CN109835211B - 电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动车辆，在蓄电池的各单电池的电压的检测系统发生了异常时，判定蓄电池是否正在被充电。电动车辆具备将多个单电池串联连接而成的蓄电池和与蓄电池能够进行电力的授受的电动机。电动车辆在检测蓄电池的各单电池的单电池电压的单电池电压检测系统发生了异常时，禁止电动机的再生控制。并且，基于通过块的电压和流向蓄电池的电池电流而得到的块的开路电压来判定蓄电池是否正在被充电，该块由构成蓄电池的全部单电池中的至少两个以上的单电池构成。

Description

电动车辆
技术领域
本发明涉及电动车辆，详细而言，涉及具备将多个单电池串联连接而成的蓄电池和能够与蓄电池进行电力的授受的电动机的电动车辆。
背景技术
以往，作为这种电动车辆，提出了如下方案，具备：将多个单电池串联连接的电池组；从电池组接受电力供给的电动机；对电池组的各单电池的状态进行监控的控制微机；以及对控制微机是否正常进行着动作进行监控的监控微机(例如，参照专利文献1)。在该电动车辆中，在控制微机发生了异常时，监控微机基于电池组的剩余容量来确定能够行驶时间，在经过该能够行驶时间之前持续进行基于电池组的电源供给。
现有技术文献
专利文献
PTL1：JP2014-17901A
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述的电动车辆中，由于在控制微机发生了异常，所以通过控制微机无法正常地监控电池组的各单电池的状态，因此如果再加上在减速时等对电动机进行再生控制的状态，则会产生对电池组进行过充电的情况。如果对电池组进行过充电，则单电池会发生破损等。
本发明的电动车辆主要目的是在蓄电池的各单电池的电压的检测系统发生了异常时判定蓄电池是否正在被充电。
用于解决课题的方案
本发明的电动车辆为了实现上述的主要目的而采用以下的方案。
本发明的电动车辆具备：
蓄电池，将多个单电池串联连接而成；
电动机，能够与所述蓄电池进行电力的授受；及
控制装置，对所述电动机进行驱动控制，
其特征在于，
在检测所述蓄电池的各单电池的单电池电压的单电池电压检测系统发生了异常时，所述控制装置禁止所述电动机的再生控制，并基于根据块的电压和在所述蓄电池中流动的电池电流而得到的所述块的开路电压来判定所述蓄电池是否正在被充电，所述块由构成所述蓄电池的全部单电池中的至少两个以上的单电池构成。
在该本发明的电动车辆中，在检测蓄电池的各单电池的单电池电压的单电池电压检测系统发生了异常时，禁止电动机的再生控制。并且，基于根据块的电压和流向蓄电池的电池电流而得到的块的开路电压来判定蓄电池是否正在被充电，该块由构成蓄电池的全部单电池中的至少两个以上的单电池构成。由此，即使在单电池电压检测系统发生了异常时，也能够判定蓄电池是否正在被充电。在此，块由串联连接的两个以上的单电池构成，可以作为单电池组整体，或者单电池组的一部分。
在这样的本发明的电动车辆中，可以是，所述控制装置基于在规定时间内多次检测的所述块的电压和电池电流来算出所述块的开路电压，在所述块的开路电压增加时判定为所述蓄电池正在被充电。块的开路电压与块的蓄电比例(剩余容量的比例)联动，因此在开路电压增加时，蓄电比例增加，蓄电池正在被充电。需要说明的是，基于块的电压及电池电流的开路电压的计算可以如下进行：对于在规定时间内多次检测的块的电压和电池电流适用例如最小平方法来求出相对于电池电流的块的电压的直线关系，作为其截距而求出块的开路电压。
另外，在本发明的电动车辆中，可以是，在所述单电池电压检测系统发生了异常时判定为所述蓄电池正在被充电时，所述控制装置使车辆停止。这样的话，能够抑制蓄电池的充电(过充电)，抑制单电池的损伤。
附图说明
图1是表示作为本发明的一实施例的电动机动车20的结构的概略的结构图。
图2是表示通过实施例的电子控制单元50执行的退避行驶可否处理例程的一例的流程图。
图3是表示使用N个块电压Vb和电池电流Ib来求出块的开路电压OCV的情况的一例的说明图。
具体实施方式
接下来，使用实施例来说明用于实施本发明的方式。
【实施例】
图1是表示作为本发明的一实施例的电动机动车20的结构的概略的结构图。如图所示，实施例的电动机动车20具备电动机32、变换器34、蓄电池35、系统主继电器37以及电子控制单元50。
电动机32构成为同步发电电动机，具备埋入有永久磁铁的转子和卷绕有三相线圈的定子。该电动机32的转子连接于经由差动齿轮24而与驱动轮22a、22b连结的驱动轴26。
变换器34使用于电动机32的驱动，经由电力线38而连接于蓄电池35。该变换器34具有6个作为开关元件的晶体管T11～T16和与6个晶体管T11～T16分别并联连接的6个二极管D11～D16。晶体管T11～T16分别以相对于电力线38的正极侧线和负极侧线而成为源侧和漏测的方式每2个地成对配置。而且，在成为晶体管T11～T16的对的晶体管彼此的连接点分别连接有电动机32的三相线圈(U相、V相、W相的线圈)。因此，在电压作用于变换器34时，通过电子控制单元50来调节成对的晶体管T11～T16的接通时间的比例，由此在三相线圈形成旋转磁场，来驱动电动机32旋转。
蓄电池35例如将锂离子二次电池或镍氢二次电池的单电池串联连接多个而构成，如上所述，经由电力线38而连接于变换器34。在电力线38的正极侧线和负极侧线安装有系统主继电器37、电容器39。
电子控制单元50构成为以CPU52为中心的微型处理器，除了CPU52之外，还具备存储处理程序的ROM54、暂时存储数据的RAM56、输入输出端口。来自各种传感器的信号经由输入端口向电子控制单元50输入。作为向电子控制单元50输入的信号，可列举例如来自检测电动机32的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器(例如旋转变压器)32a的旋转位置θm、来自检测电动机32的各相的相电流的未图示的电流传感器的相电流。而且，也可列举来自在蓄电池35的端子间安装的电压传感器35a的蓄电池35的电压VB、来自在蓄电池35的输出端子安装的电流传感器35b的蓄电池35的电流Ib(电池电流Ib)、来自与蓄电池35的各单电池连接的SBM(卫星蓄电池模块)36a的各单电池的单电池电压Vcel、来自在由蓄电池35的规定数(例如10个或20个)构成的单电池块安装的电压传感器36b的块电压Vb、来自在电容器39的端子间安装的电压传感器39a的电容器39(电力线38)的电压VH(变换器输入电压VH)。此外，也可列举来自点火开关60的点火信号、来自检测换挡杆61的操作位置的挡位传感器62的挡位SP。此外，也可列举来自检测加速踏板63的踏入量的加速踏板位置传感器64的加速器开度Acc、来自检测制动踏板65的踏入量的制动踏板位置传感器66的制动踏板位置BP、来自车速传感器68的车速V。从电子控制单元50经由输出端口输出向变换器34的晶体管T11～T16的开关控制信号、向系统主继电器37的驱动信号等。电子控制单元50基于来自旋转位置检测传感器32a的电动机32的转子的旋转位置θm来运算电动机32的电角θe、转速Nm。
在这样构成的实施例的电动机动车20中，电子控制单元50通过未图示的控制例程，基于加速器开度Acc和车速V来设定驱动轴26的要求转矩Td*，以按照转矩指令Tm*来驱动电动机32的方式进行变换器34的晶体管T11～T16的开关控制。
接下来，说明实施例的电动机动车20的动作，特别是单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时的动作。图2是表示为了即使在单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时也能够进行退避行驶而通过电子控制单元50执行的退避行驶可否处理例程的一例的流程图。该例程每规定时间反复执行。
当执行退避行驶可否处理例程时，电子控制单元50的CPU52首先判定单电池电压Vcel的检测系统是否发生了异常(步骤S100)。作为单电池电压Vcel的检测系统的异常，可列举从蓄电池35的各单电池向SBM36a的信号线的断线、SBM36a与电子控制单元50的通信不良等。在实施例中，通过未图示的异常诊断处理来诊断单电池电压Vcel的检测系统是否发生了异常，并将其结果预先存储于RAM56的规定区域，通过读入在RAM56的规定区域存储的异常诊断结果，来判定单电池电压Vcel的检测系统是否发生了异常。在判定为单电池电压Vcel的检测系统未发生异常时，不需要单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时的退避行驶，因此结束本例程。
在步骤S100中判定为单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时，输入在规定时间内检测到的N个块电压Vb和电池电流Ib(步骤S110)，基于N个块电压Vb和电池电流Ib来计算块的开路电压OCV(步骤S120)。在此，规定时间可以使用例如反复执行本例程的时间。例如，可以使用30秒作为规定时间，当将块电压Vb和电池电流Ib的检测间隔设为100msec时，能够得到300个块电压Vb和电池电流Ib。在实施例中，对于得到的N个块电压Vb和电池电流Ib适用最小平方法来求出相对于电池电流Ib的块电压Vb的直线，计算该直线的截距(与电压轴的交点)作为块的开路电压OCV。使用N个块电压Vb和电池电流Ib求出块的开路电压OCV的情况的一例如图3所示。
接下来，根据计算出的块的开路电压OCV是否大于上次执行该例程时计算出的块的开路电压OCV(以下，称为“上次OCV”)来判定块的开路电压OCV是否上升(步骤S130)。在块的开路电压OCV未上升时，禁止电动机32的再生控制(步骤S140)，许可退避行驶(步骤S150)，结束本例程。当前，考虑从单电池电压Vcel的检测系统发生了异常起第一次执行该例程的情况。这种情况下，由于是第一次计算块的开路电压OCV，因此在步骤S130中判定为块的开路电压OCV未上升。因此，禁止电动机32的再生控制，许可退避行驶。这样单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时，禁止电动机32的再生控制，因此蓄电池35不会被进行充电，而是通过退避行驶从蓄电池35仅进行放电。
在步骤S130中判定为块的开路电压OCV上升时，判定为蓄电池35正在被充电(步骤S160)，停止车辆的行驶(步骤S170)，结束本例程。即，禁止退避行驶。如上所述，当单电池电压Vcel的检测系统发生异常时，禁止电动机32的再生控制，因此蓄电池35不会被进行充电，但是由于传感器误差等而存在蓄电池35被稍稍充电的情况。蓄电池35的充电会招致蓄电池35的过充电，产生蓄电池35的单电池的损伤等，因此在实施例中，为了将其避免而禁止退避行驶。需要说明的是，蓄电池35的充电判定基于如下情况：块的开路电压OCV与块的蓄电比例SOC联动，块的开路电压OCV的上升是指块的蓄电比例SOC的增加，所以由此判定为蓄电池35正在被充电。
在以上说明的实施例的电动机动车20中，在单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时，对于由规定数(例如10个或20个)单电池构成的单电池块的电压Vb(块电压Vb)和电池电流Ib在规定时间内进行N个检测，基于该N个块电压Vb和电池电流Ib来计算块的开路电压OCV。并且，通过判定块的开路电压OCV是否上升来判定蓄电池35是否正在被充电。通过这样使用块电压Vb和电池电流Ib，即使在单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时，也能够判定蓄电池35是否正在被充电。而且，在块的开路电压OCV未上升时，禁止电动机32的再生控制而许可退避行驶，在块的开路电压OCV上升时，判定为蓄电池35正在被充电，停止车辆的行驶(禁止退避行驶)。由此，即使在单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时也能够进行退避行驶，能够抑制在该退避行驶中由于因传感器误差等而蓄电池35正在被充电所产生的不良情况(蓄电池35的过充电引起的不良情况)。
在实施例的电动机动车20中，在单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时，对于单电池块的电压Vb(块电压Vb)和电池电流Ib在规定时间内进行N个检测，通过基于此而得到的块的开路电压OCV来判定蓄电池35是否正在被充电。这种情况下的构成单电池块的单电池数只要为2个以上即可，可以为任意个。因此，也可以对于来自电压传感器35a的蓄电池35的电压VB和电池电流Ib在规定时间内进行N个检测，通过基于此而得到的蓄电池35的开路电压OCV来判定蓄电池35是否正在被充电。
在实施例的电动机动车20中，在单电池电压Vcel的检测系统发生了异常时，对于单电池块的电压Vb(块电压Vb)和电池电流Ib在退避行驶可否处理例程的起动间隔时间即规定时间内进行N个检测，但是对块电压Vb和电池电流Ib进行N个检测的时间可以是比退避行驶可否处理例程的起动间隔时间短的时间。
在实施例中，将本发明适用于电动机动车20，但也可以适用于混合动力机动车。
说明实施例的主要要素与用于解决课题的方案一栏记载的发明的主要要素的对应关系。在实施例中，蓄电池35相当于“蓄电池”，电动机32相当于“电动机”，电子控制单元50相当于“控制装置”。
需要说明的是，实施例的主要要素与用于解决课题的方案一栏记载的发明的主要要素的对应关系是实施例的用于解决课题的方案一栏记载的发明实施用的方式的具体说明用的一例，因此并不限定用于解决课题的方案一栏记载的发明的要素。即，关于用于解决课题的方案一栏记载的发明的解释应基于该栏的记载进行，实施例只不过是用于解决课题的方案一栏记载的发明的具体的一例。
以上，使用实施例说明了用于实施本发明的方式，但是本发明不受这样的实施例的任何限定，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内以各种方式实施。
产业上的可利用性
本发明能够利用于电动车辆的制造产业等。

Claims (3)

1.一种电动车辆，具备：
蓄电池，将多个单电池串联连接而成；
电动机，能够与所述蓄电池进行电力的授受；及
控制装置，对所述电动机进行驱动控制，
其特征在于，
在检测所述蓄电池的各单电池的单电池电压的单电池电压检测系统发生了异常时，所述控制装置禁止所述电动机的再生控制，并基于根据块的电压和在所述蓄电池中流动的电池电流而得到的所述块的开路电压来判定所述蓄电池是否正在被充电，所述块由构成所述蓄电池的全部单电池中的至少两个以上的单电池构成。
2.根据权利要求1所述的电动车辆，其中，
所述控制装置基于在规定时间内多次检测的所述块的电压和电池电流来算出所述块的开路电压，并在所述块的开路电压增加时判定为所述蓄电池正在被充电。
3.根据权利要求1或2所述的电动车辆，其中，
在所述单电池电压检测系统发生了异常时判定为所述蓄电池正在被充电时，所述控制装置使车辆停止。
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