电池系统控制器技术方案

提供了一种用于电池系统的电池系统控制器，该电池系统包括发电机、电负载、铅蓄电池、具有较高功率密度和较高能量密度的高性能蓄电池以及开合开关，该开合开关将发电机和铅蓄电池与高性能蓄电池切换到电导通状态或截断状态，该高性能蓄电池的端电压被控制得低于铅蓄电池的端电压。该电池系统控制器包括：控制单元，其在流到高性能蓄电池的充电电流小于确定值的条件下，允许开合开关从电导通状态切换到截断状态，铅蓄电池的内阻越大，确定值被设置得越小。

Battery system controller

A battery system for battery controller system, the battery system comprises a generator, electric load, lead-acid batteries, high power density and high energy density and high performance battery switching switch, the switch will open generator and lead-acid battery with high performance battery switch to electric conduction state or cut off state, the terminal voltage of the high performance battery is controlled below the terminal voltage of lead-acid batteries. The battery system controller includes a control unit, the charging current to the high performance battery in the flow is less than certain value under the condition of opening and closing the switch from the conductive state allows the switch to cut state, internal resistance of lead-acid batteries more determined value are made smaller.

【技术实现步骤摘要】
电池系统控制器
本专利技术涉及一种用于电池系统的控制器，该电池系统包括发电机、电负载(electrical load)、铅蓄电池和高性能蓄电池。
技术介绍
如JP-A-2012-80706中描述的，提出了一种电池系统，该电池系统包括:蓄电池，其便宜但是在充电和放电下具有较低的耐用性；以及高性能蓄电池，其昂贵但是具有较高功率密度和较高能量密度并且在充电和放电下具有较高的耐用性。该电池系统安装在使用发动机作为驱动源的车辆中。在该电池系统中，发电机、电负载和铅蓄电池与高性能蓄电池经由低成本开合开关(opening and closing switch)而电连接。开合开关的操作将发电机、电负载和铅蓄电池与高性能蓄电池切换为电导通(electrically conducting)状态或截断(interrupted)状态，这适当地使用了这两个电池。然而，如果发电机、电负载和铅蓄电池与高性能蓄电池通过使用开合开关而电连接，则大电流容易地从发电机或铅蓄电池流到高性能蓄电池。在大电流正流到高性能蓄电池的状态下，如果发电机、电负载和铅蓄电池与高性能蓄电池被截断，则大电流由铅蓄电池接收，从而迅速地增加铅蓄电池的端电压。具体地，如果铅蓄电池的内阻较大，则铅蓄电池的端电压的增加量增加。因此，铅蓄电池的端电压可能超过电负载的耐受电压。
技术实现思路
实施例提供了一种电池系统控制器，该电池系统控制器用在包括铅蓄电池和高性能蓄电池的电池系统中，铅蓄电池和高性能蓄电池经由开合开关而电连接，并且该电池系统控制器可以限制在铅蓄电池与高性能蓄电池之间截断时的铅蓄电池的端电压的增加量。作为实施例的一方面，提供了一种用于电池系统的电池系统控制器，该电池系统包括:发电机，由发动机驱动以发电；电负载，并联连接到发电机；铅蓄电池，并联连接到发电机以利用发电机产生的电力来充电；高性能蓄电池，具有较高功率密度和较高能量密度，并且并联连接到发电机，以利用发电机产生的电力和从铅蓄电池释放的电力来充电；以及开合开关，将发电机和铅蓄电池与高性能蓄电池切换到电导通状态或截断状态，高性能蓄电池的端电压被控制为低于铅蓄电池的端电压。电池系统控制器包括控制单元，该控制单元在流到高性能蓄电池的充电电流小于确定值的条件下允许开合开关从电导通状态切换到截断状态，并且铅蓄电池的内阻越大，确定值被设置得越小。【附图说明】在附图中:图1是示出根据实施例的电池系统的配置的示意图；图2是示出锂蓄电池的充电状态(SOC)的操作区域的视图；图3是示出充电时铅蓄电池的端电压与内阻之间的关系的视图；以及图4是示出允许MOS开关从电导通状态切换到截断状态的过程的流程图。【具体实施方式】参照附图，在下文中描述电池系统控制器的实施例。安装了本实施例的电池系统的车辆使用发电机作为驱动源。该车辆具有空转减少(idle reduction)功能，如果满足用于自动停止和自动重启的预定条件，则该空转减少功能自动停止和重启发动机。图1示出了根据本实施例的电池系统。该电池系统包括交流发电机10(发电机)、铅蓄电池20、锂蓄电池30 (高性能蓄电池)、起动电动机(starter motor)41、电负载42、43以及用于断开或闭合电路以导通或截断电流的各种开关。开关包括作为由MOSFET构成的半导体开关的MOS开关50 (开合开关)、作为由MOSFET构成的半导体开关的SMR (系统主继电器)开关60、以及继电器开关70。交流发电机10、铅蓄电池20、起动电动机41和电负载42并联电连接到彼此。另夕卜，电负载43并联连接到电连接的SMR开关60和锂蓄电池30的串联连接。MOS开关50连接在发电机10、铅蓄电池20、起动电动机41和电负载42的集合与SMR开关60和电负载43的集合之间。交流发电机10由机轴的转动能量驱动以发电。当交流发电机10的转子经由机轴旋转时，取决于流过转子线圈的励磁电流而在定子线圈中感应出交流电流。感应出的交流电流由整流器转换成直流电流。另外，调节器调节流过转子线圈的励磁电流，以使得与所生成的直流电流对应的电压为预定电压Vreg。另外，在该实施例中，执行减速再生(deceleration regeneration),该减速再生通过使用车辆的再生能量而使交流发电机10发电。当满足车辆正在减速、并且到发电机的燃料喷射被停止的条件时执行减速再生。除了铅蓄电池20和锂蓄电池30之外，交流发电机10产生的电力还被供应到电负载42、43。铅蓄电池20是已知的通用蓄电池。与铅蓄电池20相比，锂蓄电池30是具有较高功率密度和较高能量密度并且在频繁的充电和放电下具有较高耐用性的高性能蓄电池。铅蓄电池20和锂蓄电池30均是通过将多个电池单元串联连接而形成的。然而，便宜的铅蓄电池20的存储容量大于锂蓄电池30的存储容量。将来自具有大容量的铅蓄电池20的电力供应到需要高电力的起动电动机41可以使得锂蓄电池30的容量更小，从而抑制了成本增加。另外，铅蓄电池20设置有电流传感器21和电压传感器22。电流传感器21检测从铅蓄电池20流出或流到铅蓄电池20的电流。电压传感器22检测铅蓄电池20的端电压。锂蓄电池30设置有电流传感器31和电压传感器32。电流传感器31检测从锂蓄电池30流出或流到锂蓄电池30的电流。电压传感器32检测锂蓄电池30的端电压。传感器的检测值被传送到E⑶(电子控制单元)80 (电池系统控制器)。E⑶80是本实施例的电池系统控制器，并且是利用包括CPU和存储器(ROM、RAM)的已知的微计算机来配置的。ECU80基于所获得的检测值来计算铅蓄电池20和锂蓄电池30的SOC (充电状态:实际充电量与充满电时的充电量的比率)。ECU80控制电池系统以使得铅蓄电池20和锂蓄电池30的SOC落入适当范围内。SOC的适当范围是蓄电池不会变为过度放电或过度充电的范围。例如，铅蓄电池20的SOC的适当范围是88%至92%，并且锂蓄电池30的SOC的适当范围是35%至80%。E⑶80控制交流发电机10的预定电压Vreg，并且控制MOS开关50的操作，以使得铅蓄电池20和锂蓄电池30不会变为过度放电或过度充电。锂蓄电池30的电压特性(开路电压与SOC之间的关系)被设置为使得当铅蓄电池20和锂蓄电池30在SOC的适当范围内使用时，锂蓄电池30的端电压变得低于铅蓄电池20的端电压。可以通过选择正电极活性材料、负电极活性材料和电解溶液的组合来实现锂蓄电池30的电压特性。例如，正电极活性材料选自诸如LiCo02、LiMn204、Li02、LiFeP04的锂金属复合氧化物。负电极活性材料选自碳、石墨、钛酸锂、包含Si或Cu的合金等。电解溶液选自有机电解质。当车辆由驾驶者启动或者自动重新启动时,起动电动机41启动发动机。起动电动机41的旋转轴与发动机的机轴(未示出)连接。当车辆由驾驶者启动或者自动重新启动时，通过利用来自铅蓄电池20的电力来进行供电来驱动起动电动机41，以将初始旋转施加到发动机的机轴。电负载43是需要恒定电压的电负载，其要求电源的电压大致恒定或稳定以至少在预定范围内波动。电负载43的具体示例包括导航系统和音频装置。例如，如果电源的电压不恒定而是相当大地波动，或者电源的电压在预定范围之外相当大地波动，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电池系统的电池系统控制器，所述电池系统包括：发电机，其由发动机驱动以发电；电负载，被并联连接到所述发电机；铅蓄电池，被并联连接到所述发电机，以利用所述发电机产生的电力来进行充电；高性能蓄电池，其具有较高功率密度和较高能量密度，并且被并联连接到所述发电机，以利用所述发电机产生的电力和从所述铅蓄电池释放的电力来进行充电；以及开合开关，其将所述发电机和所述铅蓄电池与所述高性能蓄电池切换到电导通状态或截断状态，所述高性能蓄电池的端电压被控制得低于所述铅蓄电池的端电压，所述电池系统控制器包括：控制单元，其在流到所述高性能蓄电池的充电电流小于确定值的条件下，允许所述开合开关从电导通状态切换到截断状态，并且所述铅蓄电池的内阻越大，所述确定值被设置得越小。

【技术特征摘要】
2012.07.11 JP 2012-1552871.一种用于电池系统的电池系统控制器，所述电池系统包括:发电机，其由发动机驱动以发电；电负载，被并联连接到所述发电机；铅蓄电池，被并联连接到所述发电机，以利用所述发电机产生的电力来进行充电；高性能蓄电池，其具有较高功率密度和较高能量密度，并且被并联连接到所述发电机，以利用所述发电机产生的电力和从所述铅蓄电池释放的电力来进行充电；以及开合开关，其将所述发电机和所述铅蓄电池与所述高性能蓄电池切换到电导通状态或截断状态，所述高性能蓄电池的端电压被控制得低于所述铅蓄电池的端电压，所述电池系统控制器包括: 控制单元，其在流到所述高性能蓄电池的充电电流小于确定值的条件下，允许所述开合开关从电导通状态切换到截断状态，并且所述铅蓄电池的内阻越大，所述确定值被设置得越小。2.根据权利要求1所述的电池系统控制器，其中， 如果请求将所述开合开关从电导通状态切换到截断状态，则所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：片山直树，齐藤成则，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：