JP6791345B2 - Operation mode control device, mobile body - Google Patents
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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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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O1となり、極小値O1より低SOC側の所定の残容量で出力が極大値O2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O1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
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、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(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
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O1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O2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
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O2近傍のA領域(SOC=A1〜SOC=A2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、A1は、適宜決定できるが、例えば、電池11の出力が極大値O2と極小値O1の中間程度の値となるSOCとすることができる。又、A2は、適宜決定できるが、例えば、電池11の出力が極大値O2よりも低SOC側においてA1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
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
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
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
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=A1である。
Next, in step S103, the
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A1に達したか否かを判定する。
Specifically, for example, the battery
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
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
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
その後、図4においてSOC=A2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
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O1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O1よりも高SOC側において極大値O2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
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O1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O1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
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
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O1と極大値O2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
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
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O1よりも高SOC側において極大値O2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O2よりも低SOC側において極小値O1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
(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O2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O2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A2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
本実施形態のA領域は、SOCの値が値A1から値A2までの範囲の領域である。本実施形態において、値A1は、出力が極小値O1となるSOCの値から出力が極大値O2となるSOCの値までの間の値である。具体的には、例えば、値A1は、対応する出力の値が極小値O1と極大値O2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A2は、出力が極小値O1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A1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A2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O1まで減少した後に、再度増加に転じ、極大値O2まで増加する。
In contrast, in the
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
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A1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A1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
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O2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
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
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
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A1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A1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A1より低くなるまでHEVモードを維持する。
Following step S1204, the
ステップS1205において、SOCの値が値A1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
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A2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A2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A2より低くなるまでEVモードを維持する。
Subsequently, the
ステップS1207において、SOCの値が値A2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
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O2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
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A1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O1となるSOCから出力が極大値O2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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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A0(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O1となり、極小値O1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O2となる。また、本実施形態の電池11のSOC対出力特性では、値A0よりも値の小さい所定のSOCの値A3において、出力が、極小値O1よりも値の小さい第二の極小値である極小値O3となる。
Specifically, in the SOC vs. output characteristics of the
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O1と、第二の極小値O3と、を有する。第二の極小値O3は、第一の極小値O1よりも小さい値であり、第二の極小値O3と対応するSOCの値A3は、第一の極小値O1と対応するSOCの値A0よりも小さい値である。また、第二の極小値O3と対応するSOCの値A3は、極大値O2と対応するSOCの値よりも小さい値である。
That is, the
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A3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
したがって、本実施形態の電池11では、SOCが値A3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A3の近傍にあるとき、最も効率的に充電される。
Therefore, the
そこで、本実施形態では、第一の閾値である第一の値を値A3とし、第二の閾値である第二の値を値A0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A3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A0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A0以上となったとき、電池11からの出力を許可する。
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
SOCの値が値A3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
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A3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
本実施形態では、この点に着目し、SOCの値が値A3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A0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
以下に、電池11のSOCの値が値A0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
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O1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A0から増加しても減少しても、極小値O1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
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A0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
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O2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
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A0から値A3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
本実施形態のH領域は、極大値O2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A3以下となった場合には速やかにSOCの値が値A0まで回復し、SOCの値が値A0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
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
尚、図16の例では、H領域は、SOCの値A0から値A3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O2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A0から値A3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A1から値A2までであっても良いし、値A0から値A2までであっても良いし、値A1から値A3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
尚、本実施形態では、電池11の出力を許可するSOCの値を値A0としたが、電池11の出力を許可するSOCの値は、値A0から極大値O2と対応するSOCの値A2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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
本実施形態では、例えば電池11のSOCの値A3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A0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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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A0と対応する電池電圧を放電開始電圧とした。
Subsequently, the
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
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
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
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
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
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
Claims (4)
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.
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