JP2002204538A - ハイブリッド車の電池制御装置 - Google Patents
ハイブリッド車の電池制御装置Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】車両走行時でも組電池の容量ばらつきの解消が
可能なハイブリッド車の電池制御装置を提供すること。 【解決手段】所定個数の単電池が複数直列に接続されて
なる組電池のＳＯＣ検出値を求め（４０２）、ＳＯＣ検
出値を所定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御
を行うとともに、組電池内の単電池（又は電池モジュー
ル）間の容量ばらつきが所定値を超えたかと判定した場
合に（４０３）、ＳＯＣ検出値を所定のレートで減少さ
せて（４１１）、均等充電を行う。
可能なハイブリッド車の電池制御装置を提供すること。 【解決手段】所定個数の単電池が複数直列に接続されて
なる組電池のＳＯＣ検出値を求め（４０２）、ＳＯＣ検
出値を所定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御
を行うとともに、組電池内の単電池（又は電池モジュー
ル）間の容量ばらつきが所定値を超えたかと判定した場
合に（４０３）、ＳＯＣ検出値を所定のレートで減少さ
せて（４１１）、均等充電を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車の
電池制御装置に関する。
電池制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のハイブリッド車の電池制御装置で
は、組電池のＳＯＣ（充電状態：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃ
ｈａｒｇｅ）を一定の中間値に制御しているが、長時間
の使用によって組電池内の単電池間の容量ばらつきが増
加し、その結果、単電池の過充電や過放電が発生する場
合があることが知られている。
は、組電池のＳＯＣ（充電状態：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃ
ｈａｒｇｅ）を一定の中間値に制御しているが、長時間
の使用によって組電池内の単電池間の容量ばらつきが増
加し、その結果、単電池の過充電や過放電が発生する場
合があることが知られている。
【０００３】この組電池内の容量ばらつきを解消するた
めに、従来、上記ＳＯＣ一定制御を中断し、組電池に小
さい一定電流を所定の長時間通電し、すべての電池を満
充電とする均等充電を行っている。この均等充電によ
り、電池の充電効率や自己放電等のばらつきに起因する
回復可能な容量ばらつきは、再び初期状態にまで回復さ
せることができる。
めに、従来、上記ＳＯＣ一定制御を中断し、組電池に小
さい一定電流を所定の長時間通電し、すべての電池を満
充電とする均等充電を行っている。この均等充電によ
り、電池の充電効率や自己放電等のばらつきに起因する
回復可能な容量ばらつきは、再び初期状態にまで回復さ
せることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た均等充電（すべての単電池を満充電状態とする充電）
を実施するためにはＳＯＣ一定制御で行っていたトルク
アシスト、種々の電流変化を伴う回生制動を中断しなけ
ればならず、このため車両走行中での均等充電が困難と
なり、車両が停止状態に至ってから均等充電を開始する
必要があった。また、均等充電中に車両走行を行うと均
等充電を最初からやりなおす必要が生じるという問題も
あり、使い勝手が悪かった。
た均等充電（すべての単電池を満充電状態とする充電）
を実施するためにはＳＯＣ一定制御で行っていたトルク
アシスト、種々の電流変化を伴う回生制動を中断しなけ
ればならず、このため車両走行中での均等充電が困難と
なり、車両が停止状態に至ってから均等充電を開始する
必要があった。また、均等充電中に車両走行を行うと均
等充電を最初からやりなおす必要が生じるという問題も
あり、使い勝手が悪かった。
【０００５】また、従来、単電池の回復不能な劣化の度
合いを正確かつ簡便に検出するよい方法がなかった。
合いを正確かつ簡便に検出するよい方法がなかった。
【０００６】更に、従来、組電池の一部の電池を新品電
池に交換した場合に、この新品電池と既存電池との容量
ばらつきが問題となっていた。すなわち、この容量ばら
つきがあると、組電池の過放電又は過充電が発生しやす
くなってしまう。
池に交換した場合に、この新品電池と既存電池との容量
ばらつきが問題となっていた。すなわち、この容量ばら
つきがあると、組電池の過放電又は過充電が発生しやす
くなってしまう。
【０００７】本発明は上記従来の課題に鑑みなされがも
のであり、車両走行時でも組電池の容量ばらつきの解消
が可能なハイブリッド車の電池制御装置を提供すること
をその目的としている。
のであり、車両走行時でも組電池の容量ばらつきの解消
が可能なハイブリッド車の電池制御装置を提供すること
をその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のハイブリ
ッド車の電池制御装置は、所定個数の単電池が複数直列
に接続されてなる組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ
検出手段、及び、エンジン駆動の発電機を制御して前記
ＳＯＣ検出値を所定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ
一定制御手段を備えるハイブリッド車の電池制御装置に
おいて、前記組電池内の単電池（又は電池モジュール）
間の容量ばらつきが所定値を超えたかどうかを判定する
容量ばらつき判定手段と、容量ばらつきが前記所定値を
超えた場合に、前記ＳＯＣ検出値を所定のレートで減少
させるか、又は、前記ＳＯＣ目標値を所定のレートで増
加させる均等充電を指令する均等充電手段とを備えるこ
とを特徴としている。
ッド車の電池制御装置は、所定個数の単電池が複数直列
に接続されてなる組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ
検出手段、及び、エンジン駆動の発電機を制御して前記
ＳＯＣ検出値を所定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ
一定制御手段を備えるハイブリッド車の電池制御装置に
おいて、前記組電池内の単電池（又は電池モジュール）
間の容量ばらつきが所定値を超えたかどうかを判定する
容量ばらつき判定手段と、容量ばらつきが前記所定値を
超えた場合に、前記ＳＯＣ検出値を所定のレートで減少
させるか、又は、前記ＳＯＣ目標値を所定のレートで増
加させる均等充電を指令する均等充電手段とを備えるこ
とを特徴としている。
【０００９】本構成によれば、ＳＯＣ一定制御、すなわ
ちＳＯＣ検出値とＳＯＣ目標値との差を０とするように
フィードバック制御するに際して、容量ばらつきが大き
いことを検出した場合には、所定のオフセット値だけ、
ＳＯＣ検出値を減らすか、又は、ＳＯＣ目標値を増やす
ことにより、均等充電を行うので、均等充電実施中もト
ルクアシストや回生制動を実現でき、走行中でもほとん
ど走行への支障なしに組電池の単電池間の容量ばらつき
を解消することができ、上記容量ばらつきによる過放電
や過充電を容量ばらつき検出後速やかに速やかに防止す
ることができる。
ちＳＯＣ検出値とＳＯＣ目標値との差を０とするように
フィードバック制御するに際して、容量ばらつきが大き
いことを検出した場合には、所定のオフセット値だけ、
ＳＯＣ検出値を減らすか、又は、ＳＯＣ目標値を増やす
ことにより、均等充電を行うので、均等充電実施中もト
ルクアシストや回生制動を実現でき、走行中でもほとん
ど走行への支障なしに組電池の単電池間の容量ばらつき
を解消することができ、上記容量ばらつきによる過放電
や過充電を容量ばらつき検出後速やかに速やかに防止す
ることができる。
【００１０】また、本構成では、上記ＳＯＣオフセット
値により補正されたＳＯＣ検出値の減少レート又ＳＯＣ
目標値の増加レートを一定値以下に設定するので、急激
な均等充電による電池温度上昇やガス発生量増大などの
不具合を防止することができる。
値により補正されたＳＯＣ検出値の減少レート又ＳＯＣ
目標値の増加レートを一定値以下に設定するので、急激
な均等充電による電池温度上昇やガス発生量増大などの
不具合を防止することができる。
【００１１】請求項２記載の構成は請求項１記載のハイ
ブリッド車の電池制御装置において更に、前記容量ばら
つき判定手段が、組電池内の単電池（又は電池モジュー
ル）間の過放電を検出し、前記過放電検出時のＳＯＣを
前記容量ばらつきとすることを特徴としている。
ブリッド車の電池制御装置において更に、前記容量ばら
つき判定手段が、組電池内の単電池（又は電池モジュー
ル）間の過放電を検出し、前記過放電検出時のＳＯＣを
前記容量ばらつきとすることを特徴としている。
【００１２】これにより、確実に組電池の単電池（又は
電池モジュール）間の容量ばらつきを検出することがで
きる。
電池モジュール）間の容量ばらつきを検出することがで
きる。
【００１３】請求項３記載の構成は請求項２記載のハイ
ブリッド車の電池制御装置において更に、前記均等充電
手段が、前記均等充電による前記電池のＳＯＣ検出値の
減少総量又は前記ＳＯＣ目標値の増加総量を、１００％
以上に設定することを特徴としている。
ブリッド車の電池制御装置において更に、前記均等充電
手段が、前記均等充電による前記電池のＳＯＣ検出値の
減少総量又は前記ＳＯＣ目標値の増加総量を、１００％
以上に設定することを特徴としている。
【００１４】本構成によれば、すべての単電池を確実に
満充電まで充電することができる。
満充電まで充電することができる。
【００１５】請求項４記載の構成は請求項１記載のハイ
ブリッド車の電池制御装置において更に、前記均等充電
手段が、前記均等充電の終了後、前記ＳＯＣのＳＯＣ検
出値を所定のレートで増加させるか、又は、前記ＳＯＣ
目標値を所定のレートで減少させて、前記ＳＯＣ検出値
を前記ＳＯＣ目標値の初期値に復帰させることを特徴と
している。
ブリッド車の電池制御装置において更に、前記均等充電
手段が、前記均等充電の終了後、前記ＳＯＣのＳＯＣ検
出値を所定のレートで増加させるか、又は、前記ＳＯＣ
目標値を所定のレートで減少させて、前記ＳＯＣ検出値
を前記ＳＯＣ目標値の初期値に復帰させることを特徴と
している。
【００１６】本構成によれば、均等充電終了後に、均等
充電モードから通常のＳＯＣ一定制御への移行を緩やか
に行うことができ、発電機の発電量の急減によるショッ
クを防止することができる。
充電モードから通常のＳＯＣ一定制御への移行を緩やか
に行うことができ、発電機の発電量の急減によるショッ
クを防止することができる。
【００１７】請求項５記載のハイブリッド車の電池制御
装置は、所定個数の単電池が複数直列に接続されてなる
組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及び、
エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値を所
定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段を備
えるハイブリッド車の電池制御装置において、前記組電
池内の単電池（又は電池モジュール）間の容量ばらつき
が所定値を超えたかどうかを判定する容量ばらつき判定
手段と、容量ばらつきが前記所定値を超えた場合に均等
充電を指令する均等充電手段と、前記ばらつきが生じた
前記単電池（又は電池モジュール）のばらつき発生頻度
をカウントし、前記ばらつき発生頻度が所定値以上の時
に単電池容量のばらつきが電池劣化によるものと判定し
て交換を要求する電池劣化検出手段とを備えることを特
徴としている。
装置は、所定個数の単電池が複数直列に接続されてなる
組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及び、
エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値を所
定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段を備
えるハイブリッド車の電池制御装置において、前記組電
池内の単電池（又は電池モジュール）間の容量ばらつき
が所定値を超えたかどうかを判定する容量ばらつき判定
手段と、容量ばらつきが前記所定値を超えた場合に均等
充電を指令する均等充電手段と、前記ばらつきが生じた
前記単電池（又は電池モジュール）のばらつき発生頻度
をカウントし、前記ばらつき発生頻度が所定値以上の時
に単電池容量のばらつきが電池劣化によるものと判定し
て交換を要求する電池劣化検出手段とを備えることを特
徴としている。
【００１８】本構成によれば、均等化が必要な単電池
（或いは複数個の単電池からなるモジュール電池）と均
等化した回数を記憶し、その頻度が閾値以上達した場合
に電池劣化と判断するため、たとえば請求項１記載の均
等化処理に付随して、電池劣化が交換必要なレベルに達
したかどうかを判定することができる。また、請求項１
記載の均等化処理を用いて行うことにより走行性能の低
下も抑止できるので好都合である。
（或いは複数個の単電池からなるモジュール電池）と均
等化した回数を記憶し、その頻度が閾値以上達した場合
に電池劣化と判断するため、たとえば請求項１記載の均
等化処理に付随して、電池劣化が交換必要なレベルに達
したかどうかを判定することができる。また、請求項１
記載の均等化処理を用いて行うことにより走行性能の低
下も抑止できるので好都合である。
【００１９】請求項６記載のハイブリッド車の電池制御
装置は、所定個数の単電池が複数直列に接続されてなる
組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及び、
エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値を所
定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段を備
えるハイブリッド車の電池制御装置において、前記組電
池内の一部を交換した後に強制的に均等充電を行う均等
充電手段を備えることを特徴としている。
装置は、所定個数の単電池が複数直列に接続されてなる
組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及び、
エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値を所
定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段を備
えるハイブリッド車の電池制御装置において、前記組電
池内の一部を交換した後に強制的に均等充電を行う均等
充電手段を備えることを特徴としている。
【００２０】本構成によれば、交換後の新品電池を確実
に他の電池と同一容量に一致させることができるととも
に、既存の電池間の容量ばらつきも同時に解消できると
いう利点があり、特に請求項１記載の均等化処理を用い
て行うことにより走行性能の低下も抑止できるので好都
合である。
に他の電池と同一容量に一致させることができるととも
に、既存の電池間の容量ばらつきも同時に解消できると
いう利点があり、特に請求項１記載の均等化処理を用い
て行うことにより走行性能の低下も抑止できるので好都
合である。
【００２１】請求項７記載のハイブリッド車の電池制御
装置は、所定個数の単電池が複数直列に接続されてなる
組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及び、
エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値を所
定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段を備
えるハイブリッド車の電池制御装置において、前記組電
池の電池温度を検出する電池温度検出手段と、前記ＳＯ
Ｃ検出値を所定のレートで減少させるか、又は、前記Ｓ
ＯＣ目標値を所定のレートで増加させる均等充電を指令
する均等充電手段と、前記電池温度に関連する電気量に
応じて前記レートを変更させることにより、前記組電池
の内部温度が低いと推定される場合には前記レートを増
加し、前記組電池の内部温度が高いと推定される場合に
は前記レートを削減することを特徴としている。
装置は、所定個数の単電池が複数直列に接続されてなる
組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及び、
エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値を所
定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段を備
えるハイブリッド車の電池制御装置において、前記組電
池の電池温度を検出する電池温度検出手段と、前記ＳＯ
Ｃ検出値を所定のレートで減少させるか、又は、前記Ｓ
ＯＣ目標値を所定のレートで増加させる均等充電を指令
する均等充電手段と、前記電池温度に関連する電気量に
応じて前記レートを変更させることにより、前記組電池
の内部温度が低いと推定される場合には前記レートを増
加し、前記組電池の内部温度が高いと推定される場合に
は前記レートを削減することを特徴としている。
【００２２】すなわち本構成によれば、均等充電におけ
る充放電レートを、電池温度の関数値に連動して負相関
を有する向きに変更する。
る充放電レートを、電池温度の関数値に連動して負相関
を有する向きに変更する。
【００２３】以下、詳しく説明する。
【００２４】定充電レートで行う従来の均等充電では、
それによる電池温度上昇やそれに付随するガス発生その
他の不具合を回避するために、定充電レートを０．０５
ＣＡ（定格容量の５％／ｈ）程度の小値に抑えられてい
た。しかしながら、この場合には最悪パターンとしてＳ
ＯＣ０％から１００％まで充電する場合の必要処理時間
は２０時間となり、車両用においてこの間中、エンジン
を稼働させねばならず、実用的ではなかった。
それによる電池温度上昇やそれに付随するガス発生その
他の不具合を回避するために、定充電レートを０．０５
ＣＡ（定格容量の５％／ｈ）程度の小値に抑えられてい
た。しかしながら、この場合には最悪パターンとしてＳ
ＯＣ０％から１００％まで充電する場合の必要処理時間
は２０時間となり、車両用においてこの間中、エンジン
を稼働させねばならず、実用的ではなかった。
【００２５】これに対して、この発明では、充電レート
を電池温度に負相関を有する関数値とするので、電池温
度が高い場合には低レートで均等充電することにより電
池温度が過昇となるのを防止しつつ、電池温度が低い場
合には高レートで均等充電することにより均等充電必要
時間を短縮することができる。
を電池温度に負相関を有する関数値とするので、電池温
度が高い場合には低レートで均等充電することにより電
池温度が過昇となるのを防止しつつ、電池温度が低い場
合には高レートで均等充電することにより均等充電必要
時間を短縮することができる。
【００２６】本構成の好適な態様において、上記「電池
温度に関連する電気量」は、電池温度検出手段が検出し
た電池温度検出値とされる。
温度に関連する電気量」は、電池温度検出手段が検出し
た電池温度検出値とされる。
【００２７】請求項８記載の構成によれば請求項７記載
のハイブリッド車の電池制御装置において更に、前記均
等充電レート変更手段は、前記電池温度とその変化率と
の両方に基づいて前記レートを変更させることにより、
前記組電池の内部温度が低いと推定される場合には前記
レートを増加し、前記組電池の内部温度が高いと推定さ
れる場合には前記レートを削減し、前記組電池の内部温
度上昇率が小さいと推定される場合には前記レートを増
加し、前記組電池の内部温度上昇率が大きいと推定され
る場合には前記レートを削減することを特徴としてい
る。
のハイブリッド車の電池制御装置において更に、前記均
等充電レート変更手段は、前記電池温度とその変化率と
の両方に基づいて前記レートを変更させることにより、
前記組電池の内部温度が低いと推定される場合には前記
レートを増加し、前記組電池の内部温度が高いと推定さ
れる場合には前記レートを削減し、前記組電池の内部温
度上昇率が小さいと推定される場合には前記レートを増
加し、前記組電池の内部温度上昇率が大きいと推定され
る場合には前記レートを削減することを特徴としてい
る。
【００２８】すなわち本構成によれば、充電レートを電
池温度及び温度上昇率変化の両方にそれぞれ負相関を有
する関数値とするので、電池温度や温度上昇率が高いに
は低レートで均等充電することにより電池温度が過昇と
なるのを防止しつつ、電池温度や温度上昇率が低い場合
には高レートで均等充電することにより均等充電必要時
間を短縮することができる。
池温度及び温度上昇率変化の両方にそれぞれ負相関を有
する関数値とするので、電池温度や温度上昇率が高いに
は低レートで均等充電することにより電池温度が過昇と
なるのを防止しつつ、電池温度や温度上昇率が低い場合
には高レートで均等充電することにより均等充電必要時
間を短縮することができる。
【００２９】更に説明すると、温度検出手段により検出
した電池温度は、電池内部から温度検出手段までの伝熱
遅れに起因して、実際の電池内部温度に比べてその変化
にタイムラグが生じる。しかし、温度上昇率すなわち電
池温度の微分値はその後の電池温度に正の相関をもつ。
たとえば、温度上昇率が大きければ、所定熱容量をもつ
電池内部が、温度検出手段の検出手段の検出値よりも現
在高温度となっていることを意味するので、この時は、
充電レートを小さくして電池内部の発熱を減らして電池
内部温度の更なる過昇を抑止し、そうでない場合には電
池内部温度が温度検出手段の検出手段の検出値よりも現
在それほど高温になっていないことを意味するので、こ
の時は、充電レートを大きくして電池内部の発熱を増加
して電池内部温度のある程度の温度上昇を容認しつつ均
等充電時間を短縮することができる。
した電池温度は、電池内部から温度検出手段までの伝熱
遅れに起因して、実際の電池内部温度に比べてその変化
にタイムラグが生じる。しかし、温度上昇率すなわち電
池温度の微分値はその後の電池温度に正の相関をもつ。
たとえば、温度上昇率が大きければ、所定熱容量をもつ
電池内部が、温度検出手段の検出手段の検出値よりも現
在高温度となっていることを意味するので、この時は、
充電レートを小さくして電池内部の発熱を減らして電池
内部温度の更なる過昇を抑止し、そうでない場合には電
池内部温度が温度検出手段の検出手段の検出値よりも現
在それほど高温になっていないことを意味するので、こ
の時は、充電レートを大きくして電池内部の発熱を増加
して電池内部温度のある程度の温度上昇を容認しつつ均
等充電時間を短縮することができる。
【００３０】請求項９記載のハイブリッド車の電池制御
装置は、所定個数の単電池が複数直列に接続されてなる
組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及び、
エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値を所
定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段とを
備えるハイブリッド車の電池制御装置において、前記組
電池の電池温度を測定する電池温度検出手段と、前記Ｓ
ＯＣ検出値を所定のレートで減少させるか、又は、前記
ＳＯＣ目標値を所定のレートで増加させる均等充電を指
令する均等充電手段とを有し、前記一定ＳＯＣ制御手段
が、所定の許容充電電力量の範囲で前記ＳＯＣ検出値を
所定のＳＯＣ目標値に収束させるとともに、前記許容充
電電力量を前記電池温度に関連する電気量に応じて変化
させることにより、前記組電池の内部温度が低いと推定
される場合には前記許容充電電力量を増加し、前記組電
池の内部温度が高いと推定される場合には前記許容充電
電力量を削減することを特徴としている。
装置は、所定個数の単電池が複数直列に接続されてなる
組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及び、
エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値を所
定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段とを
備えるハイブリッド車の電池制御装置において、前記組
電池の電池温度を測定する電池温度検出手段と、前記Ｓ
ＯＣ検出値を所定のレートで減少させるか、又は、前記
ＳＯＣ目標値を所定のレートで増加させる均等充電を指
令する均等充電手段とを有し、前記一定ＳＯＣ制御手段
が、所定の許容充電電力量の範囲で前記ＳＯＣ検出値を
所定のＳＯＣ目標値に収束させるとともに、前記許容充
電電力量を前記電池温度に関連する電気量に応じて変化
させることにより、前記組電池の内部温度が低いと推定
される場合には前記許容充電電力量を増加し、前記組電
池の内部温度が高いと推定される場合には前記許容充電
電力量を削減することを特徴としている。
【００３１】すなわち本構成によれば、通常の充電にお
ける許容充電電力量を、電池温度の関数値に連動して負
相関を有する向きに変更する。
ける許容充電電力量を、電池温度の関数値に連動して負
相関を有する向きに変更する。
【００３２】以下、詳しく説明する。
【００３３】通常の充電では、それによる電池温度上昇
やそれに付随するガス発生その他の不具合を回避するた
めに、所定の許容充電電力量の値以下で充電を行うこと
が一般的である。
やそれに付随するガス発生その他の不具合を回避するた
めに、所定の許容充電電力量の値以下で充電を行うこと
が一般的である。
【００３４】しかしながら、この場合、電池が高温時に
おいてこの許容充電電力量で長時間運転する場合でも、
電池温度がその許容最大値を超えないように、許容充電
電力量の値を設定する必要があるため、電池が高温でな
い場合や、高温でも大電力充電が短期のみの場合などに
おいて、電池の許容充電電力量をいたずらに制限する結
果となっていた。
おいてこの許容充電電力量で長時間運転する場合でも、
電池温度がその許容最大値を超えないように、許容充電
電力量の値を設定する必要があるため、電池が高温でな
い場合や、高温でも大電力充電が短期のみの場合などに
おいて、電池の許容充電電力量をいたずらに制限する結
果となっていた。
【００３５】これに対して、この発明では、許容充電電
力量を電池温度に負相関を有する関数値とするので、電
池温度が高い場合には許容充電電力量を低下させて電池
温度の過昇を防止しつつ、電池温度が低い場合には許容
充電電力量を増大することができ、車両走行のフレキシ
ビリティを向上させることができる。
力量を電池温度に負相関を有する関数値とするので、電
池温度が高い場合には許容充電電力量を低下させて電池
温度の過昇を防止しつつ、電池温度が低い場合には許容
充電電力量を増大することができ、車両走行のフレキシ
ビリティを向上させることができる。
【００３６】本構成の好適な態様において、上記「電池
温度に関連する電気量」は、電池温度検出手段が検出し
た電池温度検出値とされる。
温度に関連する電気量」は、電池温度検出手段が検出し
た電池温度検出値とされる。
【００３７】請求項１０記載の構成は請求項９記載のハ
イブリッド車の電池制御装置において更に、前記一定Ｓ
ＯＣ制御手段は、前記電池温度とその変化率との両方に
基づいて前記許容充電電力量を変化させることことによ
り、前記組電池の内部温度が低いと推定される場合には
前記許容充電電力量を増加し、前記組電池の内部温度が
高いと推定される場合には前記許容充電電力量を削減
し、前記組電池の内部温度上昇が小さいと推定される場
合には前記許容充電電力量を増加し、前記組電池の内部
温度上昇が大きいと推定される場合には前記許容充電電
力量を削減することを特徴としている。
イブリッド車の電池制御装置において更に、前記一定Ｓ
ＯＣ制御手段は、前記電池温度とその変化率との両方に
基づいて前記許容充電電力量を変化させることことによ
り、前記組電池の内部温度が低いと推定される場合には
前記許容充電電力量を増加し、前記組電池の内部温度が
高いと推定される場合には前記許容充電電力量を削減
し、前記組電池の内部温度上昇が小さいと推定される場
合には前記許容充電電力量を増加し、前記組電池の内部
温度上昇が大きいと推定される場合には前記許容充電電
力量を削減することを特徴としている。
【００３８】すなわち本構成によれば、許容充電電力量
を電池温度及び温度上昇率変化の両方にそれぞれ負相関
を有する関数値とするので、電池温度や温度上昇率が高
いには許容充電電力量の値を低下させて電池温度が過昇
となるのを防止しつつ、電池温度や温度上昇率が低い場
合には許容充電電力量の値を大きくして充放電可能電力
を増大することができ、車両走行のフレキシビリティを
向上させることができる。
を電池温度及び温度上昇率変化の両方にそれぞれ負相関
を有する関数値とするので、電池温度や温度上昇率が高
いには許容充電電力量の値を低下させて電池温度が過昇
となるのを防止しつつ、電池温度や温度上昇率が低い場
合には許容充電電力量の値を大きくして充放電可能電力
を増大することができ、車両走行のフレキシビリティを
向上させることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】本発明のハイブリッド車の電池制
御装置の好適な実施例を図面を参照して以下に説明す
る。
御装置の好適な実施例を図面を参照して以下に説明す
る。
【００４０】この実施例に用いたハイブリッド車の駆動
系を図１に示すブロック回路図を参照して説明する。
系を図１に示すブロック回路図を参照して説明する。
【００４１】１０１はエンジン、１０２はエンジン１０
１の駆動力の一部で発電する発電機、１０３はインバー
タ、１０４は所定個数の単電池を複数直列に接続してな
る二次電池、１０５はモータである。インバータ１０３
は、発電機１０２、モータ１０５及び二次電池１０４と
電力授受する。１０７は発電機１０２やインバータ１０
３を制御する回転電機コントローラ、１０８は二次電池
１０４を制御する電池コントローラである。回転電機コ
ントローラ１０７は、二次電池１０４のＳＯＣを検出
し、エンジンにより駆動される発電機１０２を制御し
て、二次電池１０４のＳＯＣを目標値に維持する制御を
行っている。
１の駆動力の一部で発電する発電機、１０３はインバー
タ、１０４は所定個数の単電池を複数直列に接続してな
る二次電池、１０５はモータである。インバータ１０３
は、発電機１０２、モータ１０５及び二次電池１０４と
電力授受する。１０７は発電機１０２やインバータ１０
３を制御する回転電機コントローラ、１０８は二次電池
１０４を制御する電池コントローラである。回転電機コ
ントローラ１０７は、二次電池１０４のＳＯＣを検出
し、エンジンにより駆動される発電機１０２を制御し
て、二次電池１０４のＳＯＣを目標値に維持する制御を
行っている。
【００４２】図２は、二次電池１０４及び電池コントロ
ーラ１０８を含む電池系を示すブロック回路図である。
ーラ１０８を含む電池系を示すブロック回路図である。
【００４３】２０２は組電池である二次電池１０４を構
成する複数の電池ブロックの電圧を検出する電圧検出回
路、２０４は電池温度を検出する温度センサ、２０５は
温度センサの出力信号に基づいて電池温度を検出する温
度検出回路、２０６は二次電池１０４の充放電電流を検
出する電流検出回路である。２０３は、これらの回路か
ら受信した信号に基づいて二次電池１０４の充放電状態
を検出して回転電機コントローラ１０７に送信するマイ
コンである。
成する複数の電池ブロックの電圧を検出する電圧検出回
路、２０４は電池温度を検出する温度センサ、２０５は
温度センサの出力信号に基づいて電池温度を検出する温
度検出回路、２０６は二次電池１０４の充放電電流を検
出する電流検出回路である。２０３は、これらの回路か
ら受信した信号に基づいて二次電池１０４の充放電状態
を検出して回転電機コントローラ１０７に送信するマイ
コンである。
【００４４】次に、この実施例の均等充電動作を電池コ
ントローラ１０８により実施される図３のフローチャー
トを参照して説明する。
ントローラ１０８により実施される図３のフローチャー
トを参照して説明する。
【００４５】まず、４０１にて組電池の電圧、電流、温
度を検出し、４０２にてこれらのデータに基づいて公知
の方法で組電池のＳＯＣを演算し、これをＳＯＣ検出値
とする。このＳＯＣ検出値の検出方法としては、電流検
出値を積算していく方法、或いは電池電圧からＳＯＣを
検出する方法が用いられるが、これらはもはや周知のレ
ベルであるので詳細な説明は省略する。
度を検出し、４０２にてこれらのデータに基づいて公知
の方法で組電池のＳＯＣを演算し、これをＳＯＣ検出値
とする。このＳＯＣ検出値の検出方法としては、電流検
出値を積算していく方法、或いは電池電圧からＳＯＣを
検出する方法が用いられるが、これらはもはや周知のレ
ベルであるので詳細な説明は省略する。
【００４６】次に、４０３にて均等充電が必要かどうか
を判定する。具体的には、まずどれかの単電池が過放電
が発生し、かつ、その時点の単電池間の容量ばらつきが
ＳＯＣ検出値で所定％以上である場合に、均等充電要と
判定して４０４に進み、そうでない場合には４０５に進
む。
を判定する。具体的には、まずどれかの単電池が過放電
が発生し、かつ、その時点の単電池間の容量ばらつきが
ＳＯＣ検出値で所定％以上である場合に、均等充電要と
判定して４０４に進み、そうでない場合には４０５に進
む。
【００４７】この実施例では、過放電の判定は、単電池
（又は電池モジュール）の基準電力放電時の端子電圧が
所定値以下となったかどうかにより行っているが、公知
の種々の判定方法を採用することができる。
（又は電池モジュール）の基準電力放電時の端子電圧が
所定値以下となったかどうかにより行っているが、公知
の種々の判定方法を採用することができる。
【００４８】また、容量ばらつきは以下のように求め
る。
る。
【００４９】既に述べたように、この実施例では、前述
したように、回転電機コントローラ１０７が、電池コン
トローラ１０８から読み込んだＳＯＣ検出値とＳＯＣ目
標値＝６０％との差を算出し、この差を０とするＳＯＣ
一定制御を行っている。
したように、回転電機コントローラ１０７が、電池コン
トローラ１０８から読み込んだＳＯＣ検出値とＳＯＣ目
標値＝６０％との差を算出し、この差を０とするＳＯＣ
一定制御を行っている。
【００５０】そこで、上記単電池の過放電の発生時点の
ＳＯＣ検出値が６０％であれば、過放電の単電池の容量
は０％と見なすことができるので、組電池である二次電
池１０４の容量ばらつきは少なくとも６０％と判断する
ことができる。同様に、上記単電池の過放電の発生時点
のＳＯＣ検出値が４０％であれば、上記容量ばらつきは
少なくとも４０％と判断できる。つまり、過放電判定時
点近傍で求めたＳＯＣ検出値が所定値以上であれば、過
放電発生時点の容量ばらつき（単電池間の）が均等充電
が必要なほど大きいと判定することができる。その他、
本発明では、例えば単電池（或いは複数個の単電池から
なるモジュール電池）毎に電圧を計測し、直接組電池の
容量ばらつきを判断してもよい。
ＳＯＣ検出値が６０％であれば、過放電の単電池の容量
は０％と見なすことができるので、組電池である二次電
池１０４の容量ばらつきは少なくとも６０％と判断する
ことができる。同様に、上記単電池の過放電の発生時点
のＳＯＣ検出値が４０％であれば、上記容量ばらつきは
少なくとも４０％と判断できる。つまり、過放電判定時
点近傍で求めたＳＯＣ検出値が所定値以上であれば、過
放電発生時点の容量ばらつき（単電池間の）が均等充電
が必要なほど大きいと判定することができる。その他、
本発明では、例えば単電池（或いは複数個の単電池から
なるモジュール電池）毎に電圧を計測し、直接組電池の
容量ばらつきを判断してもよい。
【００５１】４０３にて過放電発生かつ容量ばらつき大
と判定した場合に、４０４にて均等充電要求フラグを立
てる。次の４０５では、均等充電要求フラグが立ってい
るかどうかを判定し、立っていれば、４０７へ進んで均
等充電制御モードを実行し、立っていなければ４０６に
進んで後述するＳＯＣオフセット値SocOFFを０にリセッ
トすることにより後述するごとく均等充電量を０として
４１１に進む。なお、均等充電要求フラグを立っている
間は、４０３では上記均等充電要かどうかを判断を行わ
ずただちに４０４に進むことが好ましい。
と判定した場合に、４０４にて均等充電要求フラグを立
てる。次の４０５では、均等充電要求フラグが立ってい
るかどうかを判定し、立っていれば、４０７へ進んで均
等充電制御モードを実行し、立っていなければ４０６に
進んで後述するＳＯＣオフセット値SocOFFを０にリセッ
トすることにより後述するごとく均等充電量を０として
４１１に進む。なお、均等充電要求フラグを立っている
間は、４０３では上記均等充電要かどうかを判断を行わ
ずただちに４０４に進むことが好ましい。
【００５２】以下、４０７以降の均等充電制御モードに
ついて説明する。
ついて説明する。
【００５３】まず、４０７では、ＳＯＣオフセット値So
cOFFにｘをインクリメントする。すなわち、今回のＳＯ
Ｃオフセット値SocOFFは、前回のSocOFFに所定値ｘを加
えた値とされる。図３に示すルーチンは所定の定時間T
ごとに行われるので、ＳＯＣオフセット値SocOFFはｘ／
ｔの増加率をもつことになる。
cOFFにｘをインクリメントする。すなわち、今回のＳＯ
Ｃオフセット値SocOFFは、前回のSocOFFに所定値ｘを加
えた値とされる。図３に示すルーチンは所定の定時間T
ごとに行われるので、ＳＯＣオフセット値SocOFFはｘ／
ｔの増加率をもつことになる。
【００５４】なお、上記したＳＯＣ増分ｘの大きさは非
常に重要である。ｘにより決定されるＳＯＣ増加率ｘ／
ｔが大きすぎると、各単電池の温度上昇、ガス発生など
の不具合が顕著となり、小さすぎると、均等充電に時間
が掛かり、その分だけ、回生制動による動力回収が制限
される時間が増大するなどの不具合が長く続くことにな
る。この実施例では、ＳＯＣ増加率は５％／ｈ程度とし
ているが、２〜１２％程度の範囲が好適である。
常に重要である。ｘにより決定されるＳＯＣ増加率ｘ／
ｔが大きすぎると、各単電池の温度上昇、ガス発生など
の不具合が顕著となり、小さすぎると、均等充電に時間
が掛かり、その分だけ、回生制動による動力回収が制限
される時間が増大するなどの不具合が長く続くことにな
る。この実施例では、ＳＯＣ増加率は５％／ｈ程度とし
ているが、２〜１２％程度の範囲が好適である。
【００５５】次に、４０８にてＳＯＣオフセット値SocO
FFが１００％を超えたかどうかを調べ、超えていなけれ
ば４１１に進む。超えたなら、４０９にて均等充電要求
フラグを降ろし、４１０にてＳＯＣ検出値を１００％に
セットし、４１１に進む。これにより、計算上、１００
％以上となったＳＯＣ検出値を満充電時の実際のＳＯＣ
に一致する１００％に修正することができる。
FFが１００％を超えたかどうかを調べ、超えていなけれ
ば４１１に進む。超えたなら、４０９にて均等充電要求
フラグを降ろし、４１０にてＳＯＣ検出値を１００％に
セットし、４１１に進む。これにより、計算上、１００
％以上となったＳＯＣ検出値を満充電時の実際のＳＯＣ
に一致する１００％に修正することができる。
【００５６】なお、種々の計測誤差を考慮して、４０８
におけるＳＯＣオフセット値SocOFFの最大値は１００％
ではなくそれ以上の値たとえば１１０％としてもよい。
におけるＳＯＣオフセット値SocOFFの最大値は１００％
ではなくそれ以上の値たとえば１１０％としてもよい。
【００５７】４１１では、電池コントローラ１０８が回
転電機コントローラ１０７に出力するＳＯＣ出力値ＰＳ
ＯＣ（回転電機コントローラ１０７から見ればＳＯＣ検
出値）を、ＰＳＯＣ＝ＳＯＣ検出値ーSocOFFの式により
算出する。すなわち、電池コントローラ１０８は実際に
ＳＯＣ検出値よりもSocOFFだけ小さい値をＳＯＣ検出値
として回転電機コントローラ１０７に出力する。このこ
とは実質的に、回転電機コントローラ１０７が、電池を
目標ＳＯＣ（ここでは６０％）よりＳＯＣオフセット値
SocOFFだけ高い値にまで充電することを意味する。つま
り、この実施例では、ＳＯＣオフセット値SocOFFを所定
の増加率で緩慢に増加することにより、各単電池に障害
を生じることなく各単電池を満充電（均等充電）するこ
とを意味する。
転電機コントローラ１０７に出力するＳＯＣ出力値ＰＳ
ＯＣ（回転電機コントローラ１０７から見ればＳＯＣ検
出値）を、ＰＳＯＣ＝ＳＯＣ検出値ーSocOFFの式により
算出する。すなわち、電池コントローラ１０８は実際に
ＳＯＣ検出値よりもSocOFFだけ小さい値をＳＯＣ検出値
として回転電機コントローラ１０７に出力する。このこ
とは実質的に、回転電機コントローラ１０７が、電池を
目標ＳＯＣ（ここでは６０％）よりＳＯＣオフセット値
SocOFFだけ高い値にまで充電することを意味する。つま
り、この実施例では、ＳＯＣオフセット値SocOFFを所定
の増加率で緩慢に増加することにより、各単電池に障害
を生じることなく各単電池を満充電（均等充電）するこ
とを意味する。
【００５８】万が一、一部の単電池のＳＯＣが０に近い
値でこの均等充電制御モードがスタートしたとしても、
ＳＯＣオフセット値SocOFFが１００％まで変化するの
で、すべての単電池は満充電に達することができる。
値でこの均等充電制御モードがスタートしたとしても、
ＳＯＣオフセット値SocOFFが１００％まで変化するの
で、すべての単電池は満充電に達することができる。
【００５９】次の４１２では、４１１で算出したＳＯＣ
出力値ＰＳＯＣを回転電機コントローラ１０７に送信
し、回転電機コントローラ１０７は前述したように受信
したＳＯＣ＝ＰＳＯＣが目標ＳＯＣ（この実施例では６
０％）となるように回転電機などを制御する。
出力値ＰＳＯＣを回転電機コントローラ１０７に送信
し、回転電機コントローラ１０７は前述したように受信
したＳＯＣ＝ＰＳＯＣが目標ＳＯＣ（この実施例では６
０％）となるように回転電機などを制御する。
【００６０】
【実施例２】他の実施例を図４を参照して以下に説明す
る。
る。
【００６１】この実施例は、実施例１の図３に示すフロ
ーチャートにおいて、ステップ５０１〜５０６を追加
し、ステップ４０９を変更したものである。
ーチャートにおいて、ステップ５０１〜５０６を追加
し、ステップ４０９を変更したものである。
【００６２】４０９では均等充電が終了したのでその後
のＳＯＣオフセット値SocOFFの緩慢な減衰処理を行うた
めの均等充電処理完了フラグＥchgを立て、次に４１０
にてＳＯＣ検出値を１００％に設定し、次の５０２にて
ＳＯＣオフセット値SocOFFを４０％に設定する。
のＳＯＣオフセット値SocOFFの緩慢な減衰処理を行うた
めの均等充電処理完了フラグＥchgを立て、次に４１０
にてＳＯＣ検出値を１００％に設定し、次の５０２にて
ＳＯＣオフセット値SocOFFを４０％に設定する。
【００６３】これにより、４１０にてＳＯＣ検出値は、
ＳＯＣオフセット値SocOFFが１００％の時の値たとえば
１６０％から１００％へ減少するが、それに合わせてＳ
ＯＣオフセット値SocOFFも１００％から４０％に減少す
るので、ＳＯＣ出力値（回転電機コントローラ１０７か
らみたＳＯＣ検出値）は６０％のままで急変することが
ない。
ＳＯＣオフセット値SocOFFが１００％の時の値たとえば
１６０％から１００％へ減少するが、それに合わせてＳ
ＯＣオフセット値SocOFFも１００％から４０％に減少す
るので、ＳＯＣ出力値（回転電機コントローラ１０７か
らみたＳＯＣ検出値）は６０％のままで急変することが
ない。
【００６４】その後、次のルーチンにて、５０１にて均
等充電完了処理フラグＥchgが立っているかどうかを調
べ、立っていなければ４０７に進む。この場合は立って
いるので、５０３にてＳＯＣオフセット値SocOFFからｙ
をデクリメントする。すなわち、今回のＳＯＣオフセッ
ト値SocOFFは、前回のSocOFFから所定値yを差し引いた
値とされる。図３に示すルーチンは所定の定時間Tごと
に行われるので、ＳＯＣオフセット値SocOFFはy／ｔの
減少率をもつことになる。
等充電完了処理フラグＥchgが立っているかどうかを調
べ、立っていなければ４０７に進む。この場合は立って
いるので、５０３にてＳＯＣオフセット値SocOFFからｙ
をデクリメントする。すなわち、今回のＳＯＣオフセッ
ト値SocOFFは、前回のSocOFFから所定値yを差し引いた
値とされる。図３に示すルーチンは所定の定時間Tごと
に行われるので、ＳＯＣオフセット値SocOFFはy／ｔの
減少率をもつことになる。
【００６５】次に、５０４にてＳＯＣオフセット値SocO
FFが０に達したかどうかを調べ、達していなければ４１
１に進み、達していれば、５０５にて均等充電完了処理
フラグＥchgを降ろし、５０６にて均等充電フラグを降
ろして４１１に進む。
FFが０に達したかどうかを調べ、達していなければ４１
１に進み、達していれば、５０５にて均等充電完了処理
フラグＥchgを降ろし、５０６にて均等充電フラグを降
ろして４１１に進む。
【００６６】すなわち、この実施例では、ＳＯＣオフセ
ット値SocOFFが１００％に達し、均等充電が不要となっ
ても、最初にＳＯＣ検出値をその実体に合わせて１００
％に設定し、それに合わせてＳＯＣオフセット値SocOFF
を４０％に設定して、回転電機コントローラ１０７への
ＳＯＣ出力値の変動を防ぎ、更にその後、徐々にＳＯＣ
オフセット値SocOFFを低減しているので、回転電機コン
トローラ１０７の発電制御が急変することがない。
ット値SocOFFが１００％に達し、均等充電が不要となっ
ても、最初にＳＯＣ検出値をその実体に合わせて１００
％に設定し、それに合わせてＳＯＣオフセット値SocOFF
を４０％に設定して、回転電機コントローラ１０７への
ＳＯＣ出力値の変動を防ぎ、更にその後、徐々にＳＯＣ
オフセット値SocOFFを低減しているので、回転電機コン
トローラ１０７の発電制御が急変することがない。
【００６７】なお、５０３における所定値yは、少なく
ともｘよりも大きく設定され、ＳＯＣオフセット値SocO
FFの減少率y／tを許容範囲でできるだけ大きくすること
が好ましい。たとえばＳＯＣオフセット値SocOFFの減少
率y／tは４０％／ｈｒとされる。
ともｘよりも大きく設定され、ＳＯＣオフセット値SocO
FFの減少率y／tを許容範囲でできるだけ大きくすること
が好ましい。たとえばＳＯＣオフセット値SocOFFの減少
率y／tは４０％／ｈｒとされる。
【００６８】走行中に上記均等充電制御（変形態様）を
実施した結果を図５に示す。ただし、グラフａ〜ｅの時
間軸（横軸）は共通である。
実施した結果を図５に示す。ただし、グラフａ〜ｅの時
間軸（横軸）は共通である。
【００６９】ａは、走行中の加減速時に組電池から充放
電した電力を示している。均等化制御中も走行中の電池
中放電があることがわかる。ｂは、ＳＯＣで、実験開始
前と終了時に容量を確認し、その間を電流積算値で補完
した実際のＳＯＣ変化である。車両はＳＯＣ検出値を６
０％に維持するように制御しているため、実際に実験開
始直後はＳＯＣ６０％を維持していることがわかる。こ
の時、組電池である二次電池１０４中のある単電池１個
の容量を独自回路を用いてゆっくりと放電させた。その
結果、単電池の容量は低下して、約１５時間後にはＳＯ
Ｃ０％まで到達して過放電状態に至ったことがわかる。
そして、その後は組電池全体の容量が増加し、均等化制
御に移行していることがわかる。
電した電力を示している。均等化制御中も走行中の電池
中放電があることがわかる。ｂは、ＳＯＣで、実験開始
前と終了時に容量を確認し、その間を電流積算値で補完
した実際のＳＯＣ変化である。車両はＳＯＣ検出値を６
０％に維持するように制御しているため、実際に実験開
始直後はＳＯＣ６０％を維持していることがわかる。こ
の時、組電池である二次電池１０４中のある単電池１個
の容量を独自回路を用いてゆっくりと放電させた。その
結果、単電池の容量は低下して、約１５時間後にはＳＯ
Ｃ０％まで到達して過放電状態に至ったことがわかる。
そして、その後は組電池全体の容量が増加し、均等化制
御に移行していることがわかる。
【００７０】ｃはＳＯＣオフセット値SocOFF、ｄはＳＯ
Ｃ出力値ＰＳＯＣである。ＰＳＯＣは、ＨＶＥＣＵ１０
７によって６０％を維持するようにコントロ−ルされて
いる。均等化制御は、ｃのＳＯＣオフセット値SocOFFを
制御してＰＳＯＣを低下させることで、実際のＳＯＣを
増加している。
Ｃ出力値ＰＳＯＣである。ＰＳＯＣは、ＨＶＥＣＵ１０
７によって６０％を維持するようにコントロ−ルされて
いる。均等化制御は、ｃのＳＯＣオフセット値SocOFFを
制御してＰＳＯＣを低下させることで、実際のＳＯＣを
増加している。
【００７１】ｅは、組電池内の単電池温度を測定し、そ
の最大値を示した。外気温は２５℃である。均等化制御
前は２５〜３０℃であった電池温度は、均等化制御中３
０℃前後となっており、最大５℃程度の電池発熱に押さ
えられていることがわかる。
の最大値を示した。外気温は２５℃である。均等化制御
前は２５〜３０℃であった電池温度は、均等化制御中３
０℃前後となっており、最大５℃程度の電池発熱に押さ
えられていることがわかる。
【００７２】
【実施例３】他の実施例を図６を参照して以下に説明す
る。
る。
【００７３】この実施例は、上記均等充電を利用して電
池劣化を検出する方法を提案するものである。
池劣化を検出する方法を提案するものである。
【００７４】まず、７０１にて均等充電したかどうかを
調べ、していれば、７０２にて、均等充電が必要になっ
た単電池（又は電池モジュール）の均等充電回数をカウ
ントする。次に、７０３にて予め定めておいた単電池番
号（或いは単電池複数個からなる電池モジュールの番
号）毎に、各単電池（又は電池モジュール）の均等充電
が必要になる頻度（周期でもよい）を計算する。７０４
にてその頻度が所定値以上に達した場合（周期が所定未
満となった場合）、７０５にて当該電池が劣化したとし
て電池の交換要求を出し、さらに７０６にてその電池の
番号を表示する。
調べ、していれば、７０２にて、均等充電が必要になっ
た単電池（又は電池モジュール）の均等充電回数をカウ
ントする。次に、７０３にて予め定めておいた単電池番
号（或いは単電池複数個からなる電池モジュールの番
号）毎に、各単電池（又は電池モジュール）の均等充電
が必要になる頻度（周期でもよい）を計算する。７０４
にてその頻度が所定値以上に達した場合（周期が所定未
満となった場合）、７０５にて当該電池が劣化したとし
て電池の交換要求を出し、さらに７０６にてその電池の
番号を表示する。
【００７５】このようにすれば、電池劣化時には均等化
制御をしても実際には容量が均等にならないため、結果
的に均等充電が必要と判断される頻度が高まることを利
用して、簡単に劣化電池を抽出することができる。
制御をしても実際には容量が均等にならないため、結果
的に均等充電が必要と判断される頻度が高まることを利
用して、簡単に劣化電池を抽出することができる。
【００７６】
【実施例４】他の実施例を図７を参照して説明する。こ
の実施例は、上記均等充電を利用して、電池交換時の各
単電池（又は電池モジュール）の容量差を解消するもの
である。
の実施例は、上記均等充電を利用して、電池交換時の各
単電池（又は電池モジュール）の容量差を解消するもの
である。
【００７７】まず、８０１にて電池を交換したか否か
を、８０２にて交換は一部か全部かを図示しない判定手
段によって判断し、一部のみの交換と判断した場合、８
０３にて強制的に均等充電を要求するフラグＦchgを立
てる。これにより、組み電池からなる二次電池１０４の
一部の単電池（又は電池モジュール）を交換した場合で
も、その都度、均等充電を実施しているので、新品の電
池と既存の電池との間の容量差を解消することができ、
合わせて既存の単電池（又は電池モジュール）間の容量
差も解消することができる。
を、８０２にて交換は一部か全部かを図示しない判定手
段によって判断し、一部のみの交換と判断した場合、８
０３にて強制的に均等充電を要求するフラグＦchgを立
てる。これにより、組み電池からなる二次電池１０４の
一部の単電池（又は電池モジュール）を交換した場合で
も、その都度、均等充電を実施しているので、新品の電
池と既存の電池との間の容量差を解消することができ、
合わせて既存の単電池（又は電池モジュール）間の容量
差も解消することができる。
【００７８】（変形態様）上記実施例では、均等充電時
に、ＳＯＣオフセット値SocOFFをインクリメントした
が、ＳＯＣ検出値を電池電圧検出値に基づいて決定する
場合、この電池電圧検出値に所定のレートで増加するオ
フセット値を加え、その合計電圧値に基づいてＳＯＣ検
出値を求める処理を行っても、同様の均等充電を行うこ
とができる。
に、ＳＯＣオフセット値SocOFFをインクリメントした
が、ＳＯＣ検出値を電池電圧検出値に基づいて決定する
場合、この電池電圧検出値に所定のレートで増加するオ
フセット値を加え、その合計電圧値に基づいてＳＯＣ検
出値を求める処理を行っても、同様の均等充電を行うこ
とができる。
【００７９】
【実施例５】他の実施例を図８に示すフローチャートを
参照して説明する。このフローチャートはたとえば図３
のステップ４０４の直後にて実施される。
参照して説明する。このフローチャートはたとえば図３
のステップ４０４の直後にて実施される。
【００８０】まず、ステップ９０１にて、温度上昇率
（本発明で言う温度変化量（一定期間中の））Ｔ’を算
出する。この温度上昇率Ｔ’は今回の電池温度検出値と
その一定期間前の電池温度検出値との差として算出され
る。
（本発明で言う温度変化量（一定期間中の））Ｔ’を算
出する。この温度上昇率Ｔ’は今回の電池温度検出値と
その一定期間前の電池温度検出値との差として算出され
る。
【００８１】次のステップ９０２では、算出した温度上
昇率Ｔ’と検出した電池温度Ｔとを、あらかじめ記憶す
る三次元マップに代入して、均等充電レートの関数値ｘ
と許容充電電力量Ｐmaxとをサーチする。
昇率Ｔ’と検出した電池温度Ｔとを、あらかじめ記憶す
る三次元マップに代入して、均等充電レートの関数値ｘ
と許容充電電力量Ｐmaxとをサーチする。
【００８２】なお、許容充電電力量Ｐmaxとは、組電池
の発生化の可能な充電電力量をいい、これは組電池の内
部発熱量Ｑに正比例関係にある。また、上記三次元マッ
プは入力変数Ｔ’、Ｔの種々のペアに対してｘ、Ｐmax
のペアを記憶している。
の発生化の可能な充電電力量をいい、これは組電池の内
部発熱量Ｑに正比例関係にある。また、上記三次元マッ
プは入力変数Ｔ’、Ｔの種々のペアに対してｘ、Ｐmax
のペアを記憶している。
【００８３】その後、ステップ４０７（図３参照）に
て、均等充電レートｘ／ｔがＳＯＣオフセット値に読み
込まれて、均等充電レートがｘ／ｔに設定される。
て、均等充電レートｘ／ｔがＳＯＣオフセット値に読み
込まれて、均等充電レートがｘ／ｔに設定される。
【００８４】次に、電池の充電電力量（＝充電電流×充
電電圧）Ｐが許容充電電力量Ｐmaxを超えたかどうかを
調べ（ステップ９０５）、超えたら充電電力量Ｐを許容
充電電力量Ｐmaxに制限する（ステップ９０６）。
電電圧）Ｐが許容充電電力量Ｐmaxを超えたかどうかを
調べ（ステップ９０５）、超えたら充電電力量Ｐを許容
充電電力量Ｐmaxに制限する（ステップ９０６）。
【００８５】このようにすれば、既述したように電池温
度が許容レベルを超えて高温となるのを防止しつつ、均
等充電時間を短縮することができ、かつ、大電力充電
（たとえば大電力均等充電や大電力回生制動）を実現と
することができる。
度が許容レベルを超えて高温となるのを防止しつつ、均
等充電時間を短縮することができ、かつ、大電力充電
（たとえば大電力均等充電や大電力回生制動）を実現と
することができる。
【００８６】上述した三次元マップ（Ｔ’、Ｔ、均等充
電レートｘ／ｔの最大値）の一例を三次元グラフにて図
９に示し、この実施例の均等充電と従来の均等充電とに
おける許容充電電力量の時間推移、積算容量（ＳＯＣ）
の時間推移、電池温度の時間推移を図１０に示す。図１
０から、この実施例によれば均等充電時間を短縮できる
ことがわかる。なお、図１０において、太線は実施例品
を、細線は従来品を示す。
電レートｘ／ｔの最大値）の一例を三次元グラフにて図
９に示し、この実施例の均等充電と従来の均等充電とに
おける許容充電電力量の時間推移、積算容量（ＳＯＣ）
の時間推移、電池温度の時間推移を図１０に示す。図１
０から、この実施例によれば均等充電時間を短縮できる
ことがわかる。なお、図１０において、太線は実施例品
を、細線は従来品を示す。
【００８７】なお、この実施例で用いた電池はＮｉーＭ
Ｈ電池である。ＮｉーＭＨ電池は４０℃を超えると充電
効率が低下するばかりか、充電を続けることにより電池
寿命が低下することが公知であるため、高温での充電レ
ートを強く抑制している。
Ｈ電池である。ＮｉーＭＨ電池は４０℃を超えると充電
効率が低下するばかりか、充電を続けることにより電池
寿命が低下することが公知であるため、高温での充電レ
ートを強く抑制している。
【００８８】（変形態様）上記実施例では、電池温度Ｔ
及びその上昇率Ｔ’に応じて均等充電レートを変更した
が、単に電池温度Ｔだけにより均等充電レートを変更し
ても上記と同様の効果を奏することができる。
及びその上昇率Ｔ’に応じて均等充電レートを変更した
が、単に電池温度Ｔだけにより均等充電レートを変更し
ても上記と同様の効果を奏することができる。
【図１】本発明の電池制御装置を用いるハイブリッド車
の駆動系の一実施例を示すブロック図である。
の駆動系の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の二次電池（組電池）及び電池コントロー
ラを示すブロック回路図である。
ラを示すブロック回路図である。
【図３】実施例１の均等充電制御を示すフローチャート
である。
である。
【図４】実施例２の均等充電制御を示すフローチャート
である。
である。
【図５】図４に示す均等充電制御による各部状態を示す
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図６】実施例３の均等充電を用いた劣化検出を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図７】実施例４の電池一部交換とその後の均等充電を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図８】実施例５を示すフローチャートである。
【図９】実施例５で用いた三次元マップ（Ｔ’、Ｔ、均
等充電レートｘ／ｔの最大値）の一例を示す三次元グラ
フである。
等充電レートｘ／ｔの最大値）の一例を示す三次元グラ
フである。
【図１０】実施例５を用いた均等充電と及び定率均等充
電における許容充電電力量の時間推移、積算容量（ＳＯ
Ｃ）の時間推移、電池温度の時間推移を示すタイミング
チャートである。
電における許容充電電力量の時間推移、積算容量（ＳＯ
Ｃ）の時間推移、電池温度の時間推移を示すタイミング
チャートである。
４０２ ＳＯＣ検出手段 １０７ 回転電機コントローラ（ＳＯＣ一定制御手段） ４０３ 容量ばらつき判定手段、 ４０７ 均等充電手段 ４１１ 均等充電手段 ７０４ 電池劣化検出手段 ８０３ 均等充電手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 10/44 １０１ Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｐ Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｃ (72)発明者 堺 昭治 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 小林 徹也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA03 CA01 CA11 CB01 DA07 DA12 EA05 FA06 GB06 GC05 5H030 AA04 AS08 BB01 FF24 FF43 FF44 5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PO06 PU08 PU24 PU25 PV09 QN03 SE02 SE06 TI01 TI05 TI06 TI10 TR19 TU11 TU17 TZ01
Claims (10)
- 【請求項１】所定個数の単電池が複数直列に接続されて
なる組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及
び、エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値
を所定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段
を備えるハイブリッド車の電池制御装置において、 前記組電池内の単電池（又は電池モジュール）間の容量
ばらつきが所定値を超えたかどうかを判定する容量ばら
つき判定手段と、 容量ばらつきが前記所定値を超えた場合に、前記ＳＯＣ
検出値を所定のレートで減少させるか、又は、前記ＳＯ
Ｃ目標値を所定のレートで増加させる均等充電を指令す
る均等充電手段と、 を備えることを特徴とするハイブリッド車の電池制御装
置。 - 【請求項２】請求項１記載のハイブリッド車の電池制御
装置において、 前記容量ばらつき判定手段は、組電池内の単電池（又は
電池モジュール）間の過放電を検出し、前記過放電検出
時のＳＯＣを前記容量ばらつきとすることを特徴とする
ハイブリッド車の電池制御装置。 - 【請求項３】請求項２記載のハイブリッド車の電池制御
装置において、 前記均等充電手段は、前記均等充電による前記電池のＳ
ＯＣ検出値の減少総量又は前記ＳＯＣ目標値の増加総量
を、１００％以上に設定することを特徴とするハイブリ
ッド車の電池制御装置。 - 【請求項４】請求項１記載のハイブリッド車の電池制御
装置において、 前記均等充電手段は、前記均等充電の終了後、前記ＳＯ
ＣのＳＯＣ検出値を所定のレートで増加させるか、又は
前記ＳＯＣ目標値を所定のレートで減少させて、前記Ｓ
ＯＣ検出値を前記ＳＯＣ目標値の初期値に復帰させるこ
とを特徴とするハイブリッド車の電池制御装置。 - 【請求項５】所定個数の単電池が複数直列に接続されて
なる組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及
び、エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値
を所定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段
を備えるハイブリッド車の電池制御装置において、 前記組電池内の単電池（又は電池モジュール）間の容量
ばらつきが所定値を超えたかどうかを判定する容量ばら
つき判定手段と、 容量ばらつきが前記所定値を超えた場合に均等充電を指
令する均等充電手段と、 前記ばらつきが生じた前記単電池（又は電池モジュー
ル）のばらつき発生頻度をカウントし、前記ばらつき発
生頻度が所定値以上の時に単電池容量のばらつきが電池
劣化によるものと判定して交換を要求する電池劣化検出
手段と、 を備えることを特徴とするハイブリッド車の電池制御装
置。 - 【請求項６】所定個数の単電池が複数直列に接続されて
なる組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及
び、エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値
を所定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段
を備えるハイブリッド車の電池制御装置において、 前記組電池内の一部を交換した後に強制的に均等充電を
行う均等充電手段を備えることを特徴とするハイブリッ
ド車の電池制御装置。 - 【請求項７】所定個数の単電池が複数直列に接続されて
なる組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及
び、エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値
を所定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段
を備えるハイブリッド車の電池制御装置において、 前記組電池の電池温度を検出する電池温度検出手段と、 前記ＳＯＣ検出値を所定のレートで減少させるか、又
は、前記ＳＯＣ目標値を所定のレートで増加させる均等
充電を指令する均等充電手段と、 前記電池温度に関連する電気量に応じて前記レートを変
更させることにより、前記組電池の内部温度が低いと推
定される場合には前記レートを増加し、前記組電池の内
部温度が高いと推定される場合には前記レートを削減す
ることを特徴とするハイブリッド車の電池制御装置。 - 【請求項８】請求項７記載のハイブリッド車の電池制御
装置において、 前記均等充電レート変更手段は、前記電池温度とその変
化率との両方に基づいて前記レートを変更させることに
より、前記組電池の内部温度が低いと推定される場合に
は前記レートを増加し、前記組電池の内部温度が高いと
推定される場合には前記レートを削減し、前記組電池の
内部温度上昇率が小さいと推定される場合には前記レー
トを増加し、前記組電池の内部温度上昇率が大きいと推
定される場合には前記レートを削減することを特徴とす
るハイブリッド車の電池制御装置。 - 【請求項９】所定個数の単電池が複数直列に接続されて
なる組電池のＳＯＣ検出値を求めるＳＯＣ検出手段、及
び、エンジン駆動の発電機を制御して前記ＳＯＣ検出値
を所定のＳＯＣ目標値に収束させるＳＯＣ一定制御手段
とを備えるハイブリッド車の電池制御装置において、 前記組電池の電池温度を測定する電池温度検出手段と、 前記ＳＯＣ検出値を所定のレートで減少させるか、又
は、前記ＳＯＣ目標値を所定のレートで増加させる均等
充電を指令する均等充電手段と、 を有し、 前記一定ＳＯＣ制御手段は、 所定の許容充電電力量の範囲で前記ＳＯＣ検出値を所定
のＳＯＣ目標値に収束させるとともに、前記許容充電電
力量を前記電池温度に関連する電気量に応じて変化させ
ることにより、前記組電池の内部温度が低いと推定され
る場合には前記許容充電電力量を増加し、前記組電池の
内部温度が高いと推定される場合には前記許容充電電力
量を削減することを特徴とするハイブリッド車の電池制
御装置。 - 【請求項１０】請求項９記載のハイブリッド車の電池制
御装置において、 前記一定ＳＯＣ制御手段は、前記電池温度とその変化率
との両方に基づいて前記許容充電電力量を変化させるこ
とことにより、前記組電池の内部温度が低いと推定され
る場合には前記許容充電電力量を増加し、前記組電池の
内部温度が高いと推定される場合には前記許容充電電力
量を削減し、前記組電池の内部温度上昇が小さいと推定
される場合には前記許容充電電力量を増加し、前記組電
池の内部温度上昇が大きいと推定される場合には前記許
容充電電力量を削減することを特徴とするハイブリッド
車の電池制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001093369A JP4215962B2 (ja) | 2000-10-23 | 2001-03-28 | ハイブリッド車の電池制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-322768 | 2000-10-23 | ||
| JP2000322768 | 2000-10-23 | ||
| JP2001093369A JP4215962B2 (ja) | 2000-10-23 | 2001-03-28 | ハイブリッド車の電池制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002204538A true JP2002204538A (ja) | 2002-07-19 |
| JP4215962B2 JP4215962B2 (ja) | 2009-01-28 |
Family
ID=26602598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001093369A Expired - Lifetime JP4215962B2 (ja) | 2000-10-23 | 2001-03-28 | ハイブリッド車の電池制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4215962B2 (ja) |
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-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001093369A patent/JP4215962B2/ja not_active Expired - Lifetime
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