JP2007048485A - Battery cooling apparatus for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両の駆動用電力を蓄積する電池を冷却する車両用電池冷却装置に関する。 The present invention relates to a vehicle battery cooling device that cools, for example, a battery that accumulates driving power for the vehicle.
従来より、例えば駆動源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両等に搭載されている電池の発熱による温度上昇を抑制する車両用電池冷却装置として、下記の特許文献1に記載されているような技術が知られている。
Conventionally, as a vehicle battery cooling device that suppresses a temperature rise due to heat generation of a battery mounted on a hybrid vehicle having an engine and a motor as a drive source, for example, as described in
このような車両用電池冷却装置においては、車両起動時の電池の放電及び充電によって発熱して温度上昇した場合に、電池の入出力特性の低下を抑制する必要がある。また、電池が過度の高温状態となった状態で使用又は保持されることによる電池の劣化進度を加速させることを防止する必要がある。このため、従来より、車両には、電池を冷却するための冷却装置が搭載されている。 In such a vehicle battery cooling device, it is necessary to suppress a decrease in the input / output characteristics of the battery when the temperature rises due to heat generated by discharging and charging the battery at the start of the vehicle. In addition, it is necessary to prevent acceleration of deterioration of the battery due to use or holding in a state where the battery is in an excessively high temperature state. For this reason, conventionally, a cooling device for cooling the battery is mounted on the vehicle.
下記の特許文献1に記載された車両用電池冷却装置は、電池温度が過度に上昇することを防止して、入出力特性の低下及び性能劣化を防止するために、電池温度が所定の温度以上となったことを検出すると、冷却装置を動作させて電池温度を低下させ、所定のバッテリ電流を充放電する時間が所定時間以上に亘って継続した電池の使用状態となった場合には、冷却装置を動作させて電池温度を低下させている。
しかしながら、上述した車両用電池冷却装置では、車両走行中における電池温度、充放電電流及び車速から電池の発熱量を予測して、電池を冷却開始することを決定している。このとき、電池の冷却を開始する電池の発熱量としては、所定の値が決定されていて、予測した発熱量が所定の値を超えた場合に、電池の冷却を開始している。 However, in the above-described vehicle battery cooling device, the amount of heat generated by the battery is predicted from the battery temperature, the charge / discharge current, and the vehicle speed while the vehicle is running, and it is determined to start cooling the battery. At this time, a predetermined value is determined as the heat generation amount of the battery that starts cooling the battery, and cooling of the battery is started when the predicted heat generation amount exceeds the predetermined value.
しかしながら、例えばリチウムイオン電池は、車両走行に使用した場合に、経時的な劣化である内部抵抗の増加や充電容量が低下するために、発熱量が大きくなってしまう。このように、電池は、車両搭載した初期時での発熱量と、劣化した状態での発熱量とは異なっているにも拘わらず、発熱量が所定の値となった時に冷却を開始していた。したがって、上述の車両用電池冷却装置では、効率的に電池の冷却を行うことができなかった。 However, for example, when a lithium ion battery is used for running a vehicle, the amount of heat generation becomes large because of an increase in internal resistance and a decrease in charge capacity, which are deterioration over time. In this way, the battery starts cooling when the amount of heat generated reaches a predetermined value, even though the amount of heat generated when the battery is initially mounted is different from the amount of heat generated in a deteriorated state. It was. Therefore, the battery cooling device for a vehicle described above cannot efficiently cool the battery.
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、電池の劣化状態に応じて効率的に電池を冷却することができる車両用電池冷却装置を提供することを目的とする。 Then, this invention is proposed in view of the situation mentioned above, and it aims at providing the battery cooling device for vehicles which can cool a battery efficiently according to the deterioration state of a battery.
本発明に係る車両用電池冷却装置は、車両に搭載された電池を冷却するために、電池の劣化状態を判断する劣化状態判断手段と、車両を走行させるための電池の負荷を検出する電池負荷検出手段と、電池負荷検出手段で検出された電池負荷と、劣化状態判断手段で判断された劣化状態とから電池の発熱量を推定する発熱量推定手段と、発熱量推定手段で推定された発熱量と現在の電池温度とから、電池温度が所定の基準値よりも高くなると推定される場合に、電池の冷却を開始する冷却手段とを備えることにより、上述の課題を解決する。 A vehicle battery cooling device according to the present invention includes a deterioration state determination unit that determines a deterioration state of a battery and a battery load that detects a load of the battery for running the vehicle in order to cool a battery mounted on the vehicle. A heat generation amount estimating means for estimating the heat generation amount of the battery from the detection means, the battery load detected by the battery load detection means, and the deterioration state determined by the deterioration state determination means; and the heat generation estimated by the heat generation amount estimation means. When the battery temperature is estimated to be higher than a predetermined reference value from the amount and the current battery temperature, the above-described problem is solved by providing a cooling unit that starts cooling the battery.
本発明に係る車両用電池冷却装置によれば、電池負荷と、電池の劣化状態とから電池の発熱量を推定して、当該推定した発熱量と現在の電池温度とから、電池温度が所定の基準値よりも高くなると推定される場合に、電池の冷却を開始するので、電池の劣化状態に応じて効率的に電池を冷却することができる。 According to the vehicle battery cooling device of the present invention, the heat generation amount of the battery is estimated from the battery load and the deterioration state of the battery, and the battery temperature is determined from the estimated heat generation amount and the current battery temperature. When it is estimated that the value is higher than the reference value, the cooling of the battery is started, so that the battery can be efficiently cooled according to the deterioration state of the battery.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
本発明は、例えば図1に示すように構成された電気車両に搭載された電池コントローラ6に適用される。なお、図1では、電気車両における一部のみを示している。
[First Embodiment]
The present invention is applied to a
この電気車両は、モータ1の駆動力を駆動軸2を介して車輪3に伝達して、走行するものである。この電気車両において、モータ1に駆動力を発生させる時には、インバータ4によって電池5で蓄積している電力を取り出し、例えば3相交流電力としてモータ1に電力供給を行う。このとき、電気車両は、電池コントローラ6によって、冷却装置7を制御して電池の温度が所定温度範囲となるように管理し、且つ、電池5の充電状態であるSOC(State Of Charge:充電率)が所定のSOC範囲となるように管理する。
This electric vehicle travels by transmitting the driving force of the
冷却装置7は、電池5に充電された電力を用いて動作する送風ファンからなり、電池コントローラ6によって回転数が制御されて、冷却能力が制御される。
The cooling device 7 includes a blower fan that operates using the electric power charged in the
このような電気車両における電池コントローラ6は、その機能的な構成を図2に示すように、電池5の温度を計測する電池温度計測部11と、例えば車輪3の速度を検出することで電気車両の走行速度を計測する走行速度計測部12と、電池5の充放電電流を計測する電池電流計測部13と、電池5の劣化状態を計測する劣化度合い計測部14と接続される。電池温度計測部11は、電池5の温度を検出し、電池コントローラ6に温度信号を出力する。また、走行速度計測部12は、現在の電気車両の走行速度を検出し、車速信号を電池コントローラ6に出力する。更に、電池電流計測部13は、電池5とインバータ4及び図示しない発電機で授受される電力の電流値を検出して、電池電流信号を電池コントローラ6に出力する。更にまた、劣化度合い計測部14は、電池5の初期時に対する劣化度合いを計測して、劣化計測信号を電池コントローラ6に出力する。
The
電池コントローラ6は、電池温度計測部11、走行速度計測部12、電池電流計測部13及び劣化度合い計測部14と接続された車両起動中判定部21と、記憶部22と、電気車両が起動している時の電池5の冷却制御を行う温度制御部23とを備える。
The
車両起動中判定部21は、図示しない電気車両の起動と停止とを切り替えるキースイッチ(イグニッションスイッチとも言う)がオン状態となっていて起動しているか否かを判定する。車両起動中判定部21によってイグニッションスイッチがオン状態となっていると判定している時、車両起動中判定部21は、電池温度計測部11からの温度信号、走行速度計測部12からの車速信号、電池電流計測部13からの電池電流信号、劣化度合い計測部14からの劣化計測信号を温度制御部23に供給する。
The vehicle
記憶部22は、電気車両の起動中において電池5の温度等を制御するための各種パラメータを記憶している。この記憶部22に記憶されている各種パラメータは、後述する冷却装置7を作動させるか否かを判断するための温度に関する基準値、電池5の充放電電流、車速、電池5の劣化度合いに応じた発熱量に関する基準値である。
The
温度制御部23は、車両起動中判定部21を介して、電池温度計測部11からの温度信号、走行速度計測部12からの車速信号、電池電流計測部13からの電池電流信号、劣化度合い計測部14からの劣化計測信号を入力して、電池5の温度を制御するために冷却装置7の動作を制御する。これにより、温度制御部23は、電池5が過度に高温となって入出力特性が低減しないようにする。
The
また、温度制御部23は、電池5の内部抵抗、又は、電池5が電気車両に搭載されてからの使用時間から劣化度合い計測部14で求められた劣化度合いによって、電池5が電気車両に搭載された初期の劣化度合いが0%から、どの程度劣化度合いが進行しているかを判定する。そして、後述するが、当該劣化度合いを考慮して、冷却装置7をオン状態にする必要があるかを判定する。
Further, the
つぎに、上述したような電池コントローラ6によって、電気車両の起動中に電池5の温度が過度に高くなることを防止するための電池5の冷却制御処理について図3のフローチャート等を参照して説明する。なお、この図3の処理は、車両起動中判定部21によって電気車両が起動していると判定されている時において、所定期間ごとに繰り返して実行される。
Next, the cooling control processing of the
この電池5の冷却制御処理は、先ずステップS1において、電池コントローラ6は、電池温度計測部11からの温度信号を温度制御部23で入力して、現在の電池5の温度と、記憶部22に予め記憶されている基準値T0とを比較して、現在の電池5の温度が基準値T0以下であるか否かを判定する。この基準値T0は、図4に示すように、後述の冷却装置7をオン状態にする基準値T1及び冷却装置7をオフ状態にする基準値T2よりも小さい電池5の温度であり、電池5の冷却が許可できる最低温度に設定されている。そして、電池5の温度が基準値T0以下であると判定した場合には処理を終了し、電池5の温度が基準値T0以下ではないと判定した場合にはステップS2に処理を進める。
In the cooling control process for the
次に電池コントローラ6は、ステップS2において、現在の電池温度と、記憶部22に予め記憶されている基準値T1とを比較して、現在の電池温度が基準値T1以上であるか否かを判定する。この基準値T1は、図4に示すように、電池5が高温となって入出力特性が低下する恐れがあり、冷却装置7をオン状態からオフ状態に遷移させる必要がある電池温度であり、予め電池5を使用した実験等によって設定されている。そして、現在の電池温度が基準値T1以上である場合には、ステップS3において冷却装置7をオン状態に制御し、現在の電池温度が基準値T1以上ではない場合にはステップS4に処理を進める。
Next, in step S2, the
次に電池コントローラ6は、ステップS4において、温度制御部23により、走行速度計測部12からの車速信号と、劣化度合い計測部14からの劣化計測信号とから電池5の発熱量を推定する。そして、温度制御部23は、当該発熱量と現在の電池温度とから、電池温度が基準値T1となるか否かを判定する。そして、電池温度が基準値T1以上となると推定される場合には、ステップS3において冷却装置7をオン状態とし、電池温度が基準値T1以上とはならないと推定される場合には、ステップS5に処理を進める。
Next, in step S <b> 4, the
ここで、例えば、所定の電池5の劣化度合い且つ所定の電池温度である場合、図5に示すように、電気車両の車速がV1のように高い時には、車速に基づいて推定される発熱量による電池温度が基準値T1となり、冷却装置7をオン状態とさせる一方で、車速がV2のように低くなった時には、車速に基づいて推定される発熱量による電池温度が基準値T2となり、冷却装置7をオフ状態とさせる。
Here, for example, when the degree of deterioration of the
なお、この電池温度が基準値T1以上となるような車速V1及び電池温度が基準値T1以上とならない車速V2は、現在の電池温度及び電池5の劣化度合いによって変化するものである。また、電池5の劣化度合いに応じて車速に基づく発熱量を推定する説明は、ステップS5において行う。
The vehicle speed V1 at which the battery temperature is equal to or higher than the reference value T1 and the vehicle speed V2 at which the battery temperature is not equal to or higher than the reference value T1 vary depending on the current battery temperature and the degree of deterioration of the
また、実際の車速は、図6に示すように、電気車両の走行中において変化代が大きく、発熱量が大きくなって電池温度が基準値T1以上となる車速V1と、発熱量が小さく電池温度が基準値T1以上とはならない車速V2との間で頻繁に変化する。これに対して、温度制御部23は、ステップS4において、所定の単位時間に入力した車速信号の平均値を、発熱量を推定するために使用する車速とする。これにより、図6に示した車速変化は、図7に示すような車速の移動平均に変換される。これにより、車速V1と車速V2との間で頻繁に実車速が変化することを抑制して、冷却装置7のオンオフの制御を安定して切り替える。
In addition, as shown in FIG. 6, the actual vehicle speed has a large change allowance during traveling of the electric vehicle, and the vehicle temperature V1 at which the heat generation amount becomes large and the battery temperature becomes equal to or higher than the reference value T1, and the heat generation amount is small and the battery temperature. Frequently changes between the vehicle speed V2 and the vehicle speed V2 that does not exceed the reference value T1. On the other hand, in step S4, the
次に電池コントローラ6は、ステップS5において、温度制御部23により、電池電流計測部13からの電池電流信号と、劣化度合い計測部14からの劣化計測信号とから電池5の発熱量を推定する。そして、温度制御部23は、当該発熱量と現在の電池温度とから、電池温度が基準値T1となるか否かを判定する。そして、電池温度が基準値T1以上となると推定される場合には、ステップS3において冷却装置7をオン状態とし、電池温度が基準値T1以上とはならないと推定される場合には、ステップS6に処理を進める。
Next, in step S <b> 5, the
ここで、例えば、所定の電池5の劣化度合い且つ所定の電池温度である場合、図8に示すように、電池5の充放電電流がI1のように高い時には、充放電電流に基づいて推定される発熱量による電池温度が基準値T1となり、冷却装置7をオン状態とさせる一方で、電池5の充放電電流がI2のように低くなった時には、充放電電流に基づいて推定される発熱量による電池温度が基準値T2となり、冷却装置7をオフ状態とさせる。
Here, for example, when the degree of deterioration of the
なお、この電池温度が基準値T1以上となるような充放電電流I1及び電池温度が基準値T1以上とならない充放電電流I2は、現在の電池温度及び電池5の劣化度合いによって変化するものである。
The charge / discharge current I1 at which the battery temperature is equal to or higher than the reference value T1 and the charge / discharge current I2 at which the battery temperature is not equal to or higher than the reference value T1 vary depending on the current battery temperature and the degree of deterioration of the
また、実際の充放電電流は、絶対値をとった時の変化を図9に示すように、電気車両の走行中において変化代が大きく、発熱量が大きくなって電池温度が基準値T1以上となる充放電電流I1と、発熱量が小さく電池温度が基準値T1以上とはならない充放電電流I2との間で頻繁に変化する。これに対し、温度制御部23は、ステップS5において、所定の単位時間に入力した電池電流信号の平均値を、発熱量を推定するために使用する電池電流信号とする。これにより、図9に示した充放電電流の変化は、図10に示すような充放電電流の移動平均に変換される。これにより、充放電電流I1と充放電電流I2との間で頻繁に充放電電流が変化することを抑制して、冷却装置7のオンオフの制御を安定して切り替える。
In addition, as shown in FIG. 9, the actual charge / discharge current changes when the absolute value is taken, and the change allowance is large during the running of the electric vehicle, the heat generation amount becomes large, and the battery temperature becomes the reference value T1 or more. The charging / discharging current I1 frequently changes between the charging / discharging current I1 and the charging / discharging current I2 that generates a small amount of heat and the battery temperature does not exceed the reference value T1. On the other hand, in step S5, the
また、図11に示すように、電池5の充放電電流(平均電流)に対する発熱量は、電池5を電気車両に搭載した初期(劣化度合い:0%)には、内部抵抗が小さいために小さな値となるが、電池5の劣化度合い20%、40%、80%と大きくなるほど内部抵抗が大きくなって、次第に大きくなる。また、充放電電流が小さい場合には、電池5の劣化度合いによる発熱量への影響度は小さいものの、充放電電流が大きくなるほど、電池5の劣化度合いに対する発熱量の感度が高くなり、初期時と比較して発熱量に大きな差がでる。
In addition, as shown in FIG. 11, the amount of heat generated with respect to the charge / discharge current (average current) of the
このように電池5の劣化度合いによって発熱量が変化した場合、電池温度が基準値T1となり、冷却装置7をオン状態とする条件を満たす発熱量をQ1とすると、図12に示すように、電池5の初期時には、充放電電流がA1といった大きな値とならなければ発熱量Q1に達しない。これに対し、電池5の劣化度合い40%、80%と大きくなるほど、発熱量がQ1に達する充放電電流は、A2、A3と次第に小さくなる。
In this way, when the calorific value changes depending on the degree of deterioration of the
したがって、電池5の劣化度合いと、電池温度が基準値T1以上となるような充放電電流I1との関係を図13に示すように、温度制御部23は、電池5の劣化度合いが0%である場合には、充放電電流I1をA1に設定しておき、電池電流計測部13で検出された充放電電流がA1を超えた場合には、ステップS3で冷却装置7をオン状態にさせる。同様に、温度制御部23は、電池5の劣化度合いが40%である場合には、充放電電流I1をA1よりも小さいA2に設定しておき、電池電流計測部13で検出された充放電電流がA2を超えた場合には、ステップS3で冷却装置7をオン状態にさせ、電池5の劣化度合いが80%である場合には、充放電電流I1をA1及びA2よりも小さいA3に設定しておき、電池電流計測部13で検出された充放電電流がA3を超えた場合には、ステップS3で冷却装置7をオン状態にさせる。
Therefore, as shown in FIG. 13, the
そして、ステップS3で冷却装置7をオン状態にさせた次において、電池コントローラ6の温度制御部23は、電池温度計測部11からの温度信号を入力し、現在の電池温度が、冷却装置7をオフ状態にする基準値T2以下か否かの判定(ステップS6)と、走行速度計測部12からの車速信号と電池5の劣化度合いとから電池5の発熱量を推定して、当該発熱量と現在の電池温度とに基づく電池5の温度が基準値T2以下となるか否かの判定(ステップS7)と、電池電流計測部13からの電池電流信号と電池5の劣化度合いとから電池5の発熱量を推定して、当該発熱量と現在の電池温度とに基づく電池5の温度が基準値T2以下となるか否かの判定(ステップS8)とを行う。
Then, after the cooling device 7 is turned on in step S3, the
ステップS6、ステップS7及びステップS8の判定のうちの何れかにおいて、電池温度が基準値T2以下とはならないと判定した場合には、冷却装置7のオン状態を継続して、処理を終了する。一方、ステップS6、ステップS7及びステップS8の判定において全て電池温度が基準値T2以下となると判定した場合には、ステップS9において冷却装置7をオフ状態に制御して、処理を終了する。 In any of the determinations of step S6, step S7, and step S8, when it is determined that the battery temperature does not become the reference value T2 or less, the cooling device 7 is kept on and the process ends. On the other hand, if it is determined in step S6, step S7, and step S8 that the battery temperature is all equal to or lower than the reference value T2, the cooling device 7 is controlled to be turned off in step S9, and the process ends.
[第1実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第1実施形態に係る電池コントローラ6によれば、電池5の充放電電流や車速などの電池負荷と、電池5の劣化状態とから電池5の発熱量を推定して、当該推定した発熱量と現在の電池温度とから、電池温度が所定の基準値T2よりも高くなると推定される場合に、電池5の冷却を開始するので、電池の劣化状態に応じて効率的に電池を冷却することができる。すなわち、電池5の劣化状態に拘わらず、所定の発熱量となった場合に冷却を開始する場合のように、実際には劣化によって発熱量が増大しているにも拘わらず冷却を開始しないことや、実際には劣化をしていないために発熱量が少ないにも拘わらず冷却を開始してしまうことを回避できる。
[Effect of the first embodiment]
As described above in detail, according to the
したがって、この電池コントローラ6によれば、劣化によって発熱量が増大する場合には確実に電池5を冷却できる一方で、劣化が進行していなくて発熱量が小さい場合には、過剰に冷却装置7を駆動することを回避して、電力を節約できる。
Therefore, according to the
また、この電池コントローラ6によれば、電池5の負荷として、所定の単位時間に入力した電池5の充放電電流の平均値を検出して、電池5の発熱量を推定しているので、冷却装置7を安定してオンオフ駆動できる。すなわち、図8に示したように冷却を開始する充放電電流I1と冷却を終了する充放電電流I2とを設定して、充放電電流についてのヒステリシスを設定した場合であっても、充放電電流の変化代が大きいために充放電電流I1及び充放電電流I2の設定が困難となり、電池5の冷却が十分に行われない可能性がある。これに対し、充放電電流の平均値を用いて電池5の発熱量を推定することによって、充放電電流が確実に充放電電流I1及び充放電電流I2を超えて変動したことを検出して、冷却装置7のオンオフ制御を行うことができる。
Moreover, according to this
更に、この電池コントローラ6によれば、電池5の負荷として、所定の単位時間当たりに入力した車速の平均値を検出して、電池5の発熱量を推定しているので、冷却装置7を安定してオンオフ駆動できる。すなわち、図5に示したように冷却を開始する車速V1と冷却を終了する車速V2とを設定して、充放電電流についてのヒステリシスを設定した場合であっても、車速の変化代が大きいために車速V1及び車速V2の設定が困難となり、電池5の冷却が十分に行われない可能性がある。これに対し、車速の平均値を用いて電池5の発熱量を推定することによって、車速が確実に車速V1及び車速V2を超えて変動したことを検出して、冷却装置7のオンオフ制御を行うことができる。
Furthermore, according to the
このように、電池コントローラ6は、車速又は充放電電流の平均値によって電池5の発熱量を推定することができるので、冷却が十分に行われないことによる電池5の入出力可能電力の低下や、電池5の劣化を進行させてしまうといった不具合を回避できる。
In this way, the
[第2実施形態]
つぎに、第2実施形態に係る電池コントローラ6について説明する。なお、上述の第1実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the
この第2実施形態に係る電池コントローラ6は、図14に示すように、電気車両で設定された目的地と現在地との位置関係から走行コースを設定するナビゲーションユニット31が接続されている。このナビゲーションユニット31は、走行コースを構成する道路リンクごとに設定されている法定速度情報、道路勾配情報等の走行負荷を求めるための情報を電池コントローラ6に供給する。
As shown in FIG. 14, the
このような電池コントローラ6は、その動作手順を図15に示すように、先ずステップS11においてナビゲーションユニット31に走行コースが指定されて、当該走行コースを示す情報が供給されると、ステップS12において、温度制御部23により、走行コースを走行した時の電池5の発熱量を計算する。
As shown in FIG. 15, the
このステップS12において、温度制御部23は、走行コースを構成する道路リンク単位で法定速度情報及び道路勾配情報を入力して、道路リンク単位又は所定数の連続した道路リンク群単位(区間)で走行負荷を求める。
In step S12, the
電池5は、図16に示すように、例えば初期状態(劣化度合い:0%)において、車速が高くなるほど発熱量が高くなるという特性を有し、温度制御部23は、図17に示すように、車速及び道路勾配が高くなるほど、図16に示した発熱量を補正する補正係数の値が大きくする。この補正係数は、例えば車速がV、2%の登板路である場合には、αとして決定できる。温度制御部23は、図16に示した車速Vに対する発熱量に補正係数αを乗算することで、車速Vで2%の登板路を走行した場合の電池5の発熱量を求めることができる。また、電池5は劣化度合いによって発熱量が変化するために、図18に示すように、電池5の劣化度合いX(%)に対する補正係数βを求める。
As shown in FIG. 16, the
そして、温度制御部23は、電池5の初期の発熱量に、車速及び道路勾配から求めた補正係数αと、劣化度合いから求めた補正係数βとを乗算して、走行負荷及び劣化度合いから推定した発熱量を求めることができる。
Then, the
次に電池コントローラ6は、ステップS13において、ステップS11で指定された走行コースに沿って電気車両が走行を開始したことを車両起動中判定部21で判定すると、ステップS14において、温度制御部23により、電池温度計測部11からの温度信号から電池温度が基準値T0以上か否かを判定する。そして、電池温度が基準値T0以上ではないと判定した場合には、ステップS21で冷却装置7をオフ状態にして処理を終了する一方で、電池温度が基準値T0以上であると判定した場合には、ステップS15に処理を進める。
Next, when the
ステップS15において、温度制御部23は、例えばナビゲーションユニット31から、電気車両が現在走行している区間(道路リンク)を表す情報を入力して、当該区間(道路リンク)の次の区間で推定された発熱量を求める。
In step S15, the
次に温度制御部23は、ステップS16において、ステップS14で検出された現在の電池温度で次区間を走行した場合に、ステップS15で求めた発熱量が発生した時の電池温度を推定する。このとき、温度制御部23は、現在の電池温度と、推定した発熱量に相当する温度上昇度合いとを加算して、次区間での電池温度を推定する。
Next, in step S16, the
次に温度制御部23は、ステップS17において、ステップS16で推定した電池温度が、基準値T2以上か否かを判定し、基準値T2以上ではないと判定した場合にはステップS21で冷却装置7をオフ状態とし、基準値T2以上であると判定した場合にはステップS18に処理を進める。
Next, in step S17, the
次に温度制御部23は、ステップS18において、推定した基準値T2以上の電池温度から、冷却装置7を駆動させるデューティ比を決定する。このとき、温度制御部23は、推定した電池温度と基準値T2との差分が大きいほど、高いデューティ比で冷却装置7を駆動させて、電池5に対する冷却能力(冷却度合い)を上昇させる。
Next, in step S18, the
次に温度制御部23は、ステップS19において、ステップS18で決定したデューティ比で冷却装置7を駆動させて、電池5の冷却を行う。なお、このステップS19においては、決定したデューティ比で、冷却装置7を所定時間だけ駆動させる。
Next, in step S19, the
次に温度制御部23は、ステップS20において、電池温度計測部11からの温度信号が低下し、当該低下した現在の電池温度と、ステップS15で求めた次区間での発熱量に相当する温度上昇度合いとを加算して、当該電池温度が基準値T1以下となったか否かを判定する。次区間で推定される電池温度が、基準値T1以下となったと判定した場合にはステップS21で冷却装置7をオフ状態とし、基準値T1以下となっていない場合には、ステップS14に処理を戻す。
Next, in step S20, the
このような動作を行う電池コントローラ6では、例えば、走行距離と、推定される発熱量との関係を図19に示すように、区間a、区間b、区間cにおいては、ステップS15で推定された電池5の発熱量が高く、ステップS16で推定された電池温度が、基準値T2以上であることがステップS17で推定される。すなわち、区間a、b、cの次区間において、電池温度が基準値T2以上となることが推定される。
In the
これに対し、電池コントローラ6は、区間aにおいて推定した発熱量に基づく電池温度が基準値T2を超えた度合いに応じて、デューティ比を25%として冷却装置7を駆動させ、区間aにおいて電池温度が基準値T1以下となるように電池5を冷却する。また、区間bにおいては、デューティ比を50%にして冷却装置7を駆動し、区間cにおいては、デューティ比を100%にして冷却装置7を駆動する。
On the other hand, the
これにより、電気車両が走行する走行コースの負荷が高く、電池5の充放電電流が高くなるような場合であっても、前もって電池温度を基準値T1以下にして、走行負荷が高い区間において電池温度が基準値T2以上となることを回避できる。
As a result, even when the load on the traveling course on which the electric vehicle travels is high and the charging / discharging current of the
[第2実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第2実施形態に係る電池コントローラ6によれば、走行コースにおける所定の区間ごとに電池5の負荷を予測し、予測された所定の区間ごとの電池負荷を用いて、電池5の発熱量を所定の区間ごとに予測して、電池温度が基準値T2よりも高くなると予測される所定の区間よりも前の区間に、電池5の冷却を開始するので、電池5の温度が高くなる区間を走行する前に電池5の温度を低下させておくことができる。したがって、実際に電池温度が高くなった時に、電池5の温度上昇度合いが冷却装置7の冷却能力を超えてしまい、冷却が十分に行われないことによる電池5の入出力可能電力の低下や、電池5の劣化を進行させてしまうといった不具合を回避できる。
[Effects of Second Embodiment]
As described above in detail, according to the
また、この電池コントローラ6によれば、電池温度が基準値T2よりも高くなる度合いが大きいほど、冷却装置7のデューティ比を高くして冷却度合いを高くするので、更に確実に電池温度が基準値T2を超えることを回避できる。
Further, according to the
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
1 モータ
2 駆動軸
3 車輪
4 インバータ
5 電池
6 電池コントローラ
7 冷却装置
11 電池温度計測部
12 走行速度計測部
13 電池電流計測部
14 劣化度合い計測部
21 車両起動中判定部
22 記憶部
23 温度制御部
31 ナビゲーションユニット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電池の劣化状態を判断する劣化状態判断手段と、
前記車両を走行させるための前記電池の負荷を検出する電池負荷検出手段と、
前記電池負荷検出手段で検出された電池負荷と、前記劣化状態判断手段で判断された劣化状態とから前記電池の発熱量を推定する発熱量推定手段と、
前記発熱量推定手段で推定された発熱量と現在の電池温度とから、前記電池温度が所定の基準値よりも高くなると推定される場合に、前記電池の冷却を開始する冷却手段と
を備えることを特徴とする車両用電池冷却装置。 In a vehicle battery cooling device for cooling a battery mounted on a vehicle,
A deterioration state determining means for determining a deterioration state of the battery;
Battery load detecting means for detecting a load of the battery for running the vehicle;
A calorific value estimating means for estimating a calorific value of the battery from the battery load detected by the battery load detecting means and the deterioration state determined by the deterioration state determining means;
Cooling means for starting cooling of the battery when the battery temperature is estimated to be higher than a predetermined reference value from the heat generation amount estimated by the heat generation amount estimation means and the current battery temperature. A vehicle battery cooling device.
前記発熱量推定手段は、前記電池の充放電電流の平均値を用いて、前記電池の発熱量を推定することを特徴とする請求項1に記載の車両用電池冷却装置。 The battery load detecting means detects an average value of charge / discharge currents of the battery input in a predetermined unit time as the battery load,
The vehicular battery cooling device according to claim 1, wherein the calorific value estimation means estimates the calorific value of the battery using an average value of charge / discharge currents of the battery.
前記発熱量推定手段は、前記車両速度の平均値を用いて、前記電池の発熱量を推定することを特徴とする請求項1に記載の車両用電池冷却装置。 The battery load detecting means detects an average value of the vehicle speed input in a predetermined unit time as the battery load,
The vehicle battery cooling device according to claim 1, wherein the heat generation amount estimation means estimates the heat generation amount of the battery using an average value of the vehicle speed.
前記発熱量推定手段は、前記予測された所定の区間ごとの電池負荷を用いて、前記電池の発熱量を所定の区間ごとに予測し、
前記冷却手段は、前記発熱量推定手段で予測された発熱量と電池温度とから、前記電池温度が基準値よりも高くなると予測される所定の区間よりも前の区間に、前記電池の冷却を開始すること
を特徴とする請求項1に記載の車両用電池冷却装置。 The battery load detection means predicts the battery load for each predetermined section in a travel course in which the vehicle travels,
The heat generation amount estimation means predicts the heat generation amount of the battery for each predetermined section using the predicted battery load for each predetermined section,
The cooling means cools the battery in a section before a predetermined section where the battery temperature is predicted to be higher than a reference value based on the heat generation amount predicted by the heat generation amount estimation means and the battery temperature. The vehicle battery cooling device according to claim 1, wherein the vehicle battery cooling device is started.
2. The vehicle according to claim 1, wherein the cooling unit increases the degree of cooling as the heat generation amount predicted by the heat generation amount estimation unit is high and the battery temperature exceeds a reference value. Battery cooling device.
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