JP2011135680A

JP2011135680A - 蓄電装置の入出力制御装置

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Publication number: JP2011135680A
Application number: JP2009292108A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Kikuchi; 義晃菊池
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-07-07

Abstract

【課題】本発明は、蓄電装置の性能を十分に活用し、且つ蓄電装置寿命の悪化を防止することができる蓄電装置の入出力制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、蓄電装置の状態を示す測定値を取得するための状態取得手段と、前記蓄電装置の状態に基づいて、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を設定するベース電力許容値設定手段と、前記蓄電装置の電圧、電流及び内部抵抗に基づいて、前記蓄電装置の出力電圧が所定時間（Ｔ_０）の間に下限電圧に達する際の前記蓄電装置の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）を予測する予測手段と、前記予測された放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）が、前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）以下のとき、前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を、（前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ））−（予め設定される所定時間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））の値に制御する電力制御手段と、を備える入出力制御装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電装置の入出力制限装置に関する。

近年、電気自動車、ハイブリッド自動車及び燃料電池自動車等には、車両推進用の駆動源として採用されるモータを駆動するための電力を蓄積する大容量の蓄電装置が搭載されている。

例えば、特許文献１には、車両に搭載される蓄電装置の過放電による弊害を防止するために、蓄電装置電圧が予め設定された一定の下限電圧まで低下した場合に、蓄電装置の出力制限を行う装置が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、放電時において放電量が多く電圧降下が急速に起こる場合には、蓄電装置の出力制限値を小さくし電圧降下が急速に起こるのを防止し、充電時において充電電量が多く電圧上昇が急速に起こる場合には、蓄電装置の入力制限を小さくし電圧上昇が急速に起こるのを防止する入出力制御装置が開示されている。

また、例えば、特許文献３には、蓄電装置の電圧の低下度合が大きいほど蓄電装置の出力制限の度合を大きくし、蓄電装置の寿命低下を防止する出力制御装置が開示されている。

特開平１１−４５４５号公報特開２００６−１６６５５９号公報特開２０００−９２６０３号公報

しかし、特許文献１の装置のように、蓄電装置電圧が下限電圧まで低下してから蓄電装置の出力制御を行うと、急な出力制限を実施しなければならず、例えば、車両の車速が変化したりしてドライバーが不快に感じる等のいわゆるドラビリが悪化することがある。

また、ドラビリ改善のための出力制限を実施しようとすると（例えば、フィードバック目標電圧を下限電圧の手前近傍に設定）、蓄電装置の電圧が下限電圧をオーバーシュートしてしまうため、蓄電装置の寿命が低下してしまう。一方、蓄電装置の寿命の低下を防止しようとすると（例えば、フィードバック目標電圧を高めに設定）、蓄電装置の性能を十分に活用できなくなってしまう。

そこで、本発明は、蓄電装置の性能を十分に活用し、且つ蓄電装置の寿命の低下を防止することができる蓄電装置の入出力制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、蓄電装置の出力電圧を下限電圧から上限電圧までの電圧範囲内に維持するための蓄電装置の入出力制御装置であって、前記蓄電装置の状態を示す測定値を取得するための状態取得手段と、前記蓄電装置の状態に基づいて、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を設定するベース電力許容値設定手段と、前記蓄電装置の電圧、電流及び内部抵抗に基づいて、前記蓄電装置の出力電圧が所定時間（Ｔ_０）の間に前記下限電圧に達する際の前記蓄電装置の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）を予測する予測手段と、前記予測された放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）が、前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）以下のとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を、（前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ））−（予め設定される所定時間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））の値に制御する電力制御手段と、を備える。

また、前記蓄電装置の入出力制御装置において、前記電力制御手段は、前記予測された放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）が、下式（１）の条件を満たすとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を、（前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ））−（予め設定される所定時間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））の値に制御することが好ましい。
Ｐ_ｏｕｔ≦ Ｗ_ｏｕｔ− １／２（ΔＷ×Ｔ_０）（１）

また、本発明は、蓄電装置の出力電圧を下限電圧から上限電圧までの電圧範囲内に維持するための蓄電装置の入出力制御装置であって、前記蓄電装置の状態を示す測定値を取得するための状態取得手段と、前記蓄電装置の状態に基づいて、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を設定するベース電力許容値設定手段と、前記蓄電装置の電圧、電流及び内部抵抗に基づいて、前記蓄電装置の出力電圧が所定時間（Ｔ_０）の間に前記上限電圧に達する際の前記蓄電装置の充電電力（Ｐ_ｉｎ）を予測する予測手段と、前記予測された充電電力（Ｐ_ｉｎ）が、前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）以上のとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を、（前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ））＋（予め設定される所定時間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））の値に制御する電力制御手段と、を備える。

また、前記蓄電装置の入出力制御装置において、前記電力制御手段は、前記予測された充電電力（Ｐ_ｉｎ）が、下式（２）の条件を満たすとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を、（前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ））＋（予め設定される所定時間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））の値に制御することが好ましい。
Ｐ_ｉｎ≧ Ｗ_ｉｎ＋１／２（ΔＷ×Ｔ_０）（２）

本発明によれば、蓄電装置の性能を十分に活用し、且つ蓄電装置寿命の悪化を防止することができる。

本実施形態に係る蓄電装置の入出力制御装置を備える蓄電装置システムの概略構成の一例を示す図である。蓄電装置の出力電圧が所定時間（Ｔ_０）の間に下限電圧（Ｖ_ｅ）に達する際の蓄電装置の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）の予測方法を説明する概念図である。（Ａ），（Ｂ）は、放電時におけるベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）の電力制御方法を説明する概念図である。（Ａ），（Ｂ）は、充電時におけるベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）の電力制御方法を説明する概念図である。本実施形態に係る蓄電装置の入出力装置による放電側の電力制限方法の一例を説明するフローチャートである。本実施形態に係る蓄電装置の入出力装置による充電側の電力制限方法の一例を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態に係る蓄電装置の入出力制御装置を備える蓄電装置システムの概略構成の一例を示す図である。図１に示す蓄電装置システム１は、蓄電装置１０、モータジェネレータ１２（負荷）、インバータ／コンバータ１４、蓄電装置の入出力制御装置を備える。なお、本実施形態に係る蓄電装置システム１は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車輌に搭載されるものを例としているが、これに制限されるものではない。また、蓄電装置システム１に用いられる蓄電装置の入出力制御装置は、上記車輌に搭載されるものに限定されず、蓄電装置１０を備える機器全てに適用される。

蓄電装置１０は、鉛二次電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等の二次電池等により構成される。但し、必ずしも蓄電装置１０はこれらに制限されるものではなく、電気二重層キャパシタに代表されるキャパシタ等の他の形式の蓄電装置であってもよい。

モータジェネレータ１２は、主にモータとして機能するモータジェネレータと、主にジェネレータとして機能するモータジェネレータと、を含むものであり、車両の走行状態に応じて、ジェネレータとして機能したり、モータとして機能するものである。

インバータ／コンバータ１４は、蓄電装置１０の直流とモータジェネレータ１２の交流とを変換しながら電流制御を行うインバータと、蓄電装置１０の電圧を昇圧又は降圧して、蓄電装置１０とモータジェネレータ１２との間での電力授受を可能にするコンバータと、を備える。

蓄電装置の入出力制御装置は、電圧センサ１６、電流センサ１８、温度センサ２０、ＥＣＵ２２を備えている。電圧センサ１６は、蓄電装置１０の端子電圧を検出するものであり、電流センサ１８は、蓄電装置１０を流れる電流を検出するものであり、温度センサ２０は、蓄電装置１０の温度を検出するものである。すなわち、電圧センサ１６、電流センサ１８、温度センサ２０等は、蓄電装置１０の状態を示す測定値（蓄電装置１０の電圧、電流、温度等）を取得するための状態取得手段として機能するものである。そして、各センサにより測定値データは、ＥＣＵ２２に出力される。なお、蓄電装置１０の状態を示す測定値を取得するための状態取得手段は、少なくとも蓄電装置１０の温度を検出する温度センサ２０から構成されていればよい。

ＥＣＵ２２は、蓄電装置１０の状態を示す測定値（少なくとも蓄電装置１０の温度）に基づいて、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を設定するベース電力許容値設定手段としての機能を有する。ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）は、Ｗ_ｏｕｔでの放電、Ｗ_ｉｎでの充電が所定時間（Ｔ_１）継続されても、蓄電装置１０の出力電圧の電圧変化が上限電圧（Ｖ_ｕ）から下限電圧（Ｖ_ｅ）までの所定範囲内に収まるように設定される。例えば、ＥＣＵ２２に上記Ｗ_ｏｕｔ、Ｗ_ｉｎと蓄電装置１０の温度との関係を表すマップを予め記憶させておき、該マップに、検出された蓄電装置１０の温度を当てはめることにより求められる。また、例えば、上記Ｗ_ｏｕｔ、Ｗ_ｉｎと蓄電装置１０の蓄電残量としてのＳＯＣとの関係を表すマップを予め記憶させておき、該マップに、検出されたＳＯＣを当てはめることにより求めてもよい。なお、蓄電残量としてのＳＯＣは、例えば、入力された電流を積算することにより求められる。

ここで、上限電圧（Ｖ_ｕ）及び下限電圧（Ｖ_ｅ）は、最高定格電圧及び最低定格電圧、あるいは、蓄電装置１０に接続される負荷の動作可能電圧等に従って決定される。

また、ＥＣＵ２２は、蓄電装置１０の電圧、電流及び内部抵抗に基づいて、蓄電装置１０の出力電圧が所定時間（Ｔ_０）の間に下限電圧（Ｖ_ｅ）に達する際の蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）を予測すること、及び蓄電装置１０の出力電圧が所定時間（Ｔ_０）の間に上限電圧（Ｖ_ｕ）に達する際の蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）を予測する予測手段としての機能を有する。なお、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）の設定の際の所定時間（Ｔ_１）は、放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）、充電電力（Ｐ_ｉｎ）を予測する際の所定時間（Ｔ_０）とは異なり、Ｔ_１の方がＴ_０より長い時間となる。以下にＥＣＵ２２による蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）、充電電力（Ｐ_ｉｎ）の予測方法について具体的に説明する。

図２は、蓄電装置の出力電圧が所定時間（Ｔ_０）の間に下限電圧（Ｖ_ｅ）に達する際の蓄電装置の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）の予測方法を説明する概念図である。図２に示すＩ_０、Ｖ_０は、放電時において、電圧センサ１６、電流センサ１８により検出された蓄電装置１０の電圧及び電流値である。そして、蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）出力時の蓄電装置１０の電流、電圧は、図２に示す電流Ｉ_ｘであり、下限電圧Ｖ_ｅとなる。そして、これら（Ｉ_０、Ｖ_０）と（Ｉ_ｘ、Ｖ_ｅ）は、Ｉ_０、Ｖ_０検出時の内部抵抗Ｒを傾きとする直線上に位置する。これにより、Ｉ_ｘ＝Ｉ_０＋（（Ｖ_０−Ｖ_ｅ）／Ｒ）となるから、蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）は下式（３）により予測される。
Ｐ_ｏｕｔ＝Ｉ_ｘ×Ｖ_ｅ＝（Ｉ_０＋（（Ｖ_０−Ｖ_ｅ）／Ｒ））×Ｖ_ｅ（３）

ここで、蓄電装置１０が複数の組電池である場合、放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）の予測制度を向上させる点で、電圧センサ１６により検出される電圧Ｖ_０は、複数の組電池から検出される電圧の中の最小値であることが好ましい。

また、上記内部抵抗Ｒは、例えば、蓄電装置１０の温度と内部抵抗との関係を示すマップをＥＣＵ２２に記録させておき、該マップに、温度センサ２０により検出された蓄電装置１０の温度を当てはめることにより求められる。但し、内部抵抗Ｒの算出方法は、上記に制限されるものではない。

また、充電側も上記と同様に求めることができる。すなわち、充電時において、電圧センサ１６、電流センサ１８により検出された蓄電装置１０の電圧及び電流値は（Ｉ_０、Ｖ_０）、蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）入力時の蓄電装置１０の電流はＩ_ｙ、電圧は上限電圧Ｖ_ｕ、Ｉ_０、Ｖ_０検出時の内部抵抗Ｒとすると、Ｉ_ｙ＝Ｉ_０＋（（Ｖ_０−Ｖ_ｕ）／Ｒ）となるから、蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）は下式（４）により予測される。
Ｐ_ｉｎ＝Ｉ_ｙ×Ｖ_ｕ＝（Ｉ_０＋（（Ｖ_０−Ｖ_ｕ）／Ｒ））×Ｖ_ｕ（４）

ここで、蓄電装置１０が複数の組電池である場合、充電電力（Ｐ_ｉｎ）の予測制度を向上させる点で、電圧センサ１６により検出される電圧Ｖ_０は、複数の組電池から検出される電圧の中の最大値であることが好ましい。

図３（Ａ），（Ｂ）は、放電時におけるベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）の電力制御方法を説明する概念図である。ＥＣＵ２２は、予測されたＰ_ｏｕｔが、設定したベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）以下であるか否かを判定し、図３（Ａ）に示すように、Ｐ_ｏｕｔがＷ_ｏｕｔ以下であるとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、設定したベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）と（予め設定される所定時Ｔ_０間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））との差で求められる値まで出力制御する電力制限手段を備える。

また、蓄電装置１０の性能を十分に活用することができる点で、ＥＣＵ２２は、予測されたＰ_ｏｕｔが（Ｗ_ｏｕｔ−１／２（ΔＷ×Ｔ_０）以下であるか否かを判定し、図３（Ｂ）に示すように、Ｐ_ｏｕｔが（Ｗ_ｏｕｔ−１／２（ΔＷ×Ｔ_０）以下であるとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、設定したベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）と（予め設定される所定時Ｔ_０間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））との差で求められる値まで出力制御することが好ましい。

図４（Ａ），（Ｂ）は、充電時におけるベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）の電力制御方法を説明する概念図である。ＥＣＵ２２は、予測されたＰ_ｉｎが、設定したベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）以上であるか否かを判定し、図４（Ａ）に示すように、Ｐ_ｉｎがＷ_ｉｎ以上であるとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、設定したベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）と（予め設定される所定時Ｔ_０間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））との和で求められる値まで出力制御する電力制限手段を備える。

また、蓄電装置１０の性能を十分に活用することができる点で、ＥＣＵ２２は、予測されたＰ_ｉｎが（Ｗ_ｉｎ＋１／２（ΔＷ×Ｔ_０）以上であるか否かを判定し、図４（Ｂ）に示すように、Ｐ_ｉｎが（Ｗ_ｉｎ−１／２（ΔＷ×Ｔ_０）以上であるとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、設定したベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）と（予め設定される所定時間Ｔ_０当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））との和で求められる値まで出力制御することが好ましい。

図５は、本実施形態に係る蓄電装置の入出力装置による放電側の電力制限方法の一例を説明するフローチャートである。

図５に示すように、まず、ステップＳ１０では、電圧センサ１６、電流センサ１８、温度センサ２０により蓄電装置１０の電圧、電流、温度を検出し、蓄電装置１０の状態を示す測定値を取得する。次に、ステップＳ１２では、ＥＣＵ２２により、蓄電装置１０の状態を示す測定値（少なくとも蓄電装置１０の温度）に基づいて、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を設定する。例えば、ＥＣＵ２２に上記Ｗ_ｏｕｔと蓄電装置１０の温度との関係を表すマップを予め記憶させておき、該マップに検出された蓄電装置１０の温度を当てはめることにより求める。次に、ステップＳ１４では、ＥＣＵ２２により、上記検出電圧Ｖ_０、電流Ｉ_０、内部抵抗Ｒ（蓄電装置１０の温度から推定）、及び予め設定される下限電圧Ｖ_ｅの値をＰ_ｏｕｔ＝Ｉ_ｘ×Ｖ_ｅ＝（Ｉ_０＋（（Ｖ_０−Ｖ_ｅ）／Ｒ））×Ｖ_ｅに当てはめ、蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）を予測する。

そして、ＥＣＵ２２により、蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）がＷ_ｏｕｔ以下であるか否か、好ましくは（Ｗ_ｏｕｔ−１／２（ΔＷ×Ｔ_０）以下であるか否かを判定する。蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）がＷ_ｏｕｔ以下であるとき、好ましくは（Ｗ_ｏｕｔ−１／２（ΔＷ×Ｔ_０）以下であるとき、ステップＳ１６では、ＥＣＵ２２により、所定時間（Ｔ_０）かけて、設定したベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）と（予め設定される所定時Ｔ_０間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））との差で求められる値まで出力制御する。なお、出力制御後、蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）がＷ_ｏｕｔを超えた場合、好ましくは（Ｗ_ｏｕｔ−１／２（ΔＷ×Ｔ_０）を超えた場合には、制限した蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）を元に戻す。

一方、蓄電装置１０の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）がＷ_ｏｕｔ超であるとき、好ましくは（Ｗ_ｏｕｔ−１／２（ΔＷ×Ｔ_０）超であるとき、ステップＳ１８に進み、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を維持する。

図６は、本実施形態に係る蓄電装置の入出力装置による充電側の電力制限方法の一例を説明するフローチャートである。

図６に示すように、まず、ステップＳ２０では、電圧センサ１６、電流センサ１８、温度センサ２０により蓄電装置１０の電圧、電流、温度を検出し、蓄電装置１０の状態を示す測定値を取得する。次に、ステップＳ２２では、ＥＣＵ２２により、蓄電装置１０の状態を示す測定値（少なくとも蓄電装置１０の温度）に基づいて、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を設定する。次に、ステップＳ２４では、ＥＣＵ２２により、上記検出電圧Ｖ_０、電流Ｉ_０、内部抵抗Ｒ（蓄電装置１０の温度から推定）、及び予め設定される上限電圧Ｖ_ｕの値をＰ_ｉｎ＝Ｉ_ｙ×Ｖ_ｕ＝（Ｉ_０＋（（Ｖ_０−Ｖ_ｕ）／Ｒ））×Ｖ_ｕに当てはめ、蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）を予測する。

そして、ＥＣＵ２２により、蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）がＷ_ｉｎ以上であるか否か、好ましくは（Ｗ_ｉｎ＋１／２（ΔＷ×Ｔ_０）以上であるか否かを判定する。蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）がＷ_ｉｎ以上であるとき、好ましくは（Ｗ_ｉｎ＋１／２（ΔＷ×Ｔ_０）以上であるとき、ステップＳ２６では、ＥＣＵ２２により、所定時間（Ｔ_０）かけて、設定したベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）と（予め設定される所定時Ｔ_０間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））との和で求められる値まで出力制限する。なお、出力制限後、蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）がＷ_ｉｎより低くなった場合、好ましくは（Ｗ_ｏｕｔ−１／２（ΔＷ×Ｔ_０）より低くなった場合には、制限した蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）を元に戻す。

一方、蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）がＷ_ｉｎ未満であるとき、好ましくは（Ｗ_ｉｎ−１／２（ΔＷ×Ｔ_０）未満であるとき、ステップＳ２８に進み、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を維持する。

以上のような蓄電装置の入出力制御により、蓄電装置の電圧が下限電圧又は上限電圧に達してから急な出力制御を実施する従来の制御方法と比較して、例えば、車両の車速が変化したりしてドライバーが不快に感じる等のドラビリが悪化することを抑制することができる。

また、蓄電装置の電圧が下限電圧又は上限電圧に達してから急な出力制御を実施する従来の制御方法では、蓄電装置の寿命低下やドラビリ悪化の抑制の点で、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を算出する際に必要な蓄電装置の状態を示す測定値（蓄電装置の温度）やＳＯＣ等に対して高い測定精度が要求される。しかし、蓄電装置の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）がＷ_ｏｕｔ以下、蓄電装置１０の充電電力（Ｐ_ｉｎ）がＷ_ｉｎ以上のとき等に入出力制御を行う本実施形態の方法では、蓄電装置の状態を示す測定値（蓄電装置の温度）やＳＯＣ等に対して、従来の制御方法ほど高い測定精度を要しなくても、蓄電装置の寿命低下やドラビリ悪化の抑制を図ることができる。

また、従来の制御方法では、ドラビリ改善のための出力制御を実施するために、例えば、フィードバック目標電圧を下限電圧の手前近傍に設定すると、蓄電装置の電圧が下限電圧をオーバーシュートする場合があり、蓄電装置の寿命が低下してしまう。また、例えば、フィードバック目標電圧を下限電圧より高めに設定して、蓄電装置の寿命の低下を防止しようとすると、蓄電装置の性能を十分に活用できなくなってしまう。しかし、蓄電装置の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）がＷ_ｏｕｔ以下、蓄電装置の充電電力（Ｐ_ｉｎ）がＷ_ｉｎ以上のとき等に入出力制御を行う本実施形態の方法では、例えば、フィードバック目標電圧を下限電圧の手前近傍に設定しても、蓄電装置の電圧が下限電圧をオーバーシュートすることはなく、蓄電装置の寿命の低下を抑制しながら、蓄電装置の性能を十分に活用することが可能となる。

１蓄電装置システム、１０蓄電装置、１２モータジェネレータ、１４コンバータ、１６電圧センサ、１８電流センサ、２０温度センサ、２２ＥＣＵ。

Claims

蓄電装置の出力電圧を下限電圧から上限電圧までの電圧範囲内に維持するための蓄電装置の入出力制御装置であって、
前記蓄電装置の状態を示す測定値を取得するための状態取得手段と、
前記蓄電装置の状態に基づいて、ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を設定するベース電力許容値設定手段と、
前記蓄電装置の電圧、電流及び内部抵抗に基づいて、前記蓄電装置の出力電圧が所定時間（Ｔ_０）の間に前記下限電圧に達する際の前記蓄電装置の放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）を予測する予測手段と、
前記予測された放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）が、前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）以下のとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を、（前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ））−（予め設定される所定時間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））の値まで制御する電力制御手段と、を備えることを特徴とする蓄電装置の入出力制御装置。
請求項１記載の蓄電装置の入出力制御装置であって、前記電力制御手段は、前記予測された放電電力（Ｐ_ｏｕｔ）が、下式（１）の条件を満たすとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ）を、（前記ベース放電電力許容値（Ｗ_ｏｕｔ））−（予め設定される所定時間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））の値に制御することを特徴とする蓄電装置の入出力制御装置。
Ｐ_ｏｕｔ≦ Ｗ_ｏｕｔ− １／２（ΔＷ×Ｔ_０）（１）
蓄電装置の出力電圧を下限電圧から上限電圧までの電圧範囲内に維持するための蓄電装置の入出力制御装置であって、
前記蓄電装置の状態を示す測定値を取得するための状態取得手段と、
前記蓄電装置の状態に基づいて、ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を設定するベース電力許容値設定手段と、
前記蓄電装置の電圧、電流及び内部抵抗に基づいて、前記蓄電装置の出力電圧が所定時間（Ｔ_０）の間に前記上限電圧に達する際の前記蓄電装置の充電電力（Ｐ_ｉｎ）を予測する予測手段と、
前記予測された充電電力（Ｐ_ｉｎ）が、前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）以上のとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を、（前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ））＋（予め設定される所定時間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））の値に制御する電力制御手段と、を備えることを特徴とする蓄電装置の入出力制御装置。
請求項３記載の蓄電装置の入出力制御装置であって、前記電力制御手段は、前記予測された充電電力（Ｐ_ｉｎ）が、下式（２）の条件を満たすとき、所定時間（Ｔ_０）かけて、前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ）を、（前記ベース充電電力許容値（Ｗ_ｉｎ））＋（予め設定される所定時間当たりの変動許容電力率（ΔＷ）×所定時間（Ｔ_０））の値に制御することを特徴とする蓄電装置の入出力制御装置。
Ｐ_ｉｎ≧ Ｗ_ｉｎ＋１／２（ΔＷ×Ｔ_０）（２）