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JP4305410B2 - Current control device and current control method - Google Patents

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JP4305410B2
JP4305410B2 JP2005134438A JP2005134438A JP4305410B2 JP 4305410 B2 JP4305410 B2 JP 4305410B2 JP 2005134438 A JP2005134438 A JP 2005134438A JP 2005134438 A JP2005134438 A JP 2005134438A JP 4305410 B2 JP4305410 B2 JP 4305410B2
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Description

本発明は、電池からモータ等の負荷に放電される電流を制御するための電流制御装置及び電流制御方法に関する。   The present invention relates to a current control device and a current control method for controlling a current discharged from a battery to a load such as a motor.

リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質を正極活物質及び負極活物質とし、リチウムイオン導電性の非水電解質を用いた高エネルギー密度を有する非水電解質二次電池では、電池の容量が十分に残っている場合であっても、大電流放電が発生すると電池の電圧が急激に低下する場合があることが従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。   A non-aqueous electrolyte secondary battery having a high energy density using a lithium ion conductive non-aqueous electrolyte with a material capable of occluding and releasing lithium ions as a positive electrode active material and a negative electrode active material has sufficient battery capacity remaining. Even in the case where a large current discharge occurs, it is conventionally known that the voltage of the battery may suddenly decrease (see, for example, Patent Document 1).

このように大電流放電に伴って急激な電圧低下が発生すると、電池から供給される電圧が、例えばモータ等の負荷の作動可能電圧以下に低下して、負荷の作動が停止する可能性もある。
特開平9−97625号公報
When a sudden voltage drop occurs with large current discharge in this way, the voltage supplied from the battery may drop below the operable voltage of the load such as a motor, and the load operation may stop. .
JP-A-9-97625

本発明は、電池の急激な電圧低下を防止することが可能な電流制御装置及び電流制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、電池から放電される電流を制御する電流制御装置であって、前記電池から放電される電流を検出可能な電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流値に基づいて、前記電池から放電される電流を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された電流値を二乗し、さらにその値を時系列に従って積算して電流二乗積算値を算出し、当該電流二乗積算値に基づいて、前記電池から放電される電流を制限する制御を行う電流制御装置が提供される。
An object of this invention is to provide the current control apparatus and current control method which can prevent the rapid voltage drop of a battery.
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a current control device for controlling a current discharged from a battery, the current detecting means capable of detecting the current discharged from the battery, and the current detecting means. Control means for controlling the current discharged from the battery based on the current value detected by the control circuit, the control means squares the current value detected by the current detection means, and further calculates the value. There is provided a current control device that performs a control to limit a current discharged from the battery based on the current square integrated value by calculating the current square integrated value by integrating according to a time series.

また、上記目的を達成するために、本発明によれば、電池から放電される電流を制御する電流制御方法であって、前記電池から放電される電流を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された電流値を二乗して電流二乗値を演算する二乗値演算ステップと、前記検出ステップ及び前記二乗値演算ステップを繰り返し、各二乗値演算ステップで演算された前記各電流二乗値を時系列に従って積算して電流二乗積算値を算出する積算値算出ステップと、前記積算値算出ステップで算出された前記電流二乗積算値に基づいて、前記電池から放電される電流を制限する制御を行う制限ステップと、を備えた電流制御方法が提供される。   In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a current control method for controlling a current discharged from a battery, the detection step for detecting the current discharged from the battery, and the detection step. A square value calculation step for calculating a current square value by squaring the detected current value, and the detection step and the square value calculation step are repeated, and each current square value calculated in each square value calculation step is time-series. An integrated value calculating step for calculating a current square integrated value by integrating according to the above, and a limiting step for performing control for limiting the current discharged from the battery based on the current square integrated value calculated in the integrated value calculating step A current control method is provided.

本発明では、電圧低下発生に備えて、電池から放電される電流を検出し、その検出値を二乗し、当該電流二乗値を時系列に従って積算して電流二乗積算値を算出し、この電流二乗積算値に基づいて、電池からモータ等の負荷に放電される電流を制限するように制御を行う。電圧低下発生と電流二乗積算値とが相関関係を持つことが、本発明者らの鋭意研究の結果明らかになった。従って、電流二乗積算値に基づいて、電池から放電される電流の制限を判断することにより、電圧が急激に低下する前に放電電流値を制限することが可能となるので、大電流放電時の急激な電圧低下を防止することが出来る。   In the present invention, in preparation for the occurrence of a voltage drop, the current discharged from the battery is detected, the detected value is squared, the current square value is integrated according to the time series, and the current square integrated value is calculated. Based on the integrated value, control is performed so as to limit the current discharged from the battery to a load such as a motor. As a result of intensive studies by the present inventors, it has been clarified that the occurrence of voltage drop and the current square integrated value have a correlation. Therefore, by determining the limit of the current discharged from the battery based on the current square integrated value, it becomes possible to limit the discharge current value before the voltage suddenly drops. A sudden voltage drop can be prevented.

上記発明においては特に限定されないが、前記電流制御装置において、前記制御手段は、前記算出した電流二乗積算値に基づいて、前記電池が予め定められた所定時間連続して出力可能な出力可能電流値を算出し、当該出力可能電流値に基づいて、前記電池から放電される電流を制限する制御を行うことが好ましい。   Although not particularly limited in the above invention, in the current control device, the control means is an outputable current value that the battery can output continuously for a predetermined time based on the calculated current square integrated value. It is preferable to perform control for limiting the current discharged from the battery based on the output possible current value.

また、上記発明においては特に限定されないが、前記電流制御方法において、前記積算値算出ステップにて算出した前記電流二乗積算値に基づいて、前記電池が予め定められた所定時間連続して出力可能な出力可能電流値を算出する電流値算出ステップをさらに備え、前記制限ステップにおいて、前記電流値算出ステップにて算出した前記出力可能電流値に基づいて、前記電池から放電される電流を制限する制御を行うことが好ましい。   Although not particularly limited in the above invention, in the current control method, the battery can output continuously for a predetermined time based on the current square integrated value calculated in the integrated value calculating step. A current value calculating step for calculating a current value that can be output; and in the limiting step, a control for limiting a current discharged from the battery based on the current value that can be output calculated in the current value calculating step. Preferably it is done.

本発明では、電池の出力制限に当たり、電流二乗積算値に基づいて出力可能電流値を算出し、当該出力可能電流値に基づいてバッテリの出力制限を行う。これにより、急激な電圧低下を防止するために電池の出力制限を行いつつ、その時点で利用可能な範囲内において出力を許容して、電池を有効活用することが出来る。   In the present invention, when the output of the battery is limited, an outputable current value is calculated based on the integrated current square value, and the output of the battery is limited based on the outputable current value. Thereby, while limiting the output of the battery in order to prevent a rapid voltage drop, the battery can be used effectively by allowing the output within the range that can be used at that time.

上記発明においては特に限定されないが、前記電流制御装置において、前記制御手段は、前記算出された電流二乗積算値から所定積算値を減算した減算値を算出し、当該減算値に基づいて前記出力可能電流値を再算出し、当該出力可能電流値に基づいて、前記電池から放電される電流の制限を変更する制御を行うことが好ましい。   Although not particularly limited in the above invention, in the current control device, the control means can calculate a subtraction value obtained by subtracting a predetermined integrated value from the calculated current square integrated value, and the output is possible based on the subtracted value. It is preferable to perform control for recalculating the current value and changing the limit of the current discharged from the battery based on the outputtable current value.

また、上記発明においては特に限定されないが、前記電流制御方法において、前記積算値算出ステップにて算出された前記電流二乗積算値から所定積算値を減算した減算値を算出し、当該減算値に基づいて前記出力可能電流値を再算出し、当該出力可能電流値に基づいて、前記電池から放電される電流の制限を変更する制御を行う変更ステップをさらに備えていることが好ましい。   Further, although not particularly limited in the above invention, in the current control method, a subtraction value obtained by subtracting a predetermined integration value from the current square integration value calculated in the integration value calculation step is calculated, and based on the subtraction value. It is preferable that the method further includes a changing step of recalculating the outputtable current value and performing control to change the limit of the current discharged from the battery based on the outputtable current value.

本発明では、電池の出力制限の解除に当たり、電流二乗積算値から所定積算値を減算した減算値に基づいて出力可能電流値を再算出し、当該出力可能電流値に基づいて、電池の出力制限を変更する。これにより、電池の出力制限が徐々に解除されるので、出力制限解除時に出力が極端に変化するのを防止することが出来る。   In the present invention, in releasing the battery output restriction, the output possible current value is recalculated based on a subtracted value obtained by subtracting the predetermined integrated value from the current square integrated value, and the battery output restriction is determined based on the output possible current value. To change. Thereby, since the output restriction of the battery is gradually released, it is possible to prevent the output from changing extremely when the output restriction is released.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は本発明の実施形態に係る電流制御装置を用いた電気自動車の駆動システムを示すシステム構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an electric vehicle drive system using a current control device according to an embodiment of the present invention.

本発明の実施形態に係る電流制御装置を用いた電気自動車1について説明する。図1に示すように、電気自動車1は、リチウム系二次電池等を素電池としたバッテリ3と、このバッテリ3から出力された直流を交流に変換するインバータ5と、このインバータ5から供給された交流により回転駆動するモータ7と、アクセルペダル11及び変速ギア13からの指令信号に基づいてインバータ5を介してモータ7の駆動制御を行うモータ制御部9と、電流検出器15、温度検出器17及び電圧検出器19による検出結果に基づいてバッテリ3の制御を行うバッテリ制御部21と、を備えている。なお、本実施形態におけるバッテリ3が本発明における電池に相当し、本実施形態における電流検出器15、温度検出器17、電圧検出器19及びバッテリ制御部21が、本発明における電流制御装置に相当する。   An electric vehicle 1 using a current control device according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, an electric vehicle 1 is supplied from a battery 3 using a lithium secondary battery or the like as a unit cell, an inverter 5 that converts direct current output from the battery 3 into alternating current, and the inverter 5. A motor 7 that is rotationally driven by alternating current, a motor control unit 9 that performs drive control of the motor 7 via the inverter 5 based on command signals from the accelerator pedal 11 and the transmission gear 13, a current detector 15, and a temperature detector. 17 and a battery control unit 21 that controls the battery 3 based on the detection results of the voltage detector 19. The battery 3 in the present embodiment corresponds to the battery in the present invention, and the current detector 15, the temperature detector 17, the voltage detector 19, and the battery control unit 21 in the present embodiment correspond to the current control device in the present invention. To do.

バッテリ3は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質を正極活物質及び負極活物質とし、リチウムイオン導電性の非水電解質を用いたリチウムイオン二次電池を複数個接続した組電池である。   The battery 3 is an assembled battery in which a plurality of lithium ion secondary batteries using a lithium ion conductive non-aqueous electrolyte are connected using a substance capable of inserting and extracting lithium ions as a positive electrode active material and a negative electrode active material.

このリチウムイオン二次電池に用いられる正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、マンガン酸リチウム(LiMnO)又はコバルト酸リチウム(LiCoO)等のリチウム複合酸化物やカルコゲン(S、Se、Te)化物等を挙げることが出来る。 Examples of the positive electrode active material used in the lithium ion secondary battery include lithium composite oxides such as lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMnO 2 ), and lithium cobaltate (LiCoO 2 ), and chalcogen (S , Se, Te) and the like.

負極活物質としては、例えば、非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、又は、黒鉛等を挙げることが出来る。   Examples of the negative electrode active material include amorphous carbon, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, and graphite.

非水電解質としては、有機液体溶媒にリチウム塩を溶質とした液体電解質を挙げることが出来る。この非水電解質の有機液体溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート(PC)やエチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)等のエステル系溶媒や、エステル系溶媒にγ−ブチラクトン(γ−BL)、ジエトシキエタン(DEE)等のエーテル系溶媒その他の混合、調合した有機液体溶媒を挙げることが出来る。また、この非水電解質のリチウム塩としては、過塩素酸リチウム(LiClO)やホウフッ化リチウム(LiBF)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)等を挙げることが出来る。 Examples of the non-aqueous electrolyte include a liquid electrolyte in which a lithium salt is a solute in an organic liquid solvent. Examples of the non-aqueous electrolyte organic liquid solvent include ester solvents such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate (MEC); Examples thereof include ether solvents such as butylactone (γ-BL) and diethyloxyethane (DEE), and other mixed and formulated organic liquid solvents. Examples of the lithium salt of the non-aqueous electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), and lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ).

インバータ5は、特に図示しないが内部に複数のスイッチング素子を有している。そして、このインバータ5は、モータ制御部9から送出されたPWM信号に応じてこのスイッチング素子をそれぞれオン/オフ制御することにより、バッテリ3から供給される直流電流を三相交流電流に変換することが可能となっており、スイッチング素子のオン/オフ制御によりモータ7の出力トルク等を制御することが可能となっている。   The inverter 5 has a plurality of switching elements inside, although not particularly shown. Then, the inverter 5 converts the direct current supplied from the battery 3 into a three-phase alternating current by performing on / off control of each switching element in accordance with the PWM signal sent from the motor control unit 9. The output torque of the motor 7 can be controlled by on / off control of the switching element.

モータ7は、インバータ5から供給された交流により回転駆動可能な例えば三相交流モータであり、変速機やドライブシャフト等を介して車輪(何れも不図示)に回転駆動力を伝達して電気自動車1を走行させることが可能となっている。   The motor 7 is, for example, a three-phase AC motor that can be rotationally driven by the alternating current supplied from the inverter 5, and transmits the rotational driving force to wheels (not shown) via a transmission, a drive shaft, etc. 1 can be run.

モータ制御部9は、運転者が操作するアクセルペダル11や変速レバー13が接続されており、アクセルペダル11のアクセル開度や変速レバー13のシフトポジションに対応するトルク指令値に応じてPWM信号を生成してインバータ5へ送出することにより、インバータ5のPWM(Pulse Width Modulation)制御を行うことが可能となっている。また、このモータ制御部9は、バッテリ制御部21により設定される0〜100%の範囲で変化可能な出力制限値PLに応じて、バッテリ3の出力を制限するリミッタ制御を行うことが可能となっている。   The motor control unit 9 is connected to an accelerator pedal 11 and a shift lever 13 operated by a driver, and outputs a PWM signal according to a torque command value corresponding to an accelerator opening degree of the accelerator pedal 11 and a shift position of the shift lever 13. By generating and sending it to the inverter 5, PWM (Pulse Width Modulation) control of the inverter 5 can be performed. In addition, the motor control unit 9 can perform limiter control to limit the output of the battery 3 in accordance with the output limit value PL that can be changed in the range of 0 to 100% set by the battery control unit 21. It has become.

電流検出器15は、バッテリ3からインバータ5に供給される直流電流Iを検出可能に設けられており、当該検出した電流値Iをバッテリ制御部21に送出可能なように接続されている。   The current detector 15 is provided so as to be able to detect the direct current I supplied from the battery 3 to the inverter 5, and is connected so that the detected current value I can be sent to the battery control unit 21.

温度検出器17は、電力供給時に発熱したバッテリ3の温度Tを検出可能に設けられた温度センサであり、当該検出した温度値Tをバッテリ制御部21に送出可能なように接続されている。   The temperature detector 17 is a temperature sensor provided so as to be able to detect the temperature T of the battery 3 that has generated heat during power supply, and is connected so that the detected temperature value T can be sent to the battery control unit 21.

電圧検出器19は、バッテリ3からインバータ5に供給される直流電圧Vを検出可能に設けられており、当該検出した電圧値Vをバッテリ制御部21に送出可能なように接続されている。   The voltage detector 19 is provided so as to be able to detect the DC voltage V supplied from the battery 3 to the inverter 5, and is connected so that the detected voltage value V can be sent to the battery control unit 21.

バッテリ制御部21は、CPU、ROM、RAM(メモリ部)及びタイマ等を有しており、電流検出器15により検出された電流値I、温度検出器17により検出された温度T、及び、電圧検出器19により検出された電圧値Vに基づいて、バッテリ3の出力を制限するための出力制限値PLを演算して、当該出力制限値PLをモータ制御部9に所定時間毎に送出することが可能となっている。   The battery control unit 21 includes a CPU, a ROM, a RAM (memory unit), a timer, and the like. The current value I detected by the current detector 15, the temperature T detected by the temperature detector 17, and the voltage Based on the voltage value V detected by the detector 19, an output limit value PL for limiting the output of the battery 3 is calculated, and the output limit value PL is sent to the motor control unit 9 at predetermined time intervals. Is possible.

以下に、本実施形態に係る電流制御方法について説明する。   The current control method according to this embodiment will be described below.

図2は本発明の第1実施形態に係る電流制御方法を示すフローチャート、図3はバッテリ温度と閾値との関係を示すグラフ、図4はSOCと閾値との関係を示すグラフ、図5は時間と出力制限値との関係を示すグラフである。   FIG. 2 is a flowchart showing the current control method according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the battery temperature and the threshold, FIG. 4 is a graph showing the relationship between the SOC and the threshold, and FIG. It is a graph which shows the relationship between output limit value.

先ず、図2のステップS10において、バッテリ3からインバータ5に放電が開始され、電流検出器15により電流が検出されたら(I>0)、バッテリ制御部21は、電流検出器15により検出された電流値Iの二乗を演算し、さらにその値を時系列に従って積算して電流二乗積算値Sの算出を開始する。例えば、バッテリ制御部21により算出される電流二乗積算値Sは下記(1)式で表すことが出来る。なお、この電流二乗積算値Sは、例えば、数十秒程度の所定時間内に積算された電流二乗積算値であり、その所定時間の長さは、電池に応じて実験的に求められる。

Figure 0004305410
First, in step S10 of FIG. 2, when the battery 3 starts discharging to the inverter 5 and current is detected by the current detector 15 (I> 0), the battery control unit 21 is detected by the current detector 15. The square of the current value I is calculated, and the value is integrated according to a time series, and the calculation of the current square integrated value S is started. For example, the current square integrated value S calculated by the battery control unit 21 can be expressed by the following equation (1). The current square integrated value S is, for example, a current square integrated value integrated within a predetermined time of about several tens of seconds, and the length of the predetermined time is obtained experimentally according to the battery.
Figure 0004305410

但し、上記(1)式において、nは、電流検出器15による電流値のサンプリング回数を示す自然数であり、Inは、電流検出器15により時系列に従ってサンプリングn回目に検出された電流値である。 However, in the above equation (1), n is a natural number indicating the number of times of sampling of the current value by the current detector 15, and In is a current value detected by the current detector 15 at the nth sampling in time series. .

次いで、温度検出器17によりバッテリ3の温度Tを検出し(ステップS20)、ステップS30において、当該検出された温度Tに従って、図3に示すようなバッテリ温度Tと閾値Uとの関係を参照して、ステップS20で検出された温度Tに対応した閾値Uを決定する。この図3に示す閾値Uは、出力制限を開始すべき電流値の二乗積算値を示しており、電圧低下が発生する迄に流れた電流を温度毎に予め実験的に求め、その電流値に基づいて、後述する出力制限が電圧低下発生前になされるように設定されている。   Next, the temperature T of the battery 3 is detected by the temperature detector 17 (step S20). In step S30, the relationship between the battery temperature T and the threshold value U as shown in FIG. Thus, the threshold value U corresponding to the temperature T detected in step S20 is determined. The threshold value U shown in FIG. 3 indicates the square integrated value of the current value at which the output restriction should be started. The current that flows until the voltage drop occurs is experimentally obtained in advance for each temperature, and the current value is Based on this, the output limit described later is set to be performed before the voltage drop occurs.

なお、出力制限を開始すべき電流値の二乗積算値は、バッテリ温度Tの他に、バッテリ3のSOC(State Of Charge:充電状態)により変化する場合があったり、バッテリ3の劣化度合に応じて変化する場合があるので、閾値Uを決定するためのパラメータとして、温度Tの代わりにSOCを用いたり、温度TやSOCに加えて電池の劣化度合を考慮しても良い。   Note that the square value of the current value at which output restriction should be started may change depending on the SOC (State Of Charge) of the battery 3 in addition to the battery temperature T, or depending on the degree of deterioration of the battery 3. Therefore, as a parameter for determining the threshold value U, SOC may be used instead of the temperature T, or the degree of deterioration of the battery may be considered in addition to the temperature T or SOC.

閾値Uを決定するパラメータとしてSOCを用いる場合には、ステップS30において、電圧検出器19による検出結果等に基づいてバッテリ制御部21が把握したSOCに従って、図4に示すようなSOCと閾値Uとの関係を参照して、当該把握されたSOCに対応した閾値Uを決定する。この図4に示す閾値Uは、電圧低下が発生する迄に流れた電流をSOC毎に予め実験的に求め、その電流値に基づいて、後述する出力制限が電圧低下発生前になされるように設定されている。なお、閾値Uを決定するパラメータとして、バッテリ3の温度TやSOCを単独で用いるだけでなく、バッテリ3の温度T及びSOCの両方を複合的に用いても良い。   When using the SOC as a parameter for determining the threshold value U, in step S30, according to the SOC grasped by the battery control unit 21 based on the detection result by the voltage detector 19 and the like, the SOC and the threshold value U as shown in FIG. Referring to the relationship, the threshold value U corresponding to the grasped SOC is determined. The threshold value U shown in FIG. 4 is obtained so that the current flowing until the voltage drop occurs is experimentally obtained in advance for each SOC, and based on the current value, the output limitation described later is performed before the voltage drop occurs. Is set. As a parameter for determining the threshold value U, not only the temperature T and SOC of the battery 3 are used alone, but both the temperature T and SOC of the battery 3 may be used in combination.

閾値Uを決定するパラメータとして、温度TやSOCに加えて電池の劣化度合を考慮する場合には、例えば、ステップS30において、バッテリ制御部21が把握しているバッテリの劣化度合に応じて設定された劣化係数を、上記の要領でバッテリ温度TやSOCに応じて決定された閾値Uに乗じる。例えば、バッテリ3の容量がX%に減少した場合には、(X/100)を劣化係数として用いることが出来る。 When considering the degree of deterioration of the battery in addition to the temperature T and SOC as a parameter for determining the threshold value U, for example, in step S30, the parameter is set according to the degree of deterioration of the battery ascertained by the battery control unit 21. The deterioration coefficient is multiplied by the threshold value U determined according to the battery temperature T and SOC in the above manner. For example, when the capacity of the battery 3 is reduced to X%, (X / 100) 2 can be used as the deterioration coefficient.

次いで、ステップS40において、これまでに積算された電流二乗積算値Sと、ステップS30で決定された閾値Uとを比較する。   Next, in step S40, the current square integrated value S integrated so far is compared with the threshold value U determined in step S30.

このステップS40の比較において、電流二乗積算値Sが閾値Uより大きい場合(ステップS40にてYES、S>U)には、ステップS50において、バッテリ制御部21は、図5に示すような時間の経過に従って徐々に減少するような出力制限値PLをモータ制御部9に送出する。モータ制御部9は、この出力制限値PLを、バッテリ3からインバータ5に放電される電流値に乗じることにより、インバータ5に対してバッテリ3の出力を制限するリミッタ制御を行う。なお、図5は、出力制限値PLが直線的に減少する例を示しているが、本発明においては特にこれに限定されず、例えば出力制限値PLが曲線的に減少しても良い。   In the comparison of step S40, when current square integrated value S is larger than threshold value U (YES in step S40, S> U), in step S50, battery control unit 21 has a time as shown in FIG. An output limit value PL that gradually decreases as time passes is sent to the motor control unit 9. The motor control unit 9 performs limiter control for limiting the output of the battery 3 to the inverter 5 by multiplying the output limit value PL by the current value discharged from the battery 3 to the inverter 5. FIG. 5 shows an example in which the output limit value PL decreases linearly. However, the present invention is not particularly limited to this, and for example, the output limit value PL may decrease in a curve.

ステップS40の比較において、電流二乗積算値Sが閾値U以下である場合(ステップS40にてNO、S≦U)には出力制限を行わずにステップS60へ進む。   In the comparison of step S40, when the current square integrated value S is equal to or less than the threshold value U (NO in step S40, S ≦ U), the process proceeds to step S60 without performing output limitation.

次いで、ステップS60において、バッテリ3からインバータ5への放電が終了し、電流検出器15により電流が検出されなくなった時点で電流二乗積算値Sの算出を終了する(ステップS60にてYES、I≦0)。これに対し、ステップS60において、電流検出器15によりなおも電流が検出されている場合には(ステップS60にてNO、I>0)、図2のステップS10に戻り、電流二乗積算値Sの算出を継続する。   Next, in step S60, when the discharge from the battery 3 to the inverter 5 is finished and no current is detected by the current detector 15, the calculation of the current square integrated value S is finished (YES in step S60, I ≦ 0). On the other hand, if the current is still detected by the current detector 15 in step S60 (NO in step S60, I> 0), the process returns to step S10 in FIG. Continue calculation.

[第2実施形態]
以下に、本発明の第2実施形態に係る電流制御方法について説明する。図6は本発明の第2実施形態に係る電流制御方法のフローチャートを示す。
[Second Embodiment]
The current control method according to the second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 6 shows a flowchart of a current control method according to the second embodiment of the present invention.

本発明の第2実施形態に係る電流制御方法では、第1実施形態に係る電流制御方法と異なり、図6のステップS5において、電流検出器15により検出される電流値Iを所定電流値と比較する。このステップS5で用いられる所定電流値は、例えば、通常流れる電流値に対して相対的に大きな大電流値(大電流放電による電圧低下が発生する可能性のある電流値)であり、これにより、後述するステップS10’での電流二乗積算値の算出において、通常電流を積算するのを防止することが出来、精度良く電流制御を行うことが出来る。   Unlike the current control method according to the first embodiment, the current control method according to the second embodiment of the present invention compares the current value I detected by the current detector 15 with a predetermined current value in step S5 of FIG. To do. The predetermined current value used in step S5 is, for example, a large current value that is relatively large with respect to a normal flowing current value (a current value that may cause a voltage drop due to a large current discharge). In the calculation of the current square integrated value in step S10 ′, which will be described later, it is possible to prevent normal current from being integrated, and to perform current control with high accuracy.

このステップS5の比較において、電流値Iが所定値以下である場合(ステップS5にてNO、電流値I≦所定電流値)には、電流二乗積算値Sの算出を開始せず、電流値Iの所定電流値との比較を繰り返す。   When the current value I is equal to or smaller than the predetermined value in the comparison in step S5 (NO in step S5, current value I ≦ predetermined current value), the calculation of the current square integrated value S is not started, and the current value I The comparison with the predetermined current value is repeated.

これに対し、ステップS5の比較において、電流値Iが所定電流値より大きい場合(ステップS5にてYES、電流値I>所定電流値)となったら、ステップS10’にて電流二乗積算値Sの算出を開始する。以降、第1実施形態と同様に、ステップS20からステップS50まで、電流二乗積算値に基づいてバッテリ3の出力制限を行う制御を行った後、ステップS60’において、電流検出器15により検出された電流値Iを前記所定電流値と比較する。   On the other hand, if the current value I is greater than the predetermined current value in the comparison in step S5 (YES in step S5, current value I> predetermined current value), the current square integrated value S is determined in step S10 ′. Start the calculation. Thereafter, as in the first embodiment, from step S20 to step S50, control for limiting the output of the battery 3 based on the current square integrated value is performed, and then detected by the current detector 15 in step S60 ′. The current value I is compared with the predetermined current value.

このステップS60’の比較において、電流検出器15により検出された電流値Iが所定値以下となった時点で電流二乗積算値Sの算出を終了する(ステップS60’にてYES、電流値I≦所定電流値)。これに対し、ステップS60’において、電流検出器15により検出された電流値Iが所定電流値よりも大きい場合には(ステップS60’にてNO、電流値I>所定値)、図5のステップS10’に戻り、電流二乗積算値Sの算出を継続する。   In the comparison of step S60 ′, when the current value I detected by the current detector 15 falls below a predetermined value, the calculation of the current square integrated value S is terminated (YES in step S60 ′, current value I ≦ Predetermined current value). On the other hand, when the current value I detected by the current detector 15 is larger than the predetermined current value in step S60 ′ (NO in step S60 ′, current value I> predetermined value), the step of FIG. Returning to S10 ′, the calculation of the current square integrated value S is continued.

以上のように、本発明の第1及び第2実施形態では、電圧低下発生に備えて、バッテリ3からインバータ5へ流れる電流を検出し、その検出値を二乗し、当該電流二乗値を時系列に従って積算して電流二乗積算値Sを算出し、当該電流二乗積算値Sに基づいて、バッテリ3からインバータ5に供給される電流を制限するように制御を行う。電圧低下発生と比較的強い相関関係を持つ電流二乗積算値Sに基づいて、バッテリ3からインバータ5に放電される電流の制限を判断することにより、電圧が急激に低下する前に放電電流値を制限することが出来るので、大電流放電時の急激な電圧低下を防止することが可能となる。   As described above, in the first and second embodiments of the present invention, in preparation for the occurrence of a voltage drop, the current flowing from the battery 3 to the inverter 5 is detected, the detected value is squared, and the current square value is time-series. Then, the current square integrated value S is calculated by performing the control according to the following, and control is performed so as to limit the current supplied from the battery 3 to the inverter 5 based on the current square integrated value S. By determining the limit of the current discharged from the battery 3 to the inverter 5 based on the current square integrated value S that has a relatively strong correlation with the occurrence of the voltage drop, the discharge current value is set before the voltage suddenly drops. Since it can be limited, it is possible to prevent a rapid voltage drop during large current discharge.

特に、第2実施形態では、電流二乗積算値Sの算出開始に当たり、電流検出器15により検出される電流値Iを所定電流値と比較することにより、バッテリ3からの放電開始と同時に電流二乗積算値Sの算出を開始する第1実施形態と比較して、バッテリの電流制御を精度良く行うことが可能となる。   In particular, in the second embodiment, when the calculation of the current square integration value S is started, the current value I detected by the current detector 15 is compared with a predetermined current value, so that the current square integration is performed simultaneously with the start of discharge from the battery 3. Compared with the first embodiment in which the calculation of the value S is started, the current control of the battery can be performed with high accuracy.

[第3実施形態]
以下に、本発明の第3実施形態に係る電流制御方法について説明する。図7A及び図7Bは本発明の第3実施形態に係る電流制御方法を示すフローチャート、図8は出力可能電流値と電流二乗積算値との関係を示すグラフである。
[Third Embodiment]
The current control method according to the third embodiment of the present invention will be described below. 7A and 7B are flowcharts showing a current control method according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a graph showing a relationship between an outputtable current value and a current square integrated value.

先ず、図7AのステップS100において、電流検出器15により検出される電流値Iを所定電流値と比較する。このステップS100で用いられる所定電流値は、第2実施形態と同様に、例えば、通常流れる電流値に対して相対的に大きな大電流値(大電流放電による電圧低下が発生する可能性のある電流値)である。これにより、後述するステップS110での電流二乗積算値Sの算出において、通常電流を積算するのを防止することが出来、精度良く電流制御を行うことが出来る。なお、勿論ステップS100においては、第1実施形態のステップS10と同様に、放電開始を条件として後述するステップS110へ進むようにすることも可能である。   First, in step S100 of FIG. 7A, the current value I detected by the current detector 15 is compared with a predetermined current value. As in the second embodiment, the predetermined current value used in step S100 is, for example, a large current value that is relatively large with respect to a normal flowing current value (a current that may cause a voltage drop due to a large current discharge). Value). Thereby, in the calculation of the current square integrated value S in step S110, which will be described later, it is possible to prevent the normal current from being integrated and to perform the current control with high accuracy. Of course, in step S100, as in step S10 of the first embodiment, it is possible to proceed to step S110 described later on the condition that the discharge is started.

ステップS100の比較において、バッテリ3からインバータ5に流れる電流値Iが、所定電流値より大きいと判断されたら(ステップS100にてYES)、バッテリ制御部21は、電流検出器15により検出された電流値Iの二乗を演算し、さらにその値を時系列に従って積算して電流二乗積算値Sの算出を開始する。この電流二乗積算値Sは、例えば、第1実施形態にて説明した(1)式で表すことが出来る。   If it is determined in step S100 that the current value I flowing from the battery 3 to the inverter 5 is greater than the predetermined current value (YES in step S100), the battery control unit 21 detects the current detected by the current detector 15. The square of the value I is calculated, and the value is integrated according to the time series, and the calculation of the current square integrated value S is started. The current square integrated value S can be expressed by, for example, the expression (1) described in the first embodiment.

次いで、ステップS120において、温度検出器17によりバッテリ3の温度を検出し、ステップS130において、当該検出された温度Tに従って、第1実施形態で説明した図3に示すようなバッテリ温度Tと閾値Uとの関係を参照して、ステップS120で検出された温度Tに対応した閾値Uを決定する。なお、第1実施形態と同様に、閾値Uを決定するためのパラメータとして、温度Tに加えて、バッテリ3のSOCや劣化度合を考慮しても良い。   Next, in step S120, the temperature of the battery 3 is detected by the temperature detector 17, and in step S130, according to the detected temperature T, the battery temperature T and the threshold value U as shown in FIG. 3 described in the first embodiment. The threshold value U corresponding to the temperature T detected in step S120 is determined. Similar to the first embodiment, as a parameter for determining the threshold value U, in addition to the temperature T, the SOC and the degree of deterioration of the battery 3 may be considered.

次いで、ステップS140において、これまで積算された電流二乗積算値Sと、ステップS130で決定された閾値Uと、を比較する。このステップS140の比較において、電流二乗積算値Sが閾値U以下である場合(ステップS140にてNO、S≦U)には、ステップS100に戻る。   Next, in step S140, the current square integrated value S integrated so far is compared with the threshold value U determined in step S130. In the comparison of step S140, when current square integrated value S is equal to or smaller than threshold value U (NO in step S140, S ≦ U), the process returns to step S100.

ステップS140に比較において、電流二乗積算値Sが閾値Uより大きい場合には(ステップS140にてYES、S>U)には、ステップS150〜S180においてバッテリ3の出力制限の処理を行う。   If the current square integrated value S is larger than the threshold value U in comparison with step S140 (YES in step S140, S> U), output restriction processing of the battery 3 is performed in steps S150 to S180.

先ず、ステップS150において、電流二乗積算値Sに基づいて、バッテリ3が所定時間連続して出力可能な出力可能電流値Ixを算出する。この出力可能電流値Ixを規定する所定時間としては、例えば、ハイブリッド自動車である場合に車輌毎に設定されるモータアシスト継続時間等を挙げることが出来る。本実施形態では、図8に示すような、電流二乗積算値Sに対応した出力可能電流値が予め実験等によって求められた電流値データが、バッテリ制御部21に記憶されている。そして、ステップS150において、ステップS110で算出された電流二乗積算値Sをこの電流値データに照合することにより、出力可能電流値Ixが算出される。   First, in step S150, based on the current square integrated value S, an outputable current value Ix that the battery 3 can output continuously for a predetermined time is calculated. Examples of the predetermined time for defining the output possible current value Ix include a motor assist duration set for each vehicle in the case of a hybrid vehicle. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, current value data in which an outputable current value corresponding to the current square integrated value S is obtained in advance by experiments or the like is stored in the battery control unit 21. In step S150, the current square integrated value S calculated in step S110 is checked against this current value data to calculate an output possible current value Ix.

次いで、ステップS160において、ステップS150で算出した出力可能電流値Ixに基づいて、バッテリ3が所定時間連続して出力可能な出力可能電力値Pxを算出する。この出力可能電力値Pxは、下記(2)式で表すことが出来る。

Figure 0004305410
Next, in step S160, based on the output possible current value Ix calculated in step S150, the output possible power value Px that the battery 3 can output continuously for a predetermined time is calculated. This output possible power value Px can be expressed by the following equation (2).
Figure 0004305410

但し、上記(2)式において、Eは、バッテリ3の開放電圧であり、Rは、バッテリ3の内部抵抗である。 However, in the above equation (2), E 0 is the open circuit voltage of the battery 3, and R is the internal resistance of the battery 3.

上記(2)式における開放電圧Eは、例えば、次のように求められる。即ち、先ず、車輌起動時(バッテリ3に負荷が接続されていない時)にバッテリ3の電圧を検出する。次いで、開放電圧とSOCとの関係を予め定めた[開放電圧−SOC]マップに対して、車輌起動時に検出した電圧値を照合することにより、車輌起動時のSOCを求める。車輌の起動と同時に、電流値の積算を開始し、当該積算値と車輌起動時のSOCとに基づいて、現状のSOCを求める。そして、以上のように算出された現状のSOCを[開放電圧−SOC]マップに照合することにより、現状の開放電圧Eを求める。 The open circuit voltage E 0 in the above equation (2) is obtained as follows, for example. That is, first, the voltage of the battery 3 is detected when the vehicle is activated (when no load is connected to the battery 3). Next, the SOC at the time of vehicle start-up is obtained by collating the voltage value detected at the time of vehicle start-up with an [open-circuit voltage-SOC] map in which the relationship between the open-circuit voltage and the SOC is predetermined. Simultaneously with the start of the vehicle, the integration of the current value is started, and the current SOC is obtained based on the integrated value and the SOC at the time of starting the vehicle. Then, the current open-circuit voltage E 0 is obtained by comparing the present SOC calculated as described above with the [open-circuit voltage-SOC] map.

また、上記(2)式におけるRに関しては、上記のように求められた現状のSOCを、内部抵抗とSOCとの関係を予め定めた[内部抵抗−SOC]マップに照合したり、温度検出器17により検出されたバッテリ3の温度Tを、内部抵抗比と電池温度との関係を予め定めた[内部抵抗比−電池温度]マップに照合することにより、現状の内部抵抗Rを算出する。これらに加えて、第1実施形態にて説明した劣化係数を、内部抵抗の算出のパラメータに加えても良い。   Regarding R in the above equation (2), the current SOC obtained as described above is collated with an [internal resistance-SOC] map in which the relationship between the internal resistance and the SOC is predetermined, or a temperature detector. The current internal resistance R is calculated by collating the temperature T of the battery 3 detected in 17 with a [Internal Resistance Ratio-Battery Temperature] map in which the relationship between the internal resistance ratio and the battery temperature is predetermined. In addition to these, the degradation coefficient described in the first embodiment may be added to the parameter for calculating the internal resistance.

次いで、ステップS170において、ステップS160で算出した出力可能電力値Pxに基づいて、バッテリ3の出力制限を開始する。この際、第1実施形態と同様に、バッテリ制御部21は、第1実施形態で説明した図5に示すような時間の経過に従って徐々に減少するような出力制限値PLをモータ制御部9に送出する。モータ制御部9は、この出力制限値PLを、バッテリ3からインバータ5に放電される電流値に乗じることにより、インバータ5に対してバッテリ3の出力を制限するリミッタ制御を行う。   Next, in step S170, output restriction of the battery 3 is started based on the output possible power value Px calculated in step S160. At this time, similarly to the first embodiment, the battery control unit 21 gives the motor control unit 9 an output limit value PL that gradually decreases with the passage of time as shown in FIG. 5 described in the first embodiment. Send it out. The motor control unit 9 performs limiter control for limiting the output of the battery 3 to the inverter 5 by multiplying the output limit value PL by the current value discharged from the battery 3 to the inverter 5.

次いで、ステップS180において、電流検出器15により実際に検出される電流値Iと、ステップS150で算出された出力可能電流値Ixと、を比較する。   Next, in step S180, the current value I actually detected by the current detector 15 is compared with the output possible current value Ix calculated in step S150.

このステップS180の比較において、実際に検出される電流値Iが出力可能電流値Ix以上である場合(ステップS180にてNO、I≧Ix)には、ステップS170に戻り、バッテリ3の出力制限を継続する。   If the actually detected current value I is equal to or greater than the output possible current value Ix (NO in step S180, I ≧ Ix) in the comparison in step S180, the process returns to step S170 to limit the output of the battery 3. continue.

ステップS180の比較において、実際に検出される電流値Iが出力可能電流値Ix未満である場合(ステップS180にてYES、I<Ix)には、バッテリ制御部21は減算値S’m+1を算出する(ステップS190)。この減算値S’m+1は、バッテリ3の出力制限を徐々に解除するための仮想上の電流二乗積算値であり、下記(3)式で表すことが出来る。

Figure 0004305410
In the comparison of step S180, when current value I actually detected is less than outputable current value Ix (YES in step S180, I <Ix), battery control unit 21 calculates subtraction value S ′ m + 1 . (Step S190). This subtraction value S ′ m + 1 is a virtual current square integrated value for gradually releasing the output restriction of the battery 3, and can be expressed by the following equation (3).
Figure 0004305410

但し、上記(3)式において、S’m+1は、m+1番目(例えばm+1秒目)の減算値であり、S’は、m番目(例えばm秒目)の減算値であり、βは所定の電流二乗積算値(減算のための係数)である。また、上記式(3)式において、初項S’(m=1)は、ステップS140において閾値Uより大きいと判断された電流二乗積算値Sである。 However, in the above equation (3), S ′ m + 1 is the m + 1th (for example, m + 1 second) subtraction value, S′m is the mth (for example, mth) subtraction value, and β is a predetermined value. Current square integrated value (coefficient for subtraction). In the above equation (3), the first term S ′ 1 (m = 1) is the current square integrated value S determined to be larger than the threshold value U in step S140.

次いで、ステップS200において、ステップS110と同様の要領で、電流検出器15が検出した電流値Iの二乗を演算し、さらにその値を時系列に従って積算して現状の電流二乗積算値Sを再度算出する。そして、ステップS210において、ステップS190で算出された減算値S’m+1と、ステップS200で算出された電流二乗積算値Sと、比較する。 Next, in step S200, the square of the current value I detected by the current detector 15 is calculated in the same manner as in step S110, and the current square summation value S is calculated again by adding the values in time series. To do. In step S210, the subtraction value S′m + 1 calculated in step S190 is compared with the current square integrated value S calculated in step S200.

ステップS210の比較において、ステップS190で算出された減算値S’m+1が、ステップS200で算出された電流二乗積算値Sより大きいと判断された場合には(ステップS210にてYES、S’m+1>S)、ステップS220において、減算値S’m+1に基づいて、ステップS150と同様の要領で、出力制限電流値Ixを再算出する。 In the comparison of step S210, when it is determined that the subtraction value S ′ m + 1 calculated in step S190 is larger than the current square integrated value S calculated in step S200 (YES in step S210, S ′ m + 1 > S) In step S220, based on the subtraction value S ′ m + 1 , the output limiting current value Ix is recalculated in the same manner as in step S150.

次いで、ステップS230において、ステップS220で再算出した出力制限電流値Ixに基づいて、ステップS160と同様の要領で、出力可能電力値Pxを再算出する。次いで、ステップS240において、バッテリ制御部21は、この再算出された出力可能電力値Pxに基づいてバッテリ3の出力制限を変更する制御をモータ制御部9に対して行う。モータ制御部9は、この制御に基づいて、インバータ5のリミッタ制御の内容を変更する。このステップS240の制御の後、ステップS190に戻るが、この際、ステップS260において、これまで計算に用いていたm+1を、次の計算のためのmとする。   Next, in step S230, based on the output limit current value Ix recalculated in step S220, the output possible power value Px is recalculated in the same manner as in step S160. Next, in step S240, the battery control unit 21 controls the motor control unit 9 to change the output limit of the battery 3 based on the recalculated output possible power value Px. The motor control unit 9 changes the content of the limiter control of the inverter 5 based on this control. After the control in step S240, the process returns to step S190. At this time, in step S260, m + 1 that has been used in the calculation so far is set as m for the next calculation.

ステップS210の比較において、ステップS190で算出された減算値S’m+1が、ステップS200で算出された電流二乗積算値S以下であると判断された場合には(ステップS210にてNO、S’m+1≦S)、ステップS250において、バッテリ制御部21は、バッテリ3の出力制限を終了するようにモータ制御部9を制御する。 In the comparison in step S210, when it is determined that the subtraction value S ′ m + 1 calculated in step S190 is equal to or less than the current square integrated value S calculated in step S200 (NO in step S210, S ′ m + 1 In step S250, the battery control unit 21 controls the motor control unit 9 to end the output limitation of the battery 3.

本実施形態では、第1及び第2実施形態と同様に、電圧低下発生に備えて、バッテリ3からインバータ5へ流れる電流を検出し、その検出値を二乗し、当該電流二乗値を時系列に従って積算して電流二乗積算値Sを算出し、当該電流二乗積算値Sに基づいて、バッテリ3からインバータ5に供給される電流を制限するように制御を行う。電圧低下発生と比較的強い相関関係を持つ電流二乗積算値Sに基づいて、バッテリ3からインバータ5に放電される電流の制限を判断することにより、電圧が急激に低下する前に放電電流値を制限することが出来るので、大電流放電時の急激な電圧低下を防止することが可能となる。   In the present embodiment, as in the first and second embodiments, in preparation for the occurrence of a voltage drop, the current flowing from the battery 3 to the inverter 5 is detected, the detected value is squared, and the current square value is followed in time series. Integration is performed to calculate a current square integrated value S, and control is performed based on the current square integrated value S so as to limit the current supplied from the battery 3 to the inverter 5. By determining the limit of the current discharged from the battery 3 to the inverter 5 based on the current square integrated value S that has a relatively strong correlation with the occurrence of the voltage drop, the discharge current value is set before the voltage suddenly drops. Since it can be limited, it is possible to prevent a rapid voltage drop during large current discharge.

また、本実施形態では、第2実施形態と同様に、電流二乗積算値Sの算出開始に当たり、電流検出器15により検出される電流値Iを所定電流値と比較することにより、バッテリ3からの放電開始と同時に電流二乗積算値Sの算出を開始する第1実施形態と比較して、バッテリの電流制御を精度良く行うことが可能となる。   Further, in the present embodiment, as in the second embodiment, when the calculation of the current square integrated value S is started, the current value I detected by the current detector 15 is compared with a predetermined current value, so that Compared with the first embodiment in which the calculation of the current square integrated value S is started simultaneously with the start of discharging, the battery current control can be performed with high accuracy.

さらに、本実施形態では、バッテリ3の出力制限に当たり、電流二乗積算値に基づいて出力可能電流値Ixを算出し、当該出力可能電流値Ixに基づいてバッテリ3の出力制限を行う。これにより、急激な電圧低下を防止するためにバッテリ3の出力制限を行いつつ、その時点で利用可能な範囲内において出力を許容して、バッテリ3を有効活用することが出来る。   Further, in the present embodiment, when the output of the battery 3 is limited, the output possible current value Ix is calculated based on the current square integrated value, and the output of the battery 3 is limited based on the output possible current value Ix. Thus, while the output of the battery 3 is limited in order to prevent a sudden voltage drop, the output can be allowed within the range that can be used at that time, and the battery 3 can be used effectively.

また、本実施形態では、バッテリ3の出力制限の解除に当たり、電流二乗積算値から所定積算値を減算した減算値に基づいて出力可能電流値を再算出し、当該出力可能電流値に基づいて、バッテリ3の出力制限を変更する。これにより、バッテリ3の出力制限が徐々に解除されるので、出力制限解除時に出力が極端に変化するのを防止することが出来る。   Further, in the present embodiment, when the output restriction of the battery 3 is released, the output possible current value is recalculated based on the subtracted value obtained by subtracting the predetermined integrated value from the current square integrated value, and based on the output possible current value, The output limit of the battery 3 is changed. Thereby, since the output restriction of the battery 3 is gradually released, it is possible to prevent the output from changing drastically when the output restriction is released.

なお、以上の実施形態においては、上記の(1)式の関係式に基づいて、電流制限の判断を行うように説明したが、例えば下記の(4)式に基づいて電流制限を行っても良い。また、下記の(5)式のような関係を満たす場合には、電流二乗積算値の代わりに電流二乗値の平方根の積算値を用いても良く、これにより演算負荷の低減等を図ることが出来る。但し、下記の(4)式及び(5)式において、TnはInの電流の放電持続時間であり、αは係数である。

Figure 0004305410
Figure 0004305410
In the above embodiment, the current limit is determined based on the relational expression (1). However, for example, the current limit may be determined based on the following expression (4). good. In addition, when satisfying the relationship expressed by the following equation (5), an integrated value of the square root of the current square value may be used instead of the current square integrated value, thereby reducing a calculation load and the like. I can do it. However, in the following formulas (4) and (5), Tn is the discharge duration of the In current, and α is a coefficient.
Figure 0004305410
Figure 0004305410

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

図1は、本発明の実施形態に係る電流制御装置を用いた電気自動車の駆動システムを示すシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram showing a drive system for an electric vehicle using a current control device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1実施形態に係る電流制御方法を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a current control method according to the first embodiment of the present invention. 図3は、バッテリ温度と閾値との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the battery temperature and the threshold value. 図4は、SOCと閾値との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the SOC and the threshold value. 図5は、時間と出力制限値との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between time and the output limit value. 図6は、本発明の第2実施形態に係る電流制御方法を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a current control method according to the second embodiment of the present invention. 図7Aは、本発明の第3実施形態に係る電流制御方法を示すフローチャート(その1)である。FIG. 7A is a flowchart (No. 1) showing a current control method according to the third embodiment of the present invention. 図7Bは、本発明の第3実施形態に係る電流制御方法を示すフローチャート(その2)である。FIG. 7B is a flowchart (part 2) illustrating the current control method according to the third embodiment of the present invention. 図8は、出力可能電流値と電流二乗積算値との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the outputtable current value and the current square integrated value.

符号の説明Explanation of symbols

1…電気自動車
3…バッテリ
5…インバータ
7…モータ
9…モータ制御部
11…アクセルペダル
13…変速レバー
15…電流検出器
17…温度検出器
19…電圧検出器
21…バッテリ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric vehicle 3 ... Battery 5 ... Inverter 7 ... Motor 9 ... Motor control part 11 ... Accelerator pedal 13 ... Shift lever 15 ... Current detector 17 ... Temperature detector 19 ... Voltage detector 21 ... Battery control part

Claims (26)

電池から放電される電流を制御する電流制御装置であって、
前記電池から放電される電流を検出可能な電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流値に基づいて、前記電池から放電される電流を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された電流値を二乗し、さらにその値を時系列に従って積算して電流二乗積算値を算出し、当該電流二乗積算値に基づいて、前記電池から放電される電流を制限する制御を行う電流制御装置。
A current control device for controlling a current discharged from a battery,
Current detection means capable of detecting a current discharged from the battery;
Control means for controlling the current discharged from the battery based on the current value detected by the current detection means,
The control means squares the current value detected by the current detection means, further calculates the current square integrated value by integrating the values according to a time series, and discharges from the battery based on the current square integrated value. Current control device for performing control to limit the current to be generated.
前記制御手段は、前記電流二乗積算値を所定の閾値と比較し、前記電流二乗積算値が前記閾値より大きい場合に、前記電池から放電される電流を制限する制御を行う請求項1記載の電流制御装置。   2. The current according to claim 1, wherein the control unit compares the current square integrated value with a predetermined threshold value, and performs control for limiting a current discharged from the battery when the current square integrated value is larger than the threshold value. Control device. 前記電池の温度を検出可能な温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記閾値を決定する請求項2記載の電流制御装置。
A temperature detecting means capable of detecting the temperature of the battery;
The current control device according to claim 2, wherein the control unit determines the threshold based on the temperature detected by the temperature detection unit.
前記制御手段は、前記電池のSOC(State of Charge:充電状態)に基づいて前記閾値を決定する請求項2又は3記載の電流制御装置。   The current control device according to claim 2 or 3, wherein the control means determines the threshold value based on an SOC (State of Charge) of the battery. 前記制御手段は、前記電池の電池容量に基づいて前記閾値を決定する請求項2〜4の何れかに記載の電流制御装置。   The current control device according to claim 2, wherein the control unit determines the threshold based on a battery capacity of the battery. 前記制御手段は、前記電池の放電開始と同時に前記電流二乗積算値の算出を開始する請求項1〜5の何れかに記載の電流制御装置。   The current control device according to claim 1, wherein the control unit starts calculating the current square integrated value simultaneously with the start of discharging of the battery. 前記制御手段は、前記電池から放電される電流が所定電流値を超えた場合に、前記電流二乗積算値の算出を開始する請求項1〜5の何れかに記載の電流制御装置。   The current control device according to claim 1, wherein the control unit starts calculating the current square integrated value when a current discharged from the battery exceeds a predetermined current value. 前記制御手段は、前記算出した電流二乗積算値に基づいて、前記電池が予め定められた所定時間連続して出力可能な出力可能電流値を算出し、当該出力可能電流値に基づいて、前記電池から放電される電流を制限する制御を行う請求項1〜7の何れかに記載の電流制御装置。   The control means calculates an output possible current value that the battery can output continuously for a predetermined time based on the calculated current square integrated value, and based on the output possible current value, the battery The current control device according to claim 1, wherein control is performed to limit a current discharged from the battery. 前記制御手段は、電流二乗積算値に応じて出力可能電流値を予め定めた電流値データを有し、前記算出された電流二乗積算値を前記電流値データに照合することにより、前記出力可能電流値を算出する請求項8記載の電流制御装置。   The control means has current value data that predetermines an outputable current value in accordance with a current square integrated value, and collates the calculated current square integrated value with the current value data, thereby enabling the output possible current. The current control device according to claim 8, which calculates a value. 前記制御手段は、前記算出された出力可能電流値に基づいて、前記電池が予め定められた所定時間連続して出力可能な出力可能電力値を算出し、当該出力可能電力値に基づいて、前記電池の出力を制限する制御を行う請求項8又は9記載の電流制御装置。   The control means calculates an output possible power value at which the battery can output continuously for a predetermined time based on the calculated output possible current value, and based on the output possible power value, The current control device according to claim 8 or 9, wherein control is performed to limit the output of the battery. 前記制御手段は、前記算出された電流二乗積算値から所定積算値を減算した減算値を算出し、当該減算値に基づいて前記出力可能電流値を再算出し、当該出力可能電流値に基づいて、前記電池から放電される電流の制限を変更する制御を行う請求項8〜10の何れかに記載の電流制御装置。   The control means calculates a subtracted value obtained by subtracting a predetermined integrated value from the calculated current square integrated value, recalculates the outputtable current value based on the subtracted value, and based on the outputable current value The current control device according to claim 8, wherein control for changing a limit of a current discharged from the battery is performed. 前記制御手段は、前記電池から実際に放電されている電流が前記出力可能電流値未満となった場合に、前記減算値の算出を開始する請求項11記載の電流制御装置。   The current control device according to claim 11, wherein the control unit starts calculating the subtraction value when a current actually discharged from the battery becomes less than the outputtable current value. 前記制御手段は、前記減算値が実際の電流二乗積算値以下となった場合に、前記電池から放電される電流の制限を停止する制御を行う請求項11又は12記載の電流制御装置。   The current control device according to claim 11 or 12, wherein the control means performs control to stop limiting a current discharged from the battery when the subtracted value is equal to or less than an actual current square integrated value. 電池から放電される電流を制御する電流制御方法であって、
前記電池から放電される電流を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された電流値を二乗して電流二乗値を演算する二乗値演算ステップと、
前記検出ステップ及び前記二乗値演算ステップを繰り返し、各二乗値演算ステップで演算された前記各電流二乗値を時系列に従って積算して電流二乗積算値を算出する積算値算出ステップと、
前記積算値算出ステップで算出された前記電流二乗積算値に基づいて、前記電池から放電される電流を制限する制御を行う制限ステップと、を備えた電流制御方法。
A current control method for controlling a current discharged from a battery,
A detection step of detecting a current discharged from the battery;
A square value calculation step of calculating a current square value by squaring the current value detected in the detection step;
An integrated value calculating step of repeating the detection step and the square value calculating step, calculating the current square integrated value by integrating the current square values calculated in the square value calculating steps according to a time series, and
A current control method comprising: a limiting step of performing control to limit a current discharged from the battery based on the current square integrated value calculated in the integrated value calculating step.
前記制限ステップにおいて、
前記積算値算出ステップで算出された前記電流二乗積算値を所定の閾値と比較して、前記電流二乗積算値が前記閾値より大きい場合に、前記電池から放電される電流を制限する制御を行う請求項14記載の電流制御方法。
In the limiting step,
The current square integrated value calculated in the integrated value calculating step is compared with a predetermined threshold value, and when the current square integrated value is larger than the threshold value, control is performed to limit the current discharged from the battery. Item 15. The current control method according to Item 14.
前記制限ステップにおいて、前記閾値を前記電池の温度に基づいて決定する請求項15記載の電流制御方法。   The current control method according to claim 15, wherein in the limiting step, the threshold is determined based on a temperature of the battery. 前記制限ステップにおいて、前記閾値を前記電池のSOC(State Of Charge:充電状態)に基づいて決定する請求項15又は16記載の電流制御方法。   The current control method according to claim 15 or 16, wherein, in the limiting step, the threshold is determined based on a state of charge (SOC) of the battery. 前記制限ステップにおいて、前記閾値を前記電池の電池容量に基づいて決定する請求項15〜17の何れかに記載の電流制御方法。   The current control method according to claim 15, wherein, in the limiting step, the threshold is determined based on a battery capacity of the battery. 前記二乗値演算ステップにおいて、
前記電池の放電開始と同時に前記電流二乗値の演算を開始する請求項14〜18の何れかに記載の電流制御方法。
In the square value calculation step,
The current control method according to claim 14, wherein the calculation of the current square value is started simultaneously with the start of discharging of the battery.
前記二乗値演算ステップにおいて、
前記電池から放電される電流が所定電流値を超えた場合に、前記電流二乗値の演算を開始する請求項14〜18の何れかに記載の電流制御方法。
In the square value calculation step,
The current control method according to claim 14, wherein when the current discharged from the battery exceeds a predetermined current value, calculation of the current square value is started.
前記積算値算出ステップにて算出した前記電流二乗積算値に基づいて、前記電池が予め定められた所定時間連続して出力可能な出力可能電流値を算出する電流値算出ステップをさらに備え、
前記制限ステップにおいて、
前記電流値算出ステップにて算出した前記出力可能電流値に基づいて、前記電池から放電される電流を制限する制御を行う請求項14〜20の何れかに記載の電流制御方法。
Based on the current square integrated value calculated in the integrated value calculating step, the battery further comprises a current value calculating step for calculating an outputable current value that the battery can output continuously for a predetermined time.
In the limiting step,
21. The current control method according to claim 14, wherein control is performed to limit a current discharged from the battery based on the outputable current value calculated in the current value calculation step.
前記電流値算出ステップにおいて、
電流二乗積算値に応じて出力可能電流値を予め定めた電流値データに対して、前記積算値算出ステップにて算出した前記電流二乗積算値を照合することにより、前記出力可能電流値を算出する請求項21記載の電流制御方法。
In the current value calculating step,
The outputable current value is calculated by collating the current square integrated value calculated in the integrated value calculating step against current value data in which the outputable current value is predetermined according to the current square integrated value. The current control method according to claim 21.
前記電流値算出ステップにて算出した前記出力可能電流値に基づいて、前記電池が予め定められた所定時間連続して出力可能な出力可能電力値を算出する電力値算出ステップをさらに備え、
前記制限ステップにおいて、
前記電力値算出ステップにて算出した前記出力可能電力値に基づいて、前記電池の出力を制限する制御を行う請求項21又は22記載の電流制御方法。
Based on the output possible current value calculated in the current value calculation step, the battery further includes a power value calculation step for calculating an output possible power value at which the battery can continuously output for a predetermined time.
In the limiting step,
The current control method according to claim 21 or 22, wherein control is performed to limit the output of the battery based on the outputable power value calculated in the power value calculation step.
前記積算値算出ステップにて算出された前記電流二乗積算値から所定積算値を減算した減算値を算出し、当該減算値に基づいて前記出力可能電流値を再算出し、当該出力可能電流値に基づいて、前記電池から放電される電流の制限を変更する制御を行う変更ステップをさらに備えた請求項21〜23の何れかに記載の電流制御方法。   A subtracted value obtained by subtracting a predetermined integrated value from the current square integrated value calculated in the integrated value calculating step is calculated, the outputable current value is recalculated based on the subtracted value, and the outputable current value is calculated. The current control method according to any one of claims 21 to 23, further comprising a change step of performing control to change a limit of a current discharged from the battery based on the control. 前記制限ステップにおいて前記電池から実際に放電されている電流が前記出力可能電流未満となった場合に、前記変更ステップにおいて前記減算値の算出を開始する請求項24記載の電流制御方法。   25. The current control method according to claim 24, wherein calculation of the subtraction value is started in the changing step when the current actually discharged from the battery in the limiting step becomes less than the outputable current. 前記減算値が実際の電流二乗積算値以下となった場合に、前記電池から放電される電流の制御を停止するように制御を行う出力制限停止ステップをさらに備えた請求項24又は25記載の電流制御方法。
26. The current according to claim 24 or 25, further comprising an output limit stop step for performing control so as to stop control of the current discharged from the battery when the subtracted value is less than or equal to an actual current square integrated value. Control method.
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