JP2002315211A - ハイブリッド車用組電池状態制御方法 - Google Patents
ハイブリッド車用組電池状態制御方法Info
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Abstract
で電池の過放電や過充電を防止可能なハイブリッド車の
組電池制御方法を提供すること。 【解決手段】平均電圧が目標電圧値よりも低い所定の低
値Vlowと目標電圧値よりも高い所定の高値Vhiの
間にある場合は平均電圧を所定の目標電圧値に収束させ
るように充放電制御を行う(S306)。平均電圧が目
標電圧値よりも低い所定の低値Vlowを下回った場合
に、予め記憶する所定の放電電圧ー蓄電量特性に平均電
圧を代入して推定した蓄電量を目標SOC値に制御する
(S311)。平均電圧が目標電圧値よりも高い所定の
高値Vhiを上回った場合には、予め記憶する所定の充
電電圧ー蓄電量特性に平均電圧を代入して推定した蓄電
量を目標SOC値に制御する(S311)。
Description
ールが直列に接続されてなるハイブリッド車の組電池制
御方法に関する。
では、回生制動時の充電機能とトルクアシスト時の放電
機能との両立のために、SOC(State Of C
harge/充電状態、残存容量)を中間容量状態(5
0〜70%)に維持する制御を行うので、SOCの正確
な検出が不可欠となっている。
充放電電流の積算による方法などが周知である。しか
し、この方法は、充放電効率の変化に伴って電流積算に
よる誤差が累積するため正確な蓄電量が得られにくい問
題がある。
た電流積算方式は、累積誤差の低減のために高精度の電
流センサが必須となるにもかかわらず累積誤差問題の完
全な解決に至っていなかった。
であり、電流検出、積算を必要とせず、簡素な回路構成
で電池の過放電や過充電を防止可能なハイブリッド車の
組電池制御方法を提供することをその目的としている。
ッド車の組電池制御方法は、互いに直列接続された複数
の電池モジュールからなるハイブリッド車用の組電池の
平均電圧を算出し、前記平均電圧が前記目標電圧値より
も低い所定の低値Vlowと前記目標電圧値よりも高い
所定の高値Vhiの間にある場合に、前記平均電圧を所
定の目標電圧値に収束させるように充放電制御を行い、
前記平均電圧が前記目標電圧値よりも低い所定の低値V
lowを下回った場合に、予め記憶する所定の放電電圧
ー蓄電量特性に前記平均電圧からなる放電電圧を代入し
て前記組電池の蓄電量を推定し、前記平均電圧が前記目
標電圧値よりも高い所定の高値Vhiを上回った場合に
は、予め記憶する所定の充電電圧ー蓄電量特性に前記平
均電圧からなる充電電圧を代入して前記組電池の蓄電量
を推定し、推定した前記蓄電量が、所定の蓄電量範囲と
なるように前記蓄電量を制御することを特徴としてい
る。
標電圧値近傍の電圧範囲でのみ、組電池の平均電圧を目
標電圧値に収束させる充放電制御(いわゆる電圧制御)
を行うので、高精度の電流センサを必要とせず、電流積
算累積誤差によるSOC推定誤差を防止することができ
る。また、この目標電圧値近傍の電圧範囲(低値Vlo
w〜高値Vhi)では、SOCは決して過充電又は過放
電状態に陥ることはないので、過充電又は過放電状態に
よる問題が発生することはない。
る場合には、所定の放電電圧ー蓄電量特性に平均電圧を
代入して推定した蓄電量を所定の目標SOC値に収束さ
せる制御を行う。放電電圧が低値Vlow未満では、蓄
電量が過充電となることはないので過充電となる危険は
なく、かつ、低値Vlow未満での放電電圧ー蓄電量特
性は深放電(小SOC)領域では、すべての放電電圧ー
蓄電量特性がほとんど類似曲線に収束するので、SOC
検出誤差が小さくなるため過放電を防止することができ
る。
する場合には、所定の充電電圧ー蓄電量特性に平均電圧
を代入して推定した蓄電量を所定の目標SOC値に収束
させる制御を行う。充電電圧が高値Vhi超過では、蓄
電量が過放電となることはないので過放電となる危険は
なく、かつ、高値Vhi超過での充電電圧ー蓄電量特性
は大充電(大SOC)領域では、すべての充電電圧ー蓄
電量特性がほとんど類似曲線に収束するので、SOC検
出誤差が小さくなるため過充電を防止することができ
る。なお、上記所定の放電電圧ー蓄電量特性及び充電電
圧ー蓄電量特性は、あらかじめ記憶したマップを用いて
保持することができる。
ブリッド車の組電池制御方法において更に、前記平均電
圧が前記低値Vlowを下回った場合、前記各電池モジ
ュールの平均電圧である各平均モジュール電圧のうちで
最低の平均モジュール電圧に前記電池モジュールの数を
掛けた値を前記平均電圧として採用し、前記平均電圧が
前記高値Vhiを上回った場合、前記各電池モジュール
の平均電圧である各平均モジュール電圧のうちで最高の
平均モジュール電圧に前記電池モジュールの数を掛けた
値を前記平均電圧として採用することを特徴としてい
る。
未満の平均電圧を放電電圧ー蓄電量特性に代入して求め
たSOCを目標SOC値に収束させる際に、最も過放電
となりやすい最低の平均モジュール電圧を基準に平均電
圧を作成するので、過放電を一層良好に防止することが
できる。
圧ー蓄電量特性に代入して求めたSOCを目標SOC値
に収束させる際に、最も過充電となりやすい最高の平均
モジュール電圧を基準に平均電圧を作成するので、過充
電を一層良好に防止することができる。
のハイブリッド車の組電池制御方法において更に、前記
放電電圧ー蓄電量特性が、前記組電池を満充電状態から
放電する場合の放電電圧ー蓄電量特性からなり、前記充
電電圧ー蓄電量特性が、前記組電池をSOC0%状態か
ら充電する場合の充電電圧ー蓄電量特性からなることを
特徴としている。
放電電圧ー蓄電量特性がこの満充電起点放電電圧ー蓄電
量特性に収束し、大充電領域ではすべての充電電圧ー蓄
電量特性がこの0充電起点充電電圧ー蓄電量特性に収束
するので、SOC推定誤差を低減することができる。
ずれか記載のハイブリッド車の組電池制御方法において
更に、前記平均電圧が前記低値Vlowから降下する場
合、又は前記高値Vhiから上昇する場合、前記目標電
圧値と所定の目標SOC値とからなる基準座標点Aを通
る放電電圧ー蓄電量特性又は充電電圧ー蓄電量特性を求
め、前記降下の場合は前記平均電圧を前記基準座標点A
を通る放電電圧ー蓄電量特性に代入し、前記上昇の場合
は前記平均電圧を前記基準座標点Aを通る充電電圧ー蓄
電量特性に代入して蓄電量を推定し、推定した前記蓄電
量が、所定の蓄電量範囲となるように前記蓄電量を制御
することを特徴としている。
値Vlowから降下する場合、目標電圧値と所定の目標
SOC値とからなる基準座標点Aを通る放電電圧ー蓄電
量特性に平均電圧を代入してSOCを推定する。このよ
うにすれば、平均電圧が低値Vlow未満でかつSOC
が比較的大きい場合におけるSOC推定誤差を低減する
ことができる。
る場合、目標電圧値と所定の目標SOC値とからなる基
準座標点Aを通る充電電圧ー蓄電量特性に平均電圧を代
入してSOCを推定する。このようにすれば、平均電圧
が高値Vhi超過でかつSOCが比較的小さい場合にお
けるSOC推定誤差を低減することができる。
ずれか記載のハイブリッド車の組電池制御方法において
更に、前記平均電圧が前記低値Vlowを下回った場合
に前記平均電圧が前記低値Vlow未満であった低電圧
期間における前記平均電圧の最低値と、前記最低値と前
記放電電圧ー蓄電量特性との交点座標Bの蓄電量とを記
憶し、前記平均電圧が前記低値Vlow又は前記最低値
から上昇する場合、前記交点座標Bを通過する新しい充
電電圧ー蓄電量特性を求め、前記新しい充電電圧ー蓄電
量特性に前記平均電圧を代入して求めた蓄電量を推定
し、推定した前記蓄電量が、所定の蓄電量範囲となるよ
うに前記蓄電量を制御することを特徴としている。
間における平均電圧の最低値と、この最低値と所定の放
電電圧ー蓄電量特性との交点座標Bの蓄電量とを記憶
し、その後の平均電圧の上昇時にこの交点座標Bを通過
する新しい充電電圧ー蓄電量特性に平均電圧を代入して
推定した蓄電量が所定の蓄電量範囲となるように蓄電量
を制御する。
所定の放電電圧ー蓄電量特性上の各平均電圧値(放電電
圧値)ごとに上記新しい充電電圧ー蓄電量特性を記憶し
ておいてもよく、あるいは、SOC0%からの充電電圧
ー蓄電量特性を比例圧縮して作成してもよい。なお、こ
の比例圧縮については、後述するものとする。
ることができる。すなわち、平均電圧が高値Vhiを超
える高電圧期間における平均電圧の最高値と、この最高
値と所定の放電電圧ー蓄電量特性との交点座標の蓄電量
とを記憶し、その後の平均電圧の上昇時にこの交点座標
を通過する新しい放電電圧ー蓄電量特性に平均電圧を代
入して推定した蓄電量が所定の蓄電量範囲となるように
蓄電量を制御する。
所定の充電電圧ー蓄電量特性上の各平均電圧値(充電電
圧値)ごとに上記新しい放電電圧ー蓄電量特性を記憶し
ておいてもよく、あるいは、SOC100%からの放電
電圧ー蓄電量特性を比例圧縮して作成してもよい。な
お、この比例圧縮については、後述するものとする。
を下回る低電圧範囲に落ち込んだ後、高値Vhiを上回
るレベルに上昇する場合でもSOCを低誤差で推定する
ことができる。また、同様に、平均電圧が高値Vhiを
上回る高電圧範囲に上昇した後、低値Vlowを下回る
レベルに低下する場合でもSOCを低誤差で推定するこ
とができる。
ブリッド車の組電池制御方法において更に、前記平均電
圧が前記交点座標Bを経由して前記目標電圧値に復帰し
た後、前記低値Vlowより再度低下する場合に、前記
目標電圧値と前記新しい充電電圧ー蓄電量特性との交点
座標Cを通る更に新しい放電電圧ー蓄電量特性を求め、
前記平均電圧を前記基準座標点Cを通るこの更に新しい
放電電圧ー蓄電量特性に代入して蓄電量を推定し、推定
した前記蓄電量が、所定の蓄電量範囲となるように前記
蓄電量を制御することを特徴としている。
より基準座標点Cに達した後の放電において、基準座標
点Cを通る更に新しい放電電圧ー蓄電量特性に平均電圧
を代入して蓄電量を推定し、推定した前記蓄電量が所定
の蓄電量範囲となるように制御するので、SOC推定誤
差を一層低減することができる。
上記新しい充電電圧ー蓄電量特性上の各平均電圧値(放
電電圧値)ごとに上記更に新しい充電電圧ー蓄電量特性
を記憶しておいてもよく、あるいは、SOC100%か
らの放電電圧ー蓄電量特性を比例圧縮して作成してもよ
い。なお、この比例圧縮については、後述するものとす
る。
ずれか記載のハイブリッド車の組電池制御方法において
更に、前記平均電圧が前記低値Vlowを下回った場合
に前記平均電圧が前記低値Vlow未満であった低電圧
期間における前記平均電圧の最低値と、前記最低値と前
記放電電圧ー蓄電量特性との交点座標Bの蓄電量とを記
憶し、前記平均電圧が前記低値Vlow又は前記最低値
から上昇する場合、前記交点座標Bを通過する新しい充
電電圧ー蓄電量特性を求め、前記新しい充電電圧ー蓄電
量特性上で所定の目標蓄電量となる平均電圧値を新しい
目標電圧値とし、前記平均電圧が前記新しい目標電圧値
となるように充放電制御を行うことを特徴としている。
時間における平均電圧が所定の値を下回った場合には、
到達した最低平均電圧と前記放電電圧ー蓄電量マップか
ら求めた電池蓄電量を記憶し(上回った場合には、到達
した最高平均電圧と前記充電電圧ー蓄電量マップから求
めた電池蓄電量)を記憶し、この記憶した値に応じて蓄
電量が目標値となるための所定の電圧を新しい目標電圧
値として学習する。
ス特性がある場合でも電流センサを用いることなく、電
池の蓄電量を希望する蓄電量に制御することができる。
組電池制御装置の好適な実施態様を以下に説明する。 (実施例1)本発明の組電池制御装置装置を用いたハイ
ブリッド車の駆動系の構成を図1に示すブロック図を参
照して以下に説明する。
3はインバータ、104は二次電池からなる電池パッ
ク、105はトルク分配機構、106はモータ、107
はデファレンシャルギヤ機構、108は車輪、109は
ハイブリッドシステム制御装置である。
05により発電機102とギヤ107とに分配され、イ
ンバータ103は発電機102、電池パック104及び
モータ106と電力授受し、トルク分配機105及びモ
ータ106は、ギヤ105を通じて車輪108とトルク
授受する。
る。
02からなる電池モジュール203を所定数直列接続し
て構成されている。204は温度センサ、205は各電
池モジュール203の電圧を検出する電圧検出回路、2
06は温度検出回路、207は電池状態を制御する電池
制御マイコンである。電池制御マイコン(以下、コント
ローラともいう)207は、ハイブリッドシステム制御
装置109が最適な電池管理ができるように、電池蓄電
量(SOC)などの演算結果をハイブリッドシステム制
御装置109に出力している。電圧検出回路205及び
温度検出回路206は、単電池202個々に電圧、温度
を検出することが好ましいが、回路構成の簡素化のため
にそれぞれ複数個の単電池20からなる各電池モジュー
ル203ごとに電圧及び温度(モジュール電圧及びモジ
ュール温度)を読み込んでいるが、SOC累算のために
電流センサは必ずしも使用する必要はない。
電池パック104からの信号を含む各種入力信号に基づ
いてエンジン101、発電機102、インバータ10
3、モータ104を制御する。ハイブリッドシステム制
御装置109の上記制御自体は従来と同じでよいので、
詳細な説明を省略する。
る電池管理動作を図3に示すフローチャートを参照して
以下に説明する。
ると、制御が開始され、ステップS301にて各電池モ
ジュール(ここではn個とする)毎の電池電圧V-n、温
度T-nを取得する。図3のルーチンは所定短期間ごとに
実施されるので、これらのデータは所定短期間ごとに取
得される。
01で取得した測定データから、例えば直前5分間のモ
ジュール平均電圧Vav-nと平均温度Tav-nを算出し、更
に各電池モジュール203毎に、各平均温度Tav-nでの
各モジュール平均電圧Vav-nを、基準温度(例えば30
℃)における各モジュール平均電圧Vav-n’に補正す
る。なお、モジュール平均電圧Vav-n’として移動平均
値を算出しても良いことはもちろんである。
出された各モジュール平均電圧Vav-n’を合計して組電
池201の総平均電圧Vavを算出する。次のステップS
304では、ステップS303で算出した総平均電圧V
avが所定の低値Vlowより小さいか否かを判定し、判
定が「NO」ならステップS305に進み、判定が「Y
ES」ならステップS307にて、ステップS302で
算出した各モジュール平均電圧Vav-n’のうちの最小値
である最小平均電圧Vav-minを選択する。
放電電圧ーSOCマップ(図4に示す401)に最小平
均電圧Vav-minに電池モジュール数Nを掛けたものを放
電電圧値Vとして入力して電池のSOCを求める。な
お、この放電電圧ーSOCマップとして、満充電(SO
C100%)からの放電履歴線401(図4参照)が採
用される。
で算出した総平均電圧Vavが所定の高値Vhiより大き
いか否かを判定し、判定が「NO」ならステップS30
6に進み、判定が「YES」ならステップS309に
て、ステップS302で算出した各モジュール平均電圧
Vav-n’の中から最大値である最大平均電圧Vav-maxを
選択し、続くステップS310で、予め記憶する充電電
圧ーSOCマップ(図4に示す402)に最大平均電圧
Vav-maxに電池モジュール数Nを掛けたものを充電電圧
値Vとして入力して電池のSOCを求める。なお、この
充電電圧ーSOCマップとして、空充電(SOC0%)
からの充電履歴線402(図4参照)が採用される。
で算出した総平均電圧Vavをハイブリッドシステム制御
装置109に送信し、ハイブリッドシステム制御装置1
09は受信した総平均電圧Vavが目標電圧V60に収束
するようにインバータ103のデューティ比を調整して
電池パック104の充放電をフィードバック制御する。
たとえば総平均電圧Vavが目標電圧V60より高ければ
その差に応じて組電池201を放電させ、総平均電圧V
avが目標電圧V60より低ければその差に応じて組電池
201を充電させる。これにより、総平均電圧Vavは目
標電圧V60に収束する。
或いはS310で算出したSOCを、ハイブリッドシス
テム制御装置109に送信する。ハイブリッドシステム
制御装置109は、受信したSOCと車両の走行状態な
どに基づいて定常運転状態(車両加速時や車両減速時以
外の)にてSOCが所定の目標SOC値(60%)に収
束するように、インバータ103のデューティ比を調整
し電池パック104の充放電をフィードバック制御し、
それに応じてシステム各部の制御パラメータを制御して
する。これにより、SOCは目標SOC値に収束する。
は、電池制御マイコン207によるコントローラ109
への総平均電圧Vav又はSOCの送信と、コントローラ
109による充放電制御とからなる。
したか否かを判定し、判定が「NO」ならばステップS
301にリターンし、判定が「YES」ならば制御を終
了する。
を総平均電圧Vavとしたため、最大平均電圧Vav-max、
最小平均電圧Vav-minにそれぞれ電池モジュール203
の数Nを掛けたが、総平均電圧Vavを各電池モジュール
203のモジュール平均電圧Vav-n’の平均値を採用す
るのであれば、Nを掛けずに最大平均電圧Vav-max、最
小平均電圧Vav-minをそのまま放電電圧、充電電圧とす
ることができる。
201の合計電圧である総平均電圧Vavと目標電圧V6
0との電圧差が小さい場合には、総平均電圧Vavが目標
電圧V60に収束するように電池制御を行い(S30
6)、総平均電圧Vavが目標電圧V60を含む所定範囲
から低下した場合、ステップS307、S308により
放電履歴線401に最小平均電圧Vav-min・Nを代入し
て求めたSOCを目標SOC値に収束させる充放電制御
を行い、総平均電圧Vavが目標電圧V60を含む所定範
囲から上昇した場合、ステップS309、S310によ
り充電履歴線402に最大平均電圧Vav-max・Nを代入
して求めたSOCを目標SOC値に収束させる充放電制
御を行う。
充電、過放電になる可能性が生じる領域にて電圧制御の
代わりに、過充電、過放電が生じないように決定した電
圧値及び電圧ーSOC特性に基づいて推定したSOCに
よりSOC一定制御を実行するので、過充電、過放電を
良好に防止することができる。
ド車において回生制動、トルクアシストの両方を良好に
行える60%の値を採用する。そして、目標電圧V60
としては、目標SOC値(60%)における放電履歴線
401の電圧値と充電履歴線402の電圧値との中間の
値を採用する。
を参照してNiーMH電池を2CAで充放電する場合を
例として説明する。この変形態様では、放電履歴線40
1の代わりに放電履歴線403を採用し、充電履歴線4
02の代わりに充電履歴線404を採用したものであ
る。コントローラ(ハイブリッドシステム制御装置)1
09は、少なくとも履歴線403、404をマップとし
て記憶している。
履歴線401は、電流値2CAにて満充電状態であるS
OC100%から放電した場合の履歴線を示す。充電履
歴線402は、SOC0%から充電した場合の履歴線を
示す。既述したように、組電池201は、ハイブリッド
システム制御装置109によって総平均電圧Vavが所定
の電圧V60となるように制御され(S306)、この
時、総平均電圧VavはV60、SOCは最良状態では6
0%近傍の値となっているはずである。
向が続いて、総平均電圧Vavが所定の低値Vlowを下
回った場合には、SOCは、低値Vlowとその時の真
のSOC値とで決定される座標点を通る真の履歴線に沿
ってSOCは低下する。
であるためにこの真の履歴線は不明であるが、この実施
例では、電池は、目標座標点(V60、SOC60%)
から放電したと仮定する。したがって、総平均電圧Vav
=V60、SOC=60%の座標点を通る放電履歴線4
03を記憶し、この放電履歴線403と総平均電圧Vav
とから電圧が低値Vlowより小さい領域におけるSO
Cを推定する。
03が真の放電履歴線と異なっていても、総平均電圧V
avが低下すればするほど、すべての放電履歴線は最低の
放電履歴線401に収束し、各放電履歴線間の誤差が小
さくなることである。このことは、総平均電圧Vavが低
値Vlowを下回る時点の座標点を最頻の放電履歴線4
03ですべて代表したとしても、SOCが相当小さくな
った深放電段階ではほとんど推定SOCに誤差がないと
みなすことができることを意味する。また、最頻の放電
履歴線403を用いることで放電履歴線401を用いる
場合より、SOC誤差を小さくすることができる。
て、総平均電圧Vavが所定の高値Vhiを上回った場合
には、高値Vhiとその時の真のSOC値とで決定され
る座標点を通る真の充電履歴線に沿ってSOCは増加す
る。
であるためにこの真の履歴線は不明であるが、この実施
例では、電池は、目標座標点(V60、SOC60%)
から充電したと仮定するため、総平均電圧Vav=V6
0、SOC=60%の座標点を通る充電履歴線404を
充電履歴線として記憶する。この記憶充電履歴線404
と総平均電圧VavとからSOCを推定する。
04が真の充電履歴線と異なっていても、総平均電圧V
avが増加すればするほど、すべての充電履歴線は最高の
放電履歴線402に収束し、各充電履歴線間の誤差が小
さくなることである。このことは、総平均電圧Vavが高
値Vhiを上回る時点のすべての座標点を最頻の充電履
歴線404で代表したとしても、SOCが相当大きくな
った段階ではほとんど推定SOCに誤差がないとみなす
ことができることを意味する。
放電履歴線403に代入する電圧値として上記総平均電
圧Vavの代わりに各電池モジュール203の電圧(モジ
ュール平均電圧Vav-n’)のうちでもっとも小さい最小
平均電圧Vav-minにモジュール数を掛けた値を用い、同
様に、上記充電履歴線404に代入する電圧値として上
記総平均電圧Vavの代わりに各電池モジュール203の
電圧(モジュール平均電圧Vav-n’)のうちでもっとも
大きい最大平均電圧Vav-maxにモジュール数を掛けた値
を用いる点である。
も先に過放電となる電池モジュール203を基準に制御
を行い、充電傾向持続時には最も先に過充電となる電池
モジュール203を基準に制御を行うことができるの
で、組電池にばらつきがある場合でも過放電や過充電を
防止することができる。
の電池特性にヒステリシス特性を持つ電池では、所定の
電圧V60となるように制御していてもSOCが希望す
るSOC60%になるとは限らないが、真のSOCが0
%或いは100%に近づけば近づく程、SOC推定誤差
が小さくなるため、実用上、過放電又は過充電を防止す
ることができるわけである。
電圧制御範囲(低値Vlow〜高値Vhi)より低下し
た後、電圧制御範囲より上昇した場合における制御例
を、電池としてNiーMH電池を2CAで充放電する場
合を例として更に詳しく説明する。この電池の2CAで
の充放電履歴を図5に示す。
あるSOC100%から放電した場合の放電履歴線。線
502は、SOC0%から充電した場合の充電履歴線で
ある。
ーラ(ハイブリッドシステム制御装置)109によって
総平均電圧Vavが所定の電圧V60となるように制御さ
れている(S306)。したがって、この時、組電池2
01が、総平均電圧Vav=V60にあり、最良の状態に
おいてSOCは60%となっている。
が放電傾向となり、総平均電圧Vavが所定の低値Vlo
wを下回った場合には、総平均電圧Vavを放電履歴線5
01又は503に代入して実施例1と同じくSOCを推
定する。
V60、目標SOC値60%)を通る放電履歴線であ
り、あらかじめ記憶しているか、又は、あらかじめ記憶
する放電履歴線501を後述する比例圧縮して求める。
線503上の最小平均電圧Vav-min(又は最小平均電圧
Vav-min・N)を求めて最低電圧値とし、この最低電圧
値を放電履歴線503(又は最低の放電履歴線501)
に代入して最低SOC値を求め、これら最低電圧値と最
低SOC値とのペアを最低座標点Bとして記憶する。
総平均電圧Vavが目標電圧V60に戻った場合には、最
低座標点Bからの充電状態を示す充電電圧ーSOCマッ
プで示される充電電圧ーSOC特性を、図5に示す履歴
線504aとする。
標点BからSOC100%までの充電電圧ーSOC特性
を示す充電履歴線であり、各最低座標点Bの各値ごとに
それぞれあらかじめ記憶されているか、もしくは、充電
履歴線502を後述する比例圧縮することにより求め
る。
圧Vav-max(又は最大平均電圧Vav-max・N)が高値V
hiを超えれば、最大平均電圧Vav-max(又は最大平均
電圧Vav-max・N)を充電電圧として充電履歴線504
a(又は最低の放電履歴線501)に代入してSOCを
推定し、このSOCが目標SOC値になるように充放電
制御する(S311)。
wに低下してから高値Vhi以上に上昇した場合におい
て、図4における充電履歴線404を用いるよりも正確
にSOCを推定することができる。
座標点Bから座標点Cに達した後、再度低値Vlow未
満に低下した場合のSOC制御を以下に説明する。
総平均電圧Vav=V60に対応するおけるSOCの値
(この場合はSOC40%を座標点Cとして記憶する。
回った場合は、この座標点Cから低下する放電履歴線5
03aを用い、この放電履歴線503aに最小平均電圧
Vav-minを放電電圧として放電履歴線503aに代入し
てSOCを推定し、このSOCが目標SOC値になるよ
うに充放電制御する(S311)。
歴線503又は501を後述する比例圧縮することによ
り求める。
囲から低値Vlow未満に低下した後の制御の他の実施
例を、電池としてNiーMH電池を2CAで充放電する
場合を例として更に詳しく説明する。2CAでの充放電
履歴を図6(a)、図6(b)に示す。
あるSOC100%から放電した場合の放電履歴線。線
602は、SOC0%から充電した場合の充電履歴線で
ある。
ッドシステム制御装置109によって総平均電圧Vavが
所定の電圧V60となるように制御されている。したが
って、この時、組電池201が、総平均電圧Vav=V6
0にあり、最良の状態においてSOCは60%となって
いる。
が放電傾向となり、総平均電圧Vavが所定の低値Vlo
wを下回った場合には、総平均電圧Vavを実施例1,2
と同様に座標点Aを通る放電履歴線603に代入してS
OCを推定する。
組電池を充電できる状態となった場合、放電履歴線60
3に最小平均電圧Vav-minを代入して最低SOC値を求
め、これらのペアを最低座標点Bとして実施例2と同様
に記憶する。
値Vlow〜高値Vhi)を超えて上昇した場合、最低
座標点Bを通過する充電履歴線604aを求め、総平均
電圧Vav又は最大平均電圧Vav-max(最大平均電圧Vav
-max・N)を充電履歴線604aに代入してSOCを推
定し、このSOCが目標SOC値60%(座標点D)と
なるまで充電し、SOCが目標SOC値60%(座標点
D)に達した場合の電圧を新しい目標電圧V60’とす
る(図6(a)参照)。
履歴線604aは最低座標点Bの各値ごとにあらかじめ
記憶しておいてもよく、又は充電履歴線602を後述す
る比例圧縮して求めてもよい。
0%の座標点Dの上下に新しい高値Vhi’、低値Vl
ow’を設定し、この高値Vhi’、低値Vlow’で
決定される電圧制御範囲内では総平均電圧Vavを目標電
圧V60’に収束させる充放電制御を行う(図6(b)
参照)。
avが低値Vlowから低下した後で、目標電圧V60に
復帰したら、最低座標点Bを通る充電履歴線604aと
目標SOC値60%との交点座標点Dの電圧値を新しい
目標電圧V60’としてその近傍(低値Vlow’〜高
値Vhi’)では電圧制御を行う。
iから高値Vhi’へのの増加量を低値Vlowから低
値Vlow’への増加量への増加量より小さくすること
が好ましい。
圧Vavが低値Vlow’を下回った場合は、座標点Dを
通る放電履歴線603bを求め、この放電履歴線603
bに最小平均電圧Vav-min(又は最小平均電圧Vav-min
・N)を代入してSOCを推定し、このSOCを目標S
OC値に収束させる。
電圧Vavが高値Vhi’を上回った場合は、座標点Dを
通る充電履歴線を求め、この充電履歴線に最大平均電圧
Vav-max(又は最大平均電圧Vav-max・N)を代入して
SOCを推定し、このSOCを目標SOC値に収束させ
る。
3bは放電履歴線601の比例圧縮により求めることが
できる。また、総平均電圧Vavが低値Vlow’より低
下した後、再度上昇する場合は、その最低電圧値を放電
履歴線601又は603b上に求めて新しい座標点Bと
し、上述した次の充電時のSOC制御のための充電履歴
線を求めることもできる。
歴線502の比例圧縮する場合を例に、上述した「比例
圧縮」について説明する。
と充電履歴線502との間のSOC差が、SOC100
%で0となり、座標点Bにて座標点Bの電圧における充
電履歴線502のSOC値と座標点BのSOC値との差
となり、この差がSOC減少に比例して定率増加するよ
うに、充電履歴線503aを設定する。これを本明細書
では比例圧縮という。放電履歴線の場合も同じである。
御範囲から最初に下回る場合について説明したが、上回
る場合は、座標点Aから最低座標点Bに対応する最高電
圧点B’を記憶し、この最高電圧点B’を通る放電履歴
線を比例圧縮などで求めるなど、上記説明と逆の処理を
行えばよいことは明らかである。
が高値Vhiを上回った場合に平均電圧が高値Vhi超
過であった高電圧期間における平均電圧の最高値と、最
高値Vhiと充電電圧ー蓄電量特性との交点座標の蓄電
量とを記憶し、平均電圧が高値Vhi又は最高値から低
下する場合、この交点座標を通過する新しい放電電圧ー
蓄電量特性を求め、新しい放電電圧ー蓄電量特性上で所
定の目標蓄電量となる平均電圧値を新しい目標電圧値と
し、平均電圧が新しい目標電圧値となるように充放電制
御を行えばよい。
を適用したハイブリッド車の駆動装置のブロック図であ
る。
法を示すフローチャートである。
特性図である。
特性図である。
特性図である。
Claims (7)
- 【請求項1】互いに直列接続された複数の電池モジュー
ルからなるハイブリッド車用の組電池の平均電圧を算出
し、 前記平均電圧が前記目標電圧値よりも低い所定の低値V
lowと前記目標電圧値よりも高い所定の高値Vhiの
間にある場合に、前記平均電圧を所定の目標電圧値に収
束させるように充放電制御を行い、 前記平均電圧が前記目標電圧値よりも低い所定の低値V
lowを下回った場合に、予め記憶する所定の放電電圧
ー蓄電量特性に前記平均電圧からなる放電電圧を代入し
て前記組電池の蓄電量を推定し、 前記平均電圧が前記目標電圧値よりも高い所定の高値V
hiを上回った場合には、予め記憶する所定の充電電圧
ー蓄電量特性に前記平均電圧からなる充電電圧を代入し
て前記組電池の蓄電量を推定し、 推定した前記蓄電量が、所定の蓄電量範囲となるように
前記蓄電量を制御することを特徴とするハイブリッド車
の組電池制御方法。 - 【請求項2】請求項1記載のハイブリッド車の組電池制
御方法において、 前記平均電圧が前記低値Vlowを下回った場合、前記
各電池モジュールの平均電圧である各平均モジュール電
圧のうちで最低の平均モジュール電圧に前記電池モジュ
ールの数を掛けた値を前記平均電圧として採用し、 前記平均電圧が前記高値Vhiを上回った場合、前記各
電池モジュールの平均電圧である各平均モジュール電圧
のうちで最高の平均モジュール電圧に前記電池モジュー
ルの数を掛けた値を前記平均電圧として採用することを
特徴とするハイブリッド車の組電池制御方法。 - 【請求項3】請求項1又は2記載のハイブリッド車の組
電池制御方法において、 前記放電電圧ー蓄電量特性は、前記組電池を満充電状態
から放電する場合の放電電圧ー蓄電量特性からなり、前
記充電電圧ー蓄電量特性は、前記組電池をSOC0%状
態から充電する場合の充電電圧ー蓄電量特性からなるこ
とを特徴とするハイブリッド車の組電池制御方法。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか記載のハイブリ
ッド車の組電池制御方法において、 前記平均電圧が前記低値Vlowから降下する場合、又
は前記高値Vhiから上昇する場合、前記目標電圧値と
所定の目標SOC値とからなる基準座標点Aを通る放電
電圧ー蓄電量特性又は充電電圧ー蓄電量特性を求め、前
記降下の場合は前記平均電圧を前記基準座標点Aを通る
放電電圧ー蓄電量特性に代入し、前記上昇の場合は前記
平均電圧を前記基準座標点Aを通る充電電圧ー蓄電量特
性に代入して蓄電量を推定し、 推定した前記蓄電量が、所定の蓄電量範囲となるように
前記蓄電量を制御することを特徴とするハイブリッド車
の組電池制御方法。 - 【請求項5】請求項1乃至4のいずれか記載のハイブリ
ッド車の組電池制御方法において、 前記平均電圧が前記低値Vlowを下回った場合に前記
平均電圧が前記低値Vlow未満であった低電圧期間に
おける前記平均電圧の最低値と、前記最低値と前記放電
電圧ー蓄電量特性との交点座標Bの蓄電量とを記憶し、 前記平均電圧が前記高値Vhiから上昇する場合、前記
交点座標Bを通過する新しい充電電圧ー蓄電量特性を求
め、 前記新しい充電電圧ー蓄電量特性に前記平均電圧を代入
して求めた蓄電量を推定し、 推定した前記蓄電量が、所定の蓄電量範囲となるように
前記蓄電量を制御することを特徴とするハイブリッド車
の組電池制御方法。 - 【請求項6】請求項5記載のハイブリッド車の組電池制
御方法において、 前記平均電圧が前記交点座標Bを経由して前記目標電圧
値に復帰した後、前記低値Vlowより再度低下する場
合に、前記目標電圧値と前記新しい充電電圧ー蓄電量特
性との交点座標Cを通る更に新しい放電電圧ー蓄電量特
性を求め、前記平均電圧を前記基準座標点Cを通るこの
更に新しい放電電圧ー蓄電量特性に代入して蓄電量を推
定し、推定した前記蓄電量が、所定の蓄電量範囲となる
ように前記蓄電量を制御することを特徴とするハイブリ
ッド車の組電池制御方法。 - 【請求項7】請求項1乃至6のいずれか記載のハイブリ
ッド車の組電池制御方法において、 前記平均電圧が前記低値Vlowを下回った場合に前記
平均電圧が前記低値Vlow未満であった低電圧期間に
おける前記平均電圧の最低値と、前記最低値と前記放電
電圧ー蓄電量特性との交点座標Bの蓄電量とを記憶し、 前記平均電圧が前記低値Vlow又は前記最低値から上
昇する場合、前記交点座標Bを通過する新しい充電電圧
ー蓄電量特性を求め、 前記新しい充電電圧ー蓄電量特性上で所定の目標蓄電量
となる平均電圧値を新しい目標電圧値とし、 前記平均電圧が前記新しい目標電圧値となるように充放
電制御を行うことを特徴とするハイブリッド車の組電池
制御方法。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007089352A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | 組電池の容量調整装置 |
US7233128B2 (en) | 2004-07-30 | 2007-06-19 | Ford Global Technologies, Llc | Calculation of state of charge offset using a closed integral method |
WO2010079595A1 (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-15 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液型二次電池システム及び車両 |
JP2013188100A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | Mitsubishi Motors Corp | 組電池の充放電制御装置 |
CN104678306A (zh) * | 2013-11-26 | 2015-06-03 | 财团法人工业技术研究院 | 电源管理方法、装置与芯片 |
JP2015154639A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
JP2018129209A (ja) * | 2017-02-09 | 2018-08-16 | 株式会社ケーヒン | 電源装置 |
CN111007410A (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-14 | 现代自动车株式会社 | 车辆电池诊断方法和装置 |
CN118367271A (zh) * | 2024-06-20 | 2024-07-19 | 珠海科创储能科技有限公司 | 一种储能液冷系统的控制方法、储能液冷系统及存储介质 |
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2001
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7233128B2 (en) | 2004-07-30 | 2007-06-19 | Ford Global Technologies, Llc | Calculation of state of charge offset using a closed integral method |
JP2007089352A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | 組電池の容量調整装置 |
JP4548289B2 (ja) * | 2005-09-26 | 2010-09-22 | 日産自動車株式会社 | 組電池の容量調整装置 |
WO2010079595A1 (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-15 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液型二次電池システム及び車両 |
CN102144330A (zh) * | 2009-01-08 | 2011-08-03 | 丰田自动车株式会社 | 非水电解液型二次电池系统以及车辆 |
US8803482B2 (en) | 2009-01-08 | 2014-08-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nonaqueous electrolyte type secondary battery system and vehicle |
JP2013188100A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | Mitsubishi Motors Corp | 組電池の充放電制御装置 |
CN104678306A (zh) * | 2013-11-26 | 2015-06-03 | 财团法人工业技术研究院 | 电源管理方法、装置与芯片 |
JP2015154639A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
JP2018129209A (ja) * | 2017-02-09 | 2018-08-16 | 株式会社ケーヒン | 電源装置 |
CN111007410A (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-14 | 现代自动车株式会社 | 车辆电池诊断方法和装置 |
CN118367271A (zh) * | 2024-06-20 | 2024-07-19 | 珠海科创储能科技有限公司 | 一种储能液冷系统的控制方法、储能液冷系统及存储介质 |
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