DE102019134471A1

DE102019134471A1 - Batteriesystem, elektrisch angetriebenes Fahrzeug und Steuerungsverfahren für elektrisch angetriebenes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019134471A1
Application number: DE102019134471.9A
Authority: DE
Inventors: Hiromasa Tanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-06-18
Also published as: JP7095587B2; CN111319513B; US11183856B2; JP2020099111A; CN111319513A; US20200195020A1

Abstract

Ein Batteriesystem (1) umfasst eine Vielzahl von Wandlern (41 bis 43), die jeweils eine elektrische Leistung zwischen einem entsprechenden einer Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) und einer Hilfsbatterie (3) umwandeln. Eine erste Ausgleichssteuerung ist eine Steuerung, wenn sich ein Fahrzeug (100) in einem ReadyON-Zustand befindet, um einen Wandler entsprechend einem Block mit niedrigerer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen einen Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass der Block mit der niedrigeren Spannung mit einer elektrischen Leistung, die von der Hilfsbatterie (3) zugeführt wird, geladen wird. Die zweite Ausgleichssteuerung ist eine Steuerung, wenn sich das Fahrzeug (100) in einem ReadyOFF-Zustand befindet, um einen Wandler entsprechend einem Block mit höherer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen einen anderen Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass die Hilfsbatterie (3) mit elektrischer Leistung, die von dem Block mit höherer Spannung zugeführt wird, geladen wird.

Description

Diese nichtprovisorische Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-235383 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 17. Dezember 2018, deren gesamten Inhalte hierin durch Bezugnahme miteingeschlossen sind.
HINTERGRUND
Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Batteriesystem, ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug und ein Steuerungsverfahren für das elektrisch angetriebene Fahrzeug und genauer die Lade- und Entladetechnik in einem Batteriesystem, das an einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug angebracht ist, das eine Hilfseinrichtung und einen Motor, der als eine Antriebsquelle dient, umfasst.
Beschreibung des Standes der Technik
In den letzten Jahren wurden elektrisch angetriebene Fahrzeuge (Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge), an denen zusammengesetzte Batterien zum Zuführen von elektrischer Leistung an Motoren, die als Antriebsquellen dienen, angebracht sind, populär. Manche der zusammengesetzten Batterien, die an diesen elektrisch angetriebenen Fahrzeugen angebracht sind, besitzen die nachstehend beschriebene Konfiguration. Speziell umfasst die zusammengesetzte Batterie eine Vielzahl von Blöcken, die in Reihe verbunden sind. Jeder der Vielzahl von Blöcken umfasst eine Vielzahl von Zellen, die in Reihe verbunden sind.
Es ist bekannt, dass unter der Vielzahl von Blöcken oder unter der Vielzahl von Zellen in jedem Block in der vorstehend beschriebenen Konfiguration Spannungsschwankungen auftreten können. Deshalb wird vorgeschlagen, eine Ausgleichsschaltung zum Reduzieren von solchen Spannungsschwankungen und zum Ausführen einer Ausgleichssteuerung bereitzustellen. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2010-141 957 A eine Einrichtungskonfiguration, die sowohl eine In-Block-Ausgleichsschaltung bzw. Ausgleichsschaltung innerhalb eines Blocks, die Spannungsschwankungen in einem Block reduziert, als auch eine Inter-Block-Ausgleichsschaltung bzw. Ausgleichsschaltung zwischen Blöcken, die eine Spannungsschwankung zwischen Blöcken reduziert, umfasst.
KURZFASSUNG
In den in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2010-141 957 A offenbarten Ausgleichsschaltungen wird zum Beispiel eine elektrische Leistung, die von einer zusammengesetzten Batterie während einer Ausgleichssteuerung entladen wird, durch einen Widerstand in Wärme umgewandelt. Die Wärme kann nicht besonders genutzt werden und wird einfach verworfen. Deshalb, wenn das elektrisch angetriebene Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, könnte ein nachteiliger Effekt bezüglich der Ausgleichssteuerung, wie etwa eine Reduzierung einer Kraftstoffeffizienz auftreten. Deshalb ist es wünschenswert, die elektrische Leistung in der Ausgleichssteuerung effektiv zu nutzen.
Der Erfinder der vorliegenden Offenbarung hat seine Aufmerksamkeit auf die Tatsache fokussiert, dass das folgende Problem auftreten könnte. Allgemein kann ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug einen Zustand, in dem elektrische Leistung von einer zusammengesetzten Batterie an einen Motor zugeführt wird und das Fahrzeug fahren kann (ReadyON-Zustand), und einen Zustand, in dem eine elektrische Leistungszufuhr von der zusammengesetzten Batterie an den Motor blockiert ist und das Fahrzeug nicht fahren kann (ReadyOFF-Zustand) einnehmen. Es wird ebenso angenommen, dass sich das Fahrzeug für eine lange Zeitperiode in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren unmöglich ist, wie etwa wenn das Fahrzeug für mehrere Monate unbeaufsichtigt gelassen wird. Während dieser Periode setzt sich eine Selbstentladung einer Hilfsbatterie schrittweise fort. Deshalb kann sich die elektrische Leistung, die in der Hilfsbatterie gespeichert ist, möglicherweise übermäßig verringern und kann die Funktion der Hilfseinrichtung möglicherweise nicht beibehalten werden.
Die vorliegende Offenbarung wurde vorgenommen, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, zu ermöglichen, eine elektrische Leistung in einer Ausgleichssteuerung effektiv zu nutzen und eine elektrische Leistung, die für eine Hilfseinrichtung erforderlich ist, für eine lange Zeitperiode zuzuführen.

(1) Ein Batteriesystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann an einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug mit einer Hilfseinrichtung und einem Motor, der als eine Antriebsquelle dient, angebracht werden bzw. ist an diesem anbringbar. Das Batteriesystem umfasst: eine Hilfsbatterie, die elektrische Leistung an die Hilfseinrichtung zuführt; und eine zusammengesetzte Batterie, die elektrische Leistung an den Motor zuführt. Die zusammengesetzte Batterie umfasst eine Vielzahl von Blöcken, die in Reihe verbunden sind. Jeder der Vielzahl von Blöcken umfasst eine Vielzahl von Zellen, die in Reihe verbunden sind. Das Batteriesystem umfasst weiterhin: eine Vielzahl von Wandlern, die jeweils elektrische Leistung zwischen einem entsprechenden der Vielzahl von Blöcken und der Hilfsbatterie umwandelt, wobei die Vielzahl von Wandlern bereitgestellt ist, um der Vielzahl von Blöcken zu entsprechen; und eine Steuerung, die eine erste Ausgleichssteuerung ausführt, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren möglich ist, und eine zweite Ausgleichssteuerung ausführt, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren unmöglich ist. Die erste Ausgleichssteuerung ist eine Steuerung, wenn Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken einen ersten Schwellenwert überschreiten, um einen Wandler entsprechend einem Block mit niedrigerer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den ersten Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass der Block mit der niedrigeren Spannung mit elektrischer Leistung, die von der Hilfsbatterie zugeführt wird, geladen wird. Die zweite Ausgleichssteuerung ist eine Steuerung, wenn die Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken einen zweiten Schwellenwert überschreiten, um einen Wandler entsprechend einem Block mit höherer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den zweiten Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass die Hilfsbatterie mit der elektrischen Leistung, die von dem Block mit höherer Spannung zugeführt wird, geladen wird.
(2) Ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst: das vorstehend beschriebene Batteriesystem; den Motor; und die Hilfseinrichtung. In den Konfigurationen, die vorstehend in (1) und (2) beschrieben sind, wird die erste Ausgleichssteuerung ausgeführt, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug in dem Zustand befindet, in dem ein Fahren möglich ist. In der ersten Ausgleichssteuerung, wenn die Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken den Schwellenwert überschreiten, wird der Block mit niedrigerer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den Schwellenwert überschreiten, mit der elektrischen Leistung von der Hilfsbatterie geladen. Als ein Ergebnis erhöht sich eine Spannung des Blocks und somit wird ein Spannungsausgleich erreicht. Zusätzlich wird unter Verwendung des Wandlers anstelle eines Widerstands eine Erzeugung einer Wärme reduziert und die elektrische Leistung in der Ausgleichssteuerung kann effektiv genutzt wird. Im Gegensatz dazu wird die zweite Ausgleichssteuerung ausgeführt, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug in dem Zustand befindet, in dem ein Fahren unmöglich ist. In der zweiten Ausgleichssteuerung, wenn die Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken den anderen Schwellenwert überschreiten, wird die Hilfsbatterie mit der elektrischen Leistung, die von dem Block mit höherer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den Schwellenwert überschreiten, zugeführt wird, geladen. Als ein Ergebnis verringert sich eine Spannung des Blocks und somit wird ein Spannungsausgleich erreicht. Ähnlich zu der ersten Ausgleichssteuerung kann unter Verwendung des Wandlers eine Erzeugung von Wärme reduziert werden und kann die elektrische Leistung effektiv genutzt werden. Weiterhin, da die Hilfsbatterie geladen wird, kann die elektrische Leistung, die für die Hilfseinrichtung erforderlich ist, für eine lange Zeitperiode zugeführt werden.
(3) In einem Steuerungsverfahren für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das elektrisch angetriebene Fahrzeug eine zusammengesetzte Batterie, die elektrische Leistung an einen Motor, der als eine Antriebsquelle dient, zuführt, und eine Hilfsbatterie, die elektrische Leistung an eine Hilfseinrichtung zuführt. Die zusammengesetzte Batterie umfasst eine Vielzahl von Blöcken, die in Reihe verbunden sind. Jeder der Vielzahl von Blöcken umfasst eine Vielzahl von Zellen, die in Reihe verbunden sind. Das elektrisch angetriebene Fahrzeug umfasst weiterhin eine Vielzahl von Wandlern, die jeweils eine elektrische Leistung zwischen einem entsprechenden der Vielzahl von Blöcken und der Hilfsbatterie umwandelt, wobei die Vielzahl von Wandlern bereitgestellt ist, um der Vielzahl von Blöcken zu entsprechen. Das Steuerungsverfahren für das elektrisch angetriebene Fahrzeug umfasst: Ausführen einer ersten Ausgleichssteuerung, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren möglich ist; und ein Ausführen einer zweiten Ausgleichssteuerung, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren unmöglich ist.

Die erste Ausgleichssteuerung ist eine Steuerung, wenn Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken einen ersten Schwellenwert überschreiten, um einen Wandler entsprechend einem Block mit niedrigerer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den ersten Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass der Block mit niedrigerer Spannung mit einer elektrischen Leistung, die von der Hilfsbatterie zugeführt wird, geladen wird. Die zweite Ausgleichssteuerung ist eine Steuerung, wenn die Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken den zweiten Schwellenwert überschreiten, um einen Wandler entsprechend einem Block mit einer höheren Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den zweiten Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass die Hilfsbatterie mit elektrischer Leistung, die von dem Block mit höherer Spannung zugeführt wird, geladen wird.
Gemäß dem Verfahren, das vorstehend in (3) beschrieben ist, kann, ähnlich zu der Konfiguration, die vorstehend in (1) beschrieben ist, die elektrische Leistung in der Ausgleichssteuerung effektiv verwendet werden und kann die elektrische Leistung für die Hilfseinrichtung für eine lange Zeitperiode zugeführt werden.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ersichtlicher, wenn diese in Verbindung mit den anhängigen Zeichnungen vorgenommen wird.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Gesamtkonfiguration eines Fahrzeugs gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm zum detaillierteren Darstellen von Konfigurationen einer zusammengesetzten Batterie, einer Hilfsbatterie und einer Ausgleichseinheit.
3 ist ein Schaltdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration der Ausgleichseinheit zeigt.
4 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Darstellen einer Ausgleichssteuerung (erste Ausgleichssteuerung), die ausgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug in einem ReadyON-Zustand befindet.
5 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Darstellen einer Ausgleichssteuerung (zweite Ausgleichssteuerung), die ausgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug in einem ReadyOFF-Zustand befindet.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das die Ausgleichssteuerungen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das die erste Ausgleichssteuerung zeigt.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das die zweite Ausgleichssteuerung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen die gleichen oder entsprechenden Abschnitte durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine Beschreibung von diesen wird nicht wiederholt.
[Ausführungsbeispiel]
<Konfiguration des Fahrzeugs>
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Gesamtkonfiguration eines Fahrzeugs gemäß dem vorliegen Ausführungsbeispiel zeigt. Bezugnehmend auf 1 ist ein Fahrzeug 100 zum Beispiel ein Hybridfahrzeug und umfasst ein Batteriesystem 1. Das Batteriesystem 1 umfasst einen Batteriepack 2, eine Hilfsbatterie 3, eine Ausgleichseinheit 4, eine Überwachungseinheit 5 und eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 10. Zusätzlich zu dem Batteriesystem 1 umfasst das Fahrzeug 100 weiterhin ein Systemhauptrelais (SMR) 61, eine Leistungssteuerungseinheit (PCU) 62, Motorgeneratoren 63 und 64, eine Maschine 65, eine Leistungsverzweigungseinrichtung 66, eine Antriebswelle 67 und ein Antriebsrad 68.
Der Batteriepack 2 speichert eine elektrische Leistung zum Antreiben der Motorgeneratoren 63 und 64 und führt die elektrische Leistung an die Motorgeneratoren 63 und 64 über die PCU 62 zu. Eine Ausgabespannung des Batteriepacks 2 ist zum Beispiel ungefähr mehrere hundert Volt. Zusätzlich empfängt der Batteriepack 2 erzeugte elektrische Leistung durch die PCU 62 während einer Leistungserzeugung durch die Motorgeneratoren 63 und 64 und wird mit der erzeugten elektrischen Leistung geladen.
Der Batteriepack 2 umfasst eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl von Zellen 9 (siehe 2). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jede der Vielzahl von Zellen 9 eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie. Jedoch ist die Art der Zelle nicht besonders begrenzt und kann zum Beispiel eine Nickel-MetallHydrid-Batterie sein.
Die Hilfsbatterie 3 ist eine Sekundärbatterie zum Betreiben von verschiedenen Hilfseinrichtungen (nicht gezeigt), die in dem Fahrzeug 100 umfasst sind. Die Hilfsbatterie 3 ist zum Beispiel eine Bleispeicherbatterie. Eine Ausgabespannung der Hilfsbatterie 3 ist zum Beispiel ungefähr 12 V.
Die Ausgleichseinheit 4 ist zwischen dem Batteriepack 2 und der Hilfsbatterie 3 elektrisch verbunden. Details der Konfigurationen des Batteriepacks 2, der Hilfsbatterie 3 und der Ausgleichseinheit 4 werden mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben.
Die Überwachungseinheit 5 umfasst einen Spannungssensor 51, einen Stromsensor 52 und einen Temperatursensor 53. Der Spannungssensor 51 stellt umfassend eine Vielzahl von Sensoren dar, die nicht gezeigt sind, und erfasst eine Spannung von jeder Zelle 9. Der Stromsensor 52 erfasst einen Strom IB, der in den Batteriepack 2 eingegeben und von diesem ausgegeben wird. Der Temperatursensor 53 erfasst eine Temperatur des Batteriepacks 2. Jeder Sensor gibt ein Ergebnis einer Erfassung an die ECU 10 aus. Die Hilfsbatterie 3 ist mit einem Spannungssensor 31 bereitgestellt. Der Spannungssensor 31 erfasst eine Spannung der Hilfsbatterie 3 und gibt ein Ergebnis der Erfassung an die ECU 10 aus.
Das SMR 61 ist mit einer Leistungsleitung, die die PCU 62 und den Batteriepack 2 verbindet, elektrisch verbunden. Das SMR 61 schaltet zwischen einem Zuführen und einem Unterbrechen von elektrischer Leistung, die zwischen der PCU 62 und dem Batteriepack 2 fließt, gemäß einem Steuerungssignal, das von der ECU 10 bereitgestellt wird, um.
Die PCU 62 führt eine bidirektionale Leistungsumwandlung zwischen dem Batteriepack 2 und den Motorgeneratoren 63 und 64 gemäß einem Steuerungssignal, das von der ECU 10 bereitgestellt wird, durch. Die PCU 62 steuert getrennt Zustände der Motorgeneratoren 63 und 64. Zum Beispiel kann die PCU 62 den Motorgenerator 64 in einen Leistungsbetriebszustand bringen, während sie den Motorgenerator 63 in einen regenerativen Zustand (Leistungserzeugungszustand) bringt. Die PCU 62 umfasst zum Beispiel zwei Inverter, die bereitgestellt sind, um den Motorgeneratoren 63 und 64 zu entsprechen, und einen Wandler, der eine DC-Spannung, die an jeden Inverter zugeführt wird, verstärkt, sodass diese gleich oder größer als die Ausgabespannung des Batteriepacks 2 ist (sind alle nicht gezeigt).
Jeder der Motorgeneratoren 63 und 64 ist eine elektrische Wechselstromdrehmaschine und ist zum Beispiel ein Dreiphasenwechselstromsynchronmotor, in dem ein Permanentmagnet in einem Rotor eingebettet ist. Der Motorgenerator 63 wird hauptsächlich als ein Generator verwendet, der durch die Maschine 65 über die Leistungsverzweigungseinrichtung 66 angetrieben wird. Die elektrische Leistung, die durch den Motorgenerator 63 erzeugt wird, wird an den Motorgenerator 64 oder den Batteriepack 2 über die PCU 62 zugeführt. Der Motorgenerator 63 kann ebenso ein Ankurbeln der Maschine 65 durchführen.
Der Motorgenerator 64 arbeitet hauptsächlich als ein Motor und treibt das Antriebsrad 68 an. Der Motorgenerator 64 wird durch zumindest eine der elektrischen Leistung, die von dem Batteriepack 2 zugeführt wird, und der elektrischen Leistung, die durch den Motorgenerator 63 erzeugt wird, angetrieben, und die Antriebskraft des Motorgenerators 64 wird an die Antriebswelle 67 übertragen. Im Gegensatz dazu arbeitet der Motorgenerator 64 während eines Bremsens des Fahrzeugs und während eines Reduzierens einer Geschwindigkeit auf einem Gefälle als ein Generator und führt eine regenerative Leistungserzeugung durch. Die elektrische Leistung, die durch den Motorgenerator 64 erzeugt wird, wird über die PCU 62 an den Batteriepack 2 zugeführt.
Die Maschine 65 ist eine Brennkraftmaschine, die eine Antriebskraft durch Umwandeln von Verbrennungsenergie, die erzeugt wird, wenn ein Luft-KraftstoffGemisch verbannt wird, in kinetische Energie für bewegliche Elemente wie etwa einen Kolben und einen Rotor ausgibt.
Die Leistungsverzweigungseinrichtung 66 umfasst zum Beispiel einen Planetengetriebemechanismus (nicht gezeigt) mit drei Rotationswellen eines Sonnenrades, eines Trägers und eines Hohlrades. Die Leistungsverzweigungseinrichtung 66 teilt die Antriebsleistung, die von der Maschine 65 ausgegeben wird, in eine Antriebsleistung zum Antreiben des Motorgenerators 63 und eine Antriebsleistung zum Antreiben des Antriebsrads 68 auf.
Obwohl es nicht gezeigt ist, umfasst die ECU 10 eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen Speicher, einen Eingabe-/Ausgabeanschluss und Ähnliches. Die ECU 10 steuert verschiedene Einrichtungen, sodass das Fahrzeug 100 einen gewünschten Operationszustand einnimmt, basierend auf einem Signal, das von jedem Sensor und jeder Einrichtung bereitgestellt wird, und einer Übersicht und einem Programm, die in dem Speicher gespeichert sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfassen Beispiele einer Hauptsteuerung, die durch die ECU 10 ausgeführt wird, eine Ausgleichssteuerung zum Reduzieren von Spannungsschwankungen unter Blöcken, die in dem Batteriepack 2 umfasst sind. Diese Steuerung wird nachstehend detailliert beschrieben.
1 zeigt beispielhaft die Konfiguration, bei der das Fahrzeug 100 ein Hybridfahrzeug ist. Jedoch ist das Fahrzeug 100 nicht besonders beschränkt, solange es ein Fahrzeug ist, an dem eine zusammengesetzte Batterie zum Fahren angebracht ist. Das Fahrzeug 100 kann ein Plug-in-Hybridfahrzeug sein oder kann ein Elektrofahrzeug sein oder kann ein Brennstoffzellenfahrzeug sein.
<Konfiguration des Batteriesystems>
2 ist ein Blockdiagramm zum detaillierteren Darstellen der Konfigurationen des Batteriepacks 2, der Hilfsbatterie 3 und der Ausgleichseinheit 4. Bezugnehmend auf 2 umfasst der Batteriepack 2 Blöcke 21 bis 23, die in Reihe verbunden sind. Eine Beschreibung eines Beispiels wird vorgenommen, in dem drei Blöcke in dem Batteriepack 2 umfasst sind. Jedoch ist die Anzahl der Blöcke beliebig, solange zwei oder mehr Blöcke in dem Batteriepack 2 umfasst sind.
Jeder der Blöcke 21 bis 23 umfasst eine Vielzahl von Zellen 9, die in Reihe verbunden sind. Die Anzahl von Zellen ist ebenso nicht besonders beschränkt, solange zwei oder mehr Zellen in jedem Block umfasst sind. Zusätzlich muss die Anzahl von Zellen, die in allen Blöcken 21 bis 23 umfasst sind, nicht notwendigerweise die gleiche sein.
Die Ausgleichseinheit 4 umfasst DC/DC-Wandler 41 bis 43. Die DC/DC-Wandler 41 bis 43 sind bereitgestellt, um entsprechend den Blöcken 21 bis 23 zu entsprechen. Speziell ist der DC/DC-Wandler 41 zwischen Block 21 und der Hilfsbatterie 3 elektrisch verbunden. Der DC/DC-Wandler 42 ist zwischen Block 22 und der Hilfsbatterie 3 elektrisch verbunden. Der DC/DC-Wandler 43 ist zwischen Block 23 und der Hilfsbatterie 3 elektrisch verbunden.
Jeder der DC/DC-Wandler 41 bis 43 empfängt und überträgt elektrische Leistung zwischen einem entsprechenden der Blöcke 21 bis 23 und der Hilfsbatterie 3. Da Konfigurationen der DC/DC-Wandler 41 bis 43 die gleichen sind, wird die Konfiguration des DC/DC-Wandlers 41 repräsentativ nachstehend beschrieben.
3 ist ein Schaltdiagramm, das eine Beispielkonfiguration des DC/DC-Wandlers 41 zeigt. Bezugnehmend auf 3 umfasst der DC/DC-Wandler 41 Eingabeknoten H1 und L1 und Ausgabeknoten H2 und L2. Block 21 ist mit Eingabeknoten H1 und L1 elektrisch verbunden und die Hilfsbatterie 3 ist mit den Ausgabeknoten H2 und L2 elektrisch verbunden. Der DC/DC-Wandler 41 empfängt eine DC-Leistung zwischen Eingabeknoten H1 und L1, wandelt eine Spannung der DC-Leistung in eine unterschiedliche Spannung um und gibt die DC-Leistung, die der Spannungsumwandlung unterzogen wurde, zwischen den Ausgabeknoten H2 und L2 aus.
Der DC/DC-Wandler 41 ist vorzugsweise ein isolierter Wandler. 3 zeigt einen Rücklauf-Typ-Wandler („Flyback-Type-Converter“) als ein Beispiel des isolierten Wandlers. Der DC/DC-Wandler 41 umfasst einen Transformator T, einen Transistor Q, eine Diode D und einen Kondensator C.
Eine primärseitige Wicklung des Transformators P und der Transistor Q sind zwischen den Eingabeknoten H1 und L1 in Reihe miteinander verbunden. Eine sekundärseitige Wicklung des Transformators C und eine Diode D sind zwischen den Ausgabeknoten H2 und L2 in Reihe miteinander verbunden. Der Kondensator C ist zwischen den Ausgabeknoten H2 und L2 verbunden.
Der Transistor Q ist ein Schaltelement und ist zum Beispiel ein N-Kanal MOS-Transistor (MOS, „Metall-Oxid-Semiconductor“). Ein Wechselstrom, der durch ein Umschalten des Transistors Q erzeugt wird, wird auf die Sekundärseite des Transformators T übertragen. Gleichzeitig blockiert eine Diode D einen Strom, der auf der Sekundärseite des Transformators T erzeugt wird, wenn der Transistor Q an ist. Der Kondensator C glättet eine Ausgabespannung auf der Sekundärseite des Transformators T.
Das Beispiel, in dem der DC/DC-Wandler für jeden der Blöcke 21 bis 23 bereitgestellt wird, wurde mit Bezug auf 2 beschrieben. Jedoch ist der Batteriepack 2 derart konfiguriert, dass alle Zellen 9 in Reihe verbunden sind, und somit kann der DC/DC-Wandler bereitgestellt werden, wobei die beliebige Anzahl von Zellen als ein Block betrachtet wird. Deshalb, wenn zum Beispiel eine Vielzahl von Spannungssensoren 51, die in der Überwachungseinheit 5 umfasst sind, als eine Überwachungs-IC für jede vorgeschriebene Anzahl von Spannungssensoren 51 integriert (gebündelt) ist, kann der DC/DC-Wandler für jede Überwachungs-IC bereitgestellt sein. Alternativ kann jeder der DC/DC-Wandler 41 bis 43 zum Beispiel ein Vollbrücken-Typ-Wandler sein.
<Ausgleichssteuerung>
Während einem wiederholten Laden und Entladen des Batteriepacks 2, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können Spannungsschwankungen unter den Blöcken 21 bis 23 auftreten. Für jeden der Blöcke 21 bis 23 berechnet zum Beispiel die ECU 10 eine minimale Spannung von Spannungen der Vielzahl von Zellen, die in jedem Block enthalten sind. Dann vergleicht die ECU 10 die minimalen Spannungen der Zellen in den Blöcken 21 bis 23 und bestimmt, dass die Spannungsschwankungen auftreten, wenn eine Spannungsdifferenz größer als ein Schwellenwert ist.
Wenn in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 10 bestimmt, dass die Spannungsschwankungen auftreten, wie vorstehend beschrieben, steuert die ECU 10 die Ausgleichseinheit 4, um eine Ausgleichssteuerung auszuführen. Wie vorstehend beschrieben betrifft die Ausgleichssteuerung eine Steuerung zum Reduzieren (Verringern) der Spannungsdifferenz (Differenz zwischen den minimalen Spannungen) unter den Blöcken 21 bis 23 durch Steuern des DC/DC-Wandlers entsprechend zumindest einem Block der Vielzahl von Blöcken 21 bis 23, sodass elektrische Leistung zwischen dem vorstehend beschriebenen zumindest einen Block und der Hilfsbatterie 3 empfangen und übertragen wird.
Ein Fahrzeug 100 kann einen ReadyON-Zustand, in dem sich das Fahrzeug 100 in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren möglich ist, und einen ReadyOFF-Zustand, in dem sich das Fahrzeug 100 in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren unmöglich ist, einnehmen. Genauer ist das SMR 61 in dem ReadyOFF-Zustand in einem nichtleitenden Zustand. Deshalb wird keine elektrische Leistung von dem Batteriepack 2 an die PCU 62 zugeführt. Deshalb wird keine elektrische Leistung an den Motorgenerator 63 zugeführt und somit kann die Maschine 65 nicht gestartet werden. Die Motorgeneratoren 63 und 64 können ebenso nicht angetrieben werden, um eine EV-Fahrt durchzuführen.
Obwohl es nicht gezeigt ist, wenn der Benutzer einen Leistungsschalter drückt, während ein Bremspedal gedrückt wird, in dem Fall, in dem sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyOFF-Zustand befindet und ein Schaltbereich ein P-Bereich (Park-Bereich) ist, wechselt das Fahrzeug 100 von dem ReadyOFF-Zustand in den ReadyON-Zustand. In dem ReadyON-Zustand ist das SMR 61 in einem leitenden Zustand und somit kann elektrische Leistung von dem Batteriepack 2 an die PCU 62 zugeführt werden. Deshalb kann die Maschine 65 unter Verwendung des Motorgenerators 63 gestartet werden, um ein Fahren unter Verwendung der Antriebsleistung der Maschine 65 durchzuführen, und können die Motorgeneratoren 63 und 64 angetrieben werden, um eine EV-Fahrt durchzuführen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden unterschiedliche Ausgleichssteuerungen ausgeführt, wenn sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyON-Zustand befindet und wenn sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyOFF-Zustand befindet. Nachstehend werden diese Steuerungen als „erste Ausgleichssteuerung“ und „zweite Ausgleichssteuerung“ bezeichnet.
4 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Darstellen der ersten Ausgleichssteuerung, die ausgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyON-Zustand befindet. Nachstehend, um eine komplizierte Beschreibung zu vermeiden, wird eine Konfiguration als Beispiel beschrieben, bei der vier Zellen in jedem der drei Blöcke 21 bis 23 enthalten sind. Diese vier Zellen werden als erste Zelle, zweite Zelle, dritte Zelle und vierte Zelle von einer positiven Elektrode zu einer negativen Elektrode von jedem der Blöcke 21 bis 23 bezeichnet, sodass diese voneinander unterschieden werden können. Tatsächlich kann jeder der Blöcke 21 bis 23 eine größere Anzahl (zum Beispiel ein Dutzend oder mehrere 10) der Zellen umfassen.
Bezugnehmend auf 4 ist in diesem Beispiel eine Spannung der dritten Zelle der vier Zellen, die in dem Block 21 umfasst sind, die niedrigste. Diese Spannung wird als „Blockminimalspannung V1min“ bezeichnet. Ähnlich ist in Block 22 eine Spannung der zweiten Zelle die niedrigste und wird als „Blockminimalspannung V2min“ bezeichnet. In Block 23 ist eine Spannung der ersten Zelle die niedrigste und wird als „Blockminimalspannung V3min“ bezeichnet.
In der ersten Ausgleichssteuerung werden die minimalen Spannungen (Blockminimalspannungen) V1min, V2min und V3min der Blöcke 21 bis 23 verglichen und die niedrigste Spannung wird berechnet. Das heißt, die niedrigste Spannung in dem Batteriepack 2 wird berechnet. Diese Spannung wird als „Packminimalspannung MIN“ bezeichnet (siehe folgende Gleichung (1)). $MIN = min {V 1 min, V 2 min, V 3 min}$
Des Weiteren wird eine Spannungsdifferenz ΔVk zwischen MIN und jeder der zwei Blockminimalspannungen V1min, V2min und V3min außer der Blockminimalspannung entsprechend der Packminimalspannung MIN berechnet (siehe folgende Gleichung (2)). k stellt irgendeine Blocknummer von 1 bis 3 außer der Blocknummer mit dem MIN dar. $Δ Vk = Vkmin - MIN$
In dem in 4 gezeigten Beispiel ist V1min der drei Blockminimalspannungen V1min, V2min und V3min die niedrigste und somit ist die Packminimalspannung MIN = V1min. Zusätzlich ist die Spannungsdifferenz ΔV2 = V2min - MIN und ist die Spannungsdifferenz ΔV3 = V3min - MIN. Diese Spannungsdifferenzen ΔV2 und ΔV3 werden mit einem vorgeschriebenen Schwellenwert TH verglichen. In dem in 4 gezeigten Beispiel gilt ΔV2 > TH, wohingegen ΔV3 < TH.
In der ersten Ausgleichssteuerung steuert die ECU 10 den DC/DC- Wandler 41, der bereitgestellt ist, um Block 21 zu entsprechen, der die niedrigste Blockminimalspannung aufweist, um dadurch die Hilfsbatterie 3 zu entladen und den Block 21 mit elektrischer Leistung, die von der Hilfsbatterie 3 entladen wird, zu laden. In diesem Beispiel wird Block 21 geladen, bis die Spannungsdifferenz ΔV2 gleich dem Schwellenwert TH wird. Als ein Ergebnis erhöht sich die Blockspannung V1min (= Minimalspannung MIN) und somit wird die Spannungsdifferenz ΔV2 (= V2min - MIN) reduziert. Das heißt, die Spannungsdifferenz zwischen Block 21 und Block 22 wird reduziert und ein Spannungsausgleich zwischen Blöcken 21 bis 23 wird erreicht.
5 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Darstellen der zweiten Ausgleichssteuerung, die ausgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyOFF-Zustand befindet. Bezugnehmend auf 5 werden auch in der zweiten Ausgleichssteuerung drei Blockminimalspannungen V1min, V2min und V3min berechnet und wird weiterhin eine Packminimalspannung MIN berechnet, ähnlich wie bei der ersten Ausgleichssteuerung.
In dem in 5 gezeigten Beispiel ist ebenso V1min der drei Blockminimalspannungen V1min, V2min und V3min die niedrigste und ist die Packminimalspannung MIN = V1min, ähnlich wie bei dem in 4 gezeigten Beispiel. Zusätzlich ist die Spannungsdifferenz ΔV2 (= V2min - MIN) > TH, wohingegen die Spannungsdifferenz ΔV3 (= V3min - MIN) < TH.
In der zweiten Ausgleichssteuerung steuert die ECU 10 den DC/DC-Wandler 42, der bereitgestellt ist, um dem Block 22 zu entsprechen, der die Spannungsdifferenz ΔV2 aufweist, die den Schwellenwert TH überschreitet, um dadurch den Block 22 zu entladen und die Hilfsbatterie 3 mit elektrischer Leistung, die von dem Block 22 entladen wird, zu laden. In diesem Beispiel wird der Block 22 entladen, bis die Spannungsdifferenz ΔV2 gleich dem Schwellenwert TH wird. Als ein Ergebnis verringert sich die Blockspannung V2min und somit wird die Spannungsdifferenz ΔV2 (= V2min - MIN) reduziert. Das heißt, die Spannungsdifferenz zwischen Block 22 und Block 21 wird reduziert und der Spannungsausgleich unter den Blöcken 21 bis 23 wird erreicht.
Wie vorstehend beschrieben, wenn sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyON-Zustand befindet, wird die erste Ausgleichssteuerung ausgeführt. In dieser Steuerung, wenn die Spannungsdifferenz ΔVk zwischen der Packminimalspannung MIN und der Blockminimalspannung Vkmin den Schwellenwert TH überschreitet (das heißt, wenn Spannungsschwankungen auftreten), wird der Block 21 inklusive der Zelle, die die Packminimalspannung MIN angibt, mit der elektrischen Leistung, die von Hilfsbatterie 3 zugeführt wird, geladen. Als Ergebnis wird ein Spannungsausgleich unter den Blöcken 21 bis 23 erreicht.
Im Gegensatz dazu, wenn sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyOFF-Zustand befindet, wird die zweite Ausgleichssteuerung ausgeführt. In dieser Steuerung, wenn die Spannungsdifferenz ΔVk den Schwellenwert TH überschreitet, das heißt, wenn die Spannungsschwankungen auftreten, wird die Hilfsbatterie 3 mit der elektrischen Leistung, die von dem Block, der die Spannungsdifferenz ΔV2 aufweist, die den Schwellenwert TH überschreitet, zugeführt wird, geladen. Als ein Ergebnis wird wieder ein Spannungsausgleich unter den Blöcken 21 bis 23 erreicht.
Des Weiteren, wenn sich das Fahrzeug 100 für eine lange Zeitperiode in dem ReadyOFF-Zustand befindet, setzt sich eine Selbstentladung der Hilfsbatterie 3 schrittweise fort und könnte die elektrische Leistung, die in der Hilfsbatterie 3 gespeichert wird, übermäßig verringert werden. Als ein Ergebnis könnten die wichtigen Funktionen (zum Beispiel eine Funktion eines Sicherheitssystems, das sich in dem Fahrzeug 100 befindet), die durch Verbrauchen von elektrischer Leistung von der Hilfsbatterie 3 implementiert werden, möglicherweise nicht beibehalten werden. Da die Hilfsbatterie 3 durch Ausführen der zweiten Ausgleichssteuerung geladen wird, kann das Auftreten von solch einer Situation reduziert werden.
<Steuerungsablauf>
6 ist ein Ablaufdiagramm, das die Ausgleichssteuerungen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Der Prozess, der in diesem Ablaufdiagramm gezeigt ist, wird zum Beispiel von einer Hauptroutine (nicht gezeigt) durch die ECU 10 zu jedem vorbestimmten Berechnungszyklus aufgerufen und wiederholt durchgeführt. Jeder Schritt (als „S“ abgekürzt), der in den Ablaufdiagrammen enthalten ist, die in 6 und 7 und 8 gezeigt sind, die nachstehend beschrieben werden, wird grundsätzlich durch Softwareverarbeitung durch die ECU 10 implementiert. Jedoch könnte ein Teil oder alle der Schritte durch Hardware (eine elektrische Schaltung), die in der ECU 10 gefertigt ist, implementiert werden.
Bezugnehmend auf 6 bestimmt die ECU 10 in S1, ob sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyON-Zustand befindet oder nicht. Wie zum Beispiel vorstehend beschrieben ist, wenn der Benutzer den Leistungsschalter drückt, während das Bremspedal gedrückt wird, nimmt in einem Fall, in dem der Schaltbereich (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 100 der P-Bereich ist, das Fahrzeug 100 den ReadyON-Zustand ein.
Wenn sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyON-Zustand befindet (JA in S1), geht die ECU 10 über zu dem Prozess zu S10 und führt die erste Ausgleichssteuerung durch. Im Gegensatz dazu, wenn sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyOFF-Zustand befindet (NEIN in S1), geht die ECU 10 über zu dem Prozess in S20 und führt die zweite Ausgleichssteuerung aus.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das die erste Ausgleichssteuerung (den Prozess in S10) zeigt. Bezugnehmend auf 7 ist ein Prozess in S11 bis S14 ein Prozess (Schwankungsberechnungsprozess) zum Berechnen der Spannungsschwankungen unter den Blöcken 21 bis 23.
In S11 erhält die ECU 10 die Spannungen von allen Zellen, die in den Blöcken 21 bis 23 umfasst sind, von dem Spannungssensor 51. Eine Spannung einer j-ten (j = 1 bis 4) Zelle, die in einem Block 2i (i = 1, 2, 3) in dem Beispiel, das in 4 und 5 gezeigt ist, enthalten ist, wird als Vij bezeichnet. Die ECU 10 erhält die Spannungen V11 bis V34.
In S12 berechnet die ECU 10 eine Blockminimalspannung Vimin für jeden der Blöcke 21 bis 23. Speziell berechnet die ECU 10 eine minimale Spannung von Spannungen V11 bis V14 der vier Zellen, die in dem Block 21 enthalten sind, und bestimmt diese Spannung als eine Blockminimalspannung V1min (V1min = min{V11, V12, V13, V14}). Ähnlich berechnet die ECU 10 für die verbleibenden zwei Blöcke 22 und 23 die Blockminimalspannungen V2min und V3min.
In S13 berechnet die ECU 10, als eine Packminimalspannung MIN, die niedrigste Spannung der Blockminimalspannungen V1min, V2min und V3min, die in S12 berechnet wurden (siehe die vorstehend beschriebene Gleichung (1)).
In S14 berechnet die ECU 10 eine Spannungsdifferenz ΔVk zwischen der Minimalspannung MIN und jeder der Blockminimalspannungen der anderen zwei Blöcke außer dem Block mit der Zelle, die die Minimalspannung MIN angibt (siehe vorstehend beschriebene Gleichung (2)).
In S15 bestimmt die ECU 10, ob es einen Block gibt, in dem die Spannungsdifferenz ΔVk, die in S14 berechnet wird, den Schwellenwert TH überschreitet oder nicht. Der Schwellenwert TH ist als ein Wert vorbestimmt, bei dem es wünschenswert ist, die Spannungsschwankungen zu reduzieren (in anderen Worten ein Wert, bei dem es wünschenswert ist, das Auftreten von weiteren Spannungsschwankungen zu verhindern) gemäß den Spezifikationen des Batteriepacks 2 und Ähnlichem.
Wenn es zumindest einen Block gibt, dessen Spannungsdifferenz ΔVk größer als der Schwellenwert TH ist (Ja in S15), bestimmt die ECU 10, dass die Spannungsschwankungen, die zu reduzieren sind, auftreten, und betätigt bzw. betreibt den DC/DC-Wandler entsprechend dem Block mit der Zelle, die die Packminimalspannung MIN angibt, sodass der Block mit der elektrischen Leistung, die von der Hilfsbatterie 3 entladen wird, geladen wird (S16). Ein Laden des Blocks, wie vorstehend beschrieben, kann fortgesetzt werden, bis die Spannungsdifferenz ΔVk gleich dem Schwellenwert TH wird, wie vorstehend mit Bezug auf 4 beschrieben ist, oder könnte gestoppt werden, wenn ein vorbestimmter Betrag einer elektrischen Leistung geladen ist. Obwohl das Beispiel des Betreibens von nur einem DC/DC-Wandler mit Bezug auf 4 beschrieben wurde, können zwei DC/DC-Wandler betrieben werden.
Im Gegensatz dazu, wenn alle Spannungsdifferenzen ΔVk kleiner als der Schwellenwert TH sind (NEIN in S15), kehrt die ECU 10 zurück zu dem Prozess der Hauptroutine, ohne den Prozess in S16 durchzuführen.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das die zweite Ausgleichssteuerung (den Prozess in S20) zeigt. Bezugnehmend auf 8 ist der Schwankungsberechnungsprozess in S21 bis S24 gleich dem Schwankungsberechnungsprozess (Prozess in S11 bis S13 in 7) in der ersten Ausgleichssteuerung und somit wird eine detaillierte Beschreibung hier nicht wiederholt.
In S25 bestimmt die ECU 10, ob es einen Block gibt, in dem eine Spannungsdifferenz ΔVk, die in S24 berechnet ist, den Schwellenwert TH überschreitet oder nicht. Dieser Schwellenwert TH entspricht einem „zweiten Schwellenwert“ gemäß der vorliegenden Offenbarung. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Schwellenwert TH der gleiche wie der Schwellenwert („der erste Schwellenwert“ gemäß der vorliegenden Offenbarung) in der ersten Ausgleichsteuerung. Jedoch könnte dieser Schwellenwert TH von dem Schwellenwert in der ersten Ausgleichssteuerung verschieden sein.
Wenn es zumindest einen Block gibt, dessen Spannungsdifferenz ΔVk größer als der Schwellenwert TH ist (JA in S25), bestimmt die ECU 10, dass die Spannungsschwankungen auftreten und betätigt den DC/DC-Wandler entsprechend dem Block mit der höchsten Blockminimalspannung von einem Paar von Blöcken, deren Spannungsdifferenz ΔVk größer als der Schwellenwert TH ist, sodass die Hilfsbatterie 3 mit der elektrischen Leistung, die von dem Block entladen wird, geladen wird (S26).
Obwohl es nicht gezeigt ist, könnte eine Bedingung, dass ein SOC („State of Charge“, Ladezustand) einer Hilfsbatterie 3 unter einen vorgeschriebenen Wert fällt, als eine Bedingung zum Laden der Hilfsbatterie 3 in der zweiten Ausgleichssteuerung (Bedingung zum Durchführen des Prozesses in S26, der nachstehend beschrieben ist) enthalten sein. Der SOC der Hilfsbatterie 3 kann durch Erfassen einer Spannung (OCV: „Open Circuit Voltage“, Leerlaufspannung) der Hilfsbatterie 3 unter Verwendung des Spannungssensors 31 und Bezugnahme auf eine SOC-OCV-Kurve berechnet werden. Ein Laden der Hilfsbatterie 3 könnte fortgesetzt werden, bis eine Spannungsdifferenz ΔVk gleich dem Schwellenwert TH wird, oder könnte fortgesetzt werden, bis der SOC der Hilfsbatterie 3 einen vorgeschriebenen Referenzwert überschreitet. Alternativ könnte ein Laden der Hilfsbatterie 3 gestoppt werden, wenn ein vorbestimmter Betrag an elektrischer Leistung geladen ist. In der zweiten Ausgleichssteuerung ist ebenso die Anzahl der DC-DC-Wandler, die betrieben werden, nicht auf einen beschränkt und zwei DC/DC-Wandler könnten betrieben werden.
Wenn alle Spannungsdifferenzen ΔVk kleiner als der Schwellenwert TH sind (NEIN in S25), kehrt die ECU 10 mit dem Prozess zurück zu der Hauptroutine, ohne den Prozess in S26 durchzuführen.
Wie vorstehend beschrieben sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel DC/DC-Wandler 41 bis 43 zwischen dem Batteriepack 2 und der Hilfsbatterie 3 anstelle einer Ausgleichsschaltung (Ausgleichsschaltung einer passiven Art) mit einem Widerstande platziert, und somit kann eine Erzeugung von Wärme in der ersten und zweiten Ausgleichssteuerung reduziert werden und kann die elektrische Leistung effektiv genutzt werden. Zusätzlich, wenn sich das Fahrzeug 100 in dem ReadyOFF-Zustand befindet, wird die zweite Ausgleichssteuerung ausgeführt und wird die Hilfsbatterie 3 dadurch geladen. Als ein Ergebnis kann die elektrische Leistung, die für die Hilfseinrichtung erforderlich ist, für eine lange Zeitperiode zugeführt werden und kann die Funktion der Hilfseinrichtung beibehalten werden.
Während das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass das hierin offenbarte Ausführungsbeispiel in jeglicher Hinsicht darstellend und nicht beschränkend ist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird durch die Ausdrücke der Ansprüche definiert und es ist gedacht, dass dieser alle möglichen Modifikationen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung, die zu den Ausdrücken der Ansprüche äquivalent ist, umfasst.
Ein Batteriesystem (1) umfasst eine Vielzahl von Wandlern (41 bis 43), die jeweils eine elektrische Leistung zwischen einem entsprechenden einer Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) und einer Hilfsbatterie (3) umwandeln. Eine erste Ausgleichssteuerung ist eine Steuerung, wenn sich ein Fahrzeug (100) in einem ReadyON-Zustand befindet, um einen Wandler entsprechend einem Block mit niedrigerer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen einen Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass der Block mit der niedrigeren Spannung mit einer elektrischen Leistung, die von der Hilfsbatterie (3) zugeführt wird, geladen wird. Die zweite Ausgleichssteuerung ist eine Steuerung, wenn sich das Fahrzeug (100) in einem ReadyOFF-Zustand befindet, um einen Wandler entsprechend einem Block mit höherer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen einen anderen Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass die Hilfsbatterie (3) mit elektrischer Leistung, die von dem Block mit höherer Spannung zugeführt wird, geladen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018235383 [0001]
JP 2010141957 A [0004, 0005]

Claims

Batteriesystem (1), das an einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug (100) mit einer Hilfseinrichtung und einem Motor (64), der als eine Antriebsquelle dient, angebracht werden kann, wobei das Batteriesystem (1) aufweist: eine Hilfsbatterie (3), die eine elektrische Leistung an die Hilfseinrichtung zuführt; eine zusammengesetzte Batterie (2), die eine elektrische Leistung an den Motor (64) zuführt, wobei die zusammengesetzte Batterie (2) eine Vielzahl von Blöcken (21 bis 23), die in Reihe verbunden sind, umfasst, wobei jeder der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) eine Vielzahl von Zellen (9), die in Reihe verbunden sind, umfasst; eine Vielzahl von Wandlern (41 bis 43), die jeweils eine elektrische Leistung zwischen einem entsprechenden der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) und der Hilfsbatterie (3) umwandeln, wobei die Vielzahl von Wandlern (41 bis 43) bereitgestellt ist, um der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) zu entsprechen; und eine Steuerung (10), die eine erste Ausgleichssteuerung ausführt, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug (100) in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren möglich ist, und eine zweite Ausgleichssteuerung ausführt, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug (100) in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren unmöglich ist, wobei die erste Ausgleichssteuerung eine Steuerung ist, wenn Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) einen ersten Schwellenwert überschreiten, um einen Wandler entsprechend einem Block mit niedrigerer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den ersten Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass der Block mit niedrigerer Spannung mit elektrischer Leistung, die von der Hilfsbatterie (3) zugeführt wird, geladen wird, wobei die zweite Ausgleichssteuerung eine Steuerung ist, wenn die Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) einen zweiten Schwellenwert überschreiten, um einen Wandler entsprechend einem Block mit höherer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den zweiten Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass die Hilfsbatterie (3) mit der elektrischen Leistung, die von dem Block mit höherer Spannung zugeführt wird, geladen wird.
Elektrisch angetriebenes Fahrzeug (100), mit: einem Batteriesystem (1) gemäß Anspruch 1; dem Motor (64); und der Hilfseinrichtung.
Steuerungsverfahren für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (100) mit einer zusammengesetzten Batterie (2), die eine elektrische Leistung an einen Motor (64), der als eine Antriebsquelle dient, zuführt, und einer Hilfsbatterie (3), die eine elektrische Leistung an eine Hilfseinrichtung zuführt, wobei die zusammengesetzte Batterie (2) eine Vielzahl von Blöcken (21 bis 23), die in Reihe verbunden sind, umfasst, wobei jeder der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) eine Vielzahl von Zellen (9), die in Reihe verbunden sind, umfasst, wobei das elektrisch angetriebene Fahrzeug (100) eine Vielzahl von Wandlern (41 bis 43) umfasst, die jeweils eine elektrische Leistung zwischen einem entsprechenden der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) und der Hilfsbatterie (3) umwandeln, wobei die Vielzahl von Wandlern (41 bis 43) bereitgestellt ist, um der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) zu entsprechen, wobei das Steuerungsverfahren aufweist: Ausführen einer ersten Ausgleichssteuerung, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug (100) in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren möglich ist; und Ausführen einer zweiten Ausgleichssteuerung, wenn sich das elektrisch angetriebene Fahrzeug (100) in einem Zustand befindet, in dem ein Fahren unmöglich ist, wobei die erste Ausgleichssteuerung eine Steuerung ist, wenn Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) einen ersten Schwellenwert überschreiten, um einen Wandler entsprechend einem Block mit niedrigerer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den ersten Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass der Block mit niedrigerer Spannung mit einer elektrischen Leistung, die von Hilfsbatterie (3) zugeführt wird, geladen wird, wobei die zweite Ausgleichssteuerung eine Steuerung ist, wenn die Spannungsschwankungen unter der Vielzahl von Blöcken (21 bis 23) einen zweiten Schwellenwert überschreiten, um einen Wandler entsprechend einem Block mit höherer Spannung von zumindest einem Paar von Blöcken, deren Spannungsschwankungen den zweiten Schwellenwert überschreiten, zu betreiben, sodass die Hilfsbatterie (3) mit der elektrischen Leistung, die von dem Block mit höherer Spannung zugeführt wird, geladen wird.