[发明专利]用于二次电池充电的控制器和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于二次电池的充电/放电控制器和用于控制二次电池的充电和放电的方法，并具体而言，涉及通过在低温时对二次电池进行充电/放电来升高温度的控制器和控制方法。 

背景技术

二次电池安装在例如在行驶时发电的混合动力车辆或燃料电池车辆上。在混合动力车辆中，蓄积在二次电池中的电力由电动机转换成驱动力，然后该驱动力单独地或者该驱动力和由发动机产生的驱动力一起传递到车轮。在燃料电池车辆中，取决于行驶状况，除了由燃料电池产生的电力之外，蓄积在二次电池中的电力施加到电动机，然后将由该电动机产生的驱动力传递到车轮。 

因为二次电池通过化学反应蓄积电能，所以充电/放电特性响应于环境状况特别是温度而显著变化。具体地，在低温时，化学反应的反应度降低较大，使得不能发挥平时的性能。例如，如果将能够在从20℃至40℃的最佳温度范围内供应约21kW电力的二次电池在0℃使用，则它仅仅能够供应约5kW。 

由于这个原因，在冬天的早晨或者在寒冷的地区，因为二次电池处于低温，存在不能供应所需的电力和不能平滑地起动和加速这样的问题。鉴于此，如在日本专利申请公报No.JP-A-2000-92614中所公开的，公知一种设备，其在二次电池的温度低于规定温度时执行控制，使得在规定的充电/放电范围内二次电池的强制充电/放电和所产生的电阻热将二次电池带到规定温度。 

此外，日本专利申请公报No.JP-A-2003-272712描述了这样的设备：当电池的温度低于规定值时在规定的范围内使电池的充电状态反复放电和充电。此外，日本专利申请公报No.JP-A-2003-274565描述了这 样的设备：通过使对蓄电部分(其包括二次电池)进行充电的发电装置和从蓄电部分放电的放电装置交替工作来使二次电池发热。 

在日本专利申请公报No.JP-A-2000-92614、日本专利申请公报No.JP-A-2003-272712和日本专利申请公报No.JP-A-2003-274565中还描述了在不限制为反复充电/放电状况的情况下主动地对二次电池进行充电以升高二次电池的温度的设备。例如，日本专利申请公报No.JP-A-7-79503描述了响应于二次电池的温度来升高发电机的输出电压以通过充电电阻促进发热的设备。此外，日本专利申请公报No.JP-A-2000-40532描述了当发动机冷却剂的温度较低时设定较高的SOC(充电状态)来对二次电池进行充电并促进其升温的设备。 

为了提高二次电池的充电/放电性能，二次电池通常被设计成具有小内阻。由于这个原因，如在JP-A-2000-92614、JP-A-2003-272712、JP-A-2003-274565、JP-A-7-79503和JP-A-2000-40532中所描述的，对于通过反复充电和放电或者主动充电进行取决于内阻的焦耳热的二次电池升温操作，每单位时间所产生的热量并没有那么大。升温操作直到通常的工作温度的完成因为需要相对较长的时间，例如，约数分钟至10和20分钟之间。 

为了保护二次电池，将二次电池的充电/放电电力限制为基于化学反应的观点根据各时间点二次电池的充电状态所确定的充电/放电电力限制。在平常的升温操作中，为了缩短升温时间，将充电/放电电力设定成与所限制的充电/放电电力一致。 

然而，当在充电/放电电力限制的范围内执行持续的二次电池的充电/放电时，存在着这样的情况：在电极处发生的极化作用变大，使得由于极化作用而在二次电池的输出电压中发生过大的电压变化(电压升高或电压降低)。当在二次电池的输出电压中发生这种过大电压变化时，这种变化影响与二次电池连接的逆变器或电动机，由此引起行驶性能降低的问题。 

发明内容

本发明提供了用于二次电池的充电/放电控制器，其在对二次电池的充电/放电持续达相对较长的时间段(诸如升温操作时间段)时抑制了二 次电池的电压的过大变化。