CN110535218B - 电池放电控制装置 - Google Patents

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Abstract

构成为对具有第一以及第二电池的混合动力系统进行控制的电池放电控制装置,具备充电电荷量算出部以及放电控制部。在第一余裕电荷量为正值、且第二余裕电荷量为正值、且所述第一余裕电荷量与第二余裕电荷量之差的绝对值小于预先确定的阈值的情况下,放电控制部对DC/DC转换器进行控制,以使第一电池以及第二电池双方放电,该第一余裕电荷量是从第一电池的充电电荷量减去预先确定的第一下限电荷量而得到的值,第二余裕电荷量是从第二电池的充电电荷量减去预先确定的第二下限电荷量而得到的值。

Description

电池放电控制装置
技术领域
本公开涉及构成为控制混合动力系统的电池放电控制装置。
背景技术
日本特开2009-261091号公报公开了具备发动机和与该发动机驱动连结的电动发电机作为驱动源的混合动力系统。高压电池连接于电动发电机。在电动发电机作为电动机发挥作用时,从高压电池向电动发电机供给电力。另外,在电动发电机作为发电机发挥作用时,从电动发电机向高压电池供给电力。
另一方面,低压电池经由DC/DC转换器与电动发电机以及高压电池连接。另外,音频设备、灯等电动辅机与DC/DC转换器以及低压电池连接。从DC/DC转换器和低压电池向这些辅机供给电力。在上述混合动力系统中,在高压电池的充电量为预定量以上的情况下,对DC/DC转换器进行控制,以使从高压电池经由DC/DC转换器向辅机供给电力。
在上述混合动力系统中,高压电池的电力优先被放电直至高压电池的充电量变为小于预定量。因此,在电动发电机作为发电机发挥作用时,高压电池的充电量相应地降低的可能性较高。因此,不易发生高压电池的充电量过高而无法将电动发电机的发电电力向高压电池供给之类的情形。
但是,即便想进行上述混合动力系统那样的高压电池的放电控制,在能够对高压电池充电的最大电荷量、即高压电池的满充电电荷量少的情况下,能够对高压电池充电的电力的量也会变少。因此,谋求一种即使高压电池的满充电电荷量少,也能够有效地活用电动发电机的发电电力的技术。
发明内容
一个实施方式的电池放电控制装置构成为对混合动力系统进行控制。混合动力系统具备:作为驱动源的发动机;电动发电机,其对该发动机以能够驱动的方式连结;第一电池,其被从所述电动发电机供给电力;以及第二电池,其经由双向DC/DC转换器连接于所述电动发电机以及所述第一电池。电池放电控制装置具备:充电电荷量算出部,其构成为算出所述第一电池的充电电荷量以及所述第二电池的充电电荷量;和放电控制部,其构成为以所述电动发电机停止或者所述电动发电机正在放电作为条件之一,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池中的至少一方放电。所述放电控制部构成为在第一余裕电荷量为正值、且第二余裕电荷量为正值、且所述第一余裕电荷量与所述第二余裕电荷量之差的绝对值小于预先确定的阈值的情况下,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池双方放电,所述第一余裕电荷量是从所述第一电池的充电电荷量减去预先确定的第一下限电荷量而得到的值,所述第二余裕电荷量是从所述第二电池的充电电荷量减去预先确定的第二下限电荷量而得到的值。
根据上述构成,在第一电池的第一余裕电荷量与第二电池的第二余裕电荷量之差的绝对值小于阈值的情况下,不仅使第一电池以及第二电池中的某一方放电而使双方放电。因此,之后在电动发电机进行了发电的情况下,不仅第一电池以及第二电池中的某一方,另一方的电池的充电电荷量也降低,能够向双方的电池供给发电电力。即,能够有效地活用双方的电池作为电动发电机的发电电力的供给目的地。
在上述技术方案中,也可以是,所述放电控制部基于所述第一余裕电荷量与所述第二余裕电荷量的比较,控制所述DC/DC转换器以使从所述第一电池以及所述第二电池中的具有较多的能够输出的电荷量的电池放出较多的电力。
根据上述构成,即便能够对第一电池充电的最大电荷量与能够对第二电池充电的最大电荷量之间存在差异,也能够抑制如下情况:在使第一电池以及第二电池双方放电时,某一方的电池的充电电荷量比另一方的电池的充电电荷量快速地降低至下限电荷量。
在上述技术方案中,也可以是,所述放电控制部构成为在从所述第一电池以及所述第二电池双方持续放电了的情况下,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池的充电电荷量达到所述第一下限电荷量的时间点和所述第二电池的充电电荷量达到所述第二下限电荷量的时间点成为相同定时(timing)。
根据上述构成,在从第一电池以及第二电池持续放电了的情况下,两电池的充电电荷量大致同时达到各自的下限电荷量。在该状态下,能够从电动发电机向各电池进行充电的电荷量的合计成为最大。因此,能够更有效地活用电动发电机的发电电力。
在上述技术方案中,也可以是,所述放电控制部构成为在所述第一余裕电荷量以及所述第二余裕电荷量为正值且所述第一余裕电荷量与所述第二余裕电荷量之差的绝对值为所述阈值以上的情况下,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池中的具有较大的余裕电荷量的电池放电、且不使所述第一电池以及所述第二电池中的具有较小的余裕电荷量的电池放电。根据该构成,能够抑制如下情况:使余裕电荷量少的电池放电,该电池的充电电荷量过度地降低。
另一方式的电池放电控制装置构成为对混合动力系统进行控制。混合动力系统具备:作为驱动源的发动机;电动发电机,其对该发动机以能够驱动的方式连结;第一电池,其被从所述电动发电机供给电力;以及第二电池,其经由双向DC/DC转换器连接于所述电动发电机以及所述第一电池。电池放电控制装置具备:充电电荷量算出部,其构成为算出所述第一电池的充电电荷量以及所述第二电池的充电电荷量;和放电控制部,其构成为以所述电动发电机停止或者正在放电作为条件之一,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池中的至少一方放电。所述放电控制部在第一余裕电荷量为正值、且第二余裕电荷量为正值、且所述第一余裕电荷量与所述第二余裕电荷量之差的绝对值小于预先确定的阈值的情况下,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池交替地放电,所述第一余裕电荷量是从所述第一电池的充电电荷量减去预先确定的第一下限电荷量而得到的值,所述第二余裕电荷量是从所述第二电池的充电电荷量减去预先确定的第二下限电荷量而得到的值。
根据上述构成,在第一电池的第一余裕电荷量与第二电池的第二余裕电荷量之差小于阈值的情况下,不仅使第一电池以及第二电池中的某一方放电而使双方交替地放电。因此,之后在电动发电机进行了发电的情况下,能够不仅向第一电池也向第二电池供给发电电力。即,能够有效地活用第二电池作为电动发电机的发电电力的供给目的地。
附图说明
图1是混合动力系统的概略结构图。
图2是电池放电控制处理的流程图。
图3是概略地表示利用电动发电机进行发动机辅助时的各电池的充电电荷量的变化的图。
图4是概略地表示车辆停止时的各电池的充电电荷量的变化的图。
图5是概略地表示变更例的均衡供给模式下的各电池的充电电荷量的变化的图。
具体实施方式
对构成为控制车辆的混合动力系统的电池放电控制装置的一个实施方式进行说明。
如图1所示,混合动力系统具备发动机10作为车辆的驱动源。发动机10的曲轴10a经由变速器11驱动连结于驱动轮。另外,发动机10的曲轴10a驱动连结于第一带轮12。在第一带轮12架绕有传动带13。此外,发动机10的曲轴10a也经由带、带轮、齿轮(链轮)、链条而驱动连结于用于产生液压的液压泵和/或空调的压缩机,图示省略。
混合动力系统具备电动发电机20作为另外于上述发动机10的驱动源。电动发电机20是所谓的三相交流电动机。电动发电机20的输出轴20a驱动连结于第二带轮14。传动带13架绕于第二带轮14。即,电动发电机20经由第二带轮14、传动带13以及第一带轮12而驱动连结于发动机10的曲轴10a。
在电动发电机20作为电动马达发挥作用的情况下,对第二带轮14赋予旋转转矩,该旋转转矩经由传动带13以及第一带轮12向发动机10的曲轴10a输入。即,在该情况下,电动发电机20辅助发动机10的驱动。另一方面,在电动发电机20作为发电机发挥作用的情况下,发动机10的曲轴10a的旋转转矩经由第一带轮12、传动带13以及第二带轮14向电动发电机20的输出轴20a输入。并且,电动发电机20与输出轴20a的旋转相应地进行发电。
作为第一电池的高压电池22经由变换器21连接于电动发电机20。变换器21是所谓的双向变换器,将电动发电机20发电而产生的交流电压变换为直流电压并向高压电池22输出,将高压电池22所输出的直流电压变换为交流电压而向电动发电机20输出。此外,在图1中,将变换器21绘制为另外于电动发电机20的部件,但有时变换器21也内置于电动发电机20的壳体内。
高压电池22是48V的锂离子电池。高压电池22在电动发电机20作为电动马达发挥作用时,向该电动发电机20供给电力。另外,高压电池22在电动发电机20作为发电机发挥作用时,从该电动发电机20接受电力的供给而被充电。
用于检测高压电池22的状态的传感器部22a内置于该高压电池22。传感器部22a检测高压电池22的端子间电压、输入电流、温度等信息,并将这些信息作为表示高压电池22的状态信息SHb的信号输出。
DC/DC转换器23经由变换器21连接于电动发电机20。另外,DC/DC转换器23也连接于高压电池22。DC/DC转换器23是所谓的升降压转换器(双向转换器)。DC/DC转换器23在作为降压转换器发挥作用的情况下,将从变换器21和/或高压电池22输出的直流电压降压到10V~15V并输出。另外,DC/DC转换器23在作为升压转换器发挥作用的情况下将从下述的低压电池24输出的直流电压升压到45V~55V并输出。
用于检测DC/DC转换器23的状态的传感器部23a内置于该DC/DC转换器23。传感器部23a检测DC/DC转换器23的输出电压、输出电流等信息,将这些信息作为表示DC/DC转换器23的状态信息Sdc的信号输出。
作为第二电池的低压电池24连接于DC/DC转换器23。低压电池24是电压比高压电池22小的12V的铅蓄电池。低压电池24在DC/DC转换器23不被驱动时或者DC/DC转换器23的输出电压是12V时,输出12V的直流电压。低压电池24在DC/DC转换器23的输出电压比低压电池24的开路电压(OCV:Open Circuit Voltage)大时,从DC/DC转换器23接受电力的供给而被充电。
检测低压电池24的状态的传感器部24a内置于该低压电池24。传感器部24a检测低压电池24的端子间电压、输入电流、温度等信息,将这些信息作为表示低压电池24的状态信息SLb的信号输出。
各种电动辅机25连接于DC/DC转换器23以及低压电池24。辅机25例如包含用于启动发动机10的起动机、车辆的前照灯、方向指示灯、室内灯等灯、以及汽车导航装置、扬声器等车内装备。辅机25在DC/DC转换器23没有被驱动时,从低压电池24接受电力的供给。辅机25在DC/DC转换器23的输出电压大于低压电池24的开路电压(OCV)时,从该DC/DC转换器23接受电力的供给。
如图1所示,混合动力系统具备统括地控制包含高压电池22以及低压电池24的放电在内的混合动力系统的整体的电子控制装置30。即,电子控制装置30作为对于高压电池22以及低压电池24的放电控制装置发挥作用。电子控制装置30是具备执行各种程序(应用程序)的运算部、存储有各种程序的非易失性存储部以及在程序执行时暂时地存储数据的易失性存储器的处理电路(计算机)。
从DC/DC转换器23的传感器部23a向电子控制装置30输入表示状态信息Sdc的信号。基于该信号,电子控制装置30掌握DC/DC转换器23的输出电压和/或输出电流等信息。
从高压电池22的传感器部22a向电子控制装置30输入表示状态信息SHb的信号。电子控制装置30基于状态信息SHb所包含的高压电池22的端子间电压、输入电流、温度等信息,算出高压电池22的充电电荷量以及满充电电荷量。在该实施方式中,高压电池22的充电电荷量是指在输入了状态信息SHb的时间点高压电池22所积蓄的电荷量,例如用安培秒(A·s)表示。另外,满充电电荷量是指在输入了状态信息SHb的时间点高压电池22中能够积蓄的最大电荷量,例如用安培秒(A·s)表示。
从低压电池24的传感器部24a向电子控制装置30输入表示状态信息SLb的信号。电子控制装置30基于状态信息SLb所包含的低压电池24的端子间电压、输入电流、温度等信息,算出低压电池24的充电电荷量以及满充电电荷量。这样,电子控制装置30作为用于算出高压电池22的充电电荷量、低压电池24的充电电荷量等信息的充电电荷量算出部发挥作用。
电子控制装置30基于如上述那样算出的高压电池22的充电电荷量以及低压电池24的充电电荷量生成用于控制DC/DC转换器23的输出电压的操作信号MSdc,并将该操作信号MSdc向DC/DC转换器23输出。此外,通过控制DC/DC转换器23的输出电压,来控制从高压电池22以及低压电池24中的哪一个放电,并且控制放电量。即,电子控制装置30作为对于高压电池22以及低压电池24的放电控制部发挥作用。
另外,电子控制装置30基于来自检测发动机10的状态的各种传感器的信号,生成用于控制电动发电机20的操作信号MSmg,并将该操作信号MSmg向电动发电机20输出。电动发电机20根据操作信号MSmg,或作为电动机发挥作用(放电)、或作为发电机发挥作用(发电)、或停止驱动。
接着,根据图2对由电子控制装置30执行的电池放电控制处理进行说明。此外,以下的电池放电控制处理在高压电池22的充电电荷量超过下限电荷量Lim1且低压电池24的充电电荷量超过下限电荷量Lim2的情况下,按各预定的控制周期反复地执行。即,电池放电控制处理在能够从高压电池22以及低压电池24放电的状况下执行。此外,关于高压电池22的下限电荷量Lim1以及低压电池24的下限电荷量Lim2,在下面叙述。
当电池放电控制处理开始时,电子控制装置30执行步骤S11的处理。在步骤S11中,电子控制装置30基于输出给电动发电机20的操作信号MSmg来判定电动发电机处于发电期间、放电期间还是停止期间。在判定为电动发电机20处于发电期间的情况下(步骤S11中“否”),不处于从高压电池22和/或低压电池24向电动发电机20放电的状况。因此,电池放电控制处理结束,在预定周期后再次开始电池放电控制处理。另一方面,在判定为电动发电机20处于停止期间或者电动发电机20处于放电期间的情况下(步骤S11中“是”),电子控制装置30的处理移向步骤S12。
在步骤S12中,电子控制装置30关于高压电池22的充电电荷量算出余裕电荷量HEq。具体而言,在电子控制装置30的存储部预先存储有高压电池22的充电电荷量的目标范围。该目标范围例如是相对于满充电电荷量的40%~70%的范围。并且,电子控制装置30将从基于来自高压电池22的传感器部22a的状态信息SHb算出的高压电池22的充电电荷量减去目标范围的下限电荷量Lim1(在上面的例子中为满充电电荷量的40%)而得到的值作为高压电池22的余裕电荷量HEq而算出。此外,如上所述,高压电池22的充电电荷量超过了下限电荷量Lim1,因此,余裕电荷量HEq为正值。这样,与高压电池22相关的目标范围的下限电荷量Lim1相当于第一下限电荷量,高压电池22的余裕电荷量HEq相当于第一余裕电荷量。算出高压电池22的余裕电荷量HEq后,电子控制装置30的处理移向步骤S13。
在步骤S13中,电子控制装置30关于低压电池24的充电电荷量算出余裕电荷量LEq。具体而言,电子控制装置30的存储部中预先存储有低压电池24的充电电荷量的目标范围。该目标范围例如是相对于满充电电荷量的80%~95%的范围。并且,电子控制装置30将从基于来自低压电池24的传感器部24a的状态信息SLb算出的低压电池24的充电电荷量减去目标范围的下限电荷量Lim2(在上面的例子中为满充电电荷量的80%)而得到的值算出为低压电池24的余裕电荷量LEq。此外,如上所述,由于低压电池24的充电电荷量超过了下限电荷量Lim2,因此余裕电荷量LEq成为正值。这样,与低压电池24相关的目标范围的下限电荷量Lim2相当于第二下限电荷量,低压电池24的余裕电荷量LEq相当于第二余裕电荷量。在算出低压电池24的余裕电荷量LEq后,电子控制装置30的处理移向步骤S14。
在步骤S14中,电子控制装置30算出所算出的高压电池22的余裕电荷量HEq与低压电池24的余裕电荷量LEq之差。电子控制装置30判定所算出的差的绝对值是否为预先确定的阈值X以上。阈值X例如是相对于高压电池22或者低压电池24的满充电电荷量的几%以下的电荷量。在判定为各余裕电荷量之差的绝对值为阈值X以上的情况下(步骤S14中“是”),电子控制装置30的处理移向步骤S15。
在步骤S15中,电子控制装置30判定高压电池22的余裕电荷量HEq是否为低压电池24的余裕电荷量LEq以上。在判定为高压电池22的余裕电荷量HEq为低压电池24的余裕电荷量LEq以上的情况下(步骤S15中“是”),电子控制装置30的处理移向步骤S16。
在步骤S16中,电子控制装置30对DC/DC转换器23进行控制,使得:高压电池22放电,从该高压电池22向电动发电机20和/或辅机25供给电力。具体而言,电子控制装置30使DC/DC转换器23作为降压转换器发挥作用。之后,由电子控制装置30执行的电池放电控制处理结束,在预定周期后再次开始电池放电控制处理。
在步骤S15中判定为高压电池22的余裕电荷量HEq小于低压电池24的余裕电荷量LEq的情况下(步骤S15中“否”),电子控制装置30的处理移向步骤S17。
在步骤S17中,电子控制装置30对DC/DC转换器23进行控制,使得:低压电池24放电,从该低压电池24向电动发电机20和/或辅机25供给电力。具体而言,电子控制装置30在需要从低压电池24向电动发电机20供给电力的情况下,使DC/DC转换器23作为升压转换器发挥作用。另外,电子控制装置30在不需要从低压电池24向电动发电机20供给电力的情况下,使DC/DC转换器23的驱动停止,以使得不从该DC/DC转换器23向电动发电机20输出电力。之后,由电子控制装置30执行的电池放电控制处理结束,在预定周期后再次开始电池放电控制处理。此外,在本实施方式中将执行步骤S16或者步骤S17的处理来仅使高压电池22以及低压电池24中的某一方放电的状态称为优先供给模式。
在步骤S14中判定为高压电池22的余裕电荷量HEq与低压电池24的余裕电荷量LEq之差的绝对值小于阈值X的情况下(步骤S14中“否”),电子控制装置30的处理移向步骤S20。
在步骤S20中,电子控制装置30基于高压电池22的余裕电荷量HEq以及低压电池24的余裕电荷量Leq,算出DC/DC转换器23的输出方向(升压或者降压)及其输出电压。在该实施方式中,电子控制装置30假设在从高压电池22以及低压电池24双方持续放电了的情况下,算出DC/DC转换器23的输出方向(升压或者降压)及其输出电压,以使得高压电池22的充电电荷量达到下限电荷量Lim1的时间点与低压电池24的充电电荷量达到下限电荷量Lim2的时间点成为相同定时。下限电荷量Lim1能够被设定为例如高压电池22的满充电电荷量的40%。下限电荷量Lim2能够被设定为例如低压电池24的满充电电荷量的80%。此外,此处所说的“相同定时”是指计算上相同定时即可,容许各传感器部的检测误差、以及因DC/DC转换器23的控制延迟等而产生的定时的偏离。
在此,为了如上述那样使两电池的充电电荷量在相同定时达到下限电荷量,理想的是,高压电池22的放电电流HI与低压电池24的放电电流LI之比和高压电池22的余裕电荷量HEq与低压电池24的余裕电荷量LEq之比相同。即,理想的是满足<HI:LI=HEq:LEq>的关系。并且,在将该式变换为与高压电池22的放电电流HI相关的关系式时,成为<HI=LI(HEq/LEq)>。于是,电子控制装置30基于来自高压电池22的传感器部22a以及低压电池24的传感器部24a的信号,对DC/DC转换器23进行控制,以使得高压电池22的放电电流HI满足上述关系式。在本实施方式中,将这样从高压电池22以及低压电池24双方放电的状态称为均衡供给模式。
此外,在步骤S20中如上述那样控制了DC/DC转换器23的情况下,该DC/DC转换器23作为升压转换器发挥作用的情况和作为降压转换器发挥作用的情况都可能存在。例如,在对电动发电机20的请求电流比高压电池22的放电电流HI大时,DC/DC转换器23作为升压转换器发挥作用。另外,在对电动发电机20的请求电流比高压电池22的放电电流HI小时,DC/DC转换器23作为降压转换器发挥作用。
当如上述那样控制DC/DC转换器时,电子控制装置30的处理移向步骤S21。在步骤S21中,判定高压电池22的余裕电荷量HEq是否为零以下且低压电池24的余裕电荷量LEq是否为零以下。此外,在该实施方式中,高压电池22的充电电荷量成为下限电荷量Lim1的时间点与低压电池24的充电电荷量成为下限电荷量Lim2的时间点为相同定时。因此,高压电池22的充电电荷量的余裕电荷量HEq以及低压电池24的余裕电荷量LEq双方或者都超过零或者双方都在零以下。在高压电池22的余裕电荷量HEq以及低压电池24的余裕电荷量LEq双方都超过零的情况下(步骤S21中“否”),由电子控制装置30进行的电池放电控制处理结束,在预定周期后再次开始电池放电控制处理。在判定为高压电池22的余裕电荷量HEq以及低压电池24的余裕电荷量LEq双方都为零以下的情况下,电子控制装置30的处理移向步骤S22。
在步骤S22中,电子控制装置30对电动发电机20发出发电请求。该发电请求例如通过将表示有无发电请求的信号(标志)的电压电平从低电平切换为高电平、或者从高电平切换为低电平来进行。此外,有时即便像这样进行了发电请求,如果不满足用于在电动发电机20中进行发电的其他条件,则也不会在电动发电机20中开始发电。在步骤S22之后,由电子控制装置30执行的电池放电控制处理结束。
此外,在步骤S22结束后,高压电池22的充电电荷量低于下限电荷量Lim1,低压电池24的充电电荷量低于下限电荷量Lim2。因此,不开始步骤S11的处理,直至高压电池22以及低压电池24被充电而两者的充电电荷量都超过下限电荷量为止。
对本实施方式的作用以及效果进行说明。
首先,对电动发电机20作为马达发挥作用来辅助发动机10的驱动的状态进行说明。此外,在该例子中,为了说明的简化,设为电动发电机20释放(消耗)一定的电力。另外,设为辅机25中的电力的消耗为零。
在电动发电机20作为马达发挥作用来进行放电且高压电池22以及低压电池24中的某一方的充电电荷量较大地超过了下限电荷量的情况下,各电池22、24以从这些电池中的一方向电动发电机20供给电力的优先供给模式进行放电。例如,在图3所示的例子中,在放电开始时间点,高压电池22的余裕电荷量HEq相应地大于低压电池24的余裕电荷量LEq。因此,高压电池22放电而向电动发电机20供给电力。
若高压电池22继续放电,则该高压电池22的充电电荷量会逐渐降低,高压电池22中的余裕电荷量HEq也逐渐变小。并且,在高压电池22的余裕电荷量HEq与低压电池24的余裕电荷量LEq之差的绝对值变为小于阈值X的时间点T1以后,各电池22、24以从高压电池22以及低压电池24双方放电的均衡供给模式进行放电。在该均衡供给模式中,在时间点T1之前,会由低压电池24承担高压电池22释放的放电电力的一部分。因此,均衡供给模式下的高压电池22的充电电荷量的降低速度会比优先供给模式时慢。即,在图3的时间点T1以后,曲线的倾斜会变得缓和。因此,在执行了均衡供给模式的情况下,高压电池22的余裕电荷量HEq成为零的时间点T2会比在时间点T1之后高压电池22也继续以优先供给模式放电而该高压电池22的余裕电荷量HEq成为零的时间点T3晚。结果,能够通过电动发电机20对发动机10的驱动进行辅助的期间会延长时间点T3与时间点T2之差的量。通过像这样延长由电动发电机20对发动机10的驱动的辅助时间,能够有助于燃料经济性的提高。
另外,在不进行均衡供给模式下的放电而以优先供给模式从高压电池22持续放电了的情况下,高压电池22的充电电荷量会达到下限电荷量Lim1。之后,在电动发电机20进行了发电的情况下,例如,能够对高压电池22进行充电,直到充电电荷量从目标范围的下限电荷量Lim1达到上限电荷量、例如满充电电荷量的70%。
然而,在高压电池22的满充电电荷量本来就小的情况下,有时即便高压电池22的充电电荷量从目标范围的下限电荷量Lim1开始进行充电直至到达上限电荷量,也无法充入较多的电力。如果高压电池22的充电电荷量达到了目标范围的上限电荷量,则即便电动发电机20处于能够发电的状况,也会使发电停止或者使所发电的电力浪费掉。因此,燃料经济性的提高效果会减弱。
关于这点,在上述实施方式中,进行均衡供给模式下的放电而高压电池22的充电电荷量达到下限电荷量Lim1的时间点T2的低压电池24的充电电荷量比开始了均衡供给模式的时间点T1的低压电池24的充电电荷量降低。能够将该充电电荷量降低的量作为电动发电机20进行了发电时能够充电的电荷量来利用。即,在上述实施方式中,通过执行均衡供给模式,能够有效地活用低压电池24作为电动发电机20的发电电力的供给目的地。
在上述实施方式中,高压电池22是锂离子电池,低压电池24是铅蓄电池,因此两电池22、24的种类不同。另外,高压电池22主要对电动发电机20供给电力,因此,充电电荷量的目标范围比较宽。因此,若对在充电电荷量的目标范围内能够利用的电荷量进行比较,则通常高压电池22比低压电池24大。这样,尽管在高压电池22和低压电池24中能够利用的电荷量不同,但是在均衡供给模式中从两者输出相同电流时,与高压电池的充电电荷量达到下限电荷量Lim1相比,低压电池24的充电电荷量会较早地达到下限电荷量Lim2。根据情况,低压电池24的充电电荷量也有可能会低于下限电荷量Lim2。
根据上述实施方式,在均衡供给模式中,根据高压电池22的余裕电荷量HEq与低压电池24的余裕电荷量LEq之比,算出从高压电池22放电的放电电流HI。具体而言,基于余裕电荷量HEq与余裕电荷量LEq的比较结果,余裕电荷量HEq越大,则从高压电池22放电的放电电流HI会越大。因此,能够抑制仅高压电池22以及低压电池24中的某一方的充电电荷量过度快速地达到目标范围的下限值。
不过,在上述实施方式中,在继续进行了均衡供给模式下的放电的情况下,高压电池22的充电电荷量达到下限电荷量Lim1的时间点T2与低压电池24的充电电荷量达到下限电荷量Lim2的时间点T2为相同定时。因此,能够将均衡供给模式开始的时间点T1的低压电池24的大约全部的余裕电荷量LEq作为此后能够对电动发电机20的充电电力进行充电的电荷量来利用。即,可以将能够从电动发电机20向高压电池22以及低压电池24充电的电力量的合计最大化。因此,能够更有效地活用电动发电机20的发电电力。
此外,在上述实施方式中,在高压电池22的余裕电荷量HEq与低压电池24的余裕电荷量LEq之差的绝对值为阈值X以上的情况下,以从具有更大的余裕电荷量的电池22、24放电的优先供给模式,进行电池22、24的放电。因此,能够抑制由于从具有更小的余裕电荷量的电池22、24放电而导致该电池22、24的充电电荷量过度地降低。
接着,对例如发动机10因等待车辆等待信号灯等状况而暂时停止(怠速停止)并且电动发电机20既不作为马达也不作为发电机发挥作用的状态、即电动发电机20处于停止期间的状态进行说明。此外,在该例子中,为了使说明简化,设为辅机25释放(消耗)一定的电力。
例如,有时在通过电动发电机20对发动机10的驱动进行了辅助后,高压电池22的充电电荷量会成为下限电荷量Lim1附近。在该情况下,如图4所示,有时低压电池24的余裕电荷量LEq也比高压电池22的余裕电荷量HEq大。在该情况下,通过低压电池24进行放电的优先供给模式,向辅机25供给电力。
在低压电池24持续放电时,该低压电池24的充电电荷量会逐渐降低,低压电池24中的余裕电荷量LEq也会逐渐变小。并且,在低压电池24的余裕电荷量LEq与高压电池22的余裕电荷量HEq之差的绝对值变为小于阈值X的时间点T4以后,各电池22、24以从低压电池24以及高压电池22双方放电的均衡供给模式放电。在该均衡供给模式中,由高压电池22承担在时间点T4之前低压电池24释放的放电电力的一部分。因此,均衡供给模式中的低压电池24的充电电荷量的降低速度会比优先供给模式时慢。即,在图4的时间点T4以后,曲线的倾斜会变得缓和。因此,在执行了均衡供给模式的情况下,低压电池24的余裕电荷量LEq变为零的时间点T5,会比在时间点T4之后低压电池24还以优先供给模式继续放电而该低压电池24的余裕电荷量LEq变为零的时间点T6晚。因此,能够对辅机25稳定地供给电力的期间会延长。
另外,在上述实施方式中,在低压电池24的余裕电荷量LEq与高压电池22的余裕电荷量HEq之差的绝对值为阈值X以上的情况下,不从高压电池22放电,高压电池22的余裕电荷量Heq得以维持。因此,在使用电动发电机20来使发动机10再起动时,能够将高压电池22的余裕电荷量HEq作为发动机10的再起动所需的电力来加以利用。
本实施方式能够如下进行变更来实施。本实施方式以及以下的变更例在技术上不矛盾的范围内能够相互组合地实施。
·在上述各实施方式中,统括地控制混合动力系统整体的电子控制装置30执行了一系列的放电控制处理,但是例如控制发动机10的控制装置和执行放电控制处理的控制装置也可以是分开的处理电路(计算机)。
·发动机10与电动发电机20的驱动连结的方式不限于上述实施方式。另外,在发动机10与电动发电机20之间,除第一带轮12、传动带13以及第二带轮14之外也可以存在由多个齿轮等构成的减速机构和/或进行驱动力传递路径的断开连接的离合器等机构。
·高压电池22以及低压电池24的输出电压是任意的。另外,低压电池24的输出电压也可以不一定比高压电池22的输出电压低,两电池22、24的输出电压也可以相同。
·高压电池22以及低压电池24的种类不局限于上述实施方式的例子。例如,作为高压电池22、低压电池24,除了锂离子电池、铅蓄电池以外还可以采用镍氢电池、NAS电池、全固体电池等任意种类的电池。
·发动机10也可以分别具备主要辅助发动机10的行驶转矩的电动发电机和主要通过来自发动机10的转矩进行发电的电动发电机。
·高压电池22和/或低压电池24的充电电荷量也可以不一定用安培秒(电流·时间)来算出。例如,在高压电池22的满充电电荷量和低压电池24的满充电电荷量相等的情况下,作为表示充电电荷量的参数,也可以采用充电电荷量相对于满充电电荷量的比例(充电容量SOC(State of Charge))。
·作为用于进行从高压电池22以及低压电池24放电的条件,也可以除电动发电机20处于停止期间或者放电期间这一条件之外追加其它的条件。例如,可以将高压电池22以及低压电池24的温度处于适当范围内追加为条件。
·在上述实施方式中,在优先供给模式下,使余裕电荷量大的电池放电,但不限定于此。例如,也可以是,在优先供给模式中,使DC/DC转换器23停止,从高压电池22向电动发电机20供给电力,从低压电池24向辅机25供给电力。
·上述实施方式的均衡供给模式下的高压电池22的放电电流HI以及低压电池24的放电电流LI也可以适当变更。例如,也可以不基于高压电池22的余裕电荷量HEq以及低压电池24的余裕电荷量LEq来确定放电电流HI以及放电电流LI,而使放电电流HI与放电电流LI之比为固定值。此外,一般而言,高压电池22与低压电池24相比,具有更多的在目标范围内能够利用的电荷量,具有更多的能够输出的电荷量。因此,即便在将放电电流HI与放电电流LI之比设为固定值的情况下,也能够通过规定为放电电流HI比放电电流LI大来抑制低压电池24的充电电荷量过度快速地降低至目标范围的下限电荷量Lim2。此外,根据高压电池22的放电电流HI以及低压电池24的放电电流LI的设定方式,高压电池22的充电电荷量达到下限电荷量Lim1的时间点有时会与低压电池24的充电电荷量达到下限电荷量Lim2的时间点偏离。在该情况下,无论电池22、24的哪个的充电电荷量达到了下限电荷量Lim1、Lim2的时间点,都不开始放电控制处理的步骤S11。
·在上述实施方式的均衡供给模式中,从高压电池22以及低压电池24双方同时进行了放电,但也可以是,高压电池22的放电与低压电池24的放电交替地反复进行。例如,在图5所示的例子中,在从均衡供给模式开始的时间点T7起的一定期间P1,低压电池24进行放电。并且,在之后的一定期间P2,高压电池22进行放电。通过像这样低压电池24的放电与高压电池22的放电交替地反复进行,低压电池24以及高压电池22的充电电荷量会降低下来。此外,在该变更例的情况下,高压电池22的充电电荷量达到下限电荷量Lim1的时间点与低压电池24的充电电荷量达到下限电荷量Lim2的时间点不会为相同定时。因此,例如,在图5所示的例子中,在比高压电池22的充电电荷量达到下限电荷量Lim1的时间点T8靠前,低压电池24的充电电荷量达到下限电荷量Lim2。这样,在低压电池24的充电电荷量达到了下限电荷量Lim2的时间点,不开始放电控制处理的步骤S11。
此外,在上述的例子中,如果低压电池24的充电电荷量可以些许低于下限电荷量Lim2,则在一旦执行了均衡供给模式的情况下,将放电控制处理的步骤S11的开始条件变为电池22、24的某一方的充电电荷量超过下限电荷量Lim1、Lim2这一条件即可。在该情况下,继续进行均衡供给模式,在时间点T8,高压电池22的充电电荷量低于下限电荷量Lim1并且低压电池24的充电电荷量低于下限电荷量Lim2,均衡供给模式下的放电结束。
·在均衡供给模式下高压电池22的放电与低压电池24的放电交替地反复的情况下,高压电池22的一次的放电时间与低压电池24的一次的放电时间的比例也可以是可变的。例如,如图5所示,在一定的规定周期P内,使低压电池24在期间P1放电,使高压电池22在期间P2放电。不过,期间P1+期间P2=规定周期P。并且,该期间P1与期间P2的比例根据低压电池24的余裕电荷量LEq与高压电池22的余裕电荷量HEq之比来确定。例如,如果将放电的比例规定为满足期间P1:期间P2=余裕电荷量LEq:余裕电荷量HEq,则高压电池22的充电电荷量达到下限电荷量Lim1的时间点与低压电池24的充电电荷量达到下限电荷量Lim2的时间点的偏离会变小。
·也可以是,在均衡供给模式中对DC/DC转换器23进行控制,以使得从高压电池22以及低压电池24中的具有更低的温度的电池22、24放电。一般而言,正在放电的电池发热而温度变高,与此相反,不放电的电池温度会变低。因此,在该变更例的均衡供给模式的情况下,高压电池22以及低压电池24交替地放电。
·在上述各实施方式中,电子控制装置30不限于具备CPU和ROM来执行软件处理的电子控制装置。例如,在上述各实施方式中,也可以具备将被软件处理的至少一部分进行硬件处理的专用硬件电路(例如ASIC)。即,电子控制装置30是以下的(a)~(c)中的任一种结构即可。(a)具备依照程序执行上述所有处理的处理装置和存储程序的ROM等程序保存装置。(b)具备依照程序执行上述处理的一部分的处理装置以及程序保存装置和执行其余的处理的专用硬件电路。(c)具备执行上述所有处理的专用硬件电路。其中,具备处理装置以及程序保存装置的软件处理电路和/或专用硬件电路可以是单个,也可以是多个。即,上述处理由具备一个或多个软件处理电路以及一个或多个专用硬件电路中的至少一方的处理电路(processing circuitry)来执行即可。

Claims (4)

1.一种电池放电控制装置,构成为对混合动力系统进行控制,
所述混合动力系统具备:
作为驱动源的发动机;
电动发电机,其对该发动机以能够驱动的方式连结;
第一电池,其被从所述电动发电机供给电力;以及
第二电池,其经由双向DC/DC转换器连接于所述电动发电机以及所述第一电池,
所述电池放电控制装置具备:
充电电荷量算出部,其构成为算出所述第一电池的充电电荷量以及所述第二电池的充电电荷量;和
放电控制部,其构成为以所述电动发电机停止或者所述电动发电机正在放电作为条件之一,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池中的至少一方放电,
所述放电控制部构成为,
在第一余裕电荷量为正值、且第二余裕电荷量为正值、且所述第一余裕电荷量与所述第二余裕电荷量之差的绝对值小于预先确定的阈值的情况下,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池双方放电,所述第一余裕电荷量是从所述第一电池的充电电荷量减去预先确定的第一下限电荷量而得到的值,所述第二余裕电荷量是从所述第二电池的充电电荷量减去预先确定的第二下限电荷量而得到的值,
在所述第一余裕电荷量以及所述第二余裕电荷量为正值且所述第一余裕电荷量与所述第二余裕电荷量之差的绝对值为所述阈值以上的情况下,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池中的具有较大的余裕电荷量的电池放电、且不使所述第一电池以及所述第二电池中的具有较小的余裕电荷量的电池放电。
2.根据权利要求1所述的电池放电控制装置,
所述放电控制部基于所述第一余裕电荷量与所述第二余裕电荷量的比较,控制所述DC/DC转换器以使从所述第一电池以及所述第二电池中的具有较多的能够输出的电荷量的电池放出较多的电力。
3.根据权利要求1所述的电池放电控制装置,
所述放电控制部构成为在从所述第一电池以及所述第二电池双方持续放电了的情况下,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池的充电电荷量达到所述第一下限电荷量的时间点和所述第二电池的充电电荷量达到所述第二下限电荷量的时间点成为相同定时。
4.一种电池放电控制装置,构成为对混合动力系统进行控制,
所述混合动力系统具备:
作为驱动源的发动机;
电动发电机,其对该发动机以能够驱动的方式连结;
第一电池,其被从所述电动发电机供给电力;以及
第二电池,其经由双向DC/DC转换器连接于所述电动发电机以及所述第一电池,
所述电池放电控制装置具备:
充电电荷量算出部,其构成为算出所述第一电池的充电电荷量以及所述第二电池的充电电荷量;和
放电控制部,其构成为以所述电动发电机停止或者正在放电作为条件之一,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池中的至少一方放电,
所述放电控制部,
在第一余裕电荷量为正值、且第二余裕电荷量为正值、且所述第一余裕电荷量与所述第二余裕电荷量之差的绝对值小于预先确定的阈值的情况下,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池交替地放电,所述第一余裕电荷量是从所述第一电池的充电电荷量减去预先确定的第一下限电荷量而得到的值,所述第二余裕电荷量是从所述第二电池的充电电荷量减去预先确定的第二下限电荷量而得到的值,
在所述第一余裕电荷量以及所述第二余裕电荷量为正值且所述第一余裕电荷量与所述第二余裕电荷量之差的绝对值为所述阈值以上的情况下,控制所述DC/DC转换器以使所述第一电池以及所述第二电池中的具有较大的余裕电荷量的电池放电、且不使所述第一电池以及所述第二电池中的具有较小的余裕电荷量的电池放电。
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