JP7111012B2 - power system - Google Patents

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Description

この開示は、電源システムに関し、特に、低電圧系の負荷群に電力を供給する蓄電装置の温度を上昇させる加熱装置を備える電源システムに関する。 The present disclosure relates to a power supply system, and more particularly to a power supply system including a heating device that increases the temperature of a power storage device that supplies power to a group of loads in a low voltage system.

従来、運転計画に従って車両を走行させるのに必要なエネルギと、電池の温度とに基づいて、蓄電装置としての電池の温度を上昇させる昇温制御の目標温度を変更する電源装置があった(たとえば、特許文献1参照)。すなわち、このような電源装置においては、要求電力と電池の温度とに基づいて電池を昇温する。 Conventionally, there is a power supply device that changes the target temperature of temperature increase control that raises the temperature of a battery as a power storage device based on the energy required to run the vehicle according to the operation plan and the temperature of the battery (for example, , see Patent Document 1). That is, in such a power supply device, the temperature of the battery is raised based on the required electric power and the temperature of the battery.

特開2016-82677号公報JP 2016-82677 A

しかし、電池のSOC(State Of Charge)が非常に少ない所定値(たとえば10%)未満の領域において、電池の温度に関わらず、電池が要求電力未満の電力しか出力できない場合、SOCが所定値未満であれば、電池を昇温しても、電池の出力は要求電力に満たない。このため、車両を起動させるために必要な装置(たとえば、各部を制御するECU(Electronic Control Unit),セルモータなど)を動作させることできないと、車両を起動させることができない場合が生じる。 However, in a region where the SOC (State Of Charge) of the battery is very low and less than a predetermined value (for example, 10%), regardless of the battery temperature, if the battery can only output power less than the required power, the SOC is less than the predetermined value. If so, even if the temperature of the battery is increased, the output of the battery does not meet the required power. For this reason, the vehicle cannot be started unless the devices necessary for starting the vehicle (for example, an ECU (Electronic Control Unit) that controls each part, a starter motor, etc.) cannot be operated.

また、このような場合に、要求電力を出力するために電池の並列数を増加させたり、電池の容量を大きくしたりして、電池の出力可能電力を増加させると、電源システムのサイズが大きくなったり、電源システムの製造コストが上昇したりする。 In such a case, increasing the number of batteries connected in parallel to output the required power or increasing the capacity of the battery to increase the power that can be output by the battery increases the size of the power supply system. or increase the manufacturing cost of the power supply system.

この開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、出力可能電力を増加させるために蓄電装置を変更することなく、蓄電装置の温度に関わらず、蓄電装置が要求電力を負荷群に出力することが可能な電源システムを提供することである。 This disclosure has been made to solve such problems, and the object thereof is to provide a power storage device capable of increasing output power regardless of the temperature of the power storage device without changing the power storage device. is to provide a power supply system capable of outputting required power to a load group.

この開示に係る電源システムは、高電圧系よりも低い低電圧系の負荷群に電力を供給する蓄電装置と、高電圧系の電力を変換した低電圧系の電力を用いて蓄電装置を充電する充電装置と、蓄電装置の温度を上昇させる加熱装置と、充電装置と加熱装置とを制御する制御装置とを備える。蓄電装置の出力可能電力は、蓄電装置のSOCが所定値以下である場合、蓄電装置の温度に関わらず、負荷群に応じた要求電力未満であり、蓄電装置のSOCが所定値超である場合、蓄電装置の温度が、SOCによって変化する基準温度以上であれば、要求電力以上である。制御装置は、蓄電装置のSOCが所定値以下である場合、充電装置によってSOCが所定値超になるまで蓄電装置を充電した後、蓄電装置の温度が、SOCに応じた基準温度未満であれば、当該基準温度以上となるまで加熱装置による蓄電装置の昇温制御を実行する。 A power supply system according to this disclosure uses a power storage device that supplies power to a group of loads of a low voltage system that is lower than a high voltage system, and charges the power storage device using low voltage power obtained by converting the power of the high voltage system. The charging device includes a charging device, a heating device that increases the temperature of the power storage device, and a control device that controls the charging device and the heating device. When the SOC of the power storage device is equal to or less than a predetermined value, the power that can be output by the power storage device is less than the required power corresponding to the load group regardless of the temperature of the power storage device, and when the SOC of the power storage device exceeds the predetermined value. , if the temperature of the power storage device is equal to or higher than the reference temperature that varies depending on the SOC, the electric power is equal to or higher than the required electric power. When the SOC of the power storage device is equal to or less than a predetermined value, the control device charges the power storage device with the charging device until the SOC exceeds the predetermined value, and thereafter, if the temperature of the power storage device is less than the reference temperature corresponding to the SOC, , the temperature rise control of the power storage device by the heating device is executed until the temperature becomes equal to or higher than the reference temperature.

この開示によれば、出力可能電力を増加させるために蓄電装置を変更することなく、蓄電装置の温度に関わらず、蓄電装置が要求電力を負荷群に出力することが可能な電源システムを提供することができる。 According to this disclosure, there is provided a power supply system in which the power storage device can output the required power to the load group regardless of the temperature of the power storage device without changing the power storage device in order to increase the power that can be output. be able to.

この開示の実施の形態に従う補機電池ユニットの全体構成を概略的に示す構成図である。1 is a configuration diagram schematically showing the overall configuration of an auxiliary battery unit according to an embodiment of this disclosure; FIG. この実施の形態の補機電池昇温処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of auxiliary battery temperature increasing processing of this embodiment. この実施の形態の補機電池の出力特性を示すテーブルである。4 is a table showing output characteristics of the auxiliary battery of this embodiment;

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

図1は、この開示の実施の形態に従う補機電池ユニット10の全体構成を概略的に示す構成図である。図1を参照して、電動車両1は、モータの駆動力で走行可能な電気自動車である。電動車両1は、補機電池ユニット10と、補機負荷40と、補機ヒータ50と、ヒータスイッチ51と、高圧DC/DCコンバータ20と、高圧電池30とを含む。なお、図示していないが、電動車両1は、電動車両1を駆動するための高圧電池30の電力で動作するモータ等も含む。 FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the overall configuration of auxiliary battery unit 10 according to an embodiment of this disclosure. Referring to FIG. 1, an electric vehicle 1 is an electric vehicle that can run with the driving force of a motor. Electric vehicle 1 includes an auxiliary battery unit 10 , an auxiliary load 40 , an auxiliary heater 50 , a heater switch 51 , a high voltage DC/DC converter 20 and a high voltage battery 30 . Although not shown, the electric vehicle 1 also includes a motor or the like that operates with the power of the high-voltage battery 30 for driving the electric vehicle 1 .

補機電池ユニット10は、補機電池ECU100と、補機電池11と、温度センサ12と、電圧センサ13と、電流センサ14と、端子(a,a’)15A,15Bとを含む。 Auxiliary battery unit 10 includes auxiliary battery ECU 100, auxiliary battery 11, temperature sensor 12, voltage sensor 13, current sensor 14, and terminals (a, a') 15A, 15B.

高圧電池30は、高電圧系の機器(主にモータ)に電力を供給する蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。高圧電池30は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池および全固体電池などの二次電池が用いられる。高圧電池30の電圧は、たとえば、200V程度である。なお、高圧電池30は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるものであればよく、たとえば、キャパシタなどであってもよい。 The high-voltage battery 30 is a power storage device that supplies power to high-voltage devices (mainly motors), and is a rechargeable DC power supply. High-voltage battery 30 is, for example, a secondary battery such as a nickel-metal hydride battery, a lithium-ion battery, or an all-solid-state battery. The voltage of high-voltage battery 30 is, for example, about 200V. Note that the high-voltage battery 30 is not limited to a secondary battery, and may be anything that can generate a DC voltage, such as a capacitor.

高圧DC/DCコンバータ20は、電動車両1の制御装置からの制御信号に従って、高電圧系の電圧を低電圧系の電圧に変換して高電圧系から低電圧系に電力を供給したり、低電圧系の電圧を高電圧系の電圧に変換して低電圧系から高電圧系に電力を供給したりする。なお、高電圧系から低電圧系への電力の供給のみが可能で、逆向きの低電圧系から高電圧系への電力の供給は不能であるように構成してもよい。 The high-voltage DC/DC converter 20 converts the voltage of the high-voltage system into the voltage of the low-voltage system in accordance with the control signal from the control device of the electric vehicle 1 to supply power from the high-voltage system to the low-voltage system, or It converts the voltage of the voltage system into the voltage of the high voltage system and supplies power from the low voltage system to the high voltage system. It should be noted that it may be configured such that only power can be supplied from the high voltage system to the low voltage system, and power cannot be supplied from the low voltage system to the high voltage system in the opposite direction.

補機電池11は、低電圧系の複数の補機負荷40に電力を供給する蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。補機電池11としては、たとえば、リチウムイオン電池が用いられるが、ニッケル水素電池、全固体電池および鉛蓄電池などの二次電池が用いられるようにしてもよい。補機電池11の電圧は、たとえば、12V程度である。 The auxiliary battery 11 is a power storage device that supplies electric power to a plurality of low-voltage auxiliary loads 40, and is a rechargeable DC power supply. Auxiliary battery 11 is, for example, a lithium-ion battery, but may be a secondary battery such as a nickel-metal hydride battery, an all-solid battery, or a lead-acid battery. The voltage of auxiliary battery 11 is, for example, about 12V.

温度センサ12は、補機電池11の温度を検出し、検出した温度を示す信号を補機電池ECU100に出力する。電圧センサ13は、補機電池11の電圧を検出し、検出した電圧を示す信号を補機電池ECU100に出力する。電流センサ14は、補機電池11からの電流を検出し、検出した電流を示す信号を補機電池ECU100に出力する。 Temperature sensor 12 detects the temperature of auxiliary battery 11 and outputs a signal indicating the detected temperature to auxiliary battery ECU 100 . Voltage sensor 13 detects the voltage of auxiliary battery 11 and outputs a signal indicating the detected voltage to auxiliary battery ECU 100 . Current sensor 14 detects current from auxiliary battery 11 and outputs a signal indicating the detected current to auxiliary battery ECU 100 .

補機電池ECU100は、各種制御を実行するCPU(不図示)と、記憶部120と、通信部130とを含む。補機電池ECU100には、補機電池ECU100のCPUによって所定のプログラムが実行されることで、電流特定部111と、温度特定部112と、電圧特定部113とが形成される。 Auxiliary battery ECU 100 includes a CPU (not shown) that executes various controls, a storage unit 120 , and a communication unit 130 . A CPU of the auxiliary battery ECU 100 executes a predetermined program to form a current identification unit 111 , a temperature identification unit 112 , and a voltage identification unit 113 in the auxiliary battery ECU 100 .

記憶部120は、CPUで実行されるプログラムおよびプログラムで用いられるデータを記憶するROM(Read Only Memory)、ならびに、プログラムの実行のワークメモリとして用いられるRAM(Random Access Memory)を含む。 Storage unit 120 includes a ROM (Read Only Memory) that stores programs executed by the CPU and data used in the programs, and a RAM (Random Access Memory) that is used as a work memory for executing the programs.

通信部130は、補機電池ECU100以外のECUなどの車載の装置と車載ネットワークを介して通信をする。 The communication unit 130 communicates with an on-vehicle device such as an ECU other than the auxiliary battery ECU 100 via an on-vehicle network.

CPUは、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、補機電池ユニット10が所望の状態となるように制御する。なお、CPUによって実行される各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、補機電池ECU100内の専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。 The CPU controls the auxiliary battery unit 10 to a desired state based on the signals from each sensor and equipment, and the maps and programs stored in the memory. Various controls executed by the CPU are not limited to software processing, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit) within the auxiliary battery ECU 100 .

電流特定部111は、電流センサ14からの信号から、補機電池11からの電流値、または、補機電池11への電流値を特定する。温度特定部112は、温度センサ12からの信号から、補機電池11の温度を特定する。電圧特定部113は、電圧センサ13からの信号から、補機電池11の電圧を特定する。 Current specifying unit 111 specifies a current value from auxiliary battery 11 or a current value to auxiliary battery 11 from a signal from current sensor 14 . Temperature identifying unit 112 identifies the temperature of auxiliary battery 11 based on the signal from temperature sensor 12 . Voltage identification unit 113 identifies the voltage of auxiliary battery 11 based on the signal from voltage sensor 13 .

補機電池ECU100は、補機電池11への充電および補機電池11からの放電を制御する機能を有する。 Auxiliary battery ECU 100 has a function of controlling charging to and discharging from auxiliary battery 11 .

端子15A,15Bは、補機電池ユニット10を低電圧系に接続するための端子である。補機電池ユニット10は、端子15A,15Bを介して、低電圧系の補機負荷40に電力を供給したり、高圧DC/DCコンバータ20からの電力を受けて補機電池11に充電したりする。 Terminals 15A and 15B are terminals for connecting auxiliary battery unit 10 to a low voltage system. Auxiliary battery unit 10 supplies power to low-voltage auxiliary load 40 via terminals 15A and 15B, and receives power from high-voltage DC/DC converter 20 to charge auxiliary battery 11. do.

補機ヒータ50は、電力の供給を受けて熱を発生可能であり、補機電池11を加熱することが可能なように補機電池ユニット10に取付けられ、補機電池11から電力が供給されるように電気的に接続される。ヒータスイッチ51は、補機ヒータ50への電流を流すか流さないかを切替えるためのリレーであり、補機電池ユニット10のCPUからの制御信号に応じてオン状態(接点が閉じた閉成状態)およびオフ状態(接点が開いた開成状態)が切替えられ、オン状態であるときに補機ヒータ50に電力を供給ことが可能となり、オフ状態であるときに補機ヒータ50に電力を供給することが不能となる。 Auxiliary heater 50 is capable of generating heat when supplied with electric power, is attached to auxiliary battery unit 10 so as to be able to heat auxiliary battery 11, and is supplied with electric power from auxiliary battery 11. are electrically connected as The heater switch 51 is a relay for switching whether or not to allow current to flow to the auxiliary heater 50, and is turned on (a closed state in which the contact is closed) in response to a control signal from the CPU of the auxiliary battery unit 10. ) and an off state (an open state in which the contact is open), and power can be supplied to auxiliary heater 50 when in the on state, and power can be supplied to auxiliary heater 50 when in the off state. becomes impossible.

[従来の課題について]
補機電池11のSOC(State Of Charge)が非常に少ない所定値(たとえば10%)以下の領域において、補機電池11の温度に関わらず、補機電池11が要求電力未満の電力しか出力できない場合、SOCが所定値未満であれば、補機電池11を昇温しても、補機電池11の出力は要求電力に満たない。
[Regarding conventional issues]
In a region where the SOC (State Of Charge) of auxiliary battery 11 is very low and below a predetermined value (for example, 10%), auxiliary battery 11 can output power less than the required power regardless of the temperature of auxiliary battery 11. In this case, if the SOC is less than the predetermined value, even if the temperature of the auxiliary battery 11 is raised, the output of the auxiliary battery 11 is less than the required electric power.

このような場合に、要求電力を出力するために補機電池11の並列数を増加させたり、補機電池11の容量を大きくしたりして、補機電池11の出力可能電力を増加させると、補機電池ユニット10のサイズが大きくなったり、補機電池ユニット10の製造コストが上昇したりする。 In such a case, if the number of parallel connections of the auxiliary battery 11 is increased or the capacity of the auxiliary battery 11 is increased in order to output the required power, the power that can be output from the auxiliary battery 11 is increased. , the size of the auxiliary battery unit 10 is increased, and the manufacturing cost of the auxiliary battery unit 10 is increased.

[この実施の形態での制御について]
そこで、この開示に係る補機電池ユニット10は、高電圧系よりも低い低電圧系の補機負荷40に電力を供給する補機電池11と、補機電池11の温度を上昇させる補機ヒータ50と、高電圧系の電力を変換した低電圧系の電力を用いて補機電池11を充電するとともに補機ヒータ50のヒータスイッチ51を制御する補機電池ECU100とを備える。補機電池11の出力可能電力は、補機電池11のSOCが所定値以下である場合、補機電池11の温度に関わらず、補機負荷40に応じた要求電力未満であり、補機電池11のSOCが所定値超である場合、補機電池11の温度が、SOCによって変化する基準温度以上であれば、要求電力以上である。補機電池ECU100は、補機電池11のSOCが所定値以下である場合、SOCが所定値超になるまで補機電池11を充電した後、補機電池11の温度が、SOCに応じた基準温度未満であれば、当該基準温度以上となるまで補機ヒータ50による補機電池11の昇温制御を実行する。
[Regarding control in this embodiment]
Therefore, the auxiliary battery unit 10 according to the present disclosure includes the auxiliary battery 11 that supplies power to the auxiliary load 40 of the low voltage system lower than that of the high voltage system, and the auxiliary heater that increases the temperature of the auxiliary battery 11. 50 , and an auxiliary battery ECU 100 that charges the auxiliary battery 11 with low-voltage power obtained by converting the high-voltage power and controls the heater switch 51 of the auxiliary heater 50 . When the SOC of the auxiliary battery 11 is equal to or less than a predetermined value, the output power of the auxiliary battery 11 is less than the required power corresponding to the auxiliary load 40 regardless of the temperature of the auxiliary battery 11. If the SOC of 11 exceeds a predetermined value and the temperature of the auxiliary battery 11 is equal to or higher than the reference temperature that varies depending on the SOC, the electric power is equal to or higher than the required power. When the SOC of auxiliary battery 11 is equal to or less than a predetermined value, auxiliary battery ECU 100 charges auxiliary battery 11 until the SOC exceeds the predetermined value, and then the temperature of auxiliary battery 11 reaches a reference value corresponding to the SOC. If the temperature is less than the reference temperature, the auxiliary heater 50 controls the temperature of the auxiliary battery 11 until the temperature becomes equal to or higher than the reference temperature.

これにより、補機電池11の出力可能電力を増加させることなく、補機電池11の温度に関わらず、補機電池11が要求電力を補機負荷40に出力することができる。 As a result, auxiliary battery 11 can output the required electric power to auxiliary load 40 without increasing the output power of auxiliary battery 11 , regardless of the temperature of auxiliary battery 11 .

以下、この実施の形態での制御について説明する。図2は、この実施の形態の補機電池昇温処理の流れを示すフローチャートである。この補機電池昇温処理は、補機電池ECU100によって実行される上位の処理から、所定の制御周期(たとえば、数十ミリ秒)ごとに呼出されて実行される。図2を参照して、補機電池ECU100は、電動車両1の車両システムが起動されたか否かを判断する(ステップS111)。電動車両1においては、パワースイッチがオン状態(閉成状態)とされることで車両システムが起動され、パワースイッチがオフ状態(開成状態)とされることで車両システムの動作が停止される。 Control in this embodiment will be described below. FIG. 2 is a flow chart showing the flow of the auxiliary battery temperature increasing process according to this embodiment. This auxiliary battery temperature increasing process is called and executed at predetermined control intervals (for example, several tens of milliseconds) from a higher-level process executed by auxiliary battery ECU 100 . Referring to FIG. 2, auxiliary battery ECU 100 determines whether or not the vehicle system of electric vehicle 1 has been activated (step S111). In the electric vehicle 1, the power switch is turned on (closed) to start the vehicle system, and the power switch is turned off (open) to stop the operation of the vehicle system.

車両システムが起動されていない(ステップS111でNO)と判断した場合、補機電池ECU100は、補機電池11のSOCを取得する(ステップS112)。SOCは、蓄電残量を示し、たとえば、満充電状態の蓄電量に対する現在の蓄電量の割合を0~100%で表わしたものである。SOCの特定方法としては、たとえば、電流値積算(クーロンカウント)による手法、または開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。 If it is determined that the vehicle system is not activated (NO in step S111), auxiliary battery ECU 100 acquires the SOC of auxiliary battery 11 (step S112). The SOC indicates the remaining amount of stored electricity, for example, the ratio of the current amount of stored electricity to the amount of stored electricity in the fully-charged state expressed by 0 to 100%. As a method for specifying the SOC, for example, various known methods such as a method based on current value integration (coulomb counting) or a method based on estimation of an open circuit voltage (OCV: Open Circuit Voltage) can be employed.

次に、補機電池ECU100は、取得したSOCが所定値(この実施の形態においては、10%)以下であるか否かを判断する(ステップS113)。 Next, auxiliary battery ECU 100 determines whether or not the obtained SOC is equal to or less than a predetermined value (10% in this embodiment) (step S113).

図3は、この実施の形態の補機電池11の出力特性を示すテーブルである。図3を参照して、このテーブルにおいて、列見出しの値は補機電池11の温度を示し、行見出しの値は補機電池11のSOCを示し、セルの値は補機電池11の出力可能電力を示す。 FIG. 3 is a table showing the output characteristics of auxiliary battery 11 of this embodiment. Referring to FIG. 3, in this table, the column header value indicates the temperature of auxiliary battery 11, the row header value indicates the SOC of auxiliary battery 11, and the cell value indicates the output possible value of auxiliary battery 11. Indicates power.

図3のテーブルで示されるように、補機電池11の温度が高くなる程、補機電池11の出力可能電力が高くなり、補機電池11のSOCが高くなる程、補機電池11の出力可能電力が高くなっている。また、補機電池11のSOCが所定値(10%)以下である場合、補機電池11の温度に関わらず、出力可能電力は1800W未満である。補機電池11のSOCが所定値超である場合、補機電池11の温度が、SOCによって変化する基準温度(たとえば、図3のテーブルのハッチング部で示されるように、SOC=60%であれば基準温度は-10℃、SOC=20%であれば基準温度は15℃)以上であれば、出力可能電力は1800W以上である。 As shown in the table of FIG. 3, the higher the temperature of the auxiliary battery 11, the higher the output power of the auxiliary battery 11, and the higher the SOC of the auxiliary battery 11, the higher the output of the auxiliary battery 11. Higher available power. Further, when the SOC of auxiliary battery 11 is equal to or lower than the predetermined value (10%), the outputtable power is less than 1800 W regardless of the temperature of auxiliary battery 11 . When the SOC of auxiliary battery 11 exceeds a predetermined value, the temperature of auxiliary battery 11 is set to a reference temperature that varies depending on the SOC (for example, as indicated by the hatching in the table of FIG. 3, even if SOC=60%). If the reference temperature is −10° C. and SOC=20%, the reference temperature is 15° C.) or higher, the output power is 1800 W or higher.

なお、この実施の形態において、補機負荷40の合計の必要電力は1800Wであることとする。つまり、補機電池11の選定において、補機電池11のSOCが或る値(たとえば、10%)超であり、補機電池11の温度が或る値(たとえば、SOCに応じた基準温度)以上であれば、補機負荷40の必要電力(1800W)を供給することができる補機電池11を選定するようにする。これにより、補機電池11として必要最小限の電力を出力可能なものを用いることが可能となる。その結果、補機電池11として、充電を開始するSOCよりも低いSOCから充電を終了するSOCよりも高いSOCまでの間のSOCにおいて必要電力を出力可能であったり、補機電池11を使用可能な全温度域で必要電力を出力可能であるような、出力可能電力が大きい電池を選定したり、サイズの大きい電池を選定したりする必要を無くすることができる。 In this embodiment, it is assumed that the total required electric power of the accessory load 40 is 1800W. That is, in the selection of the auxiliary battery 11, the SOC of the auxiliary battery 11 exceeds a certain value (for example, 10%) and the temperature of the auxiliary battery 11 exceeds a certain value (for example, a reference temperature according to the SOC). If the above is the case, the auxiliary battery 11 capable of supplying the required electric power (1800 W) of the auxiliary load 40 is selected. This makes it possible to use a battery capable of outputting the minimum necessary power as the auxiliary battery 11 . As a result, the auxiliary battery 11 is capable of outputting the required electric power or using the auxiliary battery 11 at SOCs ranging from an SOC lower than the SOC at which charging is started to an SOC higher than the SOC at which charging is terminated. It is possible to eliminate the need to select a battery with a large output power or a large size battery that can output the required power over the entire temperature range.

図2に戻って、SOCが所定値以下である(ステップS113でYES)と判断した場合、補機電池ECU100は、高圧電池30から高圧DC/DCコンバータ20を介して補機電池11に充電を開始する(ステップS114)。なお、補機電池11を充電中であった場合は、補機電池ECU100は、補機電池11への充電を継続する。これにより、車両システムが起動されていないときに、補機電池11のSOCが所定値以下であるため、補機電池11の温度に関わらず、補機負荷40の要求電力を出力することができない場合、SOCを上昇させるために、補機電池11の充電が実行される。その後、補機電池ECU100は、実行する処理をこの補機電池昇温処理の呼出元の上位の処理に戻す。 Returning to FIG. 2, when it is determined that the SOC is equal to or lower than the predetermined value (YES in step S113), the auxiliary battery ECU 100 charges the auxiliary battery 11 from the high voltage battery 30 via the high voltage DC/DC converter 20. start (step S114). When the auxiliary battery 11 is being charged, the auxiliary battery ECU 100 continues charging the auxiliary battery 11 . As a result, when the vehicle system is not activated, the SOC of the auxiliary battery 11 is equal to or lower than the predetermined value, so the required electric power of the auxiliary load 40 cannot be output regardless of the temperature of the auxiliary battery 11. In this case, auxiliary battery 11 is charged in order to raise the SOC. After that, auxiliary battery ECU 100 returns the process to be executed to the higher-level process that called the auxiliary battery temperature increasing process.

SOCが所定値以下でない(ステップS113でNO)と判断した場合、補機電池ECU100は、補機電池11の充電中であるか否かを判断する(ステップS115)。充電中である(ステップS115でYES)と判断した場合、補機電池ECU100は、補機電池11の充電を終了する(ステップS116)。これにより、車両システムが起動されていないときに、補機電池11への充電の結果、補機電池11のSOCが所定値超となった場合、補機電池11の充電が終了される。 When determining that the SOC is not equal to or lower than the predetermined value (NO in step S113), auxiliary battery ECU 100 determines whether or not auxiliary battery 11 is being charged (step S115). If it is determined that charging is in progress (YES in step S115), the auxiliary battery ECU 100 ends charging of the auxiliary battery 11 (step S116). Thus, if the SOC of auxiliary battery 11 exceeds a predetermined value as a result of charging auxiliary battery 11 while the vehicle system is not activated, charging of auxiliary battery 11 is terminated.

補機電池11の充電中でない(ステップS115でNO)と判断した場合、および、ステップS116の後、補機電池ECU100は、温度特定部112の機能によって補機電池11の温度を取得し(ステップS121)、図3で説明したテーブルにおいて、ステップS112で取得したSOC、および、ステップS121で取得した温度に応じた出力可能電力の値を取得する(ステップS122)。たとえば、SOC=50%で温度が15℃であれば、図3のテーブルから、出力可能電力の値として2000Wを取得する。また、SOC=20%で温度が0℃であれば、図3のテーブルから、出力可能電力の値として1600Wを取得する。 When it is determined that the auxiliary battery 11 is not being charged (NO in step S115) and after step S116, the auxiliary battery ECU 100 obtains the temperature of the auxiliary battery 11 by the function of the temperature specifying unit 112 (step S121), in the table described with reference to FIG. 3, the SOC obtained in step S112 and the value of the outputtable power corresponding to the temperature obtained in step S121 are obtained (step S122). For example, if the SOC is 50% and the temperature is 15° C., 2000 W is obtained as the output power value from the table in FIG. Also, if the SOC=20% and the temperature is 0° C., 1600 W is obtained as the value of the outputtable power from the table in FIG.

次に、補機電池ECU100は、取得した出力可能電力の値が、補機負荷40の要求電力の値以上であるか否かを判断する(ステップS123)。出力可能電力の値が要求電力の値未満である(ステップS123でNO)と判断した場合、補機電池ECU100は、補機ヒータ50のヒータをオン状態に制御して、補機電池11の昇温制御を開始する(ステップS124)。なお、補機電池11の昇温制御中であった場合は、補機電池ECU100は、補機電池11の昇温制御を継続する。これにより、補機電池11の温度が、補機電池11の現在のSOCに応じた出力可能電力が補機負荷40の要求電力に達する温度になるまで、昇温制御が継続される。その結果、昇温制御により補機電池11の出力を回復することができる。その後、補機電池ECU100は、実行する処理をこの補機電池昇温処理の呼出元の上位の処理に戻す。 Next, auxiliary battery ECU 100 determines whether or not the obtained value of the possible output power is greater than or equal to the value of the required power of auxiliary load 40 (step S123). If it is determined that the value of the possible output power is less than the value of the required power (NO in step S123), the auxiliary battery ECU 100 turns on the heater of the auxiliary heater 50, thereby increasing the auxiliary battery 11. Temperature control is started (step S124). If the temperature increase control of the auxiliary battery 11 is being performed, the auxiliary battery ECU 100 continues the temperature increase control of the auxiliary battery 11 . As a result, temperature increase control is continued until the temperature of auxiliary battery 11 reaches a temperature at which the power that can be output according to the current SOC of auxiliary battery 11 reaches the required power of auxiliary load 40 . As a result, the output of the auxiliary battery 11 can be recovered by the temperature increase control. After that, auxiliary battery ECU 100 returns the process to be executed to the higher-level process that called the auxiliary battery temperature increasing process.

一方、補機電池11の出力可能電力の値が補機負荷40の要求電力の値以上である(ステップS123でYES)と判断した場合、補機電池ECU100は、補機電池11の昇温制御中であるか否か、つまり、補機ヒータ50のヒータスイッチ51をオン状態としているか否かを判断する(ステップS125)。補機電池11の昇温制御中でない、つまり、ヒータスイッチ51をオフ状態としている(ステップS125でNO)と判断した場合、補機電池ECU100は、実行する処理をこの補機電池昇温処理の呼出元の上位の処理に戻す。 On the other hand, if it is determined that the value of the power that can be output by the auxiliary battery 11 is greater than or equal to the value of the required power of the auxiliary load 40 (YES in step S123), the auxiliary battery ECU 100 controls the temperature of the auxiliary battery 11. It is determined whether it is in the middle, that is, whether the heater switch 51 of the auxiliary heater 50 is turned on (step S125). If it is determined that the temperature increase control of auxiliary battery 11 is not being performed, that is, heater switch 51 is turned off (NO in step S125), auxiliary battery ECU 100 selects the auxiliary battery temperature increase process as the process to be executed. Return to the higher-level process of the caller.

一方、補機電池11の昇温制御中である、つまり、ヒータスイッチ51をオン状態としている(ステップS125でYES)と判断した場合、補機電池ECU100は、補機電池11の昇温制御を終了し(ステップS126)、実行する処理をこの補機電池昇温処理の呼出元の上位の処理に戻す。これにより、補機電池11の現在のSOCに応じた出力可能電力が、補機負荷40の要求電力に達する温度となったので、補機電池11の昇温制御中であれば、昇温制御が停止される。その結果、昇温制御のための必要以上の無駄なエネルギーロスを回避することができる。 On the other hand, if it is determined that the temperature increase control of the auxiliary battery 11 is being performed, that is, the heater switch 51 is turned on (YES in step S125), the auxiliary battery ECU 100 starts the temperature increase control of the auxiliary battery 11. The process ends (step S126), and the process to be executed is returned to the higher level process that called the accessory battery temperature increasing process. As a result, the output possible power corresponding to the current SOC of the auxiliary battery 11 has reached the temperature that reaches the required power of the auxiliary load 40. is stopped. As a result, unnecessary wasteful energy loss for temperature rise control can be avoided.

また、車両システムが起動された(ステップS111でYES)と判断した場合、補機電池ECU100は、補機電池11の充電中であるか否かを判断する(ステップS131)。充電中である(ステップS131でYES)と判断した場合、補機電池ECU100は、補機電池11の充電を終了する(ステップS132)。これにより、車両システムが起動されていないときの補機電池11の充電の制御は終了するが、車両システムの起動後には、補機電池11のSOCに応じてオルタネータなどにより、別途、充電が実行される。 When determining that the vehicle system has been activated (YES in step S111), the auxiliary battery ECU 100 determines whether or not the auxiliary battery 11 is being charged (step S131). If it is determined that charging is in progress (YES in step S131), the auxiliary battery ECU 100 ends charging of the auxiliary battery 11 (step S132). As a result, the control of the charging of the auxiliary battery 11 when the vehicle system is not activated ends, but after the vehicle system is activated, charging is performed separately by an alternator or the like according to the SOC of the auxiliary battery 11. be done.

補機電池11の充電中でない(ステップS131でNO)と判断した場合、および、ステップS132の後、補機電池ECU100は、補機電池11の昇温制御中であるか否か、つまり、補機ヒータ50のヒータスイッチ51をオン状態としているか否かを判断する(ステップS133)。 When it is determined that the auxiliary battery 11 is not being charged (NO in step S131) and after step S132, the auxiliary battery ECU 100 determines whether or not the temperature increase control of the auxiliary battery 11 is being performed. It is determined whether or not the heater switch 51 of the machine heater 50 is turned on (step S133).

補機電池11の昇温制御中である、つまり、ヒータスイッチ51をオン状態としている(ステップS133でYES)と判断した場合、補機電池ECU100は、補機電池11の昇温制御を終了する(ステップS134)。これにより、車両システムが起動されていないときの補機電池11の昇温制御は終了するが、車両システムの起動後には、補機電池11の温度に応じて、別途、補機電池11の昇温制御が実行される。 If it is determined that the temperature increase control of the auxiliary battery 11 is being performed, that is, the heater switch 51 is turned on (YES in step S133), the auxiliary battery ECU 100 ends the temperature increase control of the auxiliary battery 11. (Step S134). As a result, the temperature increase control for auxiliary battery 11 when the vehicle system is not started is finished. temperature control is performed.

補機電池11の昇温制御中でない、つまり、ヒータスイッチ51をオフ状態としている(ステップS133でNO)と判断した場合、および、ステップS134の後、補機電池ECU100は、実行する処理をこの補機電池昇温処理の呼出元の上位の処理に戻す。 When it is determined that the temperature increase control of auxiliary battery 11 is not being performed, that is, heater switch 51 is turned off (NO in step S133), and after step S134, auxiliary battery ECU 100 executes this process. Return to the higher-level process that called the auxiliary battery temperature raising process.

[変形例]
(1) 前述した実施の形態においては、電動車両1が電気自動車であることとした。しかし、この実施の形態における電動車両1は、高圧電池30と補機電池11とを備える車両であれば、電気自動車に限定されず、ハイブリッド車であってもよし、プラグインハイブリッド車であってもよいし、燃料電池自動車であってもよい。また、この実施の形態における車両が、電動車両1ではなく、エンジンで駆動され、高電圧系として48Vの機器を備えるとともに、低電圧系として12Vの補機を備える48Vシステムの車両であってもよい。この実施の形態における車両が、48Vシステムの車両にモータを加えた車両であってもよい。
[Modification]
(1) In the embodiment described above, the electric vehicle 1 is an electric vehicle. However, the electric vehicle 1 in this embodiment is not limited to an electric vehicle as long as it is a vehicle including a high-voltage battery 30 and an auxiliary battery 11, and may be a hybrid vehicle or a plug-in hybrid vehicle. It may be a fuel cell vehicle. Further, even if the vehicle in this embodiment is not the electric vehicle 1 but is a 48V system vehicle that is driven by an engine and includes 48V equipment as a high voltage system and 12V auxiliary equipment as a low voltage system. good. The vehicle in this embodiment may be a 48V system vehicle plus a motor.

(2) 前述した実施の形態を、補機電池ユニット10の開示、または、補機電池ユニット10を備える電動車両1の開示と捉えることができる。また、補機電池ユニット10の補機電池ECU100のような制御装置の開示、制御装置による制御方法または制御装置によって実行される制御プログラムの開示として捉えることができる。 (2) The above-described embodiment can be regarded as disclosure of auxiliary battery unit 10 or disclosure of electric vehicle 1 including auxiliary battery unit 10 . It can also be understood as disclosure of a control device such as the auxiliary battery ECU 100 of the auxiliary battery unit 10, a control method by the control device, or a control program executed by the control device.

(3) 前述した実施の形態においては、補機ヒータ50は、補機電池11から電力が供給されるように電気的に接続され、補機電池11の電力(つまり、低電圧系の電力)で動作するようにした。しかし、これに限定されず、補機ヒータ50は、高圧電池30から電力が供給されるように電気的に接続されるようにして、高圧電池30の電力(つまり、高電圧系の電力)で動作するようにしてもよい。 (3) In the above-described embodiment, the auxiliary heater 50 is electrically connected so as to be supplied with power from the auxiliary battery 11, and the power of the auxiliary battery 11 (that is, the power of the low voltage system) I made it work with However, without being limited to this, the auxiliary heater 50 is electrically connected so as to be supplied with power from the high-voltage battery 30, and is powered by the power of the high-voltage battery 30 (that is, the power of the high-voltage system). It may work.

(4) 前述した実施の形態においては、高圧電池30から高圧DC/DCコンバータ20を介して補機電池11に電力を供給するようにした。しかし、これに限定されず、補機電池11に電力を供給するのは、他の装置であってもよい。たとえば、電動車両1がオルタネータを備えるようにした場合、オルタネータから補機電池11に電力を供給するようにしてもよい。 (4) In the above-described embodiment, power is supplied from the high-voltage battery 30 to the auxiliary battery 11 via the high-voltage DC/DC converter 20 . However, it is not limited to this, and it may be another device that supplies power to the auxiliary battery 11 . For example, if the electric vehicle 1 is equipped with an alternator, electric power may be supplied from the alternator to the auxiliary battery 11 .

また、電動車両1が電気自動車およびプラグインハイブリッド車のように外部電源により高圧電池30を充電するシステムを有する場合、外部電源から高圧電池30への充電中に高圧DC/DCコンバータ20を経由して外部電源の電力を活用して補機ヒータ50へ電力を供給し、補機電池11の昇温制御を実行するようにしてもよい。 Further, when the electric vehicle 1 has a system for charging the high-voltage battery 30 with an external power supply, such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle, the high-voltage battery 30 is charged via the high-voltage DC/DC converter 20 from the external power supply. The power of the external power source may be used to supply power to the auxiliary heater 50 to control the temperature of the auxiliary battery 11 .

(5) 前述した実施の形態においては、図3で示したように、補機電池11のSOCが所定値(たとえば10%)以下である場合、補機電池11の温度に関わらず、補機電池11の出力可能電力が補機負荷40の要求電力未満であることとした。しかし、これに限定されず、補機電池11のSOCに関わらず、SOCに応じた基準温度以上であれば、補機電池11の出力可能電力が補機負荷40の要求電力以上であるようにしてもよい。この場合、図2の補機電池昇温処理から、ステップS113からステップS116、および、ステップS131からステップS132を除いた処理を実行する。 (5) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, when the SOC of auxiliary battery 11 is equal to or lower than a predetermined value (for example, 10%), auxiliary battery It is assumed that the power that can be output from the battery 11 is less than the required power of the accessory load 40 . However, the present invention is not limited to this, and regardless of the SOC of auxiliary battery 11, the power that can be output from auxiliary battery 11 is equal to or higher than the required power of auxiliary load 40 as long as the temperature is equal to or higher than the reference temperature according to the SOC. may In this case, steps S113 to S116 and steps S131 to S132 are removed from the auxiliary battery temperature raising process of FIG.

(6) 前述した実施の形態においては、補機電池11を昇温させるために補機ヒータ50を設けるようにした。しかし、これに限定されず、補機電池11を昇温させるヒータを、補機電池11と高圧電池30とで共用するようにしてもよい。この場合、ヒータが高圧電池30を昇温させる余熱で補機電池11を昇温させるようにしてもよい。補機電池11と高圧電池30とで同じ種類の電池を採用した場合、補機電池11の出力可能電力が低下する温度領域では、高圧電池30の出力可能電力も低下することが考えられる。このため、ヒータを共用化することで、車両の構成を簡素化することができ、製造コストを削減することができる。また、補機電池11と高圧電池30とでヒータを個別に設ける場合であっても、制御を共用化したり、同じユニット内に両者を設けたりすることによって、車両の構成を簡素化することができ、製造コストを削減することができる。 (6) In the above-described embodiment, auxiliary heater 50 is provided to raise the temperature of auxiliary battery 11 . However, the present invention is not limited to this, and the heater for increasing the temperature of auxiliary battery 11 may be shared by auxiliary battery 11 and high-voltage battery 30 . In this case, the heater may raise the temperature of the auxiliary battery 11 with residual heat that raises the temperature of the high-voltage battery 30 . If the same type of battery is used for auxiliary battery 11 and high-voltage battery 30, it is conceivable that the possible output power of high-voltage battery 30 will also decrease in the temperature range where the possible output power of auxiliary battery 11 decreases. Therefore, by sharing the heater, the configuration of the vehicle can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced. Further, even if separate heaters are provided for the auxiliary battery 11 and the high-voltage battery 30, the configuration of the vehicle can be simplified by sharing control or providing both in the same unit. can reduce manufacturing costs.

[効果]
図1で示したように、補機電池ユニット10は、高電圧系よりも低い低電圧系の補機負荷40に電力を供給する補機電池11と、補機電池11の温度を上昇させる補機ヒータ50と、高電圧系の電力を変換した低電圧系の電力を用いて補機電池11を充電するとともに補機ヒータ50のヒータスイッチ51を制御する補機電池ECU100とを備える。
[effect]
As shown in FIG. 1 , the auxiliary battery unit 10 includes an auxiliary battery 11 that supplies power to an auxiliary load 40 of a low voltage system that is lower than that of a high voltage system, and an auxiliary battery 11 that increases the temperature of the auxiliary battery 11 . and an auxiliary battery ECU 100 that charges the auxiliary battery 11 with low-voltage power converted from the high-voltage power and controls the heater switch 51 of the auxiliary heater 50 .

図3で示したように、補機電池11の出力可能電力は、補機電池11のSOCが所定値以下である場合、補機電池11の温度に関わらず、補機負荷40に応じた要求電力未満であり、補機電池11のSOCが所定値超である場合、補機電池11の温度が、SOCによって変化する基準温度以上であれば、要求電力以上である。 As shown in FIG. 3, when the SOC of the auxiliary battery 11 is equal to or lower than a predetermined value, the output power of the auxiliary battery 11 is set according to the demand for the auxiliary load 40 regardless of the temperature of the auxiliary battery 11. When the power is less than the power and the SOC of the auxiliary battery 11 is over a predetermined value, the temperature of the auxiliary battery 11 is equal to or higher than the reference temperature that varies depending on the SOC, the electric power is equal to or higher than the required electric power.

図2で示したように、補機電池ECU100は、補機電池11のSOCが所定値以下である場合、ステップS113,ステップS114で示したように、SOCが所定値超になるまで補機電池11を充電した後、ステップS123,ステップS124で示したように、補機電池11の温度が、SOCに応じた基準温度未満であれば、当該基準温度以上となるまで補機ヒータ50による補機電池11の昇温制御を実行する。 As shown in FIG. 2, when the SOC of the auxiliary battery 11 is equal to or less than the predetermined value, the auxiliary battery ECU 100 keeps the auxiliary battery 11 running until the SOC exceeds the predetermined value, as shown in steps S113 and S114. 11 is charged, as shown in steps S123 and S124, if the temperature of the auxiliary battery 11 is lower than the reference temperature corresponding to the SOC, the auxiliary heater 50 is operated until the temperature reaches or exceeds the reference temperature. A temperature rise control of the battery 11 is executed.

これにより、補機電池11の出力可能電力を増加させることなく、補機電池11の温度に関わらず、補機電池11が要求電力を補機負荷40に出力することができる。 As a result, auxiliary battery 11 can output the required electric power to auxiliary load 40 without increasing the output power of auxiliary battery 11 , regardless of the temperature of auxiliary battery 11 .

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It is also planned to implement each embodiment disclosed this time in appropriate combination. And the embodiment disclosed this time should be considered as an illustration and not restrictive in all respects. The scope of the present disclosure is indicated by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

1 電動車両、10 補機電池ユニット、11 補機電池、12 温度センサ、13 電圧センサ、14 電流センサ、15A,15B 端子、20 高圧DC/DCコンバータ、30 高圧電池、40 補機負荷、50 補機ヒータ、51 ヒータスイッチ、100 補機電池ECU、111 電流特定部、112 温度特定部、113 電圧特定部、120 記憶部、130 通信部。 1 electric vehicle 10 auxiliary battery unit 11 auxiliary battery 12 temperature sensor 13 voltage sensor 14 current sensor 15A, 15B terminal 20 high voltage DC/DC converter 30 high voltage battery 40 auxiliary load 50 auxiliary Machine heater 51 Heater switch 100 Auxiliary battery ECU 111 Current identification unit 112 Temperature identification unit 113 Voltage identification unit 120 Storage unit 130 Communication unit.

Claims (1)

高電圧系よりも低い低電圧系の負荷群に電力を供給する蓄電装置と、
高電圧系の電力を変換した低電圧系の電力を用いて前記蓄電装置を充電する充電装置と、
前記蓄電装置の温度を上昇させる加熱装置と、
前記充電装置と前記加熱装置とを制御する制御装置とを備え、
前記蓄電装置の出力可能電力は、
前記蓄電装置のSOCが所定値以下である場合、前記蓄電装置の温度に関わらず、前記負荷群に応じた要求電力未満であり、
前記蓄電装置のSOCが前記所定値超である場合、前記蓄電装置の温度が、SOCによって変化する基準温度以上であれば、前記要求電力以上であり、
前記制御装置は、
前記蓄電装置のSOCが前記所定値以下である場合、前記充電装置によってSOCが前記所定値超になるまで前記蓄電装置を充電した後、前記蓄電装置の温度が、SOCに応じた基準温度未満であれば、当該基準温度以上となるまで前記加熱装置による前記蓄電装置の昇温制御を実行する、電源システム。
a power storage device that supplies power to a load group of a low voltage system lower than that of a high voltage system;
a charging device that charges the power storage device using low-voltage power converted from high-voltage power;
a heating device for increasing the temperature of the power storage device;
A control device that controls the charging device and the heating device,
The power that can be output from the power storage device is
when the SOC of the power storage device is equal to or less than a predetermined value, regardless of the temperature of the power storage device, the power is less than the required power corresponding to the load group;
When the SOC of the power storage device is greater than the predetermined value and the temperature of the power storage device is equal to or higher than a reference temperature that varies depending on the SOC, the electric power is equal to or higher than the required electric power,
The control device is
When the SOC of the power storage device is equal to or less than the predetermined value, after the power storage device is charged by the charging device until the SOC exceeds the predetermined value, the temperature of the power storage device is less than the reference temperature corresponding to the SOC. If there is, the power supply system executes temperature increase control of the power storage device by the heating device until the temperature becomes equal to or higher than the reference temperature.
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