專利名稱：充電控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充電控制系統(tǒng)，特別涉及具備能夠使用從外部商用電源供給的電力充電的蓄電裝置的充電控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)出搭載了能夠使用家庭用插座等進行充電的二次電池的插電式混合動力汽車等。而且，在對該二次電池進行充電時，以表示二次電池的充電狀態(tài)的S0C(State Of Charge)處于預(yù)定的范圍內(nèi)的方式進行充電控制。在這里，二次電池的SOC能夠根據(jù)二次電池的開路電壓OCV(Open Circuit Voltage)推定，但二次電池的充電中不能測定開路電壓0CV，所以根據(jù)二次電池的閉路電壓CCV(Closed Circuit Voltage)推定二次電池的 SOC0另外，CCV ^ 0CV+IR(I為在二次電池中流動的電流，R為二次電池的內(nèi)部電阻)的關(guān)系式成立。作為與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的技術(shù)，例如，在專利文獻1中公開一種控制二次電池的充電的充電控制電路，具備電壓檢測部，其檢測上述二次電池的端子電壓；傾斜獲取部，其在上述二次電池的充電中停止該充電，并且在該充電的停止中進行從由上述電壓檢測部檢測的端子電壓獲取表示該端子電壓的每預(yù)定時間的下降量的電壓傾斜信息的傾斜信息獲取處理；和充電結(jié)束判定部，其基于由上述傾斜獲取部獲取的上述電壓傾斜信息，執(zhí)行判定是否應(yīng)該結(jié)束上述二次電池的充電的判定處理。專利文獻1 日本特開2009-296699號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在如上所述那樣使用二次電池的閉路電壓CCV推定SOC時JR的值隨著由家庭用插座等供給的商用電力的變動而變動，伴隨于此，閉路電壓CCV也變動，所以具有SOC 的推定精度下降的可能性。因此，使用通過閉路電壓CCV乘以預(yù)定的變動抑制系數(shù)(用于在運算上抑制商用電力的變動的系數(shù))等運算而求出的SOC推定用運算值，進行SOC的推定。但是，上述的變動抑制系數(shù)作為固定值使用預(yù)先根據(jù)經(jīng)驗求出的值等，存在由于二次電池的特性、使用環(huán)境等不是適當?shù)闹档那闆r，所以會有SOC的推定精度下降的情況。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠進一步提高二次電池的SOC的推定精度的充電控制系統(tǒng)。優(yōu)選，本發(fā)明中的充電控制系統(tǒng)，具備蓄電裝置，其能夠使用從外部商用電源供給的電力進行充電；電壓檢測部，其檢測蓄電裝置的兩端電壓；變動抑制系數(shù)設(shè)定部，其設(shè)定用于在運算上抑制外部商用電源的電力變動對蓄電裝置的兩端電壓給予的影響的變動抑制系數(shù)；變動抑制運算部，其使用由電壓檢測部檢測出的蓄電裝置的兩端電壓、由變動抑制系數(shù)設(shè)定部設(shè)定的變動抑制系數(shù)和通過上次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值，運算蓄電裝置的充電狀態(tài)推定用運算值；和充電狀態(tài)推定部，其基于充電狀態(tài)推定用運算值推定蓄電裝置的充電狀態(tài)，變動抑制系數(shù)設(shè)定部，在蓄電裝置的充電中的預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值下降了的情況下變更變動抑制系數(shù)，使得在該預(yù)定的期間以后進行充電狀態(tài)推定用運算值的運算時，由電壓檢測部檢測出的蓄電裝置的兩端電壓與通過上次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值中由電壓檢測部檢測出的蓄電裝置的兩端電壓的比率變另外，優(yōu)選，在本發(fā)明中的充電控制系統(tǒng)中，在將由電壓檢測部檢測出的蓄電裝置的兩端電壓設(shè)為V，變動抑制系數(shù)設(shè)為t，通過上次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值設(shè)為Vfy通過本次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值設(shè)為Vf的情況下，變動抑制運算部使用Vf = ( -t)女VfL+t女V求出Vf，變動抑制系數(shù)設(shè)定部，基于在蓄電裝置的充電中的預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的情況下算出的系數(shù)變更基準值，使變動抑制系數(shù)t的值變小。另外，優(yōu)選，在本發(fā)明中的充電控制系統(tǒng)中，變動抑制系數(shù)設(shè)定部，在預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的次數(shù)為X的情況下，將在預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的值的合計值除以X得到的下降平均值設(shè)為系數(shù)變更基準值。另外，優(yōu)選，在本發(fā)明中的充電控制系統(tǒng)中，變動抑制系數(shù)設(shè)定部，在預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的次數(shù)為X的情況下，將X設(shè)為系數(shù)變更基準值。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的充電控制系統(tǒng)，在蓄電裝置的充電中的預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值下降了的情況下，能夠減小求出充電狀態(tài)推定用運算值的運算式中受到外部商用電源的電力變動的影響的蓄電裝置的兩端電壓的比率。因此，在通過運算求出充電狀態(tài)推定用運算值的情況下能夠抑制外部商用電源的電力變動的影響。


圖1是表示在本發(fā)明中的實施方式中充電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是在本發(fā)明中的實施方式中在向蓄電裝置的插入式充電的前半充電期間內(nèi)， 在橫軸取時間、在縱軸取充電狀態(tài)推定用運算值Vf時表示Vf的變化的圖。
具體實施例方式下面，在所有的附圖中對同樣的要素標記同一標號，省略重復(fù)的說明。另外，在本文中的說明中根據(jù)需要使用此以前敘述的標號。圖1是表示充電控制系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)的圖。充電控制系統(tǒng)10構(gòu)成為包含蓄電裝置側(cè)電路100、充電裝置側(cè)電路200、電源部40、控制部20與外部充電線部50。在這里，蓄電裝置側(cè)電路100、充電裝置側(cè)電路200、電源部40與控制部20搭載于兼用發(fā)動機與馬達進行行駛、能夠使用家庭用插座等充電的插電式混合動力汽車。蓄電裝置側(cè)電路100構(gòu)成為包含蓄電裝置102、電壓傳感器105、蓄電側(cè)繼電器電路部103、蓄電側(cè)電容器112、DC/DC轉(zhuǎn)換器電路114、A/C電路116、升降壓轉(zhuǎn)換器電路118、 第1變換器電路120、第2變換器電路122、第1電動發(fā)動機IM與第2電動發(fā)動機126。蓄電裝置102是用于向第1電動發(fā)動機124與第2電動發(fā)動機126供給電力的電池。另外，蓄電裝置102是能夠充放電的直流電源，能夠使用例如具有由碳素物質(zhì)構(gòu)成的負極、用于鋰離子移動的電解液和能夠可逆地析出溶入鋰離子的正極活性物質(zhì)的鋰離子二次電池。蓄電裝置102以表示充電狀態(tài)的SOCGtate Of Charge)處于預(yù)定的范圍內(nèi)的方式進行充電控制。在這里，蓄電裝置102的SOC能夠根據(jù)蓄電裝置102的開路電壓OCV (Open Circuit Voltage)推定，但在蓄電裝置102的充電中不能測定開路電壓0CV，所以根據(jù)蓄電裝置102的閉路電壓CCV(Closed Circuit Voltage)推定蓄電裝置102的SOC0另外， CCV ^ 0CV+IR(I為在蓄電裝置102中流動的電流，R為蓄電裝置102的內(nèi)部電阻)的關(guān)系式成立。電壓傳感器105具有計測蓄電裝置102的兩端電壓即閉路電壓CCV的功能。蓄電側(cè)繼電器電路部103構(gòu)成為包含第1繼電器電路部104、第2繼電器電路部 107與第3繼電器電路部110。第1繼電器電路部104是串聯(lián)連接于正極側(cè)線M的繼電器， 通過控制部20的控制指令進行連接或者切斷的控制。第2繼電器電路部107是將電阻元件108與通過控制部20的控制指令進行連接或者切斷的控制的繼電器106串聯(lián)連接而構(gòu)成的。另外，第2繼電器電路部107串聯(lián)連接于負極側(cè)線沈。第3繼電器電路部110是并聯(lián)連接于第2繼電器電路部107的繼電器，通過控制部20的控制指令進行連接或者切斷的控制。蓄電側(cè)電容器112是連接于正極側(cè)線M與負極側(cè)線沈之間、將正極側(cè)線M與負極側(cè)線26之間的電壓變動平滑化的平滑電容器。升降壓轉(zhuǎn)換器電路118具有使用線圈等對從蓄電裝置102接受的直流電壓升壓的功能。具體地說，升降壓轉(zhuǎn)換器電路118將與晶體管等開關(guān)元件的開關(guān)動作相應(yīng)地流動的電流作為能量儲存于線圈。而且，升降壓轉(zhuǎn)換器電路118通過與將晶體管切斷的定時同步地將該所儲存的能量儲存于電容器而進行升壓。另外，升降壓轉(zhuǎn)換器電路118也能夠?qū)牡?變換器電路120或者第2變換器電路122接受的直流電壓降壓，對蓄電裝置102充電。第1變換器電路120以及第2變換器電路122在插電式混合動力汽車的牽引運行時，將作為升降壓轉(zhuǎn)換器電路118的輸出電壓的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓而向第1電動發(fā)動機IM或者第2電動發(fā)動機1 供給，由此旋轉(zhuǎn)驅(qū)動第1電動發(fā)動機IM或者第2電動發(fā)動機126。另外，第1變換器電路120以及第2變換器電路122在插電式混合動力汽車的再生時，將由第1電動發(fā)動機1 或者第2電動發(fā)動機1 發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器電路118向蓄電裝置102供給，由此對蓄電裝置102充電。第1電動發(fā)動機124以及第2電動發(fā)動機126是分別包含U相線圈、V相線圈與W 相線圈而構(gòu)成的三相交流旋轉(zhuǎn)電機。第1電動發(fā)動機1 通過由未圖示的動力分配機構(gòu)分配的發(fā)動機的動力而發(fā)電。而且，由第1電動發(fā)動機IM發(fā)電產(chǎn)生的電力根據(jù)插電式混合動力汽車的行駛狀態(tài)、蓄電裝置102的SOCGtate Of Charge)的狀態(tài)而分開使用。另外， 第2電動發(fā)動機1 通過在蓄電裝置102中儲存的電力以及由第1電動發(fā)動機IM發(fā)電產(chǎn)生的電力中的至少任一電力驅(qū)動。當然，第1電動發(fā)動機124以及第2電動發(fā)動機126的功能也可以分配與上述相反的功能。DC/DC轉(zhuǎn)換器電路114具有將作為主電池的蓄電裝置102的輸出電壓降壓為作為輔機電池的電源部40的充電電壓的功能。A/C電路116為了對未圖示的壓縮機進行驅(qū)動控制，構(gòu)成為包含將蓄電裝置102的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的變換器。
充電裝置側(cè)電路200是包含充電器202與充電側(cè)繼電器電路部205而構(gòu)成的。充電器202是由控制部20控制，用于將來自外部商用電源的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力而對蓄電裝置102供給的裝置。充電器202經(jīng)由外部充電線纜部50將來自外部商用電源的交流電力輸入，通過AC/DC轉(zhuǎn)換電路將該輸入的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力。然后，通過DC/AC轉(zhuǎn)換電路將該直流電力轉(zhuǎn)換為高頻的交流電力，然后通過隔離變壓器電路將該高頻的交流電力轉(zhuǎn)換為與初級線圈以及次級線圈的匝數(shù)比相應(yīng)的電壓級別，然后通過整流電路將該交流電力整流為直流電力而輸出。 充電側(cè)繼電器電路部205是包含第1繼電器電路部206與第2繼電器電路部208 而構(gòu)成的。第1繼電器電路部206是串聯(lián)連接于正極側(cè)線27的繼電器，通過控制部20的控制指令進行接通或者切斷的控制。第2繼電器電路部208是串聯(lián)連接于負極側(cè)線29的繼電器，通過控制部20的控制指令進行接通或者切斷的控制。外部充電線纜部50是構(gòu)成為包含插頭56，其用于連接于作為外部商用電源的取出口的家庭用AC插座；CCID54，其包含用于停止從外部商用電源向充電器202的電力供給的繼電器；和連接器52，其用于連接于輸入口 207，所述輸入口 207連接于充電器202。電源部40是輸出比作為主電池的蓄電裝置102的輸出電壓低的電壓的輔機電池， 通過由DC/DC轉(zhuǎn)換器電路114降壓后的電壓充電。電源部40的輸出電壓向控制器20供給?？刂撇?0經(jīng)由控制線16與蓄電裝置側(cè)電路100連接，具有控制蓄電裝置側(cè)電路 100的功能。進而，控制部20經(jīng)由控制線18與充電裝置側(cè)電路200連接，具有控制充電裝置側(cè)電路200的功能。在這里，控制部20的功能中，特別說明如下功能使用外部商用電源以蓄電裝置102的SOC變?yōu)轭A(yù)定的值(例如80%)的方式一邊推定SOC —邊進行充電的插電式充電中，設(shè)定變動抑制系數(shù)以抑制外部商用電源的電力變動給SOC的推定帶來的影響。另外，在這里，在進行插電式充電的情況下，將充電期間分為前半與后半兩個階段進行充電，前半充電期間以例如IkW的電力進行充電，后半充電期間以例如500W的電力進行充電。另外，在這里對于蓄電裝置側(cè)電路100與充電裝置側(cè)電路200通過一個控制部控制的例子進行了說明，但也可以是通過兩個控制部控制?？刂撇?0是包含變動抑制運算處理部212、變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部214與充電狀態(tài)推定處理部216而構(gòu)成的。變動抑制運算處理部212具有如下功能使用由電壓傳感器105檢測的蓄電裝置 102的兩端電壓V(蓄電裝置102的閉路電壓CCV)、由變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部204設(shè)定的變動抑制系數(shù)t、通過上次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值Vf^運算蓄電裝置102的充電狀態(tài)推定用運算值Vf (通過本次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值)。具體地說，變動抑制運算處理部212使用Vf = (Ι-t)女VfL+t女V的運算式求出充電狀態(tài)推定用運算值 Vf0變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部214具有如下功能在向蓄電裝置102的插入充電的前半充電期間設(shè)定初始設(shè)定用的系數(shù)值作為變動抑制系數(shù)。另外，變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部214具有下述的功能在向蓄電裝置102的插入式充電的前半充電期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的情況下，變更變動抑制系數(shù)t， 使得當在插入充電的后半充電期間內(nèi)進行充電狀態(tài)推定用運算值Vf的運算時，蓄電裝置的兩端電壓V與充電狀態(tài)推定用運算值Vf^中蓄電裝置的兩端電壓V的比率變小。具體地說，變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部214基于在向蓄電裝置102的插入式充電的前半充電期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的情況下計算出的系數(shù)變更基準值B，將變動抑制系數(shù)t 的值變更得較小。在這里，變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部214在充電狀態(tài)推定用運算值Vf在向蓄電裝置102的插入式充電的前半充電期間內(nèi)下降了的次數(shù)為χ的情況下，計算在插入充電的前半充電期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的值的合計值除以χ得到的下降平均值A(chǔ)作為系數(shù)變更基準值B。另外，變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部214也可以單純將充電狀態(tài)推定用運算值Vf在向蓄電裝置102的插入式充電的前半充電期間內(nèi)下降了的次數(shù)即χ設(shè)為系數(shù)變更基準值B。能夠這樣確定系數(shù)變更基準值B是因為考慮在向蓄電裝置102的插入式充電中，插電式混合動力汽車沒有使用電力的動作，所以蓄電裝置102的兩端電壓V 不會下降。充電狀態(tài)推定處理部216具有如下的功能基于通過變動抑制運算處理部212的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值Vf推定蓄電裝置102的S0C。另外，充電狀態(tài)推定處理部216具有如下的功能在判斷為充電到了蓄電裝置102的SOC為預(yù)定的值(例如80% ) 的情況下，對充電器202進行停止向蓄電裝置102的電力供給的控制。接下來，使用圖1、2對上述結(jié)構(gòu)的充電控制系統(tǒng)10的作用進行說明。圖2是在向蓄電裝置102的插入式充電的前半充電期間內(nèi)、在橫軸取時間、在縱軸取充電狀態(tài)推定用運算值Vf的情況下表示Vf的變化的圖。在這里，如圖2所示，在向蓄電裝置102的插入式充電的前半充電期間內(nèi)，充電狀態(tài)推定用運算值Vf的值下降了 3次(χ = 3)，各次的下降量分別為C^dyd3，所以下降平均值A(chǔ) = (d^d^/S為系數(shù)變更基準值B。而且，變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部214與上述系數(shù)變更基準值B的大小成比例地將在向蓄電裝置102的插入式充電的后半充電期間中使用的變動抑制系數(shù)t變小。由此，能夠減小變動抑制運算處理部212求出充電狀態(tài)推定用運算值Vf時的運算式“(Ι-t)女VfL+t 女V”中V(蓄電裝置102的閉路電壓CCV)給予的影響。由此，在使用充電狀態(tài)推定用運算值Vf推定蓄電裝置102的SOC時，能夠減小外部商用電源的電力變動給予的影響。因此， 根據(jù)充電控制系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)，能夠進一步提高蓄電裝置102的S OC的推定精度。如上所述對通過充電控制系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)，在向蓄電裝置102的插入充電中、插電式混合動力汽車不進行使用電力的操作的情況進行了說明，但當在插入充電中進行了使用蓄電裝置102的電力的操作例如室內(nèi)燈的點亮、車頭燈的點亮等操作時，也可以檢測到進行了該電力消耗操作，停止由控制部20進行的變動抑制系數(shù)t的設(shè)定變更。符號說明10:充電控制系統(tǒng)16、18:控制線20 控制部23,24,27 正極側(cè)線25、26、29 負極側(cè)線40 電源部50:外部充電線纜部52 連接器54 =CCID
56 插頭100:蓄電裝置側(cè)電路102:蓄電裝置103 蓄電側(cè)繼電器電路部104:第1繼電器電路部

105 電壓傳感器106:繼電器107:第2繼電器電路部108:電阻元件110:第3繼電器電路部112:蓄電側(cè)電容器114 DC/DC轉(zhuǎn)換器電路116:A/C 電路118:升降壓轉(zhuǎn)換器電路120:第1變換器電路122:第2變換器電路124 第1電動發(fā)動機126 第2電動發(fā)動機200:充電裝置側(cè)電路202:充電器204 變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部205 充電側(cè)繼電器電路部206:第1繼電器電路部207:輸入口208:第2繼電器電路部212 變動抑制運算處理部214 變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部216 充電狀態(tài)推定處理部。
權(quán)利要求
1.一種充電控制系統(tǒng)，其特征在于，具備蓄電裝置，其能夠使用從外部商用電源供給的電力進行充電；電壓檢測部，其檢測蓄電裝置的兩端電壓；變動抑制系數(shù)設(shè)定部，其設(shè)定用于在運算上抑制外部商用電源的電力變動對蓄電裝置的兩端電壓給予的影響的變動抑制系數(shù)；變動抑制運算部，其使用由電壓檢測部檢測出的蓄電裝置的兩端電壓、由變動抑制系數(shù)設(shè)定部設(shè)定的變動抑制系數(shù)和通過上次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值，運算蓄電裝置的充電狀態(tài)推定用運算值；和充電狀態(tài)推定部，其基于充電狀態(tài)推定用運算值推定蓄電裝置的充電狀態(tài)，變動抑制系數(shù)設(shè)定部，在蓄電裝置的充電中的預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值下降了的情況下變更變動抑制系數(shù)，使得在該預(yù)定的期間以后進行充電狀態(tài)推定用運算值的運算時，由電壓檢測部檢測出的蓄電裝置的兩端電壓與通過上次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值中由電壓檢測部檢測出的蓄電裝置的兩端電壓的比率變小。
2.如權(quán)利要求1所記載的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，在將由電壓檢測部檢測出的蓄電裝置的兩端電壓設(shè)為V，變動抑制系數(shù)設(shè)為t，通過上次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值設(shè)為Vfy通過本次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值設(shè)為Vf的情況下，變動抑制運算部使用Vf = (Ι-t)女VfL+t * V求出Vf，變動抑制系數(shù)設(shè)定部，基于在蓄電裝置的充電中的預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的情況下算出的系數(shù)變更基準值，使變動抑制系數(shù)t的值變小。
3.如權(quán)利要求2所記載的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，變動抑制系數(shù)設(shè)定部，在預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的次數(shù)為X的情況下，將在預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的值的合計值除以χ得到的下降平均值設(shè)為系數(shù)變更基準值。
4.如權(quán)利要求2所記載的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，變動抑制系數(shù)設(shè)定部，在預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值Vf下降了的次數(shù)為χ的情況下，將χ設(shè)為系數(shù)變更基準值。
全文摘要
充電控制系統(tǒng)(10)具備蓄電裝置(102)；設(shè)定變動抑制系數(shù)的變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部(214)；運算充電狀態(tài)推定用運算值的變動抑制運算處理部(212)；和推定蓄電裝置的充電狀態(tài)的充電狀態(tài)推定處理部(216)，變動抑制系數(shù)設(shè)定處理部(214)，在蓄電裝置(102)的充電中的預(yù)定的期間內(nèi)充電狀態(tài)推定用運算值下降了的情況下變更變動抑制系數(shù)，使得在該預(yù)定的期間以后進行充電狀態(tài)推定用運算值的運算時，由電壓傳感器(105)檢測出的蓄電裝置的兩端電壓與通過上次的運算求出的充電狀態(tài)推定用運算值中蓄電裝置的兩端電壓的比率變小。
文檔編號G01R31/36GK102405416SQ20108000538
公開日2012年4月4日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者木村優(yōu) 申請人:豐田自動車株式會社