电源系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种具备具有不同的充放电特性的两个二次电池且可搭载于车辆的电源系统。该电源系统作为两个二次电池，具有连接于电负载的铅酸蓄电池和相对于电负载与铅酸蓄电池并联连接的锂离子蓄电池。另外，电源系统还具备对铅酸蓄电池及锂离子蓄电池进行充电的发电机、和基于铅酸蓄电池的放电电流与锂离子蓄电池的放电电流的关系驱动发电机的控制部。

Power supply system and control method thereof

The invention provides a power supply system with two secondary batteries having different charging and discharging characteristics and which can be mounted on a vehicle. The power supply system, as two secondary batteries, has a lead-acid battery connected to the electric load and a lithium-ion battery connected in parallel with the lead-acid battery relative to the electric load. In addition, the power system also has a lead-acid battery and lithium-ion battery charged generator, and based on lead-acid battery discharge current and lithium-ion battery discharge current relationship between the control unit to drive the generator.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电源系统及其控制方法
本专利技术涉及具备相对于充放电的反复的耐久性不同的两种二次电池的电源系统及其控制方法。
技术介绍
在JP2011-234479A中公开有具备铅酸蓄电池(以下，均称为“铅酸电池”)和锂离子电池的车辆的电路。在该电路中，在使发动机从怠速停止自动地再起动的情况下，由于流向起动电机的大电流，车辆的电源电压瞬时降低，因此，从保护设置于锂离子电池侧的一部分车辆电气负载的观点来看，构成为将锂离子电池与起动电机的通电截断，且仅从铅酸蓄电池向起动电机供电的构成。但是，如上述文献的电路，在具备铅酸电池和锂离子电池的不同的两种二次电池的电路中，通常，以铅酸电池相对于电负载(以下，均简称为“负载”)的放电电流成为规定的阈值以下的方式，决定铅酸电池及锂离子电池的充电时刻。即，当铅酸电池的放电电流比规定的阈值大时，以各电池从放电阶段向充电阶段过渡的方式，利用控制装置驱动发电机。但是，基于铅酸电池的放电电流值从放电阶段向充电阶段过渡那样的电源装置中，铅酸电池为新品同样的状态时，存在不能较低地设定锂离子电池的充电要求SOC的问题。即，在现有的电源装置中，锂离子电池仅能利用到比锂离子电池其本身的制约产生的SOC下限值高的铅酸放电的制约产生的SOC下限值。因此，当铅酸电池劣化，且在放电阶段不能从铅酸电池充分放电电流时，来自锂离子电池的放电电流相应地增加。在这种状况下，锂离子电池的SOC提前降低至铅酸放电的制约产生的SOC下限值，作为结果，在短时间内反复进行锂离子电池及铅酸电池的充放电。另一方面，在将锂离子电池的充电要求SOC设为锂离子电池其本身的制约产生的SOC下限值的情况下，在铅酸电池的新品时，存在铅酸电池的放电电流较大的状态长时间持续，而促进(增长)铅酸电池的劣化的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的问题点而研发的，其目的在于提供一种在具备相对于充放电的反复的耐久性不同的两种电池且可搭载于车辆的电源系统中，抑制铅酸电池的劣化，且可有效地利用锂离子电池的SOC的电源系统及其控制方法。本专利技术一方面的电源系统，具备具有不同的充放电特性的两个二次电池且可搭载于车辆。该电源系统具备：铅酸蓄电池；锂离子蓄电池，其与铅酸蓄电池并联连接；发电机，其对铅酸蓄电池及锂离子蓄电池进行充电；控制部，其基于铅酸蓄电池的放电电流与锂离子蓄电池的放电电流的关系驱动发电机。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的电源系统的整体构成的框图；图2是表示控制本实施方式的电源系统整体的ECM的功能构成之一例的框图；图3是表示本实施方式的铅酸电池为新品的情况下的、铅酸电池及锂离子电池从放电阶段向充电阶段过渡时的物理量的变化的时间图；图4是表示本实施方式的铅酸电池劣化的情况下的、铅酸电池及锂离子电池从放电阶段向充电阶段过渡时的物理量的变化的时间图；图5是表示通过第一实施方式的电源系统的ECM执行的充放电切换处理之一例的流程图；图6是表示比较例的铅酸电池为新品的情况下的、铅酸电池及锂离子电池从放电阶段向充电阶段过渡时的物理量的变化的时间图；图7是表示比较例的铅酸电池劣化的情况下的、铅酸电池及锂离子电池从放电阶段向充电阶段过渡时的物理量的变化的时间图；图8是表示本专利技术第二实施方式的电源系统的整体构成的框图；图9是表示通过第二实施方式的电源系统的ECM执行的充放电切换处理之一例的流程图；图10是表示本实施方式的锂离子电池的充放电的切换时刻的图表；图11是表示本专利技术第三实施方式的电源系统的整体构成的框图；图12是表示通过第三实施方式的电源系统的ECM的执行的充放电切换处理之一例的流程图；图13是表示本实施方式的铅酸电池的充放电的切换时刻的图表；图14是表示本专利技术第四实施方式的电源系统的整体构成的框图；图15是表示通过第四实施方式的电源系统的ECM执行的充放电切换处理之一例的流程图；图16是表示本实施方式的锂离子电池的充放电的切换时刻的图表。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。(第一实施方式)图1是表示本专利技术第一实施方式的电源系统100的整体构成的框图。本实施方式的电源系统100是具备具有不同的充放电特性的两个二次电池且可搭载于车辆的电源系统。该电源系统100适用于例如搭载具备怠速停止功能的发动机的车辆等。如图1所示，电源系统100具备相对于电负载50并联设置的铅酸电池(铅酸蓄电池)3和锂离子电池(锂离子二次电池)4。另外，电源系统100具备交流发电机(发电机)1、启动器2、控制锂离子电池4的锂离子电池控制器(以下，称为“LBC”)20、控制电源系统100整体的发动机控制模块(以下，称为“ECM”)10。此外，在本实施方式中，由虚线包围的部分作为锂离子电池组P一体构成。该锂离子电池组P包含锂离子电池4、锂离子电池附属继电器42、MOSFET40、LBC20。另外，在本实施方式中，检测向锂离子电池4进行充放电的电流的电流传感器32附属于锂离子电池组P。在本实施方式中，电源系统100包含检测向铅酸电池3进行充放电的电流的电流传感器31、检测向锂离子电池4进行充放电的电流的电流传感器32。这些电流传感器31、32检测到的电流值数据向ECM10输出。电源系统100包含用于将铅酸电池3与交流发电机1及启动器2直接连接的铅酸电池路径继电器41。如图1所示，铅酸电池3利用经由MOSFET40及锂离子电池附属继电器42与锂离子电池4连接的第一路径、经由铅酸电池路径继电器41及锂离子电池附属继电器42与锂离子电池4的第二路径，与锂离子电池4连接。ECM10由具备中央运算装置(CPU)、读取专用存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)及输入输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。此外，ECM10也可以由多个微型计算机构成。LBC20从ECM10接收向与对应于未图示的发动机的运转状态的启动器2及电负载50的放电指令或充电指令相关的信号。LBC20基于该信号进行锂离子电池附属继电器42及MOSFET40的接通、切断控制。本实施方式的电源系统100中，电负载50相对于铅酸电池路径继电器41与铅酸电池3侧连接。交流发电机1及启动器2相对于铅酸电池路径继电器41与锂离子电池4侧连接。铅酸电池路径继电器41由在不向线圈通电的状态下成为接通状态(导通状态)的所谓的常闭型的继电器构成。锂离子电池附属继电器42由在不向线圈通电的状态下成为接通状态(非导通状态)的所谓的常开型的继电器构成。MOSFET40以其寄生二极管的顺时针方向与从锂离子电池4侧朝向铅酸电池3侧的方向一致的方式连接。由此，不管MOSFET40的接通、切断状态如何，均防止第一路径中的从铅酸电池3向锂离子电池4的通电。交流发电机1通过发动机的驱动力进行驱动发电，且在发电时，通过LIN(LocalInterconnectNetwork)通信或硬导线可变控制发电电压。另外，交流发电机1在车辆减速时也能够将车辆的动能作为电力进行再生。这些发电及再生的控制通过ECM10执行。启动器2设置在未图示的发动机与自动变速器的连结部附近。启动器2具备与普通的起动用的启动器同样地进行前进后退的小齿轮。而且，在启动器2动作时，小齿轮与在装配于曲轴基端部的驱动板的外周设置的齿轮卡合，由此进行曲轴转动。锂离子电池4的内部电阻为铅酸电池3的内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源系统，具备具有不同的充放电特性的两个二次电池且可搭载于车辆，其中，具备：铅酸蓄电池，其连接于电负载；锂离子蓄电池，其相对于所述电负载与所述铅酸蓄电池并联连接；发电机，其对所述铅酸蓄电池及所述锂离子蓄电池进行充电；控制部，其基于所述铅酸蓄电池的放电电流与所述锂离子蓄电池的放电电流的关系驱动所述发电机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.12 JP 2016-0037021.一种电源系统，具备具有不同的充放电特性的两个二次电池且可搭载于车辆，其中，具备：铅酸蓄电池，其连接于电负载；锂离子蓄电池，其相对于所述电负载与所述铅酸蓄电池并联连接；发电机，其对所述铅酸蓄电池及所述锂离子蓄电池进行充电；控制部，其基于所述铅酸蓄电池的放电电流与所述锂离子蓄电池的放电电流的关系驱动所述发电机。2.如权利要求1所述的电源系统，其中，所述控制部包含：电流值取得部，其取得所述铅酸蓄电池的放电电流和所述锂离子蓄电池的放电电流；电流值比较部，其对由所述电流值取得部取得的所述铅酸蓄电池的放电电流和所述锂离子蓄电池的放电电流进行比较；发电机控制部，其基于所述电流值比较部的比较结果，驱动所述发电机，对所述铅酸蓄电池及所述锂离子蓄电池进行充电。3.如权利要求2所述的电源系统，其中，所述电流值比较部求得所述铅酸蓄电池的放电电流与所述锂离子蓄电池的放电电流的电流比，所述发电机控制部在所述电流比成为规定值以下起经过了规定时间时，驱动所述发电机。4.如权利要求3所述的电源系统，其中，所述发电机控制部在所述电流比成为...

【专利技术属性】
技术研发人员：小池智之，小石瑛文，田原雅彦，渡边崇光，手塚淳，土屋辉昌，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP