控制系统、车辆用电源装置的制造方法
【专利摘要】劣化度表(11)是记载以规定的电流速度对二次电池进行规定的次数的充电或者放电的情况下的二次电池的劣化度的劣化度表，针对将二次电池的SOC(State Of Charge)范围分割为多个区域的多个SOC区域的每个SOC区域，分别记载劣化度。上限电流决定部(14)基于估计出的SOC和要作为目标的劣化度，参照劣化度表(11)，来决定要设为充电时或者放电时的电流速率的上限电流值。
【专利说明】
控制系统、车辆用电源装置
技术领域
[0001]本发明涉及控制搭载于车辆的二次电池的控制系统以及车辆用电源装置。
【背景技术】
[0002]近年来，⑶2排出量较少且低燃料消耗率的混合动力车(HEV;Hybrid ElectricVehicle)的普及正在扩大。在混合动力车中，搭载了作为发动机以外的动力源的电动机以及用于向该电动机提供电力的二次电池。一般地，锂离子电池或者镍氢电池被用于车载用的二次电池。已知为了控制车载用的二次电池的能量平衡，按照二次电池的每个SOC (StateOf Charge，充电状态)范围来改变电流速率(例如，参照专利文献I)。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:日本特开2007-151216号公报
【发明内容】
[0006]-发明要解决的课题_
[0007]但是，在二次电池中，存在由于充放电而容易劣化的SOC区域和不容易劣化的SOC区域。这些区域按照每个电池的种类或规格而不同。例如既存在基于充放电的劣化在S0C50 %附近变小的电池，也存在在SOC较高的区域变小的电池。在不考虑这种电池的性质地在容易劣化的SOC区域以高电流速率进行充放电的情况下，劣化被促进。
[0008]本发明鉴于这种情况而提出，其目的在于，提供一种抑制二次电池的劣化的技术。
[0009]-解决课题的手段_
[0010]本发明的某个方式的控制系统具备:第I关联数据，其记载有以规定的电流速率对二次电池进行充电或者放电的情况下的二次电池的劣化度，且按照将二次电池的S O C(State Of Charge)范围分割为多个区域而得到的多个SOC区域的每个SOC区域，分别记载劣化度;监视数据获取部，其从二次电池获取监视数据;SOC估计部，其基于获取到的监视数据，估计二次电池的S0C;和上限电流决定部，其基于估计出的SOC和要作为目标的劣化度，参照第I关联数据，来决定要作为充电时或者放电时的电流速率的上限电流值。
[0011]本发明的另一方式也是一种控制系统。该控制系统控制用于向车辆行驶用的电动机提供电力的二次电池，其具备:第I关联数据，其记载有以规定的电流速率对二次电池进行充电或者放电的情况下的二次电池的劣化度，且按照将二次电池的SOC范围分割为多个区域而得到的多个SOC区域的每个SOC区域，分别记载劣化度;第2关联数据，其将二次电池的劣化度与通过电动机来进行车辆的行驶辅助的上限速度的关系建立关联;监视数据获取部，其从二次电池获取监视数据；SOC估计部，其基于获取到的监视数据，估计二次电池的SOC;和上限速度决定部，其基于估计出的SOC，参照第I关联数据来确定劣化度，基于该劣化度并参照第2关联数据，来决定基于电动机的行驶辅助的上限速度。
[0012]本发明的又一方式是一种车辆用电源装置。该车辆用电源装置具备:二次电池，其用于向车辆行驶用的电动机提供电力;和控制所述二次电池的所述的控制系统。
[0013]另外，将以上的构成要素的任意的组合、本发明的构成要素、表述在方法、装置、系统、程序等之间相互置换而得到结果作为本发明的方式也是有效。
[0014]-发明效果-
[0015]根据本发明，能够抑制二次电池的劣化。
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的实施方式所涉及的车辆的概略结构的图。
[0017]图2是表示本发明的实施方式所涉及的电池ECU以及HVECU的构成例的图。
[0018]图3(a)、图3(b)是表示电池A的特性的图。
[0019]图4(a)、图4(b)是表示电池B的特性的图。
[°02°]图5是表不劣化度表的一个例子的图。
[0021]图6(a)、图6(b)是表示提高燃料利用率的上限电流值的决定方法的基本概念的图。
[0022]图7(a)、图7(b)是表示延长电池寿命的上限电流值的决定方法的基本概念的图。
[0023]图8是表示上限速度表的一个例子的图。
[0024]图9是表示使燃料利用率提高的上限速度的决定方法的第I例的图。
[0025]图10是表示使燃料利用率提高的上限速度的决定方法的第2例的图。
[0026]图11是表示使燃料利用率提高的上限速度的决定方法的第3例的图。
[0027]图12是表示延长电池寿命的上限速度的决定方法的第I例的图。
[0028]图13是表示延长电池寿命的上限速度的决定方法的第2例的图。
[0029]图14是表示本发明的实施方式所涉及的电池ECU的动作的流程图。
[0030]图15是表示本发明的实施方式所涉及的HVECU的动作的流程图。
[0031 ]图16是用于对模式选择方法的第I例进行说明的流程图。
[0032]图17是用于对模式选择方法的第2例进行说明的流程图。
【具体实施方式】
[0033]图1是表示本发明的实施方式所涉及的车辆100的概略结构的图。在本实施方式中，假定轻混合动力类型(mild hybrid type)的车辆100。混合动力车中大致分为强混合动力类型(strong hybrid type)和轻混合动力类型。强混合动力类型是搭载比较大型的二次电池和电动机并且即使在发动机停止的状态下也能够通过蓄积于二次电池的能量来行驶的类型。轻混合动力类型是搭载比较小型的二次电池和电动机并且原则上在发动机停止的状态不能行驶的、主要通过蓄电于二次电池的能量来进行动力辅助(power assist)的类型。虽然轻混合动力类型的燃料利用率不及强混合动力类型，但构造简单并且能够以较低成本来构成。在轻混合动力类型中，一般采用并行方式。并行方式是能够通过发动机和电动机这两者来驱动车轮的方式。另一方面，串行方式是将通过发动机发电的能量蓄积于二次电池并通过专门电动机来驱动车轮的方式。
[0034]图1所示的车辆100具备发动机I以及电动机7来作为动力源。在与发动机I的输出轴同一轴上配置离合器2、变速机3 ο变速机3将电动机7的旋转以规定的变换比传递到该轴。该轴通过差速器6而被连结于车轮4的旋转轴5。
[0035]二次电池9是对用于向电动机7提供的电力进行蓄积的二次电池。二次电池9与辅机用的12V系的二次电池(通常使用铅电池)被分别设置。在本实施方式中，假定使用锂离子电池来作为二次电池9。具体来讲，假定将多个锂离子电池单元串联或者串并联连接的48V系的组电池。在轻混合动力类型中，作为行驶用电动机的电源系统，一般使用不需要严格的绝缘处理的60V以下的电源系统。另外，在强混合动力类型中，一般使用200V以上的电源系统。
[0036]二次电池9也能够向电动机7以外的48V系的负载提供电源，此外，也能够经由未图示的DC-DC转换器来与12V的电源系统连接。另外，为了将说明简单化，以下，忽略与电动机7以外的负载、12V的电源系统的连接来进行考虑。
[0037]逆变器8在动力运转时，将从二次电池9提供的直流电力转换为交流电力并提供给电动机7。在再生时，将从电动机7提供的交流电力转换为直流电力并提供给二次电池9。
[0038]在电动机7中，例如使用小型的三相交流同步电动机。电动机7在动力运转模式下，基于从逆变器8提供的电力来旋转，进行车辆的起步以及加速的辅助。另外，在低速区域，也可以设定仅通过电动机7的驱动力就能够自行的模式。此外，电动机7在再生模式下，通过基于车辆的减速能量的旋转来发电，并输出到逆变器8。
[0039]电池ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)10与HVECU20协作来管理或者控制二次电池9。发动机E⑶30与HVE⑶20协作来管理或者控制发动机I AVE⑶20统一控制包含发动机I和电动机7的车辆100的驱动系统。电池ECUlO与HVECU20之间、发动机ECU30与HVECU20之间、以及逆变器8与HVECU20之间分别通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)来连接。
[0040]图2是表示本发明的实施方式所涉及的电池ECUlO以及HVECU20的构成例的图。在本实施方式中，将二次电池9和电池E⑶10统称为电源装置50。此外，将电池ECUlO和HVE⑶20统称为车辆驱动控制系统40。
[0041 ]电池ECUlO具备:劣化度表11、监视数据获取部12、S0C估计部13、上限电流决定部14以及参数提供部15 AVECU20具备:上限速度表21、参数请求/获取部22、上限速度决定部23以及转矩分配决定部24。
[0042]电池ECUlO以及HVECU20各自的构成在硬件上能够通过任意的处理器、存储器、其他LSI来实现，在软件上能够通过加载到存储器的程序等来实现，这里描述通过这些的协作来实现的功能模块。因此，本领域的技术人员应当理解，这些功能模块能够仅通过硬件、仅通过软件、或者通过这些的组合来以各种形式实现。
[0043]劣化度表11是记载以规定的电流速率来对二次电池9进行规定的次数的充电或者放电的情况下的二次电池9的劣化度的表。以下，具体进行说明。
[0044]图3(a)、图3(b)是表示电池A的特性的图。图3(a)是表示改变SOC来对电池A进行规定的次数的充放电的情况下的容量维持率的图，图3 (b)是表示改变电流速率来对电池A进行规定的次数的充放电的情况下的容量维持率的图。图4(a)、图4(b)是表示电池B的特性的图。图4(a)是表示改变SOC来对电池B进行规定的次数的充放电的情况下的容量维持率的图，图4(b)是表示改变电流速率来对电池B进行规定的次数的充放电的情况下的容量维持率的图。容量维持率是规定次数的充放电后的容量相对于充放电前的容量的比例。容量维持率越高，意味着电池的劣化越少。
[0045 ] 电池A与电池B是种类不同的电池。如图3 (a)所示，在电池A中，在S0C50 %附近进行充放电的情况下的容量维持率较高，随着远离50 %，容量维持率变低。电流速率越高，该趋势越显著。另一方面，如图4(a)所示，在电池B中，越是在SOC较高的状态下进行充放电的情况，容量维持率越高。电流速率越高，该趋势越显著。也就是说，电池A的S0C50 %附近是低劣化动作区域，若在该区域使用，则能够延长电池寿命。另一方面，电池B的S0C80%附近是低劣化动作区域，若在该区域使用，则能够延长电池寿命。
[0046]关于电流速率，电池A以及电池B都基本上在以低速率进行充放电的情况下容量维持率较高。但是，根据SOC的状态，容量维持率变化。例如，在SOC10 %的状态下以电流速率
1.0C进行充放电的情况下，电池A的容量维持率比电池B高。也就是说，在S0C10%的状态下容许相同的劣化的情况下，电池A能够以比电池B高的电流速率进行充放电。
[0047]已知在这样对电池进行充放电的情况下，存在难以劣化的SOC区域和容易劣化的SOC区域。此外，已知难以劣化的SOC区域以及容易劣化的SOC区域根据电池的种类而不同。此外，已知即使以相同的电流速率进行充放电，也根据电池的种类以及/或者SOC区域，劣化的容易程度不同。
[0048]劣化度表11是分别记载针对将电池A的SOC范围分割为多个区域的多个SOC区域的每个，以多种电流速率进行充电或者放电的情况下的劣化度的劣化度表(以下适当地称为劣化度映射图)。该劣化度是从劣化的观点来规定上述容量维持率的指标。容量维持率越高，劣化度越低，相反地，容量维持率越低，劣化度越高。
[0049]设计者例如对每个S0C10%的区域，以规定的各电流速率进行规定的次数的充放电试验，导出各条件下的劣化度。将这样通过实验或者模拟来得到的各条件下的劣化度总结而得到的图是上述的劣化度映射图。
[0050]图5是表示考虑了温度的劣化度表11的一个例子的图。针对多个温度区段的每个，准备了将按多个SOC区域与多个电流速率的每个组合而导出的劣化度总结记载的劣化度映射图。在图5的例子中，准备了 O °C以下的劣化度映射图11 a、O?1 °C的劣化度映射图11 b、1?20 0C的劣化度映射图1 Ic、20?30 °C的劣化度映射图1 Id、30?40 °C的劣化度映射图lie、40?50 0C的劣化度映射图11f、50 °C以上的劣化度映射图1 Ig。设计者通过实验或者模拟来制作各个环境温度下的劣化度映射图。
[0051]另外，也可以分别针对充电用和放电用来设置劣化度映射图。在该情况下，充电用的劣化度映射图是固定放电速率并规定多种充电速率而作成的。放电用的劣化度映射图是固定充电速率并规定多种放电速率而作成的。
[0052]返回到图2。监视数据获取部12从二次电池9获取监视数据。具体来讲，获取二次电池9的电压值、电流值以及温度值。二次电池9的封装件内，包含未图示的电压检测电路、电流检测元件(例如，分流电阻、霍尔元件)、电流检测电路、温度检测元件(例如，热敏电阻)、温度检测电路。该电压检测电路、电流检测电路以及温度检测电路将检测到的电压值、电流值以及温度值发送给电池E⑶10。
[0053 ] SOC估计部13基于由监视数据获取部12获取到的监视数据，估计二次电池9的SOC。SOC例如能够通过0CV(0pen Circuit Voltage，开路电压)法或者电流累计法来估计。由于这些估计方法是一般的技术，因此省略其详细的说明。
[0054]上限电流决定部14基于由SOC估计部13估计出的SOC和要作为目标的劣化度，参照劣化度表11，来决定充电时或者放电时的上限电流值。上限电流决定部14基于由监视数据获取部12从二次电池9获取到的温度值，从温度区段不同的多个参照表中选择所参照的劣化度表11。以下，举出具体例来进行说明。
[0055]图6(a)、图6(b)是表示提高燃料利用率的上限电流值的决定方法的基本概念的图。图6(a)表示比较例所涉及的上限电流值的决定方法，图6(b)表示本实施方式所涉及的上限电流值的决定方法的一个例子。在比较例中，如图6(a)所示，从二次电池9经由逆变器8来提供给电动机7的电流的上限值A在从SOCa %到SOCb %之间(例如从S0C30 %到S0C60 %之间)是固定的。
[0056]与此相对地，在本实施方式中，如图6(b)所示，在二次电池9的劣化较小的SOC区域，将提供给电动机7的电流的上限值A提高到上限值B。若提供给电动机7的电流的上限值提高，则电动机7的转矩变大，相应地，发动机I的转矩降低而燃料利用率提高。即使提高电流的上限值，在该SOC区域，劣化也较小，因此对二次电池9的负担不会变大。
[0057]上限电流决定部14根据劣化度映射图来确定由SOC估计部13估计的SOC所属的SOC区域，在该SOC区域的劣化度比设定值小的情况下，提高放电电流的上限值。考虑默认的上限电流值A被设定为1.0OC的例子。在由SOC估计部13估计的SOC所属的SOC区域的劣化度比设定值小的情况下，上限电流决定部14将上限电流值从1.00C(上限值A)提高到例如1.50C(上限值B)。
[0058]图7(a)、图7(b)是表示延长电池寿命的上限电流值的决定方法的基本概念的图。图7(a)表示比较例所涉及的上限电流值的决定方法，图7(b)表示本实施方式所涉及的上限电流值的决定方法的另一个例子。图7(a)所示的比较例与图6(a)所示的比较例同样地，被提供给电动机7的电流的上限值A在SOCa %到SOCb %之间(例如从S0C30 %到S0C60 %之间)是固定的。
[0059]与此相对地，在本实施方式中，如图7(b)所示，在二次电池9的劣化较大的SOC区域，将提供给电动机7的电流的上限值A降低到上限值C。若提供给电动机7的电流的上限值降低，则相应地电动机7的转矩变小，对二次电池9的负担减轻。
[0060]上限电流决定部14根据劣化度映射图来确定由SOC估计部13估计的SOC所属的SOC区域，在该SOC区域的劣化度比设定值大的情况下，降低放电电流的上限值。考虑默认的上限电流值A被设定为1.0OC的例子。在由SOC估计部13估计的SOC所属的SOC区域的劣化度比设定值大的情况下，上限电流决定部14将上限电流值从1.00C(上限值A)降低到例如0.50C(上限值C)。
[0061]也可以采用实现图6(b)以及图7(b)所示的燃料利用率提高以及电池劣化抑制这两者的上限电流值的决定方法。上限电流决定部14根据劣化度映射图来确定由SOC估计部13估计的SOC所属的SOC区域。然后，参照所确定的SOC区域的劣化度以及电流速率，在劣化度不超过设定值的范围内，选择最大的电流速率并设定为上限电流值。在该上限电流值的决定方法中，能够抑制二次电池9的劣化，并且能够以尽量大的电流速率进行放电。
[0062]以上，对从二次电池9向电动机7提供电流的放电时的上限电流值的决定方法进行了说明，但电流从电动机7向二次电池9再生的充电时的上限电流值的决定方法也能够使用相同的方法。在使用图6(b)所示的上限电流值的决定方法的情况下，能够回收更大的电力，因此能够难以产生二次电池9的容量不足。结果，能够抑制电动机7的辅助机会的减少，有助于提尚燃料利用率。
[0063]返回到图2。参数提供部15根据来自HVECU20的参数请求/获取部22的参数获取请求，将被指定的参数值提供给HVECU20 ο在本实施方式中，作为参数值，将由上限电流决定部14决定的上限电流值以及充电时以及/或者放电时的劣化度提供给HVECU20 ο该劣化度是与由SOC估计部13估计的SOC以及被设定为该上限电流值的电流速率的组合条件对应的劣化度。
[0064]HVE⑶20的上限速度表21规定二次电池9的劣化度与通过电动机7来进行车辆的行驶辅助的上限速度的关系。此外，上限速度表21规定二次电池9的劣化度与从电动机7进行电力再生的上限速度的关系。与劣化度对应的、行驶辅助时的上限速度(以下，称为动力运转上限速度)和电力再生时的上限速度(以下，称为再生上限速度)可以对称，也可以不对称。
[0065]图8是表示上限速度表21的一个例子的图。图8所示的上限速度表21是动力运转上限速度与再生上限速度不对称的例子。在图8中，为了使说明简单化，将二次电池9的放电时的劣化度与充电时的劣化度分别分类为“大”、“中”、“小”这3类。动力运转上限速度较高的情况下，由于电动机7辅助的机会增加，因此发动机I的工作量减少，燃料利用率提高。再生上限速度也较高的情况下，可抑制二次电池9的容量不足，作为结果，有助于提高燃料利用率。
[0066]在该例子中，再生上限速度被设定为比动力运转上限速度高，是为了尽量避免二次电池9的容量不足。例如，在不进行来自外部的插入式充电以及基于发动机旋转的交流发电机发电电力的充电的二次电池9的情况下，为了避免二次电池9的容量不足，需要使再生充电的机会尽量多。此外，即使在能够假定行驶辅助的消耗电力与减速时的发电电力相等的情况下，若考虑逆变器8中的转换损耗以及布线损耗，则需要使发电电力的充电比电力消耗引起的放电多。
[0067]返回到图2。参数请求/获取部22请求在转矩分配的决定以及再生控制之前向电池ECUlO提供二次电池9的参数值。在本实施方式中，请求上述的上限电流值以及劣化度，并从参数提供部15获取这些。
[0068]上限速度决定部23基于获取的劣化度，参照上限速度表21，决定动力运转上限速度或者再生上限速度。如上所述，该劣化度是在电池ECUlO—侧，基于估计出的SOC，参照劣化度表11来确定的。以下，举出具体例来进行说明。
[0069]图9是表示提高燃料利用率的上限速度的决定方法的第I例的图。第I例是动力运转上限速度与再生上限速度不对称的例子，是仅提高动力运转上限速度的例子。上限速度决定部23参照劣化度表11，在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度满足设定条件的范围内提高动力运转上限速度。例如以图8的上限速度表21为前提，仅在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度相当于“小”的情况下，将动力运转上限速度从35km/h提高到40km/h。由此，基于电动机7的辅助机会增加，发动机的工作量减少，燃料利用率提高。另外，在更加重视燃料利用率提高的情况下，即使在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度相当于“中”的情况下，也可以提高动力运转上限速度。但是，在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度相当于“大”的情况下，不提高动力运转上限速度。
[0070]图10是表示提高燃料利用率的上限速度的决定方法的第2例的图。第2例也是动力运转上限速度与再生上限速度不对称的例子。在第2例中，提高动力运转上限速度和再生上限速度这两者。上限速度决定部23参照劣化度表11，在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度满足设定条件的范围内提高动力运转上限速度。此外，上限速度决定部23参照劣化度表11，在从电池ECUlO获取的充电时的劣化度满足设定条件的范围内提高再生上限速度。通过也提高再生上限速度，能够抑制二次电池9的容量不足，作为结果，有助于提高燃料利用率。
[0071]图11是表示提高燃料利用率的上限速度的决定方法的第3例的图。第3例是动力运转上限速度与再生上限速度对称的例子，是提高动力运转上限速度和再生上限速度这两者的例子。上限速度决定部23参照劣化度表11，在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度满足设定条件的范围内提高动力运转上限速度。同样地，上限速度决定部23参照劣化度表11，在从电池ECUl O获取的充电时的劣化度满足设定条件的范围内提高再生上限速度。
[0072]图12是表示延长电池寿命的上限速度的决定方法的第I例的图。第I例是动力运转上限速度与再生上限速度不对称的例子，是降低动力运转上限速度和再生上限速度这两者的例子。上限速度决定部23参照劣化度表11，在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度满足设定条件的范围内降低动力运转上限速度。例如以图8的上限速度表21为前提，仅在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度相当于“高”的情况下，将动力运转上限速度从35km/h降低到30km/h。由此，能够减轻对二次电池9的负担。另外，在更加重视电池保护的情况下，即使在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度相当于“中”的情况下，也可以降低动力运转上限速度。但是，在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度相当于“小”的情况下，不提高动力运转上限速度。在对电池的负担较小的情况下，也能够一定程度地确保燃料利用率提高效果。
[0073]图13是表示延长电池寿命的上限速度的决定方法的第2例的图。第2例是动力运转上限速度与再生上限速度对称的例子，是降低动力运转上限速度与再生上限速度这两者的例子。上限速度决定部23参照劣化度表11，在从电池ECUlO获取的放电时的劣化度满足设定条件的范围内降低动力运转上限速度。同样地，上限速度决定部23参照劣化度表11，在从电池ECUl O获取的充电时的劣化度满足设定条件的范围内降低再生上限速度。
[0074]返回到图2。转矩分配决定部24决定发动机转矩和电动机转矩相对于要求转矩的分配。转矩分配决定部24从控制加速器的未图示的ECU获取加速器开度，从发动机ECU30获取发动机I的转速。转矩分配决定部24根据该加速器开度以及发动机I的转速，计算驾驶员所要求的要求转矩。转矩分配决定部24参照未图示的辅助映射图，决定发动机转矩和电动机转矩相对于要求转矩的最佳分配。另外，由于本说明书不关注于实现最佳转矩分配的技术，因此省略转矩分配的具体说明。设计者能够任意选择并采用在本申请时刻公知的转矩分配算法的任意一种。
[0075]转矩分配决定部24在决定发动机转矩和电动机转矩相对于要求转矩的分配时，遵从上述的放电时的上限电流值的限制。具体来讲，转矩分配决定部24计算以基于该上限电流值的电流速率来使电动机7运转的情况下得到的电动机转矩，对该电动机转矩和根据转矩分配算法而分配的电动机转矩进行比较。在前者比后者小的情况下，将应分配给电动机7的电动机转矩置换为前者。在该情况下，转矩分配决定部24对应分配给发动机I的发动机转矩相加置换前后的电动机转矩的差。
[0076]此外，转矩分配决定部24在决定发动机转矩和电动机转矩相对于要求转矩的分配时，也遵从上述的动力运转上限速度的限制。具体来讲，转矩分配决定部24在从车速传感器得到的车辆速度超过动力运转上限速度的情况下，将应分配给电动机7的电动机转矩设为零。
[0077]转矩分配决定部24将所决定的发动机转矩发送给发动机ECU30。发动机ECU30将从HVECU20接收的发动机转矩转换为发动机节气门开度，并控制发动机节气门。转矩分配决定部24将上述的放电时的上限电流值发送到逆变器8中包含的驱动电路。该驱动电路基于从HVE⑶20接收的上限电流值，生成逆变器8中包含的开关元件(例如，IGBT、M0SFET)的驱动信号。例如，该驱动电路控制开关元件的占空比、或者构成同一臂的开关元件间的相位差，从而调整从二次电池9取出到电动机7的电力量。
[0078]若转矩分配决定部24从控制加速器的未图示的ECU接收车辆行驶中加速器开度为零的信号，则将上述的充电时的上限电流值发送到逆变器8中包含的驱动电路。该驱动电路基于从HVECU20接收的上限电流值，生成逆变器8中包含的开关元件的驱动信号。由此，调整从电动机7取出到二次电池9的电力量。
[0079]转矩分配决定部24在再生控制时，遵从上述的再生上限速度的限制。具体来讲，转矩分配决定部24在从车速传感器得到的车辆速度超过再生上限速度的情况下，向逆变器8发送切断信号，切断从电动机7向二次电池9的再生。
[0080]图14是表示本发明的实施方式所涉及的电池ECUlO的动作的流程图。参数提供部15从HVE⑶20接收参数获取请求(SlO)。监视数据获取部12从二次电池9获取电压值、电流值以及温度值来作为监视数据(Sll)。监视数据获取部12基于该监视数据，估计二次电池9的当前的SOC(S12)。上限电流决定部14基于估计出的SOC以及二次电池9的温度值，参照劣化度映射图来决定上限电流值(SI3)。参数提供部15将决定出的上限电流值和所决定的条件下的劣化度作为参数来发送到HVE⑶20 (S14)。
[0081 ]图15是表示本发明的实施方式所涉及的HVECU20的动作的流程图。参数请求/获取部22向电池E⑶10发送参数获取请求(S20)。参数请求/获取部22从电池E⑶10获取上述的上限电流值以及劣化度，来作为参数(S21)。
[0082]在要利用电动机7来进行行驶辅助的状况下(S22的“辅助”)，上限速度决定部23基于获取到的放电时的劣化度，参照上限速度表21来决定动力运转上限速度(S23)。转矩分配决定部24在获取到的放电时的上限电流值以及所决定的动力运转上限速度的范围内，决定发动机转矩和电动机转矩相对于要求转矩的分配(S24)。转矩分配决定部24根据决定的分配，分别向发动机ECU30以及逆变器8发送控制信号(S25)。
[0083]在要利用电动机7进行再生发电的状况下(S22的“再生”)，上限速度决定部23基于获取到的充电时的劣化度，参照上限速度表21来决定再生上限速度(S26)。转矩分配决定部24在获取到的充电时的上限电流值以及所决定的再生上限速度的范围内决定充电条件(S27)。转矩分配决定部24根据所决定的充电条件来向逆变器8发送控制信号(S28)。
[0084]如以上所说明的那样，根据本实施方式，基于二次电池9的劣化度映射图来决定上限电流以及/或者上限速度，因此能够实现二次电池9的劣化抑制或者燃料利用率提高。此外，还能够平衡地实现这两者。
[0085]在上述的上限电流以及/或者上限速度的决定处理中，说明了重视燃料利用率提高的设定(以下，称为燃料利用率重视模式)、重视电池寿命的设定(以下，称为电池重视模式)、以及采取双方请求的设定(以下，称为平衡模式)。也可以采用能够从驾驶员来指定选择这些燃料利用率重视模式、电池重视模式以及平衡模式的哪个模式的设计。此外，也可以采用电池ECUlO或者HVECU20根据二次电池9的劣化状况、驾驶员的行驶形式来选择模式的设计。
[0086]图16是用于对模式选择方法的第I例进行说明的流程图。第I例是驾驶员能够选择模式的例子。驾驶员例如操作仪表盘上的用户界面来选择模式。若HVECU20从控制用户界面的ECU接收模式选择信号，则对上限速度决定部23设定所选择的模式(S41) AVECU20向电池E⑶10发送向所选择的模式的切换指示(S42)，电池ECUlO对上限电流决定部14设定所选择的模式。
[0087]图17是用于对模式选择方法的第2例进行说明的流程图。第2例是考虑二次电池9的劣化来切换模式的例子。第2例以电池ECUl O记录二次电池9的累积充放电次数为前提。若二次电池9的累积充放电次数超过规定的阈值(S50的“是”)，则电池ECUlO对上限电流决定部14设定电池重视模式(S51)。在设定了燃料利用率重视模式或者平衡模式的情况下，变更为电池重视模式，在设定了电池重视模式的情况下维持该设定。电池ECUlO向HVECU20发送向电池重视模式的切换指示(S52)，HVE⑶20对上限速度决定部23设定电池重视模式。
[0088]以上，基于实施方式，对本发明进行了说明。这些实施方式是示例，本领域的技术人员应当理解，这些各构成要素、各处理工序的组合中能够进行各种变形例，此外这种变形例也在本发明的范围内。
[0089]在上述的实施方式中，由电池ECUlO来进行SOC估计处理、上限电流决定处理，由HVE⑶20来进行上限速度决定处理、转矩分配处理、逆变器8的控制。这些各处理的分担是一个例子，能够通过电池ECUlO和HVECU20来任意分担这些处理。此外，也可以使用将电池E⑶10和HVE⑶20—体化的E⑶，并通过该E⑶来统一进行这些处理。
[0090]此外，在上述实施方式中，以实施基于上限电流以及上限速度的限制处理这两者为例进行了说明，但也可以仅实施这些的一方。在仅实施基于上限电流的限制处理的情况下，不需要上限速度表21以及上限速度决定部23。另一方面，在仅实施基于上限速度的限制处理的情况下，不需要劣化度表11以及上限电流决定部14。
[0091]此外，在上述的实施方式中，以劣化度映射图中记载多种电流速率的每个的劣化度为例进行了说明。在该方面，电流速率也可以是I种。在该情况下，若根据所估计的SOC来确定SOC区域，则二次电池9的劣化度被唯一确定。
[0092]此外，在上述的实施方式中，以劣化度表11中记载每个SOC区域的劣化度为例进行了说明。在该方面，也可以取代劣化度表11而通过曲线或式子等来记载该劣化度。上限电流决定部14将通过这些的任意种类来记载的劣化度作为第I关联数据来参照，并决定上限电流值。
[0093]此外，在上述的实施方式中，以上限速度表21中记载劣化度与上限速度的关联为例进行了说明。在该方面，也可以取代上限速度表21而通过曲线或式子等来记载该劣化度与上限速度的关联。上限速度决定部23将通过这些的任意种类来记载的劣化度与上限速度的关联作为第2关联数据来参照，并决定上限速度。
[0094]另外，实施方式也可以通过以下的项目来确定。
[0095][项目I]
[0096]一种控制系统，具备:
[0097]第I关联数据，其对以规定的电流速率对二次电池9进行充电或者放电的情况下的所述二次电池9的劣化度进行记载，针对将所述二次电池9的S0C(State Of Charge)范围分割为多个区域的多个SOC区域的每个SOC区域，分别记载所述劣化度；
[0098]监视数据获取部12，其从所述二次电池9获取监视数据；
[0099]SOC估计部13，其基于获取到的监视数据，估计所述二次电池9的S0C;和
[0100]上限电流决定部14，其基于估计出的SOC和要作为目标的劣化度，参照所述第I关联数据，来决定要设为充电时或者放电时的电流速率的上限电流值。
[0101]由此，能够抑制二次电池9的劣化。
[0102][项目2]
[0103]—种根据项目I所述的控制系统，其中，所述上限电流决定部14在由所述SOC估计部13估计出的SOC所属的SOC区域的劣化度比第I设定值大的情况下，降低所述上限电流值。
[0104]由此，能够抑制二次电池9的劣化。
[0105][项目3]
[0106]—种根据项目I或者2所述的控制系统，其中，所述上限电流决定部14在由所述SOC估计部13估计出的SOC所属的SOC区域的劣化度比第2设定值小的情况下，提高所述上限电流值。
[0107]由此，能够抑制二次电池9的劣化，并且能够增大从二次电池9接受电力供给的负载的转矩。
[0108][项目4]
[0109]—种根据项目I所述的控制系统，其中，所述第I关联数据针对将所述二次电池9的SOC范围分割为多个区域的多个SOC区域的每个SOC区域，分别记载以多种电流速率进行充电或者放电的情况下的劣化度，
[0110]所述上限电流决定部14参照由所述SOC估计部13估计出的SOC所属的SOC区域的劣化度以及电流速率，在所述劣化度不超过第3设定值的范围内，选择最大的电流速率并设定为所述上限电流值。
[0111]由此，能够抑制二次电池9的劣化并且使负载的转矩最佳化。
[0112][项目5]
[0113]—种根据项目I至4的任意一个所述的控制系统，其中，
[0114]所述第I关联数据针对多个温度区段的每个温度区段而被设置，
[0115]所述监视数据获取部12从所述二次电池9获取所述二次电池9的温度，
[0116]所述上限电流决定部14基于获取到的温度，选择参照的第I关联数据。
[0117]由此，能够最佳地设定上限电流值。
[0118][项目6]
[0119]—种根据项目I至5的任意一个所述的控制系统，其中，
[0120]所述控制系统40控制用于向车辆行驶用的电动机7提供电力的二次电池9，
[0121]该控制系统还具备:
[0122]第2关联数据，其将所述二次电池9的劣化度与通过所述电动机7来机型车辆100的行驶辅助的上限速度的关系建立关联;和
[0123]上限速度决定部23，其根据基于所述估计出的SOC而参照所述第I关联数据来确定的劣化度，参照所述第2关联数据，来决定进行基于所述电动机7的行驶辅助的上限速度。
[0124]由此，能够决定考虑了二次电池9的劣化的最佳的辅助上限速度。
[0125][项目7]
[0126]一种根据项目6所述的控制系统，其中，
[0127]所述电动机7在车辆减速时通过减速能量来发电，
[0128]所述第2关联数据进一步规定所述二次电池9的劣化度与从所述电动机7进行电力再生的上限速度的关系，
[0129]所述上限速度决定部23根据基于估计出的SOC而参照所述第I关联数据来确定的劣化度，参照所述第2关联数据，来决定从所述电动机7进行电力再生的上限速度。
[0130]由此，能够决定考虑了二次电池9的劣化的最佳的再生上限速度。
[0131][项目8]
[0132]—种控制系统，其控制用于向车辆行驶用的电动机7提供电力的二次电池9，具备:
[0133]第I关联数据，其对以规定的电流速率对所述二次电池9进行充电或者放电的情况下的所述二次电池9的劣化度进行记载，且针对将所述二次电池9的SOC范围分割为多个区域的多个SOC区域的每个SOC区域，分别记载所述劣化度；
[0134]第2关联数据，其将所述二次电池9的劣化度与通过所述电动机7来进行车辆100的行驶辅助的上限速度的关系建立关联；
[0135]监视数据获取部12，其从所述二次电池9获取监视数据；
[0136]SOC估计部13，其基于获取到的监视数据，估计所述二次电池9的SOC;和
[0137]上限速度决定部23，其基于所述估计出的S0C，参照所述第I关联数据来确定劣化度，基于该劣化度，参照所述第2关联数据，决定基于所述电动机7的行驶辅助的上限速度。
[0138]由此，能够决定考虑了二次电池9的劣化的最佳的辅助上限速度。
[0139][项目9]
[0140]一种车辆用电源装置50，具备:
[0141]二次电池9，其用于向车辆行驶用的电动机7提供电力;和
[0142]控制所述二次电池9的项目I至5的任意一个所述的控制系统40。
[0143]由此，能够实现二次电池9的劣化抑制或者负载的转矩增大。
[0144]-符号说明-
[0145]100车辆，I发动机，2离合器，3变速机，4车轮，5旋转轴，6差速器，7电动机，8逆变器，9二次电池，10电池E⑶，20HVE⑶，30发动机E⑶，40车辆驱动控制系统，50电源装置，11劣化度表，12监视数据获取部，13S0C估计部，14上限电流决定部，15参数提供部，21上限速度表，22参数请求/获取部，23上限速度决定部，24转矩分配决定部。
[0146]产业上的可利用性
[0147]本发明能够利用于搭载于车辆的二次电池的控制。
【主权项】
1.一种控制系统，具备: 第I关联数据，其记载有以规定的电流速率对二次电池进行充电或者放电的情况下的所述二次电池的劣化度，且按照将所述二次电池的SOC范围分割为多个区域而得到的多个SOC区域的每个SOC区域，分别记载了所述劣化度，其中，所述SOC为充电状态； 监视数据获取部，其从所述二次电池获取监视数据； SOC估计部，其基于获取到的监视数据，估计所述二次电池的SOC;和上限电流决定部，其基于估计出的SOC和要作为目标的劣化度，参照所述第I关联数据，来决定要设为充电时或者放电时的电流速率的上限电流值。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中， 在由所述SOC估计部估计出的SOC所属的SOC区域的劣化度比第I设定值大的情况下，所述上限电流决定部降低所述上限电流值。3.根据权利要求1或者2所述的控制系统，其中， 在由所述SOC估计部估计出的SOC所属的SOC区域的劣化度比第2设定值小的情况下，所述上限电流决定部提高所述上限电流值。4.根据权利要求1所述的控制系统，其中， 所述第I关联数据按照将所述二次电池的SOC范围分割为多个区域而得到的多个SOC区域的每个SOC区域，分别记载有以多种电流速率进行充电或者放电的情况下的劣化度， 所述上限电流决定部参照由所述SOC估计部估计出的SOC所属的SOC区域的劣化度以及电流速率，在所述劣化度不超过第3设定值的范围内，选择最大的电流速率来设定为所述上限电流值。5.根据权利要求1至4的任意一项所述的控制系统，其中， 所述第I关联数据按照多个温度区段的每个温度区段而设置， 所述监视数据获取部从所述二次电池获取所述二次电池的温度， 所述上限电流决定部基于获取到的温度，选择所参照的第I关联数据。6.根据权利要求1至5的任意一项所述的控制系统，其中， 所述控制系统控制用于向车辆行驶用的电动机提供电力的二次电池， 该控制系统还具备: 第2关联数据，其将所述二次电池的劣化度与通过所述电动机来进行车辆的行驶辅助的上限速度的关系建立了关联;和 上限速度决定部，其根据基于所估计出的所述SOC并参照所述第I关联数据而确定的劣化度，参照所述第2关联数据，来决定进行基于所述电动机的行驶辅助的上限速度。7.根据权利要求6所述的控制系统，其中， 所述电动机在车辆减速时通过减速能量来发电， 所述第2关联数据进一步规定所述二次电池的劣化度与从所述电动机进行电力再生的上限速度的关系， 所述上限速度决定部根据基于估计出的SOC并参照所述第I关联数据而确定的劣化度，参照所述第2关联数据，来决定从所述电动机进行电力再生的上限速度。8.—种控制系统，其控制用于向车辆行驶用的电动机提供电力的二次电池，所述控制系统具备: 第I关联数据，其记载有以规定的电流速率对所述二次电池进行充电或者放电的情况下的所述二次电池的劣化度，且按照将所述二次电池的SOC范围分割为多个区域而得到的多个SOC区域的每个SOC区域，分别记载了所述劣化度，其中，所述SOC为充电状态； 第2关联数据，其将所述二次电池的劣化度与通过所述电动机来进行车辆的行驶辅助的上限速度的关系建立了关联； 监视数据获取部，其从所述二次电池获取监视数据； SOC估计部，其基于获取到的监视数据，来估计所述二次电池的SOC;和上限速度决定部，其基于所估计出的所述S0C，并参照所述第I关联数据来确定劣化度，基于该劣化度并参照所述第2关联数据来决定基于所述电动机的行驶辅助的上限速度。9.一种车辆用电源装置，具备: 二次电池，其用于向车辆行驶用的电动机提供电力;和 控制所述二次电池的权利要求1至5的任意一项所述的控制系统。
【文档编号】H01M10/48GK105848978SQ201480070992
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月10日
【发明人】桐本美香
【申请人】三洋电机株式会社