蓄電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用來自商用電源的電力對蓄電裝置充電并調節蓄電裝置的溫 度的蓄電系統。
【背景技術】
[0002] 在日本專利申請公報No.2011-259672(JP 2011-259672 A)中，從外部電源對蓄電 裝置充電，允許使用者設定充電完成的時刻(稱為充電完成時刻）。當充電完成時刻被設定 時，蓄電裝置被充電成使得蓄電裝置的充電在充電完成時刻完成。在JP 2011-259672 A中， 當蓄電裝置的溫度高時，為了使在充電完成時刻蓄電裝置的溫度處于預定溫度范圍內，使 用于冷卻蓄電裝置的風扇操作直至充電完成時刻為止。
[0003] 在搭載該蓄電裝置的車輛中，允許使用者設定車輛的起動開始的時刻（稱為操作 開始時刻）。在JP 2011-259672 A中，當操作開始時刻被設定時，針對操作開始時刻設定充 電完成時刻。為了使在操作開始時刻的蓄電裝置的溫度處于預定溫度范圍內，當蓄電裝置 的溫度高時，使用于冷卻蓄電裝置的風扇操作直至操作開始時刻為止。
[0004] 通常，使用商用電源作為外部電源，商用電源的電費會因一天的時間段而異。充電 完成時刻(或操作開始時刻)是由使用者任意設定的，因此在從充電開始的時刻到充電完成 時刻（或操作開始時刻）的期間以內可能存在不同電費的時間段。這種情況下，如JP 2011-259672 A中所述，如果蓄電裝置被充電成使得蓄電裝置的充電在充電完成時刻(或操作開 始時刻)完成，則所述蓄電裝置可能會在電費高的時間段比在電費低的時間段被更集中地 充電。蓄電裝置的這種充電使得使用者負擔了過度的電費。
[0005] 另一方面，當風扇如JP 2011-259672 A的情形中那樣操作時，允許使用來自外部 電源(商用電源）的電力。如JP 2011-259672 A中所記載的，在風扇被操作成使得蓄電裝置 的溫度在充電完成時刻(或操作開始時刻)處于預定范圍內的情況下，如果在充電完成時刻 (或操作開始時刻)之前的期間以內存在電費不同的時間段，則風扇會在電費高的時間段集 中地操作。風扇的這種操作導致使用者負擔過度的電費。
【發明內容】
[0006] 本發明的一方面提供了一種蓄電系統。所述蓄電系統包括:蓄電裝置，所述蓄電裝 置搭載在車輛上并且配置成以從商用電源供給的電力被充電；溫度調節裝置，所述溫度調 節裝置配置成在接收從所述商用電源供給的電力時調節所述蓄電裝置的溫度;和控制器， 所述控制器配置成控制所述蓄電裝置的充電和所述溫度調節裝置的操作。所述商用電源被 設定成使得第一時間段的電費比第二時間段的電費低。
[0007] 所述控制器配置成，當在從使用者設定所述操作開始時刻時到所述操作開始時刻 的期間內包含所述第一時間段和所述第二時間段時，在使所述第一時間段內所述蓄電裝置 的充電時間所占的比例相比于在所述第二時間段內所述充電時間所占的比例升高的同時， 在所述操作開始時刻前完成所述蓄電裝置的充電。所述操作開始時刻是所述車輛的起動開 始的預定時刻。通過使在第一時間段內蓄電裝置的充電時間所占的比例相比于在第二時間 段內充電時間所占的比例升高，可以通過積極地利用電費低的第一時間段來對蓄電裝置充 電。因此，即使當使用者任意設定操作開始時刻時，也可以降低對蓄電裝置充電所需的電 費。
[0008] 所述控制器配置成，當在從使用者設定所述操作開始時刻時到所述操作開始時刻 的期間內包含所述第一時間段和所述第二時間段時，在使所述第一時間段內所述溫度調節 裝置的操作時間所占的比例相比于在所述第二時間段內所述操作時間所占的比例升高的 同時將所述溫度調節裝置操作成使得在所述操作開始時刻所述蓄電裝置的溫度處于目標 溫度范圍內。
[0009] 通過使在第一時間段內溫度調節裝置的操作時間所占的比例相比于在第二時間 段內操作時間所占的比例升高，可以通過積極地利用電費低的第一時間段來操作溫度調節 裝置。因此，即使當使用者任意設定操作開始時刻時，也可以降低操作溫度調節裝置所需的 電費。
[0010]通過利用溫度調節裝置的操作來使在操作開始時刻蓄電裝置的溫度處于目標溫 度范圍內，容易確保在操作開始時刻蓄電裝置的輸入/輸出性能。由于蓄電裝置的輸入/輸 出性能取決于蓄電裝置的溫度，所以能在通過使蓄電裝置的溫度處于目標溫度范圍內來確 保蓄電裝置的輸入/輸出性能的狀態下開始車輛的起動。
[0011] 當所述溫度調節裝置的操作早于所述操作開始時刻完成時，可由所述蓄電裝置的 周圍環境的溫度來推定在從所述溫度調節裝置的操作完成時到所述操作開始時刻的期間 內所述蓄電裝置的溫度變化量。當溫度調節裝置的操作完成時，蓄電裝置的溫度受蓄電裝 置的周圍環境的溫度影響。因此，可以基于周圍環境的溫度來取得蓄電裝置的溫度變化量。
[0012] 蓄電裝置的溫度變化量表示通過從在操作開始時刻蓄電裝置的溫度減去在溫度 調節裝置的操作完成時蓄電裝置的溫度而獲得的值。當推定溫度變化量為負值時，顯然蓄 電裝置的溫度在溫度調節裝置的操作完成之后下降。因此，可以考慮至溫度調節裝置的操 作完成時的溫度變化量(溫度下降量)來預先使蓄電裝置的溫度上升，并且可以使在操作開 始時刻的蓄電裝置的溫度處于目標溫度范圍內。具體地，在溫度調節裝置的操作完成時蓄 電裝置的溫度可以相比于目標溫度范圍的上限值上升所述溫度變化量。
[0013] 當在蓄電裝置的溫度已上升所述溫度變化量時蓄電裝置的溫度變成比蓄電裝置 所允許的上限溫度(容許上限溫度)高時，蓄電裝置的溫度可上升到容許上限溫度。換言之， 蓄電裝置的溫度可以不上升到比容許上限溫度高的溫度。因此，當溫度調節裝置被操作時， 可以通過抑制蓄電裝置的溫度上升到容許上限溫度之上來抑制蓄電裝置的異常發熱的發 生。
[0014] 當推定溫度變化量為正值時，顯然蓄電裝置的溫度在溫度調節裝置的操作完成之 后上升。因此，可以考慮至溫度調節裝置的操作完成時的溫度變化量(溫度上升量)來預先 使蓄電裝置的溫度下降，并且可以使在操作開始時刻的蓄電裝置的溫度處于目標溫度范圍 內。具體地，在溫度調節裝置的操作完成時蓄電裝置的溫度可以相比于目標溫度范圍的下 限值下降所述溫度變化量。
[0015] 當操作開始時刻比第一時間段的結束時刻遲時，容易通過充分利用第一時間段作 為溫度調節裝置被操作的時間來降低操作溫度調節裝置所需的電費。例如，可以操作溫度 調節裝置直至第一時間段的結束時刻為止。當在第一時間段的結束時刻溫度調節裝置的操 作完成時，如上所述，可推定在從溫度調節裝置的操作完成時到操作開始時刻的期間內蓄 電裝置的溫度變化量，并且然后可使溫度調節裝置操作以使得在操作開始時刻的蓄電裝置 的溫度處于目標溫度范圍內。
[0016] 當蓄電裝置被充電時或當溫度調節裝置被操作時，使用來自商用電源的電力。因 此，溫度調節裝置可以在蓄電裝置被充電的同時操作。通過在對蓄電裝置充電的同時操作 溫度調節裝置，容易使在操作開始時刻的蓄電裝置的溫度處于目標溫度范圍內。特別地，當 蓄電裝置的充電在操作開始時刻之前完成時，可以通過在對蓄電裝置充電的同時操作溫度 調節裝置來使蓄電裝置的溫度在蓄電裝置的充電完成時接近目標溫度范圍。
【附圖說明】
[0017] 下面將參照【附圖說明】本發明的示例性實施方式的特征、優點及技術和工業意義， 在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，并且其中：
[0018] 圖1是示出電池系統的構型的視圖；
[0019] 圖2是示出用于操作溫度調節裝置的電路的構型的視圖；
[0020] 圖3是示出執行外部充電的處理的流程圖；
[0021] 圖4是示出在調節電池組的溫度的同時執行外部充電的處理的流程圖；
[0022] 圖5是示出輸入和輸出上限值與電池組的溫度之間的關系的曲線圖；
[0023] 圖6是示出在外部充電之后調節電池組的溫度的處理的流程圖；
[0024] 圖7是示出外部充電之后的升溫處理的流程圖；
[0025] 圖8是示出外部充電之后的冷卻處理的流程圖；
[0026] 圖9是示出升溫處理被執行時電池溫度的變化的時間圖；
[0027]圖10是示出冷卻處理被執行時電池溫度的變化的時間圖；
[0028] 圖11是不出執行外部充電的時間的流程圖；
[0029] 圖12A至圖12D是各自均示出深夜時間段、當前時刻和充電完成時刻之間的關系的 時間圖；
[0030] 圖13是示出執行溫度調節處理的時間的流程圖；和
[0031] 圖14A和圖14B是各自均示出執行外部充電且執行冷卻處理的時間段和電池溫度 變化的曲線圖。
【具體實施方式】
[0032]下面將說明本發明的實施例。
[0033]圖1是示出根據本實施例的電池系統(其對應于根據本發明的蓄電系統）的構型的 視圖。圖1所示的電池系統搭載在車輛中。例如，該車輛是插電式混合動力車輛(PHV)或電動 車輛(EV)。
[0034] PHV不僅包括電池組(后述)作為用于推進車輛的動力源，而且包括另一動力源，例 如發動機和燃料電池。EV僅包括電池組(后述)作為用于推進車輛的動力源。在PHV和EV中， 如稍后將描述的，允許利用來自商用電源的電力對電池組充電。
[0035]電池組10包括多個串聯連接的單電池11。可使用堿性二次電池如鎳金屬氫化物電 池和鎳鎘電池作為各單電池11。電池組10用作蓄電裝置。代替二次電池，可使用電氣雙層電 容器。可基于電池組10的要求輸出等來按需設定單電池11的數量。在根據本實施例的電池 組10中，所有單電池11彼此電連接;作為替代，電池組10可包括彼此并聯電連接的多個單電 池11〇
[0036] 監視單元20檢測電池組10的電壓值Vb或檢測各單電池11的電壓值Vb，并且向控制 器30輸出檢測結果。溫度傳感器21檢測電池組10(單電池11)的溫度Kb，并且向控制器30輸 出檢測結果。可對電池組10配置一個或多個溫度傳感器21。當多個單電池11之間的溫度根 據配置單電池11的位置而存在差異時，可以利用多個溫度傳感器21來把握溫度的差異。
[0037] 電流傳感器22檢測電池組10的電流值lb，并向控制器30輸出檢測結果。在本實施 例中，電流傳感器22設置在與電池組10的正極端子連接的正極線路PL中。電流傳感器22僅 需能夠檢測電池組10的電流值lb。可按需設定設置電流傳感器22的位置。例如，電流傳感器 22可設置在與電池組10的負極端子連接的負極線路NL中。可使用多個電流傳感器22。
[0038] 控制器30包括存儲器31。存儲器31存儲由控制器30用來執行預定處理(特別地，在 本實施例中說明的處理）的各種信息。在本實施例中，存儲器31結合在控制器30中；作為替 代，存儲器31可設置在控制器30的外部。時鐘32向控制器30輸出與當前時刻Tc有關的信息。 時鐘32例如可以是原子鐘。該原子鐘具有通過接收標準電波來自動修正時間誤差的功能。 [0039] 外部空氣溫度傳感器33檢測電池組10的周圍環境的溫度(稱為外部空氣溫度)Ke， 并向控制器30輸出檢測結果。外部空氣溫度Ke不是電池組10的溫度Kb，而是熱影響電池組 10的周圍環境的溫度。例如，外部空氣溫度Ke可以是搭載電池組10的空間（周圍環境）的溫 度或可以是車輛外部(周圍環境)的溫度。
[0040]輸入單元34由使用者用來輸入特定信息。從輸入單元34輸入的信息輸出到控制器 30。從輸入單元34輸入的信息可存儲在存儲器31中。輸入信息可以是例如外部充電完成的 時刻(稱為充電完成時刻)Te、車輛的起動開始的時刻(稱為操作開始時刻)TU、適用深夜電 費（后述）的開始時刻(稱為深夜費率開始時刻)TMs或不再適用深夜電費的結束時刻(稱為 深夜費率結束時刻)TMe。如稍后將描述的，外部充電在于利用來自商用電源的電力對電池 組10充電。允許使用者通過操作輸入單元34來設定充電完成時刻Te。當充電完成時刻Te被 設定時，圖1所