车载电池的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术能够根据电池的状态来进行由混合式汽车多相交流电机产生的、给驱动装置（内燃机）的加速以及给电池的充电。对车辆上装载的电池其放电时及充电时的电流、电压进行测定，程序控制电路根据此测得的电流、电压信息，通过用于实行电池与连接于车辆驱动装置的多相交流电机之间的交流变直流或直流变交流变换的变换器，对在向驱动装置提供辅助动力时的放电电流进行控制。由于是根据电池的充电状态来限制充放电电流，避免了不论电池充电量的多少而同样实行的充放电，因此在提高充电效率的同时，还能够使电池的寿命延长。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术适用于使用电动机作为行走动力的电动汽车。本专利技术涉及车载式充电电池的充放电控制。本专利技术是为并用内燃机和电动机作为行走动力的混合式汽车所开发的，然而能够广泛用于将充电电池装载于车辆上，在行走上利用此电池能量的汽车。本申请人以HIMR的名称对并用内燃机和电动机的混合式汽车进行开发、制造及销售。此汽车的构成是其内燃机曲轴上连接了三相交流鼠笼型感应电机，将大型的电池搭载在车辆上，此电池与交流感应电机之间用双向变换器结合，利用程序控制电路对此变换器进行控制(参考WO88/06107号)。在此装置中，在车辆进行加速时，控制提供给此交流感应电机的旋转磁场以使此交流感应电机成为电动机，在车辆进行减速时，控制提供给此交流感应电机的旋转磁场以使此交流感应电机成为发电机。并且进行控制，使在交流感应电机作为电动机使用时，电池进行放电，作为发电机使用时，电池进行充电，即实行再生制动。此装置装载于大型公共汽车上，被实用于市区公共汽车以及要求环境污染极小地区的山路公共汽车等。近年来，因汽车内燃机排气造成的污染成为愈来愈大的问题。尽管车价仍然高，燃料价格稍贵，也到了论述在都市市区行走的大部分汽车成为电动汽车的可能性的时候了。上述HIMR其构成是在车辆上设置电池室，将因产量大而以低价能够买到的端电压为12V的电池作为单位电池，将25个这样的电池装载于电池室，在电气上用串联连接，使整体的端电压成为12V×25＝300V，用来作为提供行走用能量的电池。这里的“单位电池”是指利用多个进行串联连接、构成提供行走用能量的电池的单位。例如，在铅电池的情况下，根据化学性质，最小的单位电池的端电压为2V，而一般市场上销售的是将多个此2V的电池串联连接收装于一个箱体内的电池。例如，在铅电池的情况下，单位电池的端电压为2V、4V、6V、12V、24V等。除铅电池以外的电池也是用其化学性质及串联连接个数确定其端电压。本申请提出人关于单位电池的监视提出过国际专利申请(参考PCT/TP96/00966号、WO96/32651公报)。此装置具有电压检测电路，对利用连接电缆串联连接的数量为n个的多个(例如25个)单位电池的(+)端和(-)端之间的电压是否为设定值以下进行检测。在此电压检测电路中，含有第一发光显示电路，它在(+)端和(-)端之间的电压低于第一设定值(V1)以下时，作为需要充电的状态以红色的发光进行显示；第二发光显示电路，它在(+)端和(-)端之间的电压超过第二设定值(V2)以上时，作为已充电的状态用绿色的发光进行显示。利用此发光显示，对充电状态(即为没电的状态还是充好电的状态)进行通知。本专利技术人积累了关于上述HIMR车辆的许多行走记录及维护记录。电池随着反复充放电而逐渐劣化，因此经一定时期，必须更换电池，而在以往的技术中，在电池充放电的控制上，没有考虑电池的寿命。即，以往的电动汽车的电池充放电控制在构成上是根据行走条件来进行的，而没有将充放电时的电池状态信号取回到控制装置用以参考该电池的状态进行充放电控制。下面进一步详细说明。例如，若假定电池的标准电压为上述的300V，在利用再生制动进行充电时，以往，若其端电压超过了既定的界限值(例如380V)，因有造成电池损坏的危险，所以进行控制使其不得超过界限值。然而，此界限值实际上是电池的充电量大时(充满时)的安全值，在电池的状态良好时，(电池没有劣化，没电时)即使再提高端电压，也能够有效率地进行充电。这意味着在电池是新电池且没电的情况下，制动踏板被踩下处于制动状态时，能够减小作为制动片摩擦热而放掉的能量，进一步增加通过再生制动向电池进行充电还原从而加以利用的能量。在混合式汽车中，在踩下加速踏板车辆处于加速状态时也同样如此。即，处在加速状态时，内燃机和电动机成为对必需的转矩进行分担的情况，然而，即使是相同的加速踏板的踩下程度(相同转矩)，也应该能够进行控制，在当时电池状态好时(电池没有劣化，充满电时)，加大放电电流，使内燃机的负担减轻，使环境污染减小。在电池的充电量差时(电池劣化，或充电状态为没电时)，使电池的负担减轻，增加内燃机的负担。根据进一步的观测，可以发现若让例如25个单位电池以串联连接的状态进行放电，能量并不是从25个电池各自均等地放出。串联连接进行充电时，也并不是全部的单位电池被均等地充电。从电气特性来看此，较易于理解的是将其解释为各个单位电池的内电阻(R)不相等。由于是串联连接，电流(I)虽一致，但不管是充电时还是放电时，单位时间充电或放电的能量(I2R)并不相等。在充电时，内电阻高的单位电池的端电压比其他的单位电池要高，放电时则相反，其端电压比其他单位电池要低。实际上，如将其当作是相等的，以全体的标准电压或额定电压进行反复充放电，则内电阻高的电池在充电时被造成过充电，使该单位电池独自被加速劣化。另外，内电阻大的单位电池用串联连接进行充放电时，该电池的温度变高，造成与其他电池的特性不同，该单位电池独自提前劣化。也就是说，本专利技术人发现充电电流的最大值或放电电流的最大值的决定，不仅取决于电池全体的状况，而且还取决于每个单位电池的状况。这是延长电池寿命的重要的要素。专利技术人作了各种各样的尝试，例如将同一制造批量的单位电池收容在一个电池室中等。专利技术人发现即使车辆在新车时，各单位电池的特性一致，可是随着车辆的长期使用，特性产生了偏差，加速了不均等的劣化。一般，电池的更换不是对单个单位电池进行，而是全体一齐更换，因此，对全体以相等的条件进行控制，明显是造成电池寿命缩短的原因。大量使用、大量废弃电池成了环境污染的新的原因。本专利技术是在这样的背景下进行的，目的是提供一种装置，该装置能够对电池的充放电状态进行观测，根据其状态实行对驱动装置的加速及对电池的充电。本专利技术的目的是不单纯根据电池的充电状态是没电还是充满电状态，而且还根据电池是新的还是劣化状态的，进行对该电池适宜的充电及放电的控制。本专利技术的目的是在提高电池的充放电效率的同时，延长电池的使用寿命。本专利技术的目的是减少因制动消耗的能量，将尽可能多的能量进行再生。本专利技术的目的是提供一种控制装置，即使单位电池的特性上存在偏差，该装置不使其因长期使用造成偏差扩大。本专利技术的目的是降低电动汽车的电池费用。本专利技术的目的是使电池的维修保养简单化。本专利技术的特征在于根据电池的劣化状态，设定对加速区域进行区分的边界线。该加速区域是指由混合式汽车多相交流电机产生的、给驱动装置加速的区域。这里，所谓电池的劣化状态，不单纯是判定电池的充电状态是没电还是充满电状态，还包括判定电池是新的还是劣化了的。即，本专利技术的第一观点的特征在于包括多相交流电机，它与电池的放电电流控制有关，与车辆的驱动装置相连接；变换器，它设置在装载于车辆上的电池与上述多相交流电机之间，进行交流变直流或直流变交流的变换；程序控制电路，用于对此变换器进行控制，还包括电流电压测定装置，它附在上述电池上，用来测定放电时的电流电压及/或充电时的电流电压，上述程序控制电路含有放电电流控制装置，它根据利用上述电流电压测定装置测定的信息通过上述变换器对上述电池进行放电电流的控制。上述程序控制电路最好包括存储器，用于将反映电池劣化程度的放电时的电流电压特性及/或充电时的电流电压特性事先作为特性图进行存储；识别装置，用于将利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载电池的控制装置，其特征在于包括：多相交流电机，它与车辆的驱动装置相连接；变换器，它设置在装载于车辆上的电池与上述多相交流电机之间，进行交流变直流或直流变交流的变换；程序控制电路，用于对此变换器进行控制，还包括电流电压 测定装置，它附在上述电池上，用来测定放电时的电流电压及／或充电时的电流电压，上述程序控制电路含有：放电电流控制装置，它根据利用上述电流电压测定装置测定的信息通过上述变换器对上述电池进行放电电流的控制。

【技术特征摘要】
JP 1996-6-14 154359/961.一种车载电池的控制装置，其特征在于包括多相交流电机，它与车辆的驱动装置相连接；变换器，它设置在装载于车辆上的电池与上述多相交流电机之间，进行交流变直流或直流变交流的变换；程序控制电路，用于对此变换器进行控制，还包括电流电压测定装置，它附在上述电池上，用来测定放电时的电流电压及/或充电时的电流电压，上述程序控制电路含有放电电流控制装置，它根据利用上述电流电压测定装置测定的信息通过上述变换器对上述电池进行放电电流的控制。2.如权利要求1所记载的车载电池的控制装置，其上述程序控制电路含有存储器，用于将反映电池劣化程度的放电时的电流电压特性和/或充电时的电流电压特性事先作为特性图进行存储；识别装置，用于将利用上述测定装置测定的放电时或充电时的电流电压特性与上述存储器中存储的特性图进行比较，利用此对电池的劣化程度进行识别。3.如权利要求2所记载的车载电池的控制装置，其上述程序控制电路含有放电电流增减装置，用于将加速踏板的踩下量取回，根据由上述识别装置识别的劣化程度，对用来产生与该踩下量相对应的驱动转矩所需的放电电流的大小进行增减。4.一种车载电池的控制装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：小池哲夫，增田敦，
申请(专利权)人：日野自动车工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]