CN113002357B

CN113002357B - 车辆、车辆控制系统和车辆控制方法

Info

Publication number: CN113002357B
Application number: CN202011422548.7A
Authority: CN
Inventors: 菊池义晃; 松本润一; 鱼谷昭夫
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2024-02-02
Anticipated expiration: 2040-12-08
Also published as: US20210188108A1; JP2021097566A; JP7272258B2; US11858366B2; DE102020132257A1; CN113002357A

Abstract

本发明涉及车辆、车辆控制系统和车辆控制方法。一种车辆包括：包括二次电池、检测二次电池的状态的电池传感器以及第一控制设备的电池组；与电池组分开设置的第二控制设备；以及转换器。第一控制设备被配置为使用电池传感器的检测值以获得指示二次电池的输入电流的上限值的电流上限值。第二控制设备被配置为使用指示二次电池的输入功率的上限值的功率上限值来控制二次电池的输入功率。转换器被配置为执行电流上限值向功率上限值的转换。

Description

车辆、车辆控制系统和车辆控制方法

技术领域

本公开涉及一种车辆、车辆控制系统和车辆控制方法。

背景技术

日本未审查专利申请公开No.2019-156007(JP2019-156007A)公开了一种控制设备，该控制设备使用指示安装在车辆上的二次电池的输入功率的上限值的功率上限值(Win)来控制二次电池的输入功率。

发明内容

使用二次电池作为电源的电驱动车辆(例如，电动车辆或混合动力车辆)近年来已经普及。在电驱动车辆中，当二次电池的容量或性能由于电池劣化等而降低时，可以想到更换安装在电驱动车辆上的二次电池。

二次电池通常以电池组的形式安装在车辆上。电池组包括二次电池、检测二次电池的状态(例如，电流、电压和温度)的传感器以及控制设备。在下文中，并入电池组中的控制设备可以被称为“电池电子控制单元(ECU)”，并且并入电池组中的传感器可以被称为“电池传感器”。适用于二次电池的外围设备(例如，传感器和控制设备)被安装在电池组上。维护电池组，使得二次电池及其外围设备可以正常地运行。因此，当更换安装在车辆上的二次电池时，从车辆维护的观点出发，认为最好不仅更换二次电池，而且替换安装在车辆上的整个电池组。

如JP2019-156007A中所述，存在一种已知的控制设备，该控制设备与电池组分开安装在车辆上，并且使用功率上限值来控制二次电池的输入功率(在下文中，也被称为“功率限制控制设备”)。功率限制控制设备被配置为执行基于功率的输入限制。基于功率的输入限制是控制二次电池的输入功率以使二次电池的输入功率不超过功率上限值的过程。通常，包括执行基于功率的输入限制的控制设备的车辆配备有电池组，该电池组包括使用来自电池传感器的检测值，获得功率上限值的电池ECU(在下文中，也被称为“功率限制电池组”)。

另一方面，已知一种控制设备，该控制设备与电池组分开地安装在车辆上，并且通过使用指示二次电池的输入电流的上限值的电流上限值来控制二次电池的输入电流(在下文中，也被称为“电流限制控制设备”)。电流限制控制设备被配置为执行基于电流的输入限制。基于电流的输入限制是控制二次电池的输入电流使得二次电池的输入电流不超过电流上限值的过程。通常，包括执行基于电流的输入限制的控制设备的车辆配备有包括电池ECU的电池组(在下文中，也被称为“电流限制电池组”)，该电池ECU使用来自电池传感器的检测值来获得电流上限值。

取决于电池组的供需状况(或库存状态)，电流限制电池组可能比功率限制电池组更容易获得。然而，对于相关技术的车辆，不期望结合使用电流限制电池组和功率限制控制设备，因此，尚未对结合使用电流限制电池组和功率限制控制设备的手段进行研究。因此，难以在配备有功率限制控制设备的车辆中采用电流限制电池组。

本公开提供了一种车辆、车辆控制系统和车辆控制方法，其可以对包括在电流限制电池组中的二次电池执行基于功率的输入限制。

根据本公开的第一方面的车辆包括电池组，该电池组包括第一控制设备、与该电池组分开设置的第二控制设备以及转换器。该电池组进一步包括二次电池和检测二次电池的状态的电池传感器。第一控制设备被配置为使用电池传感器的检测值以获得指示二次电池的输入电流的上限值的电流上限值。第二控制设备被配置为使用指示二次电池的输入功率的上限值的功率上限值来控制二次电池的输入功率。转换器被配置为通过执行在对应于电流上限值的电流正在流动的状态下的二次电池的电压值(在下文中，被称为“估计电压值”)与电流上限值的乘法来执行电流上限值向功率上限值的转换。

车辆配备有将电流上限值转换成功率上限值的转换器。二次电池的电压根据电流的大小而改变。转换器使用估计电压值(即，在对应于电流上限值的电流正在流动的状态下的二次电池的电压值)来将电流上限值转换成功率上限值。具体地，转换器通过将电流上限值乘以估计电压值来将电流上限值转换为功率上限值。这使得可以高准确性地获得与电流上限值相对应的功率上限值。根据上述配置，即使当采用电流限制电池组时，第二控制设备也可以适当地执行基于功率的输入限制。第二控制设备对应于上述功率限制控制设备。

在上述方面中，转换器可以被配置为使用由电池传感器检测到的二次电池的电流和电压的测量值、二次电池的内阻以及电流上限值来获得估计电压值。

具有上述配置的转换器可以容易且适当地获得估计电压值。然后，转换器可以使用如上所述获得的估计电压值，高准确性地将电流上限值转换为功率上限值。在下文中，由电池传感器检测到的二次电池的电流和电压的测量值可以被称为“实际电流”和“实际电压”。二次电池的电流、电压和内阻具有由“内阻＝电压/电流”表示的关系。用于获得估计电压值的二次电池的内阻可以被预先存储在存储设备中。存储在存储设备中的二次电池的内阻可以取固定值，或者可以是根据二次电池的温度可变的。上述转换器可以根据表达式“估计电压值＝实际电压+(电流上限值-实际电流)×内阻”，基于实际电流、实际电压、电流上限值和内阻来获得估计电压值。

在上述方面中，车辆可以进一步包括第三控制设备，该第三控制设备与电池组分开设置，并且被配置为在第一控制设备和第二控制设备之间中继通信。转换器可以被安装在第三控制设备上。电池组可以被配置为输出电流上限值。车辆可以被配置为使得当电流上限值从电池组输入到第三控制设备时，转换器执行电流上限值向功率上限值的转换并且将功率上限值从第三控制设备输出到第二控制设备。

在上述配置中，与电池组分开设置的第三控制设备包括转换器，并且转换器将电流上限值转换成功率上限值。因此，转换器可以安装在车辆上而无需改变电池组(包括第一控制设备)和第二控制设备的配置。

在上述方面中，第三控制设备可以被配置为当输入电流上限值时，执行转换并且输出功率上限值，以及当输入功率上限值时，在不执行转换的情况下输出功率上限值。

在上述方面中，当车辆配备有电流限制电池组时，第三控制设备对从电流限制电池组输入的电流上限值执行转换，并且输出功率上限值。另一方面，当车辆配备有功率限制电池组时，第三控制设备在不对从功率限制电池组输入的功率上限值执行转换的情况下输出功率上限值。因此，根据上述配置，第二控制设备在采用电流限制电池组的情况和采用功率限制电池组的情况两者下均能够适当地执行基于功率的输入限制。

在上述方面中，第一控制设备、第二控制设备以及第三控制设备中的每一个可以是连接到车载局域网(LAN)的微型计算机。在车载LAN中，第一控制设备可以经由第三控制设备被连接到第二控制设备，以经由第三控制设备与第二控制设备通信。

注意，LAN是“局域网”的缩写。在上述方面中，第一至第三控制设备中的每一个是微型计算机。该微型计算机尺寸小且处理能力高，因此其适合作为车载控制设备。第三控制设备可以通过车载LAN从第一控制设备接收电流上限值，利用转换器将电流上限值转换为功率上限值，然后通过车载LAN将功率上限值传送到第二控制设备。用上述配置，每个控制设备可以适当地执行所需计算和通信。作为车载LAN的通信协议，可以采用控制器区域网(CAN)或FlexRay。

第三控制设备还可以被用于除上限值的转换(即，从电流上限值转换成功率上限值)以外的目的。第三控制设备可以被配置为管理信息(例如，累积车辆数据)。此外，第三控制设备可以用作中央网关(CGW)。

在上述方面中，转换器可以被安装在第一控制设备上。第一控制设备可以被配置为利用转换器执行使用电池传感器的检测值获得的电流上限值向功率上限值的转换，并且当第一控制设备连接到第二控制设备时，将功率上限值输出到第二控制设备。

转换器可以被并入第一控制设备中(即，电池组内部)。在该配置中，可以在电池组内部将电流上限值转换为功率上限值，并且可以从电池组输出功率上限值。因此，第二控制设备可以在不增加第三控制设备的情况下适当地执行基于功率的输入限制。

在上述方面中，转换器可以被安装在第二控制设备上。电池组可以被配置为输出电流上限值。第二控制设备可以被配置为利用转换器执行从电池组输入的电流上限值向功率上限值的转换，并且控制二次电池的输入功率，使得二次电池的输入功率不超过功率上限值。

在上述配置中，与电池组分开设置的第二控制设备包括转换器，并且转换器将电流上限值转换成功率上限值。因此，可以在不改变电池组(包括第一控制设备)的配置的情况下，将转换器安装在车辆上。此外，第二控制设备可以在不增加第三控制设备的情况下，适当地执行基于功率的输入限制。

上述方面的车辆可以是使用存储在电池组中的二次电池的电力行驶的电动车辆。电动车辆包括电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)和插电式混合动力车辆(PHV)。

车辆可以是包括第一电动发电机、第二电动发电机和发动机的混合动力车辆。可以将电力从电池组中的二次电池供应给第一电动发电机和第二电动发电机中的每一个。发动机和第一电动发电机中的每一个可以经由行星齿轮机械地连接到混合动力车辆的驱动轮。行星齿轮和第二电动发电机可以被配置为结合从行星齿轮输出的驱动力和从第二电动发电机输出的驱动力并且传送到驱动轮。第二控制设备可以对第一电动发电机、第二电动发电机和发动机中的每一个创建控制命令，使得二次电池的输入功率不超过功率上限值。

根据本公开的第二方面的车辆控制系统被配置为使得包括二次电池和检测二次电池的状态的电池传感器的电池组被附接到车辆控制系统。该车辆控制系统包括控制单元，该控制单元被配置为当电池组被附接到车辆控制系统时，控制二次电池的输入功率，使得二次电池的输入功率不超过功率上限值；以及转换单元，该转换单元被配置为当从电池组输入指示二次电池的输入电流的上限值的电流上限值和电池传感器的检测值时，该转换单元使用电池传感器的检测值和电流上限值，以获得估计电压值(即在对应于电流上限值的电流正在的状态下，二次电池的电压值)，并且通过执行电流上限值与估计电压值的乘法，执行电流上限值向功率上限值的转换。

在上述方面中，通过将电流上限值乘以估计电压值来获得与电流上限值相对应的功率上限值。因此，即使当采用电流限制电池组时，也可以对电流限制电池组中包括的二次电池适当地执行基于功率的输入限制。

根据本公开的第三方面的车辆控制方法包括：利用包括二次电池和检测二次电池的状态的电池传感器的电池组附接到的车辆控制系统，从电池组获得指示二次电池的输入电流的上限值的电流上限值和电池传感器的检测值；利用车辆控制系统，使用电池传感器的检测值和电流上限值获得估计电压值(即，在对应于电流上限值的电流正在流动的状态下，二次电池的电压值)；利用车辆控制系统，通过执行电流上限值与估计电压值的乘法，执行电流上限值向指示二次电池的输入功率的上限值的功率上限值的转换；以及利用车辆控制系统，使用功率上限值控制二次电池的输入功率。

上述配置使得可以提供一种车辆、车辆控制系统和车辆控制方法，其可以对包括在电流限制电池组中的二次电池执行基于功率的输入限制。

附图说明

下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出根据本公开的实施例的车辆的配置的图；

图2是示出包括在根据本公开的实施例的车辆中的控制设备的连接模式的图；

图3是示出用于在根据本公开的实施例的车辆中设置目标电池功率的映射的示例的图；

图4是示出图1所示的电池组、网关电子控制单元(ECU)和混合动力车辆(HV)ECU的详细配置的图；

图5是示出图4所示的转换单元的详细配置的图；

图6是用于描述根据本公开的实施例的，获得估计电压值的方法的图；

图7是示出根据本公开的实施例的车辆控制系统的第一示例的图；

图8是示出根据本公开的实施例的车辆控制系统的第二示例的图；

图9是示出图4中所示的网关ECU的变型例的图；

图10是示出图4中所示的HV ECU的变型例的图；

图11是示出图4中所示的车辆控制系统的第一变型例的图；以及

图12是示出图4中所示的车辆控制系统的第二变型例的图。

具体实施方式

将参考附图详细地描述本公开的实施例。应当注意到，附图中相同或相应的部分由相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。在下文中，电子控制单元也被称为“ECU”。

图1是示出根据本实施例的车辆的配置的图。在本实施例中，假定使用前轮驱动的四轮车辆(更具体地，混合动力车辆)，但是轮的数量和驱动系统可以适当地改变。例如，驱动系统可以是四轮驱动。

参考图1，车辆100配备有包括电池ECU 13的电池组10。此外，电动机ECU 23、发动机ECU 33、HV ECU 50和网关ECU 60与电池组10分开地安装在车辆100上。电动机ECU 23、发动机ECU 33、HV ECU 50和网关ECU 60位于电池组10的外部。电池ECU 13位于电池组10的内部。在本实施例中，电池ECU 13、HV ECU 50和网关ECU 60分别对应于根据本公开的“第一控制设备”、“第二控制设备”和“第三控制设备”的示例。

电池组10包括电池11、电压传感器12a、电流传感器12b、温度传感器12c、电池ECU13和系统主继电器(SMR)14。电池11用作二次电池。在本实施例中，包括多个电连接的锂离子电池的组装电池被采用为电池11。构成组装电池的每个二次电池也被称为“单体(cell)”。在本实施例中，构成电池11的各个锂离子电池对应于“单体”。电池组10中包括的二次电池不限于锂离子电池，并且可以是另一二次电池(例如，镍金属氢化物电池)。电解液二次电池或全固态二次电池可以用作二次电池。

电压传感器12a检测电池11的每个单体的电压。电流传感器12b检测流过电池11的电流(充电侧取负值)。温度传感器12c检测电池11的每个单体的温度。传感器将检测结果输出到电池ECU 13。电流传感器12b被设置在电池11的电流路径中。在本实施例中，为每个单体提供一个电压传感器12a和一个温度传感器12c。然而，本公开不限于此，并且可以为每组多个单体提供一个电压传感器12a和一个温度传感器12c，或者可以为一个组装电池提供仅一个电压传感器12a和一个温度传感器12c。在下文中，将电压传感器12a、电流传感器12b以及温度传感器12c统称为“电池传感器12”。电池传感器12可以是电池管理系统(BMS)，其除了上述传感器功能，还具有充电状态(SOC)估计功能、健康状态(SOH)估计功能、单体电压均衡功能、诊断功能以及通信功能。

SMR 14被配置为切换连接电池组10的外部连接端子T1和T2与电池11的电源路径的连接和断开。例如，电磁机械继电器可以被用作SMR 14。在本实施例中，功率控制单元(PCU)24被连接到电池组10的外部连接端子T1和T2。电池11经由SMR 14连接到PCU 24。当SMR 14处于闭合状态(连接状态)时，可以在电池11和PCU 24之间传送功率。相反，当SMR 14处于开路状态(断开状态)时，断开连接电池11和PCU 24的电力路径。在本实施例中，SMR 14由电池ECU 13控制。电池ECU 13根据来自HV ECU 50的指令控制SMR 14。例如，当车辆100正行驶时，SMR 14处于闭合状态(连接状态)。

车辆100包括作为用于行驶的动力源的发动机31、第一电动发电机21a(在下文中称为“MG 21a”)、以及第二电动发电机21b(在下文中称为“MG 21b”)。MG 21a和MG 21b是电动发电机，既具有用作通过接收驱动电力来输出扭矩的电动机的功能，又具有通过接收扭矩来产生电力的发电机的功能。交流(AC)电动机(例如，永磁同步电动机或感应电动机)被用作MG 21a和MG 21b。MG 21a和MG 21b经由PCU 24电连接至电池11。MG 21a具有转子轴42a，而MG 21b具有转子轴42b。转子轴42a对应于MG 21a的旋转轴，而转子轴42b对应于MG21b的旋转轴。

车辆100进一步包括单小齿轮行星齿轮42。发动机31的输出轴41和MG 21a的转子轴42a被连接到行星齿轮42。发动机31是例如包括多个气缸(例如，四个气缸)的火花点火式内燃机。发动机31燃烧每个气缸中的燃料以产生驱动力，并且所产生的驱动力使所有气缸共享的曲轴(未示出)旋转。发动机31的曲轴经由扭力阻尼器(未示出)连接到输出轴41。输出轴41随着曲轴的旋转而旋转。发动机31不限于汽油发动机，并且可以是柴油发动机。

行星齿轮42具有三个旋转元件，即输入元件、输出元件和反作用力元件。更具体地，行星齿轮42包括太阳齿轮、与太阳齿轮同轴布置的环形齿轮、与太阳齿轮和环形齿轮啮合的小齿轮，以及保持小齿轮使得小齿轮可以自转和公转的齿轮架。齿轮架对应于输入元件，环形齿轮对应于输出元件，以及太阳齿轮对应于反作用力元件。

发动机31和MG 21a经由行星齿轮42彼此机械连接。发动机31的输出轴41被连接到行星齿轮42的齿轮架。MG 21a的转子轴42a被连接到行星齿轮42的太阳齿轮。从发动机31输出的扭矩被输入到齿轮架。行星齿轮42被配置为将从发动机31输出到输出轴41的扭矩分成传送到太阳齿轮(最终是MG 21a)的扭矩和传送到环形齿轮的扭矩。当从发动机31输出的扭矩输出到环形齿轮时，由MG 21a产生的反作用扭矩作用在太阳齿轮上。

行星齿轮42和MG 21b被配置为使得从行星齿轮42输出的驱动力(即，输出到环形齿轮的驱动力)和从MG 21b输出的驱动力(即，输出到转子轴42b的驱动力)被结合并传送到驱动轮45a和45b。更具体地，与从动齿轮43啮合的输出齿轮(未示出)被附接到行星齿轮42的环形齿轮。附接到MG 21b的转子轴42b的驱动齿轮(未示出)也与从动齿轮43啮合。从动齿轮43将从MG 21b输出到转子轴42b的扭矩与从行星齿轮42的环形齿轮输出的扭矩结合。如此结合的驱动扭矩被传送至差动齿轮44并经由从差动齿轮44向左右延伸的驱动轴44a和44b，被进一步传送到驱动轮45a和45b。

MG 21a设置有检测MG 21a的状态(例如，电流、电压、温度和转速)的电动机传感器22a。MG 21b设置有检测MG 21b的状态(例如，电流、电压、温度和转速)的电动机传感器22b。电动机传感器22a和22b将它们的检测结果输出到电动机ECU 23。发动机31设置有检测发动机31的状态(例如，进气量、进气压力、进气温度、排气压力、排气温度、催化剂温度、发动机冷却液温度和发动机速度)的发动机传感器32。发动机传感器32将其检测结果输出到发动机ECU 33。

HV ECU 50被配置为向发动机ECU 33输出用于控制发动机31的命令(控制命令)。发动机ECU 33被配置为根据来自HV ECU 50的命令，控制发动机31的各种致动器(例如，节气门、点火设备和喷射器(未示出))。HV ECU 50可以通过发动机ECU 33执行发动机控制。

HV ECU 50被配置为向电动机ECU 23输出用于控制MG 21a和MG 21b中的每一个的命令(控制命令)。电动机ECU 23被配置为根据来自HV ECU 50的命令，生成与MG 21a和MG21b中的每一个的目标转矩相匹配的电流信号(例如，指示电流的大小和频率的信号)，并且将产生的电流信号输出到PCU 24。HV ECU 50可以通过电动机ECU 23执行电动机控制。

PCU 24包括例如各自对应于MG 21a和MG 21b的两个逆变器，以及布置在每个逆变器和电池11之间的转换器(未示出)。PCU 24被配置为将电池11中累积的电力供应给MG 21a和MG 21b中的每一个，并将由MG 21a和MG 21b中的每一个产生的电力供应给电池11。PCU24被配置为使得可以独立地控制MG 21a和MG 21b的状态，并且例如，MG 21b可以处于动力运行状态，而MG 21a处于再生状态(即，发电状态)。PCU 24被配置为能够将由MG 21a和MG21b中的一个产生的电力供应给另一个。MG 21a和MG 21b被配置为能够彼此传送和接收电力。

车辆100被配置为执行混合动力车辆(HV)行驶和电动车辆(EV)行驶。HV行驶是通过在发动机31产生行驶的驱动力的情况下操作发动机31和MG 21b来执行的行驶。EV行驶是通过在发动机31停止的情况下操作MG 21b而执行的行驶。当发动机31停止时，气缸中不执行燃烧。当停止气缸中的燃烧时，发动机31不产生燃烧能量(行驶的驱动力)。HV ECU 50被配置为取决于情况，在EV行驶和HV行驶之间切换。

图2是示出包括在根据本实施例的车辆100中的控制设备的连接模式的图。参考图2以及图1，车辆100包括车载局域网(LAN)，其包括局域总线B1和全局总线B2。安装在车辆100上的控制设备(例如，电池ECU 13、电动机ECU 23和发动机ECU 33)被连接到车载LAN。在本实施例中，控制器局域网(CAN)被用作车载LAN的通信协议。局域总线B1和全局总线B2为例如CAN总线。然而，车载LAN的通信协议不限于CAN，并且可以是诸如FlexRay的任何协议。

电池ECU 13、电动机ECU 23和发动机ECU 33被连接到局域总线B1。尽管未示出，但是多个控制设备被连接到全局总线B2。连接到全局总线B2的控制设备包括例如人机界面(HMI)控制设备。HMI控制设备的示例包括控制导航系统或仪表盘的控制设备。全局总线B2经由未示出的中央网关(CGW)被连接到另一全局总线。

HV ECU 50被连接到全局总线B2。HV ECU 50被配置为执行与连接到全局总线B2的每个控制设备的CAN通信。HV ECU 50经由网关ECU 60被连接到局域总线B1。网关ECU 60被配置为中继HV ECU 50与连接到局域总线B1的每个控制设备(例如，电池ECU 13、电动机ECU23和发动机ECU 33)之间的通信。HV ECU 50被配置为经由网关ECU 60，相互地执行与连接到局域总线B1的每个控制设备的CAN通信。网关ECU 60可以被配置为收集和保存与车辆100相关的数据(例如，由车载传感器获得的各种信息，以及稍后所述的IWin、IWout、Win、Wout和控制命令S_M1、S_M2、S_E)。此外，网关ECU 60可以具有防火墙功能。网关ECU 60可以被配置为协同防火墙功能和CAN通信的错误检测功能中的至少一项来检测未授权的通信。

在本实施例中，微型计算机被用作电池ECU 13、电动机ECU 23、发动机ECU 33、HVECU 50和网关ECU 60。电池ECU 13包括处理器13a、随机存取存储器(RAM)13b、存储设备13c和通信接口(I/F)13d。电动机ECU 23包括处理器23a、RAM 23b、存储设备23c和通信I/F23d。发动机ECU 33包括处理器33a、RAM 33b、存储设备33c和通信I/F 33d。HV ECU 50包括处理器50a、RAM 50b、存储设备50c和通信I/F 50d。网关ECU 60包括处理器60a、RAM 60b、存储设备60c和通信I/F 60d。例如，中央处理单元(CPU)可以用作处理器。每个通信I/F包括CAN控制器。每个RAM用作临时存储由处理器处理的数据的工作存储器。每个存储设备被配置为能够保存所存储的信息。每个存储设备包括例如只读存储器(ROM)和可重写非易失性存储器。每个存储设备除存储程序外，还存储该程序中使用的信息(例如，映射、数学表达式和各种参数)。当处理器执行存储在存储设备中的程序时，执行车辆100的各种控制。然而，本公开不限于此，并且可以由专用硬件(电子电路)执行各种控制。不限制每个ECU中包括的处理器的数量，并且任何ECU可以包括多个处理器。

将再次参考图1描述电池11的充电/放电控制。在下文中，将电池11的输入功率和电池11的输出功率统称为“电池功率”。HV ECU50使用电池11的SOC来确定目标电池功率。然后，HV ECU 50控制电池11的充电/放电，使得电池功率变得更接近目标电池功率。然而，电池11的这种充电/放电控制受到稍后所述的输入/输出限制的限制。在下文中，充电侧(输入侧)的目标电池功率可以被称为“目标输入功率”，并且放电侧(输出侧)的目标电池功率可以被称为“目标输出功率”。在本实施例中，放电侧的功率由正(+)值表示，而充电侧的功率由负(-)值表示。然而，当比较功率的大小时，使用绝对值，与正负号(+/-)无关。即，功率的大小随着该值变得越接近于零而越小。当为功率设置上限值和下限值时，上限值位于功率的绝对值大的一侧，而下限值位于功率的绝对值小的一侧。在正侧超过上限值的功率意味着功率在正侧变得大于上限值(即，功率相对于零向正侧移动)。在负侧超过上限值的功率意味着功率在负侧变得大于上限值(即，功率相对于零向负侧移动)。SOC指示剩余电荷量，并且例如，当前电荷量与完全充电状态下的电荷量之比由0％至100％之间的范围表示。作为SOC的测量方法，可以采用诸如电流积分方法或开路电压(OCV)估计方法的已知方法。

图3是示出用于确定目标电池功率的映射的示例的图。在图3中，基准值C₀指示SOC的控制中心值，功率值P_A指示目标输入功率的最大值，从及功率值P_B指示目标输出功率的最大值。参考图3以及图1，根据该映射，当电池11的SOC为基准值C₀时，目标电池功率为“0”，并且电池11既不进行充电也不进行放电。在电池11的SOC小于基准值C₀的区域(过度放电区域)中，随着电池11的SOC越小，目标输入功率越大，直到目标输入功率达到最大值(功率值P_A)为止。相反，在电池11的SOC大于基准值C₀的区域(过充电区域)中，随着电池11的SOC越大，目标输出功率越大，直到目标输出功率达到最大值(功率值P_B)为止。HV ECU 50根据图3所示的映射，确定目标电池功率，并且对电池11进行充电和放电，使得电池功率变得更接近于所确定的目标电池功率，从而使电池11的SOC接近于基准值C₀。SOC的基准值C₀可以是固定值，或可以是可变的，取决于车辆100的状况。

HV ECU 50被配置为执行电池11的输入限制和输出限制。HV ECU 50设置指示电池11的输入功率的上限值的第一功率上限值(在下文中，称为“Win”)，以及指示电池11的输出功率的上限值的第二功率上限值(在下文中，称为“Wout”)，并且控制电池功率以使得电池功率不超过所设置的Win和Wout。HV ECU 50通过控制发动机31和PCU 24来调节电池功率。当Win或Wout小于目标电池功率(即更接近零)时，将电池功率控制为Win或Wout而不是目标电池功率。在本实施例中，Win对应于根据本公开的“功率上限值”的示例。

电池ECU 13被配置为使用电池传感器12的检测值来获得指示电池11的输入电流的上限值的第一电流上限值(在下文中，也称为“IWin”)。电池ECU 13还被配置为使用电池传感器12的检测值以获得指示电池11的输出电流的上限值的第二电流上限值(在下文中，也称为“IWout”)。即，电池组10对应于电流限制电池组。另一方面，HV ECU 50被配置为使用Win来控制电池11的输入功率。HV ECU 50被配置为执行基于功率的输入限制(即，控制电池11的输入功率使得电池11的输入功率不超过Win的过程)。此外，HV ECU 50被配置为使用Wout来控制电池11的输出功率。HV ECU 50被配置为执行基于功率的输出限制(即，控制电池11的输出功率使得电池11的输出功率不超过Wout的过程)。即，HV ECU 50对应于功率限制控制设备。在本实施例中，IWin对应于根据本公开的“电流上限值”的示例。

如上所述，车辆100包括电流限制电池组(即电池组10)和功率限制控制设备(即HVECU 50)。在车辆100中，电流限制电池组和功率限制控制设备结合使用。从电池组10输出IWin和IWout，并且通过置于电池组10和HV ECU 50之间的网关ECU 60，将IWin和IWout分别转换为Win和Wout。由此，Win和Wout被输入到HV ECU 50。利用该配置，HV ECU 50可以对包括在电池组10中的电池11适当地执行基于功率的输入限制和基于功率的输出限制。

图4是示出电池组10、网关ECU 60和HV ECU 50的详细配置的图。图4中的S1和S4分别指示稍后所述的第一步骤和第四步骤。参考图4以及图2，在本实施例中，电池组10中包括的电池11是包括多个单体111的组装电池。每个单体111例如是锂离子电池。每个单体111包括正极端子111a、负极端子111b和电池壳体111c。正极端子111a与负极端子111b之间的电压对应于单体电压Vs。在电池11中，一个单体111的正极端子111a和与该一个单体111相邻的另一单体111的负极端子111b通过具有导电性的总线条112而彼此电连接。单体111彼此串联连接。然而，本公开不限于此，并且可以在组装电池中采用任何连接模式。

电池组10除了电池11之外，还包括电池传感器12、电池ECU 13和SMR 14。从电池传感器12输出到电池ECU 13的信号(在下文中，也称为“电池传感器信号”)包括从电压传感器12a输出的电压信号VB、从电流传感器12b输出的电流信号IB和从温度传感器12c输出的温度信号TB。电压信号VB指示每个单体111的电压的测量值(单体电压Vs)。电流信号IB指示流过电池11的电流的测量值(充电侧取负值)。温度信号TB指示每个单体111的温度的测量值。

电池ECU 13重复获得最新的电池传感器信号。电池ECU 13获得电池传感器信号的间隔(在下文中也称为“采样周期”)可以是固定值或者可以是可变的。在本实施例中，采样周期是8ms。然而，本公开不限于此，并且采样周期可以在预定范围(例如，从1ms到1s的范围)内变化。在下文中，电池ECU 13每单位时间获得电池传感器信号的次数可以被称为“采样率”。存在采样率越高，通过稍后描述的转换过程获得Win和Wout的准确性(即转换准确性)越高的趋势。

电池ECU 13包括IWin计算单元131和IWout计算单元132。IWin计算单元131被配置为使用电池传感器12的检测值(即，电池传感器信号)来获得IWin。已知方法可以被用作IWin的计算方法。IWin计算单元131可以确定IWin，使得执行充电电流限制以保护电池11。例如，可以确定IWin以抑制电池11中的过充电、Li沉积、高速率劣化和电池过热。IWout计算单元132被配置为使用电池传感器12的检测值(即，电池传感器信号)来获得IWout。已知方法可以被用作IWout的计算方法。IWout计算单元132可以确定IWout，使得执行放电电流限制以保护电池11。例如，可以确定IWout以抑制电池11中的过放电、Li沉积、高速率劣化和电池过热。在电池ECU 13中，例如，通过图2所示的处理器13a和由处理器13a执行的程序，实现IWin计算单元131和IWout计算单元132。然而，本公开不限于此，并且可以通过专用硬件(电子电路)来实现IWin计算单元131和IWout计算单元132。

电池组10将由IWin计算单元131计算出的IWin、由IWout计算单元132计算出的IWout以及从电池传感器12获得的信号(即，电池传感器信号)输出到网关ECU 60。这些信息从电池组10中包括的电池ECU 13输出到设置在电池组10外部的网关ECU 60。如图2所示，电池ECU 13和网关ECU 60通过CAN通信交换信息。

网关ECU 60包括下文描述的转换单元600。图5是示出了转换单元600的详细配置的图。图5中的S2和S3分别指示稍后描述的第二步骤和第三步骤。参考图5以及图4，转换单元600包括第一估计单元611、第二估计单元621以及计算单元612和622。在网关ECU 60中，例如，转换单元600(因此，第一估计单元611、第二估计单元621、计算单元612和622)由图2所示的处理器60a以及由处理器60a执行的程序实现。然而，本公开不限于此，并且转换单元600可以由专用硬件(电子电路)实现。根据本实施例的转换单元600对应于根据本公开的“转换器”的示例。

第一估计单元611估计在对应于IWin的电流正在流动的状态下的电池11的电压值(在下文中称为“V1”)。根据本实施例的V1对应于根据本公开的“估计电压值”的示例。另外，第二估计单元621估计在对应于IWout的电流正在流动的状态下的电池11的电压值(在下文中称为“V2”)。

图6是用于描述利用第一估计单元611估计V1的方法的图。参考图6以及图5，第一估计单元611使用电池11的实际电流和实际电压(即，由电池传感器12检测到的电池11的电流和电压的测量值)、电池的内阻11和IWin来获得V1。图6中的曲线图M1示出下述关系表达式。

V1＝VBs-(IWin-IB)×R

在上面关系表达式中，“R”指示内阻，“IB”指示实际电流，以及“VBs”指示实际电压。在本实施例中，将平均单体电压(例如，所有单体111的电压的平均值)采用为VBs。然而，本公开不限于此。代替平均单体电压，可以将最大单体电压(即，单体111的电压中的最高电压值)、最小单体电压(即，单体111的电压中的最低电压值)或组装电池的端子间电压(即，当SMR 14处于闭合状态时，施加在外部连接端子T1和T2之间的电压)采用为VBs。第一估计单元611可以使用电池传感器信号(特别是电压信号VB)获得VBs。上面关系表达式被预先存储在存储设备60c(图2)中。上面关系表达式可以包括预定的校正项(例如，关于偏振的校正项)。

在本实施例中，第一估计单元611参考映射M2以获得电池11的内阻。在映射M2中，“R”指示内阻，以及“TB”指示电池11的温度。映射M2是指示电池11的温度(TB)与电池11的内阻(R)之间的关系的信息，并被预先存储在存储设备60c(图2)中。第一估计单元611可以从电池11的温度获得电池11的内阻。用来获得内阻的电池11的温度是例如由温度传感器12c检测到的电池11的温度的测量值。例如，可以将平均单体温度、最高单体温度和最低单体温度中的任何一个采用为电池11的温度。如映射M2所示，电池11的内阻倾向于随着电池11的温度升高而降低。第一估计单元611可以周期性地检测实际电流和实际电压，并且基于实际电流和实际电压之间的关系来校正映射M2。

上文已经参考图6描述了利用第一估计单元611估计V1的方法。还通过类似于估计V1的上述方法的方法来估计V2。第二估计单元621根据以下关系表达式来估计V2。由于利用第二估计单元621估计V2的方法基本上与上述估计V1的方法相同，因此仅示出了关系表达式，并且省略了详细描述。

V2＝VBs+(IWout-IB)×R

再次参考图4和图5，计算单元612使用由第一估计单元611获得的V1来将IWin转换成Win。更具体地，计算单元612通过执行由以下表达式F1表示的计算，将IWin转换为Win。表达式F1被预先存储在存储设备60c(图2)中。

Win＝IWin×V1 (F1)

计算单元612从第一估计单元611接收V1，并且将从电池组10(图4)输入的IWin乘以V1。以这种方式，计算单元612根据上面表达式F1，通过将IWin乘以V1来将IWin转换为Win。

计算单元622使用通过第二估计单元621获得的V2来将IWout转换成Wout。更具体地，计算单元622通过执行由以下表达式F2表示的计算，将IWout转换成Wout。表达式F2被预先存储在存储设备60c(图2)中。

Wout＝IWout×V2 (F2)

计算单元622从第二估计单元621接收V2，并且将从电池组10(图4)输入的IWout乘以V2。以这种方式，计算单元622根据上面表达式F2，通过将IWout乘以V2，将IWout转换为Wout。

参考图4，当将IWin、IWout和电池传感器信号从电池组10输入到网关ECU 60时，网关ECU 60的转换单元600(详细配置参见图5)将IWin和IWout分别转换为Win和Wout。然后，将Win、Wout和电池传感器信号从网关ECU 60输出到HV ECU 50。网关ECU 60依次从电池组10中实时获得IWin、IWout和VBs，计算Win和Wout，并且将Win和Wout传送到HV ECU 50。使用最新的IWin、IWout和VBs(即实时值)依次地更新从网关ECU 60传送到HV ECU 50的Win和Wout。如图2所示，网关ECU 60和HV ECU 50通过CAN通信交换信息。

HV ECU 50包括下文所述的控制单元51。在HV ECU 50中，例如，控制单元51由图2所示的处理器50a和由处理器50a执行的程序实现。然而，本公开不限于此，并且控制单元51可以通过专用硬件(电子电路)来实现。

控制单元51被配置为使用Win来控制电池11的输入功率。此外，控制单元51被配置为使用Wout来控制电池11的输出功率。在本实施例中，控制单元51创建分别用于图1所示的MG 21a、MG 21b和发动机31的控制命令S_M1、S_M2和S_E，使得电池11的输入功率和输出功率分别不超过Win和Wout。控制单元51将用于MG 21a和MG 21b的控制命令S_M1和S_M2输出到电动机ECU 23，并且将用于发动机31的控制命令S_E输出到发动机ECU 33。从HV ECU 50输出的控制命令S_M1和S_M2通过网关ECU 60被发送到电动机ECU 23。电动机ECU 23根据接收到的控制命令S_M1和S_M2来控制PCU 24(图1)。从HV ECU 50输出的控制命令S_E通过网关ECU 60被发送到发动机ECU 33。发动机ECU 33根据接收到的控制命令S_E来控制发动机31。根据控制命令S_M1、S_M2和S_E来控制MG 21a、MG 21b和发动机31，使得控制电池11的输入功率和输出功率以使其不会分别超过Win和Wout。HV ECU 50可以通过控制发动机31和PCU 24来调节电池11的输入功率和输出功率。HV ECU 50从网关ECU 60实时地依次获得Win和Wout，使用最新的Win和Wout(即实时值)，创建控制命令S_M1、S_M2和S_E，并且将控制命令S_M1、S_M2和S_E传送到电动机ECU 23和发动机ECU 33。

如上所述，根据本实施例的车辆100包括电池组10，其包括电池ECU 13；以及与电池组10分开设置的HV ECU 50和网关ECU 60。网关ECU 60被配置为中继电池ECU 13和HVECU 50之间的通信。转换单元600被包括在网关ECU 60中。转换单元600通过将V1(即，在对应于IWin的电流正在流动电池的状态下的电池11的电压值)乘以IWin来将IWin转换为Win。转换单元600通过将V2(即，在对应于IWout的电流正在流动的状态下的电池11的电压值)乘以IWout来将IWout转换成Wout。电池ECU 13被配置为使用电池传感器12的检测值来获得IWin(即，指示电池11的输入电流的上限值的电流上限值)和IWout(即，指示电池11的输出电流的上限值的电流上限值)。电池组10被配置为输出IWin和IWout。当IWin和IWout从电池组10输入到网关ECU 60时，网关ECU 60的转换单元600将IWin和IWout分别转换为Win和Wout，并且网关ECU 60将Win和Wout输出到HV ECU 50。HV ECU 50被配置为使用Win(即，指示电池11的输入功率的上限值的功率上限值)来控制电池11的输入功率。此外，HV ECU 50被配置为使用Wout(即，指示电池11的输出功率的上限值的功率上限值)来控制电池11的输出功率。

由于车辆100包括转换单元600，所以可以将从电流限制电池组(例如，电池组10)输出的IWin和IWout分别转换为Win和Wout。尽管电池11的电压根据电流的大小而改变，但是转换单元600可以通过将IWin和IWout分别乘以V1和V2来高准确性地获得对应于IWin和IWout的Win和Wout。HV ECU 50可以使用如此获得的Win和Wout来适当地执行基于功率的输入限制和基于功率的输出限制。

车辆100中包括的控制部件可以以预定单元模块化以形成车辆控制系统。

图7是示出车辆控制系统的第一示例的图。参考图7，车辆控制系统201包括模块化的MG 21a和21b、电动机传感器22a和22b、电动机ECU 23、PCU 24、发动机31、发动机传感器32、发动机ECU 33、行星齿轮42、HV ECU 50和网关ECU 60。车辆控制系统201被配置为使得可以附接电池组10(图4)。

图8是示出车辆控制系统的第二示例的图。参考图8，通过使排除发动机控制部件(即，发动机31、发动机传感器32和发动机ECU 33)的车辆控制系统201的控制部件模块化来构成车辆控制系统202。车辆控制系统202被配置为使得可以附接电池组10(图4)和发动机控制部件。

模块化的车辆控制系统可以被视为一个组件。如上所述的控制部件的模块化有利于车辆的制造。模块化还使得能够在不同的车型之间共享部件。

车辆控制系统201和202各自包括HV ECU 50和网关ECU 60。当电池组10(图4)被附接到车辆控制系统201和202的每一个时，HV ECU 50控制电池11的输入功率使得电池11的输入功率不超过Win，并且控制电池11的输出功率使得电池11的输出功率不超过Wout。在车辆控制系统201、202中，HV ECU 50对应于根据本公开的“控制单元”的示例。当从电池组10输入IWin时，网关ECU 60使用电池传感器12的检测值(例如，电压、电流和温度)和IWin来获得V1，并且将IWin乘以V1以将IWin转换成Win。此外，当从电池组10输入IWout时，网关ECU60使用电池传感器12的检测值(例如，电压、电流和温度)和IWout来获得V2，并且将IWout乘以V2以将IWout转换成Wout。在车辆控制系统201、202中，网关ECU 60对应于根据本公开的“转换单元”的示例。

电池组10附接到的车辆控制系统201、202可以通过包括下文所述的第一至第四步骤的车辆控制方法来控制电池11的输入功率。

在第一步骤(例如，图4中的S1)中，车辆控制系统201、202从电池组10获得IWin和电池传感器12的检测值。在第二步骤中(例如，图5中的S2)中，车辆控制系统201、202使用IWin和电池传感器12的检测值(例如，电压、电流和温度)来获得V1。在第三步骤(例如，图5中的S3)中，车辆控制系统201、202通过将IWin乘以V1来将IWin转换为Win。在第四步骤(例如，图4中的S4)中，车辆控制系统201、202使用Win来控制电池11的输入功率。

另外，电池组10附接到的车辆控制系统201、202可以通过包括下文所述的第五至第八步骤的车辆控制方法来控制电池11的输出功率。

在第五步骤中，车辆控制系统201、202从电池组10获得IWout和电池传感器12的检测值。在第六步骤中，车辆控制系统201、202使用电池传感器12的检测值(例如，电压、电流和温度)和IWout来获得V2。在第七步骤中，车辆控制系统201、202通过将IWout乘以V2来将IWout转换为Wout。在第八步骤中，车辆控制系统201、202使用Wout来控制电池11的输出功率。

根据上述车辆控制方法，车辆控制系统201和202可以使用Win和Wout，适当地执行基于功率的输入限制和基于功率的输出限制。

在上述实施例中，当电流限制电池组被连接到功率限制控制设备时，采用网关ECU60，使得对电流限制电池组中包括的二次电池执行基于功率的输入限制和基于功率的输出限制。即，在上述实施例中，采用了网关ECU 60，该网关ECU 60被配置为可连接到电流限制电池组而不能连接到功率限制电池组。然而，本公开不限于此，并且可以采用图9所示的网关ECU 60X，代替在上述实施例中采用的网关ECU 60。图9是示出图4所示的网关ECU 60的变型例的图。

参考图9，网关ECU 60X包括用于将电池组10A连接到网关ECU 60X的连接器C21和用于将电池组10B连接到网关ECU 60X的连接器C22。电池组10A是电流限制电池组，其包括用于外部连接的连接器C11，并且将IWin、IWout和电池传感器信号输出到连接器C11。电池组10B是功率限制电池组，其包括用于外部连接的连接器C12，并且将Win、Wout和电池传感器信号输出到连接器C12。HV ECU 50经由信号线被连接到网关ECU 60X的输出端口C3。

当电池组10A的连接器C11被连接到网关ECU 60X的连接器C21时，将IWin、IWout和电池传感器信号从电池组10A输入到连接器C21。然后，网关ECU 60X的转换单元600将IWin和IWout分别转换为Win和Wout，并且将Win、Wout和电池传感器信号输出到输出端口C3。然后，将Win、Wout和电池传感器信号从网关ECU 60X输出到HV ECU 50。

另一方面，当电池组10B的连接器C12被连接到网关ECU 60X的连接器C22时，将Win、Wout和电池传感器信号从电池组10B输入到连接器C22。网关ECU 60X将输入到连接器C22的Win、Wout和电池传感器信号原样输出到输出端口C3。即，不执行上述转换。因此，将Win、Wout和电池传感器信号从网关ECU 60X输出到HV ECU 50。

如上所述，当输入IWin和IWout时，根据该变型例的网关ECU 60X根据上述表达式F1和F2执行转换，以输出Win和Wout。当输入Win和Wout时，网关ECU 60X输出Win和Wout而不执行上述转换。在包括网关ECU 60X的车辆中，在使用电流限制电池组10A的情况和使用功率限制电池组10B的情况两者中，从网关ECU 60X输出Win和Wout。因此，在这样的车辆中，HVECU 50在采用电流限制电池组10A的情况和采用功率限制电池组10B的情况两者中，能够适当地执行基于功率的输入限制和基于功率的输出限制。

在图9所示的示例中，网关ECU 60X分别包括用于电流限制电池组的输入端口(连接器C21)和用于功率限制电池组的输入端口(连接器C22)。然而，网关ECU可以被配置为可以另一种形式连接到电流限制电池组和功率限制电池组两者。例如，网关ECU可以包括电流限制电池组和功率限制电池组两者可以被连接到的一个输入端口。网关ECU可以被配置为在电池组被连接到输入端口时在初始过程中，识别电池组是电流限制电池组还是功率限制电池组。当连接到输入端口的电池组是电流限制电池组时，网关ECU可以激活转换逻辑(例如，图9所示的转换单元600)，以将输入其的IWin和IWout分别转换成Win和Wout，并且将Win和Wout输出到输出端口。另一方面，当连接到输入端口的电池组是功率限制电池组时，网关ECU可以将向其输入的Win和Wout直接输出到输出端口，而不激活转换逻辑。

在上述实施例中，电池11的输入限制所需的功率上限值的数量为1。然而，本公开不限于此，并且可以使用多个功率上限值来执行输入限制。例如，可以采用图10所示的HVECU 50X，代替上述实施例中采用的HV ECU 50。图10是示出图4所示的HV ECU 50的变型例的图。

参考图10以及图4，HV ECU 50X的硬件配置与图2所示的HV ECU 50的配置相同。然而，HV ECU 50X除了控制单元51之外还包括保护单元53。在HV ECU 50X中，例如，控制单元51和保护单元53由图2所示的处理器50a和由处理器50a执行的程序实现。然而，本公开不限于此，并且控制单元51和保护单元53可以由专用硬件(电子电路)实现。

例如，将Win、Wout和电池传感器信号从图4所示的网关ECU 60输入到HV ECU 50X。保护单元53使用映射M来获得指示电池11的输入功率的上限值的第三功率上限值(在下文中，也称为“GWin”)和指示电池11的输出功率的上限值的第四功率上限值(在下文中，也称为“GWout”)。GWin是用于Win的保护值，并且当Win是异常值(更具体地，过大的值)时，GWin限制电池11的输入功率，代替Win。GWout是用于Wout的保护值，并且当Wout是异常值(更具体地，过大的值)时，GWout限制电池11的输出功率，代替Wout。

映射M是指示电池11的温度与GWin和GWout中的每一个之间的关系的信息，并且被预先存储在存储设备50c(图2)中。映射M中的线L11指示电池11的温度与GWin之间的关系。映射M中的线L12指示电池11的温度与GWout之间的关系。

保护单元53参考映射M，以根据电池11的当前温度来获得GWin和GWout。然后，保护单元53将Win和GWin中较小的一个输出到控制单元51，并且将Wout和GWout中较小的一个输出到控制单元51。例如，当电池11的温度和Win处于映射M中的状态P11时，Win被输出到控制单元51，并且当电池11的温度和Win处于映射M中的状态P12时，GWin(线L11)被输出到控制单元51。在下文中，Win超过GWin的情况(例如，状态P12成立的情况)可以被称为“带保护的Win”。当电池11的温度和Wout处于映射M的状态P21中时，Wout被输出到控制单元51，并且当电池11的温度和Wout处于映射M的状态P22中时，GWout(线L12)被输出到控制单元51。在下文中，Wout超过GWout的情况(例如，状态P22成立的情况)可以被称为“带保护的Wout”。

用于获得GWin和GWout的电池11的温度是由例如图4所示的温度传感器12c检测到的电池11的温度的测量值。例如，可以将平均单体温度、最高单体温度和最低单体温度中的任何一个采用为电池11的温度。

除了功率上限值之外，还将电池传感器信号从保护单元53输出到控制单元51。控制单元51使用从保护单元53接收的功率上限值，控制电池11的输入功率和输出功率。更具体地，控制单元51创建用于MG 21a、MG 21b的控制命令S_M1、S_M2和用于图1所示的发动机31的控制命令S_E，使得电池11的输入功率和输出功率不超过功率上限值。控制单元51控制电池11的输入功率，使得电池11的输入功率不超过Win和GWin中的较小者。结果，电池11的输入功率既不超过Win也不超过GWin。控制单元51控制电池11的输出功率，使得电池11的输出功率不超过Wout和GWout中的较小者。结果，电池11的输出功率既不超过Wout也不超过GWout。

保护单元53可以将带保护的Win和带保护的Wout记录在存储设备50c(图2)中，并且基于所记录的数据，确定安装在车辆上的电池组(例如，图4所示的电池组10)的合格/不合格。例如，当“带保护的Win”的频率和“带保护的Wout”的频率中的至少一个超过预定值时，保护单元53可以确定电池组不合格。另外，当状态“带保护的Win”持续的持续时间和状态“带保护的Wout”持续的持续时间中的至少一个超过预定值时，保护单元53可以确定电池组不合格。

HV ECU 50X可以将电池组的合格/不合格的确定结果记录在存储设备50c(图2)中。另外，当确定电池组不合格时，HV ECU 50X可以将不合格通知用户。该通知可能会提示用户更换电池组。对用户的通知过程是可选的，并且可以通过显示设备上的显示(例如，字符或图像的显示)、通过来自扬声器的声音(包括语音)或通过预定灯的照明(包括闪烁)来执行该通知。

由于将IWin、IWout分别转换为Win、Wout的准确性不够，因此Win、Wout可能超过GWin、GWout。因此，当Win超过GWin时和/或当Wout超过GWout时，HV ECU 50X可以将预定信号传送至图4所示的电池ECU 13，以便增加电池ECU 13的采样率(因此，增加了每单位时间从电池ECU 13传送到网关ECU 60的电池传感器信号的数据的数量)。

根据图10所示的变型例，当由于某些原因，Win或Wout变得过大时，可以利用GWin和GWout保护电池11。

在上述实施例中，网关ECU 60包括转换单元600。然而，本公开不限于此，并且另一ECU可以具有这些功能。

图11是示出图4所示的车辆控制系统的第一变型例的图。参考图11，根据第一变型例的车辆控制系统与图4所示的车辆控制系统相同，除了采用HV ECU 50Y代替HV ECU 50并且省略了网关ECU 60之外。HV ECU 50Y的硬件配置与图2所示的HV ECU 50的配置相同。然而，HV ECU 50Y除了控制单元51之外还包括转换单元600(见图5)。在HV ECU 50Y中，例如，控制单元51和转换单元600由图2所示的处理器50a以及由处理器50a执行的程序实现。然而，本发明不限于此，并且控制单元51和转换单元600可以由专用硬件(电子电路)实现。

电池组10将IWin、IWout和电池传感器信号输出到HV ECU 50Y。HV ECU 50Y的转换单元600将从电池组10输入的IWin和IWout分别转换为Win和Wout。将Win和Wout从转换单元600输入到控制单元51。控制单元51为图1所示的MG 21a、MG 21b和发动机31分别创建控制命令S_M1、S_M2和S_E，并且将控制命令S_M1和S_M2输出到电动机ECU 23，以及将控制命令S_E输出到发动机ECU 33，使得电池11的输入功率和输出功率分别不超过Win和Wout。

在根据第一变型例的车辆控制系统中，与电池组10分开设置的HV ECU 50Y包括转换器(即，转换单元600)，并且转换器将IWin和IWout分别转换为Win和Wout。因此，可以在不改变电池组10的配置的情况下将转换器安装在车辆上。此外，HV ECU 50Y可以在不增加上述网关ECU 60(图4)的情况下适当地执行基于功率的输入限制和基于功率的输出限制。

图12是示出图4中所示的车辆控制系统的第二变型例的图。参考图12，根据第二变型例的车辆控制系统与图4所示的车辆控制系统相同，除了采用电池组10X(包括电池ECU13X)代替电池组10(包括电池ECU 13)并且省略了网关ECU 60之外。电池组10X中包括的电池ECU 13X的硬件配置与图2所示的电池ECU 13的配置相同。然而，电池ECU 13X除了IWin计算单元131和IWout计算单元132之外还包括转换单元600(见图5)。在电池ECU 13X中，例如，IWin计算单元131、IWout计算单元132和转换单元600由图2所示的处理器13a和由处理器13a执行的程序实现。然而，本公开不限于此，并且IWin计算单元131、IWout计算单元132和转换单元600可以由专用硬件(电子电路)实现。

电池ECU 13X的转换单元600分别从IWin计算单元131和IWout计算单元132接收IWin和IWout，并且将IWin和IWout分别转换为Win和Wout。电池组10X将Win、Wout和电池传感器信号输出到HV ECU 50。HV ECU 50的控制单元51分别为图1所示的MG 21a、MG 21b和发动机31创建控制命令S_M1、S_M2和S_E，并且将控制命令S_M1和S_M2输出到电动机ECU 23，并且将控制命令S_E输出到发动机ECU 33，使得电池11的输入功率和输出功率分别不超过Win和Wout。

在根据第二变型例的车辆控制系统中，转换器(即，转换单元600)被并入(即，电池组10X内部的)电池ECU 13X中。通过这种配置，IWin和IWout在电池组10X内被分别转换成Win和Wout，因此，可以从电池组10X输出Win和Wout。因此，HV ECU 50可以在不增加上述网关ECU 60(图4)的情况下适当地执行基于功率的输入限制和基于功率的输出限制。

在上述实施例和每个变型例中，与二次电池的输入限制一致，执行二次电池的输出限制，但是可以适当地改变二次电池的输出限制的方法。例如，可以通过与输入侧的二次电池的功率上限值不同的计算方法来计算输出侧的二次电池的功率上限值。

在上述实施例和每个变型例中，电池ECU 13、电动机ECU 23和发动机ECU 33被连接到局域总线B1(见图2)。然而，本公开不限于此，并且电动机ECU 23和发动机ECU 33可以被连接到全局总线B2。

车辆的配置不限于图1所示的配置。例如，尽管在图1中示出了混合动力车辆，车辆不限于混合动力车辆，并且可以是未安装发动机的电动车辆。此外，车辆可以是插电式混合动力车辆(PHV)，其被配置为使得可以使用从车辆外部供应功率，对电池组中的二次电池进行充电。此外，HV ECU 50可以被配置为绕过电池ECU 13直接控制SMR 14。电池组10中包括的电池11(二次电池)不限于组装电池，并且可以是单个电池。

上述变型例可以以任何结合来实现。本文公开的实施例在所有方面均应认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求而不是上述实施例示出，并且旨在包括与权利要求等同的含义和范围内的所有修改。

Claims

1.一种车辆，其特征在于，包括：

电池组，所述电池组包括二次电池、检测所述二次电池的状态的电池传感器以及第一控制设备；

与所述电池组分开设置的第二控制设备；以及

第三控制设备，所述第三控制设备与所述电池组分开设置，其中：

所述第一控制设备被配置为使用所述电池传感器的检测值以获得指示所述二次电池的输入电流的上限值的电流上限值或指示所述二次电池的输入功率的上限值的功率上限值；

所述电池组被配置为向所述第三控制设备输出由所述第一控制设备获得的所述电流上限值或所述功率上限值；

所述第二控制设备被配置为使用所述功率上限值来控制所述二次电池的输入功率；

所述第三控制设备被配置为：

响应于所述电池组被连接到所述第三控制设备，识别所述第一控制设备获得所述电流上限值还是所述功率上限值，

在所述第一控制设备获得所述功率上限值的情况下，向所述第二控制设备输出从所述电池组输出的所述功率上限值，以及

在所述第一控制设备获得所述电流上限值的情况下，向所述第二控制设备输出由安装在所述第三控制设备中的转换器获得的所述功率上限值，以及

所述转换器被配置为通过将估计电压值与所述电流上限值相乘来将所述电流上限值转换为所述功率上限值，所述估计电压值是在对应于所述电流上限值的电流正在流动的状态下，所述二次电池的电压值。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述转换器被配置为使用由所述电池传感器检测到的所述二次电池的电流和电压的测量值、所述二次电池的内阻和所述电流上限值来获得所述估计电压值。

3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：

所述第一控制设备、所述第二控制设备以及所述第三控制设备中的每一个是连接到车载局域网的微型计算机；

在所述车载局域网中，所述第一控制设备经由所述第三控制设备被连接到所述第二控制设备，以经由所述第三控制设备与所述第二控制设备通信。

4.一种车辆控制系统，所述车辆控制系统被配置为使得包括二次电池和检测所述二次电池的状态的电池传感器的电池组被附接到所述车辆控制系统，所述车辆控制系统的特征在于包括：

车辆控制设备，所述车辆控制设备被配置为当所述电池组被附接到所述车辆控制系统时，控制所述二次电池的输入功率，使得所述二次电池的输入功率不超过功率上限值；以及

转换设备，所述转换设备被配置为：

响应于所述电池组被连接到所述转换设备，识别所述电池组输出所述功率上限值还是指示所述二次电池的输入电流的上限值的电流上限值，

在所述电池组输出所述功率上限值的情况下，向所述车辆控制设备输出从所述电池组输出的所述功率上限值，以及

在所述电池组输出所述电流上限值的情况下，向所述车辆控制设备输出通过执行转换过程获得的所述功率上限值，其中

所述转换过程包括：

当从所述电池组输入所述电流上限值和所述电池传感器的检测值时，使用所述电池传感器的检测值和所述电流上限值以获得估计电压值，所述估计电压值是在对应于所述电流上限值的电流正在流动的状态下所述二次电池的电压值，并且

通过将所述电流上限值与所述估计电压值相乘，将所述电流上限值转换为所述功率上限值。

5.一种由车辆控制系统执行车辆控制方法，包括二次电池和检测所述二次电池的状态的电池传感器的电池组被附接到所述车辆控制系统，所述车辆控制方法的特征在于，包括：

响应于所述电池组被连接到所述车辆控制系统，识别所述电池组输出指示所述二次电池的输入功率的上限值的功率上限值还是指示所述二次电池的输入电流的上限值的电流上限值，

在所述电池组输出所述功率上限值的情况下，向车辆控制设备输出从所述电池组输出的所述功率上限值，所述车辆控制设备被配置为基于所述功率上限值控制所述二次电池的输入功率，以及

所述转换过程包括：

从所述电池组获得所述电流上限值和所述电池传感器的检测值；

使用所述电池传感器的检测值和所述电流上限值获得估计电压值，所述估计电压值是在对应于所述电流上限值的电流正在流动的状态下，所述二次电池的电压值；

通过将所述电流上限值与所述估计电压值相乘，将所述电流上限值转换为指示所述功率上限值；以及

使用所述功率上限值控制所述二次电池的输入功率。