JP2003102133A - ２次電池の昇温制御装置 - Google Patents
２次電池の昇温制御装置Info
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Classifications
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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
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハイブリット型車両などに搭載された２次電
池を効率よく昇温させる。 【解決手段】 ２次電池１１には２次電池１１の温度を
検出する温度センサ１５、２次電池１１の端子電圧を検
出する電圧センサ１６及び２次電池１１の電流値を検出
する電流センサ１７が備え付けられている。コントロー
ラ１４において前記検出された値から２次電池１１の残
容量ＳＯＣが演算され、さらに前記検出された２次電池
１１の温度における２次電池発熱量が最大となる２次電
池残容量ＳＯＣ＊が演算される。２次電池残容量ＳＯＣ
が充放電を繰り返すことによって変化する２次電池残容
量ＳＯＣ＊に追随するように、２次電池残容量ＳＯＣ＊
の所定の範囲内で２次電池を充放電することにより、よ
り効率よく２次電池の昇温が可能となり２次電池の出力
が向上する。
池を効率よく昇温させる。 【解決手段】 ２次電池１１には２次電池１１の温度を
検出する温度センサ１５、２次電池１１の端子電圧を検
出する電圧センサ１６及び２次電池１１の電流値を検出
する電流センサ１７が備え付けられている。コントロー
ラ１４において前記検出された値から２次電池１１の残
容量ＳＯＣが演算され、さらに前記検出された２次電池
１１の温度における２次電池発熱量が最大となる２次電
池残容量ＳＯＣ＊が演算される。２次電池残容量ＳＯＣ
が充放電を繰り返すことによって変化する２次電池残容
量ＳＯＣ＊に追随するように、２次電池残容量ＳＯＣ＊
の所定の範囲内で２次電池を充放電することにより、よ
り効率よく２次電池の昇温が可能となり２次電池の出力
が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２次電池の昇温制
御装置に関する。
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学反応を伴う２次電池は、電池の温度
が低下すると内部抵抗が大きくなり、放電可能出力が低
下してしまう。
が低下すると内部抵抗が大きくなり、放電可能出力が低
下してしまう。
【０００３】図４は、２次電池とエンジンの両方が搭載
されるパラレルハイブリット型車両における２次電池放
電可能出力に対する車両の燃料消費率を示す図である。
横軸に２次電池放電可能出力、縦軸に車両の燃料消費率
を示す。図４において、線ａは２次電池を放電しながら
走行する場合の燃料消費率を示し、線ｂは２次電池を充
電しながら走行する場合の燃料消費率を示している。２
次電池を充電しながら走行する場合は、エンジン駆動に
より発電機を作動させ２次電池を充電するので、２次電
池を放電しながら走行する場合に比べ、２次電池を充電
するエネルギー分燃料消費率が低下する。
されるパラレルハイブリット型車両における２次電池放
電可能出力に対する車両の燃料消費率を示す図である。
横軸に２次電池放電可能出力、縦軸に車両の燃料消費率
を示す。図４において、線ａは２次電池を放電しながら
走行する場合の燃料消費率を示し、線ｂは２次電池を充
電しながら走行する場合の燃料消費率を示している。２
次電池を充電しながら走行する場合は、エンジン駆動に
より発電機を作動させ２次電池を充電するので、２次電
池を放電しながら走行する場合に比べ、２次電池を充電
するエネルギー分燃料消費率が低下する。
【０００４】２次電池放電可能出力が大きいほどモータ
を駆動源とした走行が長くできるため、車両発進時であ
るエンジン低回転時の低効率運転状態を回避できるので
燃料消費率が良くなる。２次電池放電可能出力がゼロと
なると、通常のエンジン搭載車両の燃費効率になる。本
来のパラレルハイブリット車の燃費性能を発揮するため
には、２次電池の放電可能出力が設計値の出力を出せる
ようにしなければならない。
を駆動源とした走行が長くできるため、車両発進時であ
るエンジン低回転時の低効率運転状態を回避できるので
燃料消費率が良くなる。２次電池放電可能出力がゼロと
なると、通常のエンジン搭載車両の燃費効率になる。本
来のパラレルハイブリット車の燃費性能を発揮するため
には、２次電池の放電可能出力が設計値の出力を出せる
ようにしなければならない。
【０００５】常温時での２次電池の性能で車両設計を行
うと、低温時での燃費性能が低下し、また低温時での２
次電池の性能で車両設計を行うと、２次電池を多く搭載
することになり、２次電池のコストアップや２次電池の
重量増加による車両の燃費性能が低下してしまう。通
常、低温時の２次電池性能を多少犠牲にして、車両の燃
費性能の設計を行うことになる。そこで、低温時の２次
電池を早く昇温させて２次電池の放電可能出力を向上さ
せ、車両の燃費を向上させることが必要となる。
うと、低温時での燃費性能が低下し、また低温時での２
次電池の性能で車両設計を行うと、２次電池を多く搭載
することになり、２次電池のコストアップや２次電池の
重量増加による車両の燃費性能が低下してしまう。通
常、低温時の２次電池性能を多少犠牲にして、車両の燃
費性能の設計を行うことになる。そこで、低温時の２次
電池を早く昇温させて２次電池の放電可能出力を向上さ
せ、車両の燃費を向上させることが必要となる。
【０００６】２次電池を最も早く昇温させる方法として
は、２次電池が流せる最大電流値を車両駆動用モータ及
び補機に流すことが考えられる。この事を利用した従来
技術として、例えば特開平１１−０２６０３２号公報に
記載されたものがある。
は、２次電池が流せる最大電流値を車両駆動用モータ及
び補機に流すことが考えられる。この事を利用した従来
技術として、例えば特開平１１−０２６０３２号公報に
記載されたものがある。
【０００７】この技術をパラレルハイブリット型車両に
適用すると、２次電池が流せる最大電流値を車両駆動用
モータ及び補機に流し、２次電池の残容量が低下したら
２次電池を発電機で充電し、２次電池の残容量がある所
定値以上となると充電をやめ、再度、２次電池が流せる
最大電流値を車両駆動用モータ及び補機に流すことにな
る。
適用すると、２次電池が流せる最大電流値を車両駆動用
モータ及び補機に流し、２次電池の残容量が低下したら
２次電池を発電機で充電し、２次電池の残容量がある所
定値以上となると充電をやめ、再度、２次電池が流せる
最大電流値を車両駆動用モータ及び補機に流すことにな
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両の
走行条件や補機の容量の制限によって２次電池の持つ性
能の最大電流を充放電に使用する事ができないといった
問題が生じる。そのため、定電力での充放電となる。
走行条件や補機の容量の制限によって２次電池の持つ性
能の最大電流を充放電に使用する事ができないといった
問題が生じる。そのため、定電力での充放電となる。
【０００９】図５に定電力での充電と放電を行ったとき
の２次電池の発熱量を表わす実験結果を示す。２次電池
の残容量を２次電池の残容量ＳＯＣ、２次電池充電放電
電力に対する２次電池発熱量が最大となる２次電池の残
容量を２次電池の残容量ＳＯＣ＊とする。横軸に２次電
池の残容量ＳＯＣ、縦軸に２次電池の発熱量を示す。２
次電池を定電力で放電しているときの発熱量は、図５中
の線ｃとなり、ある２次電池の残容量ＳＯＣ＊の時に最
大となる。２次電池の残容量ＳＯＣ＊を境に２次電池の
残容量ＳＯＣが高いほど発熱量は低くなる。このように
なるのは、２次電池の残容量ＳＯＣが高いほど２次電池
の開放電圧が高く、電流値が小さくなるためである。２
次電池の残容量ＳＯＣ＊を境に２次電池の残容量ＳＯＣ
が低くなると発熱量は低くなる。これは２次電池の放電
可能出力が要求される放電電力以下となり電流値が小さ
くなるからである。
の２次電池の発熱量を表わす実験結果を示す。２次電池
の残容量を２次電池の残容量ＳＯＣ、２次電池充電放電
電力に対する２次電池発熱量が最大となる２次電池の残
容量を２次電池の残容量ＳＯＣ＊とする。横軸に２次電
池の残容量ＳＯＣ、縦軸に２次電池の発熱量を示す。２
次電池を定電力で放電しているときの発熱量は、図５中
の線ｃとなり、ある２次電池の残容量ＳＯＣ＊の時に最
大となる。２次電池の残容量ＳＯＣ＊を境に２次電池の
残容量ＳＯＣが高いほど発熱量は低くなる。このように
なるのは、２次電池の残容量ＳＯＣが高いほど２次電池
の開放電圧が高く、電流値が小さくなるためである。２
次電池の残容量ＳＯＣ＊を境に２次電池の残容量ＳＯＣ
が低くなると発熱量は低くなる。これは２次電池の放電
可能出力が要求される放電電力以下となり電流値が小さ
くなるからである。
【００１０】２次電池を定電力で充電しているときの発
熱量は、図５中の線ｄとなり２次電池の残容量ＳＯＣが
高いほど小さくなる。このようになるのは、２次電池の
残容量ＳＯＣが高いほど２次電池の開放電圧が高く、電
流値が小さくなるためである。
熱量は、図５中の線ｄとなり２次電池の残容量ＳＯＣが
高いほど小さくなる。このようになるのは、２次電池の
残容量ＳＯＣが高いほど２次電池の開放電圧が高く、電
流値が小さくなるためである。
【００１１】放電と充電を繰り返したときの発熱量は、
図５中の線ｅとなり、ある２次電池の残容量ＳＯＣ＊の
時に最大となる。放電と充電を繰り返した際、２次電池
の残容量がΔＳＯＣの範囲で変化する。しかし、２次電
池の残容量の振れ幅ΔＳＯＣは０．５％以下を考えてい
るので、ここでは２次電池の残容量の振れ幅ΔＳＯＣが
２次電池発熱量に与える影響は無視できる。
図５中の線ｅとなり、ある２次電池の残容量ＳＯＣ＊の
時に最大となる。放電と充電を繰り返した際、２次電池
の残容量がΔＳＯＣの範囲で変化する。しかし、２次電
池の残容量の振れ幅ΔＳＯＣは０．５％以下を考えてい
るので、ここでは２次電池の残容量の振れ幅ΔＳＯＣが
２次電池発熱量に与える影響は無視できる。
【００１２】本発明は上記２次電池を定電力で充放電し
ているときに発熱量が最大となる２次電池の残容量ＳＯ
Ｃ＊について着目し、すばやく２次電池を昇温させるこ
とのできる２次電池の昇温制御装置を提供することを目
的とする。
ているときに発熱量が最大となる２次電池の残容量ＳＯ
Ｃ＊について着目し、すばやく２次電池を昇温させるこ
とのできる２次電池の昇温制御装置を提供することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
２次電池と、前記２次電池を充電するための発電手段
と、前記２次電池を放電させるための放電手段と、前記
２次電池の動作時の発熱量が最大となる電池の残容量を
演算する容量演算手段と、前記２次電池の実際の残容量
を検出する容量検出手段と、検出した２次電池の残容量
が前記容量演算手段で演算した残容量となるように、前
記２次電池の充放電を行う制御手段とを有するものとし
た。
２次電池と、前記２次電池を充電するための発電手段
と、前記２次電池を放電させるための放電手段と、前記
２次電池の動作時の発熱量が最大となる電池の残容量を
演算する容量演算手段と、前記２次電池の実際の残容量
を検出する容量検出手段と、検出した２次電池の残容量
が前記容量演算手段で演算した残容量となるように、前
記２次電池の充放電を行う制御手段とを有するものとし
た。
【００１４】請求項２記載の発明は、さらに前記２次電
池の温度を検出するための測定手段を有し、前記制御手
段が、検出した温度が所定値以下である場合には、前記
２次電池の充電または放電を行って前記容量演算手段で
演算した残容量となるように設定し、前記２次電池の残
容量が前記設定した残容量から所定の範囲内となるよう
に前記２次電池の充電と放電とを繰り返すように制御す
るものとした。
池の温度を検出するための測定手段を有し、前記制御手
段が、検出した温度が所定値以下である場合には、前記
２次電池の充電または放電を行って前記容量演算手段で
演算した残容量となるように設定し、前記２次電池の残
容量が前記設定した残容量から所定の範囲内となるよう
に前記２次電池の充電と放電とを繰り返すように制御す
るものとした。
【００１５】請求項３記載の発明は、前記容量演算手段
は、前記２次電池の温度に基づいて前記２次電池の動作
時の発熱量が最大となる電池の残容量を演算するものと
した。
は、前記２次電池の温度に基づいて前記２次電池の動作
時の発熱量が最大となる電池の残容量を演算するものと
した。
【００１６】請求項４記載の発明は、いわゆるハイブリ
ッド型車両に適用したもので、前記２次電池はエンジ
ン、駆動モータおよび補機を有する車両に搭載され、前
記発電手段はエンジンで駆動される発電モータとし、前
記放電手段は駆動モータまたは補機を駆動する系統とす
るものとした。
ッド型車両に適用したもので、前記２次電池はエンジ
ン、駆動モータおよび補機を有する車両に搭載され、前
記発電手段はエンジンで駆動される発電モータとし、前
記放電手段は駆動モータまたは補機を駆動する系統とす
るものとした。
【００１７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、２次電池
の発熱量が最大となる２次電池の残容量ＳＯＣ＊になる
ように２次電池を充放電することにより、２次電池の温
度が上昇し２次電池の放電可能出力と２次電池の充電可
能入力が向上する。
の発熱量が最大となる２次電池の残容量ＳＯＣ＊になる
ように２次電池を充放電することにより、２次電池の温
度が上昇し２次電池の放電可能出力と２次電池の充電可
能入力が向上する。
【００１８】請求項２記載の発明によれば、２次電池の
残容量ＳＯＣが２次電池発熱量が最大となる２次電池の
残容量ＳＯＣ＊の所定の範囲内で変化するように２次電
池の充電量と放電量を制御することにより、２次電池の
昇温速度が速くなる。２次電池の温度が上昇することに
より２次電池の放電可能出力と２次電池の充電可能入力
が向上する。
残容量ＳＯＣが２次電池発熱量が最大となる２次電池の
残容量ＳＯＣ＊の所定の範囲内で変化するように２次電
池の充電量と放電量を制御することにより、２次電池の
昇温速度が速くなる。２次電池の温度が上昇することに
より２次電池の放電可能出力と２次電池の充電可能入力
が向上する。
【００１９】請求項３記載の発明によれば、２次電池の
温度が変化すると、２次電池発熱量が最大となる２次電
池残容量ＳＯＣ＊が変化するので、２次電池の残容量Ｓ
ＯＣが変化する２次電池発熱量が最大となる２次電池残
容量ＳＯＣ＊の所定の範囲内で変化するように２次電池
の充電量と放電量を制御することにより、２次電池の昇
温速度が速くなる。２次電池の温度が上昇することによ
り２次電池の放電可能出力と２次電池の充電可能入力が
向上する。
温度が変化すると、２次電池発熱量が最大となる２次電
池残容量ＳＯＣ＊が変化するので、２次電池の残容量Ｓ
ＯＣが変化する２次電池発熱量が最大となる２次電池残
容量ＳＯＣ＊の所定の範囲内で変化するように２次電池
の充電量と放電量を制御することにより、２次電池の昇
温速度が速くなる。２次電池の温度が上昇することによ
り２次電池の放電可能出力と２次電池の充電可能入力が
向上する。
【００２０】請求項４記載の発明によれば、２次電池の
温度が上昇することにより２次電池の放電可能出力と充
電可能出力が向上し、車両の燃費を向上させることがで
きる。
温度が上昇することにより２次電池の放電可能出力と充
電可能出力が向上し、車両の燃費を向上させることがで
きる。
【００２１】２次電池の温度が変化すると、２次電池発
熱量が最大となる２次電池残容量ＳＯＣ＊が変化するこ
とを図６で示す。図６中、線ｆ、ｇ、ｈは２次電池温度
が−３０℃、−２０℃、−１０℃の場合で、それぞれ一
定の電力で放電と充電を繰り返した場合である。２次電
池の温度が上昇すると２次電池の内部抵抗が小さくなる
ので、発熱量が低下する。また、内部抵抗が小さくなり
２次電池の放電可能出力が大きくなることから、この条
件の電力を放電できる２次電池の残容量が小さくなる。
よって、２次電池の発熱量が最大となる２次電池の残容
量ＳＯＣ＊は２次電池の温度によって変化する。
熱量が最大となる２次電池残容量ＳＯＣ＊が変化するこ
とを図６で示す。図６中、線ｆ、ｇ、ｈは２次電池温度
が−３０℃、−２０℃、−１０℃の場合で、それぞれ一
定の電力で放電と充電を繰り返した場合である。２次電
池の温度が上昇すると２次電池の内部抵抗が小さくなる
ので、発熱量が低下する。また、内部抵抗が小さくなり
２次電池の放電可能出力が大きくなることから、この条
件の電力を放電できる２次電池の残容量が小さくなる。
よって、２次電池の発熱量が最大となる２次電池の残容
量ＳＯＣ＊は２次電池の温度によって変化する。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に発明の実施の形態を実施例に
より説明する。図１は実施例として本発明を適用したパ
ラレルハイブリット型車両の構成を示す図である。図に
おいて、太い実線は機械力の伝達経路を示し、破線は電
力線を示す。この車両のパワートレインは、発電モータ
１、エンジン２、クラッチ３、駆動モータ４、無段変速
機５、ディファレンシャルギヤ６及び駆動輪７から構成
される。発電モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸お
よびクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、ま
た、クラッチ３の出力軸、駆動モータ４の出力軸及び無
段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
より説明する。図１は実施例として本発明を適用したパ
ラレルハイブリット型車両の構成を示す図である。図に
おいて、太い実線は機械力の伝達経路を示し、破線は電
力線を示す。この車両のパワートレインは、発電モータ
１、エンジン２、クラッチ３、駆動モータ４、無段変速
機５、ディファレンシャルギヤ６及び駆動輪７から構成
される。発電モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸お
よびクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、ま
た、クラッチ３の出力軸、駆動モータ４の出力軸及び無
段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００２３】クラッチ３締結時はエンジン２と駆動モー
タ４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時は駆動モ
ータ４のみが車両の推進源となる。推進源の駆動力は、
無段変速機５、およびディファレンシャルギヤ６を介し
て駆動輪７へ伝達される。
タ４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時は駆動モ
ータ４のみが車両の推進源となる。推進源の駆動力は、
無段変速機５、およびディファレンシャルギヤ６を介し
て駆動輪７へ伝達される。
【００２４】発電モータ１、駆動モータ４は三相同期電
動機または三相誘導電動機などの交流機であり、発電モ
ータ１は主としてエンジン２の始動と発電に用いられ、
駆動モータ４は主として車両の推進と制動に用いられ
る。クラッチ３はパウダークラッチであり、伝達トルク
を調節することができる。
動機または三相誘導電動機などの交流機であり、発電モ
ータ１は主としてエンジン２の始動と発電に用いられ、
駆動モータ４は主として車両の推進と制動に用いられ
る。クラッチ３はパウダークラッチであり、伝達トルク
を調節することができる。
【００２５】発電モータ１、駆動モータ４はそれぞれ、
インバータ８、９により駆動される。インバータ８、９
は共通のＤＣリンク１０を介して２次電池１１に接続さ
れており、２次電池１１の直流電力を交流電力に変換し
て、駆動モータ４へ供給するとともに、発電モータ１の
交流発電電力を直流電力に変換して２次電池１１を充電
する。なお、インバータ８、９は互いにＤＣリンク１０
を介して接続されているので、回生運転中のモータによ
り発電された電力を、２次電池１１を介さずに直接、力
行運転中のモータへ供給することができる。２次電池１
１の電力はＤＣリンク１０を介してＤＣ／ＤＣコンバー
タ１２に接続され、車両の補機１３に電力を供給する。
インバータ８、９により駆動される。インバータ８、９
は共通のＤＣリンク１０を介して２次電池１１に接続さ
れており、２次電池１１の直流電力を交流電力に変換し
て、駆動モータ４へ供給するとともに、発電モータ１の
交流発電電力を直流電力に変換して２次電池１１を充電
する。なお、インバータ８、９は互いにＤＣリンク１０
を介して接続されているので、回生運転中のモータによ
り発電された電力を、２次電池１１を介さずに直接、力
行運転中のモータへ供給することができる。２次電池１
１の電力はＤＣリンク１０を介してＤＣ／ＤＣコンバー
タ１２に接続され、車両の補機１３に電力を供給する。
【００２６】コントローラ１４は、エンジン２の回転速
度、出力およびトルク、クラッチ３の伝達トルク、発電
モータ１の回転速度およびトルク、無段変速機５の変速
比、２次電池１１の充放電などを制御する。
度、出力およびトルク、クラッチ３の伝達トルク、発電
モータ１の回転速度およびトルク、無段変速機５の変速
比、２次電池１１の充放電などを制御する。
【００２７】コントローラ１４は、２次電池１１の温度
ＴＢを検出する温度センサ１５、２次電池１１の端子電
圧ＶＢを検出する電圧センサ１６および２次電池１１の
電流値ＩＢを検出する電流センサ１７からの信号が入力
され、２次電池１１の残容量ＳＯＣを検出する機能を持
っている。
ＴＢを検出する温度センサ１５、２次電池１１の端子電
圧ＶＢを検出する電圧センサ１６および２次電池１１の
電流値ＩＢを検出する電流センサ１７からの信号が入力
され、２次電池１１の残容量ＳＯＣを検出する機能を持
っている。
【００２８】また、コントローラ１４は２次電池１１の
温度ＴＢと２次電池１１の残容量ＳＯＣに対する２次電
池１１の放電可能出力と充電可能入力のマップデータを
持っており、マップデータから２次電池１１の放電可能
出力ＰＢＯＵＴと充電可能入力ＰＢＩＮを演算できるよ
うようになっている。
温度ＴＢと２次電池１１の残容量ＳＯＣに対する２次電
池１１の放電可能出力と充電可能入力のマップデータを
持っており、マップデータから２次電池１１の放電可能
出力ＰＢＯＵＴと充電可能入力ＰＢＩＮを演算できるよ
うようになっている。
【００２９】また、コントローラ１４は２次電池１１の
温度ＴＢ、２次電池１１の残容量ＳＯＣ、２次電池１１
の放電電力と２次電池１１の充電電力に対する２次電池
１１の発熱量のマップデータから発熱量を演算する機能
を持っており、測定された２次電池１１の温度ＴＢと２
次電池１１の残容量ＳＯＣから２次電池１１の発熱量を
演算できるようになっている。
温度ＴＢ、２次電池１１の残容量ＳＯＣ、２次電池１１
の放電電力と２次電池１１の充電電力に対する２次電池
１１の発熱量のマップデータから発熱量を演算する機能
を持っており、測定された２次電池１１の温度ＴＢと２
次電池１１の残容量ＳＯＣから２次電池１１の発熱量を
演算できるようになっている。
【００３０】コントローラ１４は、車両の負荷変動が小
さい状態である定速走行等において、エンジン２の動力
により、車両を駆動させ、さらに発電モータ１を駆動さ
せて発電を行うことができ２次電池１１を充電すること
ができる。また、発電モータ１、駆動モータ４に電流を
流し、２次電池１１を放電することができる。このよう
に発電モータ１、駆動モータ４の両方を同時に発電用ま
たは駆動用に用いることにより、２次電池は車両の負荷
変動が小さい状態である定速走行等においても、すばや
く昇温することができる。
さい状態である定速走行等において、エンジン２の動力
により、車両を駆動させ、さらに発電モータ１を駆動さ
せて発電を行うことができ２次電池１１を充電すること
ができる。また、発電モータ１、駆動モータ４に電流を
流し、２次電池１１を放電することができる。このよう
に発電モータ１、駆動モータ４の両方を同時に発電用ま
たは駆動用に用いることにより、２次電池は車両の負荷
変動が小さい状態である定速走行等においても、すばや
く昇温することができる。
【００３１】次に、図２のフローチャートにしたがっ
て、コントローラ１４における２次電池１１を昇温させ
るための制御の流れを説明する。この制御はイグニッシ
ョンがオンされて開始する。
て、コントローラ１４における２次電池１１を昇温させ
るための制御の流れを説明する。この制御はイグニッシ
ョンがオンされて開始する。
【００３２】ステップ１００において、２次電池１１の
放電可能出力ＰＢＯＵＴがハイブリット走行に必要な出
力未満かどうか判断される。２次電池１１の放電可能出
力がこの出力未満である場合はハイブリット車として燃
費性能が十分に発揮できないと判断され、ステップ１０
１へ進む。２次電池１１の放電可能出力がこの値以上で
ある場合は、ハイブリット車として燃費性能が十分に発
揮されると判断され、ステップ１０９へ進む。
放電可能出力ＰＢＯＵＴがハイブリット走行に必要な出
力未満かどうか判断される。２次電池１１の放電可能出
力がこの出力未満である場合はハイブリット車として燃
費性能が十分に発揮できないと判断され、ステップ１０
１へ進む。２次電池１１の放電可能出力がこの値以上で
ある場合は、ハイブリット車として燃費性能が十分に発
揮されると判断され、ステップ１０９へ進む。
【００３３】ステップ１０１では２次電池１１の温度Ｔ
Ｂが測定される。ステップ１０２では２次電池１１の発
熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊が演算
される。ステップ１０３では２次電池１１の残容量ＳＯ
Ｃが検出される。
Ｂが測定される。ステップ１０２では２次電池１１の発
熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊が演算
される。ステップ１０３では２次電池１１の残容量ＳＯ
Ｃが検出される。
【００３４】ステップ１０４では２次電池１１の残容量
ＳＯＣと２次電池１１の発熱量が最大となる２次電池１
１の残容量ＳＯＣ＊とが比較される。
ＳＯＣと２次電池１１の発熱量が最大となる２次電池１
１の残容量ＳＯＣ＊とが比較される。
【００３５】２次電池１１の残容量ＳＯＣが２次電池１
１の残容量ＳＯＣ＊より高い場合には、ステップ１０５
へ進み、２次電池１１を２次電池１１の発熱量が最大と
なる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊まで放電する。２次
電池１１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量Ｓ
ＯＣ＊まで放電後ステップ１０７へ進み、２次電池１１
の昇温制御を行う。
１の残容量ＳＯＣ＊より高い場合には、ステップ１０５
へ進み、２次電池１１を２次電池１１の発熱量が最大と
なる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊まで放電する。２次
電池１１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量Ｓ
ＯＣ＊まで放電後ステップ１０７へ進み、２次電池１１
の昇温制御を行う。
【００３６】２次電池１１の残容量ＳＯＣが２次電池１
１の残容量ＳＯＣ＊より低い場合は、ステップ１０６へ
進み、２次電池１１を２次電池１１の発熱量が最大とな
る２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊まで充電する。２次電
池１１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯ
Ｃ＊まで充電後ステップ１０７へ進む。
１の残容量ＳＯＣ＊より低い場合は、ステップ１０６へ
進み、２次電池１１を２次電池１１の発熱量が最大とな
る２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊まで充電する。２次電
池１１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯ
Ｃ＊まで充電後ステップ１０７へ進む。
【００３７】２次電池１１の残容量ＳＯＣが２次電池１
１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊
と等しい場合あるいは値が近い場合はステップ１０７へ
進む。ステップ１０７での２次電池１１の昇温制御につ
いては後で説明する。
１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊
と等しい場合あるいは値が近い場合はステップ１０７へ
進む。ステップ１０７での２次電池１１の昇温制御につ
いては後で説明する。
【００３８】ステップ１０８では、昇温制御した結果２
次電池１１の放電可能出力がハイブリット走行に必要な
出力以上になったかどうか判断される。２次電池１１の
放電可能出力がハイブリット走行に必要な出力未満であ
る場合はステップ１０７へ戻り、２次電池１１の放電可
能出力がこの値以上になるまで２次電池１１の昇温制御
を続ける。２次電池１１の放電可能出力がこの値以上に
なるとステップ１０９へ進み、２次電池１１の昇温制御
を停止して終了する。
次電池１１の放電可能出力がハイブリット走行に必要な
出力以上になったかどうか判断される。２次電池１１の
放電可能出力がハイブリット走行に必要な出力未満であ
る場合はステップ１０７へ戻り、２次電池１１の放電可
能出力がこの値以上になるまで２次電池１１の昇温制御
を続ける。２次電池１１の放電可能出力がこの値以上に
なるとステップ１０９へ進み、２次電池１１の昇温制御
を停止して終了する。
【００３９】図３はステップ１０７で行なわれる２次電
池１１の昇温制御の説明を示すフローチャートである。
ステップ２００でコントローラ１４において、温度セン
サ１５からの信号より２次電池１１の温度ＴＢが測定さ
れる。
池１１の昇温制御の説明を示すフローチャートである。
ステップ２００でコントローラ１４において、温度セン
サ１５からの信号より２次電池１１の温度ＴＢが測定さ
れる。
【００４０】ステップ２０１でコントローラ１４におい
て前記測定された２次電池１１の温度ＴＢより２次電池
１１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ
＊が演算される。ステップ２０２でコントローラ１４に
おいて２次電池１１の残容量ＳＯＣを検出する。
て前記測定された２次電池１１の温度ＴＢより２次電池
１１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ
＊が演算される。ステップ２０２でコントローラ１４に
おいて２次電池１１の残容量ＳＯＣを検出する。
【００４１】ステップ２０３で充電時間ｔ（ｃｈｇ）を
演算する。充電時間ｔ（ｃｈｇ）は放電時間ｔ（ｄｉ
ｓ）に対し、２次電池１１の残容量ＳＯＣと２次電池１
１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊
の差（％）に比例した分だけ増減するように次式で演算
する。 ｔ（ｃｈｇ）＝ｔ（ｄｉｓ）−ｋ×（ＳＯＣ−ＳＯＣ
＊） ｋは２次電池１１の残容量ＳＯＣと２次電池１１の発熱
量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊の差を充
電時間に反映させるための定数である。
演算する。充電時間ｔ（ｃｈｇ）は放電時間ｔ（ｄｉ
ｓ）に対し、２次電池１１の残容量ＳＯＣと２次電池１
１の発熱量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊
の差（％）に比例した分だけ増減するように次式で演算
する。 ｔ（ｃｈｇ）＝ｔ（ｄｉｓ）−ｋ×（ＳＯＣ−ＳＯＣ
＊） ｋは２次電池１１の残容量ＳＯＣと２次電池１１の発熱
量が最大となる２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊の差を充
電時間に反映させるための定数である。
【００４２】放電時間ｔ（ｄｉｓ）は２次電池１１の残
容量ＳＯＣが２次電池１１の発熱量が最大となる２次電
池１１の残容量ＳＯＣ＊から大きくずれない範囲で設定
する。例えば、１０００Ｗｈの２次電池で充放電の電力
値が３０００Ｗの場合で、２次電池の残容量ＳＯＣの２
次電池の発熱量が最大となる２次電池の残容量ＳＯＣ＊
からのずれを１％許容できるとすると、放電時間ｔ（ｄ
ｉｓ）は１２ｓｅｃとなる。放電時間ｔ（ｄｉｓ）を１
２ｓｅｃとした場合、定数ｋを１２とすれば、充電時間
ｔ（ｃｈｇ）は２４ｓｅｃとなり、２次電池１１の残容
量ＳＯＣはＳＯＣ＊より１％低い点から充電によって１
％高い点へ変化することになる。このようにＳＯＣ＊を
挟んで充放電を繰り返すようにｋを設定する。
容量ＳＯＣが２次電池１１の発熱量が最大となる２次電
池１１の残容量ＳＯＣ＊から大きくずれない範囲で設定
する。例えば、１０００Ｗｈの２次電池で充放電の電力
値が３０００Ｗの場合で、２次電池の残容量ＳＯＣの２
次電池の発熱量が最大となる２次電池の残容量ＳＯＣ＊
からのずれを１％許容できるとすると、放電時間ｔ（ｄ
ｉｓ）は１２ｓｅｃとなる。放電時間ｔ（ｄｉｓ）を１
２ｓｅｃとした場合、定数ｋを１２とすれば、充電時間
ｔ（ｃｈｇ）は２４ｓｅｃとなり、２次電池１１の残容
量ＳＯＣはＳＯＣ＊より１％低い点から充電によって１
％高い点へ変化することになる。このようにＳＯＣ＊を
挟んで充放電を繰り返すようにｋを設定する。
【００４３】ステップ２０４において上記の放電時間ｔ
（ｄｉｓ）、充電時間ｔ（ｃｈｇ）で放電、充電する。
ステップ２０５において、充放電の回数が設定回数（例
えば４〜５回）になったかどうか判断される。設定回数
未満である場合はステップ２００に戻る。充放電の回数
が設定回数になった場合は、メインフローチャートのス
テップ１０８へ進む。２次電池１１を充放電する電力値
は、発電モータ１、駆動モータ４の最大発電電力、最大
駆動電力としている。２次電池１１を充放電する電力値
が大きいほど、２次電池１１の昇温速度が速いためであ
る。ここでは説明しないが、車両の走行条件で２次電池
１１を充放電する電力値を制御する必要がある場合は、
電池を充放電する値を制御してもよい。
（ｄｉｓ）、充電時間ｔ（ｃｈｇ）で放電、充電する。
ステップ２０５において、充放電の回数が設定回数（例
えば４〜５回）になったかどうか判断される。設定回数
未満である場合はステップ２００に戻る。充放電の回数
が設定回数になった場合は、メインフローチャートのス
テップ１０８へ進む。２次電池１１を充放電する電力値
は、発電モータ１、駆動モータ４の最大発電電力、最大
駆動電力としている。２次電池１１を充放電する電力値
が大きいほど、２次電池１１の昇温速度が速いためであ
る。ここでは説明しないが、車両の走行条件で２次電池
１１を充放電する電力値を制御する必要がある場合は、
電池を充放電する値を制御してもよい。
【００４４】ステップ１０５、１０６で２次電池１１の
残容量ＳＯＣがＳＯＣ＊に近い値になった後は、ステッ
プ２００からステップ２０５において２次電池１１の残
容量ＳＯＣ＊から所定の範囲内で２次電池の残容量ＳＯ
Ｃが変化するように２次電池１１の充電と放電を繰り返
すことにより、効率的に２次電池の昇温を行うことがで
きる。
残容量ＳＯＣがＳＯＣ＊に近い値になった後は、ステッ
プ２００からステップ２０５において２次電池１１の残
容量ＳＯＣ＊から所定の範囲内で２次電池の残容量ＳＯ
Ｃが変化するように２次電池１１の充電と放電を繰り返
すことにより、効率的に２次電池の昇温を行うことがで
きる。
【００４５】２次電池１１からインバータ９を介して駆
動モータ４、車両の補機１３を駆動する系統が放電手段
を構成する。ステップ１０１、２００は本発明における
２次電池１１の温度を測定する測定手段を構成する。ス
テップ１０２、２０１は本発明における２次電池１１の
発熱量が最大となる２次電池１１の残容量を演算する容
量演算手段を構成する。
動モータ４、車両の補機１３を駆動する系統が放電手段
を構成する。ステップ１０１、２００は本発明における
２次電池１１の温度を測定する測定手段を構成する。ス
テップ１０２、２０１は本発明における２次電池１１の
発熱量が最大となる２次電池１１の残容量を演算する容
量演算手段を構成する。
【００４６】ステップ１０４からステップ１０７、ステ
ップ２０１からステップ２０５は本発明における制御手
段を構成する。ステップ１０３、２０２は本発明におけ
る２次電池１１の残容量を検出する容量検出手段を構成
する。
ップ２０１からステップ２０５は本発明における制御手
段を構成する。ステップ１０３、２０２は本発明におけ
る２次電池１１の残容量を検出する容量検出手段を構成
する。
【００４７】本実施例は以上のように構成され、パラレ
ルハイブリット型車両に搭載の２次電池１１がハイブリ
ット走行必要出力に満たない場合、２次電池１１をコン
トローラ１４で演算された発熱量が最大となる２次電池
１１の残容量ＳＯＣ＊から所定の範囲内で変化するよう
に充放電することにしたので、すばやく２次電池１１の
昇温を行う事ができる。
ルハイブリット型車両に搭載の２次電池１１がハイブリ
ット走行必要出力に満たない場合、２次電池１１をコン
トローラ１４で演算された発熱量が最大となる２次電池
１１の残容量ＳＯＣ＊から所定の範囲内で変化するよう
に充放電することにしたので、すばやく２次電池１１の
昇温を行う事ができる。
【００４８】充放電を繰り返し２次電池１１の温度が上
がることによって変化する発熱量が最大となる２次電池
１１の残容量ＳＯＣ＊に対しても、２次電池１１の残容
量ＳＯＣが変化する２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊の所
定の範囲内で変化するように充放電をすることにしたの
で、効率よく２次電池１１の昇温を行うことができる。
２次電池１１が昇温することにより、２次電池１１はハ
イブリット走行必要出力をすばやく出せるようになり、
パラレルハイブリット車としての高い燃費性能を発揮す
ることができる。
がることによって変化する発熱量が最大となる２次電池
１１の残容量ＳＯＣ＊に対しても、２次電池１１の残容
量ＳＯＣが変化する２次電池１１の残容量ＳＯＣ＊の所
定の範囲内で変化するように充放電をすることにしたの
で、効率よく２次電池１１の昇温を行うことができる。
２次電池１１が昇温することにより、２次電池１１はハ
イブリット走行必要出力をすばやく出せるようになり、
パラレルハイブリット車としての高い燃費性能を発揮す
ることができる。
【００４９】なお、発電モータ１、駆動モータ４には交
流電動機に限らず直流電動機を用いることもできる。ま
た、発電モータ１、駆動モータ４に直流電動機を用いた
場合にはインバータ８、９はＤＣ／ＤＣコンバータを用
いる。クラッチ３締結時に、発電モータ１を車両の推進
と制動に用いることもでき、駆動モータ４をエンジン２
の始動や発電に用いることもできる。
流電動機に限らず直流電動機を用いることもできる。ま
た、発電モータ１、駆動モータ４に直流電動機を用いた
場合にはインバータ８、９はＤＣ／ＤＣコンバータを用
いる。クラッチ３締結時に、発電モータ１を車両の推進
と制動に用いることもでき、駆動モータ４をエンジン２
の始動や発電に用いることもできる。
【００５０】クラッチ３はパウダークラッチの代りに乾
式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いることもでき
る。さらに、発電機としての発電モータの代りに燃料電
池を用いることもできる。
式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いることもでき
る。さらに、発電機としての発電モータの代りに燃料電
池を用いることもできる。
【００５１】本実施例では温度センサ１５により測定さ
れた２次電池１１の温度ＴＢと２次電池１１の残容量Ｓ
ＯＣから２次電池１１の発熱量を演算したが、コントロ
ーラ１４は２次電池１１の内部抵抗および２次電池１１
の開放電圧のマップデータから２次電池１１の発熱量を
演算することもできる。
れた２次電池１１の温度ＴＢと２次電池１１の残容量Ｓ
ＯＣから２次電池１１の発熱量を演算したが、コントロ
ーラ１４は２次電池１１の内部抵抗および２次電池１１
の開放電圧のマップデータから２次電池１１の発熱量を
演算することもできる。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明の実施例における制御の流れを示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図３】２次電池１１の昇温制御の詳細を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】パラレルハイブリット型車両の２次電池放電可
能出力に対する車両の燃料消費率を示す図である。
能出力に対する車両の燃料消費率を示す図である。
【図５】定電力の放電と充電を行った時の２次電池の発
熱量を示す図である。
熱量を示す図である。
【図６】２次電池の温度変化により、２次電池発熱量が
最大となる２次電池残容量が変化することを示す図であ
る。
最大となる２次電池残容量が変化することを示す図であ
る。
１ 発電モータ （発電手段）
２ エンジン
３ クラッチ
４ 駆動モータ
５ 無段変速機
６ デファレンシャルギヤ
７ 駆動輪
８ インバータ
９ インバータ
１０ ＤＣリンク
１１ ２次電池
１２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１３ 補機
１４ コントローラ
１５ 温度センサ
１６ 電圧センサ
１７ 電流センサ
─────────────────────────────────────────────────────
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 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｐ
7/10 7/10 Ｌ
7/16 7/16 Ｄ
Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA01 CA01 CA11 CB01
DA16 EA05 FA06 GB03 GB06
5G060 AA02 AA04 CA12 DB08
5H030 AA01 AS08 BB01 BB21 FF22
FF42 FF52
5H031 AA00 CC05 KK03
5H115 PA11 PG04 PI16 PO02 PU01
PU25 PV02 PV09 RB22 SE06
TI02 TO05 TO14 TR19 TU11
TU16 TU17
Claims (4)
- 【請求項１】 ２次電池と、前記２次電池を充電するた
めの発電手段と、前記２次電池を放電させるための放電
手段と、前記２次電池の動作時の発熱量が最大となる電
池の残容量を演算する容量演算手段と、前記２次電池の
実際の残容量を検出する容量検出手段と、検出した２次
電池の残容量が前記容量演算手段で演算した残容量とな
るように、前記２次電池の充放電を行う制御手段とを有
することを特徴とする２次電池の昇温制御装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記２次電池の温度
を測定するための測定手段を有し、前記制御手段が、検
出した温度が所定値以下である場合には、前記２次電池
の充電または放電を行って前記容量演算手段で演算した
残容量となるように設定し、前記２次電池の残容量が前
記設定した残容量から所定の範囲内となるように前記２
次電池の充電と放電とを繰り返すように制御することを
特徴とする２次電池の昇温制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、前記
容量演算手段は、前記２次電池の温度に基づいて前記２
次電池の動作時の発熱量が最大となる電池の残容量を演
算することを特徴とする２次電池の昇温制御装置。 - 【請求項４】 請求項１、請求項２または請求項３にお
いて、前記２次電池はエンジン、駆動モータおよび補機
を有する車両に搭載され、前記発電手段はエンジンで駆
動される発電モータとし、前記放電手段は駆動モータま
たは補機を駆動する系統とすることを特徴とする２次電
池の昇温制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001293193A JP4496696B2 (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | ２次電池の昇温制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001293193A JP4496696B2 (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | ２次電池の昇温制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003102133A true JP2003102133A (ja) | 2003-04-04 |
| JP4496696B2 JP4496696B2 (ja) | 2010-07-07 |
Family
ID=19115034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001293193A Expired - Fee Related JP4496696B2 (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | ２次電池の昇温制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4496696B2 (ja) |
Cited By (13)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2004015866A (ja) * | 2002-06-04 | 2004-01-15 | Nissan Motor Co Ltd | 充放電制御装置及び方法 |
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| WO2013174279A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited | Power system of electric vehicle, electric vehicle comprising the same and method for heating battery group of electric vehicle |
| WO2013174273A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited | Power system of electric vehicle, electric vehicle comprising the same and method for heating battery group of electric vehicle |
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