JP2002330552A - Battery capacity control device and battery capacity control method - Google Patents
Battery capacity control device and battery capacity control methodInfo
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Landscapes
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリ容量制御
装置及びバッテリ容量制御方法に係り、特に、電気負荷
との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御
するバッテリ容量制御装置及びバッテリ容量制御方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery capacity control device and a battery capacity control method, and more particularly, to a battery capacity control device and a battery for controlling the capacity of a battery for charging and discharging with an electric load to a target capacity. It relates to a capacity control method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば特開2000−217
206号公報に開示される如く、車載バッテリの充放電
を制御する装置が知られている。この装置は、通常はバ
ッテリを満充電状態に充電する一方、車両により比較的
大きな電力の回生が行われると予想される場合はバッテ
リを満充電に達しない90%程度の目標容量に制御す
る。このため、上記従来の装置によれば、比較的大きな
電力の回生が行われる際にはバッテリにその回生電力を
蓄える余力が残存するため、車両による回生電力を有効
にバッテリに回収することが可能となる。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, JP-A-2000-217
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 206, an apparatus for controlling charging and discharging of a vehicle-mounted battery is known. This device normally charges the battery to a full charge state, and controls the battery to a target capacity of about 90% that does not reach the full charge when relatively large power regeneration is expected to be performed by the vehicle. For this reason, according to the above-described conventional device, when relatively large power is regenerated, the remaining power for storing the regenerative power remains in the battery, so that the regenerative power generated by the vehicle can be effectively collected in the battery. Becomes
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
装置においては、バッテリの容量を目標容量に制御する
手法として、バッテリの現時点での容量と目標容量とを
大小比較し、その比較結果に基づいてバッテリの容量が
目標容量に一致するようにバッテリを充電または放電さ
せている。しかしながら、かかる手法では、バッテリの
容量を目標容量に制御するうえでバッテリの容量を常に
正確に検知する必要があるが、バッテリが充放電を繰り
返す過程でその容量を正確に検知することは困難であ
る。このため、上記従来の装置では、バッテリの容量を
正確に所望の目標容量に維持させることができないおそ
れがあった。In the above-described conventional apparatus, as a method of controlling the capacity of the battery to the target capacity, the current capacity of the battery and the target capacity are compared in magnitude and based on the comparison result. The battery is charged or discharged such that the battery capacity matches the target capacity. However, in such a method, it is necessary to always accurately detect the capacity of the battery in order to control the capacity of the battery to the target capacity, but it is difficult to accurately detect the capacity in the process of repeating charging and discharging of the battery. is there. For this reason, in the above-mentioned conventional device, there is a possibility that the capacity of the battery cannot be accurately maintained at a desired target capacity.
【0004】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、バッテリの容量を所望の目標容量に正確に維持
させることが可能なバッテリ容量制御装置及びバッテリ
容量制御方法を提供することを目的とする。[0004] The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a battery capacity control device and a battery capacity control method capable of accurately maintaining a battery capacity at a desired target capacity. Aim.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項1
に記載する如く、所定の電気負荷との間で充放電を行う
バッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御
装置であって、前記目標容量に対応するバッテリ開放電
圧にて前記バッテリの充放電を行うことにより、該バッ
テリの容量を前記目標容量に制御する容量制御手段を備
えることを特徴とするバッテリ容量制御装置により達成
される。The above object is achieved by the present invention.
A battery capacity control device that controls a capacity of a battery that performs charging and discharging with a predetermined electric load to a target capacity, wherein the battery is charged and discharged at a battery open voltage corresponding to the target capacity. Is achieved by a battery capacity control device comprising a capacity control means for controlling the capacity of the battery to the target capacity.
【0006】また、上記の目的は、請求項5に記載する
如く、所定の電気負荷との間で充放電を行うバッテリの
容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御方法であっ
て、前記目標容量に対応するバッテリ開放電圧にて前記
バッテリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量
を前記目標容量に制御することを特徴とするバッテリ容
量制御方法により達成される。Further, the above object is to provide a battery capacity control method for controlling a capacity of a battery for charging / discharging with a predetermined electric load to a target capacity. The battery capacity is controlled at the target capacity by charging / discharging the battery at a battery open voltage corresponding to the above.
【0007】請求項1及び5記載の発明において、バッ
テリは、目標容量に対応するバッテリ開放電圧にて充放
電が行われることにより目標容量に制御される。一般
に、バッテリにおいては、バッテリ開放電圧と容量との
間に相関関係がある。従って、バッテリの容量は、バッ
テリ開放電圧にて充放電が繰り返されることにより目標
容量に近接していく。このため、本発明によれば、バッ
テリの容量を所望の目標容量に正確に維持させることが
できる。According to the first and fifth aspects of the present invention, the battery is controlled to the target capacity by charging and discharging at a battery open voltage corresponding to the target capacity. Generally, in a battery, there is a correlation between the battery open-circuit voltage and the capacity. Therefore, the capacity of the battery approaches the target capacity by repeating charging and discharging at the battery open voltage. For this reason, according to the present invention, the capacity of the battery can be accurately maintained at the desired target capacity.
【0008】この場合、請求項2に記載する如く、請求
項1記載のバッテリ容量制御装置において、目標容量と
バッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて、前記
バッテリの目標容量に対応するバッテリ開放電圧を算出
する目標開放電圧算出手段を備え、前記容量制御手段
は、前記目標開放電圧算出手段により算出されたバッテ
リ開放電圧にて前記バッテリの充放電を行うことによ
り、該バッテリの容量を前記目標容量に制御することと
してもよい。In this case, as described in claim 2, in the battery capacity control device according to claim 1, the battery corresponding to the target capacity of the battery is determined by using a map indicating a relationship between the target capacity and the battery open-circuit voltage. Target open-circuit voltage calculating means for calculating an open-circuit voltage, wherein the capacity control means performs charging and discharging of the battery with the battery open-circuit voltage calculated by the target open-circuit voltage calculating means, thereby reducing the capacity of the battery. The target capacity may be controlled.
【0009】尚、バッテリ容量とバッテリ開放電圧との
関係は、バッテリの温度に応じて変化する。[0009] The relationship between the battery capacity and the battery open-circuit voltage changes according to the temperature of the battery.
【0010】従って、請求項3に記載する如く、請求項
2記載のバッテリ容量制御装置において、前記バッテリ
開放電圧算出手段は、バッテリ温度に応じて目標容量と
バッテリ開放電圧との関係が変化する前記マップを用い
て、前記バッテリの目標容量に対応するバッテリ開放電
圧を算出することとすれば、バッテリの容量をより正確
に目標容量に制御することができる。Therefore, as set forth in claim 3, in the battery capacity control device according to claim 2, the battery open-circuit voltage calculating means changes the relationship between the target capacity and the battery open-circuit voltage according to the battery temperature. If the battery open-circuit voltage corresponding to the target capacity of the battery is calculated using the map, the capacity of the battery can be more accurately controlled to the target capacity.
【0011】また、バッテリの実際の容量と目標容量と
が大きく離間している状況下において、その目標容量に
対応するバッテリ開放電圧と一致した電圧にてバッテリ
の充放電が行われるものとすると、バッテリの容量をそ
の目標容量に制御するのに多くの時間を要するおそれが
ある。In a situation where the actual capacity of the battery and the target capacity are largely separated from each other, it is assumed that the battery is charged / discharged at a voltage corresponding to the battery open voltage corresponding to the target capacity. Controlling the capacity of the battery to its target capacity can take a lot of time.
【0012】従って、請求項4に記載する如く、請求項
1乃至3の何れか一項記載のバッテリ容量制御装置にお
いて、前記容量制御手段は、前記バッテリの容量を目標
容量に制御する際、前記バッテリの容量と前記目標容量
との差が所定値以上である場合には、該目標容量に対応
するバッテリ開放電圧よりも高い電圧又は低い電圧にて
前記バッテリの充放電を行うこととすれば、比較的短時
間でバッテリの容量を目標容量に到達させることが可能
となる。Accordingly, in the battery capacity control device according to any one of claims 1 to 3, the capacity control means may control the capacity of the battery to a target capacity. If the difference between the battery capacity and the target capacity is equal to or greater than a predetermined value, if the battery is charged or discharged at a voltage higher or lower than the battery open voltage corresponding to the target capacity, The capacity of the battery can reach the target capacity in a relatively short time.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例である
バッテリ容量制御装置を備える車両システムの構成図を
示す。本実施例のシステムは、車両用電源として機能す
るバッテリ10を備えている。バッテリ10は、直列に
接続された複数のバッテリセルから構成されており、例
えば36V程度の出力電圧を有するニッケル水素バッテ
リである。FIG. 1 is a block diagram showing a vehicle system provided with a battery capacity control device according to an embodiment of the present invention. The system of this embodiment includes a battery 10 functioning as a vehicle power supply. The battery 10 includes a plurality of battery cells connected in series, and is, for example, a nickel-metal hydride battery having an output voltage of about 36V.
【0014】バッテリ10には、インバータ12を介し
てモータ・ジェネレータ(以下、M/Gと称す)14が
接続されている。インバータ14は、モータ用パワート
ランジスタを内蔵しており、そのモータ用パワートラン
ジスタのスイッチング動作に応じてバッテリ10の直流
電力をM/G14の交流電力に変換する。M/G14
は、モータ用パワートランジスタがオン状態にある場合
に、バッテリ10から電力が供給されることによりバッ
テリ10を電源にして駆動し、所定のトルクを発生す
る。すなわち、バッテリ10は、インバータ12のモー
タ用パワートランジスタがオン状態にある場合に、M/
G14に対して電力を供給する。A motor generator (hereinafter, referred to as M / G) 14 is connected to the battery 10 via an inverter 12. The inverter 14 has a built-in motor power transistor, and converts the DC power of the battery 10 into the AC power of the M / G 14 according to the switching operation of the motor power transistor. M / G14
When the power transistor for the motor is in the ON state, the power is supplied from the battery 10 to drive the battery with the battery 10 as a power source and generate a predetermined torque. That is, when the motor power transistor of the inverter 12 is in the ON state, the battery 10
Power is supplied to G14.
【0015】また、M/G14は、通常のオルタネータ
と同様にエンジンによる回転駆動により発電機として機
能すると共に、車両の回生制動時には車両の運動エネル
ギを電気エネルギに変換する発電機として機能する。イ
ンバータ12は、また、ジェネレータ用パワートランジ
スタを内蔵しており、そのジェネレータ用パワートラン
ジスタのスイッチング動作に応じてM/G14で生じた
交流電力をバッテリ10の直流電力に変換する。すなわ
ち、バッテリ10は、インバータ12のジェネレータ用
パワートランジスタがオン状態にある状況下において、
エンジンの回転駆動あるいは車両の回生制動によりM/
G14が発電することにより電力の供給を受け、充電さ
れる。Further, the M / G 14 functions as a generator by rotating the engine similarly to a normal alternator, and also functions as a generator for converting kinetic energy of the vehicle into electric energy during regenerative braking of the vehicle. The inverter 12 also has a built-in power transistor for a generator, and converts the AC power generated by the M / G 14 into the DC power of the battery 10 according to the switching operation of the power transistor for the generator. That is, the battery 10 is in a state where the generator power transistor of the inverter 12 is in the ON state.
M / M by rotation drive of the engine or regenerative braking of the vehicle
The power is supplied and charged by the power generation by the G14.
【0016】インバータ12には、マイクロコンピュー
タにより構成された電子制御ユニット(以下、ECUと
称す)16が接続されている。ECU16は、バッテリ
10からM/G14への電力供給が必要であると判断す
る場合、バッテリ10が放電するようにインバータ12
のモータ用パワートランジスタに対して指令信号を供給
する。また、M/G14からバッテリ10への電力供給
が必要であると判断する場合、バッテリ10が充電され
るようにジェネレータ用パワートランジスタに対して指
令信号を供給する。The inverter 12 is connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) 16 constituted by a microcomputer. When the ECU 16 determines that power supply from the battery 10 to the M / G 14 is necessary, the ECU 16 controls the inverter 12 so that the battery 10 is discharged.
A command signal is supplied to the motor power transistor. When it is determined that power supply from the M / G 14 to the battery 10 is necessary, a command signal is supplied to the power transistor for generator so that the battery 10 is charged.
【0017】ECU16には、バッテリ10の正負端子
間に配設された電圧センサ20が接続されている。電圧
センサ20は、バッテリ10の端子間電圧(以下、バッ
テリ電圧Vと称す)に応じた信号を出力する。電圧セン
サ20の出力信号はECU16に供給されている。EC
U16は、電圧センサ20の出力信号に基づいてバッテ
リ10のバッテリ電圧Vを検出する。A voltage sensor 20 disposed between the positive and negative terminals of the battery 10 is connected to the ECU 16. Voltage sensor 20 outputs a signal corresponding to a voltage between terminals of battery 10 (hereinafter, referred to as battery voltage V). The output signal of the voltage sensor 20 is supplied to the ECU 16. EC
U16 detects the battery voltage V of the battery 10 based on the output signal of the voltage sensor 20.
【0018】ECU16には、また、バッテリ10とイ
ンバータ12との間に配設された電流センサ22が接続
されている。電流センサ22は、バッテリ10とインバ
ータ12との間を流通する電流(以下、バッテリ電流I
と称す)に応じた信号を出力する。電流センサ22の出
力信号はECU16に供給されている。ECU16は、
電流センサ22の出力信号に基づいてバッテリ10を流
通するバッテリ電流Iを検出する。A current sensor 22 disposed between the battery 10 and the inverter 12 is connected to the ECU 16. The current sensor 22 detects a current flowing between the battery 10 and the inverter 12 (hereinafter referred to as a battery current I
) Is output. The output signal of the current sensor 22 is supplied to the ECU 16. The ECU 16
The battery current I flowing through the battery 10 is detected based on the output signal of the current sensor 22.
【0019】ECU16には、更に、バッテリ10に内
蔵された温度センサ24が接続されている。温度センサ
24は、バッテリ10の内部温度(以下、バッテリ温度
Tと称す)に応じた信号を出力する。温度センサ24の
出力信号はECU16に供給されている。ECU16
は、温度センサ24の出力信号に基づいてバッテリ10
のバッテリ温度Tを検出する。The ECU 16 is further connected to a temperature sensor 24 built in the battery 10. Temperature sensor 24 outputs a signal corresponding to the internal temperature of battery 10 (hereinafter, referred to as battery temperature T). The output signal of the temperature sensor 24 is supplied to the ECU 16. ECU16
Is based on the output signal of the temperature sensor 24.
Is detected.
【0020】本実施例において、ECU16は、まず、
M/G14の無負荷時において、バッテリ10の開放電
圧Vからその充電状態(State Of Charge;以下、バッ
テリ容量SOCと称す)を検出する。そして、M/G1
4の駆動が開始された後は、その開放電圧Vによるバッ
テリ容量SOCを基準にして、バッテリ電流Iの積算量
からバッテリ容量SOCの加減演算を行う。In the present embodiment, the ECU 16 first
When the M / G 14 is not loaded, the state of charge (hereinafter referred to as battery capacity SOC) is detected from the open voltage V of the battery 10. And M / G1
After the start of the driving of the battery 4, the battery capacity SOC is calculated from the integrated amount of the battery current I with reference to the battery capacity SOC based on the open voltage V.
【0021】ところで、バッテリ10の容量SOCが目
標容量として常に満充電状態である100%に制御され
るものとすると、車両が制動した際にその制動エネルギ
を回生エネルギとしてバッテリ10に回収できない可能
性が高くなる。バッテリ10が制動エネルギを回生エネ
ルギとして回収できない場合には、その制動エネルギを
熱エネルギとして機械的に消費せざるを得ないため、エ
ネルギ効率が悪化してしまう。従って、バッテリ10の
目標容量が常に100%であることは適切でなく、制動
時に車両の制動エネルギの大部分を回生エネルギとして
回収できる程度に充放電のバランスを考慮して、バッテ
リ10の目標容量を設定することが適切となる。以下、
設定された目標容量を「SOC0」と称す。By the way, if the capacity SOC of the battery 10 is controlled to be 100%, which is a fully charged state, as the target capacity, there is a possibility that when the vehicle is braked, the braking energy cannot be recovered to the battery 10 as regenerative energy. Will be higher. If the battery 10 cannot recover the braking energy as regenerative energy, the braking energy has to be mechanically consumed as heat energy, so that the energy efficiency deteriorates. Therefore, it is not appropriate that the target capacity of the battery 10 is always 100%, and the target capacity of the battery 10 is considered in consideration of the charge / discharge balance so that most of the braking energy of the vehicle can be recovered as regenerative energy during braking. It is appropriate to set Less than,
The set target capacity is referred to as “SOC0”.
【0022】ここで、設定された目標容量SOC0にバ
ッテリ10の容量SOCを制御する手法としては、EC
U16が検知したバッテリ容量SOCと目標容量SOC
0とを大小比較し、その比較結果に基づいてバッテリ容
量SOCが目標容量SOC0に一致するようにインバー
タ12をオン・オフ制御し、バッテリ10の充放電を行
うことが考えられる。しかしながら、かかる手法では、
ECU16はバッテリ容量SOCを常に正確に検知する
必要があるが、バッテリ10が充放電を繰り返す過程で
バッテリ容量SOCを正確に検知することは困難である
ため、バッテリ10の実際の容量SOCが所望の目標容
量SOC0からずれて維持されてしまうおそれがある。
すなわち、バッテリ10の実際の容量SOCを正確に所
望の目標容量SOC0に維持させることができない可能
性がある。従って、バッテリ10の実際の容量SOCを
目標容量SOC0に制御するうえでは、ECU16が検
知したバッテリ容量SOCと目標容量SOC0とを比較
する手法は適切でない。Here, as a method of controlling the capacity SOC of the battery 10 to the set target capacity SOC0, EC
Battery capacity SOC and target capacity SOC detected by U16
It is conceivable to charge / discharge the battery 10 by controlling the inverter 12 on / off so that the battery capacity SOC matches the target capacity SOC0 based on the comparison result. However, with such an approach,
The ECU 16 must always accurately detect the battery capacity SOC. However, since it is difficult to accurately detect the battery capacity SOC in the course of repeated charging and discharging of the battery 10, the actual capacity SOC of the battery 10 is determined as desired. There is a possibility that the target capacity SOC0 may be maintained while being deviated.
That is, there is a possibility that the actual capacity SOC of the battery 10 cannot be accurately maintained at the desired target capacity SOC0. Therefore, in controlling the actual capacity SOC of the battery 10 to the target capacity SOC0, the method of comparing the battery capacity SOC detected by the ECU 16 with the target capacity SOC0 is not appropriate.
【0023】図2は、本実施例のシステムにおいてEC
U16がバッテリ10の容量を目標容量SOC0に制御
するうえで用いられるマップを示す。尚、図2において
は、バッテリ温度Tが低い場合(例えば−25℃)を一
点鎖線で、バッテリ温度Tが高い場合(例えば+60
℃)を破線で、また、バッテリ温度Tが中程度にある場
合(例えば+20℃)を実線で、それぞれ示している。FIG. 2 shows the EC in the system of the present embodiment.
4 shows a map used by U16 to control the capacity of battery 10 to target capacity SOC0. In FIG. 2, the case where the battery temperature T is low (for example, −25 ° C.) is indicated by a dashed line, and the case where the battery temperature T is high (for example, + 60 ° C.).
° C) is indicated by a broken line, and the case where the battery temperature T is medium (for example, + 20 ° C) is indicated by a solid line.
【0024】一般に、バッテリ10の実際の容量は、バ
ッテリ開放電圧と相関関係にある。そこで、本実施例の
システムは、バッテリ10の容量SOCを目標容量SO
C0に制御する際、ECU16が検知したバッテリ容量
SOCを用いる構成ではなく、目標容量SOC0に対応
するバッテリ開放電圧(以下、目標バッテリ電圧V0と
称す)にてバッテリ10を充放電させる構成としてい
る。すなわち、本実施例において、ECU16は、図2
に示す如き目標容量SOC0と目標バッテリ電圧V0と
の関係を示したマップを予め記憶しておき、設定された
目標容量SOC0に対応する目標バッテリ電圧V0を算
出する。そして、その算出された目標バッテリ電圧V0
が実現されるデューティ比でインバータ12を駆動す
る。Generally, the actual capacity of the battery 10 is correlated with the battery open circuit voltage. Therefore, the system according to the present embodiment sets the capacity SOC of the battery 10 to the target capacity SO
When controlling to C0, the battery 10 is charged and discharged at a battery open-circuit voltage (hereinafter, referred to as target battery voltage V0) corresponding to the target capacity SOC0, instead of using the battery capacity SOC detected by the ECU 16. That is, in the present embodiment, the ECU 16
A map indicating the relationship between the target capacity SOC0 and the target battery voltage V0 is stored in advance, and the target battery voltage V0 corresponding to the set target capacity SOC0 is calculated. Then, the calculated target battery voltage V0
Is driven at a duty ratio that realizes the following.
【0025】尚、目標バッテリ電圧V0と目標容量SO
C0との相関関係は、バッテリ温度Tに応じて異なるも
のとなる。そこで、ECU16は、図2に示す如く、バ
ッテリ温度Tに応じて目標バッテリ電圧V0と目標容量
SOC0との関係が変化するマップ、すなわち、バッテ
リ温度Tごとに設定された目標バッテリ電圧V0と目標
容量SOC0との関係を示すマップを記憶しておき、目
標容量SOC0及びバッテリ温度Tに基づいて図2に示
す如きマップを参照することにより対応する目標バッテ
リ電圧V0を算出する。この際、目標容量SOC0又は
バッテリ温度Tが図2に示した値の間の値となる場合
は、直線補間により対応する目標バッテリ電圧V0を算
出する。そして、ECU16は、その算出された目標バ
ッテリ電圧V0が実現されるデューティ比でインバータ
12を駆動する。Note that the target battery voltage V0 and the target capacity SO
The correlation with C0 differs depending on the battery temperature T. Therefore, as shown in FIG. 2, the ECU 16 sets a map in which the relationship between the target battery voltage V0 and the target capacity SOC0 changes according to the battery temperature T, that is, the target battery voltage V0 and the target capacity set for each battery temperature T. A map indicating a relationship with SOC0 is stored, and a corresponding target battery voltage V0 is calculated by referring to a map as shown in FIG. 2 based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T. At this time, if the target capacity SOC0 or the battery temperature T has a value between the values shown in FIG. 2, the corresponding target battery voltage V0 is calculated by linear interpolation. Then, ECU 16 drives inverter 12 at a duty ratio at which the calculated target battery voltage V0 is realized.
【0026】図3は、本実施例においてインバータ12
が目標バッテリ電圧V0が実現されるデューティ比で駆
動された場合のバッテリ10の実際の容量SOCの時間
変化を示す。尚、図3においては、目標容量SOC0を
例えば75%として破線で示し、また、バッテリ10の
実際の容量SOCが目標容量SOC0に比して大きい状
況下(SOC=80%)でインバータ12のデューティ
駆動が行われた場合を実線で、バッテリ10の実際の容
量SOCが目標容量SOC0に比して小さい状況下(S
OC=70%)でインバータ12のデューティ駆動が行
われた場合を一点鎖線で、それぞれ示している。FIG. 3 shows an inverter 12 in this embodiment.
Shows the time change of the actual capacity SOC of the battery 10 when driven at the duty ratio at which the target battery voltage V0 is realized. In FIG. 3, the target capacity SOC0 is shown by a broken line, for example, as 75%, and the duty of the inverter 12 is set under a situation where the actual capacity SOC of the battery 10 is larger than the target capacity SOC0 (SOC = 80%). The case where the driving is performed is indicated by a solid line, under a situation where the actual capacity SOC of the battery 10 is smaller than the target capacity SOC0 (S
The case where the inverter 12 is duty-driven at (OC = 70%) is indicated by alternate long and short dash lines.
【0027】バッテリ10の実際の容量SOCが目標容
量SOC0からずれている状況下、上記の如くインバー
タ12が、その目標容量SOC0に対応する目標バッテ
リ電圧V0が実現されるデューティ比で駆動されると、
バッテリ10が、目標バッテリ電圧V0に対応したデュ
ーティ比で充電状態と充電中止状態とを繰り返す、或い
は、放電状態と放電中止状態とを繰り返すこととなる。
この場合には、インバータ12のデューティ駆動が開始
された後、バッテリ10の電圧Vが目標容量SOC0に
対応した目標バッテリ電圧V0に向けて変化する、すな
わち、バッテリ10の実際の容量SOCが図3に示す如
く目標容量SOC0に向けて変化することとなる。従っ
て、本実施例の手法によれば、バッテリ10の容量SO
Cを所望の目標容量SOC0に正確に維持させることが
可能となる。When the actual capacity SOC of the battery 10 deviates from the target capacity SOC0, the inverter 12 is driven at a duty ratio at which the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0 is realized as described above. ,
The battery 10 repeats the charge state and the charge stop state at a duty ratio corresponding to the target battery voltage V0, or repeats the discharge state and the discharge stop state.
In this case, after the duty driving of the inverter 12 is started, the voltage V of the battery 10 changes toward the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0, that is, the actual capacity SOC of the battery 10 decreases as shown in FIG. As shown in the figure, the value changes toward the target capacity SOC0. Therefore, according to the method of the present embodiment, the capacity SO of the battery 10 is
C can be accurately maintained at the desired target capacity SOC0.
【0028】図4は、上記の機能を実現すべく、本実施
例においてECU16が実行する制御ルーチンの一例の
フローチャートを示す。図4に示すルーチンは、所定時
間毎に起動されるルーチンである。図4に示すルーチン
が起動されると、まずステップ100の処理が実行され
る。FIG. 4 is a flowchart showing an example of a control routine executed by the ECU 16 in this embodiment to realize the above-described functions. The routine shown in FIG. 4 is a routine started every predetermined time. When the routine shown in FIG. 4 is started, first, the process of step 100 is executed.
【0029】ステップ100では、車両の各種状態に基
づいて目標容量SOC0を設定する処理が実行される。
本実施例において、目標容量SOC0は、例えば基本的
に75%に設定され、エアコン等の作動によるM/G1
4の負荷状態等に応じて変更される。また、ステップ1
02では、温度センサ24の出力信号に基づいてバッテ
リ温度Tを読み込む処理が実行される。In step 100, a process for setting the target capacity SOC0 based on various states of the vehicle is executed.
In the present embodiment, the target capacity SOC0 is set to, for example, basically 75%, and M / G1
4 is changed according to the load state and the like. Step 1
In 02, a process of reading the battery temperature T based on the output signal of the temperature sensor 24 is executed.
【0030】ステップ104では、本ステップ104の
処理時において検知されるバッテリ容量SOCと、上記
ステップ100で設定された目標容量SOC0との差が
所定値α以上であるか否かが判別される。尚、所定値α
は、目標容量SOC0に対応する目標バッテリ電圧V0
にてバッテリ10を充放電した場合に、バッテリ容量S
OCがその目標容量SOC0に到達するのに長時間を要
すると判断できる最小の容量値差である。In step 104, it is determined whether or not the difference between the battery capacity SOC detected in the processing in step 104 and the target capacity SOC0 set in step 100 is equal to or greater than a predetermined value α. Note that the predetermined value α
Is the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0.
When the battery 10 is charged and discharged at
This is the minimum capacitance value difference at which it can be determined that it takes a long time for the OC to reach its target capacitance SOC0.
【0031】その結果、|SOC−SOC0|≧αが成
立しない場合は、バッテリ容量SOCが目標容量SOC
0に到達するのにあまり時間を必要としないと判断でき
る。従って、上記ステップ104において|SOC−S
OC0|≧αが成立しないと判別された場合は、次にス
テップ106の処理が実行される。一方、|SOC−S
OC0|≧αが成立する場合は、バッテリ容量SOCが
目標容量SOC0に到達するのに長時間を要すると判断
できる。この場合には、かかる時間を短時間にすること
が適切となる。従って、|SOC−SOC0|≧αが成
立すると判別された場合は、次にステップ108の処理
が実行される。As a result, if | SOC−SOC | ≧ α is not established, the battery capacity SOC becomes equal to the target capacity SOC.
It can be determined that it does not take much time to reach zero. Therefore, in step 104, | SOC-S
If it is determined that OC0 | ≧ α is not satisfied, the process of step 106 is executed next. On the other hand, | SOC-S
If OC0 | ≧ α holds, it can be determined that it takes a long time for the battery capacity SOC to reach the target capacity SOC0. In this case, it is appropriate to shorten the time. Therefore, when it is determined that | SOC-SOC | ≧ α is satisfied, the process of step 108 is executed next.
【0032】ステップ106では、上記ステップ100
及び102で読み込まれた目標容量SOC0及びバッテ
リ温度Tに基づいて、上記図2に示すマップを参照する
ことにより、バッテリ10の目標バッテリ電圧V0を算
出する処理が実行される。In step 106, the above step 100
The process of calculating the target battery voltage V0 of the battery 10 is executed by referring to the map shown in FIG. 2 based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T read in Steps 102 and 102.
【0033】ステップ108では、上記ステップ100
及び102で読み込まれた目標容量SOC0及びバッテ
リ温度Tに基づいて、上記図2に示すマップを参照する
ことにより、バッテリ10の目標バッテリ電圧V0を算
出し、そして、その目標バッテリ電圧V0に対して所定
値βを加減算した値を新たな目標バッテリ電圧V0とす
る処理が実行される。尚、所定値βを加算するか或いは
減算するかは、バッテリ容量SOCと目標容量SOC0
とのうち何れが大きいか否かで判断され、具体的には、
所定値βは、バッテリ容量SOCが目標容量SOC0よ
り大きい場合には減算され、バッテリ容量SOCが目標
容量SOC0より小さい場合には加算される。ステップ
106又は108の処理が終了すると、次にステップ1
10の処理が実行される。In Step 108, the above Step 100
2, the target battery voltage V0 of the battery 10 is calculated by referring to the map shown in FIG. 2 based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T read in 102. A process of setting a value obtained by adding or subtracting the predetermined value β to a new target battery voltage V0 is executed. Whether the predetermined value β is added or subtracted depends on the battery capacity SOC and the target capacity SOC0.
Is determined by which is greater, and specifically,
The predetermined value β is subtracted when the battery capacity SOC is larger than the target capacity SOC0, and is added when the battery capacity SOC is smaller than the target capacity SOC0. When the processing of step 106 or 108 is completed, next step 1
Ten processes are executed.
【0034】ステップ110では、上記ステップ106
又は108で算出された目標バッテリ電圧V0と電圧セ
ンサ20を用いて検出された実際のバッテリ電圧Vとを
比較し、バッテリ電圧Vが目標バッテリ電圧V0に近づ
くようにデューティ比を算出する処理が実行される。In step 110, the above-mentioned step 106
Alternatively, a process of comparing the target battery voltage V0 calculated in 108 with the actual battery voltage V detected using the voltage sensor 20 and calculating the duty ratio so that the battery voltage V approaches the target battery voltage V0 is executed. Is done.
【0035】尚、デューティ比は、制御開始時にはある
任意の初期値(例えば最大発電状態に対応する値)に設
定され、目標バッテリ電圧V0と電圧センサ20により
検出された実際のバッテリ電圧Vとの偏差に応じたデュ
ーティ比増減量だけ増減されることとしてもよい。この
際、そのデューティ比増減量ではバッテリ電圧Vの変動
量が大きくなると判断される場合には、目標バッテリ電
圧V0と電圧センサ20により検出された実際のバッテ
リ電圧Vとの偏差によらず、ある一定のデューティ比増
減量を設定することで、デューティ比を徐変することが
好ましい。The duty ratio is set to an arbitrary initial value (for example, a value corresponding to the maximum power generation state) at the start of control, and the duty ratio between the target battery voltage V0 and the actual battery voltage V detected by the voltage sensor 20 is set. The duty ratio may be increased or decreased by an amount corresponding to the deviation according to the deviation. At this time, when it is determined that the fluctuation amount of the battery voltage V increases with the increase / decrease amount of the duty ratio, regardless of the deviation between the target battery voltage V0 and the actual battery voltage V detected by the voltage sensor 20, It is preferable that the duty ratio is gradually changed by setting a constant duty ratio increase / decrease amount.
【0036】ステップ112では、上記ステップ110
で算出されたデューティ比でインバータ12を駆動する
処理が実行される。本ステップ112の処理が実行され
ると、以後、インバータ12のデューティ駆動に従って
バッテリ10がM/G14との間で充放電を行い、バッ
テリ10の充放電制御が実行される。本ステップ112
の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。In step 112, the above-mentioned step 110
A process for driving the inverter 12 with the duty ratio calculated in the step is performed. After the process of step 112 is performed, the battery 10 performs charge / discharge with the M / G 14 according to the duty drive of the inverter 12, and the charge / discharge control of the battery 10 is performed. This step 112
Is completed, the current routine ends.
【0037】上記図4に示すルーチンによれば、目標容
量SOC0に対応する目標バッテリ電圧V0を算出し、
その目標バッテリ電圧V0が実現されるデューティ比で
インバータ12を駆動することができる。インバータ1
2がかかるデューティ比で駆動されると、バッテリ10
の実際の容量SOCが目標容量SOC0に向けて変化す
ることとなる。従って、本実施例のバッテリ容量制御装
置によれば、バッテリ10の容量を所望の目標容量SO
C0に正確に維持させることができる。このため、本実
施例においては、バッテリ10の容量が目標容量SOC
0からずれて維持されることが回避されるため、バッテ
リ10の充放電を効果的に行うことができ、エネルギ効
率の向上を図ることが可能となっている。According to the routine shown in FIG. 4, the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0 is calculated,
Inverter 12 can be driven at a duty ratio at which target battery voltage V0 is realized. Inverter 1
2 is driven at such a duty ratio, the battery 10
Of the actual capacity SOC changes toward the target capacity SOC0. Therefore, according to the battery capacity control device of the present embodiment, the capacity of the battery 10 is reduced to the desired target capacity SO.
C0 can be accurately maintained. For this reason, in the present embodiment, the capacity of the battery 10 is equal to the target capacity SOC.
Since the deviation from zero is avoided, the charging and discharging of the battery 10 can be performed effectively, and the energy efficiency can be improved.
【0038】尚、本実施例において、ECU16は、目
標容量SOC0と目標バッテリ電圧V0との関係がバッ
テリ温度Tに応じて変更されるマップを記憶しており、
目標容量SOC0とバッテリ温度Tに基づいて目標バッ
テリ電圧V0を設定する。従って、本実施例によれば、
バッテリ温度Tが変動する場合にも、適正に目標容量S
OC0に対応する目標バッテリ電圧V0を算出すること
ができ、これにより、バッテリ10の容量を所望の目標
容量SOC0に正確に維持させることが可能となってい
る。In this embodiment, the ECU 16 stores a map in which the relationship between the target capacity SOC0 and the target battery voltage V0 is changed according to the battery temperature T.
The target battery voltage V0 is set based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T. Therefore, according to the present embodiment,
Even when the battery temperature T fluctuates, the target capacity S
The target battery voltage V0 corresponding to OC0 can be calculated, and thereby, the capacity of the battery 10 can be accurately maintained at the desired target capacity SOC0.
【0039】また、上記図4に示すルーチンにおいて
は、バッテリ容量SOCが目標容量SOC0に対して所
定値α以上大きい場合は、目標容量SOC0に対応する
目標バッテリ電圧V0から所定値βだけ減算した値を新
たな目標バッテリ電圧V0とし、また、バッテリ容量S
OCが目標容量SOC0に対して所定値α以上小さい場
合は、目標バッテリ電圧V0から所定値βだけ加算した
値を新たな目標バッテリ電圧V0とすることができる。In the routine shown in FIG. 4, when the battery capacity SOC is larger than the target capacity SOC0 by a predetermined value α or more, a value obtained by subtracting a predetermined value β from the target battery voltage V0 corresponding to the target capacity SOC0. Is the new target battery voltage V0, and the battery capacity S
When OC is smaller than target capacity SOC0 by a predetermined value α or more, a value obtained by adding predetermined value β from target battery voltage V0 can be set as new target battery voltage V0.
【0040】かかる構成においては、加減算された電圧
分だけインバータ12のデューティ比が通常時よりも減
少又は増加する。このため、バッテリ10が充放電し易
くなり、バッテリ10の容量が目標容量SOC0に速や
かに近づくこととなる。本実施例において、バッテリ1
0の容量が目標容量SOC0に近づいた後は、インバー
タ12のデューティ比は、通常どおり目標バッテリ電圧
V0に対応したディーティ比に変更される。従って、本
実施例のバッテリ容量制御装置によれば、バッテリ容量
SOCが目標容量SOC0から大きく離間している状況
下でも、比較的短時間でバッテリ10の容量を目標容量
SOC0に到達させることが可能となる。In such a configuration, the duty ratio of the inverter 12 is reduced or increased by the amount of the added or subtracted voltage as compared with the normal operation. Therefore, the battery 10 is easily charged and discharged, and the capacity of the battery 10 quickly approaches the target capacity SOC0. In the present embodiment, the battery 1
After the capacity of 0 approaches the target capacity SOC0, the duty ratio of the inverter 12 is changed to the duty ratio corresponding to the target battery voltage V0 as usual. Therefore, according to the battery capacity control device of the present embodiment, it is possible to cause the capacity of the battery 10 to reach the target capacity SOC0 in a relatively short time even in a situation where the battery capacity SOC is greatly separated from the target capacity SOC0. Becomes
【0041】また、本実施例において、バッテリ10の
容量が目標容量SOC0に向けて変化している過程で目
標容量SOC0が変更された場合、ECU16は、目標
バッテリ電圧V0をその変更後の目標容量SOC0に対
応する値に変更し、インバータ12のデューティ比をそ
の変更後の目標バッテリ電圧V0が実現される値に変更
する。このため、本実施例のバッテリ容量制御装置によ
れば、目標容量SOC0が変更された場合にも、比較的
容易にバッテリ10の容量をその変更後の目標容量SO
C0に制御することが可能となっている。In the present embodiment, when the target capacity SOC0 is changed in the course of changing the capacity of the battery 10 toward the target capacity SOC0, the ECU 16 changes the target battery voltage V0 to the target capacity SOC after the change. The value is changed to a value corresponding to SOC0, and the duty ratio of inverter 12 is changed to a value at which target battery voltage V0 after the change is realized. Therefore, according to the battery capacity control device of the present embodiment, even when the target capacity SOC0 is changed, the capacity of the battery 10 can be relatively easily changed to the target capacity SO after the change.
It is possible to control to C0.
【0042】尚、上記の実施例においては、M/G14
が特許請求の範囲に記載された「所定の電気負荷」に、
バッテリ10が特許請求の範囲に記載された「バッテ
リ」に、それぞれ相当していると共に、ECU16が、
図4に示すルーチン中のステップ106〜112の処理
を実行することにより特許請求の範囲に記載された「容
量制御手段」が、図2に示すマップを用いてバッテリ1
0の目標容量SOC0に対応する目標バッテリ電圧V0
を算出することにより特許請求の範囲に記載された「目
標開放電圧算出手段」が、それぞれ実現されている。In the above embodiment, M / G14
In the "predetermined electrical load" described in the claims,
The battery 10 corresponds to a “battery” described in the claims, and the ECU 16
By executing the processing of steps 106 to 112 in the routine shown in FIG. 4, the “capacity control unit” described in the claims can use the map shown in FIG.
Target battery voltage V0 corresponding to target capacity SOC0 of 0
Thus, the “target open-circuit voltage calculating means” described in the claims is realized.
【0043】ところで、上記の実施例においては、バッ
テリ温度Tをバッテリ10に内蔵された温度センサ24
を用いて検出することとしているが、バッテリ10の周
囲に配設された温度センサを用いることとしてもよい。
また、上記の実施例においては、バッテリ10としてニ
ッケル水素バッテリを用いたシステムに適用している
が、ニッケル水素バッテリに代えて鉛バッテリ等の他の
蓄電池を用いたシステムに適用することも可能である。In the above embodiment, the battery temperature T is measured by the temperature sensor 24 built in the battery 10.
However, a temperature sensor disposed around the battery 10 may be used.
In the above embodiment, the battery 10 is applied to a system using a nickel-metal hydride battery. However, the present invention can be applied to a system using another storage battery such as a lead battery instead of the nickel hydride battery. is there.
【0044】また、上記の実施例においては、目標容量
SOC0及びバッテリ温度Tに基づいて目標バッテリ電
圧V0を算出することとし、その際、これらのパラメー
タが図2に示した値の間の値となる場合は直線補間を行
うこととしているが、直線補間に限らず他の手法を用い
て補間することとしてもよい。更に、上記の実施例にお
いては、目標容量SOC0と共にバッテリ温度Tに基づ
いて、対応するバッテリ電圧Vを算出することとしてい
るが、バッテリ10の例えば内部抵抗から把握される劣
化状態等を考慮して、対応するバッテリ電圧Vを算出す
ることとしてもよい。In the above embodiment, the target battery voltage V0 is calculated based on the target capacity SOC0 and the battery temperature T. At this time, these parameters are set to values between the values shown in FIG. In such a case, the linear interpolation is performed. However, the interpolation is not limited to the linear interpolation, and may be performed using another method. Further, in the above-described embodiment, the corresponding battery voltage V is calculated based on the battery temperature T together with the target capacity SOC0. , The corresponding battery voltage V may be calculated.
【発明の効果】上述の如く、請求項1、2、及び5記載
の発明によれば、バッテリの容量を正確に所望の目標容
量に維持させることができる。As described above, according to the first, second and fifth aspects of the present invention, the capacity of the battery can be accurately maintained at a desired target capacity.
【0045】請求項3記載の発明によれば、バッテリ温
度が変動する場合にも、バッテリの容量を正確に所望の
目標容量に維持させることができる。According to the third aspect of the present invention, even when the battery temperature fluctuates, the battery capacity can be accurately maintained at a desired target capacity.
【0046】また、請求項4記載の発明によれば、バッ
テリの容量と目標容量とが大きく離間している場合に、
比較的短時間でバッテリの容量を所望の目標容量に到達
させることができる。According to the present invention, when the battery capacity and the target capacity are largely separated from each other,
The battery capacity can reach the desired target capacity in a relatively short time.
【図1】本発明の一実施例であるバッテリ容量制御装置
を備えるシステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a system including a battery capacity control device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本実施例のシステムにおいてバッテリの容量を
目標容量に制御する際に用いられるマップを示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a map used when controlling the capacity of a battery to a target capacity in the system of the present embodiment.
【図3】本実施例におけるバッテリ容量の時間変化を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing a change over time of a battery capacity in the present embodiment.
【図4】本実施例において、バッテリ容量を目標容量に
制御すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャ
ートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a control routine executed to control a battery capacity to a target capacity in the present embodiment.
10 バッテリ 12 インバータ 14 モータ・ジェネレータ(M/G) 16 電子制御ユニット(ECU) 20 電圧センサ 22 電流センサ 24 温度センサ SOC バッテリ容量 Reference Signs List 10 battery 12 inverter 14 motor generator (M / G) 16 electronic control unit (ECU) 20 voltage sensor 22 current sensor 24 temperature sensor SOC battery capacity
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Claims (5)
ッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御装
置であって、 前記目標容量に対応するバッテリ開放電圧にて前記バッ
テリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を前
記目標容量に制御する容量制御手段を備えることを特徴
とするバッテリ容量制御装置。1. A battery capacity control device for controlling a capacity of a battery that charges and discharges with a predetermined electric load to a target capacity, wherein the battery is charged and discharged at a battery open voltage corresponding to the target capacity. And a capacity control unit for controlling the capacity of the battery to the target capacity.
おいて、 目標容量とバッテリ開放電圧との関係を示すマップを用
いて、前記バッテリの目標容量に対応するバッテリ開放
電圧を算出する目標開放電圧算出手段を備え、 前記容量制御手段は、前記目標開放電圧算出手段により
算出されたバッテリ開放電圧にて前記バッテリの充放電
を行うことにより、該バッテリの容量を前記目標容量に
制御することを特徴とするバッテリ容量制御装置。2. The battery capacity control device according to claim 1, wherein a battery open-circuit voltage corresponding to the target capacity of the battery is calculated using a map indicating a relationship between the target capacity and the battery open-circuit voltage. Means, wherein the capacity control means controls the capacity of the battery to the target capacity by charging and discharging the battery at the battery open voltage calculated by the target open voltage calculation means. Battery capacity control device.
おいて、 前記バッテリ開放電圧算出手段は、バッテリ温度に応じ
て目標容量とバッテリ開放電圧との関係が変化する前記
マップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応するバ
ッテリ開放電圧を算出することを特徴とするバッテリ容
量制御装置。3. The battery capacity control device according to claim 2, wherein the battery open-circuit voltage calculating means uses the map in which the relationship between the target capacity and the battery open-circuit voltage changes according to the battery temperature. A battery capacity control device for calculating a battery open voltage corresponding to a target capacity.
テリ容量制御装置において、 前記容量制御手段は、前記バッテリの容量を目標容量に
制御する際、前記バッテリの容量と前記目標容量との差
が所定値以上である場合には、該目標容量に対応するバ
ッテリ開放電圧よりも高い電圧又は低い電圧にて前記バ
ッテリの充放電を行うことを特徴とするバッテリ容量制
御装置。4. The battery capacity control device according to claim 1, wherein the capacity control unit controls the capacity of the battery and the target capacity when controlling the capacity of the battery to the target capacity. The battery capacity control device is characterized in that when the difference is equal to or more than a predetermined value, the battery is charged / discharged at a voltage higher or lower than a battery open voltage corresponding to the target capacity.
ッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御方
法であって、 前記目標容量に対応するバッテリ開放電圧にて前記バッ
テリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を前
記目標容量に制御することを特徴とするバッテリ容量制
御方法。5. A battery capacity control method for controlling a capacity of a battery that charges and discharges with a predetermined electric load to a target capacity, wherein the battery is charged and discharged at a battery open voltage corresponding to the target capacity. And thereby controlling the capacity of the battery to the target capacity.
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