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JP6791345B2 - Operation mode control device, mobile body - Google Patents

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JP6791345B2
JP6791345B2 JP2019224137A JP2019224137A JP6791345B2 JP 6791345 B2 JP6791345 B2 JP 6791345B2 JP 2019224137 A JP2019224137 A JP 2019224137A JP 2019224137 A JP2019224137 A JP 2019224137A JP 6791345 B2 JP6791345 B2 JP 6791345B2
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Description

本発明は、動作モード制御装置、移動体に関する。 The present invention, the operation mode control equipment, relating to moving body.

従来、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)やHEV(Hybrid Electric Vehicle)に代表されるハイブリッド走行が可能な移動体には、多くの場合、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の一般市販電池が使用されている。 Conventionally, general commercial batteries such as lithium ion batteries and nickel-hydrogen batteries are often used for moving bodies capable of hybrid driving such as PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) and HEV (Hybrid Electric Vehicle). Has been done.

しかし、従来のリチウムイオン電池やニッケル水素電池では、SOCが低下すると、電池の出力低下が大きくなり、モータ駆動能力が低下する。その結果、電池による十分なアシスト性能が得られず、燃費が悪くなる等の欠点があった。又、HEVでは、なるべく少ない電池で出力を確保してアシストする必要があるため、電池を高SOC側で使用しなければならない。その結果、電池の保存劣化が激しくなり、電池の寿命が短くなる等の欠点があった。ここで、SOC(State Of Charge)とは、電池の残容量である。 However, in conventional lithium-ion batteries and nickel-metal hydride batteries, when the SOC decreases, the output of the battery decreases significantly, and the motor drive capability decreases. As a result, sufficient assist performance by the battery cannot be obtained, and there are drawbacks such as poor fuel consumption. Further, in HEV, it is necessary to secure the output and assist with as few batteries as possible, so the batteries must be used on the high SOC side. As a result, there are drawbacks such as severe storage deterioration of the battery and shortening of the battery life. Here, SOC (State Of Charge) is the remaining capacity of the battery.

例えば、PHEVでは、電池の高SOC側(SOCが高い領域)ではEV走行(エンジンを使用せず、電池によりモータのみを駆動させて走行)させ、低SOC側(SOCが低い領域)ではHEV走行(エンジンとモータとを併用して走行)させる。そのため、例えば、PHEVでEV走行時に、SOCが低下して電池の出力低下が大きくなり、モータ駆動能力が低下してエンジン始動が必要になった場合、エンジン始動のために電池の出力が奪われて更にモータ駆動能力が低下する。 For example, in PHEV, EV running (running by driving only the motor with a battery without using an engine) on the high SOC side of the battery (region with high SOC) and HEV running on the low SOC side (region with low SOC). (Running with both engine and motor). Therefore, for example, when the vehicle is running on an EV with a PHEV, the SOC decreases and the battery output decreases significantly, and when the motor drive capacity decreases and the engine needs to be started, the battery output is deprived for the engine start. The motor drive capacity is further reduced.

そこで、この問題を改善するために、SOCが低下しても電池の出力を出すことを優先させ、エンジン始動のタイミングを遅らせる技術が提案されている。 Therefore, in order to improve this problem, a technique has been proposed in which the output of the battery is prioritized even if the SOC is lowered and the timing of starting the engine is delayed.

しかしながら、上記の技術は、SOCが低下した場合の電池の出力不足を根本から解決できるものではない。そのため、上記の技術では、車の走行性能の低下や燃費の低下、車に搭載する電池の寿命の低下という欠点を解消することはできない。 However, the above technique cannot fundamentally solve the insufficient output of the battery when the SOC is lowered. Therefore, the above-mentioned technology cannot eliminate the drawbacks of a decrease in the running performance of the vehicle, a decrease in fuel consumption, and a decrease in the life of the battery mounted on the vehicle.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド走行が可能な移動体の走行性能や燃費を向上し、移動体に搭載される電池の寿命を延ばすことが可能な動作モード制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and an operation mode control device capable of improving the running performance and fuel efficiency of a moving body capable of hybrid running and extending the life of a battery mounted on the moving body. The challenge is to provide.

本動作モード制御装置は、電池と、前記電池から供給される電力により動作するモータと、エンジンと、を備える移動体の動作モードを制御する動作モード制御装置であって、前記モータのみで動作する第1モードと、前記モータと前記エンジンとを併用して動作する第2モードと、の切り替えを制御可能に構成され、前記電池は、電池電圧に対して出力特性の異なる複数の材料を有する電極を備え、第1の極小値と、前記極小値より低残容量側の極大値と、前記極大値より低残容量側の第2の極小値と、を有する残容量対出力特性と、前記極大値よりも低残容量側に最大値を有する残容量対入力特性と、を有し、前記残容量対出力特性において、前記第1の極小値と対応する残容量が第1残容量であり、前記極大値と対応する残容量が第2残容量であり、前記最大値及び前記第2の極小値と対応する残容量が第3残容量であり、残容量が前記第3残容量を含む所定範囲において、前記第1モード又は前記第2モードで動作する動作領域を有するように前記動作モードを制御し、残容量が前記第3残容量以下となった場合に、前記電池の充電を開始する、ことを要件とする。 This operation mode control device is an operation mode control device that controls the operation mode of a moving body including a battery, a motor operated by electric power supplied from the battery, and an engine, and operates only by the motor. The switching between the first mode and the second mode in which the motor and the engine are operated in combination can be controlled, and the battery is an electrode having a plurality of materials having different output characteristics with respect to the battery voltage. The remaining capacity vs. output characteristic having a first minimum value, a maximum value on the residual capacity side lower than the minimum value, and a second minimum value on the residual capacity side lower than the maximum value, and the maximum value. It has a remaining capacity vs. input characteristic having a maximum value on the lower remaining capacity side than the value, and in the remaining capacity vs. output characteristic, the remaining capacity corresponding to the first minimum value is the first remaining capacity. The remaining capacity corresponding to the maximum value is the second remaining capacity, the remaining capacity corresponding to the maximum value and the second minimum value is the third remaining capacity, and the remaining capacity includes the third remaining capacity. In the range, the operation mode is controlled so as to have an operation area operating in the first mode or the second mode, and when the remaining capacity becomes equal to or less than the third remaining capacity, charging of the battery is started. , Is a requirement.

開示の技術によれば、ハイブリッド走行が可能な移動体の走行性能や燃費を向上し、移動体に搭載される電池の寿命を延ばすことが可能な動作モード制御装置を提供できる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide an operation mode control device capable of improving the running performance and fuel efficiency of a moving body capable of hybrid running and extending the life of a battery mounted on the moving body.

第一の実施形態の動作モード制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hybrid vehicle to which the operation mode control device of 1st Embodiment is applied. 一般的なリチウムイオン電池のSOC対出力特性を例示する図である。It is a figure which illustrates the SOC vs. output characteristic of a general lithium ion battery. 第一の実施形態の電池のSOC対出力特性を例示する図である。It is a figure which illustrates the SOC vs. output characteristic of the battery of 1st Embodiment. 第一の実施形態のモード切り替えについて説明する図(その1)である。It is a figure (the 1) explaining the mode switching of the 1st Embodiment. 第一の実施形態のバッテリ制御ユニットの機能ブロックを例示する図である。It is a figure which illustrates the functional block of the battery control unit of 1st Embodiment. 第一の実施形態のモード切り替えのフローチャートの一例である。It is an example of the flow chart of the mode switching of the first embodiment. 第一の実施形態のモード切り替えについて説明する図(その2)である。It is a figure (the 2) explaining the mode switching of the 1st Embodiment. 第一の実施形態のモード切り替えについて説明する図(その3)である。It is a figure (the 3) explaining the mode switching of the 1st Embodiment. 第一の実施形態のモード切り替えについて説明する図(その4)である。It is a figure (the 4) explaining the mode switching of the 1st Embodiment. 第一の実施形態モード切り替えについて説明する図(その5)である。It is a figure (the 5) explaining the 1st Embodiment mode switching. 第二の実施形態のモード切り替えについて説明する図である。It is a figure explaining the mode switching of the 2nd Embodiment. 第二の実施形態のモード切り替えのフローチャートの一例である。It is an example of the flow chart of the mode switching of the second embodiment. 第三の実施形態のバッテリ制御ユニットが適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hybrid vehicle to which the battery control unit of 3rd Embodiment is applied. 第三の実施形態のバッテリ制御ユニットの機能ブロックを例示する図である。It is a figure which illustrates the functional block of the battery control unit of the 3rd Embodiment. 第三の実施形態のバッテリ制御ユニットの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the battery control unit of 3rd Embodiment. 第三の実施形態の電池の特性を説明する図である。It is a figure explaining the characteristic of the battery of the 3rd Embodiment. 第四の実施形態の電子装置の概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the electronic device of 4th Embodiment. 第四の実施形態の制御部の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the control part of the 4th Embodiment. 第四の実施形態の制御部の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the control part of 4th Embodiment.

(第一の実施形態)
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
(First Embodiment)
Hereinafter, modes for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.

図1は、第一の実施形態の動作モード制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。図1において、バッテリパック10は、電池11と、モニタユニット12とを有する。尚、バッテリパック10には、電池11が最低1つ含まれていればよいが、高出力化のために2つ以上の電池11を直列接続や並列接続しても構わない。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle to which the operation mode control device of the first embodiment is applied. In FIG. 1, the battery pack 10 has a battery 11 and a monitor unit 12. The battery pack 10 may include at least one battery 11, but two or more batteries 11 may be connected in series or in parallel in order to increase the output.

電池11は、充放電可能な電池である。電池11としては、例えば、リチウムイオン電池等を用いることができる。モニタユニット12は、電池11の状態をモニタする機能を有する。モニタユニット12は電圧センサ、電流センサ、温度センサ等を備えていてもよい。 The battery 11 is a battery that can be charged and discharged. As the battery 11, for example, a lithium ion battery or the like can be used. The monitor unit 12 has a function of monitoring the state of the battery 11. The monitor unit 12 may include a voltage sensor, a current sensor, a temperature sensor, and the like.

エンジン20は、ガソリンや軽油等を燃料とする周知の内燃機関である。モータ30は、電動機及び発電機として機能する周知の発電電動機である。尚、電池11はモータ30が電動機として機能する際に電力を供給する役割と、モータ30が発電機として機能する際に回生エネルギを蓄える役割を担っている。 The engine 20 is a well-known internal combustion engine that uses gasoline, light oil, or the like as fuel. The motor 30 is a well-known generator motor that functions as an electric motor and a generator. The battery 11 has a role of supplying electric power when the motor 30 functions as an electric motor and a role of storing regenerative energy when the motor 30 functions as a generator.

PHEVやHEVを含むハイブリッド車両では、エンジン20とモータ30とを併用しており、エンジン20から出力される動力とモータ30から出力される動力の少なくとも一方の動力により走行する。 In a hybrid vehicle including a PHEV or HEV, the engine 20 and the motor 30 are used in combination, and the vehicle travels by at least one of the power output from the engine 20 and the power output from the motor 30.

システム制御ユニット40は、モータ30の動力のみで動作するEVモード(第1モード)と、モータ30の動力とエンジン20の動力とを併用して動作するHEVモード(第2モード)との切り替えを制御可能に構成されたECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)である。システム制御ユニット40は、電池11の充電の制御や回生動作の制御等の他の様々な制御を可能に構成されていても構わない。 The system control unit 40 switches between an EV mode (first mode) that operates only by the power of the motor 30 and an HEV mode (second mode) that operates by using the power of the motor 30 and the power of the engine 20 together. It is an ECU (Electronic Control Unit) configured to be controllable. The system control unit 40 may be configured to enable various other controls such as control of charging of the battery 11 and control of regenerative operation.

システム制御ユニット40は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、メインメモリ等を含むように構成することができる。この場合、システム制御ユニット40の各種機能は、ROM等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてCPUにより実行されることによって実現できる。システム制御ユニット40のCPUは、必要に応じてRAMからデータを読み出したり、格納したりできる。尚、システム制御ユニット40は、本発明に係る動作モード制御装置の代表的な一例である。 The system control unit 40 can be configured to include, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a main memory, and the like. In this case, various functions of the system control unit 40 can be realized by reading the program recorded in the ROM or the like into the main memory and executing it by the CPU. The CPU of the system control unit 40 can read and store data from the RAM as needed. The system control unit 40 is a typical example of the operation mode control device according to the present invention.

バッテリ制御ユニット50は、電池11の充放電状態を管理制御する機能を有し、充電部60を介して電池11を充電する。尚、ハイブリッド車両がPHEVである場合には、充電部60には外部電源用プラグ65が設けられており、外部電源用プラグ65をコンセントに差し込むことで直接充電可能である。 The battery control unit 50 has a function of managing and controlling the charge / discharge state of the battery 11, and charges the battery 11 via the charging unit 60. When the hybrid vehicle is a PHEV, the charging unit 60 is provided with an external power supply plug 65, and the charging unit 60 can be directly charged by inserting the external power supply plug 65 into an outlet.

バッテリ制御ユニット50は、例えば、CPU、ROM、RAM、メインメモリ等を含むように構成してもよい。この場合、バッテリ制御ユニット50の各種機能は、ROM等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてCPUにより実行されることによって実現できる。バッテリ制御ユニット50のCPUは、必要に応じてRAMからデータを読み出したり、格納したりできる。尚、システム制御ユニット40やバッテリ制御ユニット50は、CAN(Controller Area Network)等により相互にデータの送受信が可能に構成されている。 The battery control unit 50 may be configured to include, for example, a CPU, ROM, RAM, main memory, and the like. In this case, various functions of the battery control unit 50 can be realized by reading the program recorded in the ROM or the like into the main memory and executing it by the CPU. The CPU of the battery control unit 50 can read and store data from the RAM as needed. The system control unit 40 and the battery control unit 50 are configured to be capable of transmitting and receiving data to and from each other by a CAN (Controller Area Network) or the like.

但し、バッテリ制御ユニット50の一部の機能をシステム制御ユニット40が担ってもよいし、システム制御ユニット40の一部の機能をバッテリ制御ユニット50が担ってもよい。又、システム制御ユニット40及びバッテリ制御ユニット50を物理的に1つのECUとして実現してもよいし、3つ以上のECUとして実現してもよい。 However, the system control unit 40 may have a part of the functions of the battery control unit 50, or the battery control unit 50 may have a part of the functions of the system control unit 40. Further, the system control unit 40 and the battery control unit 50 may be physically realized as one ECU, or may be realized as three or more ECUs.

ここで、電池11のSOC対出力特性(残容量対出力特性)について説明する。図2は、一般的なリチウムイオン電池のSOC対出力特性を例示する図である。図3は、第一の実施形態の電池11のSOC対出力特性を例示する図である。図2に示すように、一般的なリチウムイオン電池では、高SOC側で出力が高く、低SOC側で出力が低くなる単調減少の特性となる。 Here, the SOC vs. output characteristic (remaining capacity vs. output characteristic) of the battery 11 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the SOC vs. output characteristics of a general lithium-ion battery. FIG. 3 is a diagram illustrating the SOC vs. output characteristics of the battery 11 of the first embodiment. As shown in FIG. 2, a general lithium-ion battery has a monotonous reduction characteristic in which the output is high on the high SOC side and the output is low on the low SOC side.

これに対し、本実施の形態に係る電池11では、低SOC側でも一部の高SOC側よりも出力が高くなる出力特性となる。つまり、電池11は、所定の残容量(図3の例ではSOC=40%近傍)で出力が極小値Oとなり、極小値Oより低SOC側の所定の残容量で出力が極大値OとなるSOC対出力特性を備えている。尚、電池11の出力は、極小値Oより高SOC側に他の極大値を備えていてもよい。 On the other hand, the battery 11 according to the present embodiment has an output characteristic that the output is higher even on the low SOC side than on some high SOC sides. That is, the battery 11 is predetermined remaining capacity (Fig. 3 in the example SOC = 40% near) the output is minimum value O 1, and the minimum value O 1 from the output at a predetermined remaining capacity of the low SOC side maxima O It has an SOC pair output characteristic of 2 . The output of the battery 11 may be provided with other local maximum value from the high SOC side minimum value O 1.

電池11を図3のような特性とするためには、例えば、正極に、電池電圧に対して出力特性の異なる材料を混ぜた電極を使用すればよい。電池11の具体的な一例としては、Li(POを基本骨格とするリン酸バナジウムリチウム又は該リン酸バナジウムリチウムの構造の一部を変性した類似化合物(以下、リン酸バナジウムリチウムと呼ぶ)と三元系材料(ニッケル、コバルト、アルミニウム等)を混ぜた正極を用いたリチウムイオン電池を挙げることができる。リン酸バナジウムリチウムは、単独では容量を大きく(例えば100Wh/kg以上)することが困難であるが、出力を上げることには有利な材料である。又、三元系材料は、容量を上げることに有利な材料である。尚、負極の材料としては、例えば、グラファイト等を用いることができる。 In order to obtain the characteristics of the battery 11 as shown in FIG. 3, for example, an electrode obtained by mixing a material having different output characteristics with respect to the battery voltage may be used for the positive electrode. As a specific example of the battery 11, vanadium lithium phosphate having Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 as a basic skeleton or a similar compound obtained by modifying a part of the structure of lithium vanadium phosphate (hereinafter, vanadium phosphate). A lithium ion battery using a positive electrode in which (called lithium) and a ternary material (nickel, cobalt, aluminum, etc.) are mixed can be mentioned. Lithium vanadium phosphate alone is difficult to increase in capacity (for example, 100 Wh / kg or more), but it is an advantageous material for increasing the output. Further, the ternary material is an advantageous material for increasing the capacity. As the material of the negative electrode, for example, graphite or the like can be used.

本実施の形態では、システム制御ユニット40は、少なくとも電池11の出力が極小値Oより低SOC側において、ハイブリッド車両がHEVモードで動作する動作領域を有するように制御する。この場合、少なくとも電池11の出力が極大値Oとなる残容量では、ハイブリッド車両がHEVモードで動作するように制御することが好ましい。こうすることで、HEVモードでの出力特性を十分確保できるので、ハイブリッド車両としての走行性能を損なうことがない。又、エンジンからの出力を抑えられるので、ガソリンを節約可能となり、燃費向上につなげることができる。 In this embodiment, the system control unit 40 causes the output low SOC side from the minimum value O 1 for at least the battery 11 is controlled to have an operation area where the hybrid vehicle is operated in HEV mode. In this case, it is preferable to control the hybrid vehicle to operate in the HEV mode at least with the remaining capacity at which the output of the battery 11 reaches the maximum value O 2 . By doing so, the output characteristics in the HEV mode can be sufficiently ensured, so that the running performance as a hybrid vehicle is not impaired. In addition, since the output from the engine can be suppressed, gasoline can be saved, which can lead to improvement in fuel efficiency.

もちろん、どの残容量においてEVモードとHEVモードとを切り替えるかは、設計により、つまりハイブリッド車両の走行特性等から自由に選ぶことができる。例えば、HEVモードのモータアシストを活かすためには、図4における極大値O近傍のA領域(SOC=A〜SOC=Aの領域)のみをHEVモードとして使うことが好ましい。図4は、第一の実施形態のモード切り替えについて説明する図(その1)である。 Of course, the remaining capacity for switching between the EV mode and the HEV mode can be freely selected by design, that is, from the driving characteristics of the hybrid vehicle and the like. For example, in order to take advantage of the motor assist of the HEV mode, it is preferable to use only the maximum value O 2 near the A region (a region of SOC = A 1 ~SOC = A 2 ) in FIG. 4 as HEV mode. FIG. 4 is a diagram (No. 1) for explaining the mode switching of the first embodiment.

ここで、Aは、適宜決定できるが、例えば、電池11の出力が極大値Oと極小値Oの中間程度の値となるSOCとすることができる。又、Aは、適宜決定できるが、例えば、電池11の出力が極大値Oよりも低SOC側においてAでの出力と同程度になるSOCとすることができる。 Here, A 1 can be appropriately determined, but for example, it can be an SOC in which the output of the battery 11 is a value between the maximum value O 2 and the minimum value O 1 . Further, A 2 can be appropriately determined, but for example, the output of the battery 11 can be set to an SOC that is about the same as the output of A 1 on the SOC side lower than the maximum value O 2 .

ここで、図5に示すバッテリ制御ユニットの機能ブロック図、図6に示すフローチャート、図1及び図4を参照しながら、図4のA領域のみをHEVモードとする場合の制御について説明する。図5は、バッテリ制御ユニットの機能ブロックを例示する図である。図6は、第一の実施形態のモード切り替えのフローチャートの一例である。尚、電池11のSOCの初期状態は100%近傍であるとする。 Here, the control when only the area A of FIG. 4 is set to the HEV mode will be described with reference to the functional block diagram of the battery control unit shown in FIG. 5, the flowchart shown in FIG. 6, and FIGS. 1 and 4. FIG. 5 is a diagram illustrating a functional block of the battery control unit. FIG. 6 is an example of a flowchart for mode switching according to the first embodiment. It is assumed that the initial state of the SOC of the battery 11 is around 100%.

まず、図6のステップS101では、システム制御ユニット40は、EVモードを開始する。つまり、エンジン20は使用せず、モータ30のみを使用してハイブリッド車両を走行させる。 First, in step S101 of FIG. 6, the system control unit 40 starts the EV mode. That is, the hybrid vehicle is driven by using only the motor 30 without using the engine 20.

次に、ステップS102では、モニタユニット12は、電池11のモニタリング(監視)を開始する。モニタユニット12は、例えば、電池11の電圧及び電流、電池11の温度をモニタリングする。 Next, in step S102, the monitor unit 12 starts monitoring the battery 11. The monitor unit 12 monitors, for example, the voltage and current of the battery 11 and the temperature of the battery 11.

次に、ステップS103では、バッテリ制御ユニット50は、モニタユニット12がモニタリングした情報に基づいて電池11の現在のSOCを推定する。そして、現在のSOCが、HEVモード開始ポイントとなる既定残容量(予め決定された残容量)に達したか否かを判定する。尚、本例では、図4のA領域のみをHEV走行領域とするので、HEVモード開始ポイントとなる既定残容量は図4のSOC=Aである。 Next, in step S103, the battery control unit 50 estimates the current SOC of the battery 11 based on the information monitored by the monitor unit 12. Then, it is determined whether or not the current SOC has reached the predetermined remaining capacity (predetermined remaining capacity) which is the HEV mode start point. In the present embodiment, since only the region A of FIG. 4 and the HEV drive area, default remaining capacity becomes HEV mode starting point is a SOC = A 1 in FIG. 4.

具体的には、例えば、図5に示すバッテリ制御ユニット50の電池状態検出部51は、モニタユニット12がモニタリングした情報に基づいて、電池11の電圧を継続的に検出している。そして、SOC推定部53は、記憶部52に記憶されている、電圧とSOCとの関係を示すテーブルを読み出し、読み出したテーブルに基づいて、電池11の現在の電圧に対応するSOCを推定する。そして、SOC判定部54は、SOC推定部53が推定したSOCが既定残容量Aに達したか否かを判定する。 Specifically, for example, the battery state detection unit 51 of the battery control unit 50 shown in FIG. 5 continuously detects the voltage of the battery 11 based on the information monitored by the monitor unit 12. Then, the SOC estimation unit 53 reads out a table showing the relationship between the voltage and the SOC stored in the storage unit 52, and estimates the SOC corresponding to the current voltage of the battery 11 based on the read-out table. Then, SOC determination unit 54 determines whether the SOC SOC estimation unit 53 has estimated reaches a predetermined remaining capacity A 1.

このとき、電池11の温度に対応した、電圧とSOCとの関係を示す複数のテーブルを記憶部52に記憶しておくことが好ましい。これにより、電池状態検出部51がモニタユニット12がモニタリングした情報に基づいて電池11の温度を検出し、SOC推定部53が現在の温度に対応したテーブルを読み出すことで、SOCの推定精度を向上できる。 At this time, it is preferable to store in the storage unit 52 a plurality of tables showing the relationship between the voltage and the SOC corresponding to the temperature of the battery 11. As a result, the battery state detection unit 51 detects the temperature of the battery 11 based on the information monitored by the monitor unit 12, and the SOC estimation unit 53 reads out the table corresponding to the current temperature, thereby improving the SOC estimation accuracy. it can.

ステップS103で、SOC判定部54が現在のSOCがHEVモード開始ポイントとなる既定残容量に達していないと判定した場合には、EVモードを継続しながらステップS103の処理を繰り返す。一方、ステップS103で、SOC判定部54が現在のSOCがHEVモード開始ポイントとなる既定残容量に達したと判定した場合には、ステップS104に移行する。 If the SOC determination unit 54 determines in step S103 that the current SOC has not reached the default remaining capacity that is the HEV mode start point, the process of step S103 is repeated while continuing the EV mode. On the other hand, when the SOC determination unit 54 determines in step S103 that the current SOC has reached the predetermined remaining capacity which is the HEV mode start point, the process proceeds to step S104.

そして、ステップ104では、通信部55は、モード切り替え信号をシステム制御ユニット40に送信する。そして、モード切り替え信号を受信したシステム制御ユニット40は、EVモードからHEVモードに切り替えて、HEVモードを開始する。つまり、エンジン20とモータ30とを併用してハイブリッド車両を走行させる。 Then, in step 104, the communication unit 55 transmits the mode switching signal to the system control unit 40. Then, the system control unit 40 that has received the mode switching signal switches from the EV mode to the HEV mode and starts the HEV mode. That is, the engine 20 and the motor 30 are used in combination to drive the hybrid vehicle.

その後、図4においてSOC=Aの点に達した場合には、例えば、モータ30は使用せず、エンジン20のみを使用した走行とすることができる。 After that, when the point of SOC = A 2 is reached in FIG. 4, for example, the running can be performed using only the engine 20 without using the motor 30.

このように、低SOC側で出力が上がる電池(極小値及び前記極小値より低残容量側の極大値を有するSOC対出力特性を備えた電池)をPHEVやHEVを含むハイブリッド車両に適用する。そして、極小値より低SOC側の極大値となるSOCを含む所定のSOC領域をHEVモードとして使用するように制御する。その結果、PHEVでは走行性能や燃費が向上し、HEVでは電池寿命を延ばすことができる。 In this way, a battery whose output increases on the low SOC side (a battery having a minimum value and a maximum value on the residual capacity side lower than the minimum value) is applied to a hybrid vehicle including PHEV and HEV. Then, the predetermined SOC region including the SOC that becomes the maximum value on the SOC side lower than the minimum value is controlled to be used as the HEV mode. As a result, the running performance and fuel efficiency of the PHEV can be improved, and the battery life of the HEV can be extended.

尚、本実施形態のハイブリッド車両では、EV走行時にも回生を行っている。この時、モータ30からのアシストを十分に得るために、図7に示すSOC対出力特性で、例えば、電池11の現在のSOCがB点以下となった場合には、極小値Oに達するまでは、電池11に対する回生動作を行わず、A領域にSOCを早く移行させる制御を行ってもよい。図7は、第一の実施形態のモード切り替えについて説明する図(その2)である。ここで、B点は、電池11の出力が極小値Oよりも高SOC側において極大値Oと等しい値となるSOCである。こうすることで、ハイブリッド車両として十分な走行性能をスムーズに確保できる。この制御は、例えば、システム制御ユニット40により行うことができる。 In the hybrid vehicle of the present embodiment, regeneration is performed even during EV traveling. At this time, in order to obtain sufficient assist from the motor 30, the SOC vs. output characteristic shown in FIG. 7 reaches the minimum value O 1 when, for example, the current SOC of the battery 11 becomes B point or less. Until then, the regenerative operation of the battery 11 may not be performed, and control may be performed to quickly shift the SOC to the A region. FIG. 7 is a diagram (No. 2) for explaining the mode switching of the first embodiment. Here, point B is an SOC in which the output of the battery 11 is equal to the maximum value O 2 on the higher SOC side than the minimum value O 1 . By doing so, sufficient running performance as a hybrid vehicle can be smoothly secured. This control can be performed by, for example, the system control unit 40.

又、図8に示すように、電池11のSOC対出力特性において、出力が極小値Oになる点をEVモードとHEVモードとの中間点(切り替え点)としてもよい。図8は、第一の実施形態のモード切り替えについて説明する図(その3)である。この場合には、出力が極小値Oになる点において、エンジン20とモータ30の総合出力が、ハイブリッド車両として必要な最低出力以上となる設計とすることが好ましい。これにより、電池11からの電力のみで出力を賄うことができ、エンジン20は電池11への充電のみとする構成にすることができ簡便になる。もちろん、この場合にもエンジン20も駆動に活かした走行をしてもよい。 Further, as shown in FIG. 8, in the SOC pair output characteristic of the battery 11, the point where the output becomes the minimum value O 1 may be set as the intermediate point (switching point) between the EV mode and the HEV mode. FIG. 8 is a diagram (No. 3) for explaining the mode switching of the first embodiment. In this case, in that the output is minimum value O 1, the total output of the engine 20 and the motor 30, it is preferable that the required minimum output or to become designed as a hybrid vehicle. As a result, the output can be supplied only by the electric power from the battery 11, and the engine 20 can be configured to charge only the battery 11, which is convenient. Of course, in this case as well, the engine 20 may be used for driving.

又、電池11をHEVに適用する場合には、図9に示すように、A領域をもっぱら使用するように、システム制御ユニット40による制御を行ってもよい。図9は、第一の実施形態のモード切り替えについて説明する図(その4)である。電池は、高SOC領域を維持するほど劣化が進む。このため、一般的な電池では、SOCが60〜80%程度の状態で使用しているのに比較して、本実施形態の電池11では、低SOC領域でHEVモードにできるため、電池寿命を延ばすことができる。又、低SOC側を使用すると充電性能が上がるので、回生能力が上がり、燃費を向上することができる。 Further, when the battery 11 is applied to the HEV, as shown in FIG. 9, the system control unit 40 may control the battery 11 so as to exclusively use the area A. FIG. 9 is a diagram (No. 4) for explaining the mode switching of the first embodiment. The more the battery maintains the high SOC region, the more the deterioration progresses. Therefore, compared to a general battery used in a state where the SOC is about 60 to 80%, the battery 11 of the present embodiment can be set to the HEV mode in a low SOC region, so that the battery life can be extended. Can be extended. Further, when the low SOC side is used, the charging performance is improved, so that the regenerative ability is improved and the fuel consumption can be improved.

又、図10に示すように、電池11のSOC対出力特性において、極小値Oと極大値Oとの出力差が比較的小さく、C−D間の出力が比較的フラットな場合がある。この場合には、少なくともC−D間を含むSOC領域ではHEVモードとなるように、システム制御ユニット40による制御を行ってもよい。図10は、第一の実施形態モード切り替えについて説明する図(その5)である。尚、C−D間でHEVモードで動作する動作領域は連続した1つの領域でなくてもよく、C−D間にHEVモードで動作する複数の動作領域を有してもよい。 Further, as shown in FIG. 10, in the SOC vs. output characteristics of the battery 11, the output difference between the minimum value O 1 and the maximum value O 2 may be relatively small, and the output between CD and CD may be relatively flat. .. In this case, control by the system control unit 40 may be performed so that the HEV mode is set in the SOC region including at least between CD and CD. FIG. 10 is a diagram (No. 5) for explaining the first embodiment mode switching. The operating area operating in the HEV mode between the CDs does not have to be one continuous area, and a plurality of operating areas operating in the HEV mode may be provided between the CDs.

或いは、HEVモードを開始する点をC以下(Cよりも低SOC側)の値に設定してもよい。例えば、SOCが10%程度となった時点でHEVモードを開始するように制御することができる。又、システム制御ユニット40は、Dよりも低SOC側においてHEVモードを継続してもよい。これらの何れの場合も、簡単な制御で燃費向上を見込むことができる。 Alternatively, the point at which the HEV mode is started may be set to a value of C or less (lower SOC side than C). For example, the HEV mode can be controlled to start when the SOC reaches about 10%. Further, the system control unit 40 may continue the HEV mode on the side having a lower SOC than D. In any of these cases, improvement in fuel efficiency can be expected with simple control.

更には、EVモードで電池を使い切ってからHEVモードを開始するように制御してもよい。EVモードでの走行時間を伸ばしたい場合に有効である。 Further, it may be controlled to start the HEV mode after the battery is used up in the EV mode. This is effective when you want to extend the running time in EV mode.

このように、システム制御ユニット40は、出力が極小値Oよりも高SOC側において極大値Oと等しい値となるSOC(第1残容量D)以下であり、かつ、出力が極大値Oよりも低SOC側において極小値Oと等しい値となるSOC(第2残容量C)以上であるSOC領域の全部又は一部ではHEVモードで動作するように制御してもよい。 As described above, the system control unit 40 has an output equal to or less than the SOC (first remaining capacity D) at which the output is equal to the maximum value O 2 on the higher SOC side than the minimum value O 1 , and the output is the maximum value O. it may be controlled to operate in HEV mode in all or part of the SOC region is the minimum value O 1 and equal to the composed SOC (second remaining capacity C) or higher in the low SOC side than 2.

(第二の実施形態)
以下に図面を参照して、本実施形態の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、SOCの値が極大値Oを含む所定の範囲に含まれるとき、ハイブリッド車両を第1モードであるEVモードで動作させる点が第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
(Second embodiment)
A second embodiment of the present embodiment will be described below with reference to the drawings. The second embodiment differs from the first embodiment in that the hybrid vehicle is operated in the EV mode, which is the first mode, when the SOC value is included in a predetermined range including the maximum value O 2 . Therefore, in the following description of the second embodiment, only the differences from the first embodiment will be described, and those having the same functional configuration as the first embodiment will be described in the first embodiment. A code similar to the code used will be assigned, and the description thereof will be omitted.

図11は、第二の実施形態のモード切り替えについて説明する図である。本実施形態では、バッテリ制御ユニット50は、SOCの値が極大値Oを含む所定の範囲であるA領域となったとき、ハイブリッド車両の動作モードを第2モードであるHEVモードから、第1のモードであるEVモードへ切り替える。 FIG. 11 is a diagram illustrating mode switching of the second embodiment. In the present embodiment, when the SOC value becomes the A region, which is a predetermined range including the maximum value O 2 , the operation mode of the hybrid vehicle is changed from the HEV mode, which is the second mode, to the first mode. Switch to EV mode, which is the mode of.

そして、本実施形態のバッテリ制御ユニット50は、SOCの値がA領域の最小値である値Aよりも低下すると、動作モードをEVモードからHEVモードへ切り替える。 Then, when the value of the SOC of the battery control unit 50 of the present embodiment becomes lower than the value A 2 which is the minimum value in the A region, the operation mode is switched from the EV mode to the HEV mode.

本実施形態のA領域は、SOCの値が値Aから値Aまでの範囲の領域である。本実施形態において、値Aは、出力が極小値OとなるSOCの値から出力が極大値OとなるSOCの値までの間の値である。具体的には、例えば、値Aは、対応する出力の値が極小値Oと極大値Oの中間値となるSOCの値であっても良い。 The region A of the present embodiment is an region in which the SOC value ranges from the value A 1 to the value A 2 . In the present embodiment, the value A 1 is a value between the value of SOC whose output is the minimum value O 1 and the value of SOC whose output is the maximum value O 2 . Specifically, for example, the value A 1 may be an SOC value in which the corresponding output value is an intermediate value between the minimum value O 1 and the maximum value O 2 .

本実施形態の値Aは、出力が極小値OとなるSOCの値よりも低い値であって、且つ対応する出力の値が、値Aと対応する出力の値と同じ値となる値であっても良い。また、本実施形態の値Aは、出力の値が、予め決められているカットオフ電圧(放電禁止電圧)と対応する値となる値であっても良い。 The value A 2 of the present embodiment is a value lower than the value of SOC whose output is the minimum value O 1 , and the value of the corresponding output is the same as the value of the output corresponding to the value A 1. It may be a value. Further, the value A 2 of the present embodiment may be a value at which the output value corresponds to a predetermined cutoff voltage (discharge prohibition voltage).

一般的なリチウムイオン電池の出力は、図2に示すように、SOCの低下ともに低下する単純減少の傾向にある。したがって、このリチウムイオン電池を搭載したハイブリッド車両では、SOCの低下により動作モードをEVモードからHEVモードに切り替えた場合には、SOCが増加するまではHEVモードでの動作が継続され、動作モードを再度EVモードに切り替えることは想定されていない。 As shown in FIG. 2, the output of a general lithium-ion battery tends to decrease with a decrease in SOC. Therefore, in a hybrid vehicle equipped with this lithium-ion battery, when the operation mode is switched from EV mode to HEV mode due to a decrease in SOC, the operation in HEV mode is continued until the SOC increases, and the operation mode is changed. It is not expected to switch to EV mode again.

これに対し、本実施形態の電池11では、出力の値がSOCの低下と共に極小値Oまで減少した後に、再度増加に転じ、極大値Oまで増加する。 In contrast, in the battery 11 of the present embodiment, after the value of the output is reduced with a decrease in SOC until the minimum value O 1, started to increase again, increases to the maximum value O 2.

このため、本実施形態では、SOCの低下により動作モードをHEVモードに切り替えた後に、電池11の出力の増加に合わせて再度動作モードをEVモードに切り替えることができる。したがって、本実施形態によれば、一般的なリチウムイオン電池を用いる場合と比べて、長い期間ハイブリッド車両をEVモードで動作させることができ、燃費を向上させることができる。 Therefore, in the present embodiment, after the operation mode is switched to the HEV mode due to the decrease in SOC, the operation mode can be switched to the EV mode again in accordance with the increase in the output of the battery 11. Therefore, according to the present embodiment, the hybrid vehicle can be operated in the EV mode for a long period of time as compared with the case where a general lithium ion battery is used, and the fuel consumption can be improved.

また、本実施形態の電池11では、SOCの値がA領域内にある場合の回生動作による入力の値が、SOCの値が値Aよりも大きい場合の回生動作による入力の値よりも大きくなる。このため、本実施形態の電池11は、SOCの値がA領域内にある場合には、SOCの値が例えば値Aよりも大きい場合と比べて、出力も入力も高い値を得ることができる。 Also, the battery 11 of the present embodiment, the value of the input by the regenerative operation when the value of the SOC is in A region is larger than the value of the input by the regenerative operation when the value of the SOC is larger than the value A 1 Become. Therefore, the battery 11 of the present embodiment, when the value of the SOC is in A region, as compared with the case the value of the SOC, for example, greater than the value A 1, while the output also obtain input even higher values it can.

したがって、本実施形態によれば、ハイブリッド車両をEVモードで動作させながら、電池11のSOCの値をA領域内に維持することが可能となる。このため、本実施形態では、A領域で得られる出力の極大値Oと同程度の出力を得るために、電池11のSOCがA領域よりも高い値となるまで充電する必要がなく、燃費を向上させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to maintain the SOC value of the battery 11 within the A region while operating the hybrid vehicle in the EV mode. Therefore, in the present embodiment, in order to obtain an output comparable to the maximum value O 2 of the output obtained in the A region, it is not necessary to charge the battery 11 until the SOC becomes a value higher than that in the A region, and the fuel consumption is reduced. Can be improved.

また、本実施形態では、電池11のSOCの値をA領域内に維持することで、電池11をSOCの値が比較的低い状態に保つことになり、電池11の劣化や電池11の発熱を抑制することができる。 Further, in the present embodiment, by maintaining the SOC value of the battery 11 in the A region, the SOC value of the battery 11 is kept relatively low, and the deterioration of the battery 11 and the heat generation of the battery 11 are caused. It can be suppressed.

以下に、本実施形態のバッテリ制御ユニット50による動作モードの切り替えについて説明する。図12は、第二の実施形態のモード切り替えのフローチャートの一例である。 The operation mode switching by the battery control unit 50 of the present embodiment will be described below. FIG. 12 is an example of a flowchart for mode switching according to the second embodiment.

図12のステップS1201からステップS1204までの処理は、図6のステップS601からステップS604までの処理と同様であるから、説明を省略する。 Since the processing from step S1201 to step S1204 in FIG. 12 is the same as the processing from step S601 to step S604 in FIG. 6, the description thereof will be omitted.

ステップS1204に続いて、バッテリ制御ユニット50は、SOC推定部53により、SOCの値がEVモード再開ポイントとなったか否かを判定する(ステップS1205)。具体的には、SOC推定部53は、SOCの値が値Aより低くなったか否かを判定している。ステップ1205において、SOCの値が値Aより低くない場合、バッテリ制御ユニット50は、SOCの値が値Aより低くなるまでHEVモードを維持する。 Following step S1204, the battery control unit 50 determines whether or not the SOC value has reached the EV mode restart point by the SOC estimation unit 53 (step S1205). Specifically, SOC estimating unit 53 determines whether or not the value of the SOC is lower than the value A 1. In step 1205, if the SOC value is not lower than the value A 1 , the battery control unit 50 maintains the HEV mode until the SOC value is lower than the value A 1 .

ステップS1205において、SOCの値が値Aより低くなった場合、バッテリ制御ユニット50は、動作モードをHEVモードからEVモードへ切り替え(ステップS1206)、EVモードでの動作を再開する。 When the value of SOC becomes lower than the value A 1 in step S1205, the battery control unit 50 switches the operation mode from the HEV mode to the EV mode (step S1206), and resumes the operation in the EV mode.

続いて、バッテリ制御ユニット50は、SOC推定部53により、SOCの値がHEVモード再開ポイントとなったか否かを判定する(ステップS1207)。具体的には、SOC推定部53は、SOCの値が値Aより低くなったか否かを判定している。ステップ1207において、SOCの値が値Aより低くない場合、バッテリ制御ユニット50は、SOCの値が値Aより低くなるまでEVモードを維持する。 Subsequently, the battery control unit 50 determines whether or not the SOC value has reached the HEV mode restart point by the SOC estimation unit 53 (step S1207). Specifically, SOC estimating unit 53 determines whether or not the value of the SOC is lower than the value A 2. In step 1207, if the SOC value is not lower than the value A 2 , the battery control unit 50 maintains the EV mode until the SOC value is lower than the value A 2 .

ステップS1207において、SOCの値が値Aより低くなった場合、バッテリ制御ユニット50は、動作モードをEVモードからくHEVモードへ切り替え(ステップS1208)、HEVモードでの動作を再開する。 When the SOC value becomes lower than the value A 2 in step S1207, the battery control unit 50 switches the operation mode from the EV mode to the HEV mode (step S1208), and resumes the operation in the HEV mode.

以上のように、本実施形態のバッテリ制御ユニット50は、電池11のSOCの値が出力の値が極大値Oとなる値を含む所定の範囲であるとき、ハイブリッド車両をEVモードで動作させる。すなわち、本実施形態では、電池11の低SOC領域において、ハイブリッド車両をEVモードで動作させる。 As described above, the battery control unit 50 of the present embodiment operates the hybrid vehicle in the EV mode when the SOC value of the battery 11 is within a predetermined range including the value at which the output value becomes the maximum value O 2 . .. That is, in the present embodiment, the hybrid vehicle is operated in the EV mode in the low SOC region of the battery 11.

したがって、本実施形態では、一般的なリチウムイオン電池と比較して長い時間モードでハイブリッド車両を動作させることができ、燃費を向上させることができる。 Therefore, in the present embodiment, the hybrid vehicle can be operated in a longer time mode as compared with a general lithium ion battery, and fuel efficiency can be improved.

尚、低SOC領域とは、例えばSOCの値が40%未満の領域を示し、高SOC領域とはSOCの値が40%以上の領域を示すものであっても良い。 The low SOC region may mean, for example, a region where the SOC value is less than 40%, and the high SOC region may indicate a region where the SOC value is 40% or more.

尚、本実施形態では、HEVモードから再度EVモードに切り替えるときのSOCの値をAとしたが、これに限定されない。本実施形態では、例えば出力が極小値OとなるSOCから出力が極大値OとなるSOCまでの間の何れかの点でHEVモードから再度EVモードに切り替わればよい。 In the present embodiment, the SOC value when switching from the HEV mode to the EV mode again is set to A 1 , but the present invention is not limited to this. In the present embodiment, for example, the HEV mode may be switched to the EV mode again at any point between the SOC where the output becomes the minimum value O 1 and the SOC where the output becomes the maximum value O 2 .

(第三の実施形態)
以下に図面を参照して第三の実施形態について説明する。以下の第三の実施形態の説明において、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号を付与し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following description of the third embodiment, those having the same functional configuration as that of the first embodiment are given the reference numerals used in the description of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

図13は、第三の実施形態のバッテリ制御ユニットが適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。 FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle to which the battery control unit of the third embodiment is applied.

本実施形態のハイブリッド車両は、第一の実施形態のバッテリ制御ユニット50の代わりに、バッテリ制御ユニット50Aを有する。 The hybrid vehicle of this embodiment has a battery control unit 50A instead of the battery control unit 50 of the first embodiment.

本実施形態のバッテリ制御ユニット50Aは、電池11のSOCの値が第一の値となったときに、電池11からの出力を停止させ、電池11のSOCの値が第二の値となったとき、電池11からの出力を再開させる。すなわち、本実施形態のバッテリ制御ユニット50Aは、電池11からの出力の停止及び出力の再開を制御する出力制御装置である。 The battery control unit 50A of the present embodiment stops the output from the battery 11 when the SOC value of the battery 11 becomes the first value, and the SOC value of the battery 11 becomes the second value. At that time, the output from the battery 11 is restarted. That is, the battery control unit 50A of the present embodiment is an output control device that controls the stop and restart of the output from the battery 11.

本実施形態の第一の値とは、第二の値よりも小さい値である。第一の値及び第二の値の詳細は後述する。 The first value of the present embodiment is a value smaller than the second value. Details of the first value and the second value will be described later.

図14は、第三の実施形態のバッテリ制御ユニットの機能ブロックを例示する図である。
本実施形態のバッテリ制御ユニット50Aは、第一の実施形態のバッテリ制御ユニット50の有する各部に加え、電池出力制御部56を有する。
FIG. 14 is a diagram illustrating a functional block of the battery control unit of the third embodiment.
The battery control unit 50A of the present embodiment has a battery output control unit 56 in addition to each unit of the battery control unit 50 of the first embodiment.

本実施形態の電池出力制御部56は、SOC推定部53により推定されるSOCの値が第一の値となったとき、バッテリパック10の電池11からの出力を停止させ、モータ30の回生動作により電池11の充電をさせる。言い換えれば、電池出力制御部56は、SOCの値が第一の値となったとき、電池11からの放電を停止させ、充電を開始させる。 When the SOC value estimated by the SOC estimation unit 53 becomes the first value, the battery output control unit 56 of the present embodiment stops the output from the battery 11 of the battery pack 10 and regenerates the motor 30. Charges the battery 11. In other words, the battery output control unit 56 stops the discharge from the battery 11 and starts charging when the SOC value reaches the first value.

また、本実施形態の電池出力制御部56は、SOC推定部53により推定されるSOCの値が第二の値となったとき、バッテリパック10の電池11からの出力を再開させる。言い換えれば、電池出力制御部56は、SOCの値が第二の値となったとき、電池11からの放電を開始させる。尚、このとき回生動作による電池11の充電は、継続されても良いし停止されても良い。 Further, the battery output control unit 56 of the present embodiment restarts the output from the battery 11 of the battery pack 10 when the SOC value estimated by the SOC estimation unit 53 becomes the second value. In other words, the battery output control unit 56 starts discharging from the battery 11 when the SOC value reaches the second value. At this time, the charging of the battery 11 by the regenerative operation may be continued or stopped.

図15は、第三の実施形態のバッテリ制御ユニットの動作を説明するフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart illustrating the operation of the battery control unit of the third embodiment.

本実施形態のバッテリ制御ユニット50Aは、システム制御ユニット40が起動すると、電池出力制御部56により、SOC推定部53により推定されるSOCの値を監視する(ステップS1501)。続いて、電池出力制御部56はSOCの値が第一の値以下であるか否かを判定する(ステップS1502)。つまり、電池出力制御部56は、電池11のSOCの値が、電池11の出力を停止させる電圧と対応する値となったか否かを判定している。 When the system control unit 40 is activated, the battery control unit 50A of the present embodiment monitors the SOC value estimated by the SOC estimation unit 53 by the battery output control unit 56 (step S1501). Subsequently, the battery output control unit 56 determines whether or not the SOC value is equal to or less than the first value (step S1502). That is, the battery output control unit 56 determines whether or not the SOC value of the battery 11 has become a value corresponding to the voltage at which the output of the battery 11 is stopped.

ステップS1502において、SOCの値が第一の値以下となっていない場合、バッテリ制御ユニット50Aは、後述するステップS1506へ進む。 If the SOC value is not equal to or less than the first value in step S1502, the battery control unit 50A proceeds to step S1506, which will be described later.

ステップS1502において、SOCの値が第一の値以下の場合、電池出力制御部56は、電池11からの出力を停止させ、同時に回生動作による充電を開始させる(ステップS1503)。 In step S1502, when the SOC value is equal to or less than the first value, the battery output control unit 56 stops the output from the battery 11 and at the same time starts charging by the regenerative operation (step S1503).

続いてバッテリ制御ユニット50Aは、電池出力制御部56により、SOC推定部53により推定されるSOCの値が、第二の値以上となったか否かを判定する(ステップS1504)。つまり、電池出力制御部56は、SOCの値が、電池11から出力を開始させる電圧と対応する値となったか否かを判定している。 Subsequently, the battery control unit 50A determines whether or not the SOC value estimated by the SOC estimation unit 53 is equal to or higher than the second value by the battery output control unit 56 (step S1504). That is, the battery output control unit 56 determines whether or not the SOC value has become a value corresponding to the voltage at which output is started from the battery 11.

ステップS1504において、第二の値以上でない場合(第二の値未満の場合)、バッテリ制御ユニット50Aは、後述するステップS1506へ進む。 If the value is not equal to or greater than the second value (less than the second value) in step S1504, the battery control unit 50A proceeds to step S1506 described later.

ステップS1504において、第二の値以上となった場合、バッテリ制御ユニット50Aは、電池出力制御部56により、電池11からの出力を許可する(ステップS1505)。つまり、電池出力制御部56は、電池11からの出力の停止を解除し、電池11からの出力を再開させる。 When the value becomes equal to or higher than the second value in step S1504, the battery control unit 50A permits the output from the battery 11 by the battery output control unit 56 (step S1505). That is, the battery output control unit 56 releases the stop of the output from the battery 11 and restarts the output from the battery 11.

続いてバッテリ制御ユニット50Aは、システム制御ユニット40からの処理の終了指示を受け付けたか否かを判定する(ステップS1506)。ステップS1506において、終了指示を受け付けた場合、バッテリ制御ユニット50Aは、処理を終了する。ステップS1506において、終了指示を受け付けていない場合、バッテリ制御ユニット50Aは、ステップS1501へ戻る。 Subsequently, the battery control unit 50A determines whether or not the processing end instruction from the system control unit 40 has been received (step S1506). When the end instruction is received in step S1506, the battery control unit 50A ends the process. If the end instruction is not received in step S1506, the battery control unit 50A returns to step S1501.

以上のように、本実施形態では、SOCの値が第一の値以下となったとき電池11の出力が停止されて充電が開始され、SOCの値が第二の値以上となったときに電池11からの出力を許可する。すなわち、第一の値は、電池11の出力を停止して充電を開始するか否かを判断するための第一の閾値であり、第二の値は、電池11からの出力を許可するか否かを判定するための第二の閾値である。 As described above, in the present embodiment, when the SOC value becomes equal to or less than the first value, the output of the battery 11 is stopped and charging is started, and when the SOC value becomes equal to or more than the second value. Allows output from battery 11. That is, the first value is the first threshold value for determining whether or not to stop the output of the battery 11 and start charging, and the second value is whether to allow the output from the battery 11. It is a second threshold value for determining whether or not.

次に、図16を参照し、本実施形態の第一の値及び第二の値について説明する。図16は、第三の実施形態の電池の特性を説明する図である。図16(A)は、電池11のSOC対出力特性を示す図であり、図16(B)は、電池11の回生動作におけるSOC対入力特性を示す図である。 Next, with reference to FIG. 16, the first value and the second value of the present embodiment will be described. FIG. 16 is a diagram illustrating the characteristics of the battery of the third embodiment. FIG. 16A is a diagram showing the SOC pair output characteristic of the battery 11, and FIG. 16B is a diagram showing the SOC pair input characteristic in the regenerative operation of the battery 11.

始めに、電池11のSOC対出力特性について説明する。本実施形態の電池11は、低SOC側でも一部の高SOC側よりも出力が高くなる出力特性となる。 First, the SOC vs. output characteristics of the battery 11 will be described. The battery 11 of the present embodiment has an output characteristic that the output is higher even on the low SOC side than on some high SOC sides.

具体的には、本実施形態の電池11のSOC対出力特性では、所定のSOCの値A(図16の例ではSOC=40%近傍)において出力が第一の極小値である極小値Oとなり、極小値Oと対応するSOCよりも値の小さい所定の残容量で出力が極大値Oとなる。また、本実施形態の電池11のSOC対出力特性では、値Aよりも値の小さい所定のSOCの値Aにおいて、出力が、極小値Oよりも値の小さい第二の極小値である極小値Oとなる。 Specifically, in the SOC vs. output characteristics of the battery 11 of the present embodiment, the output is the first minimum value O at a predetermined SOC value A 0 (SOC = 40% in the example of FIG. 16). It becomes 1 , and the output becomes the maximum value O 2 with a predetermined remaining capacity whose value is smaller than the SOC corresponding to the minimum value O 1 . Further, in the SOC versus output characteristics of the battery 11 of the present embodiment, the predetermined SOC value A 3 smaller than the value A 0, the output is at the second minimum value smaller than the minimum value O 1 a certain minimum value O 3.

すなわち、本実施形態の電池11は、SOC対出力特性において、第一の極小値Oと、第二の極小値Oと、を有する。第二の極小値Oは、第一の極小値Oよりも小さい値であり、第二の極小値Oと対応するSOCの値Aは、第一の極小値Oと対応するSOCの値Aよりも小さい値である。また、第二の極小値Oと対応するSOCの値Aは、極大値Oと対応するSOCの値よりも小さい値である。 That is, the battery 11 of the present embodiment has a first minimum value O 1 and a second minimum value O 3 in the SOC pair output characteristic. The second minimum value O 3 is smaller than the first minimum value O 1 , and the SOC value A 3 corresponding to the second minimum value O 3 corresponds to the first minimum value O 1 . it is a value smaller than the value a 0 of SOC. The value A 3 of the SOC corresponding to the second minimum value O 3 is smaller than the value of the SOC corresponding to the maximum value O 2.

次に、本実施形態の電池11のSOC対入力特性について説明する。本実施形態の電池11は、図16(B)に示すように、SOCの値が所定の値Aとなるまで、SOCの値の低下にしたがって、電池11に入力されるエネルギは増加していく。 Next, the SOC pair input characteristics of the battery 11 of the present embodiment will be described. Cell 11 of the present embodiment, as shown in FIG. 16 (B), until the value of the SOC becomes a predetermined value A 3, corresponding to the decrease of the SOC value, the energy input to the cell 11 increases to I will go.

したがって、本実施形態の電池11では、SOCが値Aのとき、最も多くのエネルギが入力される。言い換えれば、電池11は、SOCが値Aの近傍にあるとき、最も効率的に充電される。 Therefore, the battery 11 of the present embodiment, SOC is when the value A 3, most of the energy is input. In other words, the battery 11 when the SOC is close to the value A 3, are charged most efficiently.

そこで、本実施形態では、第一の閾値である第一の値を値Aとし、第二の閾値である第二の値を値Aとした。 Therefore, in this embodiment, the first value is a first threshold value to a value A 3, and the second value is a second threshold value to a value A 0.

本実施形態のバッテリ制御ユニット50Aは、SOCの値が値A以下となったとき、電池11からの出力を停止させ、電池11に対する回生動作による充電を開始させる。そして、バッテリ制御ユニット50Aは、電池11のSOCの値が値Aになるまで、電池11の出力を禁止し、回生動作による充電のみを行う。そして、バッテリ制御ユニット50Aは、電池11のSOCの値が値A以上となったとき、電池11からの出力を許可する。 Battery control unit 50A of the present embodiment, when the value of the SOC reaches a value A 3 below, to stop the output from the battery 11, to start charging by regenerative operation to the battery 11. Then, the battery control unit 50A prohibits the output of the battery 11 until the SOC value of the battery 11 reaches the value A 0, and only charges the battery 11 by the regenerative operation. Then, the battery control unit 50A permits the output from the battery 11 when the SOC value of the battery 11 becomes a value A 0 or more.

本実施形態では、以上のように電池11の充放電を制御することで、電池11のSOCの値が、最も効率的に充電を行える値となったときに、充電が開始される。 In the present embodiment, by controlling the charging / discharging of the battery 11 as described above, charging is started when the SOC value of the battery 11 reaches a value at which charging can be performed most efficiently.

SOCの値が値Aまで低下した状況では、電池11の使用状況によっては、残りのSOCを使い切ってしまう可能性がある。したがって、この状況では、可能な限り速やかに充電を行い、電池11のSOCの値を増加させることが望まれる。 In situations where the value of the SOC is lowered to a value A 3, depending usage of the battery 11, which may use up remaining SOC. Therefore, in this situation, it is desirable to charge the battery as quickly as possible to increase the SOC value of the battery 11.

本実施形態の電池11では、SOCの値が低下するともに、電池11に入力されるエネルギが増加し、SOCの値が値Aまで低下したとき、入力されるエネルギは最大値Pとなる。 In the battery 11 of the present embodiment, both the value of the SOC is decreased, increased energy input to the battery 11, when the value of the SOC is lowered to a value A 3, energy input is the maximum value P.

本実施形態では、この点に着目し、SOCの値が値Aまで低下したときに、電池11の出力を停止して回生動作による電池11の充電を開始させる。そして、本実施形態では、電池11のSOCの値が値Aとなったとき、電池11の出力を許可する。尚、電池11の出力が許可されたとき、充電は停止されても良いが、停止されなくても良い。 This embodiment focuses on this point, when the value of the SOC is lowered to a value A 3, to start charging of the battery 11 by the regenerative operation to stop the output of the battery 11. In the present embodiment, when the value of the SOC of the battery 11 becomes a value A 0, permitting output of the battery 11. When the output of the battery 11 is permitted, the charging may be stopped, but it may not be stopped.

以下に、電池11のSOCの値が値Aとなったとき、電池11の出力を許可する理由について説明する。 The reason why the output of the battery 11 is permitted when the SOC value of the battery 11 becomes the value A 0 will be described below.

本実施形態では、図16(A)に示すように、電池11の出力が極小値Oとなった後に、SOCの値と共に出力は増加していく。したがって、電池11では、SOCの値が値Aから増加しても減少しても、極小値Oよりも大きい出力を得ることができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 16 (A), after becoming the output is minimum value O 1 of the battery 11, the output increases with SOC values. Therefore, in the battery 11, even if the SOC value increases or decreases from the value A 0, an output larger than the minimum value O 1 can be obtained.

このような場合には、充電のための電力、SOCの上昇による電池11の発熱や劣化を考慮すれば、電池11を充電してSOCの値を増加させて高い出力を得るよりも、電池11からの出力を継続してSOCの値を減少させて同等の出力を得た方が効率的と言える。したがって、本実施形態では、電池11のSOCの値が値Aとなったとき、電池11の出力を許可するものとした。 In such a case, considering the power for charging and the heat generation and deterioration of the battery 11 due to the increase in SOC, the battery 11 is more than the battery 11 is charged to increase the SOC value to obtain a high output. It can be said that it is more efficient to obtain the same output by continuously reducing the value of SOC by continuing the output from. Therefore, in the present embodiment, when the value of the SOC of the battery 11 becomes a value A 0, it was intended to allow the output of the battery 11.

尚、本実施形態では、電池11のSOCがH領域内にあるときに、極大値Oよりも近い出力が要求された場合には、エンジンによる出力で補えばよい。 In the present embodiment, when the SOC of the battery 11 is in the H region and an output closer to the maximum value O 2 is required, the output from the engine may be used to compensate.

本実施形態では、このように電池11からの出力を制御することで、電池11のSOCの値は、値Aから値AまでのH領域内に維持される期間を長くするこができる。 In the present embodiment, by controlling the output from the battery 11 in this way, the SOC value of the battery 11 can be maintained in the H region from the value A 0 to the value A 3 for a long period of time. ..

本実施形態のH領域は、極大値Oを含み、SOCの値が70%程度のときの出力と同程度の出力を得ることができる領域である。さらに、本実施形態のH領域は、回生動作により入力されるエネルギが、H領域よりも高SOC側の場合と比べて大きく、速やかに充電を行うことができる領域である。 The H region of the present embodiment is a region that includes the maximum value O 2 and can obtain an output similar to the output when the SOC value is about 70%. Further, the H region of the present embodiment is a region in which the energy input by the regenerative operation is larger than that in the case of the higher SOC side than the H region, and charging can be performed quickly.

したがって、本実施形態では、電池11をH領域で使用することで、SOCの値が値A以下となった場合には速やかにSOCの値が値Aまで回復し、SOCの値が値A以上になると、SOCの値を低い状態に保ちながら高い出力を得ることができる。 Therefore, in the present embodiment, by using the battery 11 in the H region, when the SOC value becomes the value A 3 or less, the SOC value quickly recovers to the value A 0 , and the SOC value becomes the value. When it becomes A 0 or more, a high output can be obtained while keeping the SOC value in a low state.

これに対し、一般的なリチウムイオン電池では、SOC対出力特性は、SOCの低下と共に出力も低下する単純減少の傾向を有するものであり、リチウムイオン電池からの出力を停止するSOCの値と、リチウムイオン電池からの出力を開始するSOCの値との関係性については、考慮されていない。 On the other hand, in a general lithium-ion battery, the SOC pair output characteristic tends to be a simple decrease in which the output decreases as the SOC decreases, and the value of the SOC that stops the output from the lithium-ion battery and the value of the SOC The relationship with the value of SOC that starts the output from the lithium-ion battery is not considered.

本実施形態では、上述したSOC対出力特性及びSOC対入力特性を有する電池11のSOCの値をH領域内に維持することで、例えば一般的なリチウムイオン電池と同じ重量の電池11をハイブリッド車両に搭載した場合に、一般的なリチウムイオン電池が搭載された場合よりも高い出力を得ることができる。 In the present embodiment, by maintaining the SOC value of the battery 11 having the above-mentioned SOC vs. output characteristics and SOC vs. input characteristics in the H region, for example, a battery 11 having the same weight as a general lithium ion battery is used as a hybrid vehicle. When mounted on, a higher output can be obtained than when a general lithium-ion battery is mounted.

尚、図16の例では、H領域は、SOCの値Aから値Aまでとしたが、これに限定されない。本実施形態のH領域は、例えは極大値Oと対応するSOCの値を含んでいれば良い。また、本実施形態のH領域は、さらに、値Aから値Aまでの間にあることが好ましい。 In the example of FIG. 16, the H region is set to SOC values A 0 to A 3 , but is not limited to this. The H region of the present embodiment may include, for example, the maximum value O 2 and the corresponding SOC value. Further, it is preferable that the H region of the present embodiment is further between the value A 0 and the value A 3 .

したがって、本実施形態のH領域は、値Aから値Aまでであっても良いし、値Aから値Aまでであっても良いし、値Aから値Aまでであっても良い。 Therefore, the H region of the present embodiment may be a value A 1 to a value A 2 , a value A 0 to a value A 2 , or a value A 1 to a value A 3. You may.

以上のように、本実施形態では、SOCがH領域内となる状態で、電池11を使用することで、電池11のSOCが比較的低い状態に維持することができ、電池11の劣化や発熱を抑制することができる。また、本実施形態では、電池11の発熱を抑制できるため、冷却を行うためのエネルギが不要となり、燃費を向上させることができる。 As described above, in the present embodiment, by using the battery 11 in the state where the SOC is in the H region, the SOC of the battery 11 can be maintained in a relatively low state, and the battery 11 deteriorates and generates heat. Can be suppressed. Further, in the present embodiment, since the heat generation of the battery 11 can be suppressed, energy for cooling is not required, and fuel efficiency can be improved.

尚、本実施形態では、電池11の出力を許可するSOCの値を値Aとしたが、電池11の出力を許可するSOCの値は、値Aから極大値Oと対応するSOCの値Aの間の値であっても良い。 In the present embodiment, the value of the SOC that allows the output of the battery 11 is set to the value A 0 , but the value of the SOC that allows the output of the battery 11 is the value of the SOC corresponding to the maximum value O 2 from the value A 0 . it may be a value between the values a 2.

(第四の実施形態)
以下に図面を参照して第四の実施形態について説明する。第四の実施形態は、第三の実施形態を電子機器に適用した形態である。以下の第四の実施形態の説明では、第三の実施形態と同様の機能構成を有するものには第三の実施形態の説明で用いた符号を付与し、その説明を省略する。
(Fourth Embodiment)
The fourth embodiment will be described below with reference to the drawings. The fourth embodiment is an embodiment in which the third embodiment is applied to an electronic device. In the following description of the fourth embodiment, the reference numerals used in the description of the third embodiment are given to those having the same functional configuration as that of the third embodiment, and the description thereof will be omitted.

図17は、第四の実施形態の電子装置の概略を説明する図である。本実施形態の電子機器1は、電池パック100と、負荷300とを有し、充電器400と接続される。 FIG. 17 is a diagram illustrating an outline of an electronic device according to a fourth embodiment. The electronic device 1 of the present embodiment has a battery pack 100 and a load 300, and is connected to the charger 400.

本実施形態の電池パック100は、端子T1、端子T2、充電器接続端子T3、抵抗R1、電池11、保護回路200、放電制御用のスイッチ素子SW120、充電制御用のスイッチ素子SW130、寄生ダイオード121、131を有する。 The battery pack 100 of this embodiment includes a terminal T1, a terminal T2, a charger connection terminal T3, a resistor R1, a battery 11, a protection circuit 200, a switch element SW120 for discharge control, a switch element SW130 for charge control, and a parasitic diode 121. , 131.

本実施形態の保護回路200は、電池11の充放電制御用の半導体デバイスである。本実施形態の保護回路200は、制御部210、過充電検出部220と、過放電検出部230と、過電流検出部240とを有する。 The protection circuit 200 of this embodiment is a semiconductor device for charge / discharge control of the battery 11. The protection circuit 200 of the present embodiment includes a control unit 210, an overcharge detection unit 220, an overdischarge detection unit 230, and an overcurrent detection unit 240.

本実施形態の制御部210は、放電制御用のスイッチ素子SW120及び充電制御用のスイッチ素子SW130のオン(ON)、オフ(OFF)を制御するマイクロコンピュータ等である。つまり、本実施形態の制御部210は、充放電制御装置である。 The control unit 210 of the present embodiment is a microcomputer or the like that controls ON (ON) and OFF (OFF) of the switch element SW120 for discharge control and the switch element SW130 for charge control. That is, the control unit 210 of this embodiment is a charge / discharge control device.

過充電検出部220は電池11の過充電を検出する。過放電検出部230は電池11の過放電を検出する。過電流検出部240は電池11流れる過電流を検出する。 The overcharge detection unit 220 detects the overcharge of the battery 11. The over-discharge detection unit 230 detects the over-discharge of the battery 11. The overcurrent detection unit 240 detects the overcurrent flowing through the battery 11.

また、電池パック100において、端子T1は電池11のプラス(+)側に接続され、端子T2は電池11のマイナス(−)側に接続されている。端子T1、T2は、電池11の充電時には充電器400からの充電電流が入力される入力端子となる。寄生ダイオード121、131は、スイッチ素子SW120、スイッチ素子SW130のそれぞれの寄生ダイオードを示している。 Further, in the battery pack 100, the terminal T1 is connected to the positive (+) side of the battery 11, and the terminal T2 is connected to the negative (−) side of the battery 11. The terminals T1 and T2 are input terminals to which the charging current from the charger 400 is input when the battery 11 is charged. Parasitic diodes 121 and 131 indicate the parasitic diodes of the switch element SW120 and the switch element SW130, respectively.

本実施形態の過充電検出部220は、電池11が過充電されないように電池電圧を監視し、電池電圧が予め設定された充電禁止電圧より低い場合、通常状態であることを制御部210に通知する。通常状態では、制御部210は、スイッチ素子SW130のゲートをH(High)レベルにし、スイッチ素子SW130をオンにして充電電流を通電させる。 The overcharge detection unit 220 of the present embodiment monitors the battery voltage so that the battery 11 is not overcharged, and notifies the control unit 210 that it is in a normal state when the battery voltage is lower than the preset charge prohibition voltage. To do. In the normal state, the control unit 210 sets the gate of the switch element SW130 to the H (High) level, turns on the switch element SW130, and energizes the charging current.

過充電検出部220は、充電禁止電圧以上の電池電圧を検出した場合、過充電状態であることを制御部210に通知する。過充電状態では、制御部210は、スイッチ素子SW130のゲートをL(Low)レベルにし、スイッチ素子SW130をオフにして充電電流を切断させる。 When the overcharge detection unit 220 detects a battery voltage equal to or higher than the charge prohibition voltage, the overcharge detection unit 220 notifies the control unit 210 that the battery is in the overcharge state. In the overcharged state, the control unit 210 sets the gate of the switch element SW130 to the L (Low) level, turns off the switch element SW130, and cuts off the charging current.

本実施形態の過放電検出部230は、電池11が過放電にならないように電池電圧を監視している。検出電圧が予め設定された放電禁止電圧より高い場合、過放電検出部230は通常状態であることを制御部210に通知する。通常状態では、制御部210は、スイッチ素子SW120のゲートをHレベルにし、スイッチ素子SW120をオンにして放電電流を通電させる。 The over-discharge detection unit 230 of the present embodiment monitors the battery voltage so that the battery 11 does not become over-discharged. When the detection voltage is higher than the preset discharge prohibition voltage, the over-discharge detection unit 230 notifies the control unit 210 that it is in a normal state. In the normal state, the control unit 210 sets the gate of the switch element SW120 to the H level, turns on the switch element SW120, and energizes the discharge current.

過放電検出部230は、放電禁止電圧以下の電池電圧を検出した場合、過放電状態であることを制御部210に通知する。過放電状態では、制御部210はスイッチ素子SW120のゲートをLレベルにし、スイッチ素子SW120をオフにして放電電流を切断させる。 When the over-discharge detection unit 230 detects a battery voltage equal to or lower than the discharge prohibition voltage, the over-discharge detection unit 230 notifies the control unit 210 that it is in an over-discharge state. In the over-discharged state, the control unit 210 sets the gate of the switch element SW120 to the L level, turns off the switch element SW120, and cuts off the discharge current.

本実施形態の過電流検出部240は、電池11を異常負荷又は負荷短絡による過電流から保護するため、スイッチ素子SW120とスイッチ素子SW130に流れる電流を電圧値に変換して監視している。 The overcurrent detection unit 240 of the present embodiment converts the current flowing through the switch element SW120 and the switch element SW130 into a voltage value and monitors the battery 11 in order to protect the battery 11 from an overcurrent due to an abnormal load or a load short circuit.

検出電圧が予め設定された過電流設定電圧より低い場合、過電流検出部240は通常状
態であることを制御部210に通知する。通常状態では、制御部210はスイッチ素子SW120のゲートをHレベルにし、スイッチ素子SW120をオンにして放電電流を通電させる。過電流検出部240は、過電流設定電圧以上の電圧を検出した場合、過電流状態であることを制御部210に通知する。過電流状態では、制御部210はスイッチ素子SW120のゲートをLレベルにし、スイッチ素子SW120をオフにして放電電流を切断させる。
When the detection voltage is lower than the preset overcurrent set voltage, the overcurrent detection unit 240 notifies the control unit 210 that it is in a normal state. In the normal state, the control unit 210 sets the gate of the switch element SW120 to H level, turns on the switch element SW120, and energizes the discharge current. When the overcurrent detection unit 240 detects a voltage equal to or higher than the overcurrent set voltage, the overcurrent detection unit 240 notifies the control unit 210 that it is in an overcurrent state. In the overcurrent state, the control unit 210 sets the gate of the switch element SW120 to the L level, turns off the switch element SW120, and cuts off the discharge current.

本実施形態では、例えば電池11のSOCの値Aと対応する電池電圧を、放電禁止電圧とした(図16参照)。また、本実施形態の制御部210は、電池11の電池電圧が、電池11のSOCの値Aと対応する電池電圧となったとき、スイッチ素子SW120のゲートをHレベルにし、スイッチ素子SW120をオンにして放電電流の通電を再開させる。 In the present embodiment, the battery voltage and the corresponding SOC value A 3, for example cell 11, and a discharge inhibition voltage (see FIG. 16). The control unit 210 of the present embodiment, the battery voltage of the battery 11, when it becomes the corresponding battery voltage value A 0 of the SOC of the battery 11, and the gate of the switch element SW120 to H level, the switch element SW120 Turn on to resume energization of the discharge current.

以下に、図18を参照して本実施形態の制御部210について説明する。図18は、第四の実施形態の制御部の機能構成を示す図である。 The control unit 210 of the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 18 is a diagram showing a functional configuration of a control unit according to a fourth embodiment.

本実施形態の制御部210は、電池電圧監視部221、残容量監視部222、スイッチ制御部223、充電器検出部224、記憶部225を有する。 The control unit 210 of the present embodiment includes a battery voltage monitoring unit 221, a remaining capacity monitoring unit 222, a switch control unit 223, a charger detection unit 224, and a storage unit 225.

電池電圧監視部221は、電池11の電池電圧を監視する。残容量監視部222は、電池11の残容量(SOC)を監視する。具体的には、残容量監視部222は、記憶部225に記憶されている、電池11のSOC対出力特性を示す情報を読み出し、読み出した情報に基づいて、電池11の現在の電圧に対応するSOCを推定する。 The battery voltage monitoring unit 221 monitors the battery voltage of the battery 11. The remaining capacity monitoring unit 222 monitors the remaining capacity (SOC) of the battery 11. Specifically, the remaining capacity monitoring unit 222 reads out the information indicating the SOC vs. output characteristic of the battery 11 stored in the storage unit 225, and corresponds to the current voltage of the battery 11 based on the read out information. Estimate the SOC.

スイッチ制御部223は、スイッチ素子SW120とスイッチ素子SW130のオン/オフを制御する。 The switch control unit 223 controls the on / off of the switch element SW120 and the switch element SW130.

充電器検出部224は、端子T1と充電器接続端子T3との電圧の変化に基づき、充電器400の接続を検出する。 The charger detection unit 224 detects the connection of the charger 400 based on the change in voltage between the terminal T1 and the charger connection terminal T3.

記憶部225は、電池11のSOC対出力特性を示す情報等が格納されている。尚、記憶部225に格納される情報は、例えば図16に示す電池11のSOC対出力特性を示す情報と、SOC対入力特性を示す情報を含んでいても良い。また、記憶部225に格納されるこれらの情報は、異なる温度毎に対応付けられて格納されていても良い。 The storage unit 225 stores information and the like indicating the SOC vs. output characteristics of the battery 11. The information stored in the storage unit 225 may include, for example, information indicating the SOC vs. output characteristic of the battery 11 shown in FIG. 16 and information indicating the SOC pair input characteristic. Further, these pieces of information stored in the storage unit 225 may be stored in association with each other for different temperatures.

次に、図19を参照して本実施形態の制御部210の動作について説明する。図19は、第四の実施形態の制御部の動作を説明するフローチャートである。 Next, the operation of the control unit 210 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a flowchart illustrating the operation of the control unit according to the fourth embodiment.

本実施形態の制御部210は、電池電圧監視部221により、電池11の電池電圧を参照する(ステップS1901)。続いて制御部210は、電池電圧監視部221により、電池電圧が放電禁止電圧以下であるか否かを判定する(ステップS1902)。 The control unit 210 of the present embodiment refers to the battery voltage of the battery 11 by the battery voltage monitoring unit 221 (step S1901). Subsequently, the control unit 210 determines whether or not the battery voltage is equal to or lower than the discharge prohibition voltage by the battery voltage monitoring unit 221 (step S1902).

ステップS1902において、放電禁止電圧以下でない場合、制御部210は、後述するステップS1906へ進む。 If the voltage is not equal to or lower than the discharge prohibition voltage in step S1902, the control unit 210 proceeds to step S1906 described later.

ステップS1902において、放電禁止電圧以下である場合、制御部210は、スイッチ制御部223により、放電制御用のスイッチであるスイッチ素子SW120をオフさせる(ステップS1903)。尚、本実施形態の電子機器1は、充電器400と接続されているため、スイッチ素子SW120がオフされると、充電器400による充電が開始される。 In step S1902, when the voltage is equal to or lower than the discharge prohibition voltage, the control unit 210 turns off the switch element SW120, which is a switch for discharge control, by the switch control unit 223 (step S1903). Since the electronic device 1 of the present embodiment is connected to the charger 400, charging by the charger 400 is started when the switch element SW120 is turned off.

続いて制御部210は、電池電圧監視部221により、電池11の電池電圧が放電開始電圧を超えたか否かを判定する(ステップS1904)。本実施形態では、電池11のSOCの値Aと対応する電池電圧を放電開始電圧とした。 Subsequently, the control unit 210 determines whether or not the battery voltage of the battery 11 exceeds the discharge start voltage by the battery voltage monitoring unit 221 (step S1904). In the present embodiment, the battery voltage corresponding to the SOC value A 0 of the battery 11 is defined as the discharge start voltage.

ステップS1904において、放電開始電圧を超えていない場合、制御部210は、後述するステップS1906へ進む。 If the discharge start voltage is not exceeded in step S1904, the control unit 210 proceeds to step S1906, which will be described later.

ステップS1904において、放電開始電圧を超えた場合、制御部210は、スイッチ制御部223により、スイッチ素子SW120をオンさせて、放電電流の通電を再開させる。 When the discharge start voltage is exceeded in step S1904, the control unit 210 turns on the switch element SW120 by the switch control unit 223 to restart the energization of the discharge current.

続いて制御部210は、処理の終了の指示を受け付けたか否かを判定する(ステップS1906)。ステップS1906において終了の指示を受け付けていない場合、制御部210は、ステップS1901へ戻る。 Subsequently, the control unit 210 determines whether or not the instruction to end the process has been received (step S1906). If the end instruction is not received in step S1906, the control unit 210 returns to step S1901.

ステップS1906において、終了の指示を受け付けた場合、制御部210は、処理を終了する。 When the end instruction is received in step S1906, the control unit 210 ends the process.

以上のように、本実施形態では、第三の実施形態と同様に、電池11のSOCの値が比較的低い状態で維持することができるため、電池11の劣化や発熱を抑制することができる。 As described above, in the present embodiment, as in the third embodiment, the SOC value of the battery 11 can be maintained in a relatively low state, so that deterioration and heat generation of the battery 11 can be suppressed. ..

尚、本実施形態の電子装置1は、例えば携帯電話やスマートフォン等の端末装置等である。また、本実施形態の電子装置1は、例えば充放電可能な電池から供給される電力と、電池以外の電力源から供給される電力と、により駆動される装置であれば、どのような装置にも適用できる。 The electronic device 1 of the present embodiment is, for example, a terminal device such as a mobile phone or a smartphone. Further, the electronic device 1 of the present embodiment can be any device as long as it is a device driven by, for example, electric power supplied from a rechargeable battery and electric power supplied from a power source other than the battery. Can also be applied.

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiment has been described in detail above, it is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiment without departing from the scope of claims. Can be added.

例えば、上記の実施の形態では、本発明に係る動作モード制御装置を搭載可能なハイブリッド走行が可能な移動体の一例としてPHEVやHEVを用いて説明を行った。しかし、移動体は、PHEVやHEVには限られず、例えば、ディーゼルエンジンと電池とを併用して走行可能な機関車やバイクであってもよい。又、移動体は、エンジンと電池とを併用して走行可能な、工場等で使用される搬送用ロボットであってもよい。又、移動体は、その物体全体が移動せず、一部のみが移動するもの、例えば、工場の製造ラインに配される、エンジンと電池とを併用してアーム等が動作可能な組立ロボットであってもよい。 For example, in the above-described embodiment, PHEV and HEV have been described as an example of a mobile body capable of hybrid traveling in which the operation mode control device according to the present invention can be mounted. However, the moving body is not limited to PHEV and HEV, and may be, for example, a locomotive or a motorcycle capable of traveling by using a diesel engine and a battery in combination. Further, the moving body may be a transport robot used in a factory or the like, which can travel by using an engine and a battery in combination. In addition, the moving body is an assembly robot in which the entire object does not move and only a part of the moving body moves, for example, an assembly robot that is arranged in a factory manufacturing line and can operate an arm or the like by using an engine and a battery together. There may be.

1 電子装置
10 バッテリパック
11 電池
12 モニタユニット
20 エンジン
30 モータ
40 システム制御ユニット
50 バッテリ制御ユニット
51 電池状態検出部
52 記憶部
53 SOC推定部
54 SOC判定部
55 通信部
56 電池出力制御部
60 充電部
65 外部電源用プラグ
100 電池パック
200 保護回路
1 Electronic device 10 Battery pack 11 Battery 12 Monitor unit 20 Engine 30 Motor 40 System control unit 50 Battery control unit 51 Battery status detection unit 52 Storage unit 53 SOC estimation unit 54 SOC judgment unit 55 Communication unit 56 Battery output control unit 60 Charging unit 65 External power plug 100 Battery pack 200 Protection circuit

特開2014−43183号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-43183

Claims (4)

電池と、
前記電池から供給される電力により動作するモータと、
エンジンと、
を備える移動体の動作モードを制御する動作モード制御装置であって、
前記モータのみで動作する第1モードと、
前記モータと前記エンジンとを併用して動作する第2モードと、
の切り替えを制御可能に構成され、
前記電池は、電池電圧に対して出力特性の異なる複数の材料を有する電極を備え、
第1の極小値と、前記第1の極小値より低残容量側の極大値と、前記極大値より低残容量側の第2の極小値と、を有する残容量対出力特性と、
前記極大値よりも低残容量側に最大値を有する残容量対入力特性と、を有し、
前記残容量対出力特性において、
前記第1の極小値と対応する残容量が第1残容量であり、
前記極大値と対応する残容量が第2残容量であり、
前記最大値及び前記第2の極小値と対応する残容量が第3残容量であり、
残容量が前記第3残容量を含む所定範囲において、
前記第1モード又は前記第2モードで動作する動作領域を有するように前記動作モードを制御し、
残容量が前記第3残容量以下となった場合に、前記電池の充電を開始する、ことを特徴とする動作モード制御装置。
Batteries and
A motor operated by the electric power supplied from the battery and
With the engine
An operation mode control device for controlling the operation mode of a moving body including the above.
The first mode that operates only with the motor and
A second mode in which the motor and the engine are used in combination,
Is configured to be controllable
The battery comprises electrodes having a plurality of materials having different output characteristics with respect to the battery voltage.
A residual capacity vs. output characteristic having a first minimum value, a maximum value on the residual capacity side lower than the first minimum value, and a second minimum value on the lower residual capacity side than the maximum value.
It has a residual capacity vs. input characteristic that has a maximum value on the lower residual capacity side than the maximum value.
In the remaining capacity vs. output characteristics,
The remaining capacity corresponding to the first minimum value is the first remaining capacity.
The remaining capacity corresponding to the maximum value is the second remaining capacity.
The remaining capacity corresponding to the maximum value and the second minimum value is the third remaining capacity.
In a predetermined range in which the remaining capacity includes the third remaining capacity,
The operation mode is controlled so as to have an operation area for operating in the first mode or the second mode.
An operation mode control device characterized in that charging of the battery is started when the remaining capacity becomes equal to or less than the third remaining capacity.
前記材料は、Li3V2(PO4)3を基本骨格とするリン酸バナジウムリチウム又は該リン酸バナジウムリチウムの構造の一部を変性した類似化合物を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の動作モード制御装置。 The operation mode according to claim 1, wherein the material contains vanadium lithium phosphate having Li3V2 (PO4) 3 as a basic skeleton or a similar compound obtained by modifying a part of the structure of the vanadium lithium phosphate. Control device. 前記材料は、三元系材料を含む、ことを特徴とする請求項1または2に記載の動作モード制御装置。 The operation mode control device according to claim 1 or 2, wherein the material includes a ternary material. 前記電池と、前記モータと、前記エンジンと、請求項1乃至3の何れか一項記載の動作モード制御装置と、を有する移動体。 A mobile body having the battery, the motor, the engine, and the operation mode control device according to any one of claims 1 to 3.
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