JP4706493B2 - Control device for secondary battery mounted on vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載された二次電池(以下、単に、「バッテリ」と記載する場合がある)に関し、特に、低温状態においても優れた充放電特性を実現できる制御装置に関する。 The present invention relates to a secondary battery (hereinafter simply referred to as “battery” in some cases) mounted on a vehicle, and more particularly to a control device capable of realizing excellent charge / discharge characteristics even in a low temperature state.
たとえば、エンジンと、エンジンまたは駆動輪の回生制動時に駆動される発電機と走行用のモータとを備えたハイブリッド車両においては、モータの動力源であるバッテリの残存容量を表わすSOC(State Of Charge)を指標として、SOCが所定範囲に保たれるように発電機による発電が制御される。このような車両においてはバッテリからの電力によりモータを駆動しているため、バッテリの入出力可能電力が車両の走行性能に大きく左右する。バッテリの入出力可能電力を低下させる要因としては種々のものがあるが、温度低下に伴って入出力可能電力が低下する現象が特に大きな影響力を持つ。 For example, in a hybrid vehicle including an engine, a generator driven during regenerative braking of the engine or driving wheels, and a traveling motor, an SOC (State Of Charge) representing a remaining capacity of a battery that is a power source of the motor As an index, power generation by the generator is controlled so that the SOC is maintained within a predetermined range. In such a vehicle, since the motor is driven by the electric power from the battery, the input / output power of the battery greatly affects the running performance of the vehicle. There are various factors that decrease the input / output power of the battery, but the phenomenon that the input / output power decreases as the temperature decreases has a particularly great influence.
そこで、寒冷地等ではヒータ装置によりバッテリを昇温し、これによりバッテリの入出力可能電力の低下を抑制して車両の走行性能を確保する対策が実施されている。このような対策は、ヒータ装置等の部品を追加する必要があるため、車両の製造コストのアップや構造の複雑化等の弊害を引き起こす上に、ヒータ装置により発生した熱量の一部がバッテリ以外の部位に逃げるため、エネルギ効率の点でも改善の余地がある。 Thus, in cold districts and the like, measures are taken to ensure the running performance of the vehicle by raising the temperature of the battery with a heater device, thereby suppressing a decrease in the input / output power of the battery. Such countermeasures require the addition of components such as a heater device, which causes adverse effects such as an increase in vehicle manufacturing costs and a complicated structure, and a part of the heat generated by the heater device other than the battery. There is room for improvement in terms of energy efficiency.
特開2003−272712号公報は、部品追加による弊害を回避した上で、バッテリを効率的に昇温して、温度低下によるバッテリの入出力可能電力の低下を未然に防止することができるバッテリ制御装置を開示する。このバッテリ制御装置は、バッテリの温度を検知するバッテリ温度検知手段と、バッテリの充電状態を判定する充電状態判定手段と、バッテリの充放電を制御するバッテリ制御手段とを備える。バッテリ制御手段は、バッテリ温度検知手段により検知されたバッテリの温度が所定値以下にあって、充電状態判定手段により判定されたバッテリの充電状態が予め設定されたしきい値以上のときは、しきい値以上の所定領域内でバッテリの充放電を繰り返し、バッテリの充電状態がしきい値未満のときは、しきい値未満の所定領域内でバッテリの充放電を繰り返す。さらに、バッテリ制御手段は、走行中の所定領域内での放電制御時には、エンジンによる発電機の駆動を禁止し、走行中の所定領域内での充電制御時には、エンジンによる発電機の駆動を許可する。さらに、バッテリ制御手段は、車両の停車中、発電機を駆動させる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-272712 discloses a battery control capable of preventing a decrease in battery input / output power due to a decrease in temperature by efficiently increasing the temperature of a battery while avoiding adverse effects due to the addition of components. An apparatus is disclosed. The battery control device includes battery temperature detection means for detecting the temperature of the battery, charge state determination means for determining the charge state of the battery, and battery control means for controlling charge / discharge of the battery. When the battery temperature detected by the battery temperature detection means is below a predetermined value and the battery charge state determined by the charge state determination means is greater than or equal to a preset threshold value, the battery control means The battery is repeatedly charged and discharged within a predetermined area that is equal to or greater than the threshold value. When the state of charge of the battery is less than the threshold, the battery is repeatedly charged and discharged within the predetermined area that is less than the threshold. Further, the battery control means prohibits the drive of the generator by the engine during discharge control within a predetermined area during travel, and permits the drive of the generator by the engine during charge control within the predetermined area during travel. . Further, the battery control means drives the generator while the vehicle is stopped.
このバッテリ制御装置によると、バッテリの温度が所定値以下で、バッテリの充電状態がしきい値以上のときは、しきい値以上の所定領域内でバッテリの充放電が繰り返され、バッテリの充電状態がしきい値未満のときは、しきい値未満の所定領域内でバッテリの充放電を繰り返される。しきい値を境界として2分された領域内では、バッテリの充放電が短い周期で交互に繰り返されることになり、速やかに昇温される。さらに、バッテリ制御手段が、車両の停車中、発電機を駆動させることにより、放電制御時や充電制御時に車両が停車すると、発電機が駆動されて電力がバッテリに供給される。停車状態が継続されるとバッテリの充電、放電が発生しなくなってバッテリの昇温が困難となるが、このように発電機の駆動によりバッテリの充電が実施されることで、バッテリが昇温可能となる。
しかしながら、上述した特許文献1のバッテリ制御装置においては、車両の停車時にSOCが上限値に到達している状態では、発電機の駆動によりバッテリを充電することもできないし、放電することもできない。このため、十分な昇温効果を発現することができない。
However, in the battery control device of
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、低温環境下においても、良好な充放電特性を実現できる、車両に搭載された二次電池の制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for a secondary battery mounted on a vehicle, which can realize good charge / discharge characteristics even in a low temperature environment. Is to provide.
第1の発明に係る制御装置は、車両を駆動するエンジンと、エンジンの駆動力により発電する回転電機とを備えた車両に搭載された二次電池を制御する。この制御装置は、二次電池の温度を検知するための温度検知手段と、二次電池の充電状態を検知するための充電状態検知手段と、二次電池の充放電を制御するための制御手段とを含む。この制御手段は、二次電池の充電量に応じて充電禁止範囲と放電禁止範囲とがそれぞれ定められ、二次電池の温度が予め定められたしきい値よりも低い場合であって、かつ、二次電池の充電量が充電禁止範囲および放電禁止範囲にない場合において、車両の走行中には放電を優先して車両の停止中は充電するように制御するための手段を含む。 A control device according to a first aspect of the invention controls a secondary battery mounted on a vehicle including an engine that drives the vehicle and a rotating electrical machine that generates electric power using the driving force of the engine. The control device includes a temperature detection unit for detecting the temperature of the secondary battery, a charge state detection unit for detecting the charge state of the secondary battery, and a control unit for controlling charge / discharge of the secondary battery. Including. This control means is a case where the charge prohibition range and the discharge prohibition range are respectively determined according to the charge amount of the secondary battery, and the temperature of the secondary battery is lower than a predetermined threshold value, and In the case where the charge amount of the secondary battery is not in the charge prohibition range and the discharge prohibition range, a means for controlling to prioritize discharge during traveling of the vehicle and charge while the vehicle is stopped is included.
第1の発明によると、二次電池の温度が検知されてその温度が予め定められた温度よりも低いと、二次電池の充放電を積極的に行なうことにより充放電電流によりジュール熱を発生させて二次電池を昇温する。このような低温状態において、停止時にすでに、二次電池の充電状態(SOC)が制御上限SOCに到達していると、充電することができない(走行していないので、走行用電動機に給電することによる放電もできない)。このため、二次電池の温度が予め定められたしきい値よりも低い場合であって、かつ、二次電池の充電量(充電状態:SOC)が充電禁止範囲および放電禁止範囲にない場合においては、車両の走行中において二次電池から優先的に放電するようにして、車両の停止時には回転電機により発電された電力を用いて二次電池を充電できるように制御される。このようにすると、車両の停止時において二次電池が充電される。このために充電電流が二次電池に流れて、二次電池の内部抵抗により発生するジュール熱により二次電池を昇温させることができる。このため、二次電池の温度低下に伴って入出力可能電力が低下することを回避できる。その結果、低温環境下においても、良好な充放電特性を実現できる、車両に搭載された二次電池の制御装置を提供することができる。 According to the first invention, when the temperature of the secondary battery is detected and the temperature is lower than a predetermined temperature, Joule heat is generated by the charge / discharge current by positively charging / discharging the secondary battery. To raise the temperature of the secondary battery. In such a low temperature state, when the state of charge of the secondary battery (SOC) has already reached the control upper limit SOC at the time of stoppage, charging cannot be performed (since the vehicle is not running, power is supplied to the running motor. Can not be discharged). For this reason, in the case where the temperature of the secondary battery is lower than a predetermined threshold value and the charge amount (charge state: SOC) of the secondary battery is not in the charge prohibition range and the discharge prohibition range. Is controlled so that the secondary battery can be charged using the electric power generated by the rotating electrical machine when the vehicle is stopped so that the secondary battery is discharged preferentially while the vehicle is running. In this way, the secondary battery is charged when the vehicle is stopped. For this reason, a charging current flows into the secondary battery, and the secondary battery can be heated by Joule heat generated by the internal resistance of the secondary battery. For this reason, it is possible to avoid a decrease in the power that can be input / output as the temperature of the secondary battery decreases. As a result, it is possible to provide a control device for a secondary battery mounted on a vehicle that can realize good charge / discharge characteristics even in a low temperature environment.
第2の発明に係る車両に搭載された二次電池の制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、制御手段は、二次電池から放電された電力が走行用電動機に給電されることにより、車両が走行するように制御するための手段を含む。 In the control device for the secondary battery mounted on the vehicle according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the control means supplies the electric power discharged from the secondary battery to the electric motor for traveling. And means for controlling the vehicle to travel.
第2の発明によると、車両の走行中において、二次電池から放電された電力が走行用電動機に給電されて車両が走行されたり(EV走行)、走行用電動機によりエンジンがアシストされたりする。車両の停止前の走行中に二次電池の電力が車両の駆動源として用いられて二次電池のSOCが低下される。このため、車両の停止中において、回転電機により発電された電力を用いて二次電池を充電できる。 According to the second invention, while the vehicle is traveling, the electric power discharged from the secondary battery is supplied to the traveling motor and the vehicle is traveled (EV traveling), or the engine is assisted by the traveling motor. During traveling before the vehicle stops, the power of the secondary battery is used as a driving source of the vehicle, and the SOC of the secondary battery is lowered. For this reason, the secondary battery can be charged using the electric power generated by the rotating electrical machine while the vehicle is stopped.
第3の発明に係る車両に搭載された二次電池の制御装置においては、第2の発明の構成に加えて、走行用電動機は、回転電機である。 In the control device for the secondary battery mounted on the vehicle according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect, the traveling motor is a rotating electric machine.
第3の発明によると、走行用の電動機(モータ)として機能するとともに、エンジンにより駆動される発電機(ジェネレータ)として機能する、モータジェネレータが車両に搭載される。車両の走行中にはこのモータジェネレータをモータとして機能させて二次電池から放電した電力を用いて車両を走行させて二次電池のSOCを低下させる。車両の停止中にはこのモータジェネレータをジェネレータとして機能させて発電して二次電池を充電する。このため、二次電池の充放電電流が車両の走行時にも停止時にも流れるので、二次電池を昇温することができる。 According to the third invention, the motor generator that functions as an electric motor (motor) for traveling and also functions as a generator (generator) driven by the engine is mounted on the vehicle. While the vehicle is running, the motor generator is caused to function as a motor, and the vehicle is run using the electric power discharged from the secondary battery to lower the SOC of the secondary battery. While the vehicle is stopped, the motor generator functions as a generator to generate electricity and charge the secondary battery. For this reason, since the charging / discharging current of the secondary battery flows both when the vehicle is running and when it is stopped, the temperature of the secondary battery can be increased.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図1に示すハイブリッド車両に限定されない。本発明は、動力源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関(以下、エンジンとして説明する)が、車両を走行させる駆動源であって、かつ、ジェネレータの駆動源であればよい。さらに、駆動源がエンジンおよびモータジェネレータであって、モータジェネレータの動力により走行可能な車両であればよく(エンジンを停止させても停止させなくても)、走行用のバッテリを搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい(いわゆるシリーズ型やパラレル型等のハイブリッド車両に限定されない)。このバッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。 A control block diagram of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present invention is not limited to the hybrid vehicle shown in FIG. In the present invention, an internal combustion engine such as a gasoline engine (hereinafter referred to as an engine) as a power source may be a drive source for driving a vehicle and a generator drive source. Furthermore, the drive source is an engine and a motor generator, and any vehicle that can travel with the power of the motor generator (whether the engine is stopped or not stopped) may be used. (It is not limited to so-called series type or parallel type hybrid vehicles). This battery is a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery, and the type thereof is not particularly limited.
ハイブリッド車両は、エンジン120と、モータジェネレータ(MG)140とを含む。なお、図1においては、説明の便宜上、モータジェネレータ140を、モータ140Aとジェネレータ140B(あるいはモータジェネレータ140B)と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ140Aがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ140Bがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。なお、駆動源はエンジン120のみであって、モータジェネレータ140はエンジン120により駆動される発電機としてのみ機能するものであってもよい。
The hybrid vehicle includes an
ハイブリッド車両は、この他に、エンジン120やモータジェネレータ140で発生した動力を駆動輪160に伝達したり、駆動輪160の駆動をエンジン120やモータジェネレータ140に伝達する減速機180と、エンジン120の発生する動力を駆動輪160とジェネレータ140Bとの2経路に分配する動力分割機構(たとえば、遊星歯車機構)200と、モータジェネレータ140を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ220と、走行用バッテリ220の直流とモータ140Aおよびジェネレータ140Bの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ240と、走行用バッテリ220の充放電状態(たとえば、SOC(State Of Charge))を管理制御するバッテリ制御ユニット(以下、バッテリECU(Electronic Control Unit)という)260と、エンジン120の動作状態を制御するエンジンECU280と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ140およびバッテリECU260、インバータ240等を制御するMG_ECU300と、バッテリECU260、エンジンECU280およびMG_ECU300等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するHV_ECU320等を含む。
In addition to this, the hybrid vehicle transmits the power generated by the
本実施の形態において、走行用バッテリ220とインバータ240との間には昇圧コンバータ242が設けられている。これは、走行用バッテリ220の定格電圧が、モータ140Aやモータジェネレータ140Bの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ220からモータ140Aやモータジェネレータ140Bに電力を供給するときには、昇圧コンバータ242で電力を昇圧する。
In the present embodiment,
なお、図1においては、各ECUを別構成としているが、2個以上のECUを統合したECUとして構成してもよい(たとえば、図1に、点線で示すように、MG_ECU300とHV_ECU320とを統合したECUとすることがその一例である)。
In FIG. 1, each ECU is configured separately, but may be configured as an ECU in which two or more ECUs are integrated (for example,
動力分割機構200は、エンジン120の動力を、駆動輪160とモータジェネレータ140Bとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構(プラネタリーギヤ)が使用される。モータジェネレータ140Bの回転数を制御することにより、動力分割機構200は無段変速機としても機能する。エンジン120の回転力はプラネタリーキャリア(C)に入力され、それがサンギヤ(S)によってモータジェネレータ140Bに、リングギヤ(R)によってモータおよび出力軸(駆動輪160側)に伝えられる。回転中のエンジン120を停止させる時には、エンジン120が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ140Bで電気エネルギに変換して、エンジン120の回転数を低下させる。
The
図1に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、HV_ECU320は、モータジェネレータ140のモータ140Aのみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータ140AおよびエンジンECU280を介してエンジン120を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ220のSOCが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン120の効率が悪い場合に、モータジェネレータ140のモータ140Aのみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、走行用バッテリ220のSOCを低下させることができる(その後の車両停止時に走行用バッテリ220を充電することができる)。
In a hybrid vehicle equipped with a hybrid system as shown in FIG. 1, when a predetermined condition is established for the state of the vehicle,
また、通常走行時には、たとえば動力分割機構200によりエンジン120の動力を2経路に分け、一方で駆動輪160の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ140Bを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ140Aを駆動して駆動輪160の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ220からの電力をモータ140Aに供給してモータ140Aの出力を増大させて駆動輪160に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪160により従動するモータ140Aがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ220に蓄える。なお、走行用バッテリ220の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン120の出力を増加してジェネレータ140Bによる発電量を増やして走行用バッテリ220に対する充電量を増加する。
Further, during normal travel, for example, the
また、走行用バッテリ220の目標SOCはいつ回生が行なわれてもエネルギーが回収できるように、通常は60%程度に設定される。また、SOCの上限値と下限値とは、走行用バッテリ220のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、上限値を80%とし、下限値を30%として設定され、HV_ECU320は、MG_ECU300を介してSOCが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ140による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。特に、後述の説明においては、制御SOC上限を65%、制御SOC下限を50%としている。
In addition, the target SOC of traveling
このようなハイブリッド車両の構成において、本発明は、低温環境において、車両の停止中であってもエンジン120によりモータジェネレータ140を回転させることにより発電する。その発電された電力を走行用バッテリ220に充電することを積極的に実行することにより、走行用バッテリ220の温度を上昇させる。
In such a hybrid vehicle configuration, the present invention generates power by rotating the
図2および図3を参照して、本実施の形態に係るバッテリ制御装置であるHV_ECU320で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このフローチャートで示されるプログラム(サブルーチン)は、予め定められたサイクルタイム(たとえば80msec)で繰り返し実行される。
A control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、HV_ECU320は、SOCおよび車速Vを検知する。
In step (hereinafter, step is described as S) 100,
S200にて、HV_ECU320は、SOCが50%未満であるか否かを判断する。SOCが50%未満であると(S200にてYES)、処理はS300へ移される。もしそうでないと(S200にてNO)、処理はS400へ移される。その後、処理はS600へ移される。S300にて、HV_ECU320は、放電禁止フラグをONにする(セットする)。その後、処理はS600へ移される。
In S200,
S400にて、HV_ECU320は、SOCが52%より高いか否かを判断する。SOCが52%よりも高いと(S400にてYES)、処理はS500へ移される。もしそうでないと(S400にてNO)、処理はS600へ移される。S500にて、HV_ECU320は、放電禁止フラグをOFFにする(リセットする)。その後、処理はS600へ移される。
In S400,
S600にて、HV_ECU320は、SOCが65%より高いか否かを判断する。SOCが65%よりも高いと(S600にてYES)、処理はS700へ移される。もしそうでないと(S600にてNO)、処理はS800へ移される。S700にて、HV_ECU320は、充電禁止フラグをONにする(セットする)。その後、処理はS1000へ移される。
In S600,
S800にて、HV_ECU320は、SOCが63%未満であるか否かを判断する。SOCが63%未満であると(S800にてYES)、処理はS900へ移される。もしそうでないと(S800にてNO)、処理はS1000へ移される。S900にて、HV_ECU320は、充電禁止フラグをOFFにする(リセットする)。その後、処理はS
1000へ移される。
In S800,
1000.
なお、S100〜S800におけるSOCのしきい値は一例であって、本発明がこのような値に限定されるわけではない。特に、S400の52%は制御SOC下限値にΔT(1)(ここでは2%)を加算した値であって、S800の63%は制御SOC上限値にΔT(2)(ここでは2%)を減算した値であって、ΔT(1)とΔT(2)とが一致することを前提としなければならないものではない。 Note that the SOC threshold value in S100 to S800 is an example, and the present invention is not limited to such a value. In particular, 52% of S400 is a value obtained by adding ΔT (1) (here 2%) to the control SOC lower limit value, and 63% of S800 is ΔT (2) (here 2%) as the control SOC upper limit value. Is not necessarily assumed to be equal to ΔT (1) and ΔT (2).
S1000にて、HV_ECU320は、車速Vが0であるか否かを判断する。車速Vが0であると(S1000にてYES)、処理はS1100へ移される。もしそうでないと(S1000にてNO)、処理はS1300へ移される。なお、厳密に車速V=0で判断するのではなく、車両が停止中であることを判断できればよい。
In S1000,
S1100にて、HV_ECU320は、充電禁止フラグがON状態であるか否かを判断する。充電禁止フラグがON状態であると(S1100にてYES)、処理はS1600へ移される。もしそうでないと(S1100にてNO)、処理はS1200へ移される。S1200にて、HV_ECU320は、充電フラグをONにして(セットして)、放電フラグをOFFにする(リセットする)。その後、処理はS1600へ移される。
In S1100,
S1300にて、HV_ECU320は、放電禁止フラグがON状態であるか否かを判断する。放電禁止フラグがON状態であると(S1300にてYES)、処理はS1400へ移される。もしそうでないと(S1300にてNO)、処理はS1500へ移される。S1400にて、HV_ECU320は、充電フラグをONにして(セットして)、放電フラグをOFFにする(リセットする)。その後、処理はS1600へ移される。S1500にて、HV_ECU320は、充電フラグをOFFにして(リセットして)、放電フラグをONにする(セットする)。その後、処理はS1600へ移される。
In S1300,
S1600にて、HV_ECU320は、バッテリ温度TBを検知する。
S1700にて、HV_ECU320は、バッテリ温度TBが0℃よりも高いか否かを判断する。バッテリ温度TBが0℃より高いと(S1700にてYES)、処理はS1800へ移される。もしそうでないと(S1700にてNO)、この処理は終了する。S1800にて、HV_ECU320は、充電フラグをOFFにして(リセットして)、放電フラグをOFFにする(リセットする)。
In S1600,
In S1700,
上述した充電フラグがONであると、HV_ECU320は、優先的にモータジェネレータ140を発電機として用いて走行用バッテリ220を充電するように制御して、放電フラグがONであると、HV_ECU320は、優先的にモータジェネレータ140を電動機として用いて走行用バッテリ220から放電するように制御する。これに加えて、放電フラグがONであると、回生制動による充電制御を禁止したり、エンジン120を停止してモータのみで走行したりする。なお、このような制御を行なう前提として、充電禁止フラグがONであると充電は禁止され、放電禁止フラグがONであると放電は禁止される。
When the above-described charging flag is ON, the
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るバッテリ制御装置であるHV_ECU320の動作について、図4を参照しつつ説明する。特に、本発明によるSOCの変化を図4(C)に、従来技術によるSOCの変化を図4(E)に、それぞれ示す。
An operation of
走行用バッテリ220のSOCと車速Vとが検知され(S100)、SOCが50%未満であると(S200にてYES)、放電禁止フラグがONに(セット)される(S300)。SOCが52%よりも高いと(S400にてYES)、放電禁止フラグがOFFに(リセット)される(S500)。さらに、SOCが65%よりも高いと(S600にてYES)、充電禁止フラグがONに(セット)される(S700)。SOCが63%未満であると(S800にてYES)、充電禁止フラグがOFFに(リセット)される(S900)。
When SOC of traveling
車両が走行中であって(S1000にてNO)放電禁止フラグがON(セット)状態であると(S1300にてYES)、充電フラグがONにされて放電フラグがOFFにされて(S1400)、モータジェネレータ140が発電機として使用されて、走行用バッテリ220が充電されるフラグの状態になる。この結果、S1700にてTB>0でないとき(すなわち、低温時であって、S1700にてNO)にはフラグの状態が変更されないので(S1800の処理が行なわれない)、モータジェネレータ140が発電機として使用されて、走行用バッテリ220が充電されて、走行用バッテリ220の温度が上昇する。
If the vehicle is running (NO in S1000) and the discharge prohibition flag is ON (set) (YES in S1300), the charge flag is turned ON and the discharge flag is turned OFF (S1400). The
車両が走行中であって(S1000にてNO)放電禁止フラグがOFF(リセット)状態であると(S1300にてNO)、充電フラグがOFFにされて放電フラグがONにされて、モータジェネレータ140が電動機として使用されて、走行用バッテリ220から優先的に放電されてSOCが低下される(図4の時刻t(1)からt(2)まで)。このように車両の走行中に、放電を優先させておくことにより(制御SOC上限に到達しなくても放電を行なうことにより)、以下に示すように、車両の停止中に充電が可能な時間を延ばすことができる。
If the vehicle is running (NO in S1000) and the discharge prohibition flag is OFF (reset) (NO in S1300), the charge flag is turned OFF, the discharge flag is turned ON, and
一方、車両が停止中であって(S1000にてYES)充電禁止フラグがON(セット)状態でないと(S1100にてNO)、充電フラグがONにされて放電フラグがOFFにされて、モータジェネレータ140が発電機として使用されて、走行用バッテリ220が充電されるフラグの状態になる。この結果、S1700にてTB>0でないとき(すなわち、低温時であって、S1700にてNO)にはフラグの状態が変更されないので(S1800の処理が行なわれない)、モータジェネレータ140が発電機として使用されて、走行用バッテリ220が充電されて、走行用バッテリ220の温度が上昇する。
On the other hand, if the vehicle is stopped (YES in S1000) and the charge prohibition flag is not ON (set) (NO in S1100), the charge flag is turned ON and the discharge flag is turned OFF, and the
図4(E)に示すように、従来の技術では、走行中に制御SOC上限(たとえば65%)に到達して始めて放電されていた。このため、その後、車両が停止したときには、図4(C)に示すようによりもSOCが高い状態であって、車両の停車中に充電を始めると時刻t(3)よりも早い時刻で、充電できない状態に陥っていた。 As shown in FIG. 4 (E), in the conventional technique, the electric discharge is not started until the control SOC upper limit (for example, 65%) is reached during traveling. Therefore, after that, when the vehicle stops, the SOC is higher than that shown in FIG. 4C, and charging starts at time earlier than time t (3) when charging is started while the vehicle is stopped. I was in a state where I couldn't.
本願発明では、図4(C)に示すように、走行中に制御SOC上限に到達しなくても優先的に放電されていた。このため、その後、車両が停止したときには、図4(C)に示すようにSOCが低い状態になり、車両の停車中に充電を始めると時刻t(3)まで充電を行なうことができる。 In the present invention, as shown in FIG. 4 (C), the electric discharge was preferentially discharged even if the control SOC upper limit was not reached during traveling. Therefore, when the vehicle stops thereafter, the SOC becomes low as shown in FIG. 4C, and charging can be performed until time t (3) when charging is started while the vehicle is stopped.
すなわち、本発明においては、時刻t(3)から時刻t(4)までの時間が、従来に比べて短くなっている。従来は、走行時において優先的に放電しなかったので、走行用バッテリ220のSOCが大きく低下しないで、停止時に充電を始めてまもなく走行用バッテリ220のSOCが制御SOC上限に到達するので、停止時においてすぐに充放電が行なわれないようになっていた。
That is, in the present invention, the time from the time t (3) to the time t (4) is shorter than the conventional time. Conventionally, since the discharge was not preferentially performed during traveling, the SOC of the traveling
このように、車両停止中であっても、走行用バッテリ220が充電されるので充電電流が走行用バッテリ220を流れて、内部抵抗によるジュール熱が発生して(さらにこのようなジュール熱に加えて充電に伴うバッテリ内部における化学反応による反応熱が発生して)、走行用バッテリ220の温度を上昇させることができる。特に、車両走行中に(モータ走行を優先させる、回生制動を禁止する等の制御を実行して)、走行用バッテリ220のSOCを低下させておくことにより、放電できない停止中において、走行用バッテリ220のSOCが低下している。このため、従来においては充放電できなかった停止中においても、走行用バッテリ220を充電することができるようになって、走行用バッテリの温度を上昇させることができる。
In this way, even when the vehicle is stopped, the traveling
以上のようにして、本実施の形態に係るバッテリ制御装置によると、車両の停止中に充放電が発生しないためにバッテリの温度が上昇しないことを、停止前の走行中に優先的に放電しておいてSOCを低下せしめておき、車両の停止中にエンジンを用いてモータジェネレータを発電機として使用してバッテリを充電させてバッテリ温度を上昇させることができる。 As described above, according to the battery control device of the present embodiment, the fact that the battery temperature does not rise because charging / discharging does not occur during the stop of the vehicle is preferentially discharged during the travel before the stop. In addition, the SOC can be lowered and the battery temperature can be increased by charging the battery using the motor generator as a generator using the engine while the vehicle is stopped.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
120 エンジン、140 モータジェネレータ、160 駆動輪、180 減速機、200 動力分割機構、220 走行用バッテリ、240 インバータ、242 昇圧コンバータ、260 バッテリECU、280 エンジンECU、300 MG_ECU、320 HV_ECU。 120 engine, 140 motor generator, 160 drive wheel, 180 speed reducer, 200 power split mechanism, 220 battery for travel, 240 inverter, 242 boost converter, 260 battery ECU, 280 engine ECU, 300 MG_ECU, 320 HV_ECU.
Claims (3)
前記二次電池の温度を検知するための温度検知手段と、
前記二次電池の充電状態を検知するための充電状態検知手段と、
前記二次電池の充放電を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記二次電池の充電量に応じて充電禁止範囲と放電禁止範囲とがそれぞれ定められ、前記二次電池の温度が予め定められたしきい値よりも高い場合において、前記充電禁止範囲の下限値を上限とし、かつ前記放電禁止範囲の上限値を下限とした制御範囲の中で、前記二次電池の充放電を行ない、
前記二次電池の温度が予め定められたしきい値よりも低い場合であって、かつ、前記二次電池の充電量が前記充電禁止範囲および前記放電禁止範囲にない場合において、車両の走行中には、前記充電量が前記充電禁止範囲に到達していなくとも、前記放電禁止範囲の上限値を下限としたまま、放電を優先して前記車両の停止中は充電するように制御するための手段を含む、車両に搭載された二次電池の制御装置。 A control device for a secondary battery mounted on a vehicle comprising an engine that drives the vehicle and a rotating electrical machine that generates electric power by the driving force of the engine,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the secondary battery;
Charging state detection means for detecting the charging state of the secondary battery;
Control means for controlling charging and discharging of the secondary battery,
The control means determines a charge prohibition range and a discharge prohibition range in accordance with a charge amount of the secondary battery, respectively, and when the temperature of the secondary battery is higher than a predetermined threshold value, In the control range with the lower limit value of the prohibited range as the upper limit and the upper limit value of the discharge prohibited range as the lower limit, charging and discharging the secondary battery,
When the temperature of the secondary battery is lower than a predetermined threshold value and the amount of charge of the secondary battery is not in the charge prohibited range and the discharge prohibited range, the vehicle is running In order to control the charging so as to give priority to discharging while the vehicle is stopped with the upper limit value of the discharging prohibited range set as the lower limit even if the charging amount has not reached the charging prohibited range . The control apparatus of the secondary battery mounted in the vehicle containing a means.
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