本發(fā)明的實(shí)施方式涉及電力控制裝置以及電力控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，將二次電池應(yīng)用在與機(jī)車、公共汽車、建筑機(jī)械等的引擎的混合用途和固定式工業(yè)用機(jī)械中的電力波動抑制用途的動作日益活躍。在這些用途中，需要大電流的輸入輸出與可大范圍地使用能量的充電狀態(tài)范圍。在以往的技術(shù)中，為了在不浪費(fèi)能夠用于儲備和行駛的能量容量的情況下使用該能量容量，常用電氣容量來規(guī)定并控制二次電池具有的能量可使用的充電狀態(tài)范圍的上下限。然而，在用電氣容量規(guī)定充電狀態(tài)范圍并且設(shè)定為大范圍的情況下，存在達(dá)到上下限的電氣容量之前，先達(dá)到電池的閉合電路電壓的上下限值而導(dǎo)致機(jī)器停止、能夠使用的能量范圍被大幅限制的情況。這樣，在以往的技術(shù)中，存在無法準(zhǔn)確地進(jìn)行二次電池的電壓限制的情況。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2015-177601號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行二次電池的電壓限制的電力控制裝置以及電力控制系統(tǒng)。

用于解決技術(shù)問題的方案

實(shí)施方式的電力控制裝置具有取得部與確定部。取得部取得與可充放電的二次電池在充電時的電壓和電流相關(guān)的信息。確定部根據(jù)由所述取得部取得的信息，以使所述二次電池的電壓不超過第一規(guī)定電壓的方式確定所述二次電池在充電時的最大電流。

附圖說明

圖1是示出電力控制系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖2是示出電池組件20的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖3是示出電力控制系統(tǒng)1中的控制關(guān)系的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖4是示出電壓/電流分布信息62的一例的圖。

圖5是用于說明根據(jù)個別分布信息62a推定內(nèi)部電阻以及零電流時的電壓的處理的圖。

圖6是用于說明最大電流確定部56的處理的內(nèi)容的圖。

圖7是示出在電力控制裝置50中充電時執(zhí)行的處理的流程的一例的流程圖。

圖8是示出在電力控制裝置50中放電時執(zhí)行的處理的流程的一例的流程圖。

圖9是示出利用電力控制系統(tǒng)1的移動體系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖10是示出利用電力控制系統(tǒng)1的固定式蓄電系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖，對實(shí)施方式的電力控制裝置以及電力控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。

(第一實(shí)施方式)

圖1是示出電力控制系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的一例的圖。電力控制系統(tǒng)1可以包括電池模塊10-1、10-2、……、10-n(n為任意的自然數(shù))、電力控制裝置50、輸入裝置70以及控制對象80，但是不局限于此。下面，在不區(qū)分是哪個電池模塊時，僅表述為電池模塊10。

多個電池模塊10通過電力線pl相對于控制對象80并聯(lián)連接，向控制對象80供給電力。由于各電池模塊10具有相同的結(jié)構(gòu)(也可以存在部分不同)，因此在圖中僅詳細(xì)記載了電池模塊10-1的結(jié)構(gòu)，以代表多個電池模塊。電池模塊10包括串聯(lián)連接的多個電池組件20、電流傳感器30以及bmu(batterymanagementunit：電池管理單元)40。電池模塊10內(nèi)的各構(gòu)成要素用單元內(nèi)通信線cl1連接。在單元內(nèi)通信線cl1中，例如進(jìn)行基于can(controllerareanetwork：控制器局域網(wǎng)絡(luò))的通信。

圖2是示出電池組件20的結(jié)構(gòu)的一例的圖。電池組件20是連接有多個電池單元21的電池組(電池)。另外，電池模塊10以及電池模塊10并聯(lián)連接的產(chǎn)物同樣也是電池組(電池)。在電池組件20中，例如兩個并聯(lián)連接的電池單元21的組串聯(lián)連接。不僅局限于此，電池組件20內(nèi)的電池單元的連接方式可以任意設(shè)定。

電池單元21是鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池、氧化還原液流電池、鎳氫電池等可充放電的二次電池。在為鋰離子電池的情況下，電池單元21也可以使用鈦酸鋰為負(fù)極材料。此外，在圖1以及圖2中，省略了用于為電池單元21充電的結(jié)構(gòu)的圖示。

電池組件20進(jìn)一步包括cmu(cellmonitoringunit：電池監(jiān)測單元)22、多個電壓傳感器23以及多個溫度傳感器24。cmu22具備cpu(centralprocessingunit：中央處理器)等處理器、各種存儲裝置、can控制器、其他通信接口等。

電壓傳感器23例如測定并聯(lián)連接的電池單元21的組的電壓。另外，在電池組件20內(nèi)的任意部位安裝有任意個數(shù)的溫度傳感器24。電壓傳感器23以及溫度傳感器24的檢測結(jié)果被輸出到cmu22。cmu22向bmu40輸出電壓傳感器23以及溫度傳感器24的檢測結(jié)果。

返回圖1，bmu40通過單元內(nèi)通信線cl1連接到多個cmu22，并且通過通信線cl2連接到電力控制裝置50。bmu40具備cpu等處理器、各種存儲裝置、can控制器以及與通信線cl2相對應(yīng)的通信接口等。此外，也可以省略通信線cl2，而在bmu40與電力控制裝置50之間進(jìn)行無線通信。在bmu40中輸入有電流傳感器30的檢測結(jié)果，所述電流傳感器30檢測流過電池模塊10的電池組件20的電流。

電力控制裝置50具備cpu等處理器、各種存儲裝置以及與通信線cl2相對應(yīng)的通信接口等。電力控制裝置50根據(jù)從多個bmu40輸入的信息以及從輸入裝置70輸入的操作信息，控制控制對象80。

圖3是示出電力控制系統(tǒng)1中的控制關(guān)系的結(jié)構(gòu)的一例的圖。從cmu22向bmu40提供每個電池單元21的電壓、電池組件20的電壓以及電池組件20的溫度等信息。cmu22通過對每個電池單元21的電壓進(jìn)行加法運(yùn)算從而算出電池組件20的電壓。也可以取而代之地通過在bmu40一側(cè)對每個電池單元21的電壓進(jìn)行加法運(yùn)算從而算出電池組件20的電壓。

bmu40根據(jù)電流傳感器30(參照圖1)的檢測結(jié)果，算出各電池組件20的soc(stateofcharge：充電率)。此外，也可以根據(jù)電壓傳感器23的檢測結(jié)果等由cmu22算出各電池組件20的soc(或者各電池單元21的soc)。bmu40向電力控制裝置50輸出從cmu22輸入的每個電池單元21的電壓、電池組件20的電壓、電池組件20的溫度等信息以及算出的soc。

電力控制裝置50具備cpu等處理器、各種存儲裝置、與通信線cl2以及與控制對象80的通信相對應(yīng)的通信接口等。電力控制裝置50作為功能結(jié)構(gòu)具備取得部52、推定部54、最大電流確定部56、控制量確定部58以及存儲部60。推定部54、最大電流確定部56以及控制量確定部58中的一部分或者全部通過由cpu等處理器執(zhí)行存儲在存儲部60中的程序而實(shí)現(xiàn)。另外，這些功能部也可以由lsi(largescaleintegration：大規(guī)模集成電路)、asic(applicationspecificintegratedcircuit：專用集成電路)、fpga(field-programmablegatearray：現(xiàn)場可編程門陣列)等硬件實(shí)現(xiàn)。

取得部52包括通信接口，將從bmu40取得的信息存儲到存儲部60中。

推定部54取得與二次電池(電池單元21、電池組件20、或者電池模塊10)在充電時以及放電時的電壓和電流相關(guān)的信息，并根據(jù)取得的信息，推定二次電池的內(nèi)部電阻以及零電流時的電壓。

最大電流確定部56根據(jù)由推定部54推定的結(jié)果與上限電壓vcmax或者與下限電壓vcmin的比較，確定二次電池在充電時或者放電時的最大電流。

控制量確定部58根據(jù)從輸入裝置70輸入的操作信息以及由最大電流確定部56確定的最大電流，確定供給控制對象80的控制量。輸入裝置70也可以包括杠桿開關(guān)、撥盤開關(guān)、各種鍵、觸摸面板等。

控制對象80也可以包括dc-ac轉(zhuǎn)換器，所述dc-ac轉(zhuǎn)換器具有多個晶體管，通過轉(zhuǎn)換控制晶體管將直流轉(zhuǎn)換為交流。在這種情況下，供給控制對象80的控制量是例如轉(zhuǎn)換控制中的占空比。另外，在控制對象80向籠型感應(yīng)電動機(jī)供給電力的情況下，供給控制對象80的控制量也可以包括i軸電流和/或q軸電流等的指令值。進(jìn)一步，控制對象80也可以包括發(fā)電電力并供給到電池模塊10的發(fā)電機(jī)以及將供給到發(fā)電機(jī)的動力的一部分作為熱而廢棄的裝置(限制發(fā)電量的裝置)等。

此外，控制量確定部58的功能也可以是獨(dú)立于電力控制裝置50的控制裝置的功能。在這種情況下，電力控制裝置50向上述獨(dú)立的控制裝置輸出由最大電流確定部56確定的最大電流。另外，也可以從圖1以及圖3所示的結(jié)構(gòu)中省略輸入裝置70，控制量確定部58根據(jù)由最大電流確定部56確定的最大電流以及其他信息，確定供給控制對象80的控制量。

存儲部60通過rom(readonlymemory：只讀存儲器)、ram(randomaccessmemory：隨機(jī)存取存儲器)、hdd(harddiskdrive：硬盤驅(qū)動器)、ssd(solidstatedrive：固態(tài)驅(qū)動器)、其他閃存裝置等各種存儲裝置實(shí)現(xiàn)。在存儲部60中除了電力控制裝置50的處理器執(zhí)行的程序以外，還存儲有通過推定部54收集的電壓/電流分布信息62等。

下面，對推定部54以及最大電流確定部56的處理內(nèi)容進(jìn)行說明。圖4是示出電壓/電流分布信息62的一例的圖。電壓/電流分布信息62是以溫度和/或soc等的每個電池條件進(jìn)行分組的信息。推定部54根據(jù)從bmu40輸入的信息，以每個電池條件對每個電池單元21的電壓與電流的組合進(jìn)行分組，并登記到個別分布信息62a中。此外，該分組處理也可以在bmu40中進(jìn)行。另外，由于由電流傳感器30檢測出的電流是流過電池模塊10的電流，因此bmu40或者電力控制裝置50通過將由電流傳感器30檢測出的電流，除以電池組件20中的電池單元21的并聯(lián)數(shù)(在圖2中為2)，算出每個電池單元21的電流，并登記到個別分布信息62a中。

電壓/電流分布信息62中的soc與溫度的刻度寬度也可以任意設(shè)定，而非固定間隔。如圖所示，電壓/電流分布信息62中的soc與溫度的刻度寬度設(shè)定為，soc為例如5％刻度(公差2.5％)，溫度為例如10％刻度。另外，對于溫度變化對電池單元21的特性造成的影響小的溫度范圍(例如10℃～25℃)，刻度寬度也可以設(shè)定得比其他溫度范圍大。由此，能夠減輕電力控制裝置50中的處理負(fù)載。推定部54進(jìn)行將從bmu40輸入的信息隨時追加到個別分布信息62a中，并廢棄廢舊信息等的處理。

圖5是用于說明根據(jù)個別分布信息62a推定內(nèi)部電阻以及零電流時的電壓的處理的圖。個別分布信息62a是匯集了圖5所示的電壓與電流的組(圖中用pt表示)的信息。圖中，縱軸為電壓(v)，橫軸為電流(a)。在下面的說明中，用正表示充電電流，用負(fù)表示放電電流。此外，將在后面進(jìn)行說明的“最大電流”通過絕對值計算而得。

推定部54相對于每個電池條件的電壓與電流的組合應(yīng)用最小二乘法等的回歸方法(統(tǒng)計方法)，以每個電池單元21導(dǎo)出充電時的電壓/電流直線l1與放電時的電壓/電流直線l2。然后，推定部54根據(jù)充電時的電壓/電流直線l1與放電時的電壓/電流直線l2的一個或者兩個，導(dǎo)出電池單元21的內(nèi)部電阻rc。例如，推定部54將充電時的電壓/電流直線l1的一次系數(shù)作為電池單元21的內(nèi)部電阻rc導(dǎo)出。推定部54既可以分別導(dǎo)出充電時的電池單元21的內(nèi)部電阻rc與放電時的電池單元21的內(nèi)部電阻rc，也可以將它們視為等同而導(dǎo)出一個內(nèi)部電阻rc。

另外，推定部54根據(jù)從bmu40輸入的電池單元21的電壓vc以及電流acell的組以及如上所述推定的內(nèi)部電阻rc，導(dǎo)出零電流時的電池單元21的電壓(充電側(cè))vc_ccv(c)或者零電流時的電池單元21的電壓(放電測)vc_ccv(d)。零電流時的電壓是指維持該時間點(diǎn)的電池單元21的狀態(tài)，并假設(shè)流過電池單元21的電流為零的情況下的電壓。

更加具體而言，在充電時，推定部54通過從由bmu40輸入的電池單元21的電壓vc中減去電流acell與內(nèi)部電阻rc的乘積，從而導(dǎo)出零電流時的電池單元21的電壓(充電側(cè))vc_ccv(c)。在圖5中，示出了相對于一個電池單元21的電壓vc以及電流acell的組pt(1)求得電壓vc_ccv(c)的情況。如圖所示，如果考慮虛擬幾何學(xué)關(guān)系，電壓vc_ccv(c)則是穿過電池單元21的電壓vc以及電流acell的組、且具有與內(nèi)部電阻rc相應(yīng)的傾斜的直線在v軸的截距。

在放電時，推定部54通過在由bmu40輸入的電池單元21的電壓vc上加上電流acell與內(nèi)部電阻rc的乘積，從而導(dǎo)出零電流時的電池單元21的電壓(放電側(cè))vc_ccv(d)。在圖5中，示出了相對于一個電池單元21的電壓vc以及電流acell的組pt(2)求得電壓vc_ccv(d)的情況。如圖所示，如果考慮虛擬幾何學(xué)關(guān)系，電壓vc_ccv(d)則是穿過電池單元21的電壓vc以及電流acell的組、且具有與內(nèi)部電阻rc相應(yīng)的傾斜的直線在v軸的截距。

推定部54也可以從符合當(dāng)前的電池條件的電壓/電流直線l1直接地求出電壓vc_ccv(c)，以取代上述的處理。例如，推定部54也可以將電壓/電流直線l1的v軸截距作為電壓vc_ccv(c)。同理，推定部54也可以從符合當(dāng)前的電池條件的電壓/電流直線l2直接地求出電壓vc_ccv(d)。例如，推定部54也可以將電壓/電流直線l2的v軸截距作為電壓vc_ccv(d)。

圖6是用于說明最大電流確定部56的處理的內(nèi)容的圖。最大電流確定部56以使電池單元21的電壓vc不超過上限電壓vcmax(第一規(guī)定電壓)且不低于下限電壓vcmin(第二規(guī)定電壓)的方式確定最大電流。上限電壓vcmax以及下限電壓vcmin是根據(jù)抑制電池單元21的劣化的觀點(diǎn)而預(yù)先規(guī)定的值。

最大電流確定部56在電池單元21的電壓vc超過第一閾值電壓vcupper并且電池單元21的電壓vc在上升中的情況下(即在充電中的情況下)，以使電池單元21的電壓vc收斂在圖6所示的電壓上升余地的范圍內(nèi)的方式確定電池單元21的最大電流。

另外，最大電流確定部56在電池單元21的電壓vc低于第二閾值電壓vclower并且電池單元21的電壓vc在下降中的情況下(即在放電中的情況下)，以使電池單元21的電壓vc收斂在圖6所示的電壓下降余地的范圍內(nèi)的方式確定電池單元21的最大電流。

在除此之外的情況下，最大電流確定部56不對電池單元21的最大電流進(jìn)行確定。即、電力控制裝置50對最大電流不設(shè)定格外的限制，只進(jìn)行基于其他主要因素的充放電控制。

最大電流確定部56根據(jù)如下所示計算式確定最大電流。首先對計算式中的參數(shù)進(jìn)行說明。

·np_cell是組件并聯(lián)數(shù)、即電池組件20中的電池單元21的并聯(lián)數(shù)。在圖2的例子中，np_cell為2。

·np_mod是系統(tǒng)并聯(lián)數(shù)、即電池組件20的并聯(lián)數(shù)。在圖1的例子中，np_mod為n。

·acellmax是每個電池單元21所容許的最大電流。

·amodmax是每個電池組件20所容許的最大電流。

·amax是在電力控制系統(tǒng)1中容許各電池模塊10充放電的最大電流的總和(系統(tǒng)最大電流)，是通過電力線pl供給到控制對象80的最大電流。

(1)充電時

最大電流確定部56在電池單元21充電時，在電池單元21的電壓vc超過第一閾值電壓vcupper的情況下，根據(jù)計算式(1)～(3)導(dǎo)出系統(tǒng)最大電流amax。

acellmax＝(vcmax－vc_ccv(c))/rc……(1)

amodmax＝np_cell×acellmax……(2)

amax＝np_mod*amodmax……(3)

從計算式(1)可知，最大電流確定部56通過將從電池單元21的上限電壓vcmax減去電壓vc_ccv(c)的值除以內(nèi)部電阻rc，求出電池單元21的最大電流。即、最大電流確定部56通過對修正了內(nèi)部電阻的電壓波動程度的電壓與閾值進(jìn)行比較，求出電池單元21的最大電流。由此，電池控制裝置50能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行二次電池的電壓限制。

在此，對不采用上述的方法，而對假設(shè)通過比較實(shí)際測得的電池單元21的電壓vc與電池單元21的上限電壓vcmax來求出最大電流的情況進(jìn)行探討。在這種情況下，由于實(shí)際測得的電池單元21的電壓vc是流過電池單元21的電流與內(nèi)部電阻的電壓波動程度重疊在一起的電壓，因此首先求出“可相對于當(dāng)前的電流追加的最大電流”，再進(jìn)行在當(dāng)前的電流上加上求得的值的處理。然而，由于測定的電流與時間一起變動，因此如果進(jìn)行在電流上加上電流的處理，存在誤差變大的情況。

與此相對地，在本實(shí)施方式的電力控制裝置50中，由于求出零電流時的電壓vc_ccv(c)，并根據(jù)其求出最大電流，因此能夠更加準(zhǔn)確地導(dǎo)出最大電流，能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行二次電池的電壓限制。

(放電時)

最大電流確定部56在電池單元21放電時，在電池單元21的電壓vc低于第二閾值電壓vclower的情況下，根據(jù)計算式(4)～(6)導(dǎo)出系統(tǒng)最大電流amax。

acellmax＝(vc_ccv(d)－vcmin)/rc……(4)

amodmax＝np_cell×acellmax……(5)

amax＝np_mod*amodmax……(6)

從計算式(4)可知，最大電流確定部56通過將從電壓vc_ccv(d)減去電池單元21的下限電壓vcmin的值除以內(nèi)部電阻rc，求出電池單元21的最大電流。由此，電池控制裝置50能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行二次電池的電壓限制。

下面，對在電力控制裝置50中執(zhí)行的處理的流程進(jìn)行說明。

圖7是示出在電力控制裝置50中充電時執(zhí)行的處理的流程的一例的流程圖。此外，推定部54的處理作為不同于本流程圖的例程而執(zhí)行。

電力控制裝置50的最大電流確定部56以每個電池單元21執(zhí)行步驟s100～s106的處理。首先，最大電流確定部56判斷電池單元21的電壓vc是否超過第一閾值電壓vcupper(步驟s100)。

在電池單元21的電壓vc超過第一閾值電壓vcupper的情況下，最大電流確定部56通過將從電池單元21的上限電壓vcmax減去電壓vc_ccv(c)的值除以內(nèi)部電阻rc，算出每個電池單元21所容許的最大電流acellmax(步驟s102)。另一方面，在電池單元21的電壓vc小于等于第一閾值電壓vcupper的情況下，最大電流確定部56不設(shè)定每個電池單元21所容許的最大電流acellmax(步驟s104)。即、最大電流確定部56對每個電池單元21的電流不設(shè)定限制。

接下來，最大電流確定部56(或者推定部54)更新電壓/電流分布信息62中的、與該時間點(diǎn)的溫度以及soc相對應(yīng)的項目(步驟s106)。

當(dāng)以每個電池單元21執(zhí)行步驟s100～s106的處理時，最大電流確定部56選擇算出的每個電池單元21所容許的最大電流acellmax中最小的值(步驟s108)，并根據(jù)選擇的最大電流acellmax，算出系統(tǒng)最大電流amax(步驟s110；參照計算式(2)、(3))。

然后，控制量確定部58根據(jù)從輸入裝置70輸入的操作信息，將供給控制對象80的控制量、系統(tǒng)最大電流amax設(shè)定為上限值(s112)。例如，控制量確定部58首先根據(jù)從輸入裝置70輸入的操作信息確定供給控制對象80的轉(zhuǎn)換控制的一次占空比，如果一次占空比沒有超過與系統(tǒng)最大電流amax相對應(yīng)的占空比，則將一次占空比作為控制量供給控制對象80，如果一次占空比超過了與系統(tǒng)最大電流amax相對應(yīng)的占空比，則將與系統(tǒng)最大電流amax相對應(yīng)的占空比作為控制量供給控制對象80。由此，本流程圖的處理結(jié)束。

圖8是示出在電力控制裝置50中放電時執(zhí)行的處理的流程的一例的流程圖。此外，推定部54的處理作為不同于本流程圖的例程而執(zhí)行。

電力控制裝置50的最大電流確定部56以每個電池單元21執(zhí)行步驟s200～s206的處理。首先，最大電流確定部56判斷電池單元21的電壓vc是否低于第二閾值電壓vclower(步驟s200)。

在電池單元21的電壓vc低于第二閾值電壓vclower的情況下，最大電流確定部56通過將從電壓vc_ccv(d)減去電池單元21的下限電壓vcmin的值除以內(nèi)部電阻rc，算出每個電池單元21所容許的最大電流acellmax(步驟s202)。另一方面，在電池單元21的電壓vc大于等于第二閾值電壓vclower的情況下，最大電流確定部56不設(shè)定每個電池單元21所容許的最大電流acellmax(步驟s204)。即、最大電流確定部56對每個電池單元21的電流不設(shè)定限制。

接下來，最大電流確定部56(或者推定部54)更新電壓/電流分布信息62中的、與該時間點(diǎn)的溫度以及soc相對應(yīng)的項目(步驟s206)。

當(dāng)以每個電池單元21執(zhí)行步驟s200～s206的處理時，最大電流確定部56選擇算出的每個電池單元21所容許的最大電流acellmax中最小的值(步驟s208)，并根據(jù)選擇的最大電流acellmax，算出系統(tǒng)最大電流amax(步驟s210；參照計算式(5)、(6))。

然后，控制量確定部58根據(jù)從輸入裝置70輸入的操作信息，將供給控制對象80的控制量、系統(tǒng)最大電流amax設(shè)定為上限值(s212)。例如，控制量確定部58首先根據(jù)從輸入裝置70輸入的操作信息確定供給控制對象80的發(fā)電量的一次指令值，如果一次指令值沒有超過與系統(tǒng)最大電流amax相對應(yīng)的發(fā)電量，則將一次指令值作為控制量供給控制對象80，如果一次指令值超過了與系統(tǒng)最大電流amax相對應(yīng)的發(fā)電量，則將與系統(tǒng)最大電流amax相對應(yīng)的發(fā)電量作為控制量供給控制對象80。由此，本流程圖的處理結(jié)束。

根據(jù)上述說明的實(shí)施方式的電力控制裝置50，由于取得與可充放電的電池單元21在充電時的電壓和電流相關(guān)的信息，并根據(jù)取得的信息，以使電池單元21的電壓不超過上限電壓vcmax的方式確定電池單元21在充電時的最大電流acellmax，因此能夠在流通比較大的電流的系統(tǒng)中更加準(zhǔn)確地進(jìn)行電池單元21的電壓限制。

另外，根據(jù)實(shí)施方式的電力控制裝置50，由于取得與可充放電的電池單元21在放電時的電壓和電流相關(guān)的信息，并根據(jù)取得的信息，以使電池單元21的電壓不低于下限電壓vcmin的方式確定電池單元21在放電時的最大電流acellmax，因此能夠在流通比較大的電流的系統(tǒng)中更加準(zhǔn)確地進(jìn)行電池單元21的電壓限制。

另外，根據(jù)實(shí)施方式的電力控制裝置50，由于根據(jù)以每個電池單元21求得的最大電流acellmax中最小的值算出系統(tǒng)最大電流amax，因此能夠進(jìn)行與在每個電池單元21存在個體差異的劣化的進(jìn)行狀態(tài)相應(yīng)的安全側(cè)控制。

另外，根據(jù)實(shí)施方式的電力控制裝置50，通過統(tǒng)計方法導(dǎo)出電池單元21的內(nèi)部電阻rc，并根據(jù)其求出零電流時的電壓，從而能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行電池單元21的電壓限制。

在上述實(shí)施方式中，電力控制裝置50執(zhí)行以下兩個確定：即以在充電時電池單元21的電壓不超過上限電壓vcmax的方式確定電池單元21的最大電流acellmax，和以在放電時的電池單元21的電壓不低于下限電壓vcmin的方式確定電池單元21的最大電流acellmax，但是也可以僅執(zhí)行其中一個。

另外，圖1以及圖2所示的電池的連接結(jié)構(gòu)只是一例，例如電力控制系統(tǒng)1也可以只具備一個電池模塊10。另外，電力控制裝置50也可以合并在bmu40中。

(應(yīng)用例)

下面，對電力控制系統(tǒng)1的應(yīng)用例進(jìn)行說明。圖9是示出利用電力控制系統(tǒng)1的移動體系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的一例的圖。移動體系統(tǒng)100例如是驅(qū)動混合動力鐵路車輛(以下稱為車輛)的系統(tǒng)。移動體100包括電力控制系統(tǒng)1，進(jìn)一步具備引擎110、發(fā)電機(jī)120、ac-dc轉(zhuǎn)換器130以及車輪140。此外，在圖9以及將在后面進(jìn)行說明的圖10中，代表多個電池模塊表示為電池模塊10。

引擎110通過燃燒汽油等燃料輸出動力。發(fā)電機(jī)120使用由引擎110輸出的動力發(fā)電。ac-dc轉(zhuǎn)換器130將由發(fā)電機(jī)120輸出的兩相或者三相的交流轉(zhuǎn)換為直流并輸出。

從電池模塊10延伸出的電力線pl通過直流連接電路與ac-dc轉(zhuǎn)換器130的輸出側(cè)電力線合并，并連接到電力轉(zhuǎn)換裝置81。在圖9的例子中，作為電力控制裝置50的控制對象80，示出了電力轉(zhuǎn)換裝置81、電機(jī)82以及機(jī)械制動器83。

電力轉(zhuǎn)換裝置81將輸入的直流轉(zhuǎn)換為交流并輸出到電機(jī)82，或者將電機(jī)82再生的電力轉(zhuǎn)換為直流提供給電池模塊10。電機(jī)82通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動車輪140從而驅(qū)動車輛行駛，或者在車輛減速時進(jìn)行再生發(fā)電。機(jī)械制動器83是通過機(jī)械性作用使車輛減速的裝置。

另外，移動體系統(tǒng)100作為輸入裝置70具備可輸入換級指示和制動指示的主控制器。

電力控制裝置50在電池模塊10放電時，根據(jù)從主控制器70輸入的操作信息、即換級指示，算出應(yīng)該向車輪140輸出的動力，并通過從中減去可向引擎110輸出的動力，算出電池模塊10放電的電力。然后，電力控制裝置50根據(jù)電池模塊10放電的電力算出從電池模塊10流出的電流，并判斷算出的電流是否超過上述說明的系統(tǒng)最大電流amax。電力控制裝置50在算出的電流超過系統(tǒng)最大電流amax的情況下，限制供給電力轉(zhuǎn)換裝置81的占空比，或者向未圖示的引擎控制裝置輸出增加引擎110的輸出動力的指示。

電力控制裝置50在電池模塊10充電時，根據(jù)從主控制器70輸入的操作信息、即制動指示，算出作用于車輪140并可再生的動力，并根據(jù)可再生的動力，算出可向電池模塊10充電的電力。然后，控制裝置50根據(jù)可向電池模塊10充電的電力算出流入電池模塊10的電流，并判斷算出的電流是否超過上述說明的系統(tǒng)最大電流amax。電力控制裝置50在算出的電流超過系統(tǒng)最大電流amax的情況下，進(jìn)行使機(jī)械制動器83運(yùn)作從而限制電機(jī)82發(fā)電的電力等的控制。

作為電力控制系統(tǒng)1的應(yīng)用例，雖然示例出了混合動力鐵路車輛，但是不局限于此，電力控制系統(tǒng)1也能夠應(yīng)用于連接在太陽能電池板(pv)或燃料電池(fc)等的發(fā)電機(jī)、系統(tǒng)電力上的固定式蓄電系統(tǒng)。圖10是示出利用電力控制系統(tǒng)1的固定式蓄電系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

發(fā)電機(jī)210是太陽能電池板(pv)或燃料電池(fc)等。轉(zhuǎn)換器220在發(fā)電機(jī)210發(fā)電交流電的情況下為ac-dc轉(zhuǎn)換器，在發(fā)電機(jī)210發(fā)電直流電的情況下為dc-dc轉(zhuǎn)換器?？刂茖ο?0例如是pcs(powerconditioningsystem：功率調(diào)節(jié)系統(tǒng))。pcs通過變壓器t連接到系統(tǒng)電力sp以及負(fù)載l。由此，發(fā)電機(jī)210發(fā)電的電力一邊存儲在電池模塊10中，一邊供給到系統(tǒng)電力sp一側(cè)。

在這種情況下，電力控制裝置50以使從電池模塊10流出的電流不超過系統(tǒng)最大電流amax的方式控制控制對象80。例如，電力控制裝置50進(jìn)行控制，以使供給pcs的占空比不超過與系統(tǒng)最大電流amax相對應(yīng)的占空比。另外，這種情況下的控制對象也可以包括發(fā)電機(jī)210與轉(zhuǎn)換器220，電力控制裝置50也可以以使流入電池模塊10的電流不超過系統(tǒng)最大電流amax的方式控制發(fā)電機(jī)210以及轉(zhuǎn)換器220。

根據(jù)上述說明的至少一個實(shí)施方式，由于取得與可充放電的電池單元21在充電時的電壓和電流相關(guān)的信息，并根據(jù)取得的信息，以電池單元21的電壓不超過上限電壓vcmax的方式確定電池單元21在充電時的最大電流acellmax，因此能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行電池單元21的電壓限制。

另外，根據(jù)至少一個實(shí)施方式，由于取得與可充放電的電池單元21在放電時的電壓和電流相關(guān)的信息，并根據(jù)取得的信息，以電池單元21的電壓不低于下限電壓vcmin的方式確定電池單元21在放電時的最大電流acellmax，因此能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行電池單元21的電壓限制。

雖然對本發(fā)明的幾個實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是這些實(shí)施方式是作為例子提出的，并非旨在限定發(fā)明的保護(hù)范圍。這些實(shí)施方式能夠以其他各種方式實(shí)施，在不偏離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式或其變形包含在發(fā)明的保護(hù)范圍或宗旨中，并且，包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明和其等同的保護(hù)范圍內(nèi)。