CN107005077A - 电力控制装置以及电力控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式的电力控制装置具有取得部与确定部。取得部取得与可充放电的二次电池在充电时的电压相关的信息。确定部根据由所述取得部取得的信息，以随着上限电压与所述二次电池的电压之间的差分变小而变小并且用上限电流进行限制的方式，确定所述二次电池在充电时的最大电流。

Description

电力控制装置以及电力控制***
技术领域
本发明的实施方式涉及电力控制装置以及电力控制***。
背景技术
近年来，将二次电池应用在与机车、公共汽车、建筑机械等的引擎的混合用途和固定式工业用机械中的电力波动抑制用途的动作日益活跃。在这些用途中，需要大电流的输入输出与可大范围地使用能量的充电状态范围。在以往的技术中，为了在不浪费能够用于储备和行驶的能量容量的情况下使用该能量容量，常用电气容量来规定并控制二次电池具有的能量可使用的充电状态范围的上下限。然而，在用电气容量规定充电状态范围并且设定为大范围的情况下，存在达到上下限的电气容量之前，先达到电池的闭合电路电压的上下限值而导致机器停止、能够使用的能量范围被大幅限制的情况。这样，在以往的技术中，存在无法准确地进行二次电池的电压限制的情况。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-177601号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够更加准确地进行二次电池的电压限制的电力控制装置以及电力控制***。
用于解决技术问题的方案
实施方式的电力控制装置具有取得部与确定部。取得部取得与可充放电的二次电池在充电时的电压相关的信息。确定部根据由所述取得部取得的信息，以随着上限电压与所述二次电池的电压之间的差分变小而变小并且用上限电流进行限制的方式，确定所述二次电池在充电时的最大电流。
附图说明
图1是示出电力控制***1的结构的一例的图。
图2是示出电池组件20的结构的一例的图。
图3是示出电力控制***1中的控制关系的结构的一例的图。
图4是示意性地示出最大电流确定部56在充电时的处理内容的图。
图5是示例出了充电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax的推移的图。
图6是示意性地示出最大电流确定部56在放电时的处理内容的图。
图7是示例出了放电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax的推移的图。
图8是用于说明电池单元21的电压/电流特性与增益K之间的关系的图。
图9是示出由第二实施方式的最大电流确定部56在电池单元21充电时执行的处理的流程的一例的流程图。
图10是示例出了进行图9所示处理后生成的、充电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax的推移的图。
图11是示出由第二实施方式的最大电流确定部56在电池单元21放电时执行的处理的流程的一例的流程图。
图12是示例出了进行图11所示处理后生成的、放电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax的推移的图。
图13是示出由第二实施方式的最大电流确定部56在电池单元21充电时执行的处理的流程的其他例子的流程图。
图14是示出由第二实施方式的最大电流确定部56在电池单元21放电时执行的处理的流程的其他例子的流程图。
图15是示出利用电力控制***1的移动体***100的结构的一例的图。
图16是示出利用电力控制***1的固定式蓄电***200的结构的一例的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对实施方式的电力控制装置以及电力控制***进行说明。
(第一实施方式)
图1是示出第一实施方式的电力控制***1的结构的一例的图。电力控制***1可以包括电池模块10-1、10-2、……、10-n(n为任意的自然数)、电力控制装置50、输入装置70以及控制对象80，但是不局限于此。下面，在不区分是哪个电池模块时，仅表述为电池模块10。
多个电池模块10通过电力线PL相对于控制对象80并联连接，向控制对象80供给电力。由于各电池模块10具有相同的结构(也可以存在部分不同)，因此在图中仅详细记载了电池模块10-1的结构，以代表多个电池模块。电池模块10包括串联连接的多个电池组件20、电流传感器30以及BMU(BatteryManagement Unit：电池管理单元)40。电池模块10内的各构成要素用单元内通信线CL1连接。在单元内通信线CL1中，例如进行基于CAN(ControllerArea Network：控制器局域网络)的通信。
图2是示出电池组件20的结构的一例的图。电池组件20是连接有多个电池单元21的电池组(电池)。另外，电池模块10以及电池模块10并联连接的产物同样也是电池组(电池)。在电池组件20中，例如两个并联连接的电池单元21的组串联连接。不仅局限于此，电池组件20内的电池单元的连接方式可以任意设定。
电池单元21是锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池、氧化还原液流电池、镍氢电池等可充放电的二次电池。在为锂离子电池的情况下，电池单元21也可以使用钛酸锂为负极材料。此外，在图1以及图2中，省略了用于为电池单元21充电的结构的图示。
电池组件20进一步包括CMU(Cell monitoring Unit：电池监测单元)22、多个电压传感器23以及多个温度传感器24。CMU22具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等处理器、各种存储装置、CAN控制器、其他通信接口等。
电压传感器23例如测定并联连接的电池单元21的组的电压。另外，在电池组件20内的任意部位安装有任意个数的温度传感器24。电压传感器23以及温度传感器24的检测结果被输出到CMU22。CMU22向BMU40输出电压传感器23以及温度传感器24的检测结果。
返回图1，BMU40通过单元内通信线CL1连接到多个CMU22，并且通过通信线CL2连接到电力控制装置50。BMU40具备CPU等处理器、各种存储装置、CAN控制器以及与通信线CL2相对应的通信接口等。此外，也可以省略通信线CL2，而在BMU40与电力控制装置50之间进行无线通信。在BMU40中输入有电流传感器30的检测结果，所述电流传感器30检测流过电池模块10的电池组件20的电流。
电力控制装置50具备CPU等处理器、各种存储装置以及与通信线CL2相对应的通信接口等。电力控制装置50根据从多个BMU40输入的信息以及从输入装置70输入的操作信息，控制控制对象80。
图3是示出电力控制***1中的控制关系的结构的一例的图。从CMU22向BMU40提供每个电池单元21的电压、电池组件20的电压以及电池组件20的温度等信息。CMU22通过对每个电池单元21的电压进行加法运算从而算出电池组件20的电压。也可以取而代之地通过在BMU40一侧对每个电池单元21的电压进行加法运算从而算出电池组件20的电压。
BMU40根据电流传感器30(参照图1)的检测结果，算出各电池组件20的SOC(StateOf Charge：充电率)。此外，也可以根据电压传感器23的检测结果等由CMU22算出各电池组件20的SOC(或者各电池单元21的SOC)。BMU40向电力控制装置50输出从CMU22输入的每个电池单元21的电压、电池组件20的电压、电池组件20的温度等信息以及算出的SOC。
电力控制装置50具备CPU等处理器、各种存储装置、与通信线CL2以及与控制对象80的通信相对应的通信接口等。电力控制装置50作为功能结构具备取得部52、最大电流确定部56、控制量确定部58以及存储部60。最大电流确定部56以及控制量确定部58中的一个或者两个通过由CPU等处理器执行存储在存储部60中的程序而实现。另外，这些功能部也可以由LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等硬件实现。
取得部52包括通信接口，将从BMU40取得的信息输出到最大电流确定部56或者存储到存储部60中。
最大电流确定部56根据对从由取得部52取得的信息得到的电池单元21的电压与上限电压VcMAX或者与下限电压VcMIN进行比较，确定电池单元21在充电时或者放电时的最大电流。上限电压VcMAX以及下限电压VcMIN是根据抑制电池单元21的劣化的观点而预先规定的值。上限电压VcMAX根据电池单元21的可用最大电压而预先设定。上限电压VcMAX优选具有控制上的富余，且设定为低于电池单元21的可用最大电压的值，但是也可以使上限电压VcMAX与电池单元21的可用最大电压一致。另外，下限电压VcMIN根据电池单元21的可用最小电压而预先设定。下限电压VcMIN优选具有控制上的富余，且设定为高于电池单元21的可用最小电压的值，但是也可以使下限电压VcMIN与电池单元21的可用最小电压一致。
控制量确定部58根据从输入装置70输入的操作信息以及由最大电流确定部56确定的最大电流，确定供给控制对象80的控制量。输入装置70也可以包括杠杆开关、拨盘开关、各种键、触摸面板等。
控制对象80也可以包括DC-AC转换器，所述DC-AC转换器具有多个晶体管，通过转换控制晶体管将直流转换为交流。在这种情况下，供给控制对象80的控制量是例如转换控制中的占空比。另外，在控制对象80向笼型感应电动机供给电力的情况下，供给控制对象80的控制量也可以包括i轴电流和/或q轴电流等的指令值。进一步，控制对象80也可以包括发电电力并供给到电池模块10的发电机以及将供给到发电机的动力的一部分作为热而废弃的装置(限制发电量的装置)等。
此外，控制量确定部58的功能也可以是独立于电力控制装置50的控制装置的功能。在这种情况下，电力控制装置50向上述独立的控制装置输出由最大电流确定部56确定的最大电流。另外，也可以从图1以及图3所示的结构中省略输入装置70，控制量确定部58根据由最大电流确定部56确定的最大电流以及其他信息，确定供给控制对象80的控制量。
存储部60通过ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)、其他闪存装置等各种存储装置实现。在存储部60中除了电力控制装置50的处理器执行的程序以外，还存储有换算表62以及在最大电流确定部56和控制量确定部58的处理过程中生成的各种信息。
下面，对最大电流确定部56的处理内容进行说明。图4是示意性地示出最大电流确定部56在充电时的处理内容的图。在充电时，最大电流确定部56首先从电池单元21的上限电压VcMAX减去电池单元21的电压Vc的最大值，求出差分ΔV。上限电压VcMAX是从抑制电池单元21的劣化并且高效使用电池单元21的观点出发而预先规定的值。
在此，最大电流确定部56将使用换算表62从电池单元21的SOC换算得到的零电流时的电压视作电池单元21的电压Vc。换算表62是规定了预先得到的SOC与零电流时的电压之间的关系的表。
接下来，最大电流确定部56将差分ΔV与增益K相乘。然后，用上限电流Alim限制相乘结果KΔV，算出每个电池单元21的最大电流Acellmax。其结果是，充电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax进行例如如图5所示的推移。上限电流Alim是从抑制电池单元21的劣化的观点出发而预先规定的值。上限电流Alim根据电池组件20或者电池单元21的规格中的最大充放电电流(规格上最大电流A*)而预先设定。上限电流Alim优选具有控制上的富余，设定为小于规格上最大电流A*的值，但是也可以使上限电流Alim与规格上最大电流A*一致。
图5是示例出了充电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax的推移的图。图中，电流为不考虑方向的绝对值。如图所示，在充电时，最大电流Acellmax在电压Vc与上限电压VcMAX之间的差分ΔV足够大的情况下，以上限电流Alim进行一定的推移，当电压VC与上限电压VcMAX之间的差分ΔV变小时，随着差分ΔV变小呈变小的倾向。其结果是，电压Vc的上升钝化，向上限电压VcMAX渐进并推移。这样，根据实施方式的电力控制装置50，能够准确地进行电池单元21的电压限制。
另一方面，图6是示意性地示出最大电流确定部56在放电时的处理内容的图。在放电时，最大电流确定部56首先从电池单元21的电压Vc的最小值减去电池单元21的下限电压VcMIN，求出差分ΔV。下限电压VcMIN是从抑制电池单元21的劣化并且高效使用电池单元21的观点出发而预先规定的值。
接下来，最大电流确定部56将差分ΔV与增益K相乘。然后，用上限电流Alim限制相乘结果KΔV，算出每个电池单元21的最大电流Acellmax。其结果是，充电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax进行例如如图7所示的推移。
图7是示例出了放电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax的推移的图。图中，电流为不考虑方向的绝对值。如图所示，在放电时，最大电流Acellmax在电压Vc与下限电压VcMIN之间的差分ΔV足够大的情况下，以上限电流Alim进行一定的推移，当电压VC与下限电压VcMIN之间的差分ΔV变小时，随着差分ΔV变小呈变小的倾向。其结果是，电压Vc的下降钝化，向下限电压VcMIN渐进并推移。这样，根据实施方式的电力控制装置50，能够准确地进行电池单元21的电压限制。
进一步，最大电流确定部56将每个电池单元21容许的最大电流Acellmax与组件并联数np_cell相乘，算出每个电池组件20容许的最大电流Acellmod。组件并联数np_cell是电池组件20中的电池单元21的并联数。在图2的例子中，组件并联数np_cell为2。
另外，最大电流确定部56将每个电池组件20容许的最大电流Acellmod与***并联数np_mod相乘，算出***最大电流Amax。***最大电流Amax是在电力控制***1中容许各电池模块10充放电的最大电流的总和，是通过电力线PL供给到控制对象80的最大电流。***并联数np_mod是***并联数、即电池组件20的并联数。在图1的例子中，***并联数np_mod为n。
控制量确定部58根据从输入装置70输入的操作信息，将供给控制对象80的控制量、***最大电流Amax设定为上限值。例如，控制量确定部58首先根据从输入装置70输入的操作信息确定供给控制对象80的发电量的一次指令值，如果一次指令值没有超过与***最大电流Amax相对应的发电量，则将一次指令值作为控制量供给控制对象80，如果一次指令值超过了与***最大电流Amax相对应的发电量，则将与***最大电流Amax相对应的发电量作为控制量供给控制对象80。
在第一实施方式中，既可以使用在充电时与放电时共同的增益K，也可以使用在充电时与放电时不同的增益K。在这种情况下，根据电池单元21的电压/电流特性，确定增益K即可。图8是用于说明电池单元21的电压/电流特性与增益K之间的关系的图。图中，纵轴是电池单元21的电压Vc，横轴是充放电电流的累计值(也可认为是SOC)。在这种情况下，比较表示电池单元21的电压/电流特性的曲线(以下称为特性曲线)与上限电压VcMAX的交点P1处的特性曲线的倾斜G1与、特性曲线与下限电压VcMIN的交点P2处的特性曲线的倾斜G2，如果倾斜G1大于倾斜G2，则令充电时的增益K大于放电时的增益K，如果倾斜G1小于倾斜G2，则令充电时的增益K小于放电时的增益K即可。由此，能够进行与相对于电池单元21设定的上限电压VcMAX以及下限电压VcMIN的位置相应的控制，能够更加确切地防止过充电和过放电。特性曲线的倾斜大是由于在该时间点需要使充电电流或者放电电流快速衰减，因此需要预先增大增益K。另外，在第一实施方式中，也可以使充电时的上限电流Alim与放电时的上限电流Alim不同。
根据上述说明的第一实施方式的电力控制装置50，通过具备取得部52与最大电流确定部56，能够在流通比较大的电流的***中更加准确地进行电池单元21的电压限制，其中，所述取得部52取得与可充放电的电池单元21在充电时的电压相关的信息，所述最大电流确定部56根据由取得部52取得的信息，以随着上限电压VcMAX与电池单元21的电压Vc之间的差分变小而变小并且用上限电流Alim进行限制的方式，确定电池单元21在充电时的最大电流Acellmax。
另外，根据第一实施方式的电力控制装置50，通过具备取得部52与最大电流确定部56，能够在流通比较大的电流的***中更加准确地进行电池单元21的电压限制，其中，所述取得部52取得与可充放电的电池单元21在放电时的电压相关的信息，所述最大电流确定部56根据由取得部52取得的信息，以随着下限电压VcMIN与电池单元21的电压Vc之间的差分变小而变小并且用上限电流Alim进行限制的方式，确定电池单元21在放电时的最大电流Acellmax。
另外，根据第一实施方式的电力控制装置50，由于根据电池单元21的电压Vc的最大值或者最小值算出***最大电流Amax，因此能够进行与在每个电池单元21中存在个体差异的劣化的进行状态相应的安全侧控制。
(第二实施方式)
下面，对第二实施方式进行说明。第二实施方式的电力控制装置50在最大电流确定部56的处理内容方面与第一实施方式不同，其他方面共同。因此，在结构上引用图1至图3，并省略对共同部分的说明。
第二实施方式的最大电流确定部56根据对从由取得部52取得的信息得到的电池单元21的电压与上限电压VcMAX或者与下限电压VcMIN进行比较，确定电池单元21在充电时或者放电时的最大电流。此外，在第二实施方式中也与第一实施方式相同地，将使用换算表62从电池单元21的SOC换算得到的零电流时的电压视为电池单元21的电压Vc。
第二实施方式的最大电流确定部56以规定周期反复确定电池单元21在充电时的最大电流Acellmax，在上限电压VcMAX与电池单元21的电压Vc之间的差分小于第一规定电压V1的情况下，将电池单元21在充电时的最大电流Acellmax确定为从上次确定的最大电流Acellmax减去阶跃电压α的值。
另外，第二实施方式的最大电流确定部56以规定周期反复确定电池单元21在放电时的最大电流Acellmax，在电池单元21的电压Vc与下限电压VcMIN之间的差分小于第二规定电压V2的情况下，将电池单元21在充电时的最大电流Acellmax确定为从上次确定的最大电流Acellmax减去阶跃电压α的值。
图9是示出由第二实施方式的最大电流确定部56在电池单元21充电时执行的处理的流程的一例的流程图。以规定周期反复执行本流程图的处理。
首先，最大电流确定部56选择电池单元21的最大值(步骤S100)。接下来，最大电流确定部56从电池单元21的上限电压VcMAX减去电池单元21的电压Vc的最大值，求出差分ΔV(步骤S102)。上限电压VcMAX是从抑制电池单元21的劣化并且高效使用电池单元21的观点出发而预先规定的值。
接下来，最大电流确定部56判断差分ΔV是否小于第一规定电压V1(步骤S104)。在差分ΔV不小于第一规定电压V1的情况下，最大电流确定部56将每个电池单元21的最大电流Acellmax确定为上限电流Alim(步骤S106)。
另一方面，在差分ΔV小于第一规定电压V1的情况下，最大电流确定部56从上次执行了该流程图的一个例程时确定的最大电流Acellmax减去阶跃电压α，从而确定每个电池单元21的最大电流Acellmax(步骤S108)。但是，最大电流确定部56在减去阶跃电压α的值为负数的情况下，确定最大电流Acellmax为零(或者比较小的规定值)。
图10是示例出了进行图9所示处理后生成的、充电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax的推移的图。图中，电流为不考虑方向的绝对值。如图所示，在差分ΔV大于等于第一规定电压V1的期间内，每个电池单元21的最大电流Acellmax维持上限电流Alim。当差分ΔV变为小于第一规定电压V1时，每个电池单元21的最大电流Acellmax确定为在每个控制周期内各减少阶跃电压α以接近零。其结果是，电压Vc的上升钝化，向上限电压VcMAX渐进并推移。这样，根据实施方式的电力控制装置50，能够准确地进行电池单元21的电压限制。
图11是示出由第二实施方式的最大电流确定部56在电池单元21放电时执行的处理的流程的一例的流程图。以规定周期反复执行本流程图的处理。
首先，最大电流确定部56选择电池单元21的最小值(步骤S200)。接下来，最大电流确定部56从电池单元21的电压Vc的最小值减去电池单元21的下限电压VcMIN，求出差分ΔV(步骤S202)。下限电压VcMIN是从抑制电池单元21的劣化并且高效使用电池单元21的观点出发而预先规定的值。
接下来，最大电流确定部56判断差分ΔV是否小于第二规定电压V2(步骤S204)。在差分ΔV不小于第二规定电压V2的情况下，最大电流确定部56将每个电池单元21的最大电流Acellmax确定为上限电流Alim(步骤S206)。在此，第一规定电压V1与第二规定电压V2既可以为相同值，也可以为不同值。
另一方面，在差分ΔV小于第二规定电压V2的情况下，最大电流确定部56从上次执行了该流程图的一个例程时确定的最大电流Acellmax减去阶跃电压α，从而确定每个电池单元21的最大电流Acellmax(步骤S208)。但是，最大电流确定部56在减去阶跃电压α的值为负数的情况下，确定最大电流Acellmax为零(或者比较小的规定值)。
图12是示例出了进行图11所示处理后生成的、放电时的电池单元21的电压Vc以及最大电流Acellmax的推移的图。图中，电流为不考虑方向的绝对值。如图所示，在差分ΔV大于等于第二规定电压V2的期间内，每个电池单元21的最大电流Acellmax维持上限电流Alim。当差分ΔV变为小于第二规定电压V2时，每个电池单元21的最大电流Acellmax确定为在每个控制周期内各减少阶跃电压α以接近零。其结果是，电压Vc的下降钝化，向下限电压VcMIN渐进并推移。这样，根据实施方式的电力控制装置50，能够准确地进行电池单元21的电压限制。
进一步，最大电流确定部56将每个电池单元21容许的最大电流Acellmax与组件并联数np_cell相乘，算出每个电池组件20容许的最大电流Acellmod。组件并联数np_cell是电池组件20中的电池单元21的并联数。在图2的例子中，组件并联数np_cell为2。
另外，最大电流确定部56将每个电池组件20容许的最大电流Acellmod与***并联数np_mod相乘，算出***最大电流Amax。***最大电流Amax是在电力控制***1中容许各电池模块10充放电的最大电流的总和，是通过电力线PL供给到控制对象80的最大电流。***并联数np_mod是***并联数、即电池组件20的并联数。在图1的例子中，***并联数np_mod为n。
控制量确定部58根据从输入装置70输入的操作信息，将供给控制对象80的控制量、***最大电流Amax设定为上限值。例如，控制量确定部58首先根据从输入装置70输入的操作信息确定供给控制对象80的发电量的一次指令值，如果一次指令值没有超过与***最大电流Amax相对应的发电量，则将一次指令值作为控制量供给控制对象80，如果一次指令值超过了与***最大电流Amax相对应的发电量，则将与***最大电流Amax相对应的发电量作为控制量供给控制对象80。
在第二实施方式中，既可以使用在充电时与放电时共同的阶跃电压α，也可以使用在充电时与放电时不同的阶跃电压α。在这种情况下，根据电池单元21的电压/电流特性，确定阶跃电压α即可。参照图8，对此进行说明。与第一实施方式相同地，比较表示电池单元21的电压/电流特性的曲线(以下称为特性曲线)与上限电压VcMAX的交点P1处的特性曲线的倾斜G1与、特性曲线与下限电压VcMIN的交点P2处的特性曲线的倾斜G2，如果倾斜G1大于倾斜G2，则令充电时的阶跃电压α大于放电时的阶跃电压α，如果倾斜G1小于倾斜G2，则令充电时的阶跃电压α小于放电时的阶跃电压α即可。由此，能够进行与相对于电池单元21设定的上限电压VcMAX以及下限电压VcMIN的位置相应的控制，能够更加确切地防止过充电和过放电。特性曲线的倾斜大是由于在该时间点需要使充电电流或者放电电流快速衰减，因此需要预先增大阶跃电压α。
同理，如果倾斜G1大于倾斜G2，则令第一规定电压V1大于第二规定电压V2，如果倾斜G1小于倾斜G2，则令第一规定电压V1小于第二规定电压V2即可。这样，能够在倾斜陡峭一侧更早地实施最大电流Acellmax的限制，能够更加确切地防止过充电和过放电。另外，在第二实施方式中，也可以使充电时的上限电流Alim与放电时的上限电流Alim不同。
另外，在第二实施方式中，对在差分ΔV不小于第一规定电压V1的情况下，将每个电池单元21的最大电流Acellmax确定为上限电流Alim、即差分ΔV为大于等于第一规定电压V1时立即返回上限电流Alim的情况进行了说明，但是取而代之地，也可以使每个电池单元21的最大电流Acellmax各返回阶跃电压β以接近上限电流Alim。由此，能够使电流控制更加平缓。下面，对这种情况下的处理的流程进行说明。
图13是示出由第二实施方式的最大电流确定部56在电池单元21充电时执行的处理的流程的其他例子的流程图。以规定周期反复执行本流程图的处理。
首先，最大电流确定部56选择电池单元21的最大值(步骤S300)。接下来，最大电流确定部56从电池单元21的上限电压VcMAX减去电池单元21的电压Vc的最大值，求出差分ΔV(步骤S302)。
接下来，最大电流确定部56判断差分ΔV是否小于第一规定电压V1(步骤S304)。在差分ΔV不小于第一规定电压V1的情况下，最大电流确定部56在上次执行了该流程图的一个例程时确定的最大电流Acellmax上加上返回时的阶跃电压β，确定每个电池单元21的最大电流Acellmax(步骤S306)。但是，最大电流确定部56在加上阶跃电压β的值超过上限电流Alim的情况下，将最大电流Acellmax确定为上限电流Alim。
另一方面，在差分ΔV小于第一规定电压V1的情况下，最大电流确定部56从上次执行了该流程图的一个例程时确定的最大电流Acellmax减去阶跃电压α，从而确定每个电池单元21的最大电流Acellmax(步骤S308)。但是，最大电流确定部56在减去阶跃电压α的值为负数的情况下，确定最大电流Acellmax为零(或者比较小的规定值)。
图14是示出由第二实施方式的最大电流确定部56在电池单元21放电时执行的处理的流程的其他例子的流程图。以规定周期反复执行本流程图的处理。
首先，最大电流确定部56选择电池单元21的最小值(步骤S400)。接下来，最大电流确定部56从电池单元21的电压Vc的最小值减去电池单元21的下限电压VcMIN，求出差分ΔV(步骤S402)。
接下来，最大电流确定部56判断差分ΔV是否小于第二规定电压V2(步骤S404)。在差分ΔV不小于第二规定电压V2的情况下，最大电流确定部56在上次执行了该流程图的一个例程时确定的最大电流Acellmax上加上返回时的阶跃电压β，确定每个电池单元21的最大电流Acellmax(步骤S406)。但是，最大电流确定部56在加上阶跃电压β的值超过上限电流Alim的情况下，将最大电流Acellmax确定为上限电流Alim。
另一方面，在差分ΔV小于第二规定电压V2的情况下，最大电流确定部56从上次执行了该流程图的一个例程时确定的最大电流Acellmax减去阶跃电压α，从而确定每个电池单元21的最大电流Acellmax(步骤S408)。但是，最大电流确定部56在减去阶跃电压α的值为负数的情况下，确定最大电流Acellmax为零(或者比较小的规定值)。
根据上述说明的第二实施方式的电力控制装置50，能够与第一实施方式相同地在流通比较大的电流的***中更加准确地进行电池单元21的电压限制。
另外，根据第二实施方式的电力控制装置50，由于以阶跃电压α降低最大电流Acellmax，因此能够防止确定的最大电流Acellmax的值振荡。
另外，根据第二实施方式的电力控制装置50，由于根据电池单元21的电压Vc的最大值或者最小值算出***最大电流Amax，因此能够进行与在每个电池单元21中存在个体差异的劣化的进行状态相应的安全侧控制。
(共同变形例)
在上述各实施方式中，电力控制装置50执行以下两个确定：即以在充电时电池单元21的电压不超过上限电压VcMAX的方式确定电池单元21的最大电流Acellmax，和以在放电时的电池单元21的电压不低于下限电压VcMIN的方式确定电池单元21的最大电流Acellmax，但是也可以仅执行其中一个。
另外，图1以及图2所示的电池的连接结构只是一例，例如电力控制***1也可以只具备一个电池模块10。另外，电力控制装置50也可以合并在BMU40中。
(应用例)
下面，对电力控制***1的应用例进行说明。图15是示出利用电力控制***1的移动体***100的结构的一例的图。移动体***100例如是驱动混合动力铁路车辆(以下称为车辆)的***。移动体100包括电力控制***1，进一步具备引擎110、发电机120、AC-DC转换器130以及车轮140。此外，在图15以及将在后面进行说明的图16中，代表多个电池模块表示为电池模块10。
引擎110通过燃烧汽油等燃料输出动力。发电机120使用由引擎110输出的动力发电。AC-DC转换器130将由发电机120输出的两相或者三相的交流转换为直流并输出。
从电池模块10延伸出的电力线PL通过直流连接电路与AC-DC转换器130的输出侧电力线合并，并连接到电力转换装置81。在图9的例子中，作为电力控制装置50的控制对象80，示出了电力转换装置81、电机82以及机械制动器83。
电力转换装置81将输入的直流转换为交流并输出到电机82，或者将电机82再生的电力转换为直流提供给电池模块10。电机82通过旋转驱动车轮140从而驱动车辆行驶，或者在车辆减速时进行再生发电。机械制动器83是通过机械性作用使车辆减速的装置。
另外，移动体***100作为输入装置70具备可输入换级指示和制动指示的主控制器。
电力控制装置50在电池模块10放电时，根据从主控制器70输入的操作信息、即换级指示，算出应该向车轮140输出的动力，并通过从中减去可向引擎110输出的动力，算出电池模块10放电的电力。然后，电力控制装置50根据电池模块10放电的电力算出从电池模块10流出的电流，并判断算出的电流是否超过上述说明的***最大电流Amax。电力控制装置50在算出的电流超过***最大电流Amax的情况下，限制供给电力转换装置81的占空比，或者向未图示的引擎控制装置输出增加引擎110的输出动力的指示。
电力控制装置50在电池模块10充电时，根据从主控制器70输入的操作信息、即制动指示，算出作用于车轮140并可再生的动力，并根据可再生的动力，算出可向电池模块10充电的电力。然后，控制装置50根据可向电池模块10充电的电力算出流入电池模块10的电流，并判断算出的电流是否超过上述说明的***最大电流Amax。电力控制装置50在算出的电流超过***最大电流Amax的情况下，进行使机械制动器83运作从而限制电机82发电的电力等的控制。
作为电力控制***1的应用例，虽然示例出了混合动力铁路车辆，但是不局限于此，电力控制***1也能够应用于连接在太阳能电池板(PV)或燃料电池(FC)等的发电机、***电力上的固定式蓄电***。图16是示出利用电力控制***1的固定式蓄电***200的结构的一例的图。
发电机210是太阳能电池板(PV)或燃料电池(FC)等。转换器220在发电机210发电交流电的情况下为AC-DC转换器，在发电机210发电直流电的情况下为DC-DC转换器。控制对象80例如是PCS(Power ConditioningSystem：功率调节***)。PCS通过变压器T连接到***电力SP以及负载L。由此，发电机210发电的电力一边存储在电池模块10中，一边供给到***电力SP一侧。
在这种情况下，电力控制装置50以使从电池模块10流出的电流不超过***最大电流Amax的方式控制控制对象80。例如，电力控制装置50进行控制，以使供给PCS的占空比不超过与***最大电流Amax相对应的占空比。另外，这种情况下的控制对象也可以包括发电机210与转换器220，电力控制装置50也可以以使流入电池模块10的电流不超过***最大电流Amax的方式控制发电机210以及转换器220。
根据上述说明的至少一个实施方式，通过具备取得部52与最大电流确定部56，能够在流通比较大的电流的***中更加准确地进行电池单元21的电压限制，其中，所述取得部52取得与可充放电的电池单元21在充电时的电压相关的信息，所述最大电流确定部56根据由取得部52取得的信息，以随着上限电压VcMAX与电池单元21的电压Vc之间的差分变小而变小并且用上限电流Alim进行限制的方式，确定电池单元21在充电时的最大电流Acellmax。
另外，根据至少一个实施方式，通过具备取得部52与最大电流确定部56，能够在流通比较大的电流的***中更加准确地进行电池单元21的电压限制，其中，所述取得部52取得与可充放电的电池单元21在放电时的电压相关的信息，所述最大电流确定部56根据由取得部52取得的信息，以随着下限电压VcMIN与电池单元21的电压Vc之间的差分变小而变小并且用上限电流Alim进行限制的方式，确定电池单元21在放电时的最大电流Acellmax。
虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式是作为例子提出的，并非旨在限定发明的保护范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不偏离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的保护范围或宗旨中，并且，包含在权利要求书所记载的发明和其等同的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电力控制装置，其特征在于，具备：
取得部，取得与可充放电的二次电池在充电时的电压相关的信息；以及
确定部，根据由所述取得部取得的信息，以随着上限电压与所述二次电池的电压之间的差分变小而变小并且用上限电流进行限制的方式，确定所述二次电池在充电时的最大电流。
2.根据权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于，
所述确定部将所述上限电压与所述二次电池的电压之间的差分和增益相乘，并用所述上限电流限制所述相乘的结果，从而确定所述二次电池在充电时的最大电流。
3.根据权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于，
所述确定部以规定周期反复确定所述二次电池在充电时的最大电流，在所述上限电压与所述二次电池的电压之间的差分小于第一规定电压的情况下，将所述二次电池在充电时的最大电流确定为从上次确定的最大电流减去阶跃电压的值。
4.一种电力控制装置，其特征在于，具备：
取得部，取得与可充放电的二次电池在放电时的电压相关的信息；以及
确定部，根据由所述取得部取得的信息，以随着所述二次电池的电压与下限电压之间的差分变小而变小并且用上限电流进行限制的方式，确定所述二次电池在放电时的最大电流。
5.根据权利要求4所述的电力控制装置，其特征在于，
所述确定部将所述二次电池的电压与所述下限电压之间的差分和增益相乘，并用所述上限电流限制所述相乘的结果，从而确定所述二次电池在放电时的最大电流。
6.根据权利要求4所述的电力控制装置，其特征在于，
所述确定部以规定周期反复确定所述二次电池在放电时的最大电流，在所述二次电池的电压与所述下限电压之间的差分小于第二规定电压的情况下，将所述二次电池在放电时的最大电流确定为从上次确定的最大电流减去阶跃电压的值。
7.根据权利要求1或4所述的电力控制装置，其特征在于，
所述取得部取得所述二次电池的充电率，作为与所述电压相关信息；
所述确定部将从所述二次电池的充电率换算得到的电压视作所述二次电池的电压。
8.一种电力控制***，其特征在于，具备：
权利要求1或4所述的电力控制装置；以及
一个或者多个所述二次电池。
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