JP2003047108A - 電池制御装置 - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
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-
- H—ELECTRICITY
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- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
- H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハイブリッド車の電池制御装置において、車
両性能の低下や電池の劣化を回避しつつ、蓄電池のメモ
リ効果を解消する。 【解決手段】 電池ＥＣＵが電池の電圧、電流、温度等
に基づいて充電メモリ効果の発生を検知すると、ＨＶＥ
ＣＵは電池の蓄電量（ＳＯＣ）の制御中心を通常時に設
定される５０％から適正蓄電量範囲の上限近傍値へ変更
する。上限近傍値を中心としたＳＯＣの制御は所定時間
継続され、充電メモリ効果の解消が図られる。この制御
においては、ＳＯＣは基本的に過充電の可能性がある範
囲より下で推移するように制御されるので、過充電によ
る電池の劣化や充電禁止による燃費低下が防止される。
また放電メモリ効果が検知された場合には、制御中心を
下限近傍値へ変更する。この制御ではＳＯＣは過放電の
可能性がある範囲より上で推移するので、車両の動力性
能の低下が防止される。
両性能の低下や電池の劣化を回避しつつ、蓄電池のメモ
リ効果を解消する。 【解決手段】 電池ＥＣＵが電池の電圧、電流、温度等
に基づいて充電メモリ効果の発生を検知すると、ＨＶＥ
ＣＵは電池の蓄電量（ＳＯＣ）の制御中心を通常時に設
定される５０％から適正蓄電量範囲の上限近傍値へ変更
する。上限近傍値を中心としたＳＯＣの制御は所定時間
継続され、充電メモリ効果の解消が図られる。この制御
においては、ＳＯＣは基本的に過充電の可能性がある範
囲より下で推移するように制御されるので、過充電によ
る電池の劣化や充電禁止による燃費低下が防止される。
また放電メモリ効果が検知された場合には、制御中心を
下限近傍値へ変更する。この制御ではＳＯＣは過放電の
可能性がある範囲より上で推移するので、車両の動力性
能の低下が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車に
搭載される蓄電池の蓄電量を制御する電池制御装置に関
し、特にニッケル化合物を用いた蓄電池において知られ
ているメモリ効果の解消に関する。
搭載される蓄電池の蓄電量を制御する電池制御装置に関
し、特にニッケル化合物を用いた蓄電池において知られ
ているメモリ効果の解消に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、車両駆動用モータの他に、エ
ンジン駆動される発電機を搭載したハイブリッド車が知
られている。このハイブリッド車においては、電池（メ
インバッテリ）を搭載しており、この電池からの電力に
よって駆動用モータを駆動すると共に、発電機からの電
力によって電池の充電を行う。また、駆動用モータおよ
びエンジンによって車輪を回転させ走行する。
ンジン駆動される発電機を搭載したハイブリッド車が知
られている。このハイブリッド車においては、電池（メ
インバッテリ）を搭載しており、この電池からの電力に
よって駆動用モータを駆動すると共に、発電機からの電
力によって電池の充電を行う。また、駆動用モータおよ
びエンジンによって車輪を回転させ走行する。
【０００３】電池の蓄電量はＳＯＣ（充電状態：State
of Charge）と呼ぶ指標により監視、制御される。この
ＳＯＣは満充電電流量に対する残存電流量の比で定義さ
れる。このＳＯＣの検出方法として現状、一般には、充
電時（或いは放電時）における電池の電圧電流特性（Ｉ
−Ｖ特性）とＳＯＣとの相関関係を利用する検出方法
と、充放電電流量の積算による検出方法とが組み合わさ
れて用いられている。
of Charge）と呼ぶ指標により監視、制御される。この
ＳＯＣは満充電電流量に対する残存電流量の比で定義さ
れる。このＳＯＣの検出方法として現状、一般には、充
電時（或いは放電時）における電池の電圧電流特性（Ｉ
−Ｖ特性）とＳＯＣとの相関関係を利用する検出方法
と、充放電電流量の積算による検出方法とが組み合わさ
れて用いられている。
【０００４】電池制御装置は、このＳＯＣに基づいて電
池の充放電を制御する。充放電の制御において、ＳＯＣ
は充電禁止範囲、放電禁止範囲、適正蓄電量範囲の３つ
の範囲に区分される。充電禁止範囲は、過充電になる可
能性があり、充電が禁止される範囲であり、例えば、Ｓ
ＯＣが８０〜１００％の範囲である。放電禁止範囲は、
過放電になる可能性があり、放電が禁止される範囲であ
り、例えば、ＳＯＣが０〜２０％の範囲である。適正蓄
電量範囲は、過充電及び過放電となる可能性が低く、充
電及び放電の両方が許可される範囲であり、例えば、Ｓ
ＯＣが２０〜８０％の範囲である。
池の充放電を制御する。充放電の制御において、ＳＯＣ
は充電禁止範囲、放電禁止範囲、適正蓄電量範囲の３つ
の範囲に区分される。充電禁止範囲は、過充電になる可
能性があり、充電が禁止される範囲であり、例えば、Ｓ
ＯＣが８０〜１００％の範囲である。放電禁止範囲は、
過放電になる可能性があり、放電が禁止される範囲であ
り、例えば、ＳＯＣが０〜２０％の範囲である。適正蓄
電量範囲は、過充電及び過放電となる可能性が低く、充
電及び放電の両方が許可される範囲であり、例えば、Ｓ
ＯＣが２０〜８０％の範囲である。
【０００５】充電禁止範囲では、充電が禁止されること
により、余剰のエネルギーが電力として回生されずに、
例えば熱等の形で放出されるので燃費が低下する。一
方、放電禁止範囲では、放電が禁止されることにより、
モータが駆動されず、またエンジンパワーが電池の充電
に振り向けられるので、車両動力性能が低下する。
により、余剰のエネルギーが電力として回生されずに、
例えば熱等の形で放出されるので燃費が低下する。一
方、放電禁止範囲では、放電が禁止されることにより、
モータが駆動されず、またエンジンパワーが電池の充電
に振り向けられるので、車両動力性能が低下する。
【０００６】そこで、電池制御装置は、ＳＯＣが適正蓄
電量範囲に維持されるように制御を行う。具体的には、
通常の走行においては、ＳＯＣが所定の目標蓄電量レベ
ル（例えば５０％程度）を中心とした所定の制御幅内で
変動するように、モータの駆動および発電機の駆動が制
御される。
電量範囲に維持されるように制御を行う。具体的には、
通常の走行においては、ＳＯＣが所定の目標蓄電量レベ
ル（例えば５０％程度）を中心とした所定の制御幅内で
変動するように、モータの駆動および発電機の駆動が制
御される。
【０００７】さて、ハイブリッド車の電池には、ＮｉＭ
Ｈ電池が用いられることが多い。このようにニッケル化
合物を用いる電池では、上述の目標蓄電量レベル付近の
所定の制御幅内での充放電を繰り返すと、メモリ効果が
発生する。
Ｈ電池が用いられることが多い。このようにニッケル化
合物を用いる電池では、上述の目標蓄電量レベル付近の
所定の制御幅内での充放電を繰り返すと、メモリ効果が
発生する。
【０００８】一般の電気製品に関して知られているメモ
リ効果は、電池が完全に放電される前に充電を行う動作
を繰り返すことにより発生し、満充電状態にして放電を
開始しても本来より少ない放電量で起電力が低下し、電
池の動作可能時間が短くなる現象であり、過放電を行う
ことにより解消することが知られている。このメモリ効
果を放電メモリ効果と呼び、次に述べる充電メモリ効果
と区別する。
リ効果は、電池が完全に放電される前に充電を行う動作
を繰り返すことにより発生し、満充電状態にして放電を
開始しても本来より少ない放電量で起電力が低下し、電
池の動作可能時間が短くなる現象であり、過放電を行う
ことにより解消することが知られている。このメモリ効
果を放電メモリ効果と呼び、次に述べる充電メモリ効果
と区別する。
【０００９】充電メモリ効果は、電池が満充電となる前
に放電を行う動作を繰り返すことにより発生し、充電受
け入れ性が低下する現象である。つまり、充電時に、本
来より少ない充電量で起電力は満充電と同等レベルに達
する。すなわち、電池の満充電容量が低下する。
に放電を行う動作を繰り返すことにより発生し、充電受
け入れ性が低下する現象である。つまり、充電時に、本
来より少ない充電量で起電力は満充電と同等レベルに達
する。すなわち、電池の満充電容量が低下する。
【００１０】一般の電気製品では、充電は基本的に満充
電状態となるまで行われるのに対し、ハイブリッド車で
は上述のように、適正蓄電量範囲内の所定の制御幅以内
にて基本的に充放電が繰り返されるように制御される。
このため、ハイブリッド車では一般の電気製品と同様、
放電メモリ効果が発生する一方、一般の電気製品に関し
ては起こりにくい充電メモリ効果が発生し易い。
電状態となるまで行われるのに対し、ハイブリッド車で
は上述のように、適正蓄電量範囲内の所定の制御幅以内
にて基本的に充放電が繰り返されるように制御される。
このため、ハイブリッド車では一般の電気製品と同様、
放電メモリ効果が発生する一方、一般の電気製品に関し
ては起こりにくい充電メモリ効果が発生し易い。
【００１１】ハイブリッド車は、上述のように電池から
のエネルギー出力により、動力性能を向上させ、また回
生ブレーキにより運動エネルギーを電気エネルギーに変
換して電池に蓄積して燃費を向上させている。このハイ
ブリッド車において、充電メモリ効果が発生し、満充電
容量が低下すると、出力可能なエネルギー量及び回収可
能なエネルギー量が低下し、車両性能が低下する。
のエネルギー出力により、動力性能を向上させ、また回
生ブレーキにより運動エネルギーを電気エネルギーに変
換して電池に蓄積して燃費を向上させている。このハイ
ブリッド車において、充電メモリ効果が発生し、満充電
容量が低下すると、出力可能なエネルギー量及び回収可
能なエネルギー量が低下し、車両性能が低下する。
【００１２】この充電メモリ効果は、過充電により解消
することができる。例えば、特開２００１−６９６０８
号公報には、ＳＯＣの変動の制御幅を拡大し、完全放電
・満充電に近づけることによりメモリ効果を解消する技
術が提案されている。
することができる。例えば、特開２００１−６９６０８
号公報には、ＳＯＣの変動の制御幅を拡大し、完全放電
・満充電に近づけることによりメモリ効果を解消する技
術が提案されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように充電メモ
リ効果は過放電により解消することが可能である。しか
し、過放電を行うと、電池内での水の電気分解により水
素分子（Ｈ2）及び酸素分子（Ｏ2）が発生して内圧が上
昇し、またＨ2とＯ2との再結合反応での発熱により温度
が上昇する。これら内圧及び温度の上昇は電池の劣化を
促進するという問題があった。
リ効果は過放電により解消することが可能である。しか
し、過放電を行うと、電池内での水の電気分解により水
素分子（Ｈ2）及び酸素分子（Ｏ2）が発生して内圧が上
昇し、またＨ2とＯ2との再結合反応での発熱により温度
が上昇する。これら内圧及び温度の上昇は電池の劣化を
促進するという問題があった。
【００１４】また、ハイブリッド車では走行中の電気的
な負荷変動が大きい。そのため、温度・内圧が上昇しな
いように低レートで安定した充電を実施して充電メモリ
効果を解消することも困難である。
な負荷変動が大きい。そのため、温度・内圧が上昇しな
いように低レートで安定した充電を実施して充電メモリ
効果を解消することも困難である。
【００１５】一方、放電メモリ効果を解消するために過
放電とすることは、動力性能を著しく低下させることと
なるため、ハイブリッド車の走行中に行うことは好まし
くない。
放電とすることは、動力性能を著しく低下させることと
なるため、ハイブリッド車の走行中に行うことは好まし
くない。
【００１６】さらに、上述のＳＯＣの変動の制御幅を拡
大し、完全放電・満充電とする技術では、完全放電・満
充電とならない中間領域である適正蓄電範囲にてＳＯＣ
が推移している時間が長くなり、メモリ効果解消に長時
間を要するという問題があった。
大し、完全放電・満充電とする技術では、完全放電・満
充電とならない中間領域である適正蓄電範囲にてＳＯＣ
が推移している時間が長くなり、メモリ効果解消に長時
間を要するという問題があった。
【００１７】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、ハイブリッド車に搭載される電池における
メモリ効果を、車両性能の低下、電池の劣化を回避しつ
つ、比較的速やかに解消する電池制御装置を提供するこ
とを目的とする。
れたもので、ハイブリッド車に搭載される電池における
メモリ効果を、車両性能の低下、電池の劣化を回避しつ
つ、比較的速やかに解消する電池制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電池制御装
置は、蓄電池のメモリ効果の発生を検知するメモリ効果
検知手段と、前記メモリ効果の発生が検知されない場合
は、目標蓄電量レベルを所定の通常レベルに設定し、前
記メモリ効果の発生が検知された場合は、適正蓄電量範
囲の上限又は下限に対し前記通常レベルよりも近い限度
近傍レベルに前記目標蓄電量レベルを変更する目標レベ
ル設定手段とを有する。
置は、蓄電池のメモリ効果の発生を検知するメモリ効果
検知手段と、前記メモリ効果の発生が検知されない場合
は、目標蓄電量レベルを所定の通常レベルに設定し、前
記メモリ効果の発生が検知された場合は、適正蓄電量範
囲の上限又は下限に対し前記通常レベルよりも近い限度
近傍レベルに前記目標蓄電量レベルを変更する目標レベ
ル設定手段とを有する。
【００１９】本発明によれば、メモリ効果の発生が検知
された場合には、目標蓄電量レベルを通常レベルから適
正蓄電量範囲の上限近傍まで引き上げること、及び目標
蓄電量レベルを通常レベルから適正蓄電量範囲の下限近
傍まで引き下げることの少なくともいずれか一方が行わ
れる。目標蓄電量レベルを上限近傍レベルへ引き上げる
ことにより充電メモリ効果の解消が図られ、また目標蓄
電量レベルを下限近傍レベルへ引き下げることにより放
電メモリ効果の解消が図られる。
された場合には、目標蓄電量レベルを通常レベルから適
正蓄電量範囲の上限近傍まで引き上げること、及び目標
蓄電量レベルを通常レベルから適正蓄電量範囲の下限近
傍まで引き下げることの少なくともいずれか一方が行わ
れる。目標蓄電量レベルを上限近傍レベルへ引き上げる
ことにより充電メモリ効果の解消が図られ、また目標蓄
電量レベルを下限近傍レベルへ引き下げることにより放
電メモリ効果の解消が図られる。
【００２０】他の本発明に係る電池制御装置において
は、前記蓄電量が、前記適正蓄電量範囲に含まれ前記目
標蓄電量レベルを中心とする所定の制御幅内で変動する
ように制御され、前記限度近傍レベルに対する前記制御
幅は、前記通常レベルに対する前記制御幅の同一以下に
設定される。
は、前記蓄電量が、前記適正蓄電量範囲に含まれ前記目
標蓄電量レベルを中心とする所定の制御幅内で変動する
ように制御され、前記限度近傍レベルに対する前記制御
幅は、前記通常レベルに対する前記制御幅の同一以下に
設定される。
【００２１】本発明によれば、蓄電量の目標制御範囲と
して、目標蓄電量レベルを中心とした所定の制御幅が適
正蓄電量範囲内に設定される。大抵の走行状態ではこの
制御幅内で変動するように蓄電量が制御される。限度近
傍レベルに対する制御幅が、通常レベルに対する制御幅
の同一以下であるということは、限度近傍レベルに対す
る制御幅は必然的に適正蓄電量範囲より小さく、それは
適正蓄電量範囲の上限又は下限に寄って位置することを
意味する。これにより、蓄電量が上限又は下限に近い位
置で推移しやすく、例えば制御幅を適正蓄電量範囲全体
とする場合などに比べて速やかに充電メモリ効果、放電
メモリ効果が解消される。
して、目標蓄電量レベルを中心とした所定の制御幅が適
正蓄電量範囲内に設定される。大抵の走行状態ではこの
制御幅内で変動するように蓄電量が制御される。限度近
傍レベルに対する制御幅が、通常レベルに対する制御幅
の同一以下であるということは、限度近傍レベルに対す
る制御幅は必然的に適正蓄電量範囲より小さく、それは
適正蓄電量範囲の上限又は下限に寄って位置することを
意味する。これにより、蓄電量が上限又は下限に近い位
置で推移しやすく、例えば制御幅を適正蓄電量範囲全体
とする場合などに比べて速やかに充電メモリ効果、放電
メモリ効果が解消される。
【００２２】本発明の好適な態様は、前記目標レベル設
定手段が、前記メモリ効果の発生が検知された場合に、
前記目標蓄電量レベルを所定時間だけ前記限度近傍レベ
ルとする電池制御装置である。本態様では、メモリ効果
の発生が検知された場合に、目標蓄電量レベルは所定時
間、限度近傍レベルに変更され、その後、通常レベルに
戻される。限度近傍レベルが維持される所定時間は、メ
モリ効果の解消に必要な時間に基づいて定められる。限
度近傍レベルによってメモリ効果が解消されるのに必要
な時間は、例えば限度近傍レベルと適正蓄電量範囲の上
限又は下限との距離や限度近傍レベルを中心とした蓄電
量の制御幅の大きさに応じて変わり得る。
定手段が、前記メモリ効果の発生が検知された場合に、
前記目標蓄電量レベルを所定時間だけ前記限度近傍レベ
ルとする電池制御装置である。本態様では、メモリ効果
の発生が検知された場合に、目標蓄電量レベルは所定時
間、限度近傍レベルに変更され、その後、通常レベルに
戻される。限度近傍レベルが維持される所定時間は、メ
モリ効果の解消に必要な時間に基づいて定められる。限
度近傍レベルによってメモリ効果が解消されるのに必要
な時間は、例えば限度近傍レベルと適正蓄電量範囲の上
限又は下限との距離や限度近傍レベルを中心とした蓄電
量の制御幅の大きさに応じて変わり得る。
【００２３】本発明の他の好適な態様は、前記限度近傍
レベルが、前記適正蓄電量範囲の前記上限の近傍に設定
される電池制御装置である。ハイブリッド車に搭載され
る蓄電池は通常、複数の電池（単位セル）が直列に接続
された組電池であり、蓄電量は単位セル毎に異なり得
る。本態様によれば、目標蓄電量レベルを適正蓄電量範
囲の上限近くまで引き上げることにより、蓄電池を構成
する各単位セル間の蓄電量のばらつきを縮小し蓄電量の
均一化を図ることができる。
レベルが、前記適正蓄電量範囲の前記上限の近傍に設定
される電池制御装置である。ハイブリッド車に搭載され
る蓄電池は通常、複数の電池（単位セル）が直列に接続
された組電池であり、蓄電量は単位セル毎に異なり得
る。本態様によれば、目標蓄電量レベルを適正蓄電量範
囲の上限近くまで引き上げることにより、蓄電池を構成
する各単位セル間の蓄電量のばらつきを縮小し蓄電量の
均一化を図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）であるハイブリッド車の電池制御シス
テムについて、図面に基づいて説明する。図１は、実施
形態の電池制御システムの概略の全体構成を示すブロッ
ク図であり、ハイブリッド車のメインバッテリである電
池１０は、ニッケル金属水素（ＮｉＭＨ）電池である。
電池１０は、複数の電池セルの直列接続からなる組電池
であり、これにより、例えば２８０Ｖといった高電圧を
得ることができる。
実施形態という）であるハイブリッド車の電池制御シス
テムについて、図面に基づいて説明する。図１は、実施
形態の電池制御システムの概略の全体構成を示すブロッ
ク図であり、ハイブリッド車のメインバッテリである電
池１０は、ニッケル金属水素（ＮｉＭＨ）電池である。
電池１０は、複数の電池セルの直列接続からなる組電池
であり、これにより、例えば２８０Ｖといった高電圧を
得ることができる。
【００２５】電池１０は、数個ずつの電池セルの直列接
続からなる電池ブロックに区分され、各電池ブロック毎
の電圧を電圧センサ１２が検出している。図において
は、電池ブロックの１つを１つの電池記号として示して
いる。電圧センサ１２の測定結果は、電池ＥＣＵ１４に
供給される。
続からなる電池ブロックに区分され、各電池ブロック毎
の電圧を電圧センサ１２が検出している。図において
は、電池ブロックの１つを１つの電池記号として示して
いる。電圧センサ１２の測定結果は、電池ＥＣＵ１４に
供給される。
【００２６】また、電流センサ１６は、電池１０の充放
電電流を計測し、その測定結果は電池ＥＣＵ１４に供給
される。また電池１０には、その温度を検知する温度セ
ンサ１８が取り付けられ、その測定結果も電池ＥＣＵ１
４へ供給される。
電電流を計測し、その測定結果は電池ＥＣＵ１４に供給
される。また電池１０には、その温度を検知する温度セ
ンサ１８が取り付けられ、その測定結果も電池ＥＣＵ１
４へ供給される。
【００２７】電池ＥＣＵ１４は、電池１０の充放電電流
を積算して電池１０のＳＯＣを推定する。
を積算して電池１０のＳＯＣを推定する。
【００２８】また、電池ＥＣＵ１４は、電圧センサ１
２、電流センサ１６、温度センサ１８から得られる充放
電中における電圧、電流、温度の情報から電池１０にお
ける充電メモリ効果の発生を検知する。図２は、充電時
の電圧特性の模式的なグラフであり、電池１０の充電メ
モリ効果を説明するためのものである。図において、横
軸は、電池１０の蓄電量を示し、縦軸は電池１０の起電
力を示す。実線は充電メモリ効果の発生前又は解消後の
初期電圧特性２０を示し、点線は、充電メモリ効果が発
生した状態での電圧特性２２を示す。充電メモリ効果が
発生すると、充電量の増加と共に起電力が早期に上昇
し、満充電容量が低下する。電池ＥＣＵ１４は、例え
ば、初期電圧特性２０の情報を記憶している。ここで電
圧特性は温度に応じて変わり得るので、電池ＥＣＵ１４
は異なる温度に対する複数の初期電圧特性２０を記憶す
る。そして、電池ＥＣＵ１４は電圧センサ１２にて測定
される電池１０の起電力と、電流センサ１６の測定結果
に基づいて算出される充電量とから現在の電圧特性を検
知する。電池ＥＣＵ１４は、これと、温度センサ１８で
検知された温度に対応する初期電圧特性２０と比較し
て、満充電容量の低下を検出し、充電メモリ効果が発生
したと判定する。また、電池１０に圧力センサなど他の
センサを設け、電池ＥＣＵ１４がさらに圧力等の他の情
報を用いて充電メモリ効果に伴う満充電容量の低下を検
出する構成としてもよい。
２、電流センサ１６、温度センサ１８から得られる充放
電中における電圧、電流、温度の情報から電池１０にお
ける充電メモリ効果の発生を検知する。図２は、充電時
の電圧特性の模式的なグラフであり、電池１０の充電メ
モリ効果を説明するためのものである。図において、横
軸は、電池１０の蓄電量を示し、縦軸は電池１０の起電
力を示す。実線は充電メモリ効果の発生前又は解消後の
初期電圧特性２０を示し、点線は、充電メモリ効果が発
生した状態での電圧特性２２を示す。充電メモリ効果が
発生すると、充電量の増加と共に起電力が早期に上昇
し、満充電容量が低下する。電池ＥＣＵ１４は、例え
ば、初期電圧特性２０の情報を記憶している。ここで電
圧特性は温度に応じて変わり得るので、電池ＥＣＵ１４
は異なる温度に対する複数の初期電圧特性２０を記憶す
る。そして、電池ＥＣＵ１４は電圧センサ１２にて測定
される電池１０の起電力と、電流センサ１６の測定結果
に基づいて算出される充電量とから現在の電圧特性を検
知する。電池ＥＣＵ１４は、これと、温度センサ１８で
検知された温度に対応する初期電圧特性２０と比較し
て、満充電容量の低下を検出し、充電メモリ効果が発生
したと判定する。また、電池１０に圧力センサなど他の
センサを設け、電池ＥＣＵ１４がさらに圧力等の他の情
報を用いて充電メモリ効果に伴う満充電容量の低下を検
出する構成としてもよい。
【００２９】電池ＥＣＵ１４は、求めたＳＯＣをＨＶＥ
ＣＵ３０へ出力し、また充電メモリ効果が発生した場合
には、これをＨＶＥＣＵ３０へ通知する。ＨＶＥＣＵ３
０は、電池ＥＣＵ１４から入力されるＳＯＣに基づい
て、負荷３２の動作を制御する。ここで、この負荷３２
は、駆動用モータ、発電機、インバータなどからなって
おり、電池１０からの電力の消費が負荷３２の制御によ
って制御される。すなわち、電池１０からの電力は、イ
ンバータ３４を介し、駆動用モータ３６に供給される。
ＨＶＥＣＵ３０は、アクセル踏み込み量などにより、駆
動モータ３６の出力トルクを決定し、決定した出力トル
クになるようにインバータ３４を制御して、駆動モータ
３６を制御する。また、ＨＶＥＣＵ３０は、エンジンＥ
ＣＵ４０に対してパワー要求を出力することによって、
エンジン出力の発電機４２の駆動力および車輪駆動力に
ついても制御する。これによって、電池１０への充電量
が制御される。
ＣＵ３０へ出力し、また充電メモリ効果が発生した場合
には、これをＨＶＥＣＵ３０へ通知する。ＨＶＥＣＵ３
０は、電池ＥＣＵ１４から入力されるＳＯＣに基づい
て、負荷３２の動作を制御する。ここで、この負荷３２
は、駆動用モータ、発電機、インバータなどからなって
おり、電池１０からの電力の消費が負荷３２の制御によ
って制御される。すなわち、電池１０からの電力は、イ
ンバータ３４を介し、駆動用モータ３６に供給される。
ＨＶＥＣＵ３０は、アクセル踏み込み量などにより、駆
動モータ３６の出力トルクを決定し、決定した出力トル
クになるようにインバータ３４を制御して、駆動モータ
３６を制御する。また、ＨＶＥＣＵ３０は、エンジンＥ
ＣＵ４０に対してパワー要求を出力することによって、
エンジン出力の発電機４２の駆動力および車輪駆動力に
ついても制御する。これによって、電池１０への充電量
が制御される。
【００３０】次に、本システムの充電メモリ効果の解消
動作を説明する。図３は、この充電メモリ効果の解消動
作を説明するフロー図である。
動作を説明する。図３は、この充電メモリ効果の解消動
作を説明するフロー図である。
【００３１】まず、本システムでは基本的に、ＳＯＣを
制御上限値及び制御下限値で規定される適正ＳＯＣ範囲
（適正蓄電量範囲）内に維持し、電池１０を保護する。
具体的には、適正ＳＯＣ範囲内に目標ＳＯＣ（目標蓄電
量レベル）が設定され、この目標ＳＯＣを中心とした所
定の制御幅内でＳＯＣが変動するように制御が行われ
る。
制御上限値及び制御下限値で規定される適正ＳＯＣ範囲
（適正蓄電量範囲）内に維持し、電池１０を保護する。
具体的には、適正ＳＯＣ範囲内に目標ＳＯＣ（目標蓄電
量レベル）が設定され、この目標ＳＯＣを中心とした所
定の制御幅内でＳＯＣが変動するように制御が行われ
る。
【００３２】制御上限値、制御下限値は例えばそれぞれ
ＳＯＣで８０％、２０％とされる。電池ＥＣＵ１４は、
電圧センサ１２及び電流センサ１６の出力から得られる
Ｉ−Ｖ特性に基づいて、電池１０のＳＯＣが、制御下限
値になったことを検知する下限判定及び、制御上限値に
なったことを検知する上限判定を行う。例えば、下限判
定が発生すると、ＨＶＥＣＵ３０は電池１０からの放電
を禁止する。すなわち、負荷３２を制御して発電機４２
による発電量以上の電力を駆動モータ３６が消費するこ
とを禁止する。一方、上限判定が発生すると、ＨＶＥＣ
Ｕ３０は電池１０への充電を禁止する。
ＳＯＣで８０％、２０％とされる。電池ＥＣＵ１４は、
電圧センサ１２及び電流センサ１６の出力から得られる
Ｉ−Ｖ特性に基づいて、電池１０のＳＯＣが、制御下限
値になったことを検知する下限判定及び、制御上限値に
なったことを検知する上限判定を行う。例えば、下限判
定が発生すると、ＨＶＥＣＵ３０は電池１０からの放電
を禁止する。すなわち、負荷３２を制御して発電機４２
による発電量以上の電力を駆動モータ３６が消費するこ
とを禁止する。一方、上限判定が発生すると、ＨＶＥＣ
Ｕ３０は電池１０への充電を禁止する。
【００３３】さて、本システムの電池ＥＣＵ１４は、電
池１０に取り付けられた各種センサの出力に基づいて、
充電メモリ効果の発生の有無を監視する。充電メモリ効
果が発生したとの判定がなされていない場合には（Ｓ５
０）、ＨＶＥＣＵ３０は通常時の蓄電量制御として、電
池１０の目標ＳＯＣを通常値である５０％に設定する
（Ｓ５５）。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、ＳＯＣが５
０％より大きい場合には、エンジン出力による発電量が
少なくなるように設定し、電池１０からの放電が進むよ
うにする。また、ＳＯＣが５０％より小さい場合には、
エンジン出力による発電量が多くなるようにして、電池
１０への充電が進むようにする（Ｓ６０）。
池１０に取り付けられた各種センサの出力に基づいて、
充電メモリ効果の発生の有無を監視する。充電メモリ効
果が発生したとの判定がなされていない場合には（Ｓ５
０）、ＨＶＥＣＵ３０は通常時の蓄電量制御として、電
池１０の目標ＳＯＣを通常値である５０％に設定する
（Ｓ５５）。すなわち、ＨＶＥＣＵ３０は、ＳＯＣが５
０％より大きい場合には、エンジン出力による発電量が
少なくなるように設定し、電池１０からの放電が進むよ
うにする。また、ＳＯＣが５０％より小さい場合には、
エンジン出力による発電量が多くなるようにして、電池
１０への充電が進むようにする（Ｓ６０）。
【００３４】図４は、本システムの蓄電量制御によるＳ
ＯＣの時間変動の一例を示すグラフであり、同図（ａ）
は、上述の通常時の制御を示し、同図（ｂ）は後述する
充電メモリ効果発生時の制御を示すものである。図４
（ａ）に示すように、通常時には、ＨＶＥＣＵ３０は、
ＳＯＣが５０％を中心として所定の制御幅（例えば±１
０％）以内にて変動するように制御を行う。
ＯＣの時間変動の一例を示すグラフであり、同図（ａ）
は、上述の通常時の制御を示し、同図（ｂ）は後述する
充電メモリ効果発生時の制御を示すものである。図４
（ａ）に示すように、通常時には、ＨＶＥＣＵ３０は、
ＳＯＣが５０％を中心として所定の制御幅（例えば±１
０％）以内にて変動するように制御を行う。
【００３５】一方、電池ＥＣＵ１４が充電メモリ効果の
発生を検知した場合（Ｓ５０）、これがＨＶＥＣＵ３０
に通知される。ＨＶＥＣＵ３０は、充電メモリ効果発生
の通知を受けると、タイマ処理を起動して、所定時間の
経過を計時する。このタイマ処理がタイムアップしてい
ない場合には（Ｓ６５）、ＨＶＥＣＵ３０は充電メモリ
発生時の蓄電量制御として、電池１０の目標ＳＯＣを制
御上限値の近傍に引き上げる（Ｓ７０）。例えば、その
目標ＳＯＣは、それを中心とした変動の制御幅の上限が
適正ＳＯＣ範囲の制御上限値を越えないように設定され
る。ここでは、制御幅を通常時と同じ±１０％に設定
し、制御上限値８０％に対応して、目標ＳＯＣを７０％
に設定する。そしてＨＶＥＣＵ３０は、ＳＯＣが７０％
より大きい場合には、エンジン出力による発電量が少な
くなるように設定し、電池１０からの放電が進むように
する。また、ＳＯＣが７０％より小さい場合には、エン
ジン出力による発電量が多くなるようにして、電池１０
への充電が進むようにする（Ｓ７５）。図４（ｂ）はこ
の制御におけるＳＯＣの変動を示したものである。
発生を検知した場合（Ｓ５０）、これがＨＶＥＣＵ３０
に通知される。ＨＶＥＣＵ３０は、充電メモリ効果発生
の通知を受けると、タイマ処理を起動して、所定時間の
経過を計時する。このタイマ処理がタイムアップしてい
ない場合には（Ｓ６５）、ＨＶＥＣＵ３０は充電メモリ
発生時の蓄電量制御として、電池１０の目標ＳＯＣを制
御上限値の近傍に引き上げる（Ｓ７０）。例えば、その
目標ＳＯＣは、それを中心とした変動の制御幅の上限が
適正ＳＯＣ範囲の制御上限値を越えないように設定され
る。ここでは、制御幅を通常時と同じ±１０％に設定
し、制御上限値８０％に対応して、目標ＳＯＣを７０％
に設定する。そしてＨＶＥＣＵ３０は、ＳＯＣが７０％
より大きい場合には、エンジン出力による発電量が少な
くなるように設定し、電池１０からの放電が進むように
する。また、ＳＯＣが７０％より小さい場合には、エン
ジン出力による発電量が多くなるようにして、電池１０
への充電が進むようにする（Ｓ７５）。図４（ｂ）はこ
の制御におけるＳＯＣの変動を示したものである。
【００３６】目標ＳＯＣを制御上限値近傍に引き上げて
充放電を行う制御は、タイマ処理がタイムアップするま
で継続される。ステップＳ６５にてタイムアップが判定
されると、目標ＳＯＣは通常値である５０％に復元さ
れ、通常時の充放電制御が行われる（Ｓ５５，Ｓ６
０）。ここで、タイマ処理に設定される所定時間は、充
電メモリ効果の解消に必要な時間に基づいて定められ、
この充電メモリ効果が解消されるのに必要な時間は、例
えば、充電メモリ効果発生時の制御にて設定される目標
ＳＯＣと制御上限値との距離や、目標ＳＯＣを中心とし
たＳＯＣの制御幅の大きさに応じて変わり得る。
充放電を行う制御は、タイマ処理がタイムアップするま
で継続される。ステップＳ６５にてタイムアップが判定
されると、目標ＳＯＣは通常値である５０％に復元さ
れ、通常時の充放電制御が行われる（Ｓ５５，Ｓ６
０）。ここで、タイマ処理に設定される所定時間は、充
電メモリ効果の解消に必要な時間に基づいて定められ、
この充電メモリ効果が解消されるのに必要な時間は、例
えば、充電メモリ効果発生時の制御にて設定される目標
ＳＯＣと制御上限値との距離や、目標ＳＯＣを中心とし
たＳＯＣの制御幅の大きさに応じて変わり得る。
【００３７】なお、以上の説明では、充電メモリ効果の
解消を行う構成を述べたが、放電メモリ効果の解消を行
うように構成することもできる。その場合には、電池Ｅ
ＣＵ１４が放電メモリ効果の発生を判定し、それが発生
すると、ＨＶＥＣＵ３０が目標ＳＯＣを所定時間だけ制
御下限値近傍（例えば３０％）に引き下げ、制御幅を±
１０％とする充放電制御を行う。
解消を行う構成を述べたが、放電メモリ効果の解消を行
うように構成することもできる。その場合には、電池Ｅ
ＣＵ１４が放電メモリ効果の発生を判定し、それが発生
すると、ＨＶＥＣＵ３０が目標ＳＯＣを所定時間だけ制
御下限値近傍（例えば３０％）に引き下げ、制御幅を±
１０％とする充放電制御を行う。
【００３８】
【発明の効果】本発明の電池制御装置によれば、電池を
過充電・過放電とすることなくメモリ効果が解消され
る。すなわち、メモリ効果を解消する際に、電池の劣
化、車両性能の低下が生じることが回避される。また、
充電メモリ効果を解消する場合には、目標蓄電量レベル
が所定の高水準に設定され、かつそれを中心とした蓄電
量の変動の制御幅が適正蓄電量範囲よりも狭く設定され
る。これにより、蓄電量が充電メモリ効果の解消に有効
な高蓄電量範囲で推移しやすく、充電メモリ効果が速や
かに解消される効果が得られる。また同様の効果が放電
メモリ効果を解消する場合にも得られる。
過充電・過放電とすることなくメモリ効果が解消され
る。すなわち、メモリ効果を解消する際に、電池の劣
化、車両性能の低下が生じることが回避される。また、
充電メモリ効果を解消する場合には、目標蓄電量レベル
が所定の高水準に設定され、かつそれを中心とした蓄電
量の変動の制御幅が適正蓄電量範囲よりも狭く設定され
る。これにより、蓄電量が充電メモリ効果の解消に有効
な高蓄電量範囲で推移しやすく、充電メモリ効果が速や
かに解消される効果が得られる。また同様の効果が放電
メモリ効果を解消する場合にも得られる。
【図１】 本発明の実施形態である電池制御システムの
概略の全体構成を示すブロック図である。
概略の全体構成を示すブロック図である。
【図２】 充電時の電圧特性の模式的なグラフである。
【図３】 充電メモリ効果の解消動作を説明するフロー
図である。
図である。
【図４】 本システムの蓄電量制御によるＳＯＣの時間
変動の一例を示すグラフである。
変動の一例を示すグラフである。
１０ 電池、１２ 電圧センサ、１４ 電池ＥＣＵ、１
６ 電流センサ、１８温度センサ、３０ ＨＶＥＣＵ、
３２ 負荷、３４ インバータ、３６ 駆動用モータ、
４０ エンジンＥＣＵ、４２ 発電機。
６ 電流センサ、１８温度センサ、３０ ＨＶＥＣＵ、
３２ 負荷、３４ インバータ、３６ 駆動用モータ、
４０ エンジンＥＣＵ、４２ 発電機。
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）
Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ
Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA01 CA06 CA14 CB07
FA06 GB06 GC05
5H030 AA03 AA04 AA06 AS08 BB01
BB18 BB21 FF51
5H115 PA14 PC06 PG04 PI16 PI24
PI29 PO01 PO06 PO09 PU08
PU24 PU25 QN03 QN12 RE03
SE02 SE03 SE05 SE06 TI01
TI05 TI06 TI10
Claims (4)
- 【請求項１】 ハイブリッド車に搭載される蓄電池の蓄
電量を、過充電及び過放電とならない適正蓄電量範囲内
に設定される所定の目標蓄電量レベル付近に維持するよ
うに制御を行う電池制御装置において、 前記蓄電池のメモリ効果の発生を検知するメモリ効果検
知手段と、 前記メモリ効果の発生が検知されない場合は、前記目標
蓄電量レベルを所定の通常レベルに設定し、前記メモリ
効果の発生が検知された場合は、前記適正蓄電量範囲の
上限又は下限に対し前記通常レベルよりも近い限度近傍
レベルに前記目標蓄電量レベルを変更する目標レベル設
定手段と、 を有することを特徴とする電池制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電池制御装置において、 前記蓄電量は、前記適正蓄電量範囲に含まれ前記目標蓄
電量レベルを中心とする所定の制御幅内で変動するよう
に制御され、 前記限度近傍レベルに対する前記制御幅は、前記通常レ
ベルに対する前記制御幅の同一以下に設定されること、 を特徴とする電池制御装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の電池制御
装置において、 前記目標レベル設定手段は、前記メモリ効果の発生が検
知された場合に、前記目標蓄電量レベルを所定時間だけ
前記限度近傍レベルとすること、 を特徴とする電池制御装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
の電池制御装置において、 前記限度近傍レベルは、前記適正蓄電量範囲の前記上限
の近傍に設定されること、 を特徴とする電池制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001235841A JP4118035B2 (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | 電池制御装置 |
| US10/202,836 US6600293B2 (en) | 2001-08-03 | 2002-07-26 | Battery control system |
| DE10235458A DE10235458B4 (de) | 2001-08-03 | 2002-08-02 | Batteriesteuerungsverfahren und Batteriesteuerungsvorrichtung |
| FR0209948A FR2828348B1 (fr) | 2001-08-03 | 2002-08-05 | Systeme de regulation de batterie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001235841A JP4118035B2 (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | 電池制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003047108A true JP2003047108A (ja) | 2003-02-14 |
| JP4118035B2 JP4118035B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=19067221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001235841A Expired - Lifetime JP4118035B2 (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | 電池制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6600293B2 (ja) |
| JP (1) | JP4118035B2 (ja) |
| DE (1) | DE10235458B4 (ja) |
| FR (1) | FR2828348B1 (ja) |
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| KR100692404B1 (ko) | 2004-12-21 | 2007-03-09 | 현대자동차주식회사 | 메모리효과를 방지하기 위한 배터리 충전상태 계산 알고리즘 |
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| US8098050B2 (en) | 2006-11-28 | 2012-01-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Charge/discharge control device for secondary battery and vehicle equipped with the same |
| US8256547B2 (en) | 2007-02-20 | 2012-09-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle |
| WO2014073569A1 (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | 日立建機株式会社 | 作業車両 |
| JP2014195383A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Toyota Industries Corp | 充電装置及び充電方法 |
| DE102016113926A1 (de) | 2015-07-31 | 2017-02-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybridfahrzeug |
| US10384549B2 (en) | 2016-03-30 | 2019-08-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle |
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|---|---|---|---|---|
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| US6727708B1 (en) | 2001-12-06 | 2004-04-27 | Johnson Controls Technology Company | Battery monitoring system |
| US7088872B1 (en) * | 2002-02-14 | 2006-08-08 | Cogent Systems, Inc. | Method and apparatus for two dimensional image processing |
| DE10210516B4 (de) | 2002-03-09 | 2004-02-26 | Vb Autobatterie Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln der Funktionsfähigkeit einer Speicherbatterie |
| DE10215071A1 (de) * | 2002-04-05 | 2003-10-30 | Vb Autobatterie Gmbh | Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes eines elektrochemischen Energiespeichers sowie Energiespeicher |
| DE10224662C1 (de) * | 2002-06-03 | 2003-06-18 | Vb Autobatterie Gmbh | Ladezustandsanzeiger für eine Batterie |
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