)并进行组电池2b的充放电的电池控制装置1b(1)。
组电池2b，按每个电池单元201具有电池单元电压传感器203。
另外，在组电池2b中具备用于对组电池2b中的电流进行测量的电流传感器205。
电池控制装置1b具有：处理部100b、和存储部110b。
处理部100b具有：电流累计部101、电池单元SOC计算部102、电池单元容量值计算部103、可充放电容量值计算部(可放电容量值计算部、可充电容量值计算部)104b、最小值检测部107、组电池SOC计算部(组电池充电率计算部)108、和组电池控制部(控制部)109。
关于电流累计部101、电池单元SOC计算部102、电池单元容量值计算部103，由于与在图3中说明的相同，因此在此省略说明。
可充放电容量值计算部104b，基于电池单元容量值、当前SOC(上述的第2电池单元SOC)、预先设定的使用下限SOC112，根据上述的式(2)计算电池单元可放电容量值，并且根据上述的式(3)计算电池单元可充电容量值。
最小值检测部107，对在可充放电容量值计算部104b中计算出的、电池单元可放电容量值及电池单元可充电容量值中各自的最小值、即最小可放电容量值及最小可充电容量值进行检测。
组电池SOC计算部108，采用由最小值检测部107计算出的电池单元可放电容量值的最小值及电池单元可充电容量值的最小值，根据式(4)及式(5)计算组电池SOC。
组电池控制部109，根据在组电池SOC计算部108中计算出的组电池SOC，对组电池2b的充放电进行控制。
在存储部110b中，除了存储与图3同样的电池单元SOC-电池单元电压值对应映射图111、使用下限SOC112之外，还存储使用上限SOC113。
另外，电池控制装置1b被搭载在ECU等中，处理部100b及各部101～104b、107～109，通过由CPU执行在ROM等中储存的程序而得以实现。
(流程图)
接着，参照图9，按照图10及图11说明第2实施方式所涉及的组电池控制处理。
图10及图11是表示第2实施方式所涉及的组电池控制处理的步骤的流程图。
首先，当从电池单元电压传感器203获取了各电池单元201中的电池单元电压值(具体而言，开路电压)(图10的S201：相当于图8的步骤S21)，电池单元SOC计算部102，根据存储在存储部110b中的电池单元SOC-电池单元电压值对应映射图111计算每个电池单元201的SOC即电池单元SOC(第1电池单元SOC)(S202)。在此，也可以考虑温度传感器204所检测的电池单元的温度来计算第1电池单元SOC。
电流累计部101，通过对从电流传感器205得到的组电池2a的电流值进行累计，从而计算组电池2a中的电流累计值(ΔAh)(S203)。
电流累计部101判断是否经过了规定时间(S204)。
在步骤S204的结果是未经过规定时间的情况下(S204→否)，电流累计部101将处理返回至步骤S203。
在步骤S204的结果是经过了规定时间的情况下(S204→是)，当从电池单元电压传感器203获取了各电池单元201中的电池单元电压值(具体而言，开路电压)(S205：相当于图8的步骤S21)时，电池单元SOC计算部102，以与步骤S202同样的步骤计算电流累计结束后的各电池单元SOC(第2电池单元SOC)(S206)。在此，也可以考虑温度传感器所检测的电池单元的温度来计算第2电池单元SOC。另外，步骤S202及步骤S206相当于图8的步骤S22。
接着，电池单元容量值计算部103，通过计算第2电池单元SOC、和第1电池单元SOC之间的差分，从而计算差分电池单元SOC(ΔSOC)(S207)。
接着，电池单元容量值计算部103从存储部110b获取预先设定的各电池单元201的初始容量值(未图示)，当获取了电流累计部101所累计的各电池单元201的电流累计值(ΔAh)时，根据上述的式(1)针对各电池单元201计算各电池单元201中的电池单元容量值(S208：相当于图8的步骤S23)，并暂时储存在存储部110b中。
接着，当从存储部110b获取了各电池单元201中的使用下限SOC112时，可充放电容量值计算部104b，根据上述的式(2)计算各电池单元201中的可放电容量值即电池单元可放电容量值(S209)，并暂时储存在存储部110b中。式(2)中的“当前SOC”是由步骤S206计算出的“第2电池单元SOC”。
接着，当从存储部110b获取了各电池单元201中的使用上限SOC113时，可充放电容量值计算部104b根据上述的式(3)计算各电池单元201中的可充电容量值即电池单元可充电容量值(S210)。式(3)中的“当前SOC”，是步骤S206中计算出的“第2电池单元SOC”。
另外，步骤S209、S210相当于图8的步骤S24。
接着，最小值检测部107选择一个电池单元201(图11的S211)，并判断所选择出的电池单元201的电池单元可放电容量值是否小于最小可放电容量值(S212)。
另外，在最初的循环中的步骤S212中，由于未设定作为比较对象的最小可放电容量值，因此最小值检测部107，将成为处理对象的电池单元可放电容量值作为最小可放电容量值进行存储，在第二次循环以后，使用事先存储的最小可放电容量值进行比较处理。
在步骤S212的结果是所选择的电池单元201的电池单元可放电容量值小于最小可放电容量值的情况下(S212→是)，最小值检测部107，将最小可放电容量值更新为作为处理对象的电池单元201的电池单元可放电容量值(S213)。
在步骤S212的结果是所选择的电池单元201的电池单元可放电容量值为最小可放电容量值以上的情况下(S212→否)，最小值检测部107跳过步骤S213的处理，而判断步骤S211中选择出的电池单元201的电池单元可充电容量值是否小于最小可充电容量值(S214)。
另外，在最初的循环中的步骤S214中，由于未设定作为比较对象的最小可充电容量值，因此最小值检测部107，将作为处理对象的电池单元可充电容量值存储为最小可充电容量值，在第二次循环之后，使用事先存储的最小可充电容量值来进行比较处理。
在步骤S214的结果是所选择的电池单元201的电池单元可充电容量值小于最小可充电容量值的情况下(S214→是)，最小值检测部107，将最小可充电容量值更新为作为处理对象的电池单元201的电池单元可充电容量值(S215)。
在步骤S214的结果是所选择的电池单元201的电池单元可充电容量值为最小可充电容量值以上的情况下(S214→否)，最小值检测部107跳过步骤S215的处理，而判断是否存在未进行步骤S211～S215的处理的电池单元201(S216)。
在步骤S216的结果是存在未进行步骤S211～S215的处理的电池单元201的情况下(S216→是)，最小值检测部107将处理返回至步骤S211，并选择其他电池单元201。
在步骤S216的结果是不存在未进行步骤S211～S215的处理的电池单元201的情况下(S216→否)，组电池SOC计算部108，根据上述的式(4)及式(5)计算组电池2b的SOC即组电池SOC(S217：相当于图8的步骤S25)。
然后，组电池控制部109，根据所计算出的组电池SOC，在组电池SOC小时，中断组电池2b的放电，或者在组电池SOC大时，中断充电(收集来自电动机的再生电力)，来进行充放电控制(S218：相当于图8的步骤S26)。
(第2实施方式的总结)
参照图13，对第2实施方式中的组电池SOC的计算进行说明。
如前述，在图13的状态下，虽然实际的可放电容量值＝实际的可充电容量值，但通过电池单元SOC的平均化或者开路电压的平均化而计算出的组电池SOC成为65％，因此，用户可能会误认为可放电容量值＞可充电容量值。
与此相对，若根据第2实施方式计算组电池SOC，则计算出组电池SOC＝50％。即，根据式(4)计算出20+20＝40，根据式(5)计算出(20/40)×100＝50％。这反映了实际的可放电容量值＝实际的可充电容量值这样的实际的可充放电状态。由此，由于能够防止用户的误解，还能够防止因用户的误解而引起的过充电/过放电，因此能够防止电池单元201的劣化加速。
符号说明
1、1a、1b电池控制装置
2、2a、2b组电池
10、10a、10b电池控制系统
100a、100b处理部
101电流累计部
102电池单元SOC计算部(充电率计算部)
103电池单元容量值计算部(单电池容量估算部)
104a、104b可充放电容量值计算部(可放电容量值计算部、可充电容量值计算部)
105目标值检测部
106均等化处理部(控制部、剩余容量比较部)
107最小值检测部
108组电池SOC计算部(组电池充电率计算部)
109组电池控制部(控制部)
110a、110b存储部
111电池单元SOC-电池单元电压值对应映射图
112使用下限SOC
113使用上限SOC
201电池单元(单电池)
202电池单元放电电路
203电池单元电压传感器(电压检测部)
204温度传感器
205电流传感器

Claims (4)

1.一种电池控制装置，其特征在于，具有：
电压检测部，其测量各单电池的电压；
充电率计算部，其基于所测量的上述电压值来计算上述各单电池的充电率；
电流累计部，其通过对由多个上述单电池构成的组电池的电流值进行累计，从而计算电流累计值；
单电池容量估算部，其基于上述累计电流值及上述各单电池的充电率，来计算上述各单电池的电池容量值；
可放电容量值计算部，其根据上述单电池的电池容量值及上述充电率来计算该单电池的可放电容量值；和
控制部，其基于上述可放电容量值来控制上述组电池的充放电。
2.根据权利要求1所述的电池控制装置，其特征在于，
上述电池控制装置还具有剩余容量比较部，该剩余容量比较部对上述可放电容量值和预先设定的目标剩余容量值进行比较，
上述控制部，根据上述可放电容量值和上述目标剩余容量值之间的比较结果，对各单电池中、上述可放电容量值大于上述目标剩余容量值的上述单电池进行放电。
3.根据权利要求1所述的电池控制装置，其特征在于，
上述电池控制装置还具有：
可充电容量值计算部，其根据上述单电池的电池容量值及上述充电率来计算上述单电池的可充电容量值；和
组电池充电率计算部，其基于上述可放电容量值及上述可充电容量值各自的最小值，来计算上述组电池的充电率，
上述控制部，基于所计算出的上述组电池的充电率，来进行上述组电池的充放电。
4.一种电池控制方法，是对组电池的充放电进行控制的电池控制装置的电池控制方法，上述电池控制方法的特征在于，
上述电池控制装置，
获取在电压检测部中测量的各单电池的电压，
基于所测量的上述电压值，计算上述各单电池的充电率，
通过对由多个上述单电池构成的组电池的电流值进行累计，从而计算电流累计值，
基于上述累计电流值及上述各单电池的充电率，计算上述各单电池的电池容量值，
根据上述单电池的电池容量值及上述充电率来计算该单电池的可放电容量值，
基于上述可放电容量值来控制上述组电池的充放电。
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