CN112753148A - 电源***和管理装置 - Google Patents
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Abstract
为了同时实现电动车辆的安全性的确保和用户的便利性的确保,在搭载于电动车辆(1)的电源***(10)中,电压测定部(13)用于测定多个单体(E1‑En)的各电压。电流测定部(15)用于测定流过多个单体(E1‑En)的电流。温度测定部(14)用于测定多个单体(E1‑En)的温度。控制部(16)基于由电压测定部(13)测定出的各单体的电压、由电流测定部(15)测定出的电流以及由温度测定部(14)测定出的温度,来决定电流限制值,该电流限制值规定用于抑制单体劣化以及确保安全性的电流的上限,并将决定出的电流限制值通知给电动车辆(1)内的上级的控制部。
Description
技术领域
本发明涉及一种搭载于电动车辆的电源***和管理装置。
背景技术
近年来,混合动力车(HV)、插电式混合动力车(PHV)、电动汽车(EV)越来越普及。在这些电动车辆中,搭载有作为关键设备的具备二次电池的电源***。
在电源***中,当发生过充电、过放电或过升温时,将设置于电源***与用于驱动行驶用马达的逆变器之间的接触器式继电器开路的保护功能(下面称作继电器切断)进行动作。另外,在用于检测过充电、过放电或过升温的测定电路(例如电压测定电路、电流测定电路或温度测定电路)发生了异常的情况下,也发动继电器切断(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/132178号
发明内容
发明要解决的问题
在混合动力车(HV)或插电式混合动力车(PHV)中,即使发动继电器切断,也能够通过发动机进行行驶,但是在未搭载发动机的纯电动汽车(EV)中,当发动继电器切断时不能进行行驶。在搭载有上述的保护功能的电动汽车(EV)中,即使电池自身没有发生异常,但如果测定电路发生了异常则也不能进行行驶,无法通过自己行驶使车辆移动到汽车经销商、修理厂。
本发明是鉴于这样的状况而完成的,其目的在于提供一种同时实现电动车辆的安全性的确保和用户的便利性的确保的技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题,本发明的某个方式的电源***是搭载于电动车辆的电源***,所述电源***具备:蓄电部,其是多个单体连接而成的;电压测定部,其用于测定多个所述单体的各电压;电流测定部,其用于测定流过多个所述单体的电流;温度测定部,其用于测定多个所述单体的温度;以及控制部,其基于由所述电压测定部测定出的各单体的电压、由所述电流测定部测定出的电流以及由所述温度测定部测定出的温度,来决定电流限制值,该电流限制值规定用于抑制单体劣化以及确保安全性的电流的上限,并将决定出的电流限制值通知给所述电动车辆内的上级的控制部。
此外,将以上的构成要素的任意的组合、本发明的表达在方法、装置、***等之间变换得到的方式作为本发明的方式也是有效的。
发明的效果
根据本发明,能够同时实现电动车辆的安全性的确保和用户的便利性的确保。
附图说明
图1是用于说明搭载有本发明的实施方式所涉及的电源***的电动车辆的图。
图2是总结了比较例和实施例中的、电源***的异常发生时的替代策略和故障安全动作得到的图。
图3是用于说明比较例所涉及的电源***的保护功能的流程图。
图4是用于说明实施例所涉及的电源***的保护功能的流程图。
图5是表示图1所示的电源***、车载网络和车辆ECU的冗余化结构的具体例的框图。
图6是总结了实施例的电源***的异常发生时的替代策略和故障安全动作得到的图。
图7是用于说明在电压测定功能整体发生了异常的情况下转移到替代策略后的电源***的保护功能的流程图。
图8是用于说明温度测定电路的异常时的替代策略2的具体例1的图。
图9是用于说明温度测定电路的异常时的替代策略2的具体例2的图。
图10是用于说明在电流测定功能整体发生了异常的情况下转移到替代策略后的电源***的保护功能的流程图。
图11的(a)、(b)是用于说明第一电流测定电路发生了异常的情况下的替代策略的图。
图12的(a)、(b)是用于说明第二电流测定电路发生了异常的情况下的替代策略的图。
具体实施方式
图1是用于说明搭载有本发明的实施方式所涉及的电源***10的电动车辆1的图。假定电动车辆1是能够由设置于外部的充电器3进行充电的EV。
电源***10经由第一继电器RY1及逆变器40来与马达50连接。在动力运行时,逆变器40将从电源***10供给来的直流电力转换为交流电力并供给至马达50。在再生时,将从马达50供给来的交流电力转换为直流电力并供给至电源***10。马达50为三相交流马达,在动力运行时,马达50与从逆变器40供给来的交流电力相应地进行旋转。在再生时,将由于减速产生的旋转能量转换为交流电力并供给至逆变器40。
第一继电器RY1为***于将电源***10与逆变器40相连的布线间的接触器。在行驶时,车辆ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)30将第一继电器RY1控制为接通状态(闭合状态),来将电源***10与电动车辆1的动力***电连接。在非行驶时,原则上车辆ECU 30将第一继电器RY1控制为断开状态(开路状态),来将电源***10与电动车辆1的电力***电切断。此外,也可以使用半导体开关等其它种类的开关来替代继电器。
电源***10能够通过利用充电线缆4与设置于电动车辆1外的充电器3连接,来被商用电力***2充电。充电器3被设置于家庭、汽车经销商、服务区、商业设施、公共设施等。充电器3与商用电力***2连接,用于经由充电线缆4对电动车辆1内的电源***10进行充电。在电动车辆1中,在将电源***10与充电器3相连的布线间***有第二继电器RY2。此外,也可以使用半导体开关等其它种类的开关来替代继电器。在充电开始前,车辆ECU 30将第二继电器RY2控制为接通状态(闭合状态),在充电结束后,车辆ECU 30将第二继电器RY2控制为断开状态(开路状态)。
通常,在进行普通充电的情况下,通过交流进行充电,在进行快速充电的情况下,通过直流进行充电。在通过交流进行充电的情况下,通过***于第二继电器RY2与电源***10之间的AC/DC转换器(未图示)将交流电力转换为直流电力。
电源***10具备蓄电部11和管理部12,蓄电部11包括串联连接的多个单体E1-En。更具体地说,蓄电部11包括一个或多个蓄电模块。多个蓄电模块构成为串联/串并联地连接。各蓄电模块包括串联/串并联地连接的多个单体。单体能够使用锂离子电池单体、镍氢电池单体、铅电池单体、双电层电容器单体、锂离子电容器单体等。下面,在本说明书中假定使用锂离子电池单体(公称电压:3.6-3.7V)的例子。单体E1-En的串联数根据马达50的驱动电压来决定。
与多个单体E1-En串联地连接有分流器电阻Rs。分流器电阻Rs作为电流检测元件发挥功能。此外,也可以使用霍尔元件来代替分流器电阻Rs。另外,在蓄电部11内设置有多个用于检测多个单体E1-En的温度的温度传感器T1、T2。可以对各蓄电模块设置一个温度传感器,也可以对每多个单体设置一个温度传感器。温度传感器T1、T2例如能够使用热敏电阻。
管理部12具备电压测定部13、温度测定部14、电流测定部15和控制部16。串联地连接的多个单体E1-En的各节点与电压测定部13之间通过多条电压线连接。电压测定部13分别测定相邻的两根电压线间的电压,由此测定各单体E1-En的电压。电压测定部13将测定出的各单体E1-En的电压发送到控制部16。
电压测定部13相对于控制部16为高压,因此电压测定部13与控制部16之间以被绝缘的状态通过通信线连接。电压测定部13能够由ASIC(Application Specific IntegratedCircuit:专用集成电路)或通用的模拟前端IC构成。电压测定部13包括多路转接器和A/D变换器。多路转接器将相邻的两根电压线间的电压从上起依次输出到A/D变换器。A/D变换器将从多路转接器输入来的模拟电压变换为数字值。
温度测定部14包括分压电阻和A/D变换器。A/D变换器将由多个温度传感器T1、T2和多个分压电阻分别分压后的多个模拟电压依次变换为数字值并输出到控制部16。控制部16基于该数字值来估计多个单体E1-En的温度。例如,控制部16基于由与各单体E1-En最相邻的温度传感器测定出的值来估计各单体E1-En的温度。
电流测定部15包括差动放大器和A/D变换器。差动放大器将分流器电阻Rs的两端电压放大并输出到A/D变换器。A/D变换器将从差动放大器输入来的电压变换为数字值并输出到控制部16。控制部16基于该数字值来估计流过多个单体E1-En的电流。
此外,在控制部16内搭载有A/D变换器,在控制部16设置有模拟输入端口的情况下,温度测定部14和电流测定部15也可以向控制部16输出模拟电压,通过控制部16内的A/D变换器变换为数字值。
控制部16基于由电压测定部13、温度测定部14和电流测定部15测定出的多个单体E1-En的电压、温度以及电流,来管理多个单体E1-En的状态。控制部16与车辆ECU 30之间通过车载网络20来连接。车载网络20使用CAN(Controller Area Network:控制器局域网)、LIN(Local Interconnect Network:局域互连网络)、FlexRay(注册商标)、Ethernet(注册商标)等标准中的至少一个标准来构建。下面,在本实施方式中,假定车载网络20使用CAN的例子。
控制部16能够由微型计算机和非易失存储器(例如EEPROM、闪存)构成。在非易失存储器内保持SOC(State Of Charge:荷电状态)-OCV(Open Circuit Voltage:开路电压)对应表16a和SOC温度对应表16b。在SOC-OCV对应表16a中记述有多个单体E1-En的SOC-OCV曲线的特性数据。
SOC温度对应表16b为规定了单体的SOC及温度与电流限制值之间的关系的对应表。电流限制值为规定了抑制单体的劣化所推荐的电流的上限值的值。电池厂商事先基于数值模拟、实验来针对单体的SOC及温度的各种组合中的每种组合决定推荐的电流限制值,并将这些关系对应表化。推荐的电流限制值例如被设定为用于避免劣化的加剧快于单体的平均的寿命曲线的电流值。针对充电电流和放电电流分别设置不同的推荐的电流限制值。由电池厂商生成的SOC温度对应表16b被登记在控制部16内的非易失存储器中。
此外,也可以将单体的SOC及温度与推荐的电流限制值之间的关系以函数化的方式定义。在该情况下也是,导出的函数被登记在控制部16内的非易失存储器中。另外,还可以使用推荐的电力限制值来替代推荐的电流限制值。
控制部16估计多个单体E1-En的各个单体的SOC和SOH(State Of Health:健康状态)。控制部16组合OCV法和电流积分法来估计SOC。OCV法是基于由电压测定部13测定出的各单体E1-En的OCV和SOC-OCV对应表16a中记述的SOC-OCV曲线的特性数据来估计SOC的方法。电流积分法是基于各单体E1-En的开始充放电时的OCV和由电流测定部15测定出的电流的积分值来估计SOC的方法。关于电流积分法,随着充放电时间变长,电流测定部15的测定误差不断累积。因而,需要使用通过OCV法估计出的SOC来对通过电流积分法估计出的SOC进行校正。
SOH是通过当前的满充电容量与初始的满充电容量的比率来规定的,数值越低(越接近0%),表示劣化越严重。SOH可以通过基于完全充放电的容量测定来求出,也可以通过将保存劣化与循环劣化相加来求出。保存劣化能够基于SOC、温度以及保存劣化速度来估计。循环劣化能够基于使用的SOC范围、温度、电流率(日语:電流レート)以及循环劣化速度来估计。保存劣化速度和循环劣化速度能够预先通过实验、模拟来导出。SOC、温度、SOC范围以及电流率能够通过测定求出。
另外,SOH还能够基于与单体的内部电阻之间的相关性来估计。能够通过将在单体流过规定时间的规定的电流时产生的电压降除以该电流值来估计内部电阻。内部电阻与温度处于温度越上升则内部电阻越下降的关系,内部电阻与SOH处于SOH越下降则内部电阻越增加的关系。
控制部16将多个单体E1-En的状态经由车载网络20通知给车辆ECU 30。例如,控制部16将多个单体E1-En的各SOC相加来计算蓄电部11整体的SOC,并将计算出的蓄电部11整体的SOC通知给车辆ECU 30。另外,控制部16将蓄电部11被施加的电压以及流过蓄电部11的电流实时地通知给车辆ECU 30。另外,车辆ECU 30将上述的电流限制值通知给车辆ECU 30。
车辆ECU 30控制电动车辆1整体。车辆ECU 30例如可以由整合型的VCM(Vehiclecontrol module:车辆控制模块)构成。在电动车辆1内,仪表板60与驾驶席相向地配置。仪表板60包括转速表、速度表、各种指示灯。指示灯包括用于表示电动车辆1内的设备的异常的警示灯。例如,包括表示电源***10的异常的警示灯、表示车载网络20的异常的警示灯。
车辆ECU 30当经由车载网络20接收到电动车辆1内的任一设备发生了异常时,使仪表板60的对应的警示灯点亮。当需要进行设备的修理的警示灯点亮时,在能够行驶的情况下,驾驶员通过自行驶的方式移动到汽车经销商、修理厂。在不能行驶的情况下利用道路服务。
图2是总结了比较例和实施例的、电源***10的异常发生时的替代策略和故障安全动作得到的图。如后所述,比较例的故障安全动作适合作为混合动力车(HV)、插电式混合动力车(PHV)的控制,实施例的故障安全动作适合作为未搭载发动机的纯电动汽车(EV)的控制。在比较例中,当通过针对电源***10的来自车辆侧的外部控制而在单体中检测到过充电、过放电、过升温中的任一方时,控制部16经由车载网络20向车辆ECU 30发送继电器切断请求。车辆ECU 30当接收到该继电器切断请求时,将第一继电器R1关断。
控制部16将由电压测定部13测定出的各单体的电压与用于检测过电压(OV)的OV阈值进行比较,将电压比该OV阈值高的单体判定为过充电。另外,控制部16将由电压测定部13测定出的各单体的电压与用于检测欠电压(UV)的UV阈值进行比较,并将电压比该UV阈值低的单体判定为过放电。通常,OV阈值被设定为比单体的上侧的使用界限电压低出相当于保护余量的量的值。UV阈值被设定为比单体的下侧的使用界限电压高出相当于保护余量的量的值。另外,控制部16将由温度测定部14测定出的各单体的温度与用于检测超温(OT)的OT阈值进行比较,并将温度比该OT阈值高的单体判定为过升温。
在比较例中,在用于实现单体的保护功能的电路(具体为电压测定部13、温度测定部14、电流测定部15)发生了异常的情况下,控制部16也向车辆ECU30发送继电器切断请求。如上所述,在比较例的故障安全动作中,在任一个测定部发生了故障时进行继电器切断,由此能够防止使用不可靠的状态下的电池***10。特别是,在混合动力车(HV)、插电式混合动力车(PHV)中,能够通过发动机进行行驶,因此在电路发生了异常的情况下,即使进行作为故障安全动作的继电器切断,影响也少。因而,比较例的故障安全动作适合作为搭载于这种车辆的电池***的控制。
然而,在未搭载发动机的纯电动汽车(EV)中,当电源***10突然停止时,有可能无法停止到安全的场所。另外,即使能够停止到安全的场所,之后也无法自己行驶,因此用户的便利性下降。因而,在纯电动汽车(EV)中,要求同时实现车辆的安全性的建立和基本性能(行驶/转弯/停止)的持续。
在实施例中,通过使用SOC温度对应表16b进行的电流限制(下面适当地也称作功率限制)来执行单体的异常检测。
使用SOC温度对应表进行的功率限制是表示在抑制单体的劣化这个观点下所被容许的电流值的值。此外,在以往的电源***、电动车辆中,使用SOC温度对应表进行的功率限制只表示用于抑制单体的劣化的推荐值,因此对于是否由车辆ECU按照从控制部发送到车辆ECU的电流限制值来执行功率限制,听凭车辆厂商的设计构思。在以往的电动车辆的典型的车辆ECU中,以在选择了重视电池寿命的经济模式时执行功率限制、而在选择了不施加行驶限制的正常模式时不执行功率限制的方式控制充放电。
与此相对,在实施例中,构成为将从电源***传送来的功率限制信号作为异常信号进行处理。具体地说,构成为接受到表示电流限制值为零的值的功率限制信号的车辆ECU在根据车辆ECU获取的其它数据能够确认安全的阶段执行继电器切断。由此,在实施例中,通过使用SOC温度对应表16b进行的功率限制来执行单体的异常检测,由此能够在成为OV、UV、OT等异常状态之前的阶段判定为单体异常。特别重要的点在于:将功率限制作为异常信号进行处理,由此确定出与SOC及温度两方有关的边界,因此能够综合地评价OV/UV、OT之类的在以往单独地判断的多个异常。
具体地说,如上所述,组合OCV法和电流积分法来估计SOC,也能够仅通过OCV法和电流积分法中的任一方法来估计SOC。除此以外,关于OCV法,测量OCV的电压测定部13为冗余化结构,关于电流积分法,测量电流积分值的电流测定部15为冗余化结构。因此,即使是执行了图5所示的替代策略的情况,测量用于运算功率限制的测定值的电路也维持冗余化结构。例如,关于电压测定部13,即使是产生了电路异常的情况,也能够基于采取了冗余化结构的电流测定部15的测定值来运算功率限制。
此外,在为比较例的结构的情况下,OV/UV的判定与OT的判定之间不存在相关性,因此在假定了电压测定部13产生了电路异常的情况时,当采用如实施例那样的替代策略时,导致容许在未维持冗余化结构的状态下进行动作。因此,在比较例的结构中,基于可靠性的观点无法容许采取这样的结构。
在执行功率限制的情况下,车辆ECU 30将从电源***10的控制部16接收到的电流限制值设定给逆变器40。此外,在逆变器40与第一继电器RY1之间设置有DC/DC转换器(未图示)、并由该DC/DC转换器控制电流的情况下,车辆ECU 30将接收到的电流限制值设定给该DC/DC转换器。逆变器40或该DC/DC转换器在被设定的电流限制值的范围内控制输出电流(来自蓄电部11的放电电流)。
此外,在从充电器3向电源***10进行充电时,车辆ECU 30将从电源***10的控制部16接收到的电流限制值经由通信线(未图示)设定给充电器3。此外,在充电器3与第二继电器RY2之间设置有AC/DC转换器或DC/DC转换器、并由该AC/DC转换器或该DC/DC转换器控制充电电流的情况下,车辆ECU30将接收到的电流限制值设定给该AC/DC转换器或该DC/DC转换器。
在实施例中,除了将使用SOC温度对应表16b进行的功率限制用于抑制单体的劣化之外,还用于确保电动车辆1的安全性。在实施例中,电流限制值也有时为零。电流限制值为零是估计为单体的状态是与产生了过充电、过放电、过升温中的任一方的状态同等的状态时。此外,为了进一步确保安全性,也可以生成电流限制值在即将发生过充电、过放电、过升温中的任一方的状态前的状态变为零的SOC温度对应表16b。在该情况下,车辆ECU 30在从电源***10的控制部16接收到的电流限制值为零时将第一继电器RY1关断。
在实施例中,在用于实现单体的保护功能的电路(具体为电压测定部13、温度测定部14、电流测定部15)发生了异常的情况下,控制部16执行替代策略,并且向车辆ECU 30通知向降级模式的转移请求。
在车载用途中,通常电压测定部13大多采用冗余化结构。另外,电流测定部15也大多采用冗余化结构。作为替代策略,在冗余化结构的主功能发生了异常的情况下,通过冗余功能继续进行动作。另外,在冗余化结构的冗余功能发生了异常的情况下,只通过主功能继续进行动作。另外,在冗余化结构的主功能和冗余功能两方发生了异常的情况下,基于由其它测定电路测定出的值生成替代值来继续进行动作。任一种情况的测定电路均不是完善的状态,因此使电动车辆1转移到降级模式来提高安全性,由此弥补测定电路的可靠性下降的量。此外,在后文叙述替代策略和降级模式的具体例。
图3是用于说明比较例所涉及的电源***10的保护功能的流程图。当接通电动车辆1的电源(相当于发动机车辆的点火接通)时,控制部16获取由电压测定部13、温度测定部14和电流测定部15测定出的多个单体E1-En的电压、温度以及电流(S11)。在测定电路发生了异常的情况下(S12为“是”),控制部16向车辆ECU 30通知继电器切断请求信号(S15)。在测定电路没有发生异常的情况下(S12为“否”),控制部16基于获取到的电压、电流来估计多个单体E1-En的SOC(S13)。
控制部16将获取到的电压与OV阈值、获取到的电压与UV阈值、获取到的温度与OT阈值分别进行比较(S14)。在检测到过充电、过放电或过升温的情况下(S14为“是”),控制部16向车辆ECU 30通知继电器切断请求信号(S15)。在没有检测到过充电、过放电或过升温的情况下(S14为“否”),迁移到步骤S11,重复步骤S11以后的处理。
车辆ECU 30当从电源***10的控制部16接收到继电器切断请求信号时,将第一继电器RY1关断来执行继电器切断(S16)。
图4是用于说明实施例所涉及的电源***10的保护功能的流程图。当电动车辆1的电源接通时,控制部16获取由电压测定部13、温度测定部14和电流测定部15测定出的多个单体E1-En的电压、温度以及电流(S21)。在测定电路发生了异常的情况下(S22为“是”),控制部16执行替代策略(S26)。控制部16当结束替代策略时,向车辆ECU 30通知继电器切断请求信号(S27)。
在步骤S22中,在测定电路没有发生异常的情况下(S22为“否”),控制部16基于获取到的电压、电流来估计多个单体E1-En的SOC(S23)。控制部16基于估计出的各单体的SOC和各单体的温度,参照SOC温度对应表16b来决定各单体的电流限制值(S24)。
控制部16选择决定出的各单体的电流限制值中的最小的电流限制值,并将选择出的电流限制值通知给车辆ECU 30(S25)。迁移到步骤S21,重复步骤S21以后的处理。
图5是表示图1所示的电源***10、车载网络20和车辆ECU 30的冗余化结构的具体例的框图。在图5所示的例子中,电压测定部13由作为测量***的主电压测定电路13a和作为监视***的副电压测定电路13b构成。
在本实施例中,主电压测定电路13a和副电压测定电路13b两方采用使用处理器的能够进行软件控制的电路结构。例如,主电压测定电路13a和副电压测定电路13b采用相同的ASIC。此外,也可以是,主电压测定电路13a采用相对高规格的ASIC,副电压测定电路13b采用相对低规格的ASIC。
此外,一般如图2的比较例所示,在发生了电路异常的情况下、即主电压测定电路13a和副电压测定电路13b中的任一方出现异常的情况下,进行继电器切断,因此大多情况下,主电压测定电路以使用处理器的能够进行软件控制的电路结构来设计,副电压测定电路以不使用处理器的只能够进行硬件控制的电路结构来设计。然而,在本实施例中,为通过替代策略继续进行动作的结构,因此不以不使用处理器的只能够进行硬件控制的电路来构成主电压测定电路13a和副电压测定电路13b。在本实施例中,如上所述,使用SOC温度对应表16b来判定基于功率限制的异常探测,因此即使电压的测定值的可靠性下降,也能够继续进行基于功率限制的异常探测。因此,本实施例构成为通过并用作基于功率限制的异常探测,而能够容许降级模式下的使用。
温度测定部14由温度测定电路14a构成。电流测定部15由宽量程的第一电流测定电路15a和窄量程的第二电流测定电路15b构成。宽量程的第一电流测定电路15a使用电压输入范围相比于窄量程的第二电流测定电路15b的电压输入范围相对地宽的差动放大器和A/D变换器。一般地,在差动放大器和A/D变换器中,量程越大则偏移误差越大,因此窄量程的第二电流测定电路15b的检测精度高。车载网络20由主网络20a和副网络20b构成。
此外,上述电流测定部15的结构为一例,无需一定由宽量程的电流测定电路和窄量程的电流测定电路构成。例如,也可以用相同的电流传感器来构成第一电流测定电路15a和第二电流测定电路15b、或将利用霍尔元件的电流测定电路和利用分流器电阻的电流测定电路组合来构成第一电流测定电路15a和第二电流测定电路15b。
图6是总结实施例的、电源***10的异常发生时的替代策略和故障安全动作得到的图。主电压测定电路13a和副电压测定电路13b这两方(电压测定功能整体)的异常例如能够举出ASIC的电源异常、SPI(Serial Peripheral Interface:串行外设接口)通信异常。在电压测定功能整体发生了异常的情况下,成为无法得到构成电源***10的一部分的单体的电压信息的状态。因此,控制部16将发生了异常的ASIC的数据用其它正常的ASIC的数据置换,来计算上述的功率限制,来作为替代策略。由于功率限制并不只通过电压值来计算,因此虽然一部分数据的可靠性下降,但能够根据其它参数来检测电源***10的异常状态。搭载于电动车辆1的电池***10为数百伏特,因此由大量的单体串联地连接来构成。一个ASIC测定电压的单体的数量(测定单位)一般为10~20。因而,在一个电源***10中设置有多个ASIC。即使是任一测定单位的ASIC(主电压测定电路13a和副电压测定电路13b两方)发生了异常的情况,也仅仅是无法使用该ASIC的测定值,能够使用其它测定单位的正常的ASIC的测定值。
在此基础上,控制部16执行作为故障安全动作的向降级模式的转移来弥补可靠性的下降。作为降级模式,例如限制单体的SOC使用范围。例如,在正常模式的SOC使用范围为20~80%的情况下,将降级模式的SOC范围限制为40~60%。另外,作为降级模式,例如对由电流测定部15测定出的电流值加上规定的偏移值。在充电的情况下加上正的偏移值,在放电的情况下加上负的偏移值。偏移值使用由电池厂商事先基于数值模拟、实验决定出的值。偏移值可以为固定值,也可以为与测定出的电流值相应的变动值。例如,可以将对测定出的电流值乘以一定比率得到的值设为偏移值。
由此,控制部16基于绝对值比实际流动的电流大的电流值来估计SOC。因而,相比于实际的SOC,由控制部16估计出的SOC在放电时小,在充电时大。因而,容易达到SOC的上限值/下限值。
另外,作为降级模式,控制部16对估计出的SOC乘以规定的系数。在充电的情况下乘以超过1的系数,在放电的情况下乘以小于1的系数。此外,也可以为在充电的情况下乘以小于1的系数、在放电的情况下乘以超过1的系数的结构。充电时和放电时的系数使用由电池厂商事先基于数值模拟、实验决定出的值。通过对SOC乘以规定的系数,相比于实际的SOC,由控制部16估计出的SOC在放电时小,在充电时大。因而,容易达到SOC的上限值/下限值。此外,也可以是在充电时对估计出的SOC加上正的偏移、在放电时对估计出的SOC加上负的偏移的处理来替代对估计出的SOC乘以规定的系数。
由电源***10和车辆ECU 30两方执行降级模式。例如,车辆ECU 30执行上述的限制单体的SOC使用范围的处理。另外,例如车辆ECU 30基于从控制部16发送来的电流限制值执行功率限制控制来作为必要控制。另外,例如电源***10执行上述的对测定出的电流值加上规定的偏移值的处理、和/或上述的对估计出的SOC乘以规定的系数的处理。此外,在降级模式中,从电源***10的控制部16向车辆ECU 30发送的电流值/SOC可以为原始的测定值/估计值,也可以为被实施了上述加工后的测定值/估计值。
图7是用于说明由于电压测定功能整体发生了异常的情况而转移到替代策略后的、电源***10的保护功能的流程图。控制部16获取由电压测定部13、温度测定部14和电流测定部15测定出的多个单体E1-En的电压、温度以及电流(S261)。在执行了替代策略后并且在其它测定电路中未发生异常的期间(S262为“否”),控制部16将出现故障的测定单位的主电压测定电路13a和副电压测定电路13b的电压值用由其它正常的测定单位的电压测定部13测定出的电压值来置换(S263)。控制部16限制单体的SOC使用范围作为故障安全动作(S264)。
控制部16基于获取到或置换后的电压、以及获取到的电流来估计多个单体E1-En的SOC(S265)。控制部16基于估计出的各单体的SOC和各单体的温度,参照SOC温度对应表16b来决定各单体的电流限制值(S266)。控制部16选择决定出的各单体的电流限制值中的最小的电流限制值,并将选择出的电流限制值通知给车辆ECU 30(S267)。迁移到步骤S261,重复步骤S261以后的处理。在步骤S262中,在其它测定电路发生了异常的情况下(S262为“是”),结束该替代策略。
像这样,即使是某个测定单位的电压测定功能整体发生了异常的情况,作为替代策略,通过置换为由其它正常的测定单位的电压测定部13测定出的电压值,也能够在降级模式的范围内使电动车辆1继续行驶。通过转移到降级模式,以要求更高安全性的基准运用电动车辆1,因此能够弥补由电压测定功能的异常引起的可靠性的下降。由此,能够同时实现电压测定功能整体发生了异常的情况下的、电动车辆1的安全性的确保和用户的便利性的确保。与此相对,在比较例中,当电压测定功能整体发生异常时进行继电器切断,电动车辆1变得无法行驶,损害用户的便利性。
返回图6。主电压测定电路13a的异常例如能够举出A/D变换器的输出固定。在主电压测定电路13a发生了异常的情况下,控制部16使用由副电压测定电路13b测定出的数据来作为替代策略。
在主电压测定电路13a发生了异常的情况下,无法对由主电压测定电路13a测定出的数据与由副电压测定电路13b测定出的数据进行比较,因此数据的可靠性下降。
控制部16执行向降级模式的转移来作为故障安全动作。作为降级模式,例如车辆ECU 30执行上述的限制单体的SOC使用范围的处理。另外,例如,车辆ECU 30将基于从控制部16发送来的电流限制值的功率限制控制作为必要控制来执行。
即使是像这样主电压测定电路13a发生了异常的情况,通过使用由副电压测定电路13b测定出的数据来作为替代策略,也能够在降级模式的范围内使电动车辆1继续行驶。由此,能够同时实现主电压测定电路13a发生了异常的情况下的、电动车辆1的安全性的确保和用户的便利性的确保。
与此相对,在比较例中,副电压测定电路13b大多采用不使用处理器的只能够进行硬件控制的电路结构。在该情况下,当主电压测定电路13a发生异常时,无法转移到降级模式。关于该点,在本实施例中,副电压测定电路13b采用使用处理器的能够进行软件控制的电路结构,因此副电压测定电路13b能够代替主电压测定电路13a的功能。因而,能够在降级模式的范围内使电动车辆1继续行驶。
副电压测定电路13b的异常例如能够举出A/D变换器的输出固定。在副电压测定电路13b发生了异常的情况下,控制部16在无法获取到由副电压测定电路13b测定出的数据的状态下继续进行由主电压测定电路13a测定出的数据的使用。
在副电压测定电路13b发生了异常的情况下,也无法对由主电压测定电路13a测定出的数据与由副电压测定电路13b测定出的数据进行比较,因此数据的可靠性下降。
控制部16执行向降级模式的转移来作为故障安全动作。作为降级模式,例如车辆ECU 30执行上述的限制单体的SOC使用范围的处理。另外,例如车辆ECU 30将基于从控制部16发送来的电流限制值的功率限制控制作为必要控制来执行。
即使是像这样副电压测定电路13b发生了异常的情况,也能够在降级模式的范围内使电动车辆1继续行驶。由此,能够同时实现副电压测定电路13b发生了异常的情况下的、电动车辆1的安全性的确保和用户的便利性的确保。
温度测定电路14a的异常例如能够举出热敏电阻的输出固定、出力漂移异常。在温度测定电路14a发生了异常的情况下,作为替代策略1,控制部16将根据异常的热敏电阻输出估计出的温度置换为根据正常的热敏电阻输出估计出的温度。另外,作为替代策略2,控制部16对异常的热敏电阻的测定值加上偏移值进行使用。另外,在异常的热敏电阻中存在进行与正常的热敏电阻相同的举动的热敏电阻的情况下,控制部16将该异常的热敏电阻的测定值置换为举动相同的正常的热敏电阻的测定值来作为替代策略3。
在多个热敏电阻中的一个发生了异常的情况下且根据剩余的热敏电阻的测定值估计出的温度分布没有变化的情况下,控制部16执行替代策略1。在多个热敏电阻中的一个发生了异常的情况下且根据剩余的热敏电阻的测定值估计出的温度分布存在变化的情况下,控制部16执行替代策略2。
图8是用于说明温度测定电路14a异常时的替代策略2的具体例1的图。在多个热敏电阻中的一个发生了异常的情况下,控制部16对多个热敏电阻的测定值的各个测定值加上规定的偏移值。偏移值使用由电池厂商事先基于数值模拟、实验决定出的值。在具体例1中,对全部的热敏电阻的测定值一律加上相同值的偏移。
图9是用于说明温度测定电路14a异常时的替代策略2的具体例2的图。在多个热敏电阻中的一个发生了异常的情况下,控制部16计算多个热敏电阻的测定值的中值。此外,也可以计算平均值来代替中值。控制部16确定出偏离以该中值为中心的规定量程的测定值。控制部16仅对确定出的测定值加上偏移值。该偏移值可以使用事先决定的固定值,也可以使用变动值。作为变动值,例如可以使用中值与各测定值的偏移的平均值。
由此,控制部16基于比实际测定出的温度高的温度,参照SOC温度对应表16b来决定电流限制值。在SOC温度对应表16b中,温度越高,电流限制值被设定为绝对值越小的值,因此当基于比实际测定出的温度高的温度决定电流限制值时,会选择出更具抑制性的电流限制值。
控制部16执行向降级模式的转移来作为故障安全动作。作为降级模式,例如车辆ECU 30执行上述的限制单体的SOC使用范围的处理。另外,例如车辆ECU 30将基于从控制部16发送来的电流限制值的功率限制控制作为必要控制来执行。
即使是像这样温度测定电路14a发生了异常的情况,通过执行上述替代策略1~3中的任一方,也能够在降级模式的范围内使电动车辆1继续行驶。由此,能够同时实现温度测定电路14a发生了异常的情况下的、电动车辆1的安全性的确保和用户的便利性的确保。与此相对,在比较例中,当多个热敏电阻中的一个发生异常时,进行继电器切断,电动车辆1无法行驶。关于该点,在本实施例中能够在降级模式的范围内使电动车辆1继续行驶。
返回图6。第一电流测定电路15a和第二电流测定电路15b两方(电流测定功能整体)的异常例如能够举出电流传感器(例如霍尔元件、差动放大器、A/D变换器)的电源异常。在电流测定功能整体发生了异常的情况下,控制部16使用通过OCV法估计出的SOC来作为替代策略。
控制部16执行向降级模式的转移来作为故障安全动作。作为降级模式,例如限制单体的SOC使用范围。另外,作为降级模式,例如对由电压测定部13测定出的电压值加上规定的偏移值。在充电的情况下加上正的偏移值,在放电的情况下加上负的偏移值。偏移值使用由电池厂商事先基于数值模拟、实验决定出的值。偏移值可以为固定值,也可以为与测定出的电压值相应的变动值。例如,可以将对测定出的电压值乘以定率得到的值设为偏移值。由此,相比于实际的单体电压,控制部16使用的单体电压在放电时低,在充电时高。因而,容易达到UV阈值/OV阈值。
由电源***10和车辆ECU 30两方执行降级模式。例如,车辆ECU 30执行上述的限制单体的SOC使用范围的处理。另外,例如车辆ECU 30将基于从控制部16发送来的电流限制值的功率限制控制作为必要控制来执行。另外,例如电源***10执行上述的对测定出的电压值加上规定的偏移值的处理。此外,在降级模式中,从电源***10的控制部16向车辆ECU30发送的电压值可以为原始的测定值,也可以为被实施了上述加工后的测定值。
图10是用于说明由于电流测定功能整体发生了异常的情况而转移到替代策略后的、电源***10的保护功能的流程图。控制部16获取由电压测定部13和温度测定部14测定出的多个单体E1-En的电压和温度(S261a)。在执行替代策略后并且其它测定电路没有发生异常的期间(S262为“否”),控制部16限制单体的SOC使用范围来作为故障安全动作(S264)。
控制部16基于获取到的电压值来估计多个单体E1-En的SOC(S265a)。例如,能够通过OCV法来估计SOC。控制部16基于估计出的各单体的SOC和各单体的温度,参照SOC温度对应表16b来决定各单体的电流限制值(S266)。控制部16选择决定出的各单体的电流限制值中的最小的电流限制值,并将选择出的电流限制值通知给车辆ECU 30(S267)。迁移到步骤S261,重复步骤S261以后的处理。在步骤S262中,在其它测定电路发生了异常的情况下(S262为“是”),结束该替代策略。
即使是像这样电流测定功能整体发生了异常的情况,作为替代策略,基于电压值来估计SOC,并基于SOC和温度来决定电流限制值,由此也能够在降级模式的范围内使电动车辆1继续行驶。由此,能够同时实现电流测定功能整体发生了异常的情况下的、电动车辆1的安全性的确保和用户的便利性的确保。
返回图6。宽量程的第一电流测定电路15a的异常例如能够举出电流传感器的输出固定、电流传感器的偏移异常。在宽量程的第一电流测定电路15a发生了异常的情况下,作为替代策略,控制部16使用由窄量程的第二电流测定电路15b测定出的数据,并且将蓄电部11的输入输出电流的范围限制为窄量程的第二电流测定电路15b的输入量程。在具体例中,控制部16向车辆ECU30通知,以将蓄电部11的输入输出电流的范围限制为窄量程的第二电流测定电路15b的输入量程。车辆ECU 30对逆变器40设定与从电源***10的控制部16接收到的输入量程对应的上限电流值和下限电流值。
图11的(a)、(b)是用于说明第一电流测定电路15a发生了异常的情况下的替代策略的图。图11的(a)表示第一电流测定电路15a发生异常前的输入输出电流,图11的(b)表示第一电流测定电路15a发生异常后的输入输出电流。如图11的(a)、(b)所示,当宽量程的第一电流测定电路15a发生异常时,无法测定由第一电流测定电路15a能够测定的宽量程中的、除由第二电流测定电路15b能够测定的窄量程以外的范围的电流。因而,需要将蓄电部11的输入输出电流限制为由第二电流测定电路15b能够测定的窄量程。
另外,当宽量程的第一电流测定电路15a发生异常时,无法将由宽量程的第一电流测定电路15a测定出的数据与由窄量程的第二电流测定电路15b测定出的数据进行比较,因此数据的可靠性下降。
控制部16执行向降级模式的转移来作为故障安全动作。作为降级模式,例如车辆ECU 30执行上述的限制单体的SOC使用范围的处理。另外,例如,车辆ECU 30将基于从控制部16发送来的电流限制值的功率限制控制作为必要控制来执行。
即使是像这样第一电流测定电路15a发生了异常的情况,通过将蓄电部11的输入输出电流限制为由第二电流测定电路15b能够测定的窄量程,并且使用由第二电流测定电路15b测定出的数据来作为替代策略,也能够在降级模式的范围内使电动车辆1继续行驶。由此,能够同时实现第一电流测定电路15a发生了异常的情况下的、电动车辆1的安全性的确保和用户的便利性的确保。
返回图6。窄量程的第二电流测定电路15b的异常例如能够举出电流传感器的输出固定、电流传感器的偏移异常。在窄量程的第二电流测定电路15b发生了异常的情况下,控制部16只使用由宽量程的第一电流测定电路15a测定出的数据来作为替代策略。
图12的(a)、(b)是用于说明第二电流测定电路15b发生了异常的情况下的替代策略的图。图12的(a)表示第二电流测定电路15b发生异常前的SOC估计,图12的(b)表示第二电流测定电路15b发生异常后的SOC估计。如图12的(a)、(b)所示,当窄量程的第二电流测定电路15b发生异常时,基于由宽量程的第一电流测定电路15a测定出的电流值来估计SOC。此外,在第二电流测定电路15b正常且电流值在第二电流测定电路15b的输入量程的范围内的情况下,使用由第二电流测定电路15b测定出的电流值的情况下的SOC的估计精度高。
另外,当宽量程的第一电流测定电路15a发生异常时,无法将由宽量程的第一电流测定电路15a测定出的数据与由窄量程的第二电流测定电路15b测定出的数据进行比较,因此数据的可靠性下降。
控制部16执行向降级模式的转移来作为故障安全动作。作为降级模式,例如车辆ECU 30执行上述的限制单体的SOC使用范围的处理。另外,例如车辆ECU 30将基于从控制部16发送来的电流限制值的功率限制控制作为必要控制来执行。
即使是像这样第二电流测定电路15b发生了异常的情况,通过基于由第一电流测定电路15a测定出的电流值来估计SOC作为替代策略,也能够在降级模式的范围内使电动车辆1继续行驶。由此,能够同时实现第二电流测定电路15b发生了异常的情况下的、电动车辆1的安全性的确保和用户的便利性的确保。
返回图6。控制部16的异常例如能够举出CPU异常。CPU的异常包括ALU的异常、ROM的异常、RAM的异常。在控制部16发生了异常的情况下,通过硬件控制执行继电器切断。车辆ECU 30当从电源***10的管理部12接收到硬件停止信号时,将第一继电器RY1关断来执行继电器切断。在控制部16发生了异常的情况下,无法由控制部16检测单体的异常,也无法在控制部16与车辆ECU 30之间进行CAN通信。因而,在控制部16异常的情况下,与比较例同样,通过继电器切断来应对。
主网络20a的异常例如能够举出CAN总线的切断、通信超时。在主网络20a发生了异常的情况下,作为替代策略,控制部16只通过副网络20b来向车辆ECU 30通知各种数据。车辆ECU 30基于经由副网络20b接收到的数据来控制电动车辆1。车辆ECU 30使仪表板60内的表示车载网络20的异常的警示灯点亮。此外,在主网络20a异常的情况下,车辆ECU 30可以转移到降级模式,也可以不转移到降级模式。由于从电源***10向车辆ECU 30发送标准的数据,因此可以止于警示灯的点亮。
副网络20b的异常例如能够举出CAN总线的切断、通信超时。在副网络20b发生了异常的情况下,作为替代策略,控制部16只通过主网络20a向车辆ECU 30通知各种数据。车辆ECU 30基于经由主网络20a接收到的数据来控制电动车辆1。车辆ECU 30使仪表板60内的表示车载网络20的异常的警示灯点亮。此外,在副网络20b异常的情况下,车辆ECU 30可以转移到降级模式,也可以不转移到降级模式。由于从电源***10向车辆ECU 30发送标准的数据,因此可以止于警示灯的点亮。
此外,在本实施例中,副电压测定电路13b采用使用处理器的能够进行软件控制的电路结构,因此副电压测定电路13b不会发生对主网络20a或副网络20b直接施加硬件停止的控制。
如以上说明的那样,根据本实施方式,在测定电路发生了异常的情况下,不进行继电器切断,而是执行替代策略并且向降级模式转移。由此,能够同时实现电动车辆1的安全性的确保和用户的便利性的确保。特别在未搭载发动机的纯电动汽车(EV)中有效。
另外,相比于使基于电压和温度的阈值判定的安全控制与功率限制控制并存的情况,通过在功率限制控制中加入相当于电压和温度的阈值判定的安全控制,能够使控制一体化,从而能够使控制简单化。另外,还能够在成为继电器切断之前的阶段,通过分级的电流限制来确保安全性。
以往的功率限制控制的目的只在于抑制单体的劣化,安全性的确保委托于OV/UV判定、OT判定。与此相对,本实施方式所涉及的功率限制控制能够实现单体的劣化抑制、安全性确保以及降级行驶时间的确保。能够防止会因检测到OV/UV/OT而突然发动继电器切断,能够在成为继电器切断之前的阶段在确保安全性的同时确保降级行驶时间。
以上,基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员可以理解的是,实施方式是例示,能够对它们的各构成要素、各处理工艺的组合进行各种变形例,另外这样的变形例也在本发明的范围内。
在上述的实施方式中,说明了基于SOC温度对应表16b来决定电流限制值的例子。关于该点,也可以基于SOH和/或内部电阻来对基于SOC温度对应表16b导出的电流限制值进行校正。该校正算法也由电池厂商按电池的每个种类来制作。另外,也可以在基于SOC温度对应表16b来决定电流限制值的算法内嵌入在单体电压超过OV阈值时或单体电压低于UV阈值时将电流限制值设定为零的处理。此外,该OV阈值可以为比在比较例所涉及的控制中使用的OV阈值低的值。另外,该UV阈值可以为比在比较例所涉及的控制中使用的UV阈值高的值。
另外,在上述的实施方式中,作为由车辆ECU 30执行的降级模式,主要举出了限制单体的SOC使用范围。关于该点,降级模式能够由车辆厂商进行各种控制。例如可以对电动车辆1的行驶设置规定的上限速度。
此外,可以通过下面的项目来确定实施方式。
[项目1]
一种电源***(10),搭载于电动车辆(1),所述电源***(10)的特征在于,具备:
蓄电部(11),其是多个单体(E1-En)连接而成的;
电压测定部(13),其用于测定多个所述单体(E1-En)的各电压;
电流测定部(15),其用于测定流过多个所述单体(E1-En)的电流;
温度测定部(14),其用于测定多个所述单体(E1-En)的温度;以及
控制部(16),其基于由所述电压测定部(13)测定出的各单体的电压、由所述电流测定部(15)测定出的电流以及由所述温度测定部(14)测定出的温度,来决定电流限制值,该电流限制值规定用于抑制单体劣化以及确保安全性的电流的上限,并将决定出的电流限制值通知给所述电动车辆(1)内的上级的控制部(30)。
据此,能够通过电流限制值来实现单体劣化的抑制和安全性的确保这两方。
[项目2]
根据项目1所记载的电源***(10),其特征在于,
所述控制部(16)基于由所述电压测定部(13)测定出的各单体的电压和由所述电流测定部(15)测定出的电流来估计各单体的SOC(State Of Charge:荷电状态),并基于估计出的SOC和由所述温度测定部(14)测定出的温度来决定所述电流限制值。
据此,能够基于SOC和温度来决定电流限制值。
[项目3]
根据项目2所记载的电源***(10),其特征在于,
在多个所述单体(E1-En)中的某个测定单位的所述电压测定部(13)发生了异常时,所述控制部(16)将该测定单位中包括的单体的电压以由其它正常的测定单位的所述电压测定部(13)测定出的电压来置换。
据此,虽然某个测定单位的电压测定部(13)发生了异常,但以其它正常的测定单位的电压测定部(13)的值来代替,由此能够求出电流限制值。
[项目4]
根据项目3所记载的电源***(10),其特征在于,
在所述电压测定部(13)发生了异常时,所述控制部(16)对由所述电流测定部(15)测定出的电流的绝对值加上正的偏移值。
据此,在电压测定部(13)发生了异常时,对测定出的电流的绝对值加上正的偏移值,由此能够提高安全性的要求基准。
[项目5]
根据项目3所记载的电源***(10),其特征在于,
当在所述蓄电部(11)放电时所述电压测定部(13)发生了异常时,所述控制部(16)对估计出的所述SOC乘以小于1的正的系数,当在所述蓄电部(11)充电时所述电压测定部(13)发生了异常时,所述控制部(16)对估计出的所述SOC乘以超过1的正的系数。
据此,在电压测定部(13)发生了异常时,对估计出的SOC乘以系数,由此能够提高安全性的要求基准。
[项目6]
根据项目1所记载的电源***(10),其特征在于,
在所述电流测定部(15)发生了异常时,所述控制部(16)基于由所述电压测定部(13)测定出的各单体的电压来估计各单体的SOC,并基于估计出的SOC和由所述温度测定部测定出的温度来决定所述电流限制值。
据此,在电流测定部(15)发生了异常时,变更单体的异常检测方法,由此能够在降级模式的范围内使电动车辆(1)继续行驶。
[项目7]
根据项目6所记载的电源***(10),其特征在于,
当在所述蓄电部(11)放电时所述电流测定部(15)发生了异常时,所述控制部(16)对由所述电压测定部(13)测定出的电压加上负的偏移值,当在所述蓄电部(11)充电时所述电流测定部(15)发生了异常时,所述控制部(16)对由所述电压测定部(13)测定出的电压加上正的偏移值。
据此,在电流测定部(15)发生了异常时,对测定出的电压加上偏移值,由此能够提高安全性的要求基准。
[项目8]
根据项目3至7中的任一项所记载的电源***(10),其特征在于,
所述控制部(16)缩小多个所述单体(E1-En)的SOC的使用范围。
据此,能够提高电源***(10)的安全性,能够弥补测定功能的可靠性的下降。
[项目9]
一种管理装置(12),包括于车辆用电源***(10),所述管理装置(12)的特征在于,具备:
电压测定部(13),其用于测定所述车辆用电源***中包括的蓄电部(11)所包括的多个单体(E1-En)的各电压;
电流测定部(15),其用于测定流过多个所述单体(E1-En)的电流;
温度测定部(14),其用于测定多个所述单体(E1-En)的温度;以及
控制部(16),其基于由所述电压测定部(13)测定出的各单体的电压、由所述电流测定部(15)测定出的电流以及由所述温度测定部(14)测定出的温度,来计算电流限制值,该电流限制值规定用于抑制单体劣化以及确保安全性的电流的上限,并将计算出的电流限制值通知给电动车辆(1)内的上级的控制部(30)。
据此,能够通过电流限制值实现单体劣化的抑制和安全性的确保这两方。
附图标记说明
1:电动车辆;2:商用电力***;3:充电器;4:充电线缆;10:电源***;11:蓄电部;12:管理部;13:电压测定部;13a:主电压测定电路;13b:副电压测定电路;14:温度测定部;14a:温度测定电路;15:电流测定部;15a:第一电流测定电路;15b:第二电流测定电路;16:控制部;16a:SOC-OCV对应表;16b:SOC温度对应表;E1-En:单体;Rs:分流器电阻;T1、T2:温度传感器;20:车载网络;20a:主网络;20b:副网络;30:车辆ECU;40:逆变器;50:马达;60:仪表板;RY1:第一继电器;RY2:第二继电器。
Claims (9)
1.一种电源***,搭载于电动车辆,所述电源***的特征在于,具备:
蓄电部,其是多个单体连接而成的;
电压测定部,其用于测定多个所述单体的各电压;
电流测定部,其用于测定流过多个所述单体的电流;
温度测定部,其用于测定多个所述单体的温度;以及
控制部,其基于由所述电压测定部测定出的各单体的电压、由所述电流测定部测定出的电流以及由所述温度测定部测定出的温度,来决定电流限制值,该电流限制值规定用于抑制单体劣化以及确保安全性的电流的上限,并将决定出的电流限制值通知给所述电动车辆内的上级的控制部。
2.根据权利要求1所述的电源***,其特征在于,
所述控制部基于由所述电压测定部测定出的各单体的电压和由所述电流测定部测定出的电流来估计各单体的荷电状态,并基于估计出的荷电状态和由所述温度测定部测定出的温度来决定所述电流限制值。
3.根据权利要求2所述的电源***,其特征在于,
在多个所述单体中的某个测定单位的所述电压测定部发生了异常时,所述控制部将该测定单位中包括的单体的电压用由其它正常的测定单位的所述电压测定部测定出的电压来置换。
4.根据权利要求3所述的电源***,其特征在于,
在所述电压测定部发生了异常时,所述控制部对由所述电流测定部测定出的电流的绝对值加上正的偏移值。
5.根据权利要求3所述的电源***,其特征在于,
当在所述蓄电部放电时所述电压测定部发生了异常时,所述控制部对估计出的所述荷电状态乘以小于1的正的系数,当在所述蓄电部充电时所述电压测定部发生了异常时,所述控制部对估计出的所述荷电状态乘以超过1的正的系数。
6.根据权利要求1所述的电源***,其特征在于,
在所述电流测定部发生了异常时,所述控制部基于由所述电压测定部测定出的各单体的电压来估计各单体的荷电状态,并基于估计出的荷电状态和由所述温度测定部测定出的温度来决定所述电流限制值。
7.根据权利要求6所述的电源***,其特征在于,
当在所述蓄电部放电时所述电流测定部发生了异常时,所述控制部对由所述电压测定部测定出的电压加上负的偏移值,当在所述蓄电部充电时所述电流测定部发生了异常时,所述控制部对由所述电压测定部测定出的电压加上正的偏移值。
8.根据权利要求3~7中的任一项所述的电源***,其特征在于,
所述控制部缩小多个所述单体的荷电状态的使用范围。
9.一种管理装置,包括于车辆用电源***,所述管理装置的特征在于,具备:
电压测定部,其用于测定所述车辆用电源***中包括的蓄电部所包括的多个单体的各电压;
电流测定部,其用于测定流过多个所述单体的电流;
温度测定部,其用于测定多个所述单体的温度;以及
控制部,其基于由所述电压测定部测定出的各单体的电压、由所述电流测定部测定出的电流以及由所述温度测定部测定出的温度,来计算电流限制值,该电流限制值规定用于抑制单体劣化以及确保安全性的电流的上限,并将计算出的电流限制值通知给电动车辆内的上级的控制部。
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