JP2002345165A - 車両用電池制御装置及び方法 - Google Patents
車両用電池制御装置及び方法Info
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 9
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-
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- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の充電状態（ＳＯＣ）を制御する。
【解決手段】 電池ＥＣＵ１６でハイブリッド自動車な
どの電池１０のＳＯＣを検出する。ＥＣＵ１８は、ＳＯ
Ｃが制御目標値となるようにモータジェネレータ１４を
駆動して電池１０を充電する。電池１０のＳＯＣは、電
池温度が高いほど低くなるように制御し、これにより電
池温度によらず出力が一定になるようにする。
どの電池１０のＳＯＣを検出する。ＥＣＵ１８は、ＳＯ
Ｃが制御目標値となるようにモータジェネレータ１４を
駆動して電池１０を充電する。電池１０のＳＯＣは、電
池温度が高いほど低くなるように制御し、これにより電
池温度によらず出力が一定になるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用電池制御装置
及び方法、特に電池の充電状態（ＳＯＣ）制御に関す
る。
及び方法、特に電池の充電状態（ＳＯＣ）制御に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの他にモータジェネレータ及び
電池を搭載したハイブリッド自動車が公知である。
電池を搭載したハイブリッド自動車が公知である。
【０００３】ハイブリッド自動車（あるいは広く電気自
動車）においては、電池（あるいはバッテリ）の充電状
態（ＳＯＣ）を検出し、ＳＯＣが所定値以下に低下した
場合にはモータジェネレータをジェネレータとして機能
させて電池を充電し、ＳＯＣが所定の目標値に達したと
きに充電を停止する。
動車）においては、電池（あるいはバッテリ）の充電状
態（ＳＯＣ）を検出し、ＳＯＣが所定値以下に低下した
場合にはモータジェネレータをジェネレータとして機能
させて電池を充電し、ＳＯＣが所定の目標値に達したと
きに充電を停止する。
【０００４】通常、エンジンの始動やトルクアシストを
行うとともに、回生制動を効率的に行うべく、ＳＯＣは
５０％程度を目標値として制御される。
行うとともに、回生制動を効率的に行うべく、ＳＯＣは
５０％程度を目標値として制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電池の
出力や回生は温度依存性を有し、一般に低温になると出
力あるいは回生特性は急激に減少する。したがって、寒
冷地においてエンジンを確実に始動（すなわちモータの
始動）させるために必要な電力を供給すべく、低温での
出力特性が電池容量を決定する因子となっており、この
低温での出力を確保すべく電池を設計すると電池容量は
非常に大きなものとなり、重量あるいはコストの面で不
利となる。
出力や回生は温度依存性を有し、一般に低温になると出
力あるいは回生特性は急激に減少する。したがって、寒
冷地においてエンジンを確実に始動（すなわちモータの
始動）させるために必要な電力を供給すべく、低温での
出力特性が電池容量を決定する因子となっており、この
低温での出力を確保すべく電池を設計すると電池容量は
非常に大きなものとなり、重量あるいはコストの面で不
利となる。
【０００６】また、低温での特性を基準として設計する
と、常温、あるいは高温域では本来必要な出力特性以上
の過剰な特性となって無駄が生じることになる。
と、常温、あるいは高温域では本来必要な出力特性以上
の過剰な特性となって無駄が生じることになる。
【０００７】出力／回生の機能分担のためにＳＯＣの異
なる複数の電池を並列に設ける構成も提案されている
が、コストが増大する問題がある。
なる複数の電池を並列に設ける構成も提案されている
が、コストが増大する問題がある。
【０００８】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、電池容量を徒に増
大させることなく、かつ、種々の温度条件においても安
定して電池を動作させることができる制御装置及び方法
を提供することにある。
みなされたものであり、その目的は、電池容量を徒に増
大させることなく、かつ、種々の温度条件においても安
定して電池を動作させることができる制御装置及び方法
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車両に搭載された電池の充電状態を制御
する装置であって、出力特性が略一定となるように前記
電池の温度に応じて前記充電状態を変化させる充電状態
調整手段とを有することを特徴とする。
に、本発明は、車両に搭載された電池の充電状態を制御
する装置であって、出力特性が略一定となるように前記
電池の温度に応じて前記充電状態を変化させる充電状態
調整手段とを有することを特徴とする。
【００１０】ここで、前記充電状態調整手段は、前記電
池の温度が低いほど前記充電状態を大きくすることが好
適である。
池の温度が低いほど前記充電状態を大きくすることが好
適である。
【００１１】また、本装置において、さらに、前記電池
の外気温を検出する手段とを有し、前記充電状態調整手
段は、前記外気温に応じて前記充電状態の下限値を変化
させることが好適であり、前記充電状態調整手段は、前
記外気温が低いほど前記充電状態の下限値を増大させる
ことが好適である。
の外気温を検出する手段とを有し、前記充電状態調整手
段は、前記外気温に応じて前記充電状態の下限値を変化
させることが好適であり、前記充電状態調整手段は、前
記外気温が低いほど前記充電状態の下限値を増大させる
ことが好適である。
【００１２】また、本発明は、車両に搭載される電池の
充電状態を制御する方法を提供する。この方法は、電池
の温度を検出するステップと、前記電池の充電状態の制
御目標値を前記電池の温度に応じて変化させて前記電池
の充放電を制御するステップとを有することを特徴とす
る。
充電状態を制御する方法を提供する。この方法は、電池
の温度を検出するステップと、前記電池の充電状態の制
御目標値を前記電池の温度に応じて変化させて前記電池
の充放電を制御するステップとを有することを特徴とす
る。
【００１３】本方法において、前記制御目標値は前記電
池の温度が高いほど低く設定されることが好適である。
池の温度が高いほど低く設定されることが好適である。
【００１４】本方法において、さらに、前記電池の外気
温を検出するステップとを有し、前記制御目標値の下限
値を前記外気温に応じて変化させることが好適であり、
前記制御目標値の下限値を前記外気温が高いほど低く設
定することが好適である。
温を検出するステップとを有し、前記制御目標値の下限
値を前記外気温に応じて変化させることが好適であり、
前記制御目標値の下限値を前記外気温が高いほど低く設
定することが好適である。
【００１５】このように、本発明ではＳＯＣを一定値に
制御するのではなく、電池の温度、さらには外気温に応
じて変化させる。電池の出力は電池温度が低いほど低下
する。したがって、電池温度が低いほどＳＯＣを大きく
設定する（電池温度が高いほどＳＯＣを小さく設定す
る）ことで、低温時の出力不足及び高温時の出力過剰を
ともに抑制し、温度によらず必要な出力を得ることがで
きる。さらに、外気温が低い場合には、電池非動作時に
おいて急激に電池温度が低下するおそれがあり、場合に
よっては再動作時に必要な出力が得られない場合がある
が、外気温に応じてＳＯＣの下限値を設定することで、
必要な出力を確保できる。
制御するのではなく、電池の温度、さらには外気温に応
じて変化させる。電池の出力は電池温度が低いほど低下
する。したがって、電池温度が低いほどＳＯＣを大きく
設定する（電池温度が高いほどＳＯＣを小さく設定す
る）ことで、低温時の出力不足及び高温時の出力過剰を
ともに抑制し、温度によらず必要な出力を得ることがで
きる。さらに、外気温が低い場合には、電池非動作時に
おいて急激に電池温度が低下するおそれがあり、場合に
よっては再動作時に必要な出力が得られない場合がある
が、外気温に応じてＳＯＣの下限値を設定することで、
必要な出力を確保できる。
【００１６】なお、外気温は種々変化し得るため、一定
期間内の外気温の最低値を用いてＳＯＣの下限値を調整
してもよい。
期間内の外気温の最低値を用いてＳＯＣの下限値を調整
してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【００１８】＜第１実施形態＞図１には、本実施形態の
システム概念図が示されている。車両には電池１０が搭
載され、過熱防止のために冷却システム２０で冷却され
る。電池１０にはリレー１２を介してモータジェネレー
タ１４が接続される。電池１０の電流や電圧、電池温度
電池の状態を監視する電池ＥＣＵ１６に供給される。
システム概念図が示されている。車両には電池１０が搭
載され、過熱防止のために冷却システム２０で冷却され
る。電池１０にはリレー１２を介してモータジェネレー
タ１４が接続される。電池１０の電流や電圧、電池温度
電池の状態を監視する電池ＥＣＵ１６に供給される。
【００１９】一方、モータジェネレータ１４の動作を制
御するＥＣＵ１８が設けられ、電池ＥＣＵ１６は入力し
た電流や電圧に基づいて電池１０のＳＯＣを検出し、Ｅ
ＣＵ１８に出力する。また、電池ＥＣＵ１６は、検出さ
れた電池の温度もＥＣＵ１８に出力する。
御するＥＣＵ１８が設けられ、電池ＥＣＵ１６は入力し
た電流や電圧に基づいて電池１０のＳＯＣを検出し、Ｅ
ＣＵ１８に出力する。また、電池ＥＣＵ１６は、検出さ
れた電池の温度もＥＣＵ１８に出力する。
【００２０】ＥＣＵ１８は、供給されたＳＯＣや電池温
度に基づいてモータジェネレータ１４の動作を制御す
る。すなわち、電池１０のＳＯＣを制御目標値と比較
し、この制御目標値に一致するようにモータジェネレー
タ１４をジェネレータとして機能させて充電する。
度に基づいてモータジェネレータ１４の動作を制御す
る。すなわち、電池１０のＳＯＣを制御目標値と比較
し、この制御目標値に一致するようにモータジェネレー
タ１４をジェネレータとして機能させて充電する。
【００２１】ここで、従来においてはＳＯＣの制御目標
値は例えば略５０％などと温度によらず一定であるが、
本実施形態では検出された電池温度に応じてＳＯＣの制
御目標値を変化させ、ＳＯＣを温度に応じて動的にコン
トロールする。
値は例えば略５０％などと温度によらず一定であるが、
本実施形態では検出された電池温度に応じてＳＯＣの制
御目標値を変化させ、ＳＯＣを温度に応じて動的にコン
トロールする。
【００２２】図２には、本実施形態においてＥＣＵ１８
により制御される電池１０のＳＯＣ及びそのときの電池
出力の関係が示されている。図において、横軸は電池温
度であり、縦軸（左）は制御中心ＳＯＣ値、縦軸右は電
池出力である。電池１０のＳＯＣは符号１００で示され
るように電池温度に対して負の相関、すなわち電池温度
が高くなるほどＳＯＣは小さくなるように（あるいは、
電池温度が低くなるほどＳＯＣは大きくなるように）設
定される。
により制御される電池１０のＳＯＣ及びそのときの電池
出力の関係が示されている。図において、横軸は電池温
度であり、縦軸（左）は制御中心ＳＯＣ値、縦軸右は電
池出力である。電池１０のＳＯＣは符号１００で示され
るように電池温度に対して負の相関、すなわち電池温度
が高くなるほどＳＯＣは小さくなるように（あるいは、
電池温度が低くなるほどＳＯＣは大きくなるように）設
定される。
【００２３】既述したように、電池１０の出力は、低温
では低下し、高温になると増大する。したがって、符号
１００に示されるように、低温では大きく、高温では小
さくなるようにＳＯＣを制御することで、符号１０２に
示されるように電池１０の出力は温度によらずほぼ一定
となる。これにより、電池容量を大幅に増大させること
なく低温時でもエンジンを確実に始動させることができ
るとともに、高温時においても必要十分は出力を確保で
き、無駄も排除できる。
では低下し、高温になると増大する。したがって、符号
１００に示されるように、低温では大きく、高温では小
さくなるようにＳＯＣを制御することで、符号１０２に
示されるように電池１０の出力は温度によらずほぼ一定
となる。これにより、電池容量を大幅に増大させること
なく低温時でもエンジンを確実に始動させることができ
るとともに、高温時においても必要十分は出力を確保で
き、無駄も排除できる。
【００２４】なお、図２においては、ＳＯＣは電池温度
に対して線形の関係にあるが、本発明はこれに限定され
るものではなく、電池温度が高くなるほどＳＯＣが小さ
くなるような任意の関係（非線形も含む）を規定するこ
とができる。
に対して線形の関係にあるが、本発明はこれに限定され
るものではなく、電池温度が高くなるほどＳＯＣが小さ
くなるような任意の関係（非線形も含む）を規定するこ
とができる。
【００２５】＜第２実施形態＞図３には、本発明の他の
実施形態に係る構成ブロック図が示されている。図１と
同様に電池１０が搭載され、電池１０にはリレー１２を
介してモータジェネレータ１４が接続される。電池１０
の電流や電圧、電池温度電池の状態を監視する電池ＥＣ
Ｕ１６に供給される。モータジェネレータ１４はＥＣＵ
１８により制御され、具体的には電池１０のＳＯＣが制
御目標値に一致するように制御する。制御目標値は、電
池温度が高いほど小さくなるように設定される。
実施形態に係る構成ブロック図が示されている。図１と
同様に電池１０が搭載され、電池１０にはリレー１２を
介してモータジェネレータ１４が接続される。電池１０
の電流や電圧、電池温度電池の状態を監視する電池ＥＣ
Ｕ１６に供給される。モータジェネレータ１４はＥＣＵ
１８により制御され、具体的には電池１０のＳＯＣが制
御目標値に一致するように制御する。制御目標値は、電
池温度が高いほど小さくなるように設定される。
【００２６】一方、本実施形態では、さらに電池１０
（あるいは電池１０が搭載される車両）の外気温を検出
する検出部２２が設けられ、検出された外気温データが
電池ＥＣＵ１６あるいはＥＣＵ１８に供給される。
（あるいは電池１０が搭載される車両）の外気温を検出
する検出部２２が設けられ、検出された外気温データが
電池ＥＣＵ１６あるいはＥＣＵ１８に供給される。
【００２７】ＥＣＵ１８は、外気温データに応じて電池
１０のＳＯＣの下限値を変化させる。具体的には、外気
温が低い場合にはＳＯＣの下限値を大きく設定し、外気
温が高い場合には下限値を小さく設定する。
１０のＳＯＣの下限値を変化させる。具体的には、外気
温が低い場合にはＳＯＣの下限値を大きく設定し、外気
温が高い場合には下限値を小さく設定する。
【００２８】図４には、本実施形態における電池温度と
制御中心ＳＯＣとの関係が示されている。横軸は電池温
度、縦軸は制御中心ＳＯＣである。また、符号１０４で
示されるＳＯＣは外気温が高い場合であり、符号１０６
は外気温が低い場合のＳＯＣである。電池１０のＳＯＣ
は基本的には電池温度が高い場合には小さくなるが、あ
まりに小さく設定すると外気温が低い場合にはエンジン
の再始動に支障が生じる場合も考えられる。例えば、電
池温度が４０℃で外気温が０℃の場合と２０℃の場合を
想定する。車両が停止し、イグニッションをオフとして
電池１０が動作状態から非動作状態に移行したとき、外
気温が０℃の場合には２０℃の場合に比べて急激に電池
温度が低下する。したがって、仮に電池温度が４０℃の
ときのＳＯＣを一義的に設定すると、外気温が２０℃の
場合には再始動時に十分な出力が得られるＳＯＣである
ものの、外気温が０℃の場合には再始動時に十分な出力
が得られるＳＯＣではない場合がある。
制御中心ＳＯＣとの関係が示されている。横軸は電池温
度、縦軸は制御中心ＳＯＣである。また、符号１０４で
示されるＳＯＣは外気温が高い場合であり、符号１０６
は外気温が低い場合のＳＯＣである。電池１０のＳＯＣ
は基本的には電池温度が高い場合には小さくなるが、あ
まりに小さく設定すると外気温が低い場合にはエンジン
の再始動に支障が生じる場合も考えられる。例えば、電
池温度が４０℃で外気温が０℃の場合と２０℃の場合を
想定する。車両が停止し、イグニッションをオフとして
電池１０が動作状態から非動作状態に移行したとき、外
気温が０℃の場合には２０℃の場合に比べて急激に電池
温度が低下する。したがって、仮に電池温度が４０℃の
ときのＳＯＣを一義的に設定すると、外気温が２０℃の
場合には再始動時に十分な出力が得られるＳＯＣである
ものの、外気温が０℃の場合には再始動時に十分な出力
が得られるＳＯＣではない場合がある。
【００２９】そこで、ＳＯＣの下限値を、特にＳＯＣが
小さい高温域において外気温が低い場合には持ち上げる
（ＳＯＣを上方に補正する）ことで、外気温が低い場合
においても確実にエンジンを再始動させることができ
る。図４において、下限値の持ち上げ量（上方補正量）
は外気温が低いほど大きいことに着目されたい。
小さい高温域において外気温が低い場合には持ち上げる
（ＳＯＣを上方に補正する）ことで、外気温が低い場合
においても確実にエンジンを再始動させることができ
る。図４において、下限値の持ち上げ量（上方補正量）
は外気温が低いほど大きいことに着目されたい。
【００３０】なお、外気温データに基づいて下限値を設
定する際には、過去数日の外気温データから最低温度を
抽出し、この最低温度（最低外気温）に応じて設定する
ことが望ましい。最低温度でエンジン再始動を保証する
ことで、他の温度でも確実に再始動できるからである。
定する際には、過去数日の外気温データから最低温度を
抽出し、この最低温度（最低外気温）に応じて設定する
ことが望ましい。最低温度でエンジン再始動を保証する
ことで、他の温度でも確実に再始動できるからである。
【００３１】もちろん、過去数日の最低気温データでは
なく、将来の最低外気温データに基づいて下限値を設定
することもできる。例えば、車両にインターネット接続
用の情報端末を備え、この情報端末で翌日の最低気温デ
ータを取得して下限値を設定する等である。
なく、将来の最低外気温データに基づいて下限値を設定
することもできる。例えば、車両にインターネット接続
用の情報端末を備え、この情報端末で翌日の最低気温デ
ータを取得して下限値を設定する等である。
【００３２】あるいは、現在の季節を日付データ等から
判断し、季節から間接的に最低気温を推定して下限値を
設定することも可能である。
判断し、季節から間接的に最低気温を推定して下限値を
設定することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池容量を増大させることなく、電池の充電状態を制御
することで種々の温度条件下でも必要な出力を確保でき
る。
電池容量を増大させることなく、電池の充電状態を制御
することで種々の温度条件下でも必要な出力を確保でき
る。
【図１】 実施形態の構成ブロック図である。
【図２】 実施形態の電池温度とＳＯＣ及び出力との関
係を示すグラフ図である。
係を示すグラフ図である。
【図３】 他の実施形態の構成ブロック図である。
【図４】 他の実施形態の電池温度とＳＯＣ及び外気温
との関係を示すグラフ図である。
との関係を示すグラフ図である。
１０ 電池、１２ リレー、１４ モータジェネレー
タ、１６ 電池ＥＣＵ、１８ ＥＣＵ、２０ 冷却シス
テム。
タ、１６ 電池ＥＣＵ、１８ ＥＣＵ、２０ 冷却シス
テム。
Claims (8)
- 【請求項１】 車両に搭載された電池の充電状態を制御
する装置であって、 出力特性が略一定となるように前記電池の温度に応じて
前記充電状態を変化させる充電状態調整手段と、 を有することを特徴とする車両用電池制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記充電状態調整手段は、前記電池の温度が低いほど前
記充電状態を大きくすることを特徴とする車両用電池制
御装置。 - 【請求項３】 請求項１、２のいずれかに記載の装置に
おいて、さらに、 前記電池の外気温を検出する手段と、 を有し、前記充電状態調整手段は、前記外気温に応じて
前記充電状態の下限値を変化させることを特徴とする車
両用電池制御装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の装置において、 前記充電状態調整手段は、前記外気温が低いほど前記充
電状態の下限値を増大させることを特徴とする車両用電
池制御装置。 - 【請求項５】 車両に搭載される電池の充電状態を制御
する方法であって、 電池の温度を検出するステップと、 前記電池の充電状態の制御目標値を前記電池の温度に応
じて変化させて前記電池の充放電を制御するステップ
と、 を有することを特徴とする車両用電池制御方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の方法において、 前記制御目標値は前記電池の温度が高いほど低く設定さ
れることを特徴とする車両用電池制御方法。 - 【請求項７】 請求項５、６のいずれかに記載の方法に
おいて、さらに、 前記電池の外気温を検出するステップと、 を有し、前記制御目標値の下限値を前記外気温に応じて
変化させることを特徴とする車両用電池制御方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の方法において、 前記制御目標値の下限値を前記外気温が高いほど低く設
定することを特徴とする車両用電池制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001148321A JP4479123B2 (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 車両用電池制御装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001148321A JP4479123B2 (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 車両用電池制御装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002345165A true JP2002345165A (ja) | 2002-11-29 |
| JP4479123B2 JP4479123B2 (ja) | 2010-06-09 |
Family
ID=18993660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001148321A Expired - Fee Related JP4479123B2 (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 車両用電池制御装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4479123B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242400A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | 組電池 |
| WO2008023245A2 (en) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Battery control system and battery control method |
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