JP2000323178A - 組電池の充電制御装置 - Google Patents

組電池の充電制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境温度と冷却水温度との差が大きい場合で
あっても、電池温度の時間変化dT/dtを精度よく制
御することができる組電池の充電制御装置を提供する。 【解決手段】 水冷構造を有するEV電池の充電制御装
置100は、組電池1を冷却する冷却水の冷却水温度を
検出する冷却水温度センサ4と、組電池1の電池温度を
検出する電池温度センサ3と、組電池1の環境温度を検
出する環境温度センサ2と、冷却水温度センサ4により
検出された冷却水温度と、電池温度センサ3により検出
された電池温度と、環境温度センサ2により検出された
環境温度とに基づいて、組電池1の充電を制御するコン
トロールユニット9とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却構造を有する
組電池の充電制御装置に関し、特に組電池の環境温度を
用いて組電池の充電を制御する組電池の充電制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】特開平8−148187号公報には、外
部温度を制御することにより伝熱プレートを通じて単バ
ッテリの温度制御を行う技術が開示されている。
【0003】空冷構造を有する組電池の充電制御では、
電池温度の時間変化dT/dtは電池温度TBと冷媒温
度TAとに基づいて下記の式に基づいて制御される。
【0004】 dT/dt=(TB−TB-1)+K(TB−TA) 但し、 TB:電池温度 TA:冷媒温度 K:放熱係数。
【0005】冷却構造を有する組電池の充電制御では、
電池温度の時間変化dT/dtは電池温度TBと冷却水
温度TWとに基づいて下記の式によって制御される。
【0006】 dT/dt=(TB−TB-1)+K(TB−TW) 但し、 TB:電池温度 TW:冷却水温度 K:放熱係数。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、冷却構造を有
する組電池では、組電池の温度は冷却水温度のみならず
環境温度によっても影響を受ける。このため、電池温度
の時間変化dT/dtを電池温度と冷却水温度とのみに
基づいて制御すると、環境温度と冷却水温度との差が大
きい場合には、精度よく電池温度の時間変化dT/dt
を制御することができない。
【0008】また、環境温度と電池温度との差が大きい
場合には電池温度が環境温度の影響を受けるので、環境
温度の違いにより電池温度の時間変化dT/dtのベー
スラインが異なるので、電池の充電量が環境温度によっ
て大きくばらつく。
【0009】本発明の目的は、環境温度と冷却水温度と
の差が大きい場合であっても、電池温度の時間変化dT
/dtを精度よく制御することができる組電池の充電制
御装置を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、環境温度による電池
の充電量のばらつきが小さい組電池の充電制御装置を提
供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る組電池の充
電制御装置は、冷却構造を有する組電池の充電制御装置
であって、前記組電池を冷却する冷媒の冷媒温度を検出
する冷媒温度センサと、前記組電池の電池温度を検出す
る電池温度センサと、前記組電池の環境温度を検出する
環境温度センサと、前記冷媒温度センサにより検出され
た前記冷媒温度と、前記電池温度センサにより検出され
た前記電池温度と、前記環境温度センサにより検出され
た前記環境温度とに基づいて、前記組電池の充電を制御
する制御部とを備え、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
【0012】前記制御部は、dT/dt=(TB
B-1)+(KW/1+k)×(TB−(TW+kTA)/
(1+k))+((k×kA)/(1+k))×(TB
−((TW+k×TA)/(1+k))、但し、dT/d
t:電池温度の時間変化、TW:冷媒温度、TA:環境温
度、TB:電池温度、KW:冷媒への放熱係数、kA:
環境への放熱係数、k:電池の最終到達温度を定める係
数、とした場合において、前記電池温度の時間変化dT
/dtの値に基づいて前記組電池の充電を制御してもよ
い。本発明に係るEV電池の充電制御装置は、水冷構造
を有するEV電池の充電制御装置であって、前記EV電
池を冷却する冷却水の冷却水温度を検出する冷却水温度
センサと、前記EV電池の電池温度を検出する電池温度
センサと、前記EV電池の環境温度を検出する環境温度
センサと、前記冷却水温度センサにより検出された前記
冷却水温度と、前記電池温度センサにより検出された前
記電池温度と、前記環境温度センサにより検出された前
記環境温度とに基づいて、前記EV電池の充電を制御す
る制御部とを備え、そのことにより上記目的が達成され
る。
【0013】前記制御部は、dT/dt=(TB
B-1)+(KW/1+k)×(TB−(TW+kTA)/
(1+k))+((k×kA)/(1+k))×(TB
−((TW+k×TA)/(1+k))但し、dT/d
t:電池温度の時間変化、TW:冷却水温度、TA:環境
温度、TB:電池温度、KW:冷却水への放熱係数、k
A:環境への放熱係数、k:電池の最終到達温度を定め
る係数、とした場合において、前記電池温度の時間変化
dT/dtの値に基づいて前記EV電池の充電を制御し
てもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本実施の形態に係る電気
自動車用電池(EV電池)の充電制御装置100の構成
を示す。組電池1は、単位電池1−1、単位電池1−
2、…、単位電池1−nを備える。単位電池1−1、単
位電池1−2、…、単位電池1−nは直列に接続され
る。
【0015】充電制御装置100は、組電池1を冷却す
る冷却水温度調節・循環器7を備える。組電池充電制御
装置100は、単位電池1−2を冷却する冷却水の冷却
水温度TWを検出する冷却水温度センサ4と、単位電池
1−2の電池温度TBを検出する電池温度センサ3と、
組電池1の環境温度TAを検出する環境温度センサ2と
を備える。
【0016】充電制御装置100は、冷却水温度センサ
4により検出された冷却水温度Twと、電池温度センサ
3により検出された電池温度TBと、環境温度センサ2
により検出された環境温度TAとに基づいて、組電池1
の充電を制御するコントロールユニット9をさらに備え
る。
【0017】冷却水温度センサ4と電池温度センサ3と
環境温度センサ2とは、検出ユニット8に接続される。
検出ユニット8は、冷却水温度センサ4により検出され
た冷却水温度Twと、電池温度センサ3により検出され
た電池温度TBと、環境温度センサ2により検出された
環境温度TAとをコントロールユニットに与える。
【0018】充電制御装置100は、充電装置11と商
用電源10とモータ6とアクセル5とをさらに備える。
コントロールユニット9は、充電装置11により組電池
1の充電を制御する。
【0019】コントロールユニット9は、下記の(式
1)によって定められる電池温度の時間変化dT/dt
によって、充電装置11により組電池1の充電を制御す
る。
【0020】
【数1】
【0021】但し、 dT/dt:電池温度の時間変化、 TW:冷却水温度、 TA:環境温度、 TB:電池温度、 KW:冷却水への放熱係数、 kA:環境への放熱係数、 k:電池の最終到達温度を定める係数、 である。
【0022】(式1)において、(TW+k×TA)/
(1+k)は、冷却水と環境温度とによって決定される
電池の最終温度に相当する。コントロールユニット9
は、上記の(式1)によって定められる電池温度の時間
変化dT/dtの値に基づいて組電池の充電を制御す
る。
【0023】図2は、本実施の形態に係る、各環境温度
における電池温度の時間変化dT/dtと充電電気量と
の関係を示すグラフである。
【0024】上記の(式1)によって定められる電池温
度の時間変化dT/dtの値に基づいてコントロールユ
ニット9が充電装置11により組電池1の充電を制御し
た結果が、環境温度TA=0℃、環境温度TA=25℃お
よび環境温度TA=45℃の場合についてそれぞれ示さ
れている。冷却構造を有する組電池において、再現性の
良い電池温度の時間変化dT/dt値が得られる事が示
されている。
【0025】図3は、 従来の、各環境温度における電
池温度の時間変化dT/dtと充電電気量との関係を示
すグラフである。
【0026】従来の環境温度を用いない充電制御では、
環境温度TA=0℃、環境温度TA=25℃および環境温
度TA=45℃の場合について、電池温度の時間変化d
T/dtの値のベースラインが異なっている。
【0027】図2に示すように、本実施の形態に係る環
境温度TAを用いた充電制御によれば、環境温度TA=0
℃、環境温度TA=25℃および環境温度TA=45℃の
それぞれの場合について、電池温度の時間変化dT/d
tの値のベースラインは変化が無く同一である。このた
め、充電量の温度ばらつきを小さくすることができる。
【0028】前述した特開平8−148187号公報に
示される先行技術は、外部温度を制御することにより伝
熱プレートを通じて単バッテリの温度制御を行う。これ
に対して本発明では、外部温度(環境温度TA)はパラ
メータの1つにすぎず、外部温度を制御することはな
い。本発明は、伝熱プレートの内部の温度を外部温度に
合わせて制御する。
【0029】以上のように本実施の形態に係る組電池の
充電制御装置100によれば、冷却水温度センサ4によ
り検出された冷却水温度TWと、電池温度センサ3によ
り検出された電池温度TBと、環境温度センサ2により
検出された環境温度TAとに基づいて、組電池1の充電
を制御するので、環境温度TAと冷却水温度TWとの差が
大きい場合であっても、電池温度の時間変化dT/dt
を精度よく制御することができる。
【0030】さらに本実施の形態に係る組電池の充電制
御装置100によれば、環境温度T Aが違っていても電
池温度の時間変化dT/dtのベースラインが変化しな
いで、環境温度TAによる電池の充電量のばらつきを小
さくすることができる。
【0031】なお、本実施の形態における組電池は、例
えばEV電池であればよい。本実施の形態では、冷媒と
して冷却水を用いる例を説明したが本発明はこれに限定
されない。冷媒は、例えばフロンガス等の水以外のもの
であっても良い。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、環境温度
と冷却水温度との差が大きい場合であっても、電池温度
の時間変化dT/dtを精度よく制御することができる
組電池の充電制御装置を提供することができる。
【0033】さらに本発明によれば、環境温度による電
池の充電量のばらつきが小さい組電池の充電制御装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る組電池の充電制御装置の構
成図である。
【図2】本実施の形態に係る、各環境温度における電池
温度の時間変化dT/dtと充電電気量との関係を示す
グラフである。
【図3】従来の、各環境温度における電池温度の時間変
化dT/dtと充電電気量との関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 組電池 2 環境温度センサ 3 電池温度センサ 4 冷却水温度センサ 9 コントロールユニット 11 充電装置 100 充電制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 貢 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック イーブイエナジー株式会社内 Fターム(参考) 5G003 AA01 BA03 CB01 CB02 CB09 CB10 5H030 AS08 BB14 FF22 FF26 FF27 FF52 5H031 KK06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却構造を有する組電池の充電制御装置
    であって、 前記組電池を冷却する冷媒の冷媒温度を検出する冷媒温
    度センサと、 前記組電池の電池温度を検出する電池温度センサと、 前記組電池の環境温度を検出する環境温度センサと、 前記冷媒温度センサにより検出された前記冷媒温度と、
    前記電池温度センサにより検出された前記電池温度と、
    前記環境温度センサにより検出された前記環境温度とに
    基づいて、前記組電池の充電を制御する制御部とを備え
    る組電池の充電制御装置。
  2. 【請求項2】 水冷構造を有するEV電池の充電制御装
    置であって、 前記EV電池を冷却する冷却水の冷却水温度を検出する
    冷却水温度センサと、 前記EV電池の電池温度を検出する電池温度センサと、 前記EV電池の環境温度を検出する環境温度センサと、 前記冷却水温度センサにより検出された前記冷却水温度
    と、前記電池温度センサにより検出された前記電池温度
    と、前記環境温度センサにより検出された前記環境温度
    とに基づいて、前記EV電池の充電を制御する制御部と
    を備えるEV電池の充電制御装置。
  3. 【請求項3】 前記制御部は、 dT/dt=(TB−TB-1)+(KW/1+k)×(T
    B−(TW+kTA)/(1+k))+((k×kA)/
    (1+k))×(TB−((TW+k×TA)/(1+
    k))、 但し、 dT/dt:電池温度の時間変化、 TW:冷媒温度、 TA:環境温度、 TB:電池温度、 KW:冷媒への放熱係数、 kA:環境への放熱係数、 k:電池の最終到達温度を定める係数、 とした場合において、前記電池温度の時間変化dT/d
    tの値に基づいて前記組電池の充電を制御する、請求項
    1に記載の組電池の充電制御装置。
  4. 【請求項4】 前記制御部は、 dT/dt=(TB−TB-1)+(KW/1+k)×(T
    B−(TW+kTA)/(1+k))+((k×kA)/
    (1+k))×(TB−((TW+k×TA)/(1+
    k))、 但し、 dT/dt:電池温度の時間変化、 TW:冷却水温度、 TA:環境温度、 TB:電池温度、 KW:冷却水への放熱係数、 kA:環境への放熱係数、 k:電池の最終到達温度を定める係数、 とした場合において、前記電池温度の時間変化dT/d
    tの値に基づいて前記EV電池の充電を制御する、請求
    項2に記載のEV電池の充電制御装置。
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