[go: up one dir, main page]

CN107042765B - 电池系统 - Google Patents

电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107042765B
CN107042765B CN201611010883.XA CN201611010883A CN107042765B CN 107042765 B CN107042765 B CN 107042765B CN 201611010883 A CN201611010883 A CN 201611010883A CN 107042765 B CN107042765 B CN 107042765B
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
power
temperature
battery
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611010883.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107042765A (zh
Inventor
村田崇
来间雄介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN107042765A publication Critical patent/CN107042765A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107042765B publication Critical patent/CN107042765B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/53Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/63Monitoring or controlling charging stations in response to network capacity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13Maintaining the SoC within a determined range
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/14Preventing excessive discharging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/15Preventing overcharging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/615Heating or keeping warm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H02J7/0021
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92Hybrid vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/126Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及的电池系统具备:功率检测器,其检测外部电源的输出功率;充电机构,其利用外部电力对主电池进行充电;升温机构,其使主电池升温,使得主电池的温度大于等于基准温度;以及控制器,其控制充电机构和升温机构,控制器在所检测到的输出功率小于基准功率的情况下,禁止在主电池的SOC小于充电基准值的情况下的升温处理,执行充电处理。

Description

电池系统
技术领域
本发明涉及具备车载电池的电池系统,所述车载电池向行驶用旋转电机供给电力并且能够利用从外部电源供给的外部电力进行充电。
背景技术
以往,利用来自旋转电机的动力行驶的电动车辆例如电动汽车、混合动力汽车广为人知。电动车辆通常搭载有向旋转电机供给电力的电池。电池能够由从外部电源供给的外部电力进行充电。在进行外部充电时,成为将设置于电动车辆的充电插头与外部电源连接的插入(plug-in)状态即可。
在此,已知电池的温度过低时,其性能会降低。因此,以往当对电池进行外部充电时,在电池温度低的情况下,与电池的充电处理并行地,也执行电池的升温处理(例如日本特开2015-159633号公报等)。
外部电源的最大输出功率根据设置有外部电源的设施的种类、国家、地区等而不同。例如,从外部电源供给的最大输出功率根据各国的法律和/或民用标准(例如室内布线规则等)而定,也有外部电源的最大输出功率低的国家。另外,电力品质低的国家、地区也不少,还存在不按标称的功率进行输出的情况。
在像这样外部电源的输出功率低的情况下与外部电源的输出功率高的情况同样地进行了充电以及升温时,有可能导致无法恰当地进行充电以及升温。例如,通常当被插入连接时,电池系统开始车载电池的充电,并且,如果需要(如果电池为低温)也会开始电池的升温。然而,一旦在外部电源的最大输出功率低的状态下并行地执行充电和升温,则可用于电池的充电的电力将会大幅降低,有可能导致到完成充电为止的时间大幅增加。
日本特开2012-178899号公报中公开了下述技术:根据外部电源的最大输出功率设定阈值温度,如果电池的温度大于等于阈值温度,则不进行升温,仅进行充电,如果电池温度小于阈值温度,则不进行充电,仅进行升温。根据上述技术,不会同时执行充电和升温。
在此,在日本特开2012-178899号公报中,在电池温度低的情况下,相比充电而优先执行升温。然而,通常在进行了插入连接的情况下,用户希望的是进行电池的充电,而并非升温。在日本特开2012-178899号公报的技术中,在电池的温度低的情况下,会违背用户的希望而优先执行升温,从而充电被推后。其结果,有可能导致电池没有被迅速地充电。
因此,在本发明中,目的在于提供即使在外部电源的输出功率低的情况下,只要进行插入连接,就能迅速地对电池进行充电的电池系统。
发明内容
本申请中公开的电池系统具备车载电池,所述车载电池向行驶用旋转电机供给电力并且能够利用从外部电源供给的外部电力进行充电,所述电池系统具备:功率检测机构,其在所述车载电池连接着所述外部电源的插入状态下,检测所述外部电源的输出功率;充电机构,其利用所述外部电力对所述车载电池进行充电;升温机构,其使所述车载电池升温,使得所述车载电池的温度大于等于预先规定的基准温度;以及控制部,其控制所述充电机构和所述升温机构,所述控制部,在由所述功率检测机构检测到的所述输出功率小于预先规定的基准功率的低功率状态的情况下,禁止在所述车载电池的SOC小于预先规定的充电基准值的情况下的由所述升温机构进行的升温处理,执行由所述充电机构进行的充电处理。
通过上述构成,在低功率状态下,也能够迅速地充电至充电基准值。
另外,也可以为,所述控制部在所述低功率状态的情况下,在通过所述充电机构充电至所述车载电池的SOC达到比所述充电基准值大的充电停止值后,在所述车载电池的温度小于所述基准温度的情况下,开始由所述升温机构进行的升温处理。
通过上述构成,能够在确保了升温所需的余量电力的状态下开始升温。
另外,也可以为,所述控制部在所述低功率状态的情况下,在由所述升温机构进行的升温处理的执行期间,如果所述车载电池的SOC变为小于所述充电基准值,则停止由所述升温机构进行的升温处理,并且,通过所述充电机构将所述车载电池充电至所述充电停止值。
通过上述构成,能够防止SOC变为小于充电基准值。
另外,也可以为,所述控制部在由所述升温机构进行的升温处理完成后,通过所述充电机构,将所述车载电池充电至所述车载电池的SOC达到所述充电停止值。
通过上述构成,能够在确保了升温所需的余量电力的状态下待机。
另外,也可以为,所述控制部在由所述功率检测机构检测到的所述输出功率大于等于所述基准功率的通常功率状态的情况下,并行地执行由所述充电机构进行的充电处理和由所述升温机构进行的升温处理。
通过上述构成,能够在通常功率状态下在电力充裕时,更迅速地将升温以及充电双方完成。
根据本申请中所公开的构成,即使是低功率状态,也能够迅速地充电至充电基准值。其结果,能够更迅速地达成进行了插入连接的用户的希望。
附图说明
图1是表示电池系统的构成的框图。
图2是表示由最大输出功率引起的功耗比例的差异的图。
图3是表示被插入连接时的充电/升温处理的流程的流程图。
图4是表示通常处理的流程的流程图。
图5是表示低功率用处理的流程的流程图。
图6是表示在通常处理中执行的外部电源的监视处理的流程的流程图。
图7是表示在低功率用处理中执行的外部电源的监视处理的流程的流程图。
图8是表示在通常功率状态下的充电/升温处理的一例的图。
图9是表示在低功率状态下的充电/升温处理的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式进行说明。图1是表示作为实施方式的电池系统10的概略结构的图。该电池系统10搭载于具备旋转电机MG作为车辆的动力源的电动车辆中。此外,作为电动车辆,包括仅利用来自旋转电机MG的动力行驶的电动汽车、利用来自旋转电机MG以及发动机的动力行驶的混合动力汽车等。
电池系统10具备进行充电和放电的主电池12、用于使用外部电力对主电池12进行充电的充电机构、使主电池12升温的升温机构、以及控制它们的驱动的控制器20等。主电池12具有串联连接的多个单电池12a。作为单电池12a,可以使用镍氢电池和/或锂离子电池这样的二次电池。另外,也可以代替二次电池,而使用双电层电容器。主电池12也可以包含并联连接的多个单电池12a的构成。
该主电池12经由系统主继电器14而与变换器16连接。系统主继电器14由控制器20进行接通/断开的切换。通过将该系统主继电器14接通,变换器16以及DC/DC转换器22与主电池12电连接。变换器16将从主电池12供给的直流电力变换成交流电力,输出给旋转电机MG。旋转电机MG接受从变换器16输出的交流电力,生成用于使车辆行驶的动能。另外,旋转电机MG将车辆制动时所产生的动能和/或从发动机(未图示)输出的动能变换成电能。变换器16将旋转电机MG生成的交流电力(再生电力)变换成直流电力,供给到主电池12。由此,主电池12被充电。此外,在变换器16和主电池12之间,也可以设置DC/DC转换器。上述DC/DC转换器使来自变换器16的电力降压而输出给主电池12,使来自主电池12的电力升压而输出给变换器16。
主电池12的电压值、电流值分别由电压传感器、电流传感器(均未图示)检测,并被输入到控制器20。另外,在主电池12的附近,还设置有检测该主电池12的温度(电池温度Tb)的温度传感器18。温度传感器18作为取得电池温度Tb的电池温度取得部而发挥功能。由该温度传感器18检测到的电池温度Tb被输入到控制器20。此外,温度传感器18可以是一个,也可以是多个。在设置多个温度传感器18的情况下,也可以设置在彼此不同的位置。
控制器20根据这些检测出的电压值、电流值、电池温度Tb,运算主电池12的当前的SOC。SOC表示主电池12的当前的充电容量相对于满充电容量的比例。以下,将通过运算求得的当前的SOC的值称为“当前充电值Cb”。
主电池12还连接有DC/DC转换器22。DC/DC转换器22与变换器16并联连接。该DC/DC转换器22连接有辅助电池24、加热器26。DC/DC转换器22使主电池12的输出电压降低,并将降压后的电力供给到辅助电池24、加热器26。DC/DC转换器22的工作由控制器20控制。
加热器26设置在主电池12的附近,构成使主电池12升温的升温机构。该加热器26通过来自主电池12的电力驱动。来自主电池12的电力通过DC/DC转换器22进行降压,并供给到加热器26。在DC/DC转换器22以及加热器26之间的电流路径上,设置有升温继电器28。该升温继电器28接受来自控制器20的控制信号,在接通以及断开之间进行切换。当升温继电器28接通时,从DC/DC转换器22向加热器26供给预定的电力,能够使加热器26发热。而且,通过加热器26发热,使主电池12升温。该升温继电器28的驱动由控制器20控制。
主电池12还连接有充电机构。充电机构是用于使用来自外部电源100的电力(外部电力)对主电池12进行充电的机构,具备充电继电器34、充电器30、插座(inlet)32等。充电继电器34是设置在充电器30和主电池12之间的继电器,接受来自控制器20的控制信号,从而变为接通或者断开。通过该充电继电器34变为接通,来自外部电源100的电力供给到主电池12,主电池12被充电。
充电器30在外部电力为交流电力的情况下,将其变换成直流电力。插座32是能够与设置于外部电源100(例如商用电源)的充电插头102连接的连接器。控制器20监视插座32和充电插头102的连接状态,即,对是充电插头102插入到插座32的插入状态、还是充电插头102没有插入到插座32的拔出(plug-out)状态进行监视。
在充电器30与充电继电器34之间连接有功率检测器36。在插入状态时,功率检测器36检测所连接的外部电源100的最大输出功率P。检测到的最大输出功率P输出到控制器20。
控制器20作为控制上述的充电机构、升温机构等的控制部而发挥功能。该控制器20具备CPU38、存储器40等。CPU38进行各种运算。另外,存储器40对控制所需的程序、预先设定的各种控制参数、由各种传感器检测到的检测值等进行存储。
接下来,对在该电池系统10中进行的外部充电进行说明。在想要用外部电力对主电池12进行充电的情况下,用户只要对车辆的插座32插入外部电源100的充电插头102,使得成为插入状态即可。如果成为插入状态,则控制器20使用外部电力对主电池12进行充电,直至主电池12达到预定的SOC。
为了进行主电池12的外部充电,控制器20将两个阈值、即充电基准值C1和充电停止值C2存储在存储器40中。所谓充电基准值C1,是可视为满充电的SOC值,例如是80%前后的值。另外,所谓充电停止值C2,是对充电基准值C1附加少许的余量值α而得到的值。即,C2=C1+α。该余量值α根据主电池12的容量、加热器26的特性(例如功耗)等来预先设定。作为该余量值α,可以设定为程度与为了使主电池12升温而由加热器26消耗的电力相当的值,余量值α例如可以设为百分之几。在执行外部充电时,原则上,控制器20在主电池12的SOC(当前充电值Cb)小于等于充电基准值C1时,开始向主电池12的电力供给,在当前充电值Cb达到充电停止值C2时停止电力供给。
另外,已知当电池温度Tb过度低时,会引起主电池12的输出的降低、可充电容量的降低等问题。因此,控制器20在电池温度Tb低的情况下,驱动加热器26,从而也执行主电池12的升温。为了该主电池12的升温,控制器20将两个阈值、即升温基准温度Ts和升温停止温度Te存储在存储器40中。升温基准温度Ts是根据主电池12的性质等设定的值,例如可以设定为0℃前后的值。升温停止温度Te是使升温基准温度Ts持有少许的迟滞(例如数摄氏度)而得到的值。控制器20在主电池12的温度(电池温度Tb)小于升温基准温度Ts时开始升温,在电池温度Tb达到升温停止温度Te时结束升温。
在此,这样的充电处理和升温处理通常被并行地执行。但是,在本实施方式中,在外部电源100的最大输出功率P小于预先规定的基准功率A的低功率状态的情况下,在当前充电值Cb小于充电基准值C1的期间,禁止升温处理,优先执行充电处理。原因如下。
一般而言,外部电源100的最大输出功率P根据设置有外部电源100的设施的种类、国家、地区等而不同。例如,从外部电源100供给的最大输出功率P根据各国的法律和/或民用标准(例如室内布线规则等)而定,也有外部电源100的最大输出功率P低的国家。另外,电力品质低的国家、地区也不少,还存在不按标称的功率进行输出的情况。
若在像这样外部电源100的最大输出功率P低的情况下与充电处理并行地执行升温处理,则无法充分确保用于充电的电力,有可能导致到完成充电为止的时间大幅延长。参照图2对此进行说明。图2是表示由最大输出功率P引起的功耗比例的差异的图。在图2中,条件A是在低功率状态(P<A)下,仅单独执行了充电的情况,条件B是在低功率状态(P<A)下,并行地执行了充电以及升温的情况,条件C是在通常功率状态(P≥A)下,并行地执行了充电以及升温的情况。另外,在图2中,交叉影线的框表示因充电所消耗的电力,灰色阴影的框表示因升温所消耗的电力,白色的框表示其他的系统功耗。
当执行外部充电时,电力从外部电源100供给到主电池12。该来自外部电源100的供给电力不因升温的有无而改变。然而,在外部充电执行期间,若执行升温,则来自主电池12的放电量增加,因此,实质的充电功率会降低。
在此,如条件A所示,即使是低功率状态(P<A),只要不执行升温处理,就能够消除升温所需的功耗,另外,也能够将其他的系统功耗抑制为低。其结果,即使是低功率状态,只要不执行升温处理,就能够充分确保用于充电的电力。另外,如条件C所示,如果是通常功率状态(P≥A),则即使并行地执行升温以及充电处理,也能够充分确保用于充电的电力。
然而,如条件B所示,当在低功率状态(P<A)下,并行地执行升温处理和充电处理的情况下,由于来自主电池12的被放电的电力增加,因此实质的充电功率变小。其结果,无法为充电确保充足的电力,到完成充电为止的时间变长。
在此,可以认为,通常进行了插入连接时的用户希望的是主电池12的充电,而并非升温。因此,在本实施方式中,当在插入状态下,能够判断为外部电源100的最大输出功率P低,而难以并行地执行充电处理和升温处理的情况下,执行充电处理,并在电池的SOC变得充分高之后,如果电池温度为低温,则开始升温处理。
参照图3~图5,对上述的充电/升温控制进行说明。图3是表示插入状态下的充电/升温控制的流程的流程图。另外,图4是表示图3中的通常处理的流程的流程图,图5是表示图3中的低功率用处理的流程的流程图。
在变为对插座32插入了外部电源100的充电插头102的插入状态时,开始图3所示的充电/升温控制。当变为插入状态时,控制器20对由功率检测器36检测出的外部电源100的最大输出功率P和基准功率A进行比较(S10)。在此,基准功率A是根据车辆所要求的规格、电池的容量、加热器26的性能(加热器26的功耗等)等而预先设定的值。作为该基准功率A,例如可以设定为即使并行地执行充电处理和升温处理,也能够在规定的时间内完成充电的值。如果比较的结果为最大输出功率P大于等于基准功率A,则执行通常处理(S12)。另一方面,如果最大输出功率P小于基准功率A,则执行低功率用处理(S14)。另外,与这些处理并行地,控制器20确认是否为插入状态(S16)。如果确认的结果为不是插入状态,而是成为了拔出状态(S16:否),则控制器20停止升温以及充电处理(S18),并结束所有处理。
图4是表示通常处理的流程的流程图。在通常处理的执行期间,控制器20并行地执行两个处理、即主电池12的充电处理(S24~S32)和主电池12的升温处理(S34~S40)。
在充电处理中,首先,取得主电池12的SOC(当前充电值Cb),对当前充电值Cb和存储于存储器40的充电停止值C2进行比较(S24)。在比较的结果为当前充电值Cb大于等于充电停止值C2的情况下,能够判断为主电池12已被充分充电,不需要进一步的充电。因此,在该情况下,控制器20不开始充电,而是待机。另一方面,在当前充电值Cb小于充电停止值C2的情况下,控制器20开始主电池12的充电(S26)。即,控制器20接通充电继电器34,将外部电力供给到主电池12。在该充电执行期间,控制器20定期地取得主电池12的SOC(当前充电值Cb),并对当前充电值Cb和充电停止值C2进行比较(S28)。而且,如果比较的结果为当前充电值Cb小于充电停止值C2,则继续充电。
另一方面,在当前充电值Cb大于等于充电停止值C2的情况下,控制器20停止充电(S30)。即,断开充电继电器34,停止外部电力向主电池12的供给。在停止充电后,控制器20定期地检测主电池12的SOC(当前充电值Cb),并对当前充电值Cb和充电基准值C1进行比较(S32)。而且,如果当前充电值Cb大于等于充电基准值C1,则原样待机。另一方面,如果变为Cb<C1,则控制器20返回步骤S26,再次开始充电。之后,通过反复进行同样的处理,能够将主电池12的SOC始终保持在充电基准值C1以上。
接下来,对通常处理中的升温处理进行说明。在升温处理中,控制器20首先对由温度传感器18检测到的电池温度Tb和升温基准温度Ts进行比较(S34)。如果比较的结果为电池温度Tb大于等于升温基准温度Ts,则判断为不需要升温,原样待机。另一方面,在电池温度Tb小于升温基准温度Ts的情况下,控制器20打开加热器26,开始主电池12的升温(S36)。即,控制器20接通系统主继电器14以及升温继电器28,将通过DC/DC转换器22降压后的来自主电池12的电力供给到加热器26。由此,加热器26发热,使主电池12升温。
在升温执行期间,控制器20定期地对电池温度Tb和升温停止温度Te进行比较(S38)。如果比较的结果为电池温度Tb小于升温停止温度Te,则继续升温,当电池温度Tb变为大于等于升温停止温度Te时,停止升温(S40)。在停止升温后,返回步骤S34,反复进行同样的处理。
接下来,参照图5,对低功率用处理的流程进行说明。在外部电源100的最大输出功率P低的低功率状态下,执行主电池12的充电,并在主电池12充分进行了充电后,开始升温。因此,在该情况下,控制器20首先检测主电池12的SOC(当前充电值Cb),对当前充电值Cb和充电停止值C2进行比较(S60)。如果比较的结果为当前充电值Cb大于等于充电停止值C2,则判断为不需要进一步的充电,因此,前进至步骤S68,进行是否需要升温的判断。
另一方面,在当前充电值Cb小于充电停止值C2的情况下,开始主电池12的充电(S62)。即,控制器20接通充电继电器34,将外部电力供给到主电池12。在该充电执行期间,控制器20定期地检测主电池12的SOC(当前充电值Cb),并对当前充电值Cb和充电停止值C2进行比较(S64)。如果比较的结果为当前充电值Cb小于充电停止值C2,则继续充电。另一方面,如果当前充电值Cb大于等于充电停止值C2,则判断为不需要进一步的充电,控制器20停止充电(S66)。即,断开充电继电器34,停止外部电力向主电池12的供给。
若主电池12充分得到充电,则接下来,控制器20对电池温度Tb和升温基准温度Ts进行比较(S68)。在比较的结果为电池温度Tb小于升温基准温度Ts的情况下,控制器20打开加热器26,开始主电池12的升温(S70)。即,控制器20接通系统主继电器14和升温继电器28,将通过DC/DC转换器22降压后的主电池12的电力供给到加热器26。
在升温执行期间,控制器20定期地对电池温度Tb和升温停止温度Te进行比较(S72)。在比较的结果为电池温度Tb小于升温停止温度Te的情况下,控制器20接着对当前充电值Cb和充电基准值C1进行比较(S74)。如果比较的结果为当前充电值Cb大于等于充电基准值C1,则前进至步骤S70,原样继续升温。另一方面,如果当前充电值Cb小于等于充电基准值C1,则能够判断为主电池12需要进一步的充电。在该情况下,控制器20在关闭加热器26从而停止升温(S76)后,前进至步骤S62,再次开始充电(S62~S66)。
这样,在升温执行期间也对当前充电值Cb进行监视,其原因在于,由于执行升温,主电池12所储蓄的电力会被消耗。如果主电池12的储蓄电力被消耗后的结果是Cb<C1,成为不可视为“满充电”的状态,则无法满足进行了插入连接的用户的希望。因此,在本实施方式中,在低功率状态中,在升温执行期间也对主电池12的SOC进行监视,如果当前充电值Cb小于充电基准值C1,则停止升温。换言之,在本实施方式中,禁止在当前充电值Cb小于充电基准值C1的情况下的升温的执行。
再次参照流程图继续进行说明。在升温执行期间,如果能够判断为电池温度Tb大于等于升温停止温度Te(S72:否),则控制器20前进至步骤S78,停止升温。此后,对当前充电值Cb和充电基准值C1进行比较,判断是否需要充电(S80)。如果比较的结果为当前充电值Cb小于充电基准值C1,则前进至步骤S62,再次开始充电。另一方面,如果当前充电值Cb大于等于充电基准值C1,则前进至步骤S68,判断是否需要升温。之后,反复进行同样的处理,直至插入连接被解除。
此外,在通常处理以及低功率用处理中,也可以与充电处理以及升温处理并行地,进一步执行如图6、图7所示的外部电源100的监视处理(S82~S84、S86~S88)。图6是表示在通常处理(图4)中与充电处理(S24~S32)以及升温处理(S34~S40)并行地执行的监视处理的流程图。在该监视处理中,控制器20始终对最大输出功率P进行监视(S82)。而且,如果最大输出功率P变为小于基准功率A(S82:否),则停止充电以及升温(S84),移至低功率用处理(图5)。另外,图7是表示在低功率用处理(图5)中与充电/升温处理(S60~S80)并行地执行的监视处理的流程图。在该监视处理中,控制器20也始终对最大输出功率P进行监视(S86)。而且,如果最大输出功率P变为大于等于基准功率A(S86:是),则停止充电以及升温(S88),移至通常处理(图4)。
这样,在步骤S10中移至通常处理或者低功率用处理后,也定期地监视最大输出功率P,由此,能够更恰当地执行充电/升温处理。即,在电力品质低的国家、地区,供给电力不稳定,有在充电中途从通常功率状态变化为低功率状态,或者相反地发生变化的情况。若尽管从通常功率状态变化为了低功率状态但仍继续通常处理,则无法充分确保充电用功率,有可能导致到完成充电为止的时间变长。另外,尽管在插入连接的时候是低功率状态,但是此后如果恢复为通常功率状态,则移至通常处理的做法能够缩短到完成充电和/或升温为止的时间。因此,也可以在步骤S10中移至通常处理或者低功率用处理后,仍定期地监视最大输出功率P,并根据最大输出功率P,切换处理的内容。
接下来,参照图8、图9,说明在插入状态下的充电/升温的一例。图8是表示在通常功率状态(P≥A)下的充电/升温处理的一例的图。在图8中,设为在时刻t0,对插座32插入充电插头102。另外,设为时刻t0的电池的SOC(当前充电值Cb)充分小于充电停止值C2,另外,电池温度Tb充分低于升温基准温度Ts。在该情况下,控制器20在时刻t0,开始充电以及升温双方。通过开始升温,电池温度Tb逐渐上升。另外,通过开始充电,当前充电值Cb也逐渐上升。但是,此时,由于与充电并行地也执行升温,因此当前充电值Cb的上升率比较低。此后,如果在时刻t1,电池温度Tb达到升温停止温度Te,则控制器20停止升温。另一方面,当前充电值Cb未达到充电停止值C2,因此,控制器20继续充电。此时,由于停止了升温,从主电池12的放电量减少,因此,当前充电值Cb的上升率提高。而且,如果在时刻t2,当前充电值Cb达到充电停止值C2,则也停止充电。之后,控制器20进行对电池温度Tb和当前充电值Cb的监视,在当前充电值Cb小于充电基准值C1时再次开始充电,在电池温度Tb小于升温基准温度Ts时再次开始升温。
接下来,参照图9,说明在低功率状态(P<A)下的充电/升温处理的一例。在图9中,也与图8同样地,设为在时刻t0,对插座32插入充电插头102。另外,设为时刻t0的电池的SOC(当前充电值Cb)充分小于充电停止值C2,另外,电池温度Tb充分低于升温基准温度Ts。在低功率状态的情况下,控制器20首先开始充电。通过执行充电,当前充电值Cb逐渐增加。此外,当对主电池12进行充电时,通过单电池12a自身的发热,电池温度Tb轻微地上升。
如果在时刻t1,当前充电值Cb达到充电停止值C2,则控制器20停止充电,另一方面开始升温。通过开始升温,电池温度Tb逐渐上升。另外,由于电力被利用于升温,因此主电池12的SOC(当前充电值Cb)逐渐降低。而且,如果在时刻t2,当前充电值Cb变得小于充电基准值C1,则即使电池温度Tb未达到升温停止温度Te,控制器20也停止升温,再次开始充电。这样,只要当前充电值Cb低于充电基准值C1,则无论电池温度Tb怎样,都停止升温,再次开始充电,由此,能够将主电池12始终保持在满充电状态(Cb≥C1)。其结果,能够始终满足进行了插入连接的用户的希望、即想要对主电池12进行充电这一要求。
通过再次开始充电,如果在时刻t3,当前充电值Cb达到充电停止值C2,则控制器20停止充电,再次开始升温。而且,如果升温的结果为,在时刻t4,电池温度Tb达到升温停止温度Te,则也停止升温。此时,因升温而消耗了电力,因此,当前充电值Cb的值低于充电停止值C2,但是,高于可视为满充电的充电基准值C1。因此,控制器20不进行再次充电,原样待机。
如根据以上说明可知的那样,在低功率用处理中,在主电池12的SOC小于充电基准值C1期间,禁止升温处理,优先执行充电处理。换言之,始终优先充电,直至成为用户所希望的“满充电”的状态(Cb≥C1)。其结果,即使是最大输出功率P低的低功率状态,也能够较早达成“使主电池成为满充电”这一用户的希望,另外,在一度达成希望(满充电)后,能够继续维持此希望达成状态。
另外,在本实施方式中,在低功率状态的情况下,当充电至当前充电值Cb达到比充电基准值C1大的充电停止值C2后,允许执行升温。通过这样预先充电至充电停止值C2,能够确保升温所需的余量电力。
另外,在本实施方式中,在低功率状态的情况下,如果当前充电值Cb伴随着升温的执行而降低到小于可视为满充电的充电基准值C1,则停止升温处理,再次开始充电。其结果,能够防止当前充电值Cb变为小于等于可视为满充电的充电基准值C1。
另外,在本实施方式中,在通常功率状态的情况下,并行地执行充电处理和升温处理。其结果,在通常功率状态的情况下,能够迅速将主电池12的升温以及充电双方完成。
此外,如上所述的构成仅为一例,在低功率状态下,只要在Cb<C1的期间执行充电,禁止升温,则也可以适当地变更为其他的构成。例如,在本实施方式中,在低功率状态下,当执行升温时(图5中的步骤S70~S74),停止了充电。然而,只要在Cb<C1的期间禁止升温即可,也可以在Cb≥C1的期间并行地执行升温和充电。
另外,在本实施方式中,一度充电至充电停止值C2后,只要不低于充电基准值C1,就不再次开始充电,但是,也可以为,在使电池温度Tb升温到升温停止温度Te之后,充电至充电停止值C2。即,也可以为,在图5的步骤S78中停止了升温后,不前进至步骤S80,而是前进至步骤S60。根据上述构成,能够维持除确保了可视为满充电的充电基准值C1之外还确保了升温所需的余量电力α的状态。
另外,在本实施方式中,在执行升温时,从主电池12向加热器26供给电力,但是,也可以是从外部电源100直接(不经由主电池12)向加热器26进行电力供给。

Claims (4)

1.一种电池系统,具备车载电池,所述车载电池向行驶用旋转电机供给电力并且能够利用从外部电源供给的外部电力进行充电,所述电池系统的特征在于,
具备:
功率检测机构,其在所述车载电池连接着所述外部电源的插入状态下,检测所述外部电源的输出功率;
充电机构,其利用所述外部电力对所述车载电池进行充电;
升温机构,其使所述车载电池升温,使得所述车载电池的温度大于等于预先规定的基准温度;以及
控制部,其控制所述充电机构和所述升温机构,
所述控制部,在由所述功率检测机构检测到的所述输出功率小于预先规定的基准功率的低功率状态的情况下,禁止在所述车载电池的SOC小于预先规定的充电基准值的情况下的由所述升温机构进行的升温处理,执行由所述充电机构进行的充电处理,
所述控制部在所述低功率状态的情况下,在通过所述充电机构充电至所述车载电池的SOC达到比所述充电基准值大的充电停止值后,在所述车载电池的温度小于所述基准温度的情况下,开始由所述升温机构进行的升温处理,
所述控制部在所述低功率状态的情况下,在由所述升温机构进行的升温处理的执行期间,如果所述车载电池的SOC变为小于所述充电基准值,则停止由所述升温机构进行的升温处理,并且,通过所述充电机构将所述车载电池充电至所述充电停止值。
2.根据权利要求1所述的电池系统,其特征在于,
所述控制部在由所述升温机构进行的升温处理完成后,通过所述充电机构,将所述车载电池充电至所述车载电池的SOC达到所述充电停止值。
3.根据权利要求1所述的电池系统,其特征在于,
所述控制部在由所述功率检测机构检测到的所述输出功率大于等于所述基准功率的通常功率状态的情况下,并行地执行由所述充电机构进行的充电处理和由所述升温机构进行的升温处理。
4.根据权利要求2所述的电池系统,其特征在于,
所述控制部在由所述功率检测机构检测到的所述输出功率大于等于所述基准功率的通常功率状态的情况下,并行地执行由所述充电机构进行的充电处理和由所述升温机构进行的升温处理。
CN201611010883.XA 2015-11-18 2016-11-17 电池系统 Active CN107042765B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-225890 2015-11-18
JP2015225890A JP6225977B2 (ja) 2015-11-18 2015-11-18 バッテリシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107042765A CN107042765A (zh) 2017-08-15
CN107042765B true CN107042765B (zh) 2019-08-23

Family

ID=57354180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611010883.XA Active CN107042765B (zh) 2015-11-18 2016-11-17 电池系统

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9987932B2 (zh)
EP (1) EP3170693B1 (zh)
JP (1) JP6225977B2 (zh)
KR (1) KR101971324B1 (zh)
CN (1) CN107042765B (zh)
BR (1) BR102016026781B1 (zh)
RU (1) RU2662864C2 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9975437B2 (en) * 2015-12-21 2018-05-22 Delphi Technologies Inc. Conductor winding tool and battery charger having the same
KR101901798B1 (ko) * 2016-07-01 2018-09-27 현대자동차주식회사 커넥터 충전식 자동차 및 그를 위한 제어 방법
JP6502988B2 (ja) * 2017-03-22 2019-04-17 株式会社Subaru 車両、非接触給電装置
DE102017209451A1 (de) * 2017-06-02 2018-12-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrisches Energieversorgungssystem, Verfahren und Computerprogramm zum Betreiben des Energieversorgungssystems und Computerprogrammprodukt
KR102410857B1 (ko) * 2017-07-19 2022-06-21 현대자동차주식회사 차량용 배터리 관리 방법 및 이를 위한 차량
DE102017121931A1 (de) * 2017-09-21 2019-03-21 Borgward Trademark Holdings Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Aufladens eines Elektrofahrzeugs und ein Elektrofahrzeug
JP6863258B2 (ja) * 2017-12-12 2021-04-21 トヨタ自動車株式会社 二次電池システムおよび二次電池の活物質の応力推定方法
DE102018203039B4 (de) * 2018-03-01 2024-11-07 Vitesco Technologies GmbH Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs
SE543020C2 (en) * 2018-07-11 2020-09-29 Scania Cv Ab Method and arrangement for heating a high voltage battery for a vehicle
JP2020022301A (ja) * 2018-08-02 2020-02-06 トヨタ自動車株式会社 車両
CN109808549B (zh) * 2019-01-28 2022-06-10 东风柳州汽车有限公司 电池包低温情况下充电的智能加热控制方法
JP7111012B2 (ja) * 2019-02-05 2022-08-02 トヨタ自動車株式会社 電源システム
CN110077281B (zh) * 2019-04-30 2020-12-15 浙江吉利控股集团有限公司 一种插电式混合动力车动力电池的充电加热方法及系统
FR3096472B1 (fr) * 2019-05-24 2022-10-07 Psa Automobiles Sa Procede de gestion thermique d’un systeme de regulation thermique de vehicule pour une charge rapide
CN110323519A (zh) * 2019-06-28 2019-10-11 蜂巢能源科技有限公司 电池包加热控制方法及系统
DE102019125396B3 (de) * 2019-09-20 2021-02-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs auf einen Ziel-Ladezustand
CN113224410B (zh) * 2020-01-21 2022-09-13 广汽埃安新能源汽车有限公司 一种纯电动汽车低温充电加热控制方法
CN113629851B (zh) * 2021-08-13 2024-09-13 南通通明集团有限公司 一种蓄电池储能直流备用电源工作控制方法
JP7544074B2 (ja) 2022-01-13 2024-09-03 トヨタ自動車株式会社 車両
DE102022210621A1 (de) * 2022-10-07 2024-05-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Ermittlungsverfahren, Ermittlungssystem und Kraftfahrzeug
KR20240052552A (ko) * 2022-10-14 2024-04-23 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 히팅 장치 및 그의 동작 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064573A (zh) * 2009-11-12 2011-05-18 丰田自动车株式会社 用于二次电池的充放电控制设备以及充放电控制方法
CN104253463A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 现代自动车株式会社 用于限制电池的功率的系统和方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009292260A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Toyota Motor Corp ハイブリッド自動車およびその制御方法
WO2012050163A1 (ja) * 2010-10-15 2012-04-19 三洋電機株式会社 蓄電システム用の自己診断装置
JP2012178899A (ja) 2011-02-25 2012-09-13 Nissan Motor Co Ltd 充電装置
JP5652331B2 (ja) * 2011-05-30 2015-01-14 スズキ株式会社 電池温調システムおよび電池充電システム
FR2992101A1 (fr) * 2012-06-18 2013-12-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif de gestion automatique de l'utilisation des moyens de stockage d'energie d'un vehicule a moteur(s) electrique(s)
KR101449164B1 (ko) * 2012-12-13 2014-10-15 현대자동차주식회사 차량의 배터리 관리방법
WO2014167914A1 (ja) * 2013-04-10 2014-10-16 日産自動車株式会社 バッテリ充電システム及びバッテリ充電方法
KR20150034857A (ko) * 2013-09-25 2015-04-06 현대자동차주식회사 전기자동차의 배터리 승온 제어장치 및 방법
JP6024684B2 (ja) * 2014-02-21 2016-11-16 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
US20170018817A1 (en) * 2014-04-02 2017-01-19 Corvus Energy Ltd. Method, system, and apparatus for inhibiting thermal runaway of a battery cell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064573A (zh) * 2009-11-12 2011-05-18 丰田自动车株式会社 用于二次电池的充放电控制设备以及充放电控制方法
CN104253463A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 现代自动车株式会社 用于限制电池的功率的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9987932B2 (en) 2018-06-05
JP6225977B2 (ja) 2017-11-08
RU2016144986A (ru) 2018-05-16
JP2017099057A (ja) 2017-06-01
KR101971324B1 (ko) 2019-04-22
BR102016026781B1 (pt) 2021-08-31
EP3170693A1 (en) 2017-05-24
BR102016026781A2 (pt) 2017-08-01
EP3170693B1 (en) 2020-02-05
RU2662864C2 (ru) 2018-07-31
KR20170058291A (ko) 2017-05-26
CN107042765A (zh) 2017-08-15
RU2016144986A3 (zh) 2018-05-16
US20170136900A1 (en) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107042765B (zh) 电池系统
JP6156353B2 (ja) 車載電池の昇温装置および昇温方法
JP6024684B2 (ja) 蓄電システム
US10439417B2 (en) Battery temperature management and charging system
US9446671B2 (en) Electrical storage system
JP5782803B2 (ja) 電池の充電装置および電池の充電方法
JP6160473B2 (ja) 蓄電システム
CN105793097B (zh) 蓄电系统
JP2009027801A (ja) 電気自動車および電気自動車の二次電池充電方法
JP5835136B2 (ja) 車載充電制御装置
JP2018007428A (ja) 電動車両のバッテリ充電システム
JP6724701B2 (ja) 車載バッテリ充電システム
WO2014167914A1 (ja) バッテリ充電システム及びバッテリ充電方法
JP2014003737A (ja) 充電制御装置
JP2012244663A (ja) 電気自動車の充電システム
JP6332131B2 (ja) 電動車両
JP6530334B2 (ja) 車両用充電制御装置
KR101466438B1 (ko) 전기 자동차의 충전 방법
JP2017132398A (ja) プラグインハイブリッド車両のバッテリ制御システム
JP6402687B2 (ja) 車両電池システム
JP2014155401A (ja) 蓄電システム
JP6409746B2 (ja) バッテリ充電システム
US12255480B2 (en) Charging device
JP6468169B2 (ja) バッテリ充電システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant