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CN106797126A - 二次电池充电系统和充电方法 - Google Patents

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CN106797126A CN201480081626.8A CN201480081626A CN106797126A CN 106797126 A CN106797126 A CN 106797126A CN 201480081626 A CN201480081626 A CN 201480081626A CN 106797126 A CN106797126 A CN 106797126A
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Abstract

一种二次电池充电系统，其通过控制对二次电池进行充电的充电器的充电控制部来根据充电目标电压与电池电压的差计算可充电电力，该二次电池充电系统具有充电阈值电压设定部，该充电阈值电压设定部将所述充电目标电压设定为低于充电禁止电压，该充电禁止电压是电池的设计上所容许的电池电压的上限。在所述电池电压处于超过所述充电目标电压且低于所述充电禁止电压的状态下满足规定的充电停止条件的情况下，所述充电控制部使所述充电停止。

Description

二次电池充电系统和充电方法
技术领域
本发明涉及一种二次电池的充电系统和充电方法。
背景技术
作为电动汽车、混合动力车辆之类的所谓的电动车的二次电池，能够使用锂离子二次电池等二次电池。这样的二次电池例如利用快速充电器等来进行充电。
作为对二次电池进行充电的充电装置，例如日本JP2013-292348A所记载的那样，已知的是基于充电目标电压和当前的二次电池的电压计算可充电电力，并且进行控制使得充电器的输出成为可充电电力。在这样的充电装置中，例如由于充电器中发生某些异常而使充电器的输出成为可充电电力以上，从而二次电池的电压大幅地超过目标电压，有可能招致二次电池的劣化。
因此，为了防止这样的大幅超过目标电压的情况，例如日本JP2014-75256A所记载的那样，考虑在电池电压大于目标电压的情况下，将从充电器向二次电池充电的充电电力限制为充分低的值(例如通过将充电器与二次电池的电连接切断来将充电电流限制为0)。
发明内容
然而，在上述日本JP2014-75256A所记载的充电系统中，考虑到如下的情形：针对从对充电进行控制的控制器向充电器的电流控制指令而产生该充电器的响应延迟，由此电池电压暂时地超过充电目标电压。
可是，在像这样二次电池的电压暂时地超过充电目标电压的情况下，尽管二次电池未达到过充电，但充电电力被限制。特别是设想出以下的情况：当尽管没有过充电的担心但充电电流被限制为0时，无法充分地确保充电量。
本发明是鉴于这样的情形而完成的，其目的在于提供一种能够防止过充电并能够防止不必要地限制充电量的二次电池充电系统和充电方法。
根据本发明的某个方式，提供一种通过控制对二次电池进行充电的充电器的充电控制部来根据充电目标电压与电池电压的差计算可充电电力的二次电池充电系统。该二次电池充电系统具有充电阈值电压设定部，该充电阈值电压设定部将上述充电目标电压设定为比充电禁止电压低规定值以上，该充电禁止电压是电池的设计上所容许的上限电压。在上述电池电压超过上述充电目标电压且未达到上述充电禁止电压的状态下满足规定的充电停止条件的情况下，上述充电控制部使上述充电停止。
附图说明
图1是应用本发明的二次电池充电系统的结构图。
图2是说明第一实施方式所涉及的充电控制的图。
图3是说明第一实施方式所涉及的充电控制的图。
图4是说明第一实施方式所涉及的充电控制的流程的流程图。
图5是说明第二实施方式所涉及的充电控制的图。
图6是说明第三实施方式所涉及的充电控制的图。
图7是说明第三实施方式所涉及的充电控制的流程的流程图。
图8是说明第四实施方式所涉及的充电控制的图。
具体实施方式
以下，参照添附附图并说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是应用第一实施方式的系统的结构图。
本实施方式所涉及的二次电池充电系统1对例如电动车所使用的二次电池10进行充电。此外，此处所说的电动车是指如利用电动马达行驶的电动汽车、同时使用电动马达和内燃机行驶的混合动力车辆那样具备通过二次电池10的电力来驱动的电动马达作为车辆的驱动源的车辆。
而且，二次电池充电系统1具备收容二次电池10和控制器11的电池外壳12以及经由该电池外壳12的QC(Quick Charge：快速充电)端口100来对二次电池10进行充电的充电器13。
并且，在电池外壳12中设置有检测从充电器13向二次电池10供给的充电电流的电流传感器14、检测二次电池10的电池电压的电压传感器16、测定二次电池10的温度的温度传感器17、测定二次电池10的充电率的SOC(state of charge：充电状态)检测传感器19以及测定二次电池10的劣化程度的劣化程度检测传感器21。另外，在二次电池10与充电器13之间设置有用于切换它们的连接和切断状态的继电器50。此外，劣化程度检测传感器21检测二次电池10的劣化程度的方法不被特别地限定，例如通过如下公知的方法来检测二次电池10的劣化程度：多次检测充放电时的电流和电池电压，检测与检测出的电流的变化相对的电压的变化来检测二次电池10的劣化程度等。
二次电池10是例如锂离子二次电池、镍氢充电电池那样的二次电池。在本实施方式中是锂离子二次电池。
控制器11由具备中央运算装置(CPU)、读取专用存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的微计算机构成。此外，下述说明的控制器11所具有的各结构通过这些CPU、ROM、RAM以及I/O接口来实现。
充电控制器11具有充电禁止电压存储部29、充电阈值电压设定部30、计时器32、可充电电力计算部33、充电指令部34以及充电器信息记录部36。
充电器13是根据来自控制器11的指令将充电电力(直流电流)向二次电池10供给的所谓的快速充电器，具备未图示的充电枪部，通过将该充电枪部安装于电池外壳12的QC端口100，能够向二次电池10充电。
充电禁止电压存储部29关于本实施方式所涉及的二次电池10存储有充电禁止电压，该充电禁止电压是设计上所容许的预先决定的上限电压。此外，设计上所容许的上限电压是根据二次电池10的正极、负极以及电解质等材料等适当设定的电压，是成为用于判断是否为过电压的阈值的电压。在二次电池10例如是锂离子二次电池的情况下，一般地当电池电压成为过电压状态(超过锂析出电压)时，由于锂的析出而急剧地进行不可逆的劣化，从而电池寿命达不到设计上的寿命。上限电压是作为满足这样的设计上所容许的性能的范围的界限值而设定的电压，因而，设为比后述的充电目标电压高的值。
充电阈值电压设定部30根据存储在充电禁止电压存储部29中的充电禁止电压的值以及上述的电流传感器14、电压传感器16、温度传感器17、SOC检测传感器19及劣化程度检测传感器21的检测值，来设定充电目标电压。充电目标电压是在充电中要达到的电池电压的最大值。因而，当达到充电目标电压时，进行不使电池电压继续上升那样的充电控制(恒压充电)。
计时器32作为时间测定部来发挥功能，该时间测定部根据上述的充电禁止电压的值、电压传感器16的检测值以及由充电阈值电压设定部30设定的充电目标电压，测定能够维持电池电压处于超过充电目标电压且低于充电禁止电压的状态的时间。
可充电电力计算部33读入上述充电目标电压的值和电压传感器16的检测值，根据这些充电目标电压与电池电压的测定值的差来计算可充电电力。另外，在本实施方式中，还计算电池电压的测定值与充电禁止电压的差，并将其输出到充电指令部34。
充电指令部34将基于由可充电电力计算部33计算出的可充电电力得到的充电电力指令发送到充电器13。特别地，在本实施方式中，接收计时器32中的测定时间，当判定为该测定时间达到预先决定的规定时间时，进行充电停止处理。充电停止处理是指按照通常的关机顺序(shutdown sequence)来指示将继电器50设为切断的处理。
具体地说，在充电停止处理中，充电指令部34对内部的未图示的关机控制部设置充电停止标志，基于此，关机控制部开始关机顺序，在关机顺序结束之后，继电器50被切断。此外，通常的关机顺序是指充电指令部34在根据对关机控制部设置的充电停止标志而向充电器13发送了充电停止指令(将充电电力设为0的指令)之后，根据由电流传感器14检测出的电流来检测向二次电池10供给的实际的充电电流(充电电力)大致变为0的处理。
并且，充电指令部34从充电禁止电压存储部29读出充电禁止电压，判定由电压传感器16测定的电池电压是否为该充电禁止电压以上。在判定为电池电压为充电禁止电压以上的情况下，进行指示继电器50的强制切断的紧急停止处理。
在此，紧急停止处理是跳过通常的关机顺序而使将充电器13与二次电池12的连接断开优先来将继电器50强制地切断的处理。
SOC检测传感器19在利用充电器13充电的过程中，也基于由电压传感器16检测的电池电压和由电流传感器14检测的充电电流的累积值(累积电流)，通过公知的方法来估计SOC。该SOC的计算方法是公知的，因此虽未详细记述，例如基于充放电开始时的二次电池10的开路电压来检测二次电池10的剩余容量，能够通过从充放开始时的剩余容量减去与从充电开始时起的充电电流的累积值相应的剩余容量的变化量来计算该SOC。
图2是说明第一实施方式所涉及的充电控制的图。在图中，相对于充电时间[sec]示出了由电压传感器16测定的电池电压Vcell的变化、从图1所示的充电指令部34向充电器13输出的充电电流的指令值Iins以及按照该充电电流的指令值Iins由电流传感器14实际测定的实测充电电流(响应电流)Imea。另外，Vlimit表示充电禁止电压，Vtarget表示充电目标电压。
充电目标电压Vtarget是在充电中作为充电完成时的电压所要达到的电池电压的值，在本实施方式中，通过充电目标设定部30根据由电流传感器14测定的实测充电电流Imea、由温度传感器17测定的电池温度、由SOC检测传感器19测定的SOC的值以及由劣化程度检测传感器21检测的劣化程度的值来确定充电目标电压Vtarget。
更详细地说，充电目标电压Vtarget是在考虑到这些值的基础上为了在规定时间T1期间不使电池电压Vcell达到充电禁止电压Vlimit而确定的安全的值(低的值)，被设定为能够确保不破坏二次电池10的作为电池的功能的程度的容量的值。此外，如果最优先考虑安全性，则充电目标电压Vtarget优选设为考虑上述的实测充电电流Imea、电池温度、SOC以及劣化程度且未达到充电禁止电压Vlimit那样的最小的值。
如图所示，在充电控制中，使充电电流的指令值Iins从充电开始时快速地上升后取得固定值，以后在固定时间的期间维持该恒流充电状态。此时，电池电压Vcell随着电池的IV特性而相对于充电时间大致线性地增加。
然后，在电池电压Vcell达到充电目标电压Vtarget的时刻t1，由可充电电力计算部33判定为可充电电力为0，充电指令部34将充电电流作为指令值Iins输出到充电器13以使电池电压Vcell固定地保持为充电目标电压Vtarget(恒压充电)。
然而，如参照图的实测充电电流Imea的变化所理解的那样，根据充电器13的响应性能而产生如上述那样的与充电电流的指令值Iins相应的实际流过二次电池10的实测充电电流Imea的变化延迟的响应延迟，从而使比设想大的实测充电电流Imea流过。
当像这样产生响应延迟而流过比设想大的实测充电电流Imea时，存在如图所示那样在时间t1以后电池电压Vcell未取得一点划线所示的理想的恒压状态而超过充电目标电压Vtarget的情况。然而，在本实施方式所涉及的二次电池充电系统1中，被控制为即使电池电压Vcell稍微超过充电目标电压Vtarget，结果只要未达到充电禁止电压Vlimit，就继续进行充电。
另外，另一方面，在由于上述响应延迟而电池电压Vcell被维持为超过充电目标电压Vtarget且低于充电禁止电压Vlimit的状态(以下还记载为容许电压区域ΔV1)的时间达到规定时间T1的情况下，充电指令部34进行充电停止处理。
通过像这样进行充电停止处理，来切断继电器50。此外，虽然在从充电指令部34开始充电停止处理起直到实测充电电流Imea实际变为零为止的期间存在少许的时间滞后，但由于是极小的值，因此在图中图示为表示可充电电力为0的信息的输出(即，达到规定时间T1)与实测充电电流Imea为零是大致同时的。
在图3中示出了在图2中的充电目标电压Vtarget和充电禁止电压Vlimit下充电器13的响应性更低的情况。在该情况下，实测充电电流Imea的变化(下降)相对于充电电流的指令值Iins的变化的随动性更低，电池电压Vcell成为不只超过充电目标电压Vtarget还超过充电禁止电压Vlimit的状态。
在这样的情况下，当由电压传感器16检测出电池电压Vcell达到了充电禁止电压Vlimit时，充电指令部34进行紧急停止处理，并进行继电器50的强制切断。由此，通常的关机顺序被跳过，即使是充电电流正在流动的状态，二次电池10与充电器13的连接也被强制切断。
即，充电禁止电压Vlimit是对于二次电池10来说在设计上不可达到的电压，因此在超过充电禁止电压Vlimit的情况下，设为使防止过充电为最优先而进行继电器50的强制切断。
并且，如上所述，关于一度超过了充电禁止电压Vlimit那样的响应性低的充电器13，不可再次使用该充电器13。因此，将该充电器13的信息事先存储在控制器11的充电器信息记录部36中，在再次进行充电时，充电指令部34将再次充电所使用的充电器13的信息与记录在充电器信息记录部36中的信息进行比较，在一致的情况下，进行禁止使用该充电器13的控制。此外，作为充电器信息，例如能够列举能够识别该充电器13的特有的标识符、充电器13被设置的场所的位置信息。
图4是说明关于上述图2和图3的充电控制的实际的流程的流程图。
在步骤S101中，充电指令部34根据由可充电电力计算部33得到的电池电压Vcell与充电禁止电压Vlimit的差的计算结果，判定电池电压Vcell是否大于充电禁止电压Vlimit。在此，当判定为电池电压Vcell小于充电禁止电压Vlimit时，进入步骤S102。
在步骤S102中，充电指令部34根据由可充电电力计算部33得到的电池电压Vcell与充电目标电压Vtarget的差的计算结果，判定电池电压Vcell是否超过充电目标电压Vtarget。在判定为电池电压Vcell小于充电目标电压Vtarget的情况下，进入步骤S103，紧接着返回利用控制器11的各结构要素进行的通常的充电控制，再次返回步骤S101。
另一方面，在判定为电池电压Vcell超过充电目标电压Vtarget的情况下，进入步骤S104。
在步骤S104中，由计时器32判定电池电压Vcell的容许电压区域停留时间是否超过规定时间T1(第一规定时间)。当判定为电池电压Vcell的容许电压区域停留时间未超过规定时间T1时，进入步骤S105。
在步骤S105中，计时器32的测定时间被递增，返回步骤S103的通常的充电控制，之后返回步骤S101。
另一方面，当在步骤S104中判定为电池电压Vcell的容许电压区域停留时间超过规定时间T1时，进入步骤S106。
在步骤S106中，充电指令部34进行按照通常的关机顺序的充电停止处理。由此，继电器50被切断而使充电停止。因而，以后成为电池电压Vcell不上升而防止达到充电禁止电压Vlimit。
另一方面，在步骤S101中判定为电池电压Vcell大于充电禁止电压Vlimit的情况下，进入步骤S107。
在步骤S107中，充电指令部34进行跳过通常的关机顺序的紧急停止处理。由此，继电器50被强制地切断。在此，紧急停止处理所涉及的继电器50的切断即使是充电电流正在流动的状态也强制地进行，由于针对继电器50的负担大，有可能招致继电器开关的熔接所引起的寿命下降，因此应该避免高频率地进行。因而，在本实施方式中，使得仅在电池电压Vcell超过设计上的上限即充电禁止电压Vlimit的情况下进行，从而能够确保充电中的安全性并极力防止对继电器50施加负担。
在步骤S108中，控制器11将该充电器13的信息记录到充电器信息记录部36中作为在是下次以后的充电中禁止使用的充电器13。
然后，例如，充电指令部34读取在下次以后的充电中使用的充电器13的信息，将该信息作为在上述充电器信息记录部36中记录的充电器13的信息进行对照，在该对照结果一致的情况下，能够禁止该充电器13的使用。
由此，能够防止再次使用电池电压Vcell超过充电禁止电压Vlimit那样的随动性差的充电器。
根据以上说明的本实施方式所涉及的二次电池充电系统1，能够得到下述的作用效果。
本实施方式所涉及的二次电池充电系统1通过作为控制对二次电池10进行充电的充电器13的充电控制部的充电电力计算部33，根据充电目标电压Vtarget与电池电压Vcell的差来计算可充电电力。
然后，二次电池充电系统1具有充电阈值电压设定部30，该充电阈值电压设定部30将充电目标电压Vtarget设定得比二次电池10的设计上所容许的电池电压Vcell的上限即充电禁止电压Vlimit低。并且，作为充电控制部的充电指令部34在电池电压Vcell超过所设定的充电目标电压Vtarget且低于充电禁止电压Vlimit的状态(即，停留在容许电压区域ΔV1的状态)下满足规定的充电停止条件的情况下，使充电停止。
由此，针对从充电指令部34向充电器13的充电电流的指令值而来自该充电器13的实测充电电流Imea的变化的响应延迟的情况下，如果超过充电目标电压Vtarget则并非立即限制充电电流，在电池电压Vcell停留于容许电压区域ΔV1的状态中满足充电停止条件后才开始停止充电。因而，能够可靠地防止超过充电禁止电压Vlimit的过充电而有助于防止电池劣化、提高安全性，并能够防止如以往那样不必要地限制充电量。
特别地，本实施方式所涉及的二次电池充电系统1具有作为时间测定部的计时器32，该计时器32测定电池电压Vcell被维持为超过充电目标电压Vtarget且低于充电禁止电压Vlimit的状态(电池电压Vcell停留于容许电压区域ΔV1的状态)的时间。另外，作为上述的规定的充电停止条件，在计时器32的测定时间达到预先决定的规定时间T1的情况下，作为充电控制部的充电指令部34使充电停止(参照图4的步骤S104和步骤S106)。
由此，测定电池电压Vcell停留于容许电压区域ΔV1的时间，在该时间达到规定时间T1(例如10秒)的情况下，使充电停止。因而，能够防止尽管电池电压Vcell超过充电目标电压Vtarget还一直进行充电而导致超过充电禁止电压Vlimit，还能够通过该规定时间T1的期间的充电来确保充电量。
另外，在本实施方式中，充电指令部34在电池电压Vcell超过充电禁止电压Vtarget的情况下，将二次电池10与充电器13之间的继电器50强制地切断(参照图4的步骤S107)。即，成为通过上述的紧急停止处理来切断继电器50。由此，能够更可靠地防止成为电池电压Vcell超过充电禁止电压Vlimit的过充电状态。
并且，在本实施方式中，充电指令部34在继电器50被强制地切断的情况下，将充电器13的信息记录到充电器信息记录部36中来作为在下次以后的充电中禁止使用的充电器13。
由此，能够防止使用电池电压Vcell超过充电禁止电压Vlimit那样的随动性差的充电器13，进而有助于提高二次电池10的安全性。
另外，在上述充电器13的信息中也可以包含该充电器13的设置位置信息。而且，也可以在GPS系统70的位置信息中反映充电器13的设置位置信息，该GPS系统70搭载于搭载有二次电池10的电力消耗设备或电力消耗载具。
由此，在二次电池10被搭载于上述电力消耗设备或作为电力消耗载具的EV、HEV等汽车等那样的情况下，能够在搭载于该汽车的导航系统的GPS数据中记录上述响应性差的充电器的位置信息，因此汽车的驾驶员等能够掌握该响应性差的充电器的设置位置，来防止错误地前往设置有该充电器的充电站。
(第二实施方式)
以下说明第二实施方式。此外，对与第一实施方式同样的要素附加相同的附图标记，并省略其说明。
图5是说明第二实施方式所涉及的充电控制的图。如图示的那样，在本实施方式中，在充电初期的恒流充电结束、即电池电压Vcell达到充电目标电压Vtarget的时间t1以后，设定了代替充电目标电压Vtarget的相对于时间而产生变动的变动充电目标电压Vtarget′。变动充电目标电压Vtarget′被设定为充电目标电压Vtarget与充电禁止电压Vlimit之间的大小。
在此，由充电目标设定部30，根据实测充电电流Imea、由温度传感器17测定的电池温度、由SOC检测传感器19测定的SOC以及由劣化程度检测传感器21检测的劣化程度来将变动充电目标电压Vtarget′设定为，在规定时间T2期间将电池电压Vcell维持为比充电禁止电压Vtarget低的值。具体地说，根据这些各值来预测在规定时间T2期间电池电压Vcell从充电目标电压Vtarget起的上升量，从充电禁止电压Vtarget中减去该上升量得到的值被设定为变动充电目标电压Vtarget′。
如图示的那样，在本实施方式中，在恒流充电结束后、即在时间t1以后，在初期阶段，实测充电电流Imea的值还大，充电中的扩散电阻所引起的每单位时间的电池电压Vcell的上升量变大。因而，在该初期阶段的变动充电目标电压Vtarget′的每单位时间的上升量也被设定为比较大。
另一方面，在时间t1以后的终期阶段(紧邻规定时间T2经过之前)，实测充电电流Imea的值变得比较小，充电中的扩散电阻所引起的每单位时间的电池电压Vcell的上升量变小。因而，在该终期阶段的变动充电目标电压Vtarget′的每单位时间的上升量也被设定为比较小。
如以上那样，在本实施方式所涉及的二次电池充电系统1中，充电阈值电压设定部30根据二次电池10的温度、SOC、充电电流以及劣化程度计算作为充电目标电压的变动充电目标电压Vtarget′。具体地说，二次电池10的温度越低、SOC越低、充电电流越大以及劣化程度越高，则上述的上升量被预测为越大的值，结果为，二次电池10的温度越低、SOC越低、充电电流越大以及劣化程度越高，则变动充电目标电压Vtarget′被计算为越低的值。
即，变动充电目标电压Vtarget′随着二次电池10的温度、SOC、充电电流以及劣化程度的时间变动而产生时间变动。由此，如图示的那样，即使在实测充电电流Imea相对于充电电流的指令值Iins的响应性低且实测充电电流Imea未立即收敛于指令值Iins那样的情况下，通过将变动充电目标电压Vtarget′设为目标，也能够以电池电压Vcell低于充电禁止电压Vlimit的状态继续充电，能够更多地确保充电量。
此外，在本实施方式中，根据二次电池10的温度、SOC、充电电流以及劣化程度计算变动充电目标电压Vtarget′，但是也可以通过这些值中的任一个或者任意两个以上的组合来计算。
(第三实施方式)
以下说明第三实施方式。此外，对与第一实施方式同样的要素附加相同的附图标记，并省略其说明。
图6是说明第三实施方式所涉及的充电控制的图。在本实施方式中，特别地，充电目标设定部30设定比充电目标电压Vtarget的值大且比充电禁止电压Vlimit小的规定值的保护电压阈值Vprot。
在此，保护电压阈值Vprot被设定为比充电目标电压Vtarget高的值。即，由于充电器13的响应性能差，因此在电池电压Vcell达到充电目标电压Vtarget(时间t1)而由充电指令部34发出使充电电流降低的指令之后，实测充电电流Imea未随动，而被设定为即使电池电压Vcell超过了充电目标电压Vtarget但在未达到保护电压阈值Vprot的范围内继续充电。
在本实施方式中，特别地考虑将随动度[A/sec]作为参数，该随动度[A/sec]是在充电器13中实测充电电流Imea以哪种程度的响应性来随动于充电电流的指令值Iins的变化的指标。即，设想充电器13具有可容许的程度的某随动度[A/sec](例如10A/sec以上)，预测考虑该随动度下的实测充电电流Imea的响应的延迟得到的从充电目标电压Vtarget起的电池电压Vcell的上升量的最大值(ΔVcell)max。
然后，保护电压阈值Vprot被设定为比对充电目标电压Vtarget加上最大值(ΔVcell)max得到的值高的值。
而且，通过即使在电池电压Vcell超过充电目标电压Vtarget的情况下，只要不超过保护电压阈值Vprot就继续充电，由此在是具有充电电流的随动度为可容许的程度的期望的随动度以上(在此，为10A/sec以上)的随动度的充电器13的情况下，继续充电。
另一方面，在充电器13的响应性出乎预料地低(低于10A/sec)而导致电池电压Vcell超过保护电压阈值Vprot的情况下，进行充电停止处理。
图7中表示对关于本实施方式中的充电控制的实际的流程进行说明的流程图。
在步骤T101中，充电指令部34根据由可充电电力计算部33得到的电池电压Vcell与充电禁止电压Vlimit的差的计算结果，判定电池电压Vcell是否大于充电禁止电压Vlimit。在此，当判定为电池电压Vcell小于充电禁止电压Vlimit时，进入步骤T102。
在步骤T102中，充电指令部34根据由可充电电力计算部33得到的电池电压Vcell与充电目标电压Vtarget的差的计算结果，判定电池电压Vcell是否超过充电目标电压Vtarget。在判定为电池电压Vcell小于充电目标电压Vtarget的情况下，进入步骤T103，接下来返回利用控制器11的各结构要素进行的通常的充电控制，并再次返回步骤T101。
另一方面，在判定为电池电压Vcell超过充电目标电压Vtarget的情况下，进入步骤T104。
在步骤T104中，通过充电指令部34来根据由可充电电力计算部33得到的电池电压Vcell与保护电压阈值Vprot的差的计算结果，判定电池电压Vcell是否超过保护电压阈值Vprot。当判定为电池电压Vcell未超过保护电压阈值Vprot、即电池电压Vcell是大于充电目标电压Vtarget且为保护电压阈值Vprot以下的电压范围内的值时，返回通常的充电控制，并再次返回步骤T101。
另一方面，当在步骤T104中判定为电池电压Vcell超过保护电压阈值Vprot时，进入步骤T105。即，当电池电压Vcell是大于保护电压阈值Vprot且小于电压充电禁止电压Vlimit的范围内的值时，进入步骤T105。此外，在此，在本实施方式中，将大于保护电压阈值Vprot且小于电压充电禁止电压Vlimit的范围称为容许电压区域。
在步骤T105中，通过计时器32判定电池电压Vcell的容许电压区域停留时间是否超过规定时间T2(第二规定时间)。当判定为电池电压Vcell的容许电压区域停留时间未超过规定时间T2时，进入步骤T109。此外，在此，规定时间T2被设定为比第一实施方式中的规定时间T1短的时间(例如5秒)。
在步骤S109中，计时器32的测定时间被递增，并返回步骤T103的通常的充电控制，之后返回步骤T101。
另一方面，当在步骤T105中判定为电池电压Vcell的容许电压区域停留时间超过规定时间T2时，进入步骤T108。
在步骤T108中，充电指令部34进行充电停止处理。由此，继电器50被切断而使充电停止。因而，以后成为电池电压Vcell不上升而防止达到充电禁止电压Vlimit。
另一方面，在步骤T101中判定为电池电压Vcell达到充电禁止电压Vlimit的情况下，进入步骤T106。
在步骤T106中，充电指令部34进行紧急停止处理。由此，继电器50被强制地切断。
在步骤T107中，与上述图4中的步骤S108同样地，充电器13的信息记录到充电器信息记录部36中来作为在下次以后被禁止充电的充电器。
如以上那样，在本实施方式中，充电阈值电压设定部30根据针对充电器13的充电电流指令值Iins的响应性能来设定比充电目标电压Vtarget大且比充电禁止电压Vlimit小的保护电压阈值Vprot。而且，作为规定的充电停止条件，在电池电压Vcell超过保护电压阈值Vprot的时间持续规定时间T2的期间的情况下，充电指令部34进行使充电停止的充电控制。由此，能够防止电池电压Vcell超过了充电禁止电压Vlimit的过充电，并通过在即使产生了充电电流的随动延迟也是能够容许的期望的响应性能的情况下继续充电，能够更可靠地防止不必要地限制充电量的情形。
(第四实施方式)
下面说明第四实施方式。此外，对与第二实施方式和第三实施方式同样的要素附加相同的附图标记，并省略其说明。另外，在本实施方式中，也可以不在二次电池系统1中设置计时器32。
在本实施方式中，在电池电压Vcell达到充电目标电压Vtarget以后的时间(t1以后)，与第二实施方式同样地设定了相对于时间产生变动的变动充电目标电压Vtarget′。并且，关于在第三实施方式中所说明的保护电压阈值Vprot，也在时间t1以后设定相对于时间产生变动的变动保护电压阈值Vprot′。
在此，通过充电目标设定部30，根据实测充电电流Imea、由温度传感器17测定的电池温度、由SOC检测传感器19测定的SOC以及由劣化程度检测传感器21检测的劣化程度，考虑充电器13的随动度[A/sec]而将变动保护电压阈值Vprot′设定为能够将电池电压Vcell维持为低于充电禁止电压Vtarget的最大的值。即，变动保护电压阈值Vprot′为比保护电压阈值Vprot大的值。在本实施方式中，变动保护电压阈值Vprot′被设定为变动充电目标电压Vtarget′与充电禁止电压Vlimit之间的大小。
具体地说，根据实测充电电流Imea、电池温度、SOC以及劣化程度来预测与充电器13的随动度相应的电池电压Vcell的从充电目标电压Vtarget起的上升量，该上升量的上限被设定为变动保护电压阈值Vprot′。
如图示的那样，在本实施方式中，在恒流充电结束后、即在时间t1以后，在初期阶段，实测充电电流Imea的值大，充电中的扩散电阻所引起的每单位时间的电池电压Vcell的上升量变大。因而，该初期阶段中的变动保护电压阈值Vprot′的时间值的上升量也被设定为比较大。
另一方面，在时间t1以后的终期阶段(紧邻规定时间T1经过之前)，实测充电电流Imea的值变小，充电中的扩散电阻所引起的每单位时间的电池电压Vcell的上升量变小。因而，该初期阶段中的变动保护电压阈值Vprot′的时间值的上升量也被设定为比较小。
并且，本实施方式所涉及的变动充电目标电压Vtarget′被设定为比变动保护电压阈值Vprot′低校正值ΔV2(t)的值。如从图8可知的那样，ΔV2(t)是在时间t1以后发生时间变动的函数，其值是根据二次电池10的温度、SOC、实测充电电流Imea以及劣化程度计算的值。
关于其具体的计算方法，能够适当地设定，示意性地说，产生随着二次电池10的温度和SOC的增加而扩散电阻增加、使ΔV2(t)减小的效果。另一方面，产生随着二次电池10的实测充电电流Imea和劣化程度的增加而扩散电阻增加、ΔV2(t)增加的效果。因而，如果考虑这些倾向来设定ΔV2(t)，则变动充电目标电压Vtarget′确定。
在以上说明的本实施方式所涉及的二次电池充电系统1中，充电阈值电压设定部30通过从变动保护电压阈值Vprot′中减去根据二次电池10的温度、SOC、充电电流以及劣化程度计算出的校正值ΔV2(t)，来计算充电目标电压。
由此，能够可靠地防止电池电压Vcell超过了充电禁止电压Vlimit的过充电，并能够确保更多的充电量。
以上说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式只是表示本发明的应用例的一部分，并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构的宗旨。

Claims (9)

1.一种二次电池充电系统，其通过控制对二次电池进行充电的充电器的充电控制部来根据充电目标电压与电池电压的差计算可充电电力，
该二次电池充电系统具有充电阈值电压设定部，该充电阈值电压设定部将所述充电目标电压设定得低于充电禁止电压，该充电禁止电压是电池的设计上所容许的电池电压的上限，
在所述电池电压处于超过所述充电目标电压且低于所述充电禁止电压的状态下满足规定的充电停止条件的情况下，所述充电控制部使所述充电停止。
2.根据权利要求1所述的二次电池充电系统，其特征在于，
还具有时间测定部，该时间测定部测定所述电池电压被维持为超过所述充电目标电压且低于所述充电禁止电压的状态的时间，
作为所述规定的充电停止条件，在由所述时间测定部得到的测定时间达到预先决定的第一规定时间的情况下，所述充电控制部使所述充电停止。
3.根据权利要求2所述的二次电池充电系统，其特征在于，
所述充电阈值电压设定部根据所述二次电池的温度、充电状态、充电电流以及劣化程度中的至少一个来计算所述充电目标电压。
4.根据权利要求1所述的二次电池充电系统，其特征在于，
所述充电阈值电压设定部设定比所述充电目标电压大且比所述充电禁止电压小的保护电压阈值，
所述二次电池充电系统还具有时间测定部，该时间测定部测定所述电池电压被维持为超过所述充电目标电压且低于所述保护电压阈值的状态的时间，
作为所述规定的充电停止条件，在由所述时间测定部得到的测定时间达到预先决定的第二规定时间的情况下，所述充电控制部使所述充电停止。
5.根据权利要求4所述的二次电池充电系统，其特征在于，
所述充电阈值电压设定部通过从所述保护电压阈值中减去根据所述二次电池的温度、充电状态、充电电流以及劣化程度中的至少一个计算出的校正值，来计算所述充电目标电压。
6.根据权利要求1至权利要求5中的任一项所述的二次电池充电系统，其特征在于，
在所述电池电压达到所述充电禁止电压的情况下，所述充电控制部将所述二次电池与所述充电器之间的继电器强制地切断。
7.根据权利要求6所述的二次电池充电系统，其特征在于，
还具备充电器信息记录部，在所述继电器被强制地切断的情况下，该充电器信息记录部将所述充电器的信息记录为是在下次以后的充电中禁止使用的充电器。
8.根据权利要求7所述的二次电池充电系统，其特征在于，
所述充电器的信息包含该充电器的设置位置信息，
在GPS系统的位置信息中反映所述充电器的设置位置信息，该GPS系统搭载于搭载有所述二次电池的电力消耗设备或电力消耗载具。
9.一种二次电池充电方法，，通过控制对二次电池进行充电的充电器的充电控制步骤，来根据充电目标电压与电池电压的差计算可充电电力，
该二次电池充电方法还包括充电目标电压设定步骤，在该充电目标电压设定步骤中，将所述充电目标电压设定为低于充电禁止电压，该充电禁止电压是电池的设计上所容许的电池电压的上限，
在所述充电控制步骤中，在所述电池电压处于超过所述充电目标电压且低于所述充电禁止电压的状态下满足规定的充电停止条件的情况下，使所述充电停止。
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