電池控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的為提供能夠在構(gòu)成電池的各電池單體的蓄電量不脫離規(guī)定的使用范圍而進(jìn)行電池組的充放電控制的電池控制裝置。本發(fā)明為一種對(duì)連接多個(gè)電池單體（111）而構(gòu)成的電池組（110）進(jìn)行控制的電池控制裝置，其根據(jù)多個(gè)電池單體（111）的各蓄電量（C）計(jì)算作為多個(gè)電池單體（111）的平均蓄電量的實(shí)際平均蓄電量（CAVE），根據(jù)多個(gè)電池單體（111）的各蓄電量（C）和實(shí)際平均蓄電量（CAVE），計(jì)算在預(yù)先設(shè)定的使用范圍內(nèi)多個(gè)電池單體（111）的平均蓄電量能夠取得的平均蓄電量上限值（CAVEH）和平均蓄電量下限值（CAVEL），計(jì)算表示實(shí)際平均蓄電量（CAVE）在平均蓄電量上限值（CAVEH）與平均蓄電量下限值（CAVEL）之間的位置的平均蓄電量占比（S），根據(jù)實(shí)際平均蓄電量（CAVE）、平均蓄電量上限值（CAVEH）、平均蓄電量下限值（CAVEL）和平均蓄電量占比（S）計(jì)算電池組（110）的電池組蓄電量（CPACK）。
【專利說(shuō)明】電池控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制組合多個(gè)電池單體或電池模塊而成的電池組的蓄電量的電池控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在以鋰離子蓄電池或鎳氫蓄電池為代表的可充放電的蓄電池(二次電池)中，在其可蓄電容量的范圍內(nèi)充電和放電是理想狀態(tài)。這是因?yàn)?，充電超過(guò)可蓄電容量的所謂過(guò)充電狀態(tài)和從無(wú)蓄電量的狀態(tài)繼續(xù)放電的所謂過(guò)放電狀態(tài)是導(dǎo)致蓄電池的劣化的狀態(tài)，并且存在出現(xiàn)因過(guò)充電或過(guò)放電導(dǎo)致的發(fā)熱或起火等危險(xiǎn)的情況。此外，通常為了進(jìn)一步防止電池劣化，將比可蓄電容量范圍更小的范圍指定為使用范圍，僅在該范圍內(nèi)使用。
[0003]為了在該固定蓄電量范圍內(nèi)進(jìn)行充放電，需要正確地掌握蓄電池的蓄電量(S0C:State of Charge)，作為其實(shí)現(xiàn)方法，提出了根據(jù)蓄電池的電壓推算蓄電量的方法以及根據(jù)流過(guò)蓄電池的電流的累計(jì)值求出當(dāng)前蓄電量的方法等多種方法。
[0004]此外，對(duì)于蓄電池中的由多個(gè)電池單體所構(gòu)成的電池組，除了正確地求出各電池單體的蓄電量之外，還需要求出作為電池組的蓄電量。這是因?yàn)?，?duì)于使用電池組的上級(jí)裝置，利用作為電池組的單一蓄電量即電池組蓄電量而不是利用各電池單體的蓄電量有利于裝置的控制。此時(shí)，作為求出電池組蓄電量的最簡(jiǎn)單方法，可考慮將所有電池單體的蓄電量的合計(jì)除以電池單體數(shù)目所得的值即平均值作為該電池組蓄電量的方法，或者將最大蓄電量和最小蓄電量的中間值作為該電池組蓄電量的方法等(專利文獻(xiàn)I)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-185823號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]然而，構(gòu)成電池組的各電池單體的可蓄電容量在制造后存在因個(gè)體差異導(dǎo)致的偏差，并且由于電池的隨時(shí)間劣化以及反復(fù)充放電導(dǎo)致的劣化，可蓄電容量逐漸變化。并且，在進(jìn)行充放電期間，由于各電池單體的內(nèi)阻不同以及電池溫度的差異等各種條件，各自的
蓄電量產(chǎn)生差異。
[0010]這樣，在構(gòu)成電池組的各電池單體的可蓄電容量和實(shí)際蓄電量存在差異的情況下，將所有電池單體的蓄電量的平均值或者最大蓄電量與最小蓄電量的中間值作為電池組蓄電量時(shí)，構(gòu)成電池組的各電池單體的蓄電量和電池組蓄電量必然在增加方向和減小方向這兩個(gè)方向上產(chǎn)生差異。這成為控制電池組蓄電量中的問(wèn)題。
[0011]圖7是說(shuō)明將各電池單體的平均蓄電量作為電池組蓄電量來(lái)控制電池組的充放電時(shí)在(a)充電直到上限蓄電量的情況和(b)放電直到下限蓄電量的情況下電池組蓄電量與電池單體蓄電量的關(guān)系的圖，各電池單體的蓄電量以圓標(biāo)記表示，電池組蓄電量以菱形標(biāo)記表示。(a)的情況下，可知電池組中存在充電已超過(guò)可蓄電容量即達(dá)到過(guò)充電狀態(tài)的電池單體。此外(b)的情況下，當(dāng)電池組的蓄電容量被放電至下限蓄電量時(shí)，此時(shí)電池組中存在放電超過(guò)可放電容量即達(dá)到過(guò)放電狀態(tài)的電池單體。
[0012]本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而完成，其目的為提供能夠在構(gòu)成電池組的各電池單體的蓄電量不脫離規(guī)定的使用范圍而進(jìn)行電池組的充放電控制的電池控制裝置。
[0013]用于解決課題的方案
[0014]為了解決上述問(wèn)題，例如采用權(quán)利要求書的范圍中記載的結(jié)構(gòu)。
[0015]本申請(qǐng)包含了多個(gè)解決上述問(wèn)題的方法，舉其一例為，一種對(duì)連接多個(gè)電池單體而構(gòu)成的電池組進(jìn)行控制的電池控制裝置，其特征在于:根據(jù)多個(gè)電池單體的各蓄電量計(jì)算作為多個(gè)電池單體的平均蓄電量的實(shí)際平均蓄電量；根據(jù)多個(gè)電池單體的各蓄電量和實(shí)際平均蓄電量計(jì)算在預(yù)先設(shè)定的使用范圍內(nèi)多個(gè)電池單體的平均蓄電量能夠取得的平均蓄電量上限值和平均蓄電量下限值；計(jì)算表示實(shí)際平均蓄電量在平均蓄電量上限值與平均蓄電量下限值之間的位置的平均蓄電量占比；根據(jù)實(shí)際平均蓄電量、平均蓄電量上限值、平均蓄電量下限值和平均蓄電量占比計(jì)算電池組的電池組蓄電量。
[0016]發(fā)明效果
[0017]通過(guò)本發(fā)明，能夠在構(gòu)成電池組的各電池單體的蓄電量不脫離規(guī)定的使用范圍而進(jìn)行電池組的充放電控制。此外，上述之外的問(wèn)題、結(jié)構(gòu)和效果可通過(guò)以下實(shí)施方式的說(shuō)明得以明了。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明的電池控制裝置所適用的一個(gè)實(shí)施方式中的電池系統(tǒng)及其外圍結(jié)構(gòu)的框圖。
[0019]圖2是表示電池單體控制部的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖3是表示實(shí)施例1的蓄電量運(yùn)算步驟的流程圖。
[0021]圖4是表示實(shí)施例2的蓄電量運(yùn)算步驟的流程圖。
[0022]圖5是表示實(shí)施例3的蓄電量運(yùn)算步驟的流程圖。
[0023]圖6是表示實(shí)施例4的蓄電量運(yùn)算步驟的流程圖。
[0024]圖7是表示電池單體的蓄電量與它們的平均值的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0026]本實(shí)施方式中，以將本發(fā)明應(yīng)用于構(gòu)成插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV:Plug-1nHybrid Electric Vehicle)的電源的電池系統(tǒng)的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。以下利用多個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明，首先對(duì)多個(gè)實(shí)施例共通的部分進(jìn)行說(shuō)明，其后分別對(duì)各實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0027]此外，以下的實(shí)施方式中以采用鋰離子電池的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，除此之外也可使用鎳氫電池、鉛電池、雙電層電容器、混合電容器等。并且，以下的實(shí)施方式中串聯(lián)電池單體來(lái)構(gòu)成電池組，但也可以將電池單體并聯(lián)后再串聯(lián)來(lái)構(gòu)成電池組，或者可以將串聯(lián)的電池單體并聯(lián)來(lái)構(gòu)成電池組。[0028]圖1是表示本實(shí)施方式的電池系統(tǒng)100及其外圍電路結(jié)構(gòu)的圖。電池系統(tǒng)100經(jīng)由繼電器300和310連接到逆變器400，經(jīng)由繼電器320和330連接到充電器420。電池系統(tǒng)100配備電池組110、電池單體管理部120、電流檢測(cè)部130、電壓檢測(cè)部140、電池組控制部150和存儲(chǔ)部180。
[0029]電池組110由多個(gè)電池單體111所構(gòu)成。電池單體管理部120管理構(gòu)成電池組110的電池單體111的狀態(tài)。電流檢測(cè)部130檢測(cè)流過(guò)電池系統(tǒng)100的電流。電壓檢測(cè)部140檢測(cè)電池組110的總電壓。電池組控制部150控制電池組110。
[0030]電池組控制部150接收電池單體管理部120發(fā)送的電池單體111的電池電壓和溫度等信息、電流檢測(cè)部130發(fā)送的電池系統(tǒng)100中流過(guò)的電流值的信息、電壓檢測(cè)部140發(fā)送的電池組110的總電壓值的信息等。電池組控制部150根據(jù)接收到的信息檢測(cè)電池組110的狀態(tài)，控制其動(dòng)作。電池組控制部150產(chǎn)生的處理結(jié)果發(fā)送到電池單體管理部120和車輛控制部200。
[0031]電池組110電串聯(lián)連接多個(gè)可儲(chǔ)存和釋放電能(直流電力的充放電)的電池單體111而構(gòu)成。在實(shí)施狀態(tài)的管理、控制時(shí)，將構(gòu)成電池組Iio的電池單體111以規(guī)定的單元數(shù)分組。分組后的電池單體111電串聯(lián)連接，構(gòu)成多個(gè)電池單體組(電池模塊)112a、112b。構(gòu)成各電池單體組112的電池單體111的個(gè)數(shù)可在所有電池單體組112中都相同，或者每個(gè)電池單體組112中電池單體111的個(gè)數(shù)也可不同。
[0032]電池單體管理部120管理構(gòu)成電池組110的電池單體111的狀態(tài)。電池單體管理部120配備設(shè)于每個(gè)電池單體組112的電池單體控制部121。圖1中電池單體控制部121a和121b分別對(duì)應(yīng)電池單體組112a和112b而設(shè)置。電池單體控制部121監(jiān)視和控制構(gòu)成電池單體組112的電池單體111的電池電壓和溫度等狀態(tài)。
[0033]本實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，電串聯(lián)連接四個(gè)電池單體111構(gòu)成電池單體組112a和112b，進(jìn)一步地電串聯(lián)電池單體組112a和112b構(gòu)成具有共八個(gè)電池單體111的電池組110。
[0034]電池組控制部150和電池單體管理部120通過(guò)以光電耦合器為代表的絕緣元件170和信號(hào)通信單元160來(lái)收發(fā)信號(hào)。
[0035]對(duì)電池組控制部150與構(gòu)成電池單體管理部120的電池單體控制部121a和121b之間的通信方式進(jìn)行說(shuō)明。電池單體控制部121a和121b按照各自監(jiān)視的電池單體組112a和112b的電位從聞到低的順序串聯(lián)連接。
[0036]電池組控制部150向電池單體管理部120發(fā)送的信號(hào)通過(guò)絕緣元件170和信號(hào)通信單元160輸入到電池單體控制部121a。電池單體控制部121a的輸出通過(guò)信號(hào)通信單元160輸入到電池單體控制部121b，最低一級(jí)的電池單體控制部121b的輸出通過(guò)絕緣元件170和信號(hào)通信單元160傳送到電池組控制部150。本實(shí)施方式中，電池單體控制部121a和電池單體控制部121b之間不通過(guò)絕緣元件170,但也可通過(guò)絕緣元件170收發(fā)信號(hào)。
[0037]存儲(chǔ)部180保存電池組110、電池單體111、電池單體組112的內(nèi)阻特性、滿電時(shí)的容量、極化特性、劣化特性、個(gè)體差異信息、SOC與開路電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系等信息。此外，在本實(shí)施方式中采用存儲(chǔ)部180設(shè)置在電池組控制部150或電池單體管理部120的外部的結(jié)構(gòu)，但也可采用電池組控制部150或電池單體管理部120配備存儲(chǔ)部的結(jié)構(gòu)，在其中保存上述信息。[0038]電池組控制部150利用從電池單體管理部120、電流檢測(cè)部130、電壓檢測(cè)部140、車輛控制部200接收到的信息、存儲(chǔ)部180保存的信息等，進(jìn)行一個(gè)以上的電池單體111的S0C、劣化狀態(tài)(S0H，State of Health)、可輸入輸出的電流和電力的計(jì)算等。然后將各種計(jì)算結(jié)果發(fā)送到電池單體管理部120和車輛控制部200。
[0039]車輛控制部200利用從電池組控制部150接收到的信息，通過(guò)繼電器300和310控制與電池100相連接的逆變器400。此外，通過(guò)繼電器320和330控制連接到電池系統(tǒng)100的充電器420。在車輛行駛時(shí)，電池系統(tǒng)100與逆變器400相連接，利用儲(chǔ)存在電池組110中的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)410。在充電時(shí)，電池系統(tǒng)100與充電器420相連接，通過(guò)來(lái)自家用電源或充電座的電力供給進(jìn)行充電。
[0040]充電器420在利用以家用或充電座為代表的外部電源對(duì)電池組110充電時(shí)使用。在本實(shí)施例中，充電器420基于來(lái)自電池組控制部150或車輛控制部200的指令來(lái)控制充電電壓或充電電流。
[0041]在安裝有電池系統(tǒng)100的車輛系統(tǒng)開始行駛時(shí)，在車輛控制部200的管理下，電池系統(tǒng)100被連接到逆變器400，利用儲(chǔ)存在電池組110中的能量驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)(M/G:Motor Generator) 410,再生時(shí)通過(guò)電動(dòng)發(fā)電機(jī)410的發(fā)電電力對(duì)電池組110充電。
[0042]在配備電池系統(tǒng)100的車輛連接到以家用或充電座為代表的外部電源時(shí)，根據(jù)車輛控制部200發(fā)出的信息，電池系統(tǒng)100與充電器420相連接，對(duì)電池組110充電直至達(dá)到規(guī)定條件。電池組110中通過(guò)充電而儲(chǔ)存的能量可用于下次的車輛行駛或者用于使車輛內(nèi)外的電器部件工作。
[0043]圖2是表示電池單體控制部121的電路結(jié)構(gòu)的圖。電池單體控制部121配備電壓檢測(cè)電路部122、控制電路部123、信號(hào)輸入輸出電路部124和溫度檢測(cè)部125。電壓檢測(cè)電路部122測(cè)量各電池單體111的端子間電壓。溫度檢測(cè)部125測(cè)量電池單體組112的溫度。控制電路部123接收來(lái)自電壓檢測(cè)電路部122和溫度檢測(cè)部125的測(cè)量結(jié)果，通過(guò)信號(hào)輸入輸出電路部124發(fā)送到電池組控制部150。此外，我們認(rèn)為通常安裝在電池單體控制部121上的、對(duì)伴隨自放電或消耗電流差異而產(chǎn)生的電池單體111之間的電壓或SOC差異進(jìn)行均等化的電路結(jié)構(gòu)是眾所周知的，省略其說(shuō)明。
[0044]圖2中電池單體控制部121所配備的溫度檢測(cè)部125具有測(cè)量電池單體組112的溫度的功能。溫度檢測(cè)部125在電池單體組112中測(cè)量一個(gè)的溫度。由溫度檢測(cè)部125所測(cè)得的溫度作為構(gòu)成電池單體組112的電池單體111的溫度代表值處理，用于檢測(cè)電池單體111、電池單體組112或電池組110的狀態(tài)的各種運(yùn)算中。
[0045]圖2以此為前提，因此在電池單體控制部121中設(shè)置有一個(gè)溫度檢測(cè)部125。也可以在每個(gè)電池單體111中設(shè)置溫度檢測(cè)部125，對(duì)每個(gè)電池單體111測(cè)量溫度，根據(jù)每個(gè)電池單體111的溫度來(lái)進(jìn)行各種運(yùn)算。
[0046]此外，圖2中簡(jiǎn)單地表示了溫度檢測(cè)部125，而在實(shí)際中，在溫度測(cè)量對(duì)象中設(shè)置溫度傳感器，該設(shè)置的溫度傳感器將溫度信息輸出為電壓。并且，將其測(cè)得的結(jié)果通過(guò)控制電路123發(fā)送到信號(hào)輸入輸出電路124，信號(hào)輸入輸出電路124將測(cè)量結(jié)果輸出到電池單體控制部121之外。實(shí)現(xiàn)這一系列流程的功能作為溫度檢測(cè)部125安裝在電池單體控制部121中。此外，溫度信息(電壓)的測(cè)量中也可以使用電壓檢測(cè)電路122。
[0047]以上對(duì)電池系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。接著，根據(jù)該電池系統(tǒng)對(duì)實(shí)施例詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0048]以下的各實(shí)施例中對(duì)電池組蓄電量的計(jì)算方法及其利用方式進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明涉及電池組蓄電量的計(jì)算方法，電池組蓄電量的計(jì)算中利用各電池單體的蓄電量。對(duì)于各電池單體的蓄電量的推算以往已經(jīng)公開地提出了各種方法，例如首先判定電池單體的開路電壓(0CV:0pen Circuit Voltage)、電池溫度、蓄電量的關(guān)系并基于其數(shù)據(jù),根據(jù)開路電壓和電池溫度推算蓄電量的方法等已眾所周知。本發(fā)明中的電池組蓄電量的運(yùn)算中對(duì)電池單體的蓄電量的計(jì)算方法并不加以限定，可使用任何方法。因此本實(shí)施方式中省略電池單體的蓄電量的推算和計(jì)算方法的說(shuō)明。
[0049]實(shí)施例1
[0050]本實(shí)施例中，在作為構(gòu)成電池組110的所有電池單體111中最大的蓄電量的最大蓄電量Cmax在預(yù)先設(shè)定的上限蓄電量Cusattx以上的情況下，令電池組蓄電量Cpack與最大蓄電量C-為相同值進(jìn)行計(jì)算處理，在作為最小的蓄電量的最小蓄電量Cmin在預(yù)先設(shè)定的下限蓄電量Cusera以下的情況下，令電池組蓄電量Cpacx與最小蓄電量Cmin為相同值進(jìn)行計(jì)算處理。
[0051]然后，在各電池單體的蓄電量C都在比下限蓄電量Cusara大并且比上限蓄電量Cus_小的通常使用范圍內(nèi)的情況下，計(jì)算各電池單體111的平均蓄電量(實(shí)際平均蓄電量)Cave、作為其平均蓄電量Cave能夠取得到的上限值的平均蓄電量上限值、和作為其平均蓄電量Cave能夠取得到的下限值的平均蓄電量下限值，根據(jù)平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAm之間的位置，進(jìn)行計(jì)算電池組蓄電量Cpm的處理。
[0052]圖3中表示本實(shí)施例中進(jìn)行的電池組蓄電量的運(yùn)算流程。
[0053]電池組控制部150或存儲(chǔ)部180中，作為蓄電池的通常使用范圍的上限的蓄電量的上限蓄電量Cusemx預(yù)先記錄為S0C90%，同樣地，作為通常使用范圍的下限的蓄電量的下限蓄電量Cusera記錄為S0C20%。這些SOC的數(shù)值并不限定于上述數(shù)值，可根據(jù)蓄電池的特性、使用方法、使用環(huán)境而使用合適的值`。
[0054]電池組控制部150基于通過(guò)電池單體管理部120獲得的各種信息，依次地計(jì)算各電池單體111的蓄電量。在計(jì)算出所有的電池單體111的蓄電量后，電池組控制部150根據(jù)這些電池單體111的蓄電量利用以下的方法計(jì)算出電池組蓄電量cPAC:K。
[0055]首先，將所有的電池單體111的蓄電量C中最大的值作為最大蓄電量Cmax，將所有的電池單體111的蓄電量C中最小的值作為最小蓄電量CMIN。然后，在步驟SAl中比較最大蓄電量Cmax與上限蓄電量CuseMX,在最大蓄電量Cmax為上限蓄電量Cusemx以上的值的情況下(是)，存在蓄電量已脫離通常使用范圍的電池單體111，在步驟SA2中令電池組蓄電量Cpack與最大蓄電量Cmax為相同值,結(jié)束電池組蓄電量Cpack的運(yùn)算。
[0056]另一方面，在步驟SAl中，在最大蓄電量Cmax不為上限蓄電量Cusemx以上的值的情況下，即在最大蓄電量Cmax為比上限蓄電量Cusattx小的值的情況下(否)，轉(zhuǎn)移到步驟SA3。
[0057]在步驟SA3中，比較最小蓄電量Cra與下限蓄電量Cusera，在最小蓄電量Cra為下限蓄電量(:_?以下的值的情況下(是)，存在已脫離通常使用范圍的電池單體111，在步驟SA4中令電池組蓄電量Cpacx與最小蓄電量Cmh同值，結(jié)束電池組蓄電量Cpacx的運(yùn)算。
[0058]到達(dá)步驟SA5時(shí)，所有的電池單體111的蓄電量C都在上限蓄電量Cusattx與下限蓄電量 Cusgmin 之間。[0059]在步驟SA5中，根據(jù)所有的電池單體111的各蓄電量C，計(jì)算這些電池單體111的平均蓄電量(實(shí)際平均蓄電量)Cave (實(shí)際平均蓄電量計(jì)算單元)。平均蓄電量Cave通過(guò)所有的電池單體111的各蓄電量C的合計(jì)除以電池單體111的數(shù)目而求得。
[0060]接著，在步驟SA6中，使用以下的式(1)求出平均蓄電量上限值Caveh (平均蓄電量上限值計(jì)算單元)。
[0061]Caveh — Cusgmax — (Cmax — Cave)......(1)
[0062]上述式(1)的平均蓄電量上限值Caveh為平均蓄電量Cave能夠取得的上限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最大蓄電量Cmax假定為與上限蓄電量Cusattx相等的值的情況下的平均蓄電量CAVE。
[0063]接著，在步驟SA7中，使用以下的式(2)求出平均蓄電量下限值CAm (平均蓄電量下限值計(jì)算單元)。
[0064]Cavel — Cusgmin + (Cave — Cmin)......(2)
[0065]平均蓄電量下限值CAva為平均蓄電量Cave能夠取得的下限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最小蓄電量Cmin假定為與下限蓄電量Cusera相等的值的情況下的平均蓄電量CAVE。
[0066]此時(shí)，在所有的電池單體111的蓄電量C都在上限蓄電量Cusattx與下限蓄電量Cusgmin之間的情況下，平均蓄電量Cave僅可能存在于平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值C.之間。
[0067]接著，在步驟SA8中，使用以下的式(3)求出平均蓄電量占比S (平均蓄電量占比計(jì)算單元)。
[0068]S — (Cave — Cavel) 7 (Caveh — Cavel)......(3)
[0069]平均蓄電量占比S為表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAm之間的哪個(gè)位置的比例值，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量上限值Caveh相等的情況下為1，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量下限值CAva相等的情況下為0，表示為從O到I的范圍的值。
[0070]在此，令在平均蓄電量Cave位于平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAva之間的一半的位置(中間位置)的情況下即平均蓄電量占比S為S = 0.5的情況下的平均蓄電量為中間值Cavem (平均蓄電量中間值計(jì)算單元)。本實(shí)施例的電池組蓄電量Cpm的計(jì)算中，在求得平均蓄電量占比S后，接著，為了判斷電池組蓄電量Cpacx是接近最大蓄電量Cmax還是接近最小蓄電量Cmin，將平均蓄電量占比S以0.5為分界，分情況進(jìn)行計(jì)算。
[0071 ] 在步驟SA9中，在平均蓄電量占比S為S≥0.5的情況下(是)，電池組蓄電量Cpack的計(jì)算中使用最大蓄電量Cmax和平均蓄電量CAVE。
[0072]首先在步驟SAlO中，使用以下的式(4)求出平均蓄電量上層占比Sh (平均蓄電量上層占比計(jì)算單元)。
[0073]Sh = (S — 0.5) X2......(4)
[0074]平均蓄電量上層占比Sh為表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量中間值Cavem與平均蓄電量上限值Caveh之間的哪個(gè)位置的比例值，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量中間值Cavem相等的情況下為0，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量上限值Caveh相等的情況下為1，表示為從O到I的范圍的值。[0075]然后，在步驟SAll中，使用以下的式(5)求出電池組蓄電量Cpack (電池組蓄電量計(jì)算單元)，結(jié)束電池組蓄電量Cpack的運(yùn)算。
[0076]Cpack = ShXCmax+ (1-Sh) XCave……(5)
[0077]另一方面，在步驟SA9中，在平均蓄電量占比S為S < 0.5的情況下(否)，電池組
畜電星Cpack的計(jì)算中使用最小畜電星Cmin和平均畜電星Caveο
[0078]首先在步驟SA12中，使用以下的式(6)求出平均蓄電量下層占比& (平均蓄電量下層占比計(jì)算單元)。
[0079]Sl = SX2......(6)
[0080]平均蓄電量下層占比&為表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量下限值CAva與平均蓄電量中間值Cavem之間的哪個(gè)位置的比例值，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量下限值CAm相等的情況下為0，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量中間值Cavh^H等的情況下為1，表示為從O到I的范圍的值。
[0081]然后，在步驟SA13中，使用以下的式(7)求出電池組蓄電量Cpack (電池組蓄電量計(jì)算單元)，結(jié)束電池組蓄電量Cpack的運(yùn)算。
[0082]Cpack = SlXCave+ (1-Sl) XCmin……(7)
[0083]通過(guò)以上的運(yùn)算，電池組蓄電量Cpacx被設(shè)定在上限蓄電量Cusemx與下限蓄電量Cusgmin之間，為根據(jù)平均蓄電量占比S而連續(xù)變化的值。
[0084]電池組控制部150將電池組蓄電量Cpacx的運(yùn)算結(jié)果發(fā)送到車輛控制部200，車輛控制部200基于電池組蓄電量Cpacx，通過(guò)逆變器400的控制，從電池組110取得電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)410，或者將電動(dòng)發(fā)電機(jī)410中產(chǎn)生的電力再生到電池組110，或者控制充電器420進(jìn)行電池組110的充電。
[0085]由上述步驟求得的電池組蓄電量Cpack在下限蓄電量Cusara與上限蓄電量Cuscmax之間連續(xù)變化，并且，只要位于下限蓄電量Cusera到上限蓄電量Cusattx之間，構(gòu)成上述電池組110的所有電池單體111的蓄電量C都在下限蓄電量Cus 到上限蓄電量Cusemx的通常使用范圍中，能夠進(jìn)行不脫離該通常使用范圍的控制。
[0086]通過(guò)本實(shí)施例，每次檢測(cè)出各電池單體111的蓄電量C時(shí)，都能夠計(jì)算電池組蓄電量cPAC:K。因此，因此不必如以往的專利文獻(xiàn)I所示需要使SOC變化到最大和最小的狀態(tài)來(lái)求出SOC可動(dòng)范圍，而能夠在任何時(shí)候進(jìn)行計(jì)算，包括在開始使用后。
[0087]此外,通過(guò)本實(shí)施例，隨著電池組蓄電量Cpacx轉(zhuǎn)移到高的或者低的范圍，能夠逐漸接近上限蓄電量Cusemx或者下限蓄電量CuseMIN。因此，在從下限蓄電量Cusera到上限蓄電量Cusgmax的整個(gè)范圍內(nèi)，相對(duì)于消耗電力的SOC變化量大致一定，在例如混合動(dòng)力汽車(PHEV)消耗一定電力行駛的情況下容易預(yù)測(cè)剩余電力。
[0088]此外，在上述實(shí)施例中以使用各電池單體111的平均值(平均蓄電量Cave等)的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，也可使用中間值代替平均值。但平均值能夠更準(zhǔn)確地表示在電池組110的總蓄電量中的蓄電量。
[0089]實(shí)施例2
[0090]接著對(duì)實(shí)施例2進(jìn)行說(shuō)明。
[0091 ] 本實(shí)施例中，特征為將下限蓄電量Cusara與上限蓄電量Cusattx之間的通常使用范圍劃分為高SOC范圍、低SOC范圍和中央SOC范圍這三個(gè)范圍，在最大蓄電量Cmax和最小蓄電量Cmin在中央SOC范圍內(nèi)的情況下，將平均蓄電量Cave作為電池組蓄電量Cpacx來(lái)計(jì)算，而在最大蓄電量Cmax在高SOC范圍內(nèi)的情況下或者最小蓄電量Cmin在低SOC范圍內(nèi)的情況下，與實(shí)施例1同樣地根據(jù)平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAva之間的位置來(lái)進(jìn)行計(jì)算電池組蓄電量Cpacx的處理。
[0092]圖4表示本實(shí)施例中進(jìn)行的電池組蓄電量的運(yùn)算流程。
[0093]電池組控制部150或存儲(chǔ)部180中，作為蓄電池的通常使用范圍的上限的蓄電量的上限蓄電量Cusemx預(yù)先記錄為S0C90%，同樣地，作為通常使用范圍的下限的蓄電量的下限畜電星CuSGHN記錄為S0C20%。并且，將求取電池組畜電星Cpack時(shí)使用的上界畜電星Ctheeh記錄為S0C80%，以及將下界蓄電量CTHKa記錄為S0C30%。這些SOC的數(shù)值并不限定于上述數(shù)值，可根據(jù)蓄電池的特性、使用方法、使用環(huán)境而使用最合適的值。
[0094]此外，上界蓄電量Cthkeh和下界蓄電量CTHKa為以其值為分界來(lái)切換蓄電量的計(jì)算方法的分界蓄電量，設(shè)定為將通常使用范圍劃分為高SOC范圍、低SOC范圍和中央SOC范圍三個(gè)范圍的值。在通常使用范圍中，上限蓄電量Cusattx與上界蓄電量Cthkeh之間為高SOC范圍，下限蓄電量Cusera與下界蓄電量CTHKa之間為低SOC范圍，上界蓄電量Cthkeh與下界蓄電量Cma之間為中央SOC范圍。
[0095]電池組控制部150基于通過(guò)電池單體管理部120獲得的各種信息，依次地計(jì)算各電池單體111的蓄電量C。在計(jì)算出所有的電池單體111的蓄電量后，電池組控制部150根據(jù)這些電池單體111的蓄電量C利用以下的方法計(jì)算出電池組蓄電量cPAC:K。
[0096]首先，將所有的電池單體111的蓄電量C中最大的值作為最大蓄電量Cmax，將所有的電池單體的蓄電量C中最小的值作為最小蓄電量CMIN。然后，在步驟SBl中比較最大蓄電量Cmax與上限蓄電量CuseMX,在最大蓄電量Cmax為上限蓄電量CuseMX以上的值的情況下(是)，存在蓄電量C已脫離通常使用范圍的電池單體111，在步驟SB2中令電池組蓄電量Cpack與最大蓄電量Cmax為相同值，結(jié)束電池組蓄電量Cpm的運(yùn)算。
[0097]另一方面，在步驟SBl中`，在最大蓄電量Cmax不為上限蓄電量Cusemx以上的值的情況下，即在最大蓄電量Cmax為比上限蓄電量Cusattx小的值的情況下(否)，轉(zhuǎn)移到步驟SB3。
[0098]在步驟SB3中，比較最小蓄電量Cmin與下限蓄電量Cusera，在最小蓄電量Cmin為下限蓄電量(:_?以下的值的情況下(是)，存在已脫離通常使用范圍的電池單體111，在步驟SB4中令電池組蓄電量Cpacx與最小蓄電量Cmh為相同值，結(jié)束電池組蓄電量Cpacx的運(yùn)算。
[0099]到達(dá)步驟SB5時(shí)，所有的電池單體111的蓄電量C都在上限蓄電量Cusattx與下限蓄電量 Cusgmin 之間。
[0100]在步驟SB5中計(jì)算平均蓄電量Cave (實(shí)際平均蓄電量計(jì)算單元)。平均蓄電量Cave通過(guò)所有的電池單體111的各蓄電量C的合計(jì)除以電池單體111的數(shù)目而求得。
[0101 ] 在步驟SB6中，比較最大蓄電量Cmax與上界蓄電量Cthkeh,判斷最大蓄電量Cmax是否在聞SOC范圍內(nèi)。在此，在最大畜電量Cmax超過(guò)上界畜電量Cthreh的情況下(是)，判斷為最大蓄電量Cmax在高SOC范圍內(nèi)，在步驟SB7中，進(jìn)行使用以下的式(8 )求取平均蓄電量上限值Caveh的處理(平均蓄電量上限值計(jì)算單元)。
[0102]Caveh — Cusgmax — (Cmax — Cave)......(8)
[0103]式(8)的平均蓄電量上限值Caveh為最大蓄電量Cmax在高SOC范圍內(nèi)時(shí)平均蓄電量Cave能夠取得的上限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最大蓄電量Cmax假定為與上限蓄電量Cusattx相等的值的情況下的平均蓄電量CAVE。
[0104]接著，在步驟SB8中，使用以下的式(9)求出平均蓄電量下限值CAm (平均蓄電量下限值計(jì)算單元)。
[0105]Cavel — Ctheeh — (Cmax — Cave)......(9)
[0106]式(9)的平均蓄電量下限值Cave1j為最大蓄電量Cmax在高SOC范圍內(nèi)時(shí)平均蓄電量Cave能夠取得的下限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最大蓄電量Cmax假定為與上界蓄電量Cthkeh相等的值的情況下的平均蓄電量CAVE。
[0107]在最大蓄電量Cmax在上限蓄電量Cusattx與上界蓄電量Cthkeh的范圍內(nèi)的情況下(在高SOC范圍內(nèi)的情況下)，平均蓄電量Cave僅可能存在于平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值Cave1j之間。
[0108]接著，在步驟SB9中，使用以下的式(10)求出平均蓄電量占比S (平均蓄電量占比計(jì)算單元)。
[0109]S — ( Cave — Cavel ) 7 ( Caveh — Cavel )......(10)
[0110]平均蓄電量占比S為表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAm之間的哪個(gè)位置的比例值，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量上限值Caveh相等的情況下為1，在平均 蓄電量Cave與平均蓄電量下限值CAva相等的情況下為0，表示為從O到I的范圍的值。
[0111]然后，在步驟SBlO中，使用以下的式(11)求出電池組蓄電量Cpack (電池組蓄電量計(jì)算單元)，結(jié)束電池組蓄電量Cpack的運(yùn)算。
[0112]Cpack = SXCmax+(1-S) XCave……(11)
[0113]另一方面，在步驟SB6中，最大蓄電量Cmax不超過(guò)上界蓄電量Cthkeh的情況下(否)，轉(zhuǎn)移到步驟SBlI。
[0114]在步驟SBll中，判斷最小蓄電量Cmin是否在低SOC范圍內(nèi)。在此，比較最小蓄電量Cmin與下界蓄電量CT.,在最小蓄電量Cmin比下界蓄電量CT.小的情況下(是),判斷為最小蓄電量Cmin在低SOC范圍內(nèi)，在步驟SB12中，使用以下的式(12)求取平均蓄電量上限值Caveh (平均蓄電量上限值計(jì)算單元)。
[0115]Caveh — Ctheel + (Cave — Cmin)......(12)
[0116]式(12)的平均蓄電量上限值Caveh為最小蓄電量Cmin在低SOC范圍內(nèi)時(shí)平均蓄電量Cave能夠取得的上限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最小蓄電量Cmin假定為與下界蓄電量CT.相等的值的情況下的平均蓄電量(:_。
[0117]接著，在步驟SB13中，使用以下的式(13)求出平均蓄電量下限值CAm (平均蓄電量下限值計(jì)算單元)。
[0118]Cavel — Cusgmin + (Cave — Cmin)......(13)
[0119]式(13)的平均蓄電量下限值CAva為最小蓄電量Cmin在低SOC范圍內(nèi)時(shí)平均蓄電量Cave能夠取得的下限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最小蓄電量Cmin假定為與下限蓄電量C_IN相等的值的情況下的平均蓄電量(:_。
[0120]在最小蓄電量Cmin在下界蓄電量Cthi皿與下限蓄電量Cusera的范圍內(nèi)的情況下(在低SOC范圍內(nèi)的情況下)，平均蓄電量Cave僅可能存在于平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值Cave1j之間。
[0121]接著，在步驟SB14中，使用以下的式(14)求出平均蓄電量占比S (平均蓄電量占比計(jì)算單元)。
[0122]S — ( Cave — Cavel ) 7 ( Caveh — Cavel )......(14)
[0123]平均蓄電量占比S為表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAm之間的哪個(gè)位置的比例值，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量上限值Caveh相等的情況下為1，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量下限值CAva相等的情況下為0，表示為從O到I的范圍的值。
[0124]然后，在步驟SB15中，使用以下的式(11)求出電池組蓄電量Cpacx，結(jié)束電池組蓄電量Cpm的運(yùn)算。
[0125]Cpack = SXCave +(1-S) XCmin……(11)
[0126]而在最大蓄電量Cmax比上界蓄電量Cthkeh *(SB6中為否)并且最小蓄電量Cmin比下界蓄電量CT.大(SB11中為否)的情況下，判斷為最大蓄電量Cmax和最小蓄電量Cmin在中央SOC范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移到步驟SB16。在步驟SB16中，進(jìn)行令電池組蓄電量Cpm與平均蓄電量Cave為相同值的處理(電池組蓄電量計(jì)算單元)，結(jié)束電池組蓄電量Cpacx的運(yùn)算。
[0127]根據(jù)以上的運(yùn)算，對(duì)于電池組蓄電量Cpacx,在最大蓄電量Cmax和最小蓄電量Cmin在中央SOC范圍內(nèi)的情況下，令其與平均蓄電量Cave為相同值進(jìn)行計(jì)算。而在最大蓄電量Cmax在高SOC范圍內(nèi)的情況下，或者在最小蓄電量Cmin在低SOC范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAm之間的位置進(jìn)行設(shè)定，使其為根據(jù)平均蓄電量占比S而連續(xù)變化的值。
[0128]電池組控制部150將電池組蓄電量Cpacx的運(yùn)算結(jié)果發(fā)送到車輛控制部200，車輛控制部200基于電池組蓄電量Cpacx，通過(guò)逆變器400的控制，從電池組110取得電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)410，或者將電動(dòng)發(fā)電機(jī)410中產(chǎn)生的電力再生到電池組110，或者控制充電器420進(jìn)行電池組110的充電。
[0129]對(duì)于由上述步驟求得的電池組蓄電量Cpm,在最大蓄電量Cmax和最小蓄電量Cmin在從下界蓄電量Cma到上界蓄電量Cthkeh之間的中央SOC范圍內(nèi)的情況下，令其與平均蓄電量Cave為相同值進(jìn)行計(jì)算。而在最小蓄電量Cmin在從下限蓄電量Cus_到下界蓄電量CTHKa之間的低SOC范圍內(nèi)的情況下，或者在最大蓄電量Cmax在從上界蓄電量Cthkeh到上限蓄電量Cus 之間的高SOC范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAva之間的位置的平均蓄電量占比S進(jìn)行計(jì)算。因此，只要電池組蓄電量Cpacx位于下限蓄電量Cus_到上限蓄電量Cusattx之間，構(gòu)成電池組110的所有電池單體111的蓄電量C都在下限蓄電量Cusera到上限蓄電量Cusemx的通常使用范圍中，能夠進(jìn)行不脫離該通常使用范圍的控制。
[0130]通過(guò)本實(shí)施例，在最大蓄電量Cmax和最小蓄電量Cmin在中央SOC范圍內(nèi)的情況下，將平均蓄電量Cave作為電池組蓄電量Cpack進(jìn)行計(jì)算，因此在中央SOC范圍內(nèi)的低SOC范圍偵牝電池組蓄電量Cpack被計(jì)算為比平均蓄電量Cave更小的值，能夠防止電池的輸出特性被低估，充分地利用蓄電池的能力。
[0131]實(shí)施例3
[0132]接著對(duì)實(shí)施例3進(jìn)行說(shuō)明。
[0133]本實(shí)施方式中特征為采用如下結(jié)構(gòu):僅在實(shí)施例2中的高SOC范圍內(nèi)利用平均蓄電量占比S計(jì)算電池組蓄電量Cpack,而在中央SOC范圍和低SOC范圍內(nèi)進(jìn)行將平均蓄電量
Cave作為電池組蓄電量Cpacx計(jì)算的處理。
[0134]在上述實(shí)施例1中，在通常使用范圍的整個(gè)范圍內(nèi)利用平均蓄電量占比S進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)施例2中，在高SOC范圍和低SOC范圍兩個(gè)范圍內(nèi)利用平均蓄電量占比S進(jìn)行計(jì)算，來(lái)算出電池組蓄電量Cpack,但該計(jì)算方法也可僅在高蓄電量(高SOC范圍)或低蓄電量(低SOC范圍)的其中一方中使用。
[0135]例如,混合動(dòng)力電動(dòng)車與插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車或純電動(dòng)車等相比，蓄電量的通常使用范圍窄，蓄電池的充放電不需要如此嚴(yán)格的蓄電量控制。因此，即使將各電池單體的平均蓄電量作為電池組蓄電量使用也無(wú)妨，但對(duì)于存在對(duì)蓄電池造成嚴(yán)重狀況的過(guò)充電的可能性的高蓄電量側(cè)的控制，也存在欲對(duì)其嚴(yán)格地進(jìn)行控制的情況。
[0136]此外，在構(gòu)成電池組110的電池單體111中僅有一個(gè)的蓄電量C降低到低蓄電量側(cè)的情況下，在應(yīng)用實(shí)施例1和實(shí)施例2時(shí)受該電池單體111的蓄電量C的影響，電池組蓄電量Cpacx計(jì)算得極度地比平均值(平均蓄電量Cave)小，受其影響而存在低估電池的輸出特性等無(wú)法充分利用蓄電池的能力的情況。這樣的狀況適合僅在高蓄電量側(cè)進(jìn)行使用平均蓄電量占比S的計(jì)算來(lái)算出電池組蓄電量CPAC:K。
[0137]圖5表示本實(shí)施例中進(jìn)行的電池組蓄電量的運(yùn)算流程。
[0138]電池組控制部150或存儲(chǔ)部180中，作為蓄電池111的通常使用范圍的上限的蓄電量的上限蓄電量CuseMX預(yù)先記錄為S0C90%,將求取電池組蓄電量Cpacx時(shí)使用的上界蓄電量Cthkeh記錄為S0C80%。這些SOC的數(shù)值并不限定于上述數(shù)值，可根據(jù)蓄電池的特性、使用方法、使用環(huán)境而使用最合適的值。
[0139]此外，上界蓄電量CthkehS以其值為分界來(lái)切換蓄電量的計(jì)算方法的分界蓄電量，設(shè)定為將通常使用范圍劃分為高SOC范圍和除此之外的標(biāo)準(zhǔn)SOC范圍兩個(gè)范圍的值。在通常使用范圍中，上限蓄電量Cusemx與上界蓄電量Cthkeh之間為高SOC范圍上,界蓄電量Cthkeh與下限蓄電量Cusara之間為標(biāo)準(zhǔn)SOC范圍。
[0140]電池組控制部150根據(jù)通過(guò)電池單體管理部120獲得的各種信息，依次地計(jì)算各電池單體111的蓄電量C。在計(jì)算出所有的電池單體111的蓄電量C后，電池組控制部150根據(jù)這些電池單體111的蓄電量C利用以下的方法計(jì)算出電池組蓄電量cPAC:K。
[0141]首先，將所有的電池單體111的蓄電量C中最大的值作為最大蓄電量Cmax。然后，在步驟SCl中比較最大蓄電量Cmax與上限蓄電量CuseMAX，在最大蓄電量Cmax為上限蓄電量Cusemx以上的值的情況下(是)，存在蓄電量C已脫離通常使用范圍的電池單體111，在步驟SC2中令電池組蓄電量Cpack與最大蓄電量Cmax為相同值(電池組蓄電量計(jì)算單元)，結(jié)束電池組蓄電量Cpm的運(yùn)算。
[0142]另一方面，在步驟SCl中，在最大蓄電量Cmax為比上限蓄電量Cusemx小的值的情況下(否)，轉(zhuǎn)移到步驟SC3。在步驟SC3中計(jì)算平均蓄電量Cave (實(shí)際平均蓄電量計(jì)算單元)。
[0143]在步驟SC4中，比較最大蓄電量Cmax與上界蓄電量Cthkeh，判斷最大蓄電量Cmax是否在聞SOC范圍內(nèi)。在此，在最大畜電量Cmax超過(guò)上界畜電量Cthreh的情況下(是)，判斷為最大蓄電量Cmax在高SOC范圍內(nèi)，在步驟SC5中，進(jìn)行使用以下的式(12)求取平均蓄電量上限值Caveh的處理(平均蓄電量上限值計(jì)算單元)。
[0144]Caveh — Cusgmax — (Cmax — Cave)......(12)
[0145]式(12)的平均蓄電量上限值Caveh為最大蓄電量Cmax在高SOC范圍內(nèi)時(shí)平均蓄電量Cave能夠取得的上限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最大蓄電量Cmax假定為與上限蓄電量Cusattx相等的值的情況下的平均蓄電量(:_。
[0146]接著，在步驟SC6中，使用以下的式(13)求出平均蓄電量下限值CAm (平均蓄電量下限值計(jì)算單元)。
[0147]Cavel — Ctheeh — (Cmax — Cave)......(13)
[0148]式(13)的平均蓄電量下限值CAva為最大蓄電量Cmax在高SOC范圍內(nèi)時(shí)平均蓄電量Cave能夠取得的下限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最大蓄電量Cmax假定為與下界蓄電量CT.相等的值的情況下的平均蓄電量(:_。
[0149]在最大蓄電量Cmax在上限蓄電量Cusattx與上界蓄電量Cthkeh的范圍內(nèi)的情況下(在高SOC范圍內(nèi)的情況下)，平均蓄電量Cave僅可能存在于平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值Cave1j之間。
[0150]接著，在步驟SC7中，使用以下的式(14)求出平均蓄電量占比S (平均蓄電量占比計(jì)算單元)。
[0151]S — (Cave — Cavel) 7 (`Caveh — Cavel)......(14)
[0152]平均蓄電量占比S為表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAm之間的哪個(gè)位置的比例值，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量上限值Caveh相等的情況下為1，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量下限值CAva相等的情況下為0，表示為從O到I的范圍的值。
[0153]然后，在步驟SC8中，使用以下的式(15)求出電池組蓄電量Cpack (電池組蓄電量計(jì)算單元)，結(jié)束電池組蓄電量的運(yùn)算。
[0154]Cpack = SXCmax +(1-S) XCave……(15)
[0155]另一方面，在步驟SC4中，在最大蓄電量Cmax不超過(guò)上界蓄電量Cthkeh的情況下(否)，判斷為最大蓄電量Cmax和最小蓄電量Cmin在標(biāo)準(zhǔn)SOC范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移到步驟SC9。在步驟SC9中，進(jìn)行令電池組蓄電量Cpack與平均蓄電量Cave為相同值的處理(電池組蓄電量計(jì)算單元)，結(jié)束電池組蓄電量Cpack的運(yùn)算。
[0156]根據(jù)以上的運(yùn)算，對(duì)于電池組蓄電量Cpack，在最大蓄電量Cmax在高SOC范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAva之間的位置進(jìn)行計(jì)算，使其為根據(jù)平均蓄電量占比S而連續(xù)變化的值，而在最大蓄電量Cmax和最小蓄電量Cmin在標(biāo)準(zhǔn)SOC范圍內(nèi)的情況下，令其與平均蓄電量Cave為相同值進(jìn)行計(jì)算。
[0157]電池組控制部150將電池組蓄電量Cpacx的運(yùn)算結(jié)果發(fā)送到車輛控制部200，車輛控制部200基于電池組蓄電量Cpacx，通過(guò)逆變器400的控制，從電池組110取得電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)410，或者將電動(dòng)發(fā)電機(jī)410中產(chǎn)生的電力再生到電池組110，或者控制充電器420進(jìn)行電池組110的充電。
[0158]對(duì)于由上述步驟求得的電池組蓄電量Cpacx,在最大蓄電量Cmax在上界蓄電量Cthkeh以下的標(biāo)準(zhǔn)SOC范圍內(nèi)的情況下，令其與平均蓄電量Cave為相同值進(jìn)行計(jì)算。而在最大蓄電量Cmax在從上界蓄電量Cthkeh到上限蓄電量Cusemx之間的高SOC范圍內(nèi)的情況下,根據(jù)表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAva之間的位置的平均蓄電量占比S進(jìn)行計(jì)算。因此，只要位于上限蓄電量Cusattx以下，構(gòu)成電池組110的所有電池單體111的蓄電量C都在上限蓄電量Cusemx以下，能夠進(jìn)行不脫離該通常使用范圍的控制。
[0159]通過(guò)本實(shí)施例，在例如用于混合動(dòng)力電動(dòng)車的情況下，能夠?qū)Υ嬖趯?duì)電池造成嚴(yán)重狀況的過(guò)充電的可能性的高蓄電量側(cè)的控制嚴(yán)格地進(jìn)行控制。
[0160]此外，在構(gòu)成電池組110的電池單體111中僅有一個(gè)的蓄電量C降低到低蓄電量側(cè)的情況下，由于在標(biāo)準(zhǔn)SOC范圍中電池組蓄電量Cpm被認(rèn)為與平均蓄電量Cave為相同值，因此能夠防止該電池單體111的蓄電量C的影響使電池組蓄電量Cpack計(jì)算得極度地比平均值(平均蓄電量Cave)小。因此，能夠適當(dāng)?shù)毓烙?jì)電池的輸出特性，能夠充分地利用蓄電池的能力。
[0161]實(shí)施例4
[0162]本實(shí)施例中特征為采用如下結(jié)構(gòu)，在對(duì)真實(shí)的電池組蓄電量設(shè)置容許值并根據(jù)電池組蓄電量進(jìn)行充放電的情況下，可靠地避免從各電池單體的通常使用范圍脫離。
[0163]圖6表示本實(shí)施例中進(jìn)行的電池組蓄電量的運(yùn)算流程。
[0164]電池組控制部150或存儲(chǔ)部180中，作為蓄電池111的通常使用范圍的上限的蓄電量的上限蓄電量Cusemx預(yù)先記錄為S0C90%，同樣地，作為通常使用范圍的下限的蓄電量的下限蓄電量Cusera記錄為S0C20%，容許值M記錄為5。
[0165]容許值M是在將通過(guò)運(yùn)算求得的真實(shí)的電池組蓄電量轉(zhuǎn)換到實(shí)際向車輛控制部200發(fā)送的電池組蓄電量時(shí)所使用的值。這些數(shù)值并不限定于上述數(shù)值，可根據(jù)蓄電池的特性、使用方法、使用環(huán)境而使用最合適的值。
[0166]電池組控制部150根據(jù)通過(guò)電池單體管理部120獲得的各種信息，依次地計(jì)算各電池單體111的蓄電量C。在計(jì)算出所有的電池單體111的蓄電量C后，電池組控制部150根據(jù)這些電池單體111的蓄電量C利用以下的方法計(jì)算出電池組蓄電量cPAC:K。
[0167]首先，將所有的電池單體111的蓄電量C中最大的值作為最大蓄電量Cmax，將所有的電池單體111的蓄電量C中最小的值作為最小蓄電量CMIN。然后，在步驟SDl中，求出所有的電池單體111的各蓄電量C的合計(jì)除以電池單體111的數(shù)目所得的平均蓄電量Cave(實(shí)際平均蓄電量計(jì)算單元)。
[0168]接著，在步驟SD2中，使用以下的式(16)求出平均蓄電量上限值Caveh (平均蓄電量上限值計(jì)算單元)。
[0169]Caveh — Cusgmax — (Cmax — Cave)......(16)
[0170]上述式(16)的平均蓄電量上限值Caveh為平均蓄電量Cave能夠取得的上限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最大蓄電量Cmax假定為與上限蓄電量Cusattx相等的值的情況下的平均蓄電量CAVE。
[0171]接著，在步驟SD3中，使用以下的式(17)求出平均蓄電量下限值CAm (平均蓄電量下限值計(jì)算單元)。[0172]Cavel — Cusgmin + (Cave — Cmin)......(17)
[0173]平均蓄電量下限值CAva為平均蓄電量Cave能夠取得的下限值，是在令測(cè)量時(shí)各電池單體111的蓄電量C保持這些蓄電量C彼此的間隔(差)的同時(shí)將各蓄電量C中最小蓄電量Cmin假定為與下限蓄電量Cusera相等的值的情況下的平均蓄電量CAVE。
[0174]此時(shí)，在所有的電池單體111的蓄電量C都在上限蓄電量Cusattx與下限蓄電量Cusgmin之間的情況下，平均蓄電量Cave僅可能存在于平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值C.之間。[0175]接著，在步驟SD4中，使用以下的式(18)求出平均蓄電量占比S (平均蓄電量占比計(jì)算單元)。
[0176]S — ( Cave — Cavel ) 7 ( Caveh — Cavel )......(18)
[0177]平均蓄電量占比S為表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量上限值Caveh與平均蓄電量下限值CAm之間的哪個(gè)位置的比例值，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量上限值Caveh相等的情況下為1，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量下限值CAva相等的情況下為0，表示為從O到I的范圍的值。
[0178]在此，令平均蓄電量占比S為S = 0.5的情況下的平均蓄電量為中間值Cavem(平均蓄電量中間值計(jì)算單元)。本實(shí)施例的電池組蓄電量Cpm的計(jì)算中，在求得平均蓄電量占比S后，接著，為了判斷電池組蓄電量Cpm是接近最大蓄電量Cmax還是接近最小蓄電量CMIN，將平均蓄電量占比S以0.5為分界，分情況進(jìn)行計(jì)算。
[0179]在步驟SD5中，在平均蓄電量占比S為S≥0.5的情況下(是)，電池組蓄電量Cpack的計(jì)算中使用最大蓄電量Cmax和平均蓄電量CAVE。
[0180]首先在步驟SD6中，使用以下的式(19 )求出平均蓄電量上層占比Sh (平均蓄電量上層占比計(jì)算單元)。
[0181]Sh = (S — 0.5) X2......(19)
[0182]平均蓄電量上層占比Sh為表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量中間值Cavem與平均蓄電量上限值Caveh之間的哪個(gè)位置的比例值，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量中間值Cavem相等的情況下為0，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量上限值Caveh相等的情況下為1，表示為從O到I的范圍的值。
[0183]然后，在步驟SD7中，使用以下的式(20)求出真實(shí)的電池組蓄電量Cpack TKUE。
[0184]Cpack^teue — Sh X Cmax 十(I — SH) XCave......(20)
[0185]在步驟SD8中使用式(21)對(duì)真實(shí)的電池組蓄電量Cpacx TKUE乘以容許值M來(lái)求出電池組蓄電量Cpm，結(jié)束運(yùn)算。
[0186]Cpack — Cpack^teue 十(MXSh)......(21)
[0187]另一方面，在步驟SD5中，在平均蓄電量占比S為S < 0.5的情況下(否)，電池組
畜電星Cpack的計(jì)算中使用最小畜電星Cmin和平均畜電星Caveο
[0188]首先在步驟SD9中，使用以下的式(22 )求出平均蓄電量下層占比& (平均蓄電量下層占比計(jì)算單元)。
[0189]Sl = SX2......(22)
[0190]平均蓄電量下層占比&為表示平均蓄電量Cave在平均蓄電量下限值CAva與平均蓄電量中間值Cavem之間的哪個(gè)位置的比例值，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量下限值CAm相等的情況下為O，在平均蓄電量Cave與平均蓄電量中間值Cavq^h等的情況下為1，表示為從O到I的范圍的值。
[0191]然后，在步驟SDlO中，使用以下的式(23)求出真實(shí)的電池組蓄電量Cpack TKUE。
[0192]Cpackjtkue = SlXCave + (I — Sl) XCmin......(23)
[0193]在步驟SDll中使用式(24)對(duì)真實(shí)的電池組蓄電量Cpack tkue乘以容許值M來(lái)求出電池組蓄電量CPM，結(jié)束運(yùn)算(電池組蓄電量計(jì)算單元)。
[0194]Cpack — Cpack^teue — (MX (I — Sh))......(24)
[0195]電池組控制部150將電池組蓄電量Cpacx的運(yùn)算結(jié)果發(fā)送到車輛控制部200，車輛控制部200基于電池組蓄電量Cpacx，通過(guò)逆變器400的控制，從電池組110取得電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)410，或者將電動(dòng)發(fā)電機(jī)410中產(chǎn)生的電力再生到電池組110，或者控制充電器420進(jìn)行電池組110的充電。
[0196]由上述步驟求得的電池組蓄電量Cpack在下限蓄電量Cusara與上限蓄電量Cuscmax之間連續(xù)變化，在容許值M設(shè)定為正值的情況下，真正的電池組蓄電量Cpack TKUE與通常使用范圍的上限值為相同值時(shí)，比真正的電池組蓄電量Cpacx TKUE大容許值M的值為電池組蓄電量Cpack,在真正的電池組蓄電量Cpm TKUE與通常使用范圍的下限值為相同值時(shí)，比真正的電池
組蓄電量Cpm tkue小容許值的值為電池組蓄電量CPAC:K。
[0197]此時(shí)，在根據(jù) 該電池組蓄電量Cpack進(jìn)行充放電的情況下能夠更可靠地避免從使用范圍脫離，在充放電控制的精度不高等情況下能夠進(jìn)行如下控制，假使電池組蓄電量Cpm脫離了使用范圍，但只要在容許值M的范圍內(nèi)，對(duì)于真正的電池組蓄電量CPAQi TKUE就不存在脫離使用范圍的電池單體111。
[0198]此外，將容許值M設(shè)定為負(fù)值的情況下，真正的電池組蓄電量Cpack TKUE與通常使用范圍的上限值為相同值時(shí)，比真正的電池組蓄電量Cpacx TKUE小容許值M的值為電池組蓄電量Cpack，在真正的電池組蓄電量Cpm tkue與使用范圍的下限值同值時(shí)，比真正的電池組蓄電量CPACK_TEUE大容許值M的值為電池組蓄電量CPAeK。預(yù)先設(shè)定具有足夠余量的使用范圍，在增加了容許量的整個(gè)范圍內(nèi)使用對(duì)于實(shí)際使用也不造成問(wèn)題的情況下，在欲保證電池輸出等時(shí)適合于在包含容許值的使用范圍內(nèi)充放電等場(chǎng)合。
[0199]以上說(shuō)明的實(shí)施例中所述的電池單體也可為其自身為組合多個(gè)電池單體而構(gòu)成的電池模塊。
[0200]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離權(quán)利要求的范圍記載的本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。例如，上述實(shí)施方式是為了對(duì)本發(fā)明易懂地說(shuō)明而進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明，并非限定必須具備所說(shuō)明的全部的結(jié)構(gòu)。此外，可將某實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的一部分替換成其它實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，或者可在某實(shí)施例中添加其它實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。另外，針對(duì)各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的一部分，能夠進(jìn)行其它結(jié)構(gòu)的追加、刪除、替換。
[0201]附圖記號(hào)說(shuō)明
[0202]100電池系統(tǒng)
[0203]110 電池組
[0204]111電池單體
[0205]112電池單體組[0206]120 電池單體管理部
[0207]121電池單體控制部
[0208]150 電池組控制部。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)連接多個(gè)電池單體而構(gòu)成的電池組進(jìn)行控制的電池控制裝置，其特征在于，包括: 實(shí)際平均蓄電量計(jì)算單元，其根據(jù)所述多個(gè)電池單體的各蓄電量計(jì)算作為所述多個(gè)電池單體的平均蓄電量的實(shí)際平均蓄電量； 平均蓄電量上限值計(jì)算單元，其根據(jù)所述多個(gè)電池單體的各蓄電量和所述實(shí)際平均蓄電量，計(jì)算在預(yù)先設(shè)定的使用范圍內(nèi)所述多個(gè)電池單體的平均蓄電量能夠取得的平均蓄電量上限值； 平均蓄電量下限值計(jì)算單元，其根據(jù)所述多個(gè)電池單體的各蓄電量和所述實(shí)際平均蓄電量，計(jì)算在預(yù)先設(shè)定的使用范圍內(nèi)所述多個(gè)電池單體的平均蓄電量能夠取得的平均蓄電量下限值； 平均蓄電量占比計(jì)算單元，其計(jì)算表示所述實(shí)際平均蓄電量在所述平均蓄電量上限值與所述平均蓄電量下限值之間的位置的平均蓄電量占比；和 電池組蓄電量計(jì)算單元，其根據(jù)所述實(shí)際平均蓄電量、所述平均蓄電量上限值、所述平均蓄電量下限值和所述平均蓄電量占比，計(jì)算所述電池組的電池組蓄電量。
2.如權(quán)利要求1所述的電池控制裝置，其特征在于: 所述平均蓄電量上限值計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)將所述各蓄電量中的最大蓄電量假定為與預(yù)先設(shè)定的上限蓄電量相等的值時(shí)，計(jì)算此時(shí)各電池單體的平均蓄電量作為所述平均蓄電量上限值， 所述平均蓄電量下限值計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)將所述各蓄電量中的最小蓄電量假定為與預(yù)先設(shè)定的下限蓄電量相等的值時(shí)，計(jì)算此時(shí)各電池單體的平均蓄電量作為所述平均蓄電量下限值。
3.如權(quán)利要求2所述的 電池控制裝置，其特征在于，包括: 平均蓄電量中間值計(jì)算單元，其計(jì)算位于所述平均蓄電量上限值與所述平均蓄電量下限值之間的一半的位置時(shí)的平均蓄電量作為平均蓄電量中間值； 平均蓄電量上層占比計(jì)算單元，其根據(jù)所述平均蓄電量占比計(jì)算表示所述平均蓄電量在所述平均蓄電量中間值與所述平均蓄電量上限值之間的位置的平均蓄電量上層占比；和平均蓄電量下層占比計(jì)算單元，其根據(jù)所述平均蓄電量占比計(jì)算表示所述平均蓄電量在所述平均蓄電量中間值與所述平均蓄電量下限值之間的位置的平均蓄電量下層占比，所述電池組蓄電量計(jì)算單元在所述平均蓄電量占比為0.5以上時(shí)，根據(jù)所述最大蓄電量、平均蓄電量和平均蓄電量上層占比計(jì)算所述電池組蓄電量，在所述平均蓄電量占比小于0.5時(shí)，根據(jù)所述最小蓄電量、所述平均蓄電量和所述平均蓄電量下層占比計(jì)算所述電池組蓄電量。
4.如權(quán)利要求1所述的電池控制裝置，其特征在于: 所述電池組蓄電量計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)該各蓄電量中的最大蓄電量在預(yù)先設(shè)定的上界蓄電量以下并且最小蓄電量在預(yù)先設(shè)定的下界蓄電量以上的情況下，將所述電池組蓄電量作為與所述平均蓄電量相同的值進(jìn)行計(jì)算。
5.如權(quán)利要求4所述的電池控制裝置，其特征在于: 在所述最大蓄電量比所述上界蓄電量大的情況下， 所述平均蓄電量上限值計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)將所述最大蓄電量假定為與預(yù)先設(shè)定的上限蓄電量相等的值時(shí)，計(jì)算此時(shí)所述多個(gè)電池單體的平均蓄電量作為平均蓄電量上限值， 所述平均蓄電量下限值計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)將所述最大蓄電量假定為與所述上界蓄電量相等的值時(shí)，計(jì)算此時(shí)所述多個(gè)電池單體的平均蓄電量作為平均蓄電量下限值。
6.如權(quán)利要求4所述的電池控制裝置，其特征在于: 在所述最小蓄電量比所述下界蓄電量小的情況下， 所述平均蓄電量上限值計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)將所述最小蓄電量假定為與所述下界蓄電量相等的值時(shí)，計(jì)算此時(shí)所述多個(gè)電池單體的平均蓄電量作為平均蓄電量上限值， 所述平均蓄電量下限值計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)將所述最小蓄電量假定為與預(yù)先設(shè)定的下限蓄電量相等的值時(shí)，計(jì)算此時(shí)所述多個(gè)電池單體的平均蓄電量作為平均蓄電量下限值。
7.如權(quán)利要求1所述的電池控制裝置，其特征在于: 所述電池組蓄電量計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)該各蓄電量中的最大蓄電量在預(yù)先設(shè)定的上界蓄電量以下的情況下，將所述電池組蓄電量作為與所述平均蓄電量相同的值進(jìn)行計(jì)算。
8.如權(quán)利要求7所述的電池控制裝置，其特征在于: 在所述最大蓄電量比所述上界蓄電量大的情況下，· 所述平均蓄電量上限值計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)將所述最大蓄電量假定為與預(yù)先設(shè)定的上限蓄電量相等的值時(shí)，計(jì)算此時(shí)所述多個(gè)電池單體的平均蓄電量作為平均蓄電量上限值， 所述平均蓄電量下限值計(jì)算單元，在保持所述多個(gè)電池單體的各蓄電量的間隔的同時(shí)將所述最大蓄電量假定為與所述上界蓄電量相等的值時(shí)，計(jì)算此時(shí)所述多個(gè)電池單體的平均蓄電量作為平均蓄電量下限值。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電池控制裝置，其特征在于: 所述電池組蓄電量計(jì)算單元，在所述多個(gè)電池單體的各蓄電量中的最大蓄電量在所述上限蓄電量以上的情況下，將所述電池組蓄電量作為與所述最大蓄電量相同的值進(jìn)行計(jì)笪
ο
10.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電池控制裝置，其特征在于: 所述電池組蓄電量計(jì)算單元，在所述多個(gè)電池單體的各蓄電量中的最小蓄電量在所述下限蓄電量以下的情況下，將所述電池組蓄電量作為與所述最小蓄電量相同的值進(jìn)行計(jì)笪
ο
11.如權(quán)利要求3所述的電池控制裝置，其特征在于: 所述電池組蓄電量計(jì)算單元對(duì)所述電池組蓄電量乘以預(yù)先設(shè)定的容許值。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK103858019SQ201180074010
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2011年10月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月6日
【發(fā)明者】五十嵐直行, 大川圭一朗, 河原洋平 申請(qǐng)人:日立車輛能源株式會(huì)社