充電裝置及充電方法
【專利摘要】通過外部電源（2）對(duì)電池（10）進(jìn)行充電的充電裝置具備：溫度傳感器（46），檢測(cè)電池的溫度；充電器（4），從外部電源接受電力并對(duì)電池進(jìn)行充電；控制裝置（50），以基于充放電限制開始溫度與電池的溫度之間的溫度差而確定的充電速率對(duì)電池進(jìn)行充電的方式控制充電器。優(yōu)選的是，控制裝置（50）基于相當(dāng)于電池（10）的滿充電的蓄電量與當(dāng)前的殘余蓄電量之差和溫度差，來決定充電速率。優(yōu)選的是，搭載有電池（10）的車輛（100）能夠反復(fù)執(zhí)行充電和行駛?？刂蒲b置（50）根據(jù)車輛下一次行駛時(shí)的溫度上升設(shè)想量來決定充電速率。
【專利說明】充電裝置及充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及車載電池的充電裝置及充電方法，尤其是涉及通過外部電源對(duì)車載電池進(jìn)行充電的充電裝置及充電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為考慮了環(huán)境的汽車，電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車引起關(guān)注。電動(dòng)汽車從外部對(duì)車載的蓄電池進(jìn)行充電。而且對(duì)一部分的混合動(dòng)力汽車正在研究從外部能夠?qū)囕d的蓄電池進(jìn)行充電的技術(shù)。
[0003]在從外部對(duì)車載的蓄電池進(jìn)行充電時(shí)，充電時(shí)間成為問題。為了縮短充電時(shí)間，需要能夠以大電流進(jìn)行充電。
[0004]日本特開2002-233070號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)公開了一種在進(jìn)行快速充電時(shí)即使蓄電池產(chǎn)生溫度上升也能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行充電的蓄電池充電裝置。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-233070號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2002-204538號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開2002-165380號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在還處于蓄電池的成本高且重量大的現(xiàn)狀下，難以將不進(jìn)行補(bǔ)充充電而能夠行駛長距離的容量的蓄電池裝載于車輛。因此，在行駛長距離的情況下，在中途需要對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。這種在朝向目的地的中途的充電希望在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束，因此充電以大電流進(jìn)行。
[0011]蓄電池在充電時(shí)溫度上升，在行駛時(shí)溫度也上升，因此設(shè)置冷卻裝置。通常對(duì)應(yīng)于行駛時(shí)的發(fā)熱而設(shè)計(jì)冷卻裝置。在快速充電中，大電流持續(xù)流動(dòng)，因此發(fā)熱量也比行駛時(shí)增大。然而當(dāng)對(duì)應(yīng)于快速充電時(shí)來設(shè)計(jì)冷卻裝置時(shí)，冷卻裝置增大，重量、成本、體積增加，因此作為車輛并不現(xiàn)實(shí)。
[0012]因此，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行快速充電和行駛時(shí)，蓄電池的溫度上升。當(dāng)蓄電池溫度達(dá)到了規(guī)定的閾值時(shí)，為了進(jìn)行保護(hù)而充放電比通常時(shí)受到限制。
[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠通過抑制車載的蓄電裝置的溫度上升而避免限制且進(jìn)行充放電的充電裝置及充電方法。
[0014]本發(fā)明總的來說是通過外部電源對(duì)搭載于車輛的電池進(jìn)行充電的充電裝置。車輛構(gòu)成為，在電池的溫度超過了規(guī)定溫度時(shí)，根據(jù)電池溫度的上升而使向電池充電的電力和從電池放電的電力的限制變得嚴(yán)格。充電裝置具備:溫度傳感器，檢測(cè)電池的溫度；充電器，從外部電源接受電力并對(duì)電池進(jìn)行充電；控制裝置，以基于規(guī)定溫度與電池的溫度之間的溫度差而確定的充電速率對(duì)電池進(jìn)行充電的方式控制充電器。
[0015]優(yōu)選的是，控制裝置基于相當(dāng)于電池的滿充電的蓄電量與當(dāng)前的殘余蓄電量之差和上述的溫度差，來決定充電速率。
[0016]優(yōu)選的是，搭載有電池的車輛能夠反復(fù)執(zhí)行從車輛外部向電池的充電和行駛。控制裝置基于車輛下一次行駛時(shí)的溫度上升設(shè)想量和溫度差，來決定充電速率。
[0017]本發(fā)明在另一方面中，是通過外部電源對(duì)搭載于車輛的電池進(jìn)行充電的充電方法。車輛構(gòu)成為，在電池的溫度超過了規(guī)定溫度時(shí)，根據(jù)電池溫度的上升而使向電池充電的電力和從電池放電的電力的限制變得嚴(yán)格。充電方法包括:檢測(cè)電池的溫度的步驟；算出規(guī)定溫度與電池的溫度之間的溫度差的步驟；以基于溫度差而確定的充電速率對(duì)電池進(jìn)行充電的方式對(duì)電池進(jìn)行充電的步驟。
[0018]優(yōu)選的是，進(jìn)行充電的步驟中，基于相當(dāng)于電池的滿充電的蓄電量與當(dāng)前的殘余蓄電量之差和上述的溫度差，來決定充電速率。
[0019]優(yōu)選的是，搭載有電池的車輛能夠反復(fù)執(zhí)行從車輛外部向電池的充電和行駛。進(jìn)行充電的步驟中，基于車輛下一次行駛時(shí)的溫度上升設(shè)想量和溫度差，來決定充電速率。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，能夠一邊抑制車載的蓄電裝置的溫度上升一邊進(jìn)行充放電，也能夠進(jìn)行長距離行駛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的整體框圖。
[0023]圖2是用于說明圖1的與蓄電裝置的冷卻相關(guān)的車輛的結(jié)構(gòu)的圖。
[0024]圖3是將利用本申請(qǐng)發(fā)明的充電方法進(jìn)行了充電時(shí)與未使用本申請(qǐng)發(fā)明而進(jìn)行了充電時(shí)的電池溫度的上升進(jìn)行比較而表示的圖。
[0025]圖4是用于說明在實(shí)施方式I中執(zhí)行的充電方法的處理的流程圖。
[0026]圖5是表示在步驟S5中充電電流的決定所使用的映射的一例的圖。
[0027]圖6是用于說明在實(shí)施方式2中執(zhí)行的充電方法的處理的流程圖。
[0028]圖7是表示在步驟S17中充電電流的決定所使用的映射的一例的圖。
[0029]圖8是用于說明在實(shí)施方式3中執(zhí)行的充電方法的處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。需要說明的是，對(duì)于圖中相同或相當(dāng)部分，標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)而不重復(fù)其說明。
[0031][實(shí)施方式I]
[0032]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的整體框圖。
[0033]參照?qǐng)D1，電動(dòng)車輛100具備電池10、逆變器20、電動(dòng)發(fā)電機(jī)30、驅(qū)動(dòng)輪35。電動(dòng)車輛100還具備電壓傳感器42、電流傳感器44、溫度傳感器46、車輪速傳感器37、電子控制裝置(以下稱為“ECU:Electric Control Unit”)50、顯示裝置60、導(dǎo)航裝置6、吸氣溫傳感器45、充電器4。吸氣溫傳感器45在后面圖2中說明，測(cè)定對(duì)電池10進(jìn)行空冷的冷卻裝置的吸氣溫。
[0034]電池10是蓄積用于使車輛行駛的電力的直流電源。電池10例如由鎳氫電池、鋰離子電池等二次電池構(gòu)成。電池10使用充電器4由車輛外部的電源2進(jìn)行充電。充電器4可以車載，也可以設(shè)置在外部。通過設(shè)置在充電樁等的電源2對(duì)電池10進(jìn)行快速充電。
[0035]另外，在電動(dòng)車輛100的制動(dòng)時(shí)或下坡斜面上的加速度減少時(shí)，通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)30而發(fā)電的電力也經(jīng)由逆變器20向電池10充電。
[0036]另外，電池10將蓄積的電力向逆變器20輸出。逆變器20基于來自E⑶50的信號(hào)PWI，將從電池10供給的直流電力轉(zhuǎn)換成三相交流而向電動(dòng)發(fā)電機(jī)30輸出，對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)30進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0037]在電動(dòng)車輛100的制動(dòng)時(shí)等，逆變器20將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)30發(fā)電的三相交流電力基于信號(hào)PWI轉(zhuǎn)換成直流，并將轉(zhuǎn)換后的電力向電池10輸出。逆變器20例如由包含三相的量的開關(guān)元件在內(nèi)的三相PWM逆變器構(gòu)成。
[0038]電動(dòng)發(fā)電機(jī)30是能夠進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作及再生動(dòng)作的電動(dòng)發(fā)電機(jī)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)30例如由在轉(zhuǎn)子埋設(shè)有永久磁鐵的三相交流同步電動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)成。電動(dòng)發(fā)電機(jī)30由逆變器20驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生行駛用的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩而驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪35。而且，在電動(dòng)車輛100的制動(dòng)時(shí)等，電動(dòng)發(fā)電機(jī)30從驅(qū)動(dòng)輪35接受電動(dòng)車輛100具有的動(dòng)能而進(jìn)行發(fā)電。
[0039]電壓傳感器42檢測(cè)電池10的電壓VB，并將該檢測(cè)值向E⑶50輸出。電流傳感器44檢測(cè)相對(duì)于電池10輸入輸出的電流IB，并將該檢測(cè)值向E⑶50輸出。溫度傳感器46檢測(cè)電池10的溫度TB，并將該檢測(cè)值向E⑶50輸出。車輪速傳感器37輸出伴隨著驅(qū)動(dòng)輪35的旋轉(zhuǎn)角而產(chǎn)生的脈沖。ECU50計(jì)數(shù)該脈沖數(shù)而能夠計(jì)算行駛距離L及車速。需要說明的是，也可以取代車輪速傳感器37而通過檢測(cè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)30的轉(zhuǎn)速來求出移動(dòng)距離或車速。
[0040]E⑶50從電壓傳感器42、電流傳感器44及溫度傳感器46分別接收電壓VB、電流IB及溫度TB的檢測(cè)值。并且，E⑶50生成用于驅(qū)動(dòng)逆變器20的PWM信號(hào)，并將該生成的PWM信號(hào)作為信號(hào)PWI向逆變器20輸出。
[0041]另外，ECU50基于電壓VB及電流IB的各檢測(cè)值，算出電池10的SOC (State OfCharge:也稱為充電狀態(tài)、殘余容量、蓄電量)。作為SOC的計(jì)算方法，可以采用使用電池10的開路電壓(OCV)與SOC的關(guān)系算出的方法、或使用電流IB的累計(jì)值算出的方法等各種公知的手法。
[0042]車輛100包含空調(diào)機(jī)64、DC/DC轉(zhuǎn)換器62、輔機(jī)68、輔機(jī)蓄電池66作為從電池10接受電源電力的供給的裝置。ECU50從空調(diào)機(jī)64接收消耗電力PAC的信息。
[0043]需要說明的是，在圖1中，示出電動(dòng)汽車作為車輛的例子，但本實(shí)施方式公開的車載電池的充電裝置只要是能夠從車輛外部對(duì)車載電池進(jìn)行充電的結(jié)構(gòu)即可，也可以適用于插入式混合動(dòng)力車等除了電池10、電動(dòng)發(fā)電機(jī)30之外還具備內(nèi)燃機(jī)的車輛。
[0044]圖2是用于說明圖1的與蓄電裝置的冷卻相關(guān)的車輛的結(jié)構(gòu)的圖。
[0045]參照?qǐng)D2，從來自車室或貨室或車外的吸氣口 70由風(fēng)扇72吸入的空氣經(jīng)過殼體74的內(nèi)部而對(duì)電池10進(jìn)行冷卻。吸收了電池10的熱量的空氣從排氣口 76排出。在風(fēng)扇72與殼體74之間的空氣的通路設(shè)有吸氣溫傳感器45，測(cè)定的吸氣溫TA向圖1的E⑶50發(fā)送。而且，通過檢測(cè)電池10的溫度的溫度傳感器46來計(jì)測(cè)溫度TB。計(jì)測(cè)到的溫度TB向ECU50發(fā)送。電池10只要是能夠儲(chǔ)存電能的結(jié)構(gòu)即可，可以是電容器那樣的結(jié)構(gòu)，但以下以電池為例進(jìn)行說明。
[0046]在使用來自電池的電力進(jìn)行行駛的時(shí)間多的電動(dòng)汽車或插入式混合動(dòng)力汽車中，有時(shí)需要快速充電。例如，在長距離行駛時(shí)，有時(shí)在中途對(duì)電池進(jìn)行充電。在進(jìn)行快速充電時(shí)，充電電流大的狀態(tài)連續(xù)。相對(duì)于此，在行駛時(shí)，即使峰值電流值較大，放電電流大的狀態(tài)也不那么連續(xù)。因此，快速充電時(shí)的發(fā)熱量比行駛時(shí)的發(fā)熱量大。當(dāng)對(duì)應(yīng)于快速充電時(shí)的發(fā)熱量而設(shè)計(jì)車輛的冷卻裝置時(shí)，重量或體積過分增大，并不現(xiàn)實(shí)。因此，在快速充電時(shí)，預(yù)想到的是即便使冷卻裝置起作用，電池溫度也會(huì)上升。
[0047]對(duì)于電池，為了抑制壽命劣化，若電池溫度升高，則進(jìn)行充放電的限制。因此，在快速充電時(shí)若電池溫度較大地上升，則之后的行駛受到限制。需要對(duì)充電方法采取對(duì)策以避免這種行駛的限制發(fā)生。
[0048]圖3是用于說明在實(shí)施方式I中執(zhí)行的充電方法的處理的流程圖。在實(shí)施方式I中，在快速充電時(shí)，基于限制開始溫度Tlim與電池溫度TB之間的溫度差Λ T來設(shè)定可上升溫度，決定快速充電時(shí)的充電速率。需要說明的是，如后述的圖5所示，限制開始溫度Tlim是在電池溫度TB達(dá)到該溫度時(shí)對(duì)電池的充放電施加限制的溫度。
[0049]參照?qǐng)D3，首先處理開始時(shí)，在步驟SI中，取得當(dāng)前的電池溫度TB和吸氣溫度TA。接著在步驟S2中，從限制開始溫度Tlim減去當(dāng)前的電池溫度TB，由此如下式(I)那樣求出溫度差A(yù)T。
[0050]AT=Tlim-TB...(I)
[0051]然后，在步驟S3中，如下式(2)那樣判斷在預(yù)先確定的快速充電時(shí)上升的溫度Λ Tl與在行駛時(shí)上升的溫度Λ Τ2之和是否大于AT。
[0052]ΔΤ<ΔΤ1+ΔΤ2...(2)
[0053]需要說明的是，在實(shí)施方式I中，溫度Λ Tl、溫度ΛΤ2為固定值。例如，溫度ΛΤ1可以設(shè)為例如在電池的SOC從0%的狀態(tài)快速充電至成為100%的狀態(tài)為止時(shí)電池溫度上升的溫度上升幅度。而且，溫度λ Τ2可以設(shè)為在電池的SOC從100%的狀態(tài)成為0%的狀態(tài)為止以最大輸出使車輛行駛時(shí)電池溫度上升的溫度上升幅度。
[0054]在步驟S3中，在式(2)未成立時(shí)，使處理進(jìn)入步驟S4，在式(2)成立時(shí)，使處理進(jìn)入步驟S5。在步驟S4中，充電電流設(shè)定為通?？焖俪潆姇r(shí)的規(guī)定值。另一方面，在步驟S5中，基于溫度差A(yù)T和吸氣溫度TA，來決定限制后的充電電流。
[0055]圖4是表示在步驟S5中使用于充電電流的決定的映射的一例的圖。
[0056]參照?qǐng)D4，AT=Tl時(shí)，在吸氣溫TA=40°C的情況下，以充電電流I=Icl的方式?jīng)Q定充電電流。
[0057]AT越大，到限制開始溫度Tlim為止越存在富余。因此，AT越大，越能夠增大充電電流的大小。
[0058]另外，由于電池被空冷，因此TA越低，越能夠增大充電電流的大小。因此，若AT相等，則TA=20°C時(shí)相比TA=40°C時(shí)能夠增大充電電流的大小。還可以將吸氣溫不同的更多個(gè)數(shù)據(jù)(TA=20°C、40°C以外的數(shù)據(jù))向圖4的映射追加。
[0059]再次參照?qǐng)D3，當(dāng)在步驟S4或步驟S5中決定充電電流后，以在步驟S6中決定的充電電流執(zhí)行向電池的充電，在步驟S7中結(jié)束處理。
[0060]圖5是將以本申請(qǐng)發(fā)明的充電方法進(jìn)行了充電時(shí)與未適用本申請(qǐng)發(fā)明而進(jìn)行了充電時(shí)的電池溫度的上升進(jìn)行比較而表示的圖。
[0061]圖5的縱軸示出電池溫度，橫軸示出時(shí)間。實(shí)線表示適用了本申請(qǐng)發(fā)明時(shí)的電池溫度TB的變化。虛線表示進(jìn)行通常的快速充電時(shí)的電池溫度TB的變化。而且，限制開始溫度Tlim表示在電池溫度TB達(dá)到該溫度時(shí)，來自電池的充放電由E⑶50限制的溫度。該限制開始溫度Tlim以避免由于高溫的充放電而使電池壽命顯著縮短的方式適當(dāng)確定。即，在本實(shí)施方式中成為前提的車輛構(gòu)成為，在電池的溫度TB超過了規(guī)定的限制開始溫度Tlim時(shí)，根據(jù)電池溫度TB的上升而使向電池充電的電力和從電池放電的電力的限制變得嚴(yán)格。
[0062]在時(shí)刻t0~tl進(jìn)行了充電之后，在時(shí)刻tl~t2進(jìn)行行駛。無論是充電時(shí)還是行駛時(shí)，電流都流過電池，因此電池發(fā)熱而電池溫度TB上升。以下，反復(fù)進(jìn)行時(shí)刻t2~t3、t4~t5、t6~t7、t8~t9的在充電樁等的快速充電與時(shí)刻t3~t4、t5~t6、t7~t8、t9~的基于行駛的放電。
[0063]到時(shí)刻tl~t4為止，與限制開始溫度Tlim相比，電池溫度TB充分具有富余，因此虛線與實(shí)線一致。即，在時(shí)刻to~tl及時(shí)刻t2~t3，進(jìn)行通常的快速充電。需要說明的是，在時(shí)刻t4，當(dāng)考慮基于充電的溫度上升等時(shí)，預(yù)見到對(duì)限制開始溫度Tlim沒有富余。因此在時(shí)刻t4~t5，為了避免行駛性能受限制，以比通常的快速充電低的充電速率進(jìn)行充電。因此，與由虛線表示的波形的充電完成時(shí)(從溫度上升轉(zhuǎn)為下降的點(diǎn))相比，由實(shí)線表示的波形的充電完成時(shí)t5延遲。
[0064]同樣地，時(shí)刻t6~t7、t8~t9的充電的充電速率降低，因此，與由虛線表示的情況相比，在由實(shí)線表示的波形中，充電時(shí)間變長。然而，如虛線所示的波形那樣，避免了電池溫度TB達(dá)到限制開始溫度Tlim的情況，因此避免了行駛性能受到限制或?qū)Τ潆娛┘酉拗频那闆r。
[0065]由此，雖然充電時(shí)間稍延長，但是能避免為了使行駛性能恢復(fù)而必須使冷卻風(fēng)扇工作而等待電池冷卻這樣的狀況。
[0066][實(shí)施方式2] [0067]圖6是用于說明在實(shí)施方式2中執(zhí)行的充電方法的處理的流程圖。在實(shí)施方式2中，在快速充電時(shí)，除了限制開始溫度Tlim與電池溫度TB之間的溫度差A(yù)T之外，基于滿充電量與當(dāng)前的充電量之差Λ SOC而設(shè)定上升溫度Λ Tl，來決定快速充電時(shí)的充電速率。
[0068]參照?qǐng)D6，首先開始處理時(shí)，在步驟Sll中取得當(dāng)前的電池溫度TB和吸氣溫度TA。接著在步驟S12中從限制開始溫度Tlim減去當(dāng)前的電池溫度TB，由此與實(shí)施方式I同樣地如下式(I)那樣求出溫度差A(yù)T。
[0069]AT=Tlim-TB...(I)
[0070]在步驟S13中，取得當(dāng)前的電池10的SOC。SOC基于電流IB的累計(jì)或電壓VBjlJ用已知的方法來檢測(cè)。
[0071]接著，在步驟S14中，如下式(3)所示那樣求出從當(dāng)前的充電量能夠充電至滿充電為止的充電量AS0C。需要說明的是，SOCmax是設(shè)定為滿充電(充電的SOC上限值)的充電量。
[0072]Δ S0C=S0Cmax-S0C …(3)
[0073]而且，在步驟S14中，求出用與運(yùn)算求出的Λ SOC相當(dāng)?shù)某潆妼?duì)車載的電池10進(jìn)行了快速充電時(shí)電池溫度上升的溫度ΛΤ1。例如，對(duì)每個(gè)Λ S0C，預(yù)先計(jì)測(cè)溫度上升幅度ΔΤ1的數(shù)據(jù)并保持作為映射。并且在步驟S14中，只要參照該映射而求出溫度ΛΤ1即可。
[0074]然后，在步驟S15中，與實(shí)施方式I同樣地，如下式(2)那樣判斷在步驟S14中求出的溫度Λ Tl與在行駛時(shí)上升的溫度Λ Τ2之和是否大于AT。[0075]ΔΤ<ΔΤ1+ΔΤ2...(2)
[0076]需要說明的是，在實(shí)施方式2中，溫度ΛΤ2設(shè)為固定值。例如，溫度ΛΤ2可以設(shè)為在電池的SOC從100%的狀態(tài)成為0%的狀態(tài)為止以最大輸出使車輛行駛時(shí)電池溫度上升的溫度上升幅度。
[0077]在步驟S15中，在式(2)不成立時(shí)，使處理進(jìn)入步驟S16，在式(2)成立時(shí)，使處理進(jìn)入步驟S17。在步驟S16中，充電電流設(shè)定為通?？焖俪潆姇r(shí)的規(guī)定值。另一方面，在步驟S17中基于溫度差A(yù)T和充電量AS0C，來決定限制后的充電電流。
[0078]圖7是表示在步驟S17中充電電流的決定所使用的映射的一例的圖。
[0079]參照?qǐng)D7，在AS0C=100%的情況下，在Λ T=Tl、Τ2、Τ3時(shí)，分別如充電電流1=11、12、13 (100%)那樣決定充電電流。
[0080]AT越大，到限制開始溫度Tlim為止越存在富余。因此，AT越大，能夠越增大充電電流的大小。
[0081]另外，在ΛΤ=Τ3的情況下，在充電量AS0C=100%、50%、30%時(shí)，分別如充電電流1=13 (100%)、13 (50%)、13 (30%)那樣決定充電電流。
[0082]Λ SOC越大，則進(jìn)行快速充電的電能越大，因此電池的發(fā)熱量也增大。因此，若溫度差Λ T相等，則Λ SOC越大而越減小充電電流IB的大小來抑制溫度上升，為充電后的行駛作準(zhǔn)備。
[0083]再次參照?qǐng)D6，當(dāng)在步驟S16或步驟S17中決定充電電流后，以決定了的充電電流在步驟S18中執(zhí)行向電池的充電，在步驟S19中處理結(jié)束。
[0084]在實(shí)施方式2中考慮充電量Λ S0C。因此，即使在由于行駛時(shí)間或行駛距離的不同而到滿充電為止的充電量發(fā)生變化的情況下，也考慮充電量ASOC而進(jìn)行充電電流限制。充電電流可以設(shè)定為限制成不會(huì)給繼續(xù)行駛帶來障礙的程度的電流。由此，與實(shí)施方式I的情況相比，充電時(shí)間縮短。需要說明的是，在實(shí)施方式2中，說明了基于溫度差A(yù)T和充電量Λ SOC而決定充電電流的例子，但也可以與實(shí)施方式I同樣地考慮吸氣溫度TA來決定充電電流。
[0085][實(shí)施方式3]
[0086]圖8是用于說明在實(shí)施方式3中執(zhí)行的充電方法的處理的流程圖。在實(shí)施方式3中，在快速充電時(shí)，基于限制開始溫度Tlim與電池溫度TB之間的溫度差Λ T來設(shè)定可上升溫度，決定快速充電時(shí)的充電速率。此時(shí)，基于行駛目的地信息或前一次行駛時(shí)的平均電流等信息而可變地設(shè)定行駛時(shí)的溫度上升預(yù)測(cè)值ΛΤ2，并決定是否進(jìn)行充電速率的限制。
[0087]參照?qǐng)D8，首先開始處理時(shí)，在步驟S21中取得當(dāng)前的電池溫度TB。接著在步驟S22中，從限制開始溫度Tlim減去當(dāng)前的電池溫度TB，由此與實(shí)施方式1、2同樣地如下式
(I)那樣求出溫度差A(yù)T。
[0088]AT=Tlim-TB...(I)
[0089]然后，在步驟S23中，進(jìn)行在行駛時(shí)上升的溫度ΛΤ2的決定。在實(shí)施方式1、2中，溫度ΛΤ2設(shè)定為考慮了以最高負(fù)載長時(shí)間使車輛的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的電池的溫度上升的固定值。然而，若預(yù)先知道不會(huì)進(jìn)行這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)，則存在能夠增加充電電流的大小而縮短充電時(shí)間的可能性。
[0090]例如，若在圖1的導(dǎo)航裝置6設(shè)定了目的地，則在為了進(jìn)行充電而順路到的充電站之前可知道要在哪個(gè)道路上行駛。因此，在道路為上坡時(shí)或到下一充電站為止的距離長時(shí)，較大地設(shè)定ΛΤ2。而且，在目的地接近當(dāng)前地時(shí)或從當(dāng)前地到目的地為止的道路為平坦路時(shí)等，與先前的例子相比，較小地設(shè)定ΛΤ2。
[0091 ] 另外，也可以基于行駛實(shí)績來決定Λ Τ2。例如，也可以基于從前一次充電到本次充電為止的平均電流I和電池溫度TB，通過下式(4)，來決定Λ Τ2。
[0092]AT2=I2XR (TB) /C...(4)
[0093]需要說明的是，R (TB)表示電池溫度TB時(shí)的電池的內(nèi)部電阻，C表示電池組件的
熱容量。
[0094]另外，也可以根據(jù)從前一次充電到本次充電為止的平均車速，算出平均道路負(fù)荷(Road Load)，并求出必要平均電力P，通過下式(5)來決定ΛΤ2。
[0095]ΔΤ2= (P/V)2XR (TB) /C...(5)
[0096]需要說明的是，V表示電池的假定平均電壓，R (TB)表示電池溫度TB時(shí)的電池的內(nèi)部電阻，C表示電池組件的熱容量。
[0097]而且，關(guān)于ΛΤ2的計(jì)算，可考慮各種變形。也可以取代上述的例子或在此基礎(chǔ)上，考慮平均加速度、車速域、空調(diào)機(jī)的工作的有無等引起的電池冷卻性能的變化、冷卻風(fēng)量的
變化等。
[0098]然后，在步驟S24中，與實(shí)施方式1、2同樣地，如下式(2)那樣判斷在預(yù)先設(shè)定的快速充電時(shí)上升的溫度ΛΤ1與在步驟S23中決定的溫度ΛΤ2之和是否大于AT。
[0099]ΔΤ<ΔΤ1+ΔΤ2...(2)
[0100]在步驟S24中，在式(2)不成立時(shí)，使處理進(jìn)入步驟S25，在式(2)成立時(shí)，使處理進(jìn)入步驟S26。在步驟S25中，充電電流設(shè)定為通?？焖俪潆姇r(shí)的規(guī)定值。另一方面，在步驟S26中，基于溫度差A(yù)T，決定限制后的充電電流。
[0101]在步驟S25或步驟S26中，當(dāng)決定充電電流時(shí)，以在步驟S27中決定了的充電電流來執(zhí)行向電池的充電，在步驟S28中，處理結(jié)束。
[0102]需要說明的是，可以將在實(shí)施方式3中說明了的行駛時(shí)的電池上升溫度ΛΤ2為可變的情況與實(shí)施方式I或?qū)嵤┓绞?組合。由此，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)充電電流和充電時(shí)間的最優(yōu)化。
[0103]應(yīng)考慮的是，本次公開的實(shí)施方式在全部的點(diǎn)上為例示，而不是限制性的。本發(fā)明的范圍不是由上述的說明而是由權(quán)利要求書公開，并包括與權(quán)利要求書等同的意思及范圍內(nèi)的全部變更。
[0104]標(biāo)號(hào)說明
[0105]2電源，4充電器，6導(dǎo)航裝置，10電池，20逆變器，30電動(dòng)發(fā)電機(jī)，35驅(qū)動(dòng)輪，37車輪速傳感器，42電壓傳感器，44電流傳感器，45吸氣溫傳感器，46溫度傳感器，60顯示裝置，62DC/DC轉(zhuǎn)換器，64空調(diào)機(jī)，66輔機(jī)蓄電池，68輔機(jī)，70吸氣口，72風(fēng)扇，74殼體，76排氣口，100電動(dòng)車輛。
【權(quán)利要求】
1.一種充電裝置，通過外部電源(2)對(duì)搭載于車輛的電池(10)進(jìn)行充電，其中， 所述車輛構(gòu)成為，在所述電池的溫度超過了規(guī)定溫度時(shí)，根據(jù)所述電池溫度的上升而使向所述電池充電的電力和從所述電池放電的電力的限制變得嚴(yán)格， 所述充電裝置具備: 溫度傳感器(46)，檢測(cè)所述電池的溫度； 充電器(4 )，從所述外部電源接受電力并對(duì)所述電池進(jìn)行充電； 控制裝置(50)，以基于所述規(guī)定溫度與所述電池的溫度之間的溫度差而確定的充電速率對(duì)所述電池進(jìn)行充電的方式控制所述充電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電裝置，其中， 所述控制裝置基于相當(dāng)于所述電池的滿充電的蓄電量與當(dāng)前的殘余蓄電量之差和所述溫度差，來決定所述充電速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電裝置，其中， 搭載有所述電池的車輛能夠反復(fù)執(zhí)行從車輛外部向所述電池的充電和行駛， 所述控制裝置基于所述車輛下一次行駛時(shí)的溫度上升設(shè)想量和所述溫度差，來決定所述充電速率。
4.一種充電方法，通過外部電源對(duì)搭載于車輛的電池進(jìn)行充電，其中， 所述車輛構(gòu)成為，在所述電池的溫度超過了規(guī)定溫度時(shí)，根據(jù)所述電池溫度的上升而使向所述電池充電的電力和從所述電池放電的電力的限制變得嚴(yán)格， 所述充電方法包括: 檢測(cè)所述電池的溫度的步驟(SI)； 算出所述規(guī)定溫度與所述電池的溫度之間的溫度差的步驟(S2); 以基于所述溫度差而確定的充電速率對(duì)所述電池進(jìn)行充電的方式對(duì)所述電池進(jìn)行充電的步驟(S3?S6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電方法，其中， 所述進(jìn)行充電的步驟中，基于相當(dāng)于所述電池的滿充電的蓄電量與當(dāng)前的殘余蓄電量之差和所述溫度差，來決定所述充電速率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電方法，其中， 搭載有所述電池的車輛能夠反復(fù)執(zhí)行從車輛外部向所述電池的充電和行駛， 所述進(jìn)行充電的步驟中，基于所述車輛下一次行駛時(shí)的溫度上升設(shè)想量和所述溫度差，來決定所述充電速率。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK103503274SQ201180070345
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月22日
【發(fā)明者】廣江佳彥 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社