CN112042073A - 充电控制装置、输送设备以及程序 - Google Patents

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CN112042073A
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Abstract

本发明提供充电控制装置。该充电控制装置具备：预测充电中的蓄电池的温度的经时变化的预测部；基于由预测部所预测的温度的经时变化，计算因蓄电池的温度超过预先设定的上限温度控制值而导致的蓄电池受到的影响度的计算部；在影响度比预先设定的基准值小的情况下，允许蓄电池的温度超过上限温度来使蓄电池充电的充电控制部。

Description

充电控制装置、输送设备以及程序
技术领域
本发明涉及充电控制装置、输送设备以及程序。
背景技术
已知有将与蓄电池残存容量以及蓄电池温度对应的充电电流值指示给充电单元的技术(例如，参照下述专利文献1。)。
专利文献1：日本特开2000－197212号公报
发明内容
期望在抑制蓄电池的劣化的同时，以更短时间蓄积更多的能量。
根据本发明的第一方式，提供一种充电控制装置。充电控制装置可以具备预测充电中的蓄电池的温度的经时变化的预测部。充电控制装置可以具备根据预测部所预测的温度的经时变化，计算因蓄电池的温度超过预先设定的上限温度控制值而蓄电池受到的影响度的计算部。充电控制装置可以具备在影响度小于预先设定的基准值的情况下，允许蓄电池的温度超过上限温度控制值来使蓄电池充电的充电控制部。
充电控制部可以在由计算部计算的影响度没有超过预先设定的基准值的情况下，以预测的蓄电池的温度不超过比上限温度控制值高的预先设定的保护温度的方式限制蓄电池的充电量。
预测部可以针对多个充电电流中的每个，预测以各充电电流对蓄电池充电时的蓄电池的温度的经时变化。充电控制装置可以具备从多个充电电流中确定温度的经时变化中的最高温度不超过预先设定的保护温度的充电电流，将确定的充电电流中的最大的充电电流决定为蓄电池的充电电流的电流决定部。充电控制部可以以电流决定部所决定的充电电流使蓄电池充电。
预测部可以针对多个充电电流中的每个，考虑以各充电电流对蓄电池充电时预测的蓄电池的发热量以及蓄电池的充电率、和每单位时间的蓄电池的冷却热量，来预测蓄电池的充电率达到目标充电率时使蓄电池的充电停止时的蓄电池的温度的经时变化。
预测部可以针对多个充电电流中的每个，考虑以各充电电流对蓄电池充电时预测的蓄电池的温度所对应的内部电阻来预测发热量。
充电控制部可以在以最大的充电电流开始了蓄电池的充电之后，在蓄电池的温度达到了针对最大的充电电流而由预测部所预测的蓄电池的温度的经时变化中的最高温度的情况下，使蓄电池的充电停止。
预测部可以根据蓄电池的当前的充电状态以及当前的温度、和将蓄电池的温度以及蓄电池的充电状态作为指标规定充电电流的充电电流映射，来预测按照充电电流映射对蓄电池充电时的将来的蓄电池的温度的经时变化。
计算部可以在蓄电池的充电率为充电率的目标值的50％以上的情况下，计算影响度。
在第二方式中，提供具备上述充电控制装置的输送设备。
在第三方式中，提供一种程序。程序可以使计算机作为预测充电中的蓄电池的温度的经时变化的预测部发挥功能。程序可以使计算机作为根据预测部所预测的温度的经时变化，计算因蓄电池的温度超过预先设定的上限温度控制值而导致的蓄电池受到的影响度的计算部发挥功能。程序可以使计算机作为在影响度小于预先设定的基准值的情况下，允许蓄电池的温度超过上限温度控制值来使蓄电池充电的充电控制部发挥功能。
另外，上述的发明的概要并未例举本发明的所有必要技术特征。另外，这些特征组的子组合也可以成为发明。
附图说明
图1简要示出一实施方式的充电***5的构成。
图2简要示出蓄电池ECU30的功能构成。
图3简要示出充电ECU40的功能构成。
图4以表格形式示出充电电流映射的一例。
图5以表格形式示出内部电阻映射的一例。
图6简要示出表示OCV和电池电压的对应关系的SOC－电压图。
图7简要示出在蓄电池20中预测的温度的经时变化以及温度的影响度。
图8简要示出允许超过上限温度控制值T1来对蓄电池20充电时的充电方法。
图9是简要示出允许超过上限温度控制值T1来充电的情况和以不超过上限温度控制值T1的方式进行充电的情况下的温度以及电流的经时变化的图表。
图10是表示车辆10的充电时的充电ECU40的处理的流程图。
图11是表示蓄电池ECU30的处理的流程图。
图12简要示出作为蓄电池ECU30以及充电ECU40发挥功能的计算机1000的一例。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但以下的实施方式不对权利要求书涉及的发明进行限定。另外，实施方式中说明的所有特征的组合对于发明的解决手段未必是必须的。
图1简要示出一实施方式的充电***5的构成。充电***5具备充电装置8和车辆10。车辆10是输送设备的一例。车辆10例如是电动汽车。电动汽车是包括蓄电池式电动输送设备(BEV)、插电式混合动力电动汽车(PHEV)的电动汽车。车辆10也可以是具备提供动力的至少一部分的内燃机的混合动力汽车。
车辆10具备驱动轮12、马达单元14、蓄电池20、蓄电池ECU30、冷却装置28、充电ECU40、车辆ECU50、PCU70和逆变器80。ECU是Electronic Control Unit的简称。PCU是PowerControl Unit的简称。
蓄电池20蓄积电能。蓄电池20蓄积的电能作为直流电向PCU70供给。PCU70将来自蓄电池20的直流电转换成交流电并向马达单元14供给。马达单元14利用从蓄电池20供给的交流电来输出动力。马达单元14的动力被传递至驱动轮12。另外，马达单元14将通过驱动轮12等传递的车辆10的动能转换成电能来产生再生电。PCU70将产生的再生电转换成直流电并在蓄电池20中蓄积。
逆变器80将经由车辆10具备的受电部18从充电装置8供给的交流电转换成直流电并向蓄电池20供给。在蓄电池20中设置电流传感器26。电流传感器26检测向蓄电池20供给的电流。电流传感器26检测从逆变器80向蓄电池20供给的电力。另外，电流传感器26检测从蓄电池20向PCU70供给的电流。表示电流传感器26检测出的电流值的信号被供给至蓄电池ECU30。
在蓄电池20中设置串联的多个电池组21、包含温度传感器24a、温度传感器24b以及温度传感器24c的多个温度传感器24。电池组21具有串联的多个电池22。电池22可以是锂离子蓄电池、镍氢蓄电池等。温度传感器24检测蓄电池20内的温度。温度传感器24为了检测蓄电池20内的高温部的温度以及低温部的温度，而被设置于蓄电池20内的多个位置。表示由温度传感器24检测出的温度的信号被供给至蓄电池ECU30。冷却装置28对蓄电池20冷却。冷却装置28向蓄电池20供给空气等的冷媒，由此冷却蓄电池20。
蓄电池20将表示由电压传感器检测的多个电池22的每个的电池电压的信号向蓄电池ECU30供给。例如，在蓄电池20具有M个电池22的情况下，蓄电池20将表示M个电池电压的信号向蓄电池ECU30供给。电池电压被测定为正极以及负极之间的电压。
蓄电池ECU30监视蓄电池20的状态来输出各种信号。例如，蓄电池ECU30基于从蓄电池20供给的电池电压信号、从电流传感器26供给的电流信号、以及从温度传感器24供给的温度信号等的各种信号，计算各电池22的SOC以及内部电阻等的各种状态量。SOC是Stateof charge的简称。蓄电池ECU30将计算出的各种状态量向车辆ECU50以及充电ECU40供给。
车辆ECU50基于从充电ECU40、蓄电池ECU30以及PCU70供给的信息，来控制PCU70。车辆ECU50若检测出充电装置8的充电连接器9被***至受电部18这一情况，则从充电装置8获取充电装置8的识别信息。车辆ECU50在能够通过充电装置8对蓄电池20充电的情况下，将表示可充电的充电允许信息和SOC的要求值向充电ECU40供给。充电ECU40基于从蓄电池ECU30以及车辆ECU50供给的信息，来控制逆变器80对蓄电池20充电。
蓄电池ECU30按照将蓄电池20的温度以及蓄电池20的SOC映射于充电电流的充电电流映射来决定充电电流，并向充电ECU40供给。充电ECU40若开始蓄电池20的充电，则按照将蓄电池20的温度以及蓄电池20的SOC映射于充电电流的充电电流映射来对蓄电池20充电。
对于蓄电池20设置上限温度控制值。上限温度控制值是蓄电池20能够连续使用的温度的上限值。上限温度控制值是例如即使使蓄电池20在上限温度控制值下持续使用，也能够将对蓄电池20的劣化的影响抑制为最小限度的温度。蓄电池ECU30预测在蓄电池20的急速充电中，按照充电电流映射对蓄电池20持续充电时的蓄电池20的温度的经时变化。蓄电池ECU30即使在根据预测的经时变化预测为蓄电池20的温度超过上限温度控制值的情况下，当在蓄电池20超过上限温度控制值的期间的温度下蓄电池20受到的影响度小于基准值时，也允许超过上限温度控制值来设定充电电流。充电ECU40以由蓄电池ECU30设定的充电电流对蓄电池20充电。充电ECU40在充电装置8可供给的充电电流的范围内对蓄电池20充电。
具体而言，蓄电池ECU30在蓄电池20的急速充电中，基于当前的蓄电池20的SOC以及温度、充电电流映射，对以由充电电流映射决定的充电电流将SOC充电至SOC的目标值时的蓄电池20计算发热量，基于计算的发热量和基于冷却装置28的冷却热量以及蓄电池20的热容量，预测将来的蓄电池20的温度的经时变化。蓄电池ECU30基于预测的蓄电池20的温度的经时变化、和蓄电池20每单位时间受到的每个温度的影响度，预测在蓄电池20的温度超过上限温度控制值的期间蓄电池20受到的影响度。影响度例如通过对具有依赖于温度的值的预先设定的函数进行时间积分来计算。
即使在蓄电池20的温度暂时超过上限温度控制值的情况下，由于电池22内的热梯度，蓄电池20的温度差也能够比较迅速地缓和。因此，在蓄电池20的温度暂时超过上限温度控制值的情况下蓄电池20受到的影响与蓄电池20被持续置于上限温度控制值的情况下蓄电池20受到的影响可能不同。
根据蓄电池ECU30的控制，对充电过程中预测的蓄电池20的温度和在超过上限温度控制值的时间中蓄电池20受到的影响度进行适当的评价，若影响度小于基准值则允许超过上限温度控制值来设定充电电流。由此，能够抑制蓄电池20因温度受到的劣化等的影响，同时以更短时间将更多的能量蓄积在蓄电池20中。
图2简要示出蓄电池ECU30的功能构成。蓄电池ECU30具备处理部290和存储部280。处理部290具备获取部210、预测部220、计算部230、电流决定部200和温度决定部240。
处理部290可以是微处理器等的处理装置。蓄电池ECU30是一种计算机。存储部280存储蓄电池ECU30的工作所需的信息。存储部280存储蓄电池ECU30的控制程序、控制程序所使用的常数以及变量、以及控制程序的运算所需的临时的信息。
获取部210获取从蓄电池20供给的信息、从充电ECU40供给的信息。获取部210从蓄电池20获取表示蓄电池20的电压以及温度的信息。存储部280存储将蓄电池20的温度以及SOC作为指标来规定充电电流的充电电流映射。
预测部220预测充电中的蓄电池20的温度的经时变化。例如，预测部220基于充电电流映射和由获取部210获取的当前的SOC以及温度，考虑以由充电电流映射规定的充电电流对蓄电池20充电时预测的蓄电池20的发热量以及蓄电池20的充电率、和基于冷却装置28的每单位时间的蓄电池20的冷却热量，预测蓄电池20的充电率达到了目标充电率时使蓄电池20的充电停止的情况下的蓄电池20的温度的经时变化。
计算部230基于由预测部220预测的温度的经时变化，计算因蓄电池20的温度超过预先设定的上限温度控制值而蓄电池20受到的影响度。例如，计算部230利用下式，计算因蓄电池20的温度超过上限温度控制值而蓄电池20受到的影响度。
【数式1】
Figure BDA0002748532560000061
这里，T是蓄电池20的温度，T1是上限温度控制值。另外，t1是蓄电池20的温度达到T1的时刻，t2是蓄电池20的温度下降到T1的时刻。
电流决定部200在由计算部230计算的影响度小于预先设定的基准值的情况下，允许蓄电池20的温度超过上限温度控制值来决定能够对蓄电池20充电的充电电流，并将表示决定出的充电电流的信息向充电ECU40供给。由此，即使蓄电池20内的一部分的电池22的温度暂时超过上限温度控制值，也能够适当地评价因暂时超过上限温度控制值而导致的蓄电池20受到的影响来设为可充电。由此，能够例如抑制蓄电池20的耐久性的劣化，同时抑制在基于高充电速率的急速充电时达到上限温度控制值而充电结束的情况。另外，通过有条件地解除基于上限温度控制值的限制，能够延长高充电速率下的充电时间，因此能够缩短急速充电的充电时间。由此，能够缩短至蓄电池20的充电完成的时间。
电流决定部200在由计算部230计算的影响度没有超过预先设定的基准值的情况下，以预测的蓄电池20的温度不超过预先设定的保护温度的方式限制蓄电池20的充电量。例如，电流决定部200以预测的蓄电池20的温度不超过比上限温度控制值高的预先设定的保护温度的方式限制充电电流。例如，预测部220针对多个充电电流中的每个，预测以各充电电流对蓄电池20充电时的蓄电池20的温度的经时变化。并且，电流决定部200从多个充电电流中确定由预测部220预测的温度的经时变化中的最高温度不超过预先设定的保护温度的充电电流，将确定的充电电流中的最大的充电电流决定为蓄电池20的充电电流。表示电流决定部200决定的充电电流的信息被供给至充电ECU40，被用于蓄电池20的充电控制。由此，能够更加缩短至蓄电池20的充电完成的时间。
预测部220针对多个充电电流中的每个，考虑以各充电电流对蓄电池20充电时预测的蓄电池20的发热量以及蓄电池20的充电率、和每单位时间的蓄电池20的冷却热量，来预测蓄电池20的充电率达到了目标充电率时使蓄电池20的充电停止的情况下的蓄电池20的温度的经时变化。作为充电率，可以使用SOC。预测部220可以针对多个充电电流中的每个，考虑以各充电电流对蓄电池20充电时预测的蓄电池20的温度所对应的内部电阻来预测发热量。由此，能够更准确地预测蓄电池20的温度。
另外，保护温度是为了抑制蓄电池20的功能损耗或危险情况的发生而被设定为比上限温度控制值高的温度的温度。对于蓄电池20而言，蓄电池20的温度超过保护温度而工作的情况被禁止。温度决定部240将以该最大的充电电流充电时预测的蓄电池20的温度的经时变化中的最高温度决定为使蓄电池20的充电停止的停止温度，并向充电ECU40供给。由此，在超过该最高温度时使蓄电池20的充电停止，由此能够使得不会发生蓄电池20的功能损耗或发生危险状况的情况。
另外，优选计算部230在蓄电池20的充电率为充电率的目标值的50％以上的情况下，计算蓄电池20的温度超过上限而带来的影响度。与开始充电后SOC较低的状态相比，在SOC一定程度上较高的状态下，温度的经时变化的预测精度变高，因此影响度的计算精度也变高。计算部230在SOC为目标SOC的50％以上的阶段计算影响度，由此能够更可靠地缩短至蓄电池20的充电完成的时间。
图3简要示出充电ECU40的功能构成。充电ECU40具备处理部390和存储部380。处理部390具备获取部310和充电控制部300。
处理部390可以是微处理器等的处理装置。充电ECU40是一种计算机。存储部380存储充电ECU40的工作所需的信息。存储部380存储充电ECU40的控制程序、控制程序使用的常数以及变量、以及控制程序的运算所需的临时的信息。
获取部310获取从蓄电池ECU30供给的信息、从车辆ECU50供给的信息、以及从逆变器80供给的信息。获取部310从蓄电池ECU30获取表示蓄电池20的电压、SOC、温度、内部电阻以及充电电流的信息。另外，获取部310获取从车辆ECU50供给的充电允许信息和表示SOC的要求值的信息。对于充电允许信息以及表示SOC的要求值的信息而言，在充电连接器9被连接于受电部18，车辆ECU50根据从充电装置8获取的识别信息判断为能够通过充电装置8进行车辆10的充电的情况下，被从车辆ECU50供给至充电ECU40。
充电控制部300控制蓄电池20的充电。例如，充电控制部300控制蓄电池20的急速充电。充电控制部300通过控制逆变器80，来控制从充电装置8向蓄电池20供给的电力。充电控制部300以从逆变器80向蓄电池20供给的电流与从蓄电池ECU30供给的充电电流一致的方式，控制逆变器80。由此，充电控制部300以根据蓄电池20的当前的温度以及SOC而由充电电流映射规定的充电电流使蓄电池20充电。
充电控制部300按照表示从蓄电池ECU30供给的充电电流以及停止温度的信息对蓄电池20充电。由此，充电控制部300能够在由蓄电池ECU30的计算部230计算的影响度比预先设定的基准值小的情况下，允许蓄电池20的温度超过上限温度控制值来使蓄电池20充电。另外，能够在由计算部230计算的影响度不超过预先设定的基准值的情况下，以蓄电池20的温度不超过保护温度的方式，对蓄电池20的充电量进行限制。由此，能够缩短至蓄电池20的充电完成的时间。另外，充电控制部300能够将由蓄电池ECU30的预测部220预测的蓄电池20的温度的最高值不超过预先设定的保护温度的充电电流中的最大的充电电流作为充电电流来使蓄电池20充电。由此，能够保护蓄电池20，同时缩短蓄电池20的充电时间。
另外，充电控制部300在蓄电池20的温度达到了从蓄电池ECU30供给的停止温度的情况下，使蓄电池20的充电停止。由此，能够一边安全地使用蓄电池20，一边缩短至蓄电池20的充电完成的时间。
如以上说明的那样，根据蓄电池ECU30以及充电ECU40，在预测为因超过上限温度控制值而导致的蓄电池20受到的影响度较小的情况下，由于允许超过上限温度控制值来对蓄电池20充电，因此能够抑制蓄电池20的劣化，同时以更短时间蓄积更多的能量。另外，能够抑制在蓄电池20充电不足的状态下充电停止的情况。
图4以表格形式示出充电电流映射的一例。根据充电电流映射，若提供SOC以及温度的组合，则决定出一个充电电流I。充电电流映射表示在蓄电池20的SOC以及温度的组合处于充电电流映射所示的SOC以及温度的范围内的状态下允许对蓄电池20持续通电的最大的电流值。
电流决定部200参照充电电流映射，决定根据蓄电池20的温度以及SOC定出的充电电流I。例如，根据图3所示的充电电流映射，电流决定部200在蓄电池20的温度为10℃以上且小于20℃，SOC在80％以上且小于90％的情况下，将I83决定为充电电流。由此，充电控制部300以由充电电流映射决定的充电电流I对蓄电池20进行恒流充电。
另外，作为为了根据充电电流映射决定充电电流而使用的蓄电池20的温度，电流决定部200可以使用由温度传感器24检测的温度的最高值Ta。电流决定部200可以针对多个电池22的每个，决定在充电电流映射中根据各个电池22的SOC以及Ta的组合规定的充电电流I。此时，电流决定部200可以将根据多个电池22的各个SOC以及Ta决定的充电电流I中的最小的电流值设为蓄电池20的充电电流。
图5以表格形式示出内部电阻映射的一例。根据内部电阻映射，若提供了SOC以及温度的组合，则决定出一个内部电阻R。内部电阻映射表示在蓄电池20的SOC以及温度的组合处于内部电阻映射所示的SOC以及温度的范围内的状态下预测的蓄电池20的内部电阻。
预测部220在预测蓄电池20的温度的经时变化的情况下，参照内部电阻映射来确定根据蓄电池20的温度以及SOC规定的内部电阻R。例如，根据图5所示的充电电流映射，预测部220在蓄电池20的温度为10℃以上且小于20℃，SOC为80％以上且小于90％的情况下，将R83决定为内部电阻。预测部220考虑决定出的内部电阻来预测蓄电池20的充电时的发热量。
另外，作为为了根据内部电阻映射决定内部电阻而使用的蓄电池20的温度，预测部220可以使用由温度传感器24检测出的温度的最低值Tb。一般而言，温度越低则内部电阻越高。因此，温度越低则恒流充电时的发热量越大。因此，通过使用由温度传感器24检测出的温度的最低值Tb来决定内部电阻，能够不会将发热量评价地过小。
另外，预测部220可以针对多个电池22的每个，确定在内部电阻映射中根据各个电池22的SOC以及温度Tb的组合规定的内部电阻。此时，预测部220可以考虑根据多个电池22的各个的SOC以及温度T2决定的内部电阻的合成电阻、以及蓄电池20的充电电流，来预测蓄电池20的充电时的发热量。
另外，从蓄电池20供给电池电压、电流、SOC以及温度的实测值。能够基于从蓄电池20供给的电池电压，来计算电池22的内部电阻以及蓄电池20整体的内部电阻。因此，在内部电阻映射中规定的内部电阻的值可以基于根据实测的电池电压以及电流计算的内部电阻来随时修正。
图6简要示出表示OCV和电池电压的对应关系的SOC－电压图。蓄电池ECU30以及充电ECU40存储将电池电压和SOC建立了对应的SOC－电压图。蓄电池ECU30将根据各电池22的电池电压计算的各电池22的SOC向充电ECU40供给。例如，蓄电池ECU30将根据电池22的电池电压Vx和SOC－电压图决定的SOCx计算为电池22的SOC。蓄电池ECU30以及蓄电池ECU30按每个温度存储SOC映射。由此，蓄电池ECU30以及充电ECU40参照与由温度传感器24检测出的蓄电池20的温度对应的SOC－电压图来根据电池电压计算SOC。
图7简要示出在蓄电池20中预测的温度的经时变化以及温度的影响度。图7的横轴表示距离充电开始时的经过时间。纵轴表示蓄电池20的温度。
时刻t0表示蓄电池20的SOC达到了目标SOC的50％的时刻。预测部220将时刻t0的蓄电池20的SOC、温度T、内部电阻R以及充电电流I作为初始值，按时间步长Δt刻度来计算蓄电池20的SOC、温度、内部电阻以及充电电流。
例如，预测部220基于从时刻t0至时刻t0+Δt为止的期间中通过流过充电电流I而蓄积的电能、蓄电池20的容量、时刻t0的SOC，来计算时刻t0+Δt的SOC。另外，预测部220基于内部电阻R以及充电电流I来计算从时刻t0至时刻t0+Δt为止的期间中流过充电电流I时的蓄电池20的发热量。另外，预测部220可以基于从时刻t0至时刻t0+Δt为止的期间中流过的电能，进一步考虑因蓄电池20的蓄电池反应所产生的发热量或吸热量，来计算蓄电池20的发热量。另外，预测部220根据通过冷却装置28以及自然散热产生的每单位时间的冷却热量，计算在从时刻t0至时刻t0+Δt为止的期间中从蓄电池20除去的热量。
预测部220基于从时刻t0至时刻t0+Δt为止的期间中的蓄电池20的发热量、从蓄电池20除去的热量、蓄电池20的热容量和时刻t0的温度T，计算时刻t0+Δt的蓄电池20的温度。另外，预测部220基于时刻t0+Δt的蓄电池20的温度以及SOC，参照内部电阻映射以及充电电流映射，计算时刻t0+Δt的内部电阻以及充电电流。
预测部220通过反复进行同样的计算，来预测充电中的蓄电池20的温度以及SOC的经时变化。预测部220通过将因蓄电池20的充电产生的发热量计算为0来预测SOC达到了目标SOC之后的蓄电池20的温度的经时变化。线700表示由预测部220预测的温度的经时变化。
如图7所示，在由预测部220预测的温度的经时变化中的最高温度超过上限温度控制值T1的情况下，计算部230计算因超过上限温度控制值T1而导致的蓄电池20受到的影响度。具体而言，计算部230按照上述的式1计算影响度。考虑温度越高则对蓄电池20的影响越大这一情况来规定式1。根据上述的式1，蓄电池20被置于越高的温度，则影响度被越大地计算。另外，根据上述的式1，蓄电池20超过上限温度控制值T1的时间越长，则影响度被越大地计算。如上所述，由电流传感器26检测的蓄电池20的温度是蓄电池20内的局部温度。因此，即使蓄电池20内的一部分电池22超过了上限温度控制值T1，充电完成后的蓄电池的最高温度也由于与构成蓄电池的其他的多个电池22之间的热梯度，而能够迅速地缓和至上限温度控制值T1以下。
在计算部230计算的影响度为基准值以上的情况下，温度决定部240设定上限温度控制值T1作为停止蓄电池20的充电的停止温度。在计算部230计算的影响度小于基准值的情况下，温度决定部240为了允许超过上限温度控制值T1而对蓄电池20充电的情况，将比上限温度控制值T1高的温度决定为停止温度。对于计算部230计算的影响度小于基准值的情况的控制的具体例，参照图8等进行说明。
另外，对于影响度的基准值而言，能够使用与蓄电池20同一型号的蓄电池，通过试验来预先决定。例如，准备多个与蓄电池20同一型号的未使用的蓄电池，改变超过上限温度控制值T1进行充电的时间以及超过上限温度控制值T1的温度的组合来对各个蓄电池充电。另外，基于式1，设定各个蓄电池的影响度。之后，进行各蓄电池的充放电循环试验，确定通过充放电循环试验得到的容量维持率等的性能指标比阈值低的蓄电池，基于性能指标低的蓄电池的影响度，来决定基准值。
图8简要示出允许超过上限温度控制值T1来对蓄电池20充电的情况下的充电方法。预测部220在上限温度控制值T1和蓄电池20的温度之差成为预先设定的温度差的时刻tTk，再次预测按照充电电流映射充电时的将来的蓄电池20的温度的经时变化。线800表示由预测部220预测的温度的经时变化。在由预测部220预测的温度的经时变化中预测的最高温度Tmax超过保护温度的情况下，或根据式1计算的影响度在基准值以上的情况下，以最高温度不超过保护温度的方式来限制充电电流。
具体而言，预测部220设定对电流值进行了限制的多个充电电流，针对各个充电电流，预测从时刻tTk开始的温度的经时变化。线810表示针对第一充电电流计算的温度的经时变化。线820表示针对第二充电电流计算的温度的经时变化。线810所示的经时变化中的最高温度超过保护温度。另一方面，线820所示的经时变化中的最高温度Tmax2没有超过保护温度，并且根据式1计算的影响度比基准值小。因此，电流决定部200将第二充电电流决定为蓄电池20的充电电流，并向充电ECU40供给。由此，充电控制部300在时刻tTk以后以第二充电电流对蓄电池20充电。另外，温度决定部240设定Tmax2作为停止蓄电池20的充电的停止温度。由此，充电控制部300即使在允许上限温度控制值T1来对蓄电池20充电的情况下，也能够以不超过保护温度的方式对蓄电池20充电。因此，能够可靠地保护蓄电池20。
另外，在时刻tTk按照充电电流映射充电时预测的温度的经时变化中的最高温度不超过保护温度，且根据式1计算的影响度比基准值小的情况下，温度决定部240将该最高温度决定为停止蓄电池20的充电的停止温度，并向充电ECU40供给。
另外，对于充电电流的限制而言，可以通过与图4所示的充电电流映射不同地另外设置用于限制充电电流的充电电流映射，并按照该充电电流映射决定充电电流来实现。另外，对于充电电流的限制而言，也可以通过使用对图4所示的充电电流映射所决定的充电电流乘以预先设定的安全系数而得的充电电流来实现。另外，对于充电电流的限制而言，也可以通过使用预先设定的恒定的电流值的充电电流来实现。
另外，在图8中，时刻tTk可以是与上限温度控制值T1的温度差成为10℃的时刻。作为规定对温度的经时变化进行再预测的定时的温度差，可以使用10℃以外的值。由于在与上限温度控制值T1之差成为预先设定的温度差的阶段预测温度的经时变化，因此与在图7的时刻t0预测的经时变化相比，能够得到精度较高的经时变化。
图9是简要示出允许超过上限温度控制值T1来充电的情况和以不超过上限温度控制值T1的方式充电的情况下的温度以及电流的经时变化的图表。线900表示允许超过上限温度控制值T1来充电的情况下的温度的经时变化，线901表示以不超过上限温度控制值T1的方式充电的情况下的温度的经时变化。
线910表示允许超过上限温度控制值T1来充电的情况下的电流的经时变化，线911表示以不超过上限温度控制值T1的方式充电的情况下的电流的经时变化。由于为了不超过上限温度控制值T1，需要随着蓄电池的温度接近上限温度控制值T1而使充电电流阶段性地降低，所以至蓄电池的SOC达到目标SOC为止的时间变长。相对于此，根据蓄电池ECU30以及充电ECU40的控制，通过允许超过上限温度控制值T1来对蓄电池20充电，能够增加以比较高的充电速率来对蓄电池20充电的时间。由此，能够缩短达到目标SOC为止的时间。
图10是表示车辆10的充电时的充电ECU40的处理的流程图。本流程图的处理在从车辆ECU50供给表示充电允许信息和SOC的要求值的信息的情况下开始。
在S1002中，充电控制部300基于从车辆ECU50获取的SOC的要求值，来决定SOCobj。SOCobj是成为充电的目标值的目标SOC。充电控制部300参照上述的SOC－电压图，来计算与SOCobj对应的目标电压Vobj。
在S1004中，获取部310从蓄电池ECU30获取包含蓄电池20的充电电流、停止温度、电池电压以及温度的蓄电池信息。蓄电池ECU30例如以1秒至10秒等的间隔将蓄电池20中检测出的当前的电池电压、温度以及充电电流向充电ECU40发送。另外，蓄电池ECU30在决定了使蓄电池20停止的停止温度的情况下，将决定的停止温度向充电ECU40发送。
在S1010中，充电控制部300判断蓄电池温度是否超过停止温度。作为蓄电池温度，可以使用蓄电池20的最高温度Ta。在蓄电池温度超过停止温度的情况下，停止蓄电池20的充电。在蓄电池温度未超过停止温度的情况下，在S1012中，充电控制部300以在S1004中从蓄电池ECU30获取的充电电流来对蓄电池20充电。
在S1014中，充电控制部300判断电池电压是否在Vobj以上。作为进行S1014的判断的电池电压，可以使用从蓄电池ECU30获取的多个电池22的电池电压中的最大值。在电池电压小于Vobj的情况下，处理转移至S1004。
在电池电压为Vobj以上的情况下，在S1020中，充电控制部300使蓄电池20进行恒压充电。充电控制部300将利用切换成恒压充电的时间点的充电电压的恒压充电持续预先设定的时间。作为进行恒压充电的时间，可以使用30分钟左右的时间。另外，充电控制部300在恒压充电的充电电流小于预先设定的电流的情况下，也可以停止恒压充电。例如，也可以在充电电流成为1.5A以下的情况下停止恒压充电。若恒压充电的结束条件被满足，则在S1022中，充电控制部300使蓄电池20的充电停止，结束本流程图的处理。
图11是表示蓄电池ECU30的处理的流程图。本流程图的处理是预测温度的经时变化来决定停止温度的处理的流程图。蓄电池ECU30除了本流程图所示的处理之外，还例如以1秒至10秒等的间隔，将蓄电池20中检测出的当前的电池电压、电流以及温度向充电ECU40发送。另外，充电ECU40将根据充电电流映射决定的充电电流或被限制的充电电流向充电ECU40发送。另外，蓄电池ECU30将对蓄电池20规定的上限温度控制值T1或超过上限温度控制值T1的温度作为停止温度向充电ECU40发送。
在图11的流程图中，在S1102中，预测部220判断蓄电池20的SOC是否在SOCobj的50％以上。在蓄电池20的SOC不在SOCobj的50％以上的情况下，重复进行S1102的判断直至蓄电池20的SOC成为SOCobj的50％以上。在蓄电池20的SOC为SOCobj的50％以上的情况下，在S1104中，预测部220预测温度的经时变化。
在S1106中，温度决定部240判断在S1104中预测的温度的经时变化中的最高温度是否超过了上限温度控制值T1。在最高温度未超过上限温度控制值T1的情况下，在S1140中，决定维持上限温度控制值T1作为停止温度，并结束本流程图的处理。在最高温度超过上限温度控制值T1的情况下，计算部230基于S1106中预测的温度的经时变化和上述的式1，计算蓄电池20受到的影响度，判断影响度是否比基准值小。在蓄电池20受到的影响度在基准值以上的情况下，处理转移至S1140，并结束本流程图的处理。在蓄电池20受到的影响度比基准值小的情况下，进行待机直至蓄电池20的温度和上限温度控制值T1之差为10℃以下。
若蓄电池20的温度和上限温度控制值T1之差成为10℃以下，则在S1122中，预测部220再次预测温度的经时变化。在S1124中，温度决定部240判断在S1122中预测的温度的经时变化中的最高温度是否超过保护温度。在该最高温度未超过保护温度的情况下，在S1142中，温度决定部240将该最高温度决定为停止温度，将决定的停止温度向充电ECU40发送，并结束本流程图的处理。在该最高温度超过保护温度的情况下，在S1130中，预测部220设定限制成比根据充电电流映射决定的充电电流小的电流值的多个充电电流，针对多个充电电流中的每个，预测温度的经时变化。
在S1132中，电流决定部200基于S1130中预测的温度的经时变化，从设定的多个充电电流中，确定温度的经时变化中的最高温度未超过保护温度，且影响度比基准值小的充电电流，并将确定的充电电流中的最大的充电电流决定为蓄电池20的充电电流。在S1134中，温度决定部240将以确定的充电电流充电时预测的温度的经时变化中的最高温度决定为停止温度。在S1136中，蓄电池ECU30将在S1132以及S1134中决定的充电电流以及停止温度向充电ECU40发送，并结束本流程图的处理。
根据以上说明的蓄电池ECU30以及充电ECU40的控制，由于能够允许超过上限温度控制值T1来对蓄电池20充电，因此能够缩短蓄电池20的充电时间。另外，由于适当地考虑超过上限温度控制值T1来充电时蓄电池20受到的影响度来决定是否允许超过上限温度控制值T1进行充电，因此能够降低超过上限温度控制值T1而导致的蓄电池20受到的对蓄电池特性等的影响。
一般而言，在对蓄电池充电的充电过程中，因反应热和焦耳热的总和而蓄电池温度上升，且充电电流越大则发热越大。因此，作为蓄电池的充电方法，考虑如下方法：将充电开始温度的上限值以及下限值固定地设定，若蓄电池温度在该范围内则自动地以恒流开始充电，另外，即使在充电时也设定可充电的上限温度控制值，在充电过程中达到了该上限温度控制值的情况下，或者根据温度变化率很明显达到了上限温度控制值的情况下，停止充电。但是，在该充电方法中，由于在达到了上限温度控制值时充电会结束，因此在充电开始温度较高，充电电流较大的情况下，存在迅速地达到上限温度控制值，在达到目标SOC之前充电就结束的情况。
为了避免上述的在达到目标SOC之前充电就结束的情况，考虑如下方法：按每个SOC与温度相关地设置基准值，在蓄电池温度处于基准值内时不限制输出而进行充电，在超过了基准的情况下限制输出，设为蓄电池温度越高则输出越小的值，由此抑制充电时间的长时间化。但是，在该方法中，由于充电用的输出被限制为充电器的最大输出，因此若流过2C～8C左右的高充电速率的充电电流则在短时间温度上升，所以很难将该方法应用于大电流的充电。另外，在以高充电速率对具备多个电池的蓄电池充电时，根据蓄电池内的温度最高的电池来限制控制，存在无法在短时间进行充电的情况。这里，若为了防止达到上限温度控制值而降低充电电流，则温度的不均被缓和，但是充电时间会变长。
相对于此，根据充电ECU40以及车辆ECU50的控制，适当地考虑暂时超过能够连续使用的温度的上限值亦即上限温度控制值时的影响来允许超过上限温度控制值。因此，即使在进行基于高充电速率的充电的情况下，也能够抑制对蓄电池的蓄电池性能的影响，同时以短时间蓄积最大限度的能量。
图12简要示出作为蓄电池ECU30以及充电ECU40发挥功能的计算机1000的一例。本实施方式涉及的计算机1000具备具有通过主控制器1092相互连接的CPU1010、RAM1030以及图形控制器1085的CPU***部、具有通过输入输出控制器1094与主控制器1092连接的ROM1020、通信I/F1040、硬盘驱动器1050以及输入输出芯片1080的输入输出部。
CPU1010基于ROM1020以及RAM1030所保存的程序动作，进行各单元的控制。图形控制器1085获取CPU1010等在设置于RAM1030内的帧缓冲器上生成的图像数据，并显示于显示器上。也可以取而代之，图形控制器1085将保存CPU1010等生成的图像数据的帧缓冲器包含于内部。
通信I/F1040利用有线或无线经由网络与其他的装置通信。另外，通信I/F1040作为进行通信的硬件发挥功能。硬盘驱动器1050保存CPU1010使用的程序以及数据。
ROM1020保存计算机1000启动时执行的启动程序以及依赖于计算机1000的硬件的程序等。输入输出芯片1080例如经由并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等将各种输入输出装置与输入输出控制器1094连接。
经由RAM1030向硬盘驱动器1050提供的程序被保存于IC卡等的记录介质从而被利用者提供。程序被从记录介质读出，并经由RAM1030安装至硬盘驱动器1050，在CPU1010中被执行。
安装于计算机1000，并使计算机1000作为蓄电池ECU30发挥功能的程序可以在CPU1010等中工作，使计算机1000作为包含获取部210、预测部220、计算部230、电流决定部200、温度决定部240以及存储部280的蓄电池ECU30的各单元分别发挥功能。这些程序所记述的信息处理被读入计算机1000，由此作为软件和上述的各种硬件资源相协作的具体单元发挥功能。通过利用这些具体单元来实现与本实施方式中的计算机1000的使用目的对应的信息的运算或加工，由此构建与使用目的对应的特有的蓄电池ECU30。
同样，安装于计算机1000，并使计算机1000作为充电ECU40发挥功能的程序可以在CPU1010等中工作，使计算机1000作为包含获取部310、充电控制部300以及存储部380的充电ECU40的各单元分别发挥功能。这些程序所记述的信息处理被读入计算机1000，由此作为软件和上述的各种硬件资源相协作的具体单元发挥功能。通过这些具体单元，实现与本实施方式中的计算机1000的使用目的对应的信息的运算或加工，由此构建与使用目的对应的特有的充电ECU40。
以上，利用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。能够对上述实施方式实施多种变更或改良对于本领域技术人员而言是显而易见的。实施了这样的变更或改良的方式也能够包含于本发明的技术范围根据权利要求的记载是显而易见的。
对于权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、***、程序以及方法中的动作、流程、步骤以及步骤等的各处理的执行顺序而言，应注意没有特别明示“之前”、“先行”等，另外，只要不是将之前的处理的输出在之后的处理中使用，就可以以任意的顺序实现。对于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程而言，即使为了便利而使用了“首先”、“接着”等进行了说明，但并不意味着必须以这样的顺序来实施。
附图标记说明
5 充电***
8 充电装置
9 充电连接器
10 车辆
12 驱动轮
14 马达单元
18 受电部
20 蓄电池
21 电池组
22 电池
24 温度传感器
26 电流传感器
28 冷却装置
30 蓄电池ECU
40 充电ECU
50 车辆ECU
70 PCU
80 逆变器
200 电流决定部
210 获取部
220 预测部
230 计算部
240 温度决定部
280 存储部
290 处理部
300 充电控制部
310 获取部
380 存储部
390 处理部
700，800，810，820，900，901，910，911 线
1000 计算机
1010 CPU
1020 ROM
1030 RAM
1040 通信I/F
1050 硬盘驱动器
1080 输入输出芯片
1085 图形控制器
1092 主控制器
1094 输入输出控制器。

Claims (10)

1.一种充电控制装置，其中，具备：
预测部，预测充电中的蓄电池的温度的经时变化；
计算部，根据所述预测部所预测的温度的经时变化，计算因所述蓄电池的温度超过预先设定的上限温度控制值而导致的所述蓄电池受到的影响度；以及
充电控制部，在所述影响度小于预先设定的基准值的情况下，允许所述蓄电池的温度超过所述上限温度控制值来使所述蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的充电控制装置，其中，
在由所述计算部所计算的影响度没有超过预先设定的基准值的情况下，所述充电控制部以所述预测的所述蓄电池的温度不超过比所述上限温度控制值高的预先设定的保护温度的方式限制所述蓄电池的充电量。
3.根据权利要求2所述的充电控制装置，其中，
所述预测部针对多个充电电流中的每个，预测以各充电电流对所述蓄电池进行充电时的所述蓄电池的温度的经时变化，
所述充电控制装置还具备电流决定部，该电流决定部从所述多个充电电流中确定所述温度的经时变化中的最高温度不超过预先设定的保护温度的充电电流，将确定的充电电流中的最大的充电电流决定为所述蓄电池的充电电流，
所述充电控制部以所述电流决定部所决定的充电电流来使所述蓄电池充电。
4.根据权利要求3所述的充电控制装置，其中，
所述预测部针对所述多个充电电流中的每个，考虑以各充电电流对所述蓄电池进行充电时所预测的所述蓄电池的发热量以及所述蓄电池的充电率、和每单位时间的所述蓄电池的冷却热量，来预测所述蓄电池的充电率达到目标充电率时使所述蓄电池的充电停止的情况下所述蓄电池的温度的经时变化。
5.根据权利要求4所述的充电控制装置，其中，
所述预测部针对所述多个充电电流中的每个，考虑以各充电电流对所述蓄电池进行充电时所预测的所述蓄电池的温度所对应的内部电阻来预测所述发热量。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制部在以所述最大的充电电流开始了所述蓄电池的充电之后，当所述蓄电池的温度达到了针对所述最大的充电电流而由所述预测部预测的所述蓄电池的温度的经时变化中的最高温度时，使所述蓄电池的充电停止。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的充电控制装置，其中，
所述预测部根据所述蓄电池的当前的充电状态以及当前的温度、和将所述蓄电池的温度以及所述蓄电池的充电状态作为指标来规定充电电流的充电电流映射，预测按照所述充电电流映射对所述蓄电池充电时的将来的所述蓄电池的温度的经时变化。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的充电控制装置，其中，
所述计算部在所述蓄电池的充电率为充电率的目标值的50％以上的情况下，计算所述影响度。
9.一种输送设备，其中，
具备权利要求1至8中任一项所述的充电控制装置。
10.一种程序，用于使计算机作为如下的单元发挥功能：
预测部，预测充电中的蓄电池的温度的经时变化；
计算部，根据所述预测部所预测的温度的经时变化，计算因所述蓄电池的温度超过预先设定的上限温度控制值而导致的所述蓄电池受到的影响度；以及
充电控制部，在所述影响度小于预先设定的基准值的情况下，允许所述蓄电池的温度超过所述上限温度控制值来使所述蓄电池充电。
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