二次电池装置的制作方法

1.本发明涉及二次电池装置。


背景技术：

2.例如，搭载于电动车辆的蓄电池伴随着使用而劣化且充电容量降低。充电容量降低而不再适合于电动车辆的使用的蓄电池例如有时被从电动车辆取下来作为其他的用途、例如定置用蓄电池进行二次利用。存在对被从电动车辆取下后进行二次利用的蓄电池的二次利用去处进行选定的技术(参照国际公开第2015/012144号)。


技术实现要素：

3.【发明的概要】
4.【发明要解决的课题】
5.搭载于电动车辆的蓄电池进行与电动车辆的控制装置的通信，来进行蓄电池的充放电控制。因此，在成为二次利用去处的二次利用产品上未搭载电动车辆的控制装置那样的控制装置的情况下，难以控制蓄电池的充放电。
6.本发明的目的之一在于，提供一种在二次利用场景下能够容易进行充放电的控制的二次电池装置。
7.【用于解决课题的方案】
8.本发明的电动车辆装置采用了以下的结构。
9.(1)：本发明的一方案的二次电池装置具备二次电池、至少存储有程序的存储部、通过执行所述程序来进行所述二次电池的充放电控制的控制部、以及能够接受表示所述二次电池从车载用向其他的用途切换的情况的切换指示的接受部，在由所述接受部接受了切换指示的情况下，所述控制部将与所述二次电池的充放电控制相关的控制规则从第一控制规则向第二控制规则切换。
10.(2)：在上述(1)的方案中，所述存储部存储有用于按照所述第一控制规则进行所述二次电池的充放电控制的第一程序和用于按照所述第二控制规则进行所述二次电池的充放电控制的第二程序，在由所述接受部接受了切换指示的情况下，所述控制部将执行的程序从所述第一程序向所述第二程序切换。
11.(3)：在上述(1)的方案中，所述存储部存储有为了按照第一控制规则进行所述二次电池的充放电控制而供所述程序参照的第一参数和为了按照第二控制规则进行所述二次电池的充放电控制而供所述程序参照的第二参数，在由所述接受部接受了切换指示的情况下，所述控制部将供所述程序参照的参数从所述第一参数向所述第二参数切换。
12.(4)：在上述(1)～(3)中的任一方案中，所述二次电池装置还具备用于与外部控制装置进行通信的通信接口，所述第一控制规则是基于经由所述通信接口从所述外部控制装置取得的信息的控制规则，所述第二控制规则是不依赖于经由所述通信接口从所述外部控制装置取得的信息的控制规则。
13.(5)：在上述(1)～(4)中的任一方案中，所述二次电池装置还具备设置在所述二次电池与电力端子之间的开关和电力转换器中的至少任一个，所述控制部通过控制所述开关和所述电力转换器中的至少任一个来进行所述二次电池的充放电控制。
14.【发明效果】
15.根据(1)～(5)，在二次利用场景下，能够容易进行充放电的控制。
附图说明
16.图1是表示搭载有第一实施方式的二次电池装置100的电动车辆m的结构的一例的图。
17.图2是表示二次电池装置100的结构的一例的图。
18.图3是表示车载用控制规则及定置用控制规则的一例的图。
19.图4是表示搭载于电动车辆m的二次电池装置100的一例的图。
20.图5是表示搭载于定置型蓄电池p的二次电池装置100的一例的图。
21.图6是表示第二实施方式的二次电池装置100的结构的一例的图。
22.【符号说明】
23.10
…
车辆
24.12
…
马达
25.36
…
车辆控制部
26.100
…
二次电池装置
27.110
…
蓄电池
28.120
…
蓄电池ecu
29.122
…
接受部
30.122s
…
切换开关
31.124
…
通信控制部
32.126
…
控制部
33.130
…
无线电收发两用机
34.140
…
开关
35.142
…
电力转换器
36.144
…
电力端子
37.152
…
电流传感器
38.154
…
电压传感器
39.156
…
温度传感器
40.180
…
存储部
41.182
…
车载用程序
42.184
…
定置用程序
43.192
…
控制用程序
44.194
…
车载用参数
45.196
…
定置用参数
46.300
…
通信母线
47.m
…
电动车辆
48.p
…
定置型蓄电池
具体实施方式
49.以下，参照附图，说明本发明的电动车辆装置的实施方式。在实施方式中，二次电池装置首先搭载于电动车辆来使用。二次电池装置在电动车辆中被使用而劣化之后，从电动车辆取下，例如搭载于二次利用产品。搭载二次电池装置的二次利用产品可以任意决定，例如，基于二次电池装置中的蓄电池的充电容量(劣化后的剩余充电容量)等来决定。
50.[第一实施方式]
[0051]
图1是表示搭载有第一实施方式的二次电池装置100的电动车辆m的结构的一例的图。电动车辆m例如具备马达12、驱动轮14、制动装置16、车辆传感器20、pcu(power control unit)30、充电口70、充电变换器72、以及二次电池装置100。
[0052]
马达12例如是三相交流电动机。马达12的转子与驱动轮14连结。马达12使用被供给的电力将动力向驱动轮14输出。另外，马达12在车辆的减速时使用车辆的动能来发电。
[0053]
制动装置16例如具备制动钳、向制动钳传递液压的液压缸、以及使液压缸产生液压的电动马达。制动装置16还可以具备将通过制动踏板的操作而产生的液压经由主液压缸向液压缸传递的机构来作为备用。制动装置16并不局限于上述说明的结构，也可以是将主液压缸的液压向液压缸传递的电子控制式液压制动装置。
[0054]
车辆传感器20具备加速器开度传感器、车速传感器、以及制动踩踏量传感器。加速器开度传感器安装于接受由驾驶员进行的加速指示的加速踏板，来检测加速踏板的操作量，并作为加速器开度向车辆控制部36输出。车速传感器例如具备安装于各车轮的车轮速度传感器和速度计算机，将由车轮速度传感器检测出的车轮速度合并来导出车辆的速度(车速)，并向车辆控制部36输出。制动踩踏量传感器安装于制动踏板，来检测制动踏板的操作量，并作为制动踩踏量向车辆控制部36输出。
[0055]
pcu30例如具备转换器32、vcu(voltage control unit)34、以及车辆控制部36。将转换器32、vcu34及车辆控制部36的构成要素集中为一个pcu30的结构只不过为一例，这些构成要素也可以分散配置。
[0056]
转换器32例如为ac
‑
dc转换器。转换器32的直流侧端子与直流环dl连接。设置于二次电池装置100的蓄电池110经由vcu34与直流环dl连接。转换器32将由马达12发出的交流转换成直流而向直流环dl输出。
[0057]
vcu34例如是dc
‑
dc变换器。vcu34将从蓄电池110供给的电力升压而向直流环dl输出。
[0058]
车辆控制部36例如具备马达控制部、制动器控制部、以及蓄电池/vcu控制部。马达控制部、制动器控制部及蓄电池/vcu控制部分别可以置换为分体的控制装置、例如马达ecu(electronic control unit)、制动器ecu、蓄电池/vcuecu这样的控制装置。
[0059]
马达控制部基于车辆传感器20的输出，来对马达12进行控制。制动器控制部基于车辆传感器20的输出，来对制动装置16进行控制。蓄电池/vcu控制部基于车辆传感器20的输出，来对vcu34进行控制，以便调整向马达12供给的电力。vcu34通过蓄电池/vcu控制部的控制，使直流环dl的电压上升。车辆控制部36将与向马达12供给的电力的调整相关的电力
调整信息向二次电池装置100的蓄电池ecu120输出。车辆控制部36是外部控制装置的一例。
[0060]
充电口70朝向电动车辆m的车身外部设置。充电口70经由充电线缆220与充电器200连接。充电线缆220具备第一插头222和第二插头224。第一插头222与充电器200连接，第二插头224与充电口70连接。从充电器200供给的电力经由充电线缆220向充电口70供给。
[0061]
充电线缆220包含附设于电力线缆的信号线缆。信号线缆对电动车辆m与充电器200之间的通信进行中介。因此，在第一插头222和第二插头224分别设有电力连接器和信号连接器。
[0062]
充电变换器72设置在蓄电池110与充电口70之间。充电变换器72将经由充电口70从充电器200导入的电流、例如交流电流转换成直流电流。充电变换器72将转换后的直流电流向蓄电池110输出。
[0063]
图2是表示二次电池装置100的结构的一例的图。二次电池装置100具备蓄电池110、蓄电池ecu120、无线电收发两用机130、开关140、电力转换器142、电力端子144( 端子144p、
‑
端子144m)、电流传感器152、电压传感器154、以及温度传感器156。蓄电池ecu120具备接受部122、切换开关122s、通信控制部124、控制部126、以及存储部180。存储部180存储车载用程序182和定置用程序184。
[0064]
二次电池装置100的各要素例如收容于蓄电池壳体。蓄电池壳体及二次电池装置100的各要素构成蓄电池封装体。蓄电池封装体能够从电动车辆m取下。蓄电池封装体例如能够安装于电动车辆以外的二次利用产品。
[0065]
二次电池装置100例如经由通信母线300与车辆控制部36连接。通信母线300例如是能够通过can
‑
fd(controller area network with flexible data rate)或can进行通信的通信母线。通信母线300也可以能够通过can
‑
fd或can以外的任意的通信方式进行通信。
[0066]
蓄电池110例如是锂离子电池等二次电池。蓄电池110例如蓄积从马达12及电动车辆m的外部的充电器200导入的电力。蓄电池110进行用于车辆10的行驶的放电。蓄电池110是二次电池的一例。
[0067]
蓄电池ecu120例如通过cpu(central processing unit)等硬件处理器执行程序(软件)来实现。这些构成要素中的一部分或全部也可以通过lsi(large scale integration)、asic(application specific integrated circuit)、fpga(field
‑
programmable gate array)、gpu(graphics processing unit)等硬件(包含电路部：circuitry)来实现，还可以通过软件与硬件的协作来实现。程序可以预先保存于hdd(hard disk drive)、闪存器等存储装置(具有非暂时性存储介质的存储装置)，也可以保存于dvd、cd
‑
rom等能够拆装的存储介质(非暂时性存储介质)，并通过将存储介质装配于驱动装置来安装。
[0068]
在蓄电池ecu120的接受部122连接有切换开关122s。切换开关122s例如向蓄电池壳体的外侧露出设置，以便将二次电池装置100从电动车辆m取下或向二次利用产品安装的作业者能够进行操作。切换开关122s也可以设置在蓄电池壳体内。
[0069]
当切换开关122s被操作时，切换开关122s将切换指示向接受部122输出。切换指示是表示蓄电池110从车载用向其他的用途切换的情况的指示。接受部122接受切换开关122s输出的切换指示。接受部122将接受到的切换指示向控制部126通知。通过切换用途，从而例
如二次电池装置100从车载用成为定置用。
[0070]
切换去处的用途可以是任意的用途。切换去处的用途例如可以是定置型蓄电池中的使用，也可以是电动吸尘器、机器人等其他的电气产品中的使用。“从车载用向其他的用途切换时”中的“车载用”是指使用于搭载的电动车辆m的用途。因此，将二次电池装置100从电动车辆m向其他的电动车辆换载而以其他的电动车辆中的使用为用途的形态(从车载用向其他的电动车辆的车载用切换的形态)包含于从车载用向其他的用途切换的形态。
[0071]
通信控制部124进行can或can
‑
fd中的调停处理、位填充、crc校验等处理。通信控制部124按照来自控制部126的指示来控制无线电收发两用机130，以便将各种信息向通信母线300输出。通信控制部124例如将经由通信母线300及无线电收发两用机130接收而取得的电力调整信息向控制部126输出。
[0072]
控制部126在二次电池装置100搭载于电动车辆m时，执行车载用程序182，基于车辆控制部36输出的电力调整信息，按照车载用控制规则进行蓄电池110的充放电控制。控制部126例如通过控制开关140及电力转换器142来进行蓄电池110的放充电控制。控制部126通过控制开关140的接通/断开，由此能够在蓄电池110与vcu34及充电器200之间进行通电或切断通电来进行蓄电池110的充放电控制。控制部126通过控制电力转换器142，从而调整相对于蓄电池110充放电的电力。
[0073]
在将二次电池装置100从电动车辆m取下之后，例如作业者操作切换开关122s，且接受部122接受切换指示时，控制部126将与蓄电池110的充放电控制相关的控制规则从车载用控制规则向定置用控制规则切换。因此，控制部126将执行的程序从车载用程序182向定置用程序184切换。在将二次电池装置100从电动车辆m取下之后，并安装于二次利用产品、例如定置型蓄电池来利用的情况下，控制部126通过执行定置用程序184来进行蓄电池110的充放电控制。
[0074]
无线电收发两用机130与通信母线300连接。通信母线300构成为通过差动电压来传递信号，无线电收发两用机130包含电压产生器，该电压产生器能够制作出差动电压为0附近的状态(显性)和差动电压为固定电压以上的状态(隐性)。无线电收发两用机130包括检测差动电压的检测部，并将检测出的差动电压向通信控制部124输出。无线电收发两用机130是用于与车辆控制部36进行通信的通信接口的一例。
[0075]
开关140例如设置在蓄电池110与电力端子144之间。开关140根据控制部126的控制而成为接通或断开。通过开关140成为接通，由此将蓄电池110与vcu34及充电器200电连接，从而能够进行蓄电池110的充放电。通过开关140成为断开，由此切断蓄电池110与vcu34及充电器200之间的连接，从而不能进行蓄电池110的充放电。
[0076]
电力转换器142例如设置在开关140与蓄电池110之间。电力转换器142例如是dc
‑
dc变换器。也可以取代电力转换器142而设置可变电阻等。电力转换器142按照控制部126的控制来转换相对于蓄电池110充放电的电力，由此调整蓄电池110的充放电速度。
[0077]
电力端子144的 端子144p及
‑
端子144m例如分别经由线缆与二次电池装置100的外部的电气设备、例如vcu34、充电器200的 端子及
‑
端子连接。蓄电池110通过电力端子144而与外部的电气设备之间对电力进行充放电。
[0078]
电流传感器152设置在蓄电池110与电力转换器142之间，检测在蓄电池110与电力转换器142之间流动的电流。电流传感器152将检测出的电流值向控制部126输出。电压传感
器154检测蓄电池110的两极间的电压。电压传感器154将检测出的电压值向控制部126输出。温度传感器156例如安装于蓄电池110，来检测蓄电池110的温度。温度传感器156将检测出的温度值向控制部126输出。控制部126基于由电流传感器152、电压传感器154及温度传感器156输出的电流值、电压值、温度值、其他的信息，来算出蓄电池110的充电率(state of charge，以下称为“soc”)、充放电速度、充电容量等。
[0079]
存储部180例如通过hdd、闪存器等存储装置来实现。存储部180例如存储车载用程序182、定置用程序184等程序。车载用程序182是为了按照车载用控制规则进行蓄电池110的充放电控制而执行的程序，定置用程序184是为了按照定置用控制规则进行蓄电池110的充放电控制而执行的程序。车载用程序182是第一程序的一例，定置用程序184是第二程序的一例。
[0080]
车载用控制规则是基于经由无线电收发两用机130从车辆控制部36取得的电力调整信息的控制规则。定置用控制规则是不依赖于经由无线电收发两用机130从车辆控制部36等外部控制装置取得的电力调整信息等信息的控制规则。车载用控制规则是第一控制规则的一例，定置用控制规则是第二控制规则的一例。
[0081]
图3是表示车载用控制规则及定置用控制规则的一例的图。车载用控制规则及定置用控制规则都规定蓄电池110的最大充电率、最小soc、充电速度及放电速度。蓄电池ecu120在按照车载用控制规则进行控制时，例如与按照定置用控制规则进行控制时相比，减小最大soc并增大最小soc，从而缩窄能够进行来自蓄电池110的充放电的soc的幅度。蓄电池ecu120在按照车载用控制规则进行控制时，例如与按照定置用控制规则进行控制时相比，加快充放电速度来缩短充放电时间。也可以代替于此，蓄电池ecu120在按照车载用控制规则进行控制时，例如与按照定置用控制规则进行控制时相比，增大最大soc并减小最小soc，从而扩宽能够进行来自蓄电池110的充放电的soc的幅度。
[0082]
接下来，说明在制造二次电池装置100而作为车载用的二次电池装置利用之后，搭载于二次利用产品、例如定置型蓄电池进行二次利用为止的转变。二次电池装置100例如为了搭载于电动车辆m而被制造。图4是表示搭载于电动车辆m的二次电池装置100的一例的图，图5是表示搭载于定置型蓄电池p的二次电池装置100的一例的图。
[0083]
二次电池装置100在搭载于电动车辆m的期间，按照基于电动车辆m中的车辆控制部36输出且通信控制部124取得的电力调整信息的车载用控制规则来进行蓄电池110的充放电控制。因此，例如，蓄电池ecu120的控制部126执行车载用程序182来进行蓄电池110的充放电控制。存储部180除了存储车载用程序182之外，还存储定置用程序184，但是控制部126在二次电池装置100搭载于电动车辆m的期间，不执行定置用程序184。
[0084]
当搭载有二次电池装置100的电动车辆m被使用时，二次电池装置100的蓄电池110的充电容量降低，不久之后二次电池装置100的蓄电池110由于在电动车辆m中被利用而成为充电容量少的状态。在该情况下，二次电池装置100例如被从电动车辆m取下而切换用途，例如被利用于定置型蓄电池。
[0085]
在切换二次电池装置100的用途时，例如作业者操作切换开关122s，在由接受部122接受了切换指示的情况下，控制部126将与蓄电池110的充放电控制相关的控制规则从车载用控制规则向定置用控制规则切换。然后，当二次电池装置100搭载于定置型蓄电池p时，控制部126不执行车载用程序182，而执行定置用程序184来进行蓄电池110的充放电控
制。
[0086]
第一实施方式的二次电池装置100在搭载于电动车辆m时，按照车载用控制规则进行蓄电池110的充放电控制。在由接受部122接受了切换指示的情况下，二次电池装置100将与蓄电池110的充放电控制相关的控制规则从车载用控制规则向定置用控制规则切换。因此，在利用于二次利用产品、例如定置型蓄电池的场景下，能够容易进行充放电的控制。
[0087]
通过存储部180存储的定置用程序184进行的充放电控制中的定置用控制规则是不依赖于从在二次电池装置100的外部设置的外部控制装置取得的信息的控制规则。因此，在搭载有二次电池装置100的二次利用产品中未设置电动车辆m中的车辆控制部那样的外部控制装置的情况下，二次电池装置100也能够进行蓄电池110的充放电控制。
[0088]
[第二实施方式]
[0089]
图6是表示搭载有第二实施方式的二次电池装置100的电动车辆m的结构的一例的图。第二实施方式的二次电池装置100的存储部180存储控制用程序192、车载用参数194、以及定置用参数196。控制部126一边参照车载用参数194或定置用参数196，一边执行控制用程序192，从而按照第一控制规则或第二控制规则进行蓄电池110的充放电控制。第二实施方式的二次电池装置100主要在这些点上与第一实施方式的二次电池装置100不同。车载用参数194是第一参数的一例，定置用参数196是第二参数的一例。
[0090]
控制用程序192为如下程序：通过控制部126参照车载用参数194而使控制部126执行与第一实施方式的车载用程序182同样的处理，通过控制部126参照定置用参数196而使控制部126执行与第一实施方式的定置用程序184同样的处理。控制部126例如在二次电池装置100搭载于电动车辆m时，参照车载用参数194来执行控制用程序192，进行蓄电池110的充放电控制。控制部126例如在接受部122接受切换指示且二次电池装置100搭载于定置型蓄电池之后，参照定置用参数196来执行控制用程序192，进行蓄电池110的充放电控制。
[0091]
第二实施方式的二次电池装置100与第一实施方式同样，在利用于二次利用产品、例如定置型蓄电池的场景下，能够容易进行充放电的控制。第二实施方式的二次电池装置100通过切换参照的参数来切换车载用控制规则与定置用控制规则，且将用于进行蓄电池110的充放电控制的程序共用。因此，能够减少存储于存储部180的数据。
[0092]
在上述的各实施方式的二次电池装置100中，将蓄电池110的充放电控制中的控制规则设为车载用控制规则(第一控制规则)和定置用控制规则(第二控制规则)这两种，但是也可以将控制规则设为三种以上。多个控制规则可以根据设想作为二次利用产品的产品而改变。例如，对于搭载于蓄电池110的劣化激烈的电动车辆m的二次电池装置100而言，与搭载于蓄电池110的劣化缓慢的电动车辆m的二次电池装置100相比，可以将成为设想了要求的充电容量大的二次利用产品的控制规则的程序、参数存储于存储部180。
[0093]
在上述各实施方式中，二次利用产品为定置型蓄电池，不具备电动车辆m中的车辆控制部36那样的外部控制装置，但是二次利用产品也可以具备外部控制装置。在该情况下，在设想具备外部控制装置的产品作为二次电池装置100的二次利用产品的情况下，可以使二次电池装置100的存储部存储用于按照基于从该外部控制装置取得的信息的控制规则进行蓄电池110的充放电控制的程序。
[0094]
在上述各实施方式中，开关140使蓄电池110能够或不能充放电，但也可以为其他的形态。例如，在蓄电池110由多个单体并联连接而构成的情况下，可以对各单体设置开关，
控制部126控制各开关，以便将一部分或全部的单体与vcu34及充电器200连接或切断该连接。在该情况下，除了使蓄电池110能够或不能充放电之外，还能够调整蓄电池110的充放电速度。在多个单体并联连接的蓄电池110中，在存在异常的单体或劣化的单体的情况下，控制部126可以控制开关，以便将异常的单体或劣化的单体从正常的单体切离。
[0095]
以上，使用实施方式说明了用于实施本发明的方式，但本发明丝毫不被这样的实施方式限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及置换。