[发明专利]电池的充放电控制装置以及具备该装置的混合动力汽车

说明书

技术领域

本发明涉及电池(蓄电池)的充放电控制装置以及具备该装置的混合动力汽车。

背景技术

在电动车辆中，通过再生制动力对与由电池驱动的电动机连接的驱动轮进行制动。此时，电动机发电产生的电力被充电至电池而进行回收。但是，若超过限度地通过由再生得到的电力对电池进行充电时，电池会变为过充电状态。为了防止这种情况，提出了如下的电池充电控制装置，该电池充电控制装置对电池电压与电池电压界限进行比较，以使电池电压不会超过电池电压界限的方式控制电池的充电(例如专利文献1)。

专利文献1：日本特开平6-153314号公报

发明内容

一般而言，锂离子二次电池的能量密度高，与其他的二次电池相比，锂离子二次电池的初始开路电压和平均工作电压更高。因此，在需要大电池容量、高电压的混合动力汽车用电源系统中是优选的。另外，锂离子二次电池因为库仑效率(coulomb efficiency)接近100％故而充放电效率高，因此与其他的二次电池相比，还具有可以进行能量的有效利用这一优点。

然而，锂离子二次电池，在使用方式(例如，以高速率进行充电、从高充电状态(高SOC)进行的充电、长时间持续充电、低温下的充电(电阻高的状态下的充电))中，有在锂离子二次电池的负极表面析出锂(Li)金属的危险，结果恐怕会导致锂离子二次电池的过热或性能降低。

因此，希望抑制负极中的锂金属的析出。

本发明的电池的充放电控制装置以及具备该装置的混合动力汽车具有以下的特征。

(1)所述充放电控制装置具有输入许可电力调整单元，该输入许可电力调整单元在充放电时基于充电履历，以使由锂离子二次电池构成的电池的负极电位不降低到锂基准电位的方式，调整对所述电池的输入许可电力。

(2)所述输入许可电力调整单元，基于作为在负极不析出金属锂的最大电流而设定的容许充电电流，决定所述输入许可电力，以与充电持续时间相应地减少所述容许充电电流、与放电持续时间相应地增加容许充电电流的方式，改变所述输入许可电力。

(3)所述输入许可电力调整单元，基于使所述容许充电电流偏移预定量得到的输入电流限制目标值，决定所述输入许可电力。

(4)所述充放电控制装置还具有：检测电池电流的电池电流检测单元；检测电池温度的电池温度检测单元；以及推定所述电池的充电状态的充放电推定单元，所述输入许可电力调整单元具备：容许输入电流值算出单元，其使用检测出的时间t时的电池电流值和电池温度值以及推定出的充电容量值，求出充电时的每单位时间的容许输入电流值减少量或放电时的每单位时间的容许输入电流值恢复量，并且求出每单位时间的因放置不管产生的容许电流量恢复量，基于上次算出的上次算出容许输入电流值I_lim(t-1)或仅初次设定容许输入电流值I_lim(0)，算出对电池的容许输入电流值I_lim(t)；和输入电力限制值算出单元，其算出基于所得到的容许输入电流值I_lim(t)求出的电池输入电力限制值，所述输入许可电力调整单元基于所得到的电池输入电力限制值来调整对所述电池的输入许可电力。

(5)所述输入电力限制值算出单元，基于将所述容许输入电流值I_lim(t)减小预定量得到的输入电流限制目标值，算出电池输入电力限制值。

(6)所述容许输入电流值算出单元，进一步算出对所得到的容许输入电流值I_lim(t)考虑了锂离子二次电池劣化状态而得到的对电池的容许输入电流值I_lim’(t)，所述输入电力限制值算出单元，基于所得到的容许输入电流值I_lim’(t)，算出电池输入电力限制值。

(7)在所述输入电力限制值算出单元中，对所得到的对电池的容许输入电流值I_lim(t)考虑锂离子二次电池劣化状态，求出输入电流限制目标值。

(8)在所述输入电力限制值算出单元中，对所得到的对电池的容许输入电流值I_lim’(t)考虑锂离子二次电池劣化状态，求出输入电流限制目标值。

(9)在所述输入电力限制值算出单元中，根据与所述输入电流限制目标值和实际的电池电流值之间的差量相应的电力值、与预先设定的电池输入电力限制规定值SW_in(t)之间的差量，算出电池输入电力限制值W_in(t)。