СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕЙ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ Российский патент 2017 года по МПК H02J7/04 B60L11/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе управления аккумуляторной батареей и системе управления транспортным средством.

Уровень техники

При зарядке или разрядке вторичной аккумуляторной батареи, такой как ионно-литиевая аккумуляторная батарея, выделяется тепло. Избыточное повышение температуры батареи в результате выделения тепла отрицательно сказывается на свойствах батареи. Например, существует вероятность ухудшения выходных характеристик батареи. Из уровня техники известно устройство, в котором с целью преодоления этого недостатка оценивается максимальная температура внутри блока батарей, сформированного путем объединения множества ионно-литиевых батарей, и на основании результатов оценки ограничивается подводимая/отдаваемая мощность блока батарей (патентный документ 1).

Список материалов

Патентная литература

Патентный документ 1: публикация выложенной японской заявки №2011-222133

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая задача

При снижении температуры вторичной аккумуляторной батареи, такой как ионно-литиевая аккумуляторная батарея, снижается напряжение батареи и, следовательно, уменьшается электрический ток, которым она может заряжаться/разряжаться. По этой причине желательно применять ограничение зарядки/разрядки батареи в низкотемпературном состоянии таким образом, чтобы ограничение зарядного/разрядного тока в низкотемпературном состоянии ослаблялось при повышении температуры батареи вследствие тепловыделения, происходящего во время зарядки/разрядки. Тем не менее, в описанном в патентном документе 1 устройстве, которое рассчитано на предотвращение повышения температуры батареи, невозможно оптимальным образом применять ограничение зарядки/разрядки в низкотемпературном состоянии, как это описано выше.

Решение задачи

Согласно первой особенности настоящего изобретения в систему управления аккумуляторной батареей, соединенную с батареей и управляющую ее зарядкой/разрядкой, входит датчик тока, который измеряет значение тока путем определения зарядного/разрядного тока, протекающего через батарею; датчик напряжения, который определяет напряжение батареи; датчик температуры, который определяет температуру батареи; регистратор температур за прошлый период, который регистрирует температуры за прошлый период, определяемые датчиком температуры; и ограничитель зарядки/разрядки, который огранивает зарядный/разрядный ток в низкотемпературном состоянии на основании температур за прошлый период, регистрируемых регистратором температур за прошлый период.

Согласно второй особенности настоящего изобретения ограничитель зарядки/разрядки системы управления аккумуляторной батареей согласно первой особенности предпочтительно принимает решение о том, следует ли ограничивать зарядный/разрядный ток путем определения на основании температур за прошлый период максимальной температуры батареи при непрерывной или периодической зарядке/зарядке на протяжении промежутка времени, равного или превышающего заданный непрерывный промежуток времени, и сравнения максимальной температуры с заданным пороговым значением.

Согласно третьей особенности настоящего изобретения в системе управления аккумуляторной батареей согласно второй особенности предпочтительно устанавливают непрерывный промежуток времени в соответствии с промежутком времени, который должен истечь до того, как температура батареи достигнет состояния равновесия во время зарядки/разрядки.

Согласно четвертой особенности настоящего изобретения в системе управления аккумуляторной батареей согласно второй или третьей особенности предпочтительно устанавливают множество переменных промежутков времени в качестве непрерывного промежутка времени; и при увеличении непрерывного промежутка времени пороговое значение увеличивается в соответствии с непрерывным промежутком времени.

Согласно пятой особенности настоящего изобретения в системе управления аккумуляторной батареей согласно любой из особенностей со второй по четвертую предпочтительно устанавливают первое пороговое значение и второе пороговое значение, меньшее, чем первое пороговое значение, для использования в качестве порогового значения; и ограничитель зарядки/разрядки применяет первое ограничение зарядки/разрядки с целью ограничения зарядного/разрядного тока, если максимальная температура является меньшей, чем первое пороговое значение, и применяет второе ограничение зарядки/разрядки с целью дополнительного ограничения зарядного/разрядного тока, если максимальная температура является меньшей, чем второе пороговое значение.

Согласно шестой особенности настоящего изобретения ограничитель зарядки/разрядки системы управления аккумуляторной батареей согласно пятой особенности предпочтительно отменяет первое ограничение зарядки/разрядки после применения первого ограничения зарядки/разрядки, когда максимальная температура впоследствии превышает первое пороговое значение, и сохраняет второе ограничение зарядки/разрядки после применения второго ограничения зарядки/разрядки, даже если максимальная температура впоследствии превышает второе пороговое значение.

Согласно седьмой особенности настоящего изобретения ограничитель зарядки/разрядки системы управления аккумуляторной батареей согласно шестой особенности предпочтительно отменяет второе ограничение зарядки/разрядки, как только промежуток времени, истекший с момента приведения в действие второго ограничения зарядки/разрядки, или общий промежуток времени, в течение которого действует второе ограничение зарядки/разрядки, превысит заданное время отмены ограничения.

Согласно восьмой особенности настоящего изобретения система управления аккумуляторной батареей согласно седьмой особенности предпочтительно подсоединена к бортовой сети связи транспортного средства; и ограничитель зарядки/разрядки получает по сети связи информацию, касающуюся истекшего времени или общего времени.

Согласно девятой особенности настоящего изобретения в систему управления аккумуляторной батареей согласно любой из особенностей с первую по восьмую предпочтительно дополнительно входит расчетчик действующего значения тока, который на основании значения тока, измеренного датчиком тока, рассчитывает действующее значение тока в заданном временном окне; и, когда действующее значение тока, рассчитанное расчетчиком действующего значения тока, является меньшим, чем заданное контрольное значение, регистратор температур за прошлый период не регистрирует температуры за прошлый период.

Согласно десятой особенности настоящего изобретения в систему управления транспортным средством входит система управления аккумуляторной батареей, соединенная с батареей и управляющая зарядкой/разрядкой батареи; и блок управления транспортным средством, соединенный с системой управления аккумуляторной батареей, при этом в систему управления аккумуляторной батареей входит датчик тока, который определяет зарядный/разрядный ток, протекающий через батарею, датчик напряжения, который определяет напряжение батареи, датчик температуры, который определяет температуру батареи, и регистратор температур за прошлый период, который регистрирует температуры за прошлый период, определяемые датчиком температуры; а блок управления транспортным средством на основании температуры, регистрируемой регистратором температур за прошлый период, отдает системе управления аккумуляторной батареей команду ограничить зарядный/разрядный ток в низкотемпературном состоянии.

Полезные результаты изобретения

Согласно настоящему изобретению можно оптимальным образом применять ограничение зарядки/разрядки в низкотемпературном состоянии.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематически показана конфигурация батарейной установки 100, в которую входит система 120 управления аккумуляторной батареей согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения и периферийные устройства.

На фиг. 2 показана компоновка схемы блока 121a управления элементами аккумуляторной батареи.

На фиг. 3 показана диаграмма, иллюстрирующая пример зависимости, которая может быть установлена между температурой и установленным допустимым действующим значением тока батареи.

На фиг. 4 показана диаграмма, иллюстрирующая пример зависимости, которая может быть установлена между числом рабочих циклов батареи и степенью ухудшения свойств.

На фиг. 5 показана блок-схема блоков управления в устройстве 150 управления смонтированной батареей, которые участвуют в ограничении зарядки/разрядки.

На фиг. 6 показана блок-схема шагов обработки, выполняемых для ограничения зарядки/разрядки.

На фиг. 7 проиллюстрирован пример таблицы температур за прошлый период.

На фиг. 8 проиллюстрирован другой пример таблицы температур за прошлый период.

На фиг. 9 показана диаграмма, иллюстрирующая примеры значений, которые могут устанавливаться в качестве первого и второго пороговых значений в соответствии с непрерывным промежутком времени.

На фиг. 10 показана диаграмма, иллюстрирующая, как может изменяться действующее значение тока в случае применения ограничений зарядки/разрядки первой и второй фаз.

Описание вариантов осуществления

Далее со ссылкой на чертежи описан один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Осуществление настоящего изобретения рассмотрено на примере применения в батарейной установке, обеспечивающей источник питания в гибридном электромобиле (HEV).

Кроме того, хотя в описании предполагается, что настоящее изобретение применяется в сочетании с ионно-литиевыми аккумуляторными батареями, оно может применяться в сочетании с никель-водородными аккумуляторными батареями, свинцово-кислотными аккумуляторными батареями, электрическими двухслойными конденсаторами или гибридными конденсаторами. Следует отметить, что, хотя батарея в описанном далее варианте осуществления собрана путем последовательного соединения элементов, вместо этого батарея может быть собрана путем последовательного соединения групп элементов, каждая из которых образована параллельно соединенными элементами, или батарея может быть собрана путем параллельного соединения групп элементов, каждая из которых образована последовательно соединенными элементами.

На фиг. 1 схематически показана конфигурация батарейной установки 100, в которую входит система 120 управления аккумуляторной батареей согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения и периферийные устройства. Батарейная установка 100 соединена с инвертором 400 посредством реле 300 и 310. Батарейная установка 100 содержит смонтированную батарею 110 и систему 120 управления аккумуляторной батареей. Система 120 управления аккумуляторной батареей содержит блоки 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, датчик 130 тока, датчик 140 напряжения, устройство 150 управления смонтированной батареей и накопитель 180.

Смонтированная батарея 110 собрана путем последовательного соединения групп 112а и 112b элементов, каждая из которых образована множеством элементов 111. Блоки 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, которые соответственно соединены с группами 112а и 112b элементов, определяют напряжения (напряжения отдельных элементов) и температуры отдельных элементов 111 из соответствующих групп элементов и по каналам 160 передачи сигналов и посредством изоляционных элементов 170 передают устройству 150 управления смонтированной батареей сигналы, отображающие полученные результаты. Следует отметить, что изоляционные элементы 170 могут быть образованы, например, оптронными парами.

Датчик 130 тока обнаруживает ток, протекающий через смонтированную батарею 110, и измеряет его значение. Датчик 140 напряжения обнаруживает напряжение смонтированной батареи 110, т.е. напряжение, отображающее общую сумму напряжений элементов 111 батареи, последовательно соединенных в смонтированной батарее 110.

Устройство 150 управления смонтированной батареей определяет напряжения и температуры отдельных элементов 111 на основании сигналов, поступающих от блоков 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи. Кроме того, в него по отдельности поступают измеренные значения тока, протекающего через смонтированную батарею 110, от датчика 130 тока, и суммарное значение напряжения смонтированной батареи 110 от датчика 140 напряжения. Устройство 150 управления смонтированной батареей определяет состояния смонтированной батареи 110 на основании полученной таким способом информации и соответствующим образом управляет смонтированной батареей 110. Полученные результаты, отображающие состояния смонтированной батареи 110, определенные устройством 150 управления смонтированной батареей, передаются блоку 200 управления транспортным средством и блокам 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи.

Смонтированная батарея 110 собрана путем последовательного электрического соединения множества элементов 111, способных накапливать и высвобождать электроэнергию (способных заряжаться/разряжаться мощностью постоянного тока). Для облегчения управления и регулирования состояний элементов 111, образующих смонтированную батарею 110, элементы 111 поделены на группы, каждая из которых состоит из заданного числа элементов. Элементы 111 в каждой группе последовательно электрически соединены и образуют группу 112а или 112b элементов. Следует отметить, что все группы 112 элементов могут состоять из одинакового числа элементов 111, или число элементов 111 в заданной группе 112 может отличаться от числа элементов 111 в другой группе 112. Для простоты при описании осуществления изобретения предполагается, что группы 112а и 112b элементов, каждая из которых сформирована путем последовательного электрического соединения четырех элементов 111, последовательно электрически соединены смонтированной батарее 110, имеющей в общей сложности восемь элементов 111, как показано на фиг. 1.

Далее описан способ связи, используемый, чтобы обеспечить связь устройства 150 управления смонтированной батареей с блоками 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи. Блоки 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи последовательно соединены в порядке, соответствующем порядку, в котором происходит снижение потенциалов контролируемых ими групп 112а и 112b элементов, соответственно. Сигнал, поступающий от устройства 150 управления смонтированной батареей, посредством изоляционного элемента 170 и по каналу 160 передачи сигналов поступает в блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи. Выходной сигнал блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи по каналу 160 передачи сигналов поступает в блок 121b управления элементами аккумуляторной батареи. Выходной сигнал блока 121b управления элементами аккумуляторной батареи низшего порядка посредством изоляционного элемента 170 и по каналу 160 передачи сигналов передается устройству 150 управления смонтированной батареей. Следует отметить, что, хотя между блоком 121а управления элементами аккумуляторной батареи и блоком 121b управления элементами аккумуляторной батареи отсутствует изоляционный элемент, блоки управления элементами аккумуляторной батареи также могут обмениваться сигналами посредством изоляционного элемента.

Различного рода информация, требуемая устройству 150 управления для управления смонтированной батареей 110, накапливается и хранится в накопителе 180. Например, в накопителе 180 хранится информация, касающаяся состояния заряда (СЗ) каждого элемента 111, информация, касающаяся внутреннего сопротивления в каждом элементе 111, и т.п.

Устройство 150 управления смонтированной батареей выполняет шаги обработки и арифметические операции различных типов с целью управления смонтированной батарей 110 путем использования информации, по отдельности принимаемой от блоков 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи, датчика 130 тока, датчика 140 напряжения и блока 200 управления транспортным средством, информации, хранящейся в накопителе 180, и т.п. Например, оно выполняет арифметическую операцию с целью определения состояния заряда или исправности каждого элемента 111, арифметическую операцию с целью определения допустимой мощности, которой может заряжаться/разряжаться смонтированная батарея 110, и принятия решения о наличии неисправности у смонтированной батареи 110 и арифметическую операцию с целью регулирования величины зарядки/разрядки смонтированной батареи 110. Затем на основании результатов арифметических операций оно передает информацию, необходимую для управления смонтированной батарей 110, блоку 200 управления транспортным средством и блокам 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи. Следует отметить, что, поскольку устройство 150 управления смонтированной батареей и блок 200 управления транспортным средством подсоединены к бортовой сети связи транспортного средства, известной как CAN (локальная сеть контроллеров), они способны обмениваться информацией друг с другом по сети.

Блок 200 управления транспортным средством управляет инвертором 400, соединенным с батарейной установкой 100 посредством реле 300 и 310, путем использования информации, поступающей в него от устройства 150 управления смонтированной батареей. Когда транспортное средство находится в движении, батарейная установка 100 соединена с инвертором 400. Инвертор 400 приводит в действие двигатель-генератор 410 с помощью энергии, накопленной в смонтированной батарее 110 батарейной установки 100.

При запуске и начале движения транспортного средства, оснащенного батарейной установкой 100, батарейная установка 100 соединяется с инвертором 400 под управлением, осуществляемым блоком 200 управления транспортным средством. Затем инвертор 400 использует энергию, накопленную в смонтированной батарее 110, для приведения в действие двигателя-генератора 410. С другой стороны, при работе в рекуперативном режиме смонтированная батарея 110 заряжается мощностью, генерируемой двигателем-генератором 410.

При соединении батарейной установки 100 с зарядным устройством 420 посредством реле 320 и 330 смонтированная батарея 110 заряжается зарядным током, поступающим от зарядного устройства 420, до достижения заданного состояния. Энергия, накопленная в смонтированной батарее 110 в результате операции зарядки, используется для обеспечения движения транспортного средства в следующий раз, а также для обеспечения работы электрических компонентов и т.п., установленных снаружи и внутри транспортного средства. Кроме того, при необходимости энергия может использоваться внешней системой энергоснабжения, одним из типичных примеров которой является бытовая система энергоснабжения. Следует отметить, что зарядное устройство 420 установлено во внешней системе энергоснабжения, типичные примеры которой включают бытовую систему энергоснабжения и общедоступную зарядную станцию. При подсоединении транспортного средства, оснащенного батарейной установкой 100, к любой из этих систем энергоснабжения происходит подсоединение батарейной установки 100 и зарядного устройства 420 на основании информация, поступающей от блока 200 управления транспортным средством.

На фиг. 2 показана компоновка схемы блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи. Как показано на фиг. 2, блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи содержит датчик 122 напряжения, схему 123 управления, схему 124 ввода-вывода сигналов и датчик 125 температуры. Следует отметить, что блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи и блок 121b управления элементами аккумуляторной батареи на фиг. 1 имеют одинаковую компоновку схем. По этой причине на фиг. 2 в качестве наглядного примера показана только компоновка схемы блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи.

Датчик 122 напряжения измеряет напряжение между выводами каждого элемента 111 (напряжение на каждом элементе). Схема 123 управления принимает результаты измерений от датчика 122 напряжения и датчика 125 температуры и передает их устройству 150 управления смонтированной батареей посредством схемы 124 ввода-вывода сигналов. Следует отметить, что, хотя это не показано на фиг. 2, блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи содержит известный из техники уравнительный схемный элемент, который используется для сведения к минимуму расхождения в напряжениях и состояниях заряда отдельных элементов 111, относимого на счет саморазряда, различий в уровне потребляемого тока и т.п. Работой этой схемой управляет схема 123 управления.

Показанный на фиг. 2 датчик 125 температуры измеряет температуру в группе 112а элементов. Датчик 125 температуры измеряет единую температуру для всей группы 112а элементов и использует измеренную таким способом температуру в качестве типичного значения температуры отдельных элементов 111, образующих группу 112а. Результаты измерения температуры, получаемые датчиком 125 температуры, используются для арифметических операций различного типа, выполняемых в устройстве 150 управления смонтированной батареей с целью определения состояний элементов 111, группы 112а и элементов и смонтированной батареи 110. Температуру, измеренную датчиком 125 температуры, используют в качестве температуры отдельных элементов 111 группы 112а, а также в качестве температуры группы 112а элементов. Кроме того, устройство 150 управления смонтированной батареей может определять температуру смонтированная батарея 110, например, путем усреднения температуры группы 112а элементов, измеренной датчиком 125 температуры в блоке 121а управления элементами аккумуляторной батареи, температуры группы 112b элементов, измеренной датчиком 125 температуры в блоке 121b управления элементами аккумуляторной батареи.

Следует отметить, что на фиг. 2 показан один датчик 125 температуры, установленный в блоке 121а управления элементами аккумуляторной батареи. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим примером, и каждому элементу 111 может соответствовать датчик 125 температуры для измерения температуры конкретного элемента 111, чтобы устройство 150 управления смонтированной батареей выполняло арифметические операции различного типа на основании результатов измерений, соответствующих отдельным элементам аккумуляторной батареи. Тем не менее, следует иметь в виду, что при увеличении числа датчиков 125 температуры усложняется структура блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи. В качестве дополнительной альтернативы, может быть предусмотрен единственный датчик 125 температуры для всей смонтированной батареи 110.

Следует отметить, что, хотя датчик 125 температуры схематически представлен на фиг. 2 отдельным блоком, в реальной конфигурации датчик температуры смонтирован вместе с группой 112а элементов, т.е. объектом измерений температуры, и этот датчик температуры выводит информацию о температуре в виде сигнала напряжения. Схема 123 управления выполняет арифметическую операцию с целью определения температуры группы 112а элементов на основании сигнала напряжения, в результате чего получают результаты измерения температуры группы 112а элементов. Результаты измерения температуры, полученные путем выполнения арифметической операции схемой 123 управления, передаются схеме 124 ввода-вывода сигналов, которая в свою очередь передает их получателю вне блока 121а управления элементами аккумуляторной батареи. Функция, обеспечивающая этот поток операций, включена в блок 121а управления элементами аккумуляторной батареи в качестве датчика 125 температуры. Следует отметить, что сигнал напряжения, поступающий от датчика температуры, также может измеряться датчиком 122 напряжения.

Далее описаны ограничения зарядки/разрядки, которые могут применяться к смонтированной батарее 110. На фиг. 3 проиллюстрирован пример зависимости, которая может быть установлена между температурой и допустимым действующим значением тока (среднеквадратичным током) стандартной батареи. Как показано на фиг. 3, допустимое действующее значение тока батареи изменяется в зависимости от температуры. В частности, как показано на кривой ухудшения свойств, при снижении температуры батареи происходит ухудшение ее свойств даже при малом действующем значении тока при эксплуатации в условиях высоких нагрузок, и необходимо устанавливать меньшее допустимое значение.

На фиг. 4 проиллюстрирован пример зависимости, которая может быть установлена между числом рабочих циклов батареи и степенью ухудшения свойств. Как показано пунктирной линией на фиг. 4, свойства батареи постепенно ухудшаются с ростом числа ее рабочих циклов при условии, что действующее значение тока остается меньшим, чем допустимое значение в нормальных условиях эксплуатации, или равным ему. При эксплуатации батареи в условиях высоких нагрузок при действующем значении тока, превышающем допустимое значение, величина внутреннего сопротивления временно достигает пика с ростом числа рабочих циклов батареи, в результате чего свойства батареи быстро ухудшаются, как показано сплошной линией на фиг. 4. В этих условиях батарея больше не способна действовать на уровне своей полной производительности.

Соответственно, устройство 150 управления смонтированной батареей в системе управления аккумуляторной батареей 120 применяет ограничения зарядки/разрядки, чтобы предотвратить ухудшение свойств смонтированной батареи 110 в низкотемпературном состоянии. Эти ограничения зарядки/разрядки подробно описаны далее.

На фиг. 5 показана блок-схема блоков управления в устройстве 150 управления смонтированной батареей, участвующих в ограничении зарядки/разрядки. Устройство 150 управления смонтированной батареей содержит следующие функциональные блоки управления: расчетчик 151 действующего значения тока, регистратор 152 температур за прошлый период и ограничитель 153 зарядки/разрядки в качестве конструктивных элементов, обеспечивающих ограничение зарядки/разрядки смонтированной батареи 110.

Значение зарядного/разрядного тока смонтированной батареи 110, измеренное датчиком 130 тока, поступает в расчетчик 151 действующего значения тока. На основании введенного в него значения тока расчетчик 151 действующего значения тока рассчитывает действующее значение зарядного/разрядного тока, протекающего через смонтированную батарею 110. Способ расчета действующего значения тока подробно описан далее. Действующее значение тока, рассчитанное расчетчиком 151 действующего значения тока, поступает регистратор 152 температур за прошлый период.

Температура смонтированной батареи 110, определенная посредством датчиков 125 температуры, вводится в регистратор 152 температур за прошлый период. Пока действующее значение тока, рассчитанное расчетчиком 151 действующего значения тока, равно заданному значению или превышает его, регистратор 152 температур за прошлый период регистрирует температуры, вводимые в него в течение заданных временных интервалов, в качестве температур за прошлый период. Следует отметить, что, если действующее значение тока является меньшим, чем заданное значение, регистратор 152 температур за прошлый период не регистрирует температуры за прошлый период. Температуры за прошлый период, регистрируемые регистратором 152 температур за прошлый период, поступают в ограничитель 153 зарядки/разрядки.

Следует отметить, что регистратор 152 температур за прошлый период может непрерывно регистрировать температуры за прошлый период независимо от того, является ли действующее значение равным заданному значению или превышающим его тока. В таком случае устройство 150 управления смонтированной батареей необязательно содержит расчетчик 151 действующего значения тока.

На основании температур за прошлый период, регистрируемых регистратором 152 температур за прошлый период, ограничитель 153 зарядки/разрядки определяет максимальную температуру смонтированной батареи 110 за заданный непрерывный промежуток времени и на основании максимальной температуры принимает решение о том, следует ли ограничить зарядный/разрядный ток смонтированной батареи 110. Затем после принятия решения о том, что зарядный/разрядный ток следует ограничить, он определяет значение допустимой мощности, которая соответствует подлежащему ограничению зарядному/разрядному току, и передает определенное таким способом значение блоку 200 управления транспортным средством и блокам 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи. Этим способом к смонтированной батарее 110 применяется ограничение зарядки/разрядки с целью ограничения зарядного/разрядного тока.

Описанные выше блоки управления позволяют устройству 150 управления смонтированной батареей применять к смонтированной батарее 110 в низкотемпературном состоянии двухфазное ограничение зарядки/разрядки. Более точно, максимальная температура смонтированной батареи 110 сравнивается с заданным первым пороговым значением и, если максимальная температура является меньшей, чем первое пороговое значение, применяется ограничение зарядки/разрядки первой фазы. Кроме того, максимальная температура смонтированной батареи 110 сравнивается с заданным вторым пороговым значением, меньшим, чем первое пороговое значение, и, если максимальная температура является меньшей, чем второе пороговое значение, применяется дополнительное ограничение зарядки/разрядки второй фазы.

Описанные выше ограничения зарядки/разрядки применяется путем выполнения шагов обработки, как показано на блок-схеме, проиллюстрированной на фиг. 6. Шаги обработки согласно блок-схеме выполняются в устройстве 150 управления смонтированной батареей в течение каждого заданного цикла обработки.

На шаге S11 в устройство 150 управления смонтированной батареей определяет, истекли ли 30 минут с момента начала зарядки/разрядки смонтированной батареи 110 или с момента последней регистрации температур за прошлый период. Если 30 минут истекли, выполняется шаг S12, а, если 30 минут не истекли, выполнение шагов обработки согласно блок-схеме, представленной на фиг. 6, завершается. Следует отметить, что, хотя предполагается, что температуры за прошлый период регистрируются в течение 30-минутных временных интервалов, температуры за прошлый период могут регистрироваться в течение других временных интервалов, например, 10-минутных временных интервалов или одночасовых временных интервалов, а не 30-минутных временных интервалов. Принятие решение на шаге S11 осуществляется в соответствии с конкретными временными интервалами, в течение которых устройство 150 управления смонтированной батареей регистрирует температуры за прошлый период.

На шаге S12 устройство 150 управления смонтированной батареей получает измеренное значение тока от датчика 130 тока. На этом шаге принимается и сохраняется измеренное значение тока, которое поступает от датчика 130 тока после каждого заданного интервала выборки.

На шаге S13 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие расчетчик 151 действующего значения тока с целью расчета действующего значения тока в заданном временном окне на основании измеренного значения тока, полученного на шаге S12. Длительность временного окна может составлять, например, 30 минут в соответствии с критерием принятия решения, который используется на шаге S11, и в таком случае действующее значение тока для временного окна может быть рассчитано путем определения среднеквадратического значения отдельных измеренных значений тока, полученных на протяжении заданных интервалов выборки за последний по времени 30-минутный период, и вычисления квадратного корня среднеквадратического значения. Следует отметить, что длительность временного окна, на протяжении которого рассчитывается действующее значение тока на шаге S13, может иметь другую величину помимо 30 минут.

На шаге S14 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие регистратор 152 температур за прошлый период с целью сравнения действующего значения тока, рассчитанного на шаге S13, и заданного контрольного значения. На этом шаге определяется, превышает ли действующее значение тока контрольное значение, установленное, например, на уровне 10 А. Если определено, что действующее значение тока превышает контрольное значение (10 А), выполняется шаг S15, а, если оно является меньшим, чем контрольное значение, выполнение шагов обработки согласно блок-схеме, представленной на фиг. 6, завершается.

На шаге S15 устройство 150 управления смонтированной батареей определяет температуру смонтированной батареи 110 посредством регистратора 152 температур за прошлый период. На этом шаге определяют температуру смонтированной батареи 110 путем получения результатов измерения температуры, передаваемых датчиками 125 температуры.

На шаге S16 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие регистратор 152 температур за прошлый период с целью регистрации текущей (последней по времени) температуры за прошлый период путем ввода температуры смонтированной батареи 110, измеренной на шаге S15. Например, регистратор 152 температур за прошлый период может регистрировать температуры за прошлый период в таблице, и в таком случае результаты измерения температуры, полученные на шаге S15, добавляются в соответствующее поле таблицы температур за прошлый период с целью обновления ее содержимого. Этим способом на шаге S13 могут регистрироваться температуры за прошлый период.

На фиг. 7 проиллюстрирован пример таблицы температур за прошлый период, которые могут регистрироваться регистратором 152 температур за прошлый период. В таблице температур за прошлый период согласно примеру, проиллюстрированному на фиг. 7, регистрируются температуры смонтированной батареи 110 за прошлый период, охватывающий непрерывный период времени от текущего (последнего по времени) момента до момента двумя часами ранее, путем ввода температуры в последовательные моменты времени каждые 30 минут.

Регистратор 152 температур за прошлый период способен регистрировать температуры смонтированной батареи 110 за прошлый период в течение заданных временных интервалов путем использования таблицы температур за прошлый период, такой как показана на фиг. 7, пока системы транспортного средства находятся в рабочем состоянии, и смонтированная батарея 110 непрерывно заряжается/разряжается. Желательно, чтобы после того, как системы транспортного средства переходят в выключенное состояние, и зарядка/разрядка смонтированной батареи 110 прекращается, регистратор 152 температур за прошлый период удалял из показанной на фиг. 7 таблицы температур за прошлый период содержимое, зарегистрированное до этого момента регистратором 152 температур за прошлый период. Затем при очередной зарядке/разрядке смонтированной батареи 110 он должен возобновить регистрацию температур смонтированной батареи 110 за прошлый период путем использования новой таблицы температур за прошлый период.

На фиг. 8 проиллюстрирован другой пример таблицы температур за прошлый период, которые могут регистрироваться регистратором 152 температур за прошлый период. В таблице температур за прошлый период согласно примеру, проиллюстрированному на фиг. 8, регистрируются температуры смонтированной батареи 110 за прошлый период, охватывающий непрерывный период времени от текущего (последнего по времени) момента до момента тремя часами ранее, путем периодического ввода температуры на протяжении 30-минутных временных интервалов. Следует отметить, что в поле регистрации температур одним часом ранее и в поле регистрации температур двумя часами ранее вводят знаки "X", означающие недействительное значение, чтобы указать, что смонтированная батарея 110 не находилась в состоянии зарядки/разрядки.

Когда системы транспортного средства часто переключаются между включенным состоянием и выключенным состоянием и, соответственно, смонтированная батарея 110 периодически заряжается/заряжается, регистратор 152 температур за прошлый период способен регистрировать температуры смонтированной батареи 110 за прошлый период в течение заданных временных интервалов путем использования таблицы температур за прошлый период, такой как показана на фиг. 8. Желательно, чтобы регистратор 152 температур за прошлый период продолжал регистрировать температуры за прошлый период путем использования таблицы температур за прошлый период, показанной на фиг. 8, даже при переходе систем транспортного средства в выключенное состояние и, соответственно, прекращении зарядки/разрядки смонтированной батареи 110. При этих обстоятельствах желательно, вводить в таблицу температур за прошлый период описанное выше недействительное значение всякий раз, когда смонтированная батарея 10 не находится в состоянии зарядки/разрядки.

На шаге S17, проиллюстрированном на фиг. 6, устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие ограничитель 153 зарядки/разрядки, чтобы определить, регистрировал ли регистратор 152 температур за прошлый период температуры смонтированной батареи 110 за прошлый период на протяжении промежутка времени, равного или превышающего заданный непрерывный промежуток времени. Если температуры за прошлый период регистрировались на протяжении промежутка времени, равного или превышающего заданный непрерывный промежуток времени, например, два часа, выполняется шаг S18, а, если температуры за прошлый период не регистрировались на протяжении промежутка времени, равного или превышающего заданный непрерывный промежуток времени, выполнение шагов обработки согласно блок-схеме, представленной на фиг. 6, завершается. Желательно, чтобы непрерывный промежуток времени устанавливался в соответствии с промежутком времени, истекшим до того, как температура смонтированной батареи 110 достигла состояния равновесия во время зарядки/разрядки.

Желательно, чтобы, если температура смонтированной батареи 110 за прошлый период непрерывно регистрируется даже на протяжении периода отсутствия зарядки/разрядки путем использования ранее описанной таблицы температур за прошлый период, такой как показана на фиг. 8, решение на шаге S17 о том, регистрировались ли температуры за прошлый период на протяжении промежутка времени, равного или превышающего непрерывный промежуток времени, принималось путем исключения этого периода отсутствия зарядки/разрядки. В частности, в поля регистрации температур двумя часами ранее и одним часом ранее таблицы температур за прошлый период, показанной на фиг. 8, вводится знак "X", указывающий недействительное значение. Соответственно, решение на шаге S17 может приниматься путем игнорирования этих полей и, исходя из того, что в таблице температур за прошлый период, показанной на фиг. 8, указаны температуры за прошлый период, охватывающий два часа.

На шаге S18 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие ограничитель 153 зарядки/разрядки с целью определения максимальной температуры смонтированной батареи 110 на протяжении описанного выше непрерывного промежутка времени на основании температур смонтированной батареи 110 за прошлый период, зарегистрированных регистратором 152 температур за прошлый период. На этом шаге может определяться максимальная температура смонтированной батареи 110 за непрерывный промежуток времени путем выбора максимальной температуры из температур за прошлый период, зарегистрированных за период времени от текущего момента до момента, предшествующего на непрерывный промежуток времени текущему моменту.

Например, исходя из того, что непрерывный промежуток времени длится два часа, выбирается максимальная температура в общей сложности из пяти температур, последовательно зарегистрированных за период времени от момента за два часа до текущего момента в показанной на фиг. 7 таблице температур за прошлый период. В этом примере максимальной температурой является текущая температура (-9°С). Соответственно, на шаге S18 определяется, что максимальная температура смонтированной батареи 110 составляет -9°С.

В то же время, поля показанной на фиг. 8 таблицы температур за прошлый период с введенными недействительными значениями не принимаются во внимание, и выбирается максимальная температура в общей сложности из пяти температур, с перерывами зарегистрированных за фактический двухчасовой период времени в моменты в пределах временного интервала от момента тремя часами ранее, чем текущий момент, до текущего момента. В этом случае максимальной температурой также является текущая температура (-9°С), как и в примере, проиллюстрированном на фиг. 7. Соответственно, на шаге S18 определяется, что максимальная температура смонтированной батареи 110 составляет -9°С.

На основании температуры смонтированной батареи 110 за прошлый период, зарегистрированной регистратором 152 температур за прошлый период, ограничитель 153 зарядки/разрядки способен определять максимальную температуру смонтированной батареи 110 при непрерывной или периодической зарядке/разрядке смонтированной батареи 110 на протяжении промежутка времени, равного или превышающего заданный непрерывный промежуток времени, как описано выше.

На шаге S19, устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие ограничитель 153 зарядки/разрядки с целью сравнения максимальной температуры смонтированной батареи 110, определенной на шаге S18, и заданного первого порогового значения. Если максимальная температура является меньшей, чем первое пороговое значение, выполняется шаг S20, а, если максимальная температура равна или превышает первое пороговое значение, выполнение шагов обработки согласно блок-схеме, представленной на фиг. 6, завершается.

На шаге S20 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие ограничитель 153 зарядки/разрядки с целью сравнения максимальной температуры смонтированной батареи 110, определенного на шаге S18, и заданного второго порогового значения. Это второе пороговое значение является меньшим, чем первое пороговое значение, используемое для принятия решения на шаге S19. Если максимальная температура равна или превышает второе пороговое значение, выполняется шаг S21, а, если максимальная температура является меньшей, чем второе пороговое значение, выполняется шаг S22.

Желательно, чтобы первое и второе пороговые значения, используемые для принятия решения на шагах S19 и S20, как описано выше, могли в каждом случае устанавливаться в соответствии с непрерывным промежутком времени, используемым для принятия решения на шаге S17. На фиг. 9 проиллюстрированы примеры значений, которые могут устанавливаться в качестве непрерывного промежутка времени и первого и второго пороговых значений. Как показано на фиг. 9, когда непрерывный промежуток времени составляет два часа, в качестве первого и второго пороговых значений могут быть установлены 5°С и -5°С, соответственно. С увеличением значений, установленных в качестве непрерывного промежутка времени, до четырех часов и восьми часов, значения, установленные в качестве отдельных пороговых значения, также постепенно увеличиваются, т.е. значение, установленное в качестве первого порогового значения, возрастает до 15°С, а затем до 25°С, а значение, установленное в качестве второго порогового значения, возрастает до 0°С, а затем до 5°С. Следует отметить, что эти устанавливаемые значения служат просто примерами, и значения, которые могут выбираться в действительности, не ограничены этими примерами.

На шаге S21 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие ограничитель 153 зарядки/разрядки с целью применения к смонтированной батарее 110 ограничения зарядки/разрядки первой фазы. В частности, оно определяет значение допустимой электрической мощности, соответствующее подлежащему ограничению зарядному/разрядному току, на основании зависимости между температурой и допустимым действующим значением тока, такой как показана на фиг. 3, и передает определенное таким способом значение блоку 200 управления транспортным средством и блокам 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи с целью осуществления управления, чтобы гарантировать, что подводимая/отдаваемая мощность смонтированной батареи 110 в состоянии зарядки/разрядки остается равной или меньшей, чем значение допустимой мощности. После выполнения шага S21 устройство 150 управления смонтированной батареей завершает обработку согласно блок-схеме, представленной на фиг. 6.

На шаге S22 устройство 150 управления смонтированной батареей приводит в действие ограничитель 153 зарядки/разрядки с целью применения к смонтированной батарее 110 ограничения зарядки/разрядки второй фазы. В частности, оно определяет значение допустимой мощности, соответствующее подлежащему ограничению зарядному/разрядному току, как на описанном выше шаге S21, и осуществляет управление, чтобы гарантировать, что подводимая/отдаваемая мощность смонтированной батареи 110 в состоянии зарядки/разрядки остается равной или меньшей, чем значение допустимой мощности, путем передачи значения, которое было определено, блоку 200 управления транспортным средством и блокам 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи. Желательно, чтобы зарядный/разрядный ток, подлежащий ограничению на этом шаге, имел меньшее значение, чем зарядный/разрядный ток, подлежащий ограничению, примененному на шаге S21. После выполнения шага S22 устройство 150 управления смонтированной батареей завершает обработку согласно блок-схеме, представленной на фиг. 6.

Путем шагов обработки, выполняемых, как описано выше устройством 150 управления смонтированной батареей, к смонтированной батарее 110 в низкотемпературном состоянии может применяться двухфазное ограничение зарядки/разрядки.

На фиг. 10 показана диаграмма, иллюстрирующая, как может изменяться действующее значение тока в случае применения ограничений зарядки/разрядки первой и второй фаз. Как показано на фиг. 10, действующее значение тока остается относительно большим на протяжении промежутка времени до достижения момента Та времени, пока не применено ограничение зарядки/разрядки, и смонтированная батарея 110 эксплуатируется в нормальном режиме. После применения в момент Та времени ограничения зарядки/разрядки первой фазы действующее значение тока поддерживается на низких уровнях. Затем после применения ограничения зарядки/разрядки второй фазы в последующий момент Тb времени действующее значение поддерживается на еще более низких уровнях.

Следует отметить, что в случае применения на шаге S21 ограничения зарядки/разрядки первой фазы оно отменяется, если на шаге S19 последующего цикла обработки принято отрицательное решение.

В отличие от ограничения зарядки/разрядки первой фазы, в случае применения на шаге S22 ограничения зарядки/разрядки второй фазы оно не отменяется, даже если на шаге S19 или на шаге S20 последующего цикла обработки принято отрицательное решение. В случае ограничения зарядки/разрядки второй фазы желательно рассчитывать промежуток времени, истекший с момента введения в действие ограничения зарядки/разрядки на шаге S22, и отменять ограничение зарядки/разрядки, примененное к смонтированной батарее 110 на шаге S22, если истекший промежуток времени превышает заданное время отмены ограничения. В частности, осуществляется управление, чтобы восстановить исходную установку допустимой мощности применительно к подводимой/отдаваемой мощности смонтированной батареи 110 во время операции зарядки/разрядки путем передачи блоку 200 управления транспортным средством и блокам 121а и 121b управления элементами аккумуляторной батареи значения допустимой мощности, которое действовало до введения в действие ограничения зарядки/разрядки на шаге S22.

Следует отметить, что при выполнении описанных шагов обработки может использоваться встроенный в устройство 150 управления смонтированной батареей таймер, например, для расчета времени, истекшего с момента введения в действие ограничения зарядки/разрядки. В качестве альтернативы, информация с указанием времени, истекшего с момента введения в действие ограничения зарядки/разрядки, может быть получена от показанного на фиг. 1 блока 200 управления транспортным средством по упомянутой выше CAN, а истекшее время может быть рассчитано на основании полученной таким путем информации. Если за введением в действие ограничения зарядки/разрядки следует период времени, в течение которого системы автомобиля были выключены, а система 120 управления аккумуляторной батареей оставалась в нерабочем состоянии, желательно, чтобы этот период входил в истекший промежуток времени, рассчитанный на этом шаге.

Путем описанного выше осуществления настоящего изобретения обеспечиваются следующие операции и преимущества.

(1) Система 120 управления аккумуляторной батареей соединена со смонтированной батареей 110 и управляет ее зарядкой/разрядкой. Система 120 управления аккумуляторной батареей содержит датчик 130 тока, который измеряет значение тока путем определения электрического тока, протекающего через смонтированную батарею 110, датчик 140 напряжения, который определяет напряжение смонтированной батареи 110, датчик 125 температуры, который определяет температуру смонтированной батареи 110, и устройство 150 управления смонтированной батареей. Устройство 150 управления смонтированной батареей имеет функции, выполняемые регистратором 152 температур за прошлый период, регистрирующим температуры за прошлый период, которые определяет датчик 125 температуры, и ограничителем 153 зарядки/разрядки, который ограничивает зарядный/разрядный ток в низкотемпературном состоянии на основании температуры за прошлый период, регистрируемой регистратором 152 температур за прошлый период. В результате, может оптимальным образом применяться ограничение зарядки/разрядки в низкотемпературном состоянии.

(2) Ограничитель 153 зарядки/разрядки на основании температур за прошлый период, регистрируемых регистратором 152 температур за прошлый период на шаге S16, определяет максимальную температуру смонтированной батареи 110 при непрерывной или периодической зарядке/разрядке смонтированной батареи 110 за заданный непрерывный промежуток времени (шаги S17, S18) и сравнивает максимальную температуру с заданными пороговыми значениями (шаги S19, S20). Поскольку решение о том, следует ли ограничивать зарядный/разрядный ток, принимается посредством такого процесса, ограничение зарядки/разрядки в низкотемпературном состоянии может применяться в оптимальных условиях.

(3) Упомянутый выше непрерывный промежуток времени может устанавливаться в соответствии с промежутком времени, который истекает прежде, чем температура смонтированной батареи 110 достигнет состояния равновесия во время зарядки/разрядки. Путем установки непрерывного промежутка времени, как описано выше, можно правильно определять максимальную температуру смонтированной батареи 110 при ее зарядке/разрядке в низкотемпературном состоянии.

(4) Кроме того, как показано на фиг. 9, в качестве непрерывного промежутка времени могут устанавливаться различные промежутки. В этом случае пороговые значения, используемые при принятии решений на шагах S19 и S20, в каждом случае увеличиваются при увеличении непрерывного промежутка времени. За счет этого решение о том, следует ли ограничивать зарядный/разрядный ток, может приниматься путем использования оптимальных пороговых значений в соответствии с промежутком времени, за который непрерывно или периодически заряжается/разряжается смонтированная батарея.

(5) В ограничителе 153 зарядки/разрядки устанавливается первое пороговое значение для использования при принятии решения на шаге S19, а также второе пороговое значение, меньшее, чем первое пороговое значение, для использования при принятии решения на шаге S20. Если максимальная температура является меньшей, чем первое пороговое значение, ограничитель 153 зарядки/разрядки применяет первое ограничение зарядки/разрядки для ограничения зарядного/разрядного тока (шаг S21), а, если максимальная температура является меньшей, чем второе пороговое значение, он применяет второе ограничение зарядки/разрядки с целью дополнительного ограничения зарядного/разрядного тока (шаг S22). Посредством этого процесса применяются двухфазные ограничения зарядки/разрядки смонтированной батареи 110, в результате чего можно надежно предотвращать снижение уровня производительности смонтированной батареи 110 в низкотемпературном состоянии.

(6) Ограничитель 153 зарядки/разрядки, применивший первое ограничение зарядки/разрядки на шаге S21, отменяет первое ограничение зарядки/разрядки, когда максимальная температура впоследствии превышает первое пороговое значение. Тем не менее, после применения второго ограничения зарядки/разрядки на шаге S22 оно непрерывно действует, даже если максимальная температура впоследствии превышает второе пороговое значение. Поскольку за счет этих мер второе ограничение зарядки/разрядки действует непрерывно, можно еще более надежно предотвращать снижение уровня производительности смонтированной батареи 110 в низкотемпературном состоянии.

(7) Когда промежуток времени, истекший с момента введения в действие второго ограничения зарядки/разрядки, превышает заданное время отмены ограничения, ограничитель 153 зарядки/разрядки отменяет второе ограничение зарядки/разрядки. В результате, путем отмены второго ограничения зарядки/разрядки с оптимальным выбором времени может быть восстановлено исходное состояние после применения второго ограничения зарядки/разрядки.

(8) Система 120 управления аккумуляторной батареей подсоединена к CAN, т.е. бортовой сети связи транспортного средства. Так, ограничитель 153 зарядки/разрядки также способен получать информацию, касающуюся истекшего промежутка времени, по CAN. Это означает, что второе ограничение зарядки/разрядки может отменяться с оптимальным выбором времени даже при отсутствии функции таймера у системы 120 управления аккумуляторной батареей.

(9) Устройство 150 управления смонтированной батареей имеет другую функцию, выполняемую расчетчиком 151 действующего значения тока, который на основании значения тока, измеренного датчиком 130 тока, рассчитывает действующее значение тока в заданном временном окне. Регистратор 152 температур за прошлый период принимает решение (шаг S14) о том, является ли действующее значение тока, рассчитанное расчетчиком 151 действующего значения тока, меньшим, чем заданное контрольное значение, и не включает температуру в число температур за прошлый период, если действующее значение тока является меньшим, чем контрольное значение. Посредством этих мер можно игнорировать избыточную регистрацию температур за прошлый период всякий раз, когда зарядный/разрядный ток, протекающий через смонтированную батарею 110, является слабым и, соответственно, нет опасений по поводу ухудшения свойств характеристик в низкотемпературном состоянии.

Следует отметить, что некоторые или все показанные на фиг. 5 блоки управления устройства 150 управления смонтированной батареей, которые участвуют в ограничении зарядки/разрядки, могут быть размещены в блоке 200 управления транспортным средством. Например, функции расчетчика 151 действующего значения тока и регистратора 152 температур за прошлый период могут выполняться в устройстве 150 управления смонтированной батареей, а функция ограничителя 153 зарядки/разрядки могут выполняться в блоке 200 управления транспортным средством. В таком случае устройство 150 управления смонтированной батареей передает блоку 200 управления транспортным средством информацию с указанием температур смонтированной батареи 110 за прошлый период, регистрируемых регистратором 152 температур за прошлый период. На основании информации с указанием температур за прошлый период, переданной устройством 150 управления смонтированной батареей, блок 200 управления транспортным средством принимает решение о том, следует ли посредством ограничителя 153 зарядки/разрядки применить первое ограничение зарядки/разрядки или второе ограничение зарядки/разрядки в низкотемпературном состоянии, и на основании принятого решения отдает системе управления аккумуляторной батареей 120 команду, касающуюся одного из ограничения зарядки/разрядки. С помощью этих альтернативных мер, могут обеспечиваться операции и преимущества, аналогичные описанным выше.

Кроме того, контрольное значение для сравнения с действующим значением тока при принятии решения о том, следует ли включать температуру в число температур за прошлый период, временные интервалы, в течение которых регистрируются температуры за прошлый период, непрерывный промежуток времени, в соответствии с которым определяется максимальная температура, и т.п., используемые в описанном выше варианте осуществления, служат лишь примерами, и в настоящем изобретении могут использоваться другие значения. Помимо этого, хотя в описанном выше варианте осуществления рассчитывается промежуток времени, истекший с момента введения в действие ограничения зарядки/разрядки второй фазы, и принимается решение о том, следует ли отменить ограничение зарядки/разрядки второй фазы, путем сравнения рассчитанного таким способом истекшего промежутка времени и времени отмены ограничения, решение о том, следует ли отменить ограничение зарядки/разрядки второй фазы, может приниматься путем расчета общего промежутка времени, в течение которого действует ограничение зарядки/разрядки второй фазы, и сравнения этого общего промежутка времени и времени отмены ограничения. Если в этом случае после того, как было введено в действие ограничение зарядки/разрядки, системы автомобиля были выключены в течение определенного периода времени, и, соответственно, система 120 управления аккумуляторной батареей находилась в нерабочем состоянии, общее время желательно рассчитывать путем исключения этого периода времени.

Следует отметить, что настоящее изобретение никоим образом не ограничено подробностями описанного варианта осуществления и его разновидностей, и любой другой технически возможный вариант осуществления следует считать входящим в объем настоящего изобретения.

Кроме того, все или некоторые из описанных выше различных конструктивных элементов и различных функций могут обеспечиваться аппаратными средствами путем использования, например, интегральной схемы, или программными средствами, выполняемыми процессором. Информация, такая как программа, таблица и т.п., необходима для обеспечения различных функций, может храниться в запоминающем устройстве, таком как память или жесткий диск, или на носителе данных, таком как плата ИС или DVD.

В настоящую заявку в порядке ссылки включено содержание следующей приоритетной заявки:

патентная заявка Японии №2013-166800, поданная 9 августа 2013 г.

Список позиций

100: батарейная установка, 110: смонтированная батарея, 111: элемент аккумуляторной батареи, 112а, 112b: группа элементов, 120: система управления аккумуляторной батареей, 121а, 121b: блок управления элементами аккумуляторной батареи, 122: датчик напряжения, 123: схема управления, 124: схема ввода-вывода сигналов, 125: датчик температуры, 130: датчик тока, 140: датчик напряжения, 150: устройство управления смонтированной батареей, 151: расчетчик действующего значения тока, 152: регистратор температур за прошлый период, 153: ограничитель зарядки/разрядки, 160: канал передачи сигналов, 170: изоляционный элемент, 180: накопитель, 200: блок управления транспортным средством, 300, 310, 320, 330: реле, 400: инвертор, 410: двигатель-генератор, 420: зарядное устройство

Использование – в области электротехники. Технический результат – оптимизация ограничения зарядки/разрядки аккумуляторной батареи в низкотемпературном состоянии. Представлена система управления аккумуляторной батареей, соединенная с батареей и управляющая ее зарядкой/разрядкой. Система содержит датчик тока, который измеряет значение тока путем определения зарядного/разрядного тока, протекающего через батарею; датчик напряжения, который определяет напряжение батареи; датчик температуры, который определяет температуру батареи; регистратор температур за прошлый период, который регистрирует температуры за прошлый период, определяемые датчиком температуры; и ограничитель зарядки/разрядки, который огранивает зарядный/разрядный ток в низкотемпературном состоянии на основании температур за прошлый период, регистрируемых регистратором температур за прошлый период. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Система управления аккумуляторной батареей, соединенная с батареей и управляющая ее зарядкой/разрядкой, содержащая:

датчик тока, который измеряет значение тока путем определения зарядного/разрядного тока, протекающего через батарею,

датчик напряжения, который определяет напряжение батареи,

датчик температуры, который определяет температуру батареи,

регистратор температур за прошлый период, который регистрирует температуры за прошлый период, определяемые датчиком температуры, и

ограничитель зарядки/разрядки, который огранивает зарядный/разрядный ток в низкотемпературном состоянии на основании температур за прошлый период, регистрируемых регистратором температур за прошлый период.

2. Система управления аккумуляторной батареей по п. 1, в которой ограничитель зарядки/разрядки принимает решение о том, следует ли ограничивать зарядный/разрядный ток путем определения на основании температур за прошлый период максимальной температуры батареи при непрерывной или периодической зарядке/разрядке на протяжении промежутка времени, равного или превышающего заданный непрерывный промежуток времени, и сравнения максимальной температуры с заданным пороговым значением.

3. Система управления аккумуляторной батареей по п. 2, в которой устанавливают непрерывный промежуток времени в соответствии с промежутком времени, который должен истечь до того, как температура батареи достигнет состояния равновесия во время зарядки/разрядки.

4. Система управления аккумуляторной батареей по п. 2, в которой

устанавливают множество переменных промежутков времени в качестве непрерывного промежутка времени, и

при увеличении непрерывного промежутка времени пороговое значение увеличивается в соответствии с непрерывным промежутком времени.

5. Система управления аккумуляторной батареей по п. 2, в которой

устанавливают первое пороговое значение и второе пороговое значение, меньшее, чем первое пороговое значение, для использования в качестве порогового значения,

и ограничитель зарядки/разрядки применяет первое ограничение зарядки/разрядки с целью ограничения зарядного/разрядного тока, если максимальная температура является меньшей, чем первое пороговое значение, и применяет второе ограничение зарядки/разрядки с целью дополнительного ограничения зарядного/разрядного тока, если максимальная температура является меньшей, чем второе пороговое значение.

6. Система управления аккумуляторной батареей по п. 5, в которой ограничитель зарядки/разрядки отменяет первое ограничение зарядки/разрядки после применения первого ограничения зарядки/разрядки, когда максимальная температура впоследствии превышает первое пороговое значение, и сохраняет второе ограничение зарядки/разрядки после применения второго ограничения зарядки/разрядки, даже если максимальная температура впоследствии превышает второе пороговое значение.

7. Система управления аккумуляторной батареей по п. 6, в которой ограничитель зарядки/разрядки отменяет второе ограничение зарядки/разрядки, как только промежуток времени, истекший с момента приведения в действие второго ограничения зарядки/разрядки, или общий промежуток времени, в течение которого действует второе ограничение зарядки/разрядки, превысит заданное время отмены ограничения.

8. Система управления аккумуляторной батареей по п. 7, подсоединенная к бортовой сети связи транспортного средства, при этом ограничитель зарядки/разрядки получает по сети связи информацию, касающуюся истекшего времени или общего времени.

9. Система управления аккумуляторной батареей по любому из пп. 1-8, в которую дополнительно входит

расчетчик действующего значения тока, который на основании значения тока, измеренного датчиком тока, рассчитывает действующее значение тока в заданном временном окне, при этом, когда действующее значение тока, рассчитанное расчетчиком действующего значения тока, является меньшим, чем заданное контрольное значение, регистратор температур за прошлый период не регистрирует температуры за прошлый период.

10. Система управления транспортным средством, содержащая:

систему управления аккумуляторной батареей, соединенную с батареей и управляющую зарядкой/разрядкой батареи, и

блок управления транспортным средством, соединенный с системой управления аккумуляторной батареей, при этом

в систему управления аккумуляторной батареей входит датчик тока, который определяет зарядный/разрядный ток, протекающий через батарею, датчик напряжения, который определяет напряжение батареи, датчик температуры, который определяет температуру батареи, и регистратор температур за прошлый период, который регистрирует температуры за прошлый период, определяемые датчиком температуры, и

блок управления транспортным средством на основании температуры, регистрируемой регистратором температур за прошлый период, отдает системе управления аккумуляторной батареей команду ограничить зарядный/разрядный ток в низкотемпературном состоянии.