车辆的电池控制系统的制作方法

1.本公开涉及车辆的电池控制系统。


背景技术：

2.专利文献1公开了具备构成电池模块的第一电池组及第二电池组和驱动用马达的电动汽车。第一电池组与第二电池组相互并联连接，在第一电池组及第二电池组与驱动用马达之间，存在第一接触器及第二接触器。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2020-167864号公报。


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.对电池组而言，存在适于使用的工作温度范围，若在高于工作温度范围的温度下使用，则会促进电池组的劣化。因此，减小在高温的电池组中流通的电流的量(电池组的电流值)来抑制电池组的温度上升对电池组的保护是有效的。例如，预先计算电池组的温度及电压值与在电池组的保护上有效的上限电流值之间的对应关系，依次检测正在使用的电池组的温度及电压值，并使用检测出的温度及电压值来决定上限电流值，将电池组的电流值控制在上限电流值以下，由此能够抑制电池组的劣化。
8.在如专利文献1那样将构成电池模块的多个电池组与负载并联连接的情况下，在各电池组中流通的电流量相同(各电池组的电流值相等)，因此，限制电池组的电流值的情况下的上限电流值为对各个电池组单独决定的上限电流值中的最小的上限电流值。因此，高温时从电池模块能够输出的总功率(可输出总功率)有可能受到明显的限制。
9.因此，本公开的目的在于，提供如下的电池控制系统，即，在具备与负载并联连接的多个电池组的车辆中能够在保护电池组的同时抑制高温时的可输出总功率下降的电池控制系统。
10.解决问题的方案
11.为了实现上述目的，本公开提供一种车辆的电池控制系统，该车辆上搭载有具备多个电池组的电池模块且多个电池组与负载并联连接，该车辆的电池控制系统具备电池连接断开部、上限电流计算部、电流控制部、可输出功率比较判定部以及电池连接断开控制部。
12.电池连接断开部介于电池模块与负载之间，构成为能够将多个电池组的每一个单独与负载连接和断开。上限电流计算部使用电池组的温度及电压值来计算电池组的上限电流值。电流控制部将电池组的电流值控制在上限电流值以下。
13.在本公开的第一方式中，可输出功率比较判定部针对电池连接断开部的、在多个电池组与负载之间能够实现的所有连接模式，使用电池组的上限电流值，分别计算电池模
块的可输出总功率，并判定是否存在可输出总功率比当前的连接模式大的高输出模式。电池连接断开控制部在可输出功率比较判定部判定为存在高输出模式的情况下，将电池连接断开部从当前的连接模式变更为高输出模式。
14.本公开的第二方式在第一方式的电池控制系统的基础上，在存在多个高输出模式的情况下，电池连接断开控制部将电池连接断开部的连接模式变更为可输出总功率最大的最大输出模式。
15.本公开的第三方式在第一或第二方式的电池控制系统的基础上，仅在如下情况下变更电池连接断开部的连接模式，该情况为，若进行了该变更则电池组的连接数量会减少至比当前的连接模式的连接数量少的数量，且一部分电池组会从当前的连接模式中断开。
16.在本公开的第四方式中，可输出功率比较判定部针对电池连接断开部的、在多个电池组与负载之间已实现的当前的连接模式、和如下情况下的连接模式，使用电池组的上限电流值来分别计算电池模块的可输出总功率，并判定是否存在可输出总功率比当前的连接模式大的高输出模式，该情况是从当前的连接模式断开了某一个电池组的情况。电池连接断开控制部在可输出功率比较判定部判定为存在高输出模式的情况下，将电池连接断开部的连接模式变更为高输出模式。
17.发明效果
18.根据本公开的电池控制系统，能够在具备与负载并联连接的多个电池组的车辆中，在保护电池组的同时抑制高温时的可输出总功率的下降。
附图说明
19.图1是示意性地表示搭载有本公开的一实施方式的电池模块的车辆的侧视图。
20.图2是表示图1的实施方式的电池控制系统的框图。
21.图3是表示电流控制处理的流程图。
22.图4是表示电池组的连接断开控制处理的流程图。
23.附图标记说明
24.1：电池模块；
25.2：电池组；
26.3：电池连接断开部；
27.4：负载；
28.5：温度传感器；
29.6：接触器；
30.10：电池控制装置；
31.11：温度获取部；
32.12：电压获取部；
33.13：上限电流计算部；
34.14：电流控制部；
35.15：可输出功率比较判定部；
36.16：电池连接断开控制部。
具体实施方式
37.下面，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。本实施方式的电池控制系统设置于电动汽车、混合动力汽车等车辆中。
38.如图1所示，车辆中搭载有多个(本实施方式中为三个)电池组2。多个电池组2构成电池模块1。应予说明，在图1中，图示了在卡车中搭载了电池模块1的例子，但车辆不限于卡车。
39.如图2所示，电池控制系统具备：电池模块1、电池连接断开部3、负载4以及电池控制装置10。
40.多个电池组2与负载4并联连接。在各电池组2中设置有检测电池组2的温度的温度传感器5。负载4包括推动车辆的驱动用马达(未图示)。驱动用马达由从电池模块1供给的电力驱动。
41.电池连接断开部3由与电池组2相同数量的接触器6构成，介于电池模块1与负载4之间。通过接触器6的接通/断开，多个电池组2中的每一个被单独与负载4连接和断开。在本实施方式中，将所有电池组2与负载4连接的状态(所有接触器6为接通状态)设为电池连接断开部3的标准连接模式(通常状态)进行说明。
42.电池控制装置10例如是ecu(electronic control unit，电子控制单元)，具备cpu(central processing unit，中央处理器)、rom(read only memory，只读存储器)、ram(random access memory，随机存取存储器)及输入输出电路等。电池控制装置10通过执行预先存储的控制程序来作为温度获取部11、电压获取部12、上限电流计算部13、电流控制部14、可输出功率比较判定部15及电池连接断开控制部16发挥功能。
43.温度获取部11从温度传感器5依次获取各电池组2的温度。电压获取部12从电压传感器(未图示)依次获取各电池组2的端子之间的电压(电池组2的电压值)。
44.在电池控制装置10中存储有表示电池组2的温度及电压值与上限电流值之间的对应关系的上限电流值信息(例如映射等)。上限电流值是对于电池组2的保护等有效的上限的电流值，在电压值恒定的情况下，温度越上升则上限电流值越减小。电池组2有一个适于使用的工作温度范围，若温度上升到高于工作温度范围的温度，则上限电流值会明显减小。上限电流值信息是预先通过仿真等计算出并存储在电池控制装置10的。
45.上限电流计算部13使用由温度获取部11获取到的电池组2的温度、由电压获取部12获取到的电池组2的电压值、以及上限电流值信息分别计算各电池组2的上限电流值。
46.电流控制部14将电池组2的电流值控制在上限电流值以下。由于电池组2被并联连接，在电池模块1中流过的总电流值被均等地分配到各电池组2，各电池组2的电流值相等。电流控制部14控制总电流值，以使得被并联连接的电池组2的各上限电流值中的最小的上限电流值以下的电流流经各电池组2。因此，若连接有因高温而上限电流值比其他电池组2小的电池组2，则有可能该高温的电池组2的上限电流值成为瓶颈，导致电池模块1的可输出总功率(被并联连接的电池组2的可输出功率的总计)明显减少。
47.可输出功率比较判定部15使用各电池组2的上限电流值及电压值来计算各电池组2的可输出功率，针对电池连接断开部3的、在多个电池组2与负载4之间能够实现的所有连接模式(包括当前的连接模式)，计算电池模块1的可输出总功率，并判定是否存在可输出总功率比当前的连接模式大的高输出模式。本实施方式的连接模式包括如下的共7个模式，
即，将三个电池组2的全部连接的标准连接模式(一个)、将三个电池组2中的任选的两个电池组2连接的两组连接模式(三个)及仅将任意一个电池组2连接的单一连接模式(三个)的7个模式，对每一个模式各计算可输出总功率，并与当前的连接模式进行比较。
48.电池连接断开控制部16在可输出功率比较判定部15判定为存在高输出模式的情况下，将电池连接断开部3的连接模式从当前的连接模式变更为高输出模式。对于电池组2的连接数量，可以根据向高输出模式的变更而增加，也可以减少，还可以不变。
49.另外，在存在多个高输出模式的情况下，将电池连接断开部3的连接模式变更为可输出总功率最大的最大输出模式。应予说明，电池连接断开控制部16也可以仅在如下情况下变更电池连接断开部3的连接模式，该情况为，若进行了该变更则电池组2的连接数量会减少至比当前的连接模式的连接数量少的数量，且一部分电池组2会从当前的连接模式中断开。通过这种限制，例如，在存在其连接被本控制以外的控制所限制或禁止的电池组2的情况下，能够排除与连接被限制或禁止的电池组2的连接。
50.接着，参照图3和图4的流程图对电池控制装置10执行的电流控制处理及电池组2的连接断开控制处理进行说明。电池控制装置10在从电池模块1向负载4供给电力的期间，反复执行电流控制处理和电池组2的连接断开控制处理。应予说明，以下对电池连接断开部3的当前的连接模式为标准连接模式(三个电池组2全部被连接的连接模式)的情况进行说明，但当前的连接模式也可以为标准连接模式以外的模式。
51.如图3所示，在电流控制处理中，分别获取三个电池组2的温度及电压值(步骤s1)，使用获取到的电池组2的温度及电压值和上限电流值信息来分别计算各电池组2的上限电流值(步骤s2)。
52.在计算出三个电池组2的各上限电流值后，以使得等于或低于计算出的上限电流值中最小的上限电流值的电流流经各电池组2的方式控制电池模块1的总电流值(步骤s3)。
53.如图4所示，在连接断开控制处理中，分别获取三个电池组2的温度及电压值(步骤s11)，使用获取到的电池组2的温度及电压值和上限电流值信息来分别计算各电池组2的上限电流值(步骤s12)。
54.在计算出三个电池组2各自的上限电流值后，使用各电池组2的上限电流值及电压值计算三个电池组2的可输出功率(步骤s13)。
55.接着，针对电池连接断开部3的、在三个电池组2与负载4之间能够实现的所有连接模式(7个连接模式)，计算电池模块1的可输出总功率，并判定是否存在可输出总功率比当前的连接模式大的高输出模式(步骤s14)。
56.在判定为存在高输出模式的情况下，将电池连接断开部3的连接模式从当前的连接模式变更为高输出模式(步骤s15)。另外，在存在多个高输出模式的情况下，将电池连接断开部3的连接模式变更为可输出总功率最大的最大输出模式。例如，在断开三个电池组2中温度最高的电池组2的连接模式的可输出总功率最大的情况下，将温度最高的电池组2断开。
57.在本实施方式中，针对电池连接断开部3的、在多个电池组2与负载4之间能够实现的所有连接模式，计算电池模块1的可输出总功率，并判定是否存在可输出总功率比当前的连接模式大的高输出模式，在判定为存在高输出模式的情况下，将电池连接断开部3的连接模式从当前的连接模式变更为高输出模式。因此，即使在连接有因高温而上限电流值比其
他电池组2小的电池组2，该高温的电池组2的上限电流值成为瓶颈的情况下，也能够抑制电池模块1的可输出总功率的减少。
58.另外，在存在多个高输出模式的情况下，将电池连接断开部3的连接模式变更为可输出总功率最大的最大输出模式，因此，能够将可输出总功率的减少幅度抑制为最小限度。
59.接着，对本公开的变形例进行说明。该变形例与上述实施方式不同之处在于可输出功率比较判定部15进行的处理。
60.变形例的可输出功率比较判定部15针对电池连接断开部3的、在多个电池组2与负载4之间已实现的当前的连接模式、和如下情况下的连接模式，计算电池模块1的可输出总功率，并判定是否存在可输出总功率比当前的连接模式大的高输出模式，该情况是从当前的连接模式断开了某一个电池组2的情况。由于判定对象的连接模式的数量比上述实施方式的连接模式的数量少，能够简化处理。
61.以上，基于上述实施方式对本公开进行了说明，但本公开不限于上述实施方式的内容，当然可以在不脱离本公开的范围内适当地进行变更。即，由本领域技术人员等基于该实施方式实现的其他实施方式、实施例及运用技术等当然全部包含于本公开的范畴。
62.例如，在上述实施方式中，对由三个电池组2构成电池模块1，在通常状态下将三个(全部)电池组2与负载4并联连接的例子进行了说明，但构成电池模块1的电池组2的数量不限于如上所述的，只要是多个即可。另外，也可以在通常状态下将部分电池组2与负载4连接。
63.工业实用性
64.本公开能够应用于具备与负载并联连接的多个电池组的车辆。

技术特征：
1.一种车辆的电池控制系统，该车辆上搭载有具备多个电池组的电池模块且所述多个电池组与负载并联连接，该车辆的电池控制系统的特征在于，具备：电池连接断开部，介于所述电池模块与所述负载之间，能够将所述多个电池组的每一个单独与所述负载连接和断开；上限电流计算部，使用所述电池组的温度及电压值来计算所述电池组的上限电流值；电流控制部，将所述电池组的电流值控制在所述上限电流值以下；可输出功率比较判定部，针对所述电池连接断开部的、在所述多个电池组与所述负载之间能够实现的所有连接模式，使用所述电池组的所述上限电流值，分别计算所述电池模块的可输出总功率，并判定是否存在可输出总功率比当前的连接模式大的高输出模式；以及电池连接断开控制部，在所述可输出功率比较判定部判定为存在所述高输出模式的情况下，将所述电池连接断开部的连接模式变更为所述高输出模式。2.如权利要求1所述的车辆的电池控制系统，其中，在存在多个所述高输出模式的情况下，所述电池连接断开控制部将所述电池连接断开部的连接模式变更为可输出总功率最大的最大输出模式。3.如权利要求1所述的车辆的电池控制系统，其中，所述电池连接断开控制部仅在如下情况下变更所述电池连接断开部的连接模式，该情况为，若进行了该变更则所述电池组的连接数量会减少至比所述当前的连接模式的连接数量少的数量，且一部分所述电池组会从所述当前的连接模式中断开。4.一种车辆的电池控制系统，该车辆上搭载有具备多个电池组的电池模块且所述多个电池组与负载并联连接，该车辆的电池控制系统的特征在于，具备：电池连接断开部，介于所述电池模块与所述负载之间，能够将所述多个电池组的每一个单独与所述负载连接和断开；上限电流计算部，使用所述电池组的温度及电压值来计算所述电池组的上限电流值；电流控制部，将所述电池组的电流值控制在所述上限电流值以下；可输出功率比较判定部，针对所述电池连接断开部的、在所述多个电池组与所述负载之间已实现的当前的连接模式、和如下情况下的连接模式，使用所述电池组的所述上限电流值来分别计算所述电池模块的可输出总功率，并判定是否存在可输出总功率比所述当前的连接模式大的高输出模式，该情况是从所述当前的连接模式断开了某一个所述电池组的情况；以及电池连接断开控制部，在所述可输出功率比较判定部判定为存在所述高输出模式的情况下，将所述电池连接断开部的连接模式变更为所述高输出模式。

技术总结
本公开提供车辆的电池控制系统，该车辆的电池控制系统中，可输出功率比较判定部针对电池连接断开部的、在多个电池组与负载之间能够实现的所有连接模式，使用电池组的上限电流值，分别计算电池模块的可输出总功率，并判定是否存在可输出总功率比当前的连接模式大的高输出模式。另外，电池连接断开控制部在可输出功率比较判定部判定为存在高输出模式的情况下，将电池连接断开部的连接模式从当前的连接模式变更为高输出模式。接模式变更为高输出模式。接模式变更为高输出模式。


技术研发人员：加藤晃太
受保护的技术使用者：五十铃自动车株式会社
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/9/26